DE3901425A1

DE3901425A1 - Pipe coupling, in particular coupling for the exhaust pipes of vehicles

Info

Publication number: DE3901425A1
Application number: DE19893901425
Authority: DE
Inventors: Eckard Pueschel
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1989-01-19
Filing date: 1989-01-19
Publication date: 1990-07-26

Abstract

A bayonet pipe coupling for exhaust pipes of vehicles is described. The claw segments of the bayonet closure element here comprise shoulder segments of the other pipe. The faces of the claw segments or shoulder segments which face one another are of wedge shaped design so that in the course of the rotational movement the two pipes are clamped to one another. For this purpose, an elastic sealing element is provided. A rising wedge angle of the wedge faces is adjacent to a wedge face which has a decreasing wedge angle. Therefore, the pipe coupling can only be released if the clamping force is increased so that automatic release is excluded.

Description

Die Erfindung betrifft eine Rohrkupplung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, welche beispielsweise in der DE-OS 22 05 417 beschrieben ist.The invention relates to a pipe coupling according to the Preamble of claim 1, which for example in DE-OS 22 05 417 is described.

Neben üblichen Kupplungen von Fahrzeug-Abgasrohren, welche oftmals als durch Schrauben und Muttern gesicher te Flanschverbindungen ausgebildet sind, können auch ähnlich einem Bajonett-Verschluß gestaltete Rohrkupp lungen zum Einsatz kommen. Derartige Bajonett-Ver schlüsse sind einfacher in der Montage und können im Gegensatz zu den sich meist festfressenden Schraubver bindungen auch nach langer Einsatzdauer wieder gelöst werden.In addition to the usual couplings for vehicle exhaust pipes, which often as secured by bolts and nuts te flange connections are also formed tube coupling designed similar to a bayonet lock lungs are used. Such bayonet ver Circles are easier to assemble and can be used in Contrary to the mostly seizing screwdrivers bindings loosened even after a long period of use will.

Um dabei sicherzustellen, daß das Bajonett-Verschluß stück stets in der die beiden Rohre aneinander an kuppelnden Position verbleibt, werden bei der in der o. g. Schrift gezeigten Rohrkupplung die beiden Rohre unter Zwischenschaltung des Bajonett-Verschlußstückes gegen einander verspannt. Hierzu sind sowohl die Klauenseg mente des Bajonett-Verschlußstückes als auch die Ab satzsegmente des anzukuppelnden Rohres keilformig ausgebildet, wobei der Keilwinkel im Bereich der Selbst hemmung liegt. Andere bekannte Lösungen (beispielsweise die DE-OS 37 30 968) zeigen Sperrkeile, welche ein Verdrehen des Bajonett-Verschlußstückes verhindern.To ensure that the bayonet catch piece in which the two pipes always touch each other remains in the coupling position at the in the o. G. Scripture shown pipe coupling under the two pipes Interposition of the bayonet locking piece against tense each other. For this are both the clawseg elements of the bayonet locking piece as well as the Ab wedge-shaped set segments of the pipe to be coupled formed, the wedge angle in the area of the self inhibition lies. Other known solutions (e.g. DE-OS 37 30 968) show locking wedges, which one Prevent twisting of the bayonet locking piece.

Diese bekannten Lösungen können jedoch insbesondere bei dynamisch beanspruchten oder einer Rüttelbewegung ausgesetzten Rohren nicht befriedigen. Diese zusätzliche Krafteinleitung kann ein Verdrehen und somit ein Lösen des Bajonett-Verschlußstückes bewirken. Ebenso können sich die Sicherungskeile, welche im übrigen den Bauauf wand erheblich vergrößern, lösen und somit ein Öffnen der Rohrkupplung ermöglichen.However, these known solutions can be used in particular dynamically stressed or a shaking motion do not satisfy exposed pipes. This additional Force application can twist and thus loosen effect of the bayonet locking piece. You can also the safety wedges, which otherwise the construction enlarge the wall considerably, loosen and thus open it enable the pipe coupling.

Aufgabe der Erfindung ist es, an einer Rohrkupplung der im Oberbegriff des ersten Anspruchs genannten Art Maßnahmen aufzuzeigen, mit Hilfe derer ein unerwünschtes Lösen des Bajonett-Verschlußstückes auf einfache Weise sicher vermieden wird.The object of the invention is to a pipe coupling Art mentioned in the preamble of the first claim To show measures with the help of which an undesirable Loosen the bayonet locking piece in a simple way is safely avoided.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs gelöst, vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen beschreiben die Unteransprüche.This task is characterized by the characteristics of the first claim, advantageous training and Developments describe the subclaims.

Weisen die aneinander angepaßten Keilflächen der Klauen- und Absatzsegmente im Anschluß an einen ersten anstei genden Keilwinkel einen zweiten abfallenden Keilwinkel auf, so können die beiden Segmente in jenem abfallenden Keilflächenbereich ineinander verrasten. Insbesondere bietet es sich hierbei an, eines der beiden Segmente anschließend an die abfallende Keilfläche wiederum mit einer mit dem ersten ansteigenden Keilwinkel ansteigen den Keilfläche zu versehen, da dann in der geschlossenen Position des Bajonett-Verschlußstückes das zwei Keil flächen aufweisende Segment zwischen der zweiten und dritten Keilfläche des anderen Segmentes eingebettet liegt. Do the matched wedge surfaces of the claw and paragraph segments following a first increase wedge angle a second descending wedge angle on, so the two segments in that descending Lock the wedge surface area together. In particular it makes sense here, one of the two segments then again with the sloping wedge surface one increase with the first increasing wedge angle to provide the wedge surface, since then in the closed Position of the bayonet catch the two wedges area segment between the second and third wedge surface of the other segment embedded lies.

Zur weiteren Sicherung sind die beiden Rohre und somit auch das Bajonett-Verschlußstück sowie das mit den Absatzsegmenten versehene Rohr gegeneinander verspannt. Vorgesehen ist hierzu ein zwischengelegtes Spannelement, welches vorteilhafterweise zugleich die Funktion eines die Rohrkupplung abdichtenden Dichtelementes übernimmt. Im Bereich der ansteigenden Keilflächen werden bei einer Relativ-Drehbewegung zweier einander zugeordneter Segmente die beiden Rohre unter kontinuierlicher Stei gerung der Vorspannkraft solange gegeneinander ver spannt, bis bei Aufeinandertreffen der beiden Keil spitzen - beschrieben durch die Stoßstelle der anstei genden Keilfläche mit der abfallenden Keilfläche - aufeinandertreffen. In diesem Punkt liegt die maximal erzielbare Spannkraft an. Ein weiteres Verdrehen läßt, wie oben beschrieben, die einander zugeordneten Segmente ineinander verrasten, wobei die Spannkraft aufgrund der abfallenden Keilflächen geringfügig reduziert wird. Dieser reduzierte Kraftanteil muß zunächst eingeleitet werden, um ein Lösen der Rohrkupplung zu ermöglichen. Ein unerwünschtes selbsttätiges Lösen wird hiermit sicher ausgeschlossen.To further secure the two tubes and thus also the bayonet locking piece and the tube provided with the heel segments are braced against each other. An interposed tensioning element is provided for this purpose, which advantageously also takes over the function of a sealing element that seals the pipe coupling. In the area of the rising wedge surfaces, with a relative rotation of two mutually assigned segments, the two tubes are clamped against each other while continuously increasing the pretensioning force until the two wedge tips meet - described by the joint of the rising wedge surface with the falling wedge surface - meet. The maximum achievable clamping force is present at this point. A further rotation, as described above, allows the segments assigned to one another to lock into one another, the clamping force being slightly reduced due to the wedge surfaces falling off. This reduced proportion of force must first be introduced to enable the pipe coupling to be released. An unwanted automatic loosening is hereby definitely excluded.

Der konstruktive Aufwand wird dabei gering gehalten, wenn sich gemäß Anspruch 3 das Bajonett-Verschlußstück an einer Auftulpung des ersten Rohres abstützt. Dabei sollte das Bajonett-Verschlußstück auf dem ersten Rohr drehbar gelagert sein, um die Rohrkupplung verschließen zu können, ohne dabei die Rohre gegeneinander verdrehen zu müssen. Zwar könnte das Bajonett-Verschlußstück ebenso wie die korrespondierenden Absatz-Segmente aus den jeweiligen Rohren herausgearbeitet sein, eine konstruktive, sowie fertigungstechnische Vereinfachung ergibt sich jedoch mit den Merkmalen des Anspruchs 4. In diesem Zusammenhang bietet es sich auch an, das die Spannkraft aufbringende Dichtelement zwischen der Auftulpung des ersten Rohres sowie dem Ringteil des zweiten Rohres einzuspannen, da hiermit keine weiteren separaten Abstützvorrichtungen erforderlich sind.The design effort is kept low, if according to claim 3, the bayonet locking piece is supported on a bulge of the first tube. Here the bayonet fitting should be on the first tube be rotatably mounted to close the pipe coupling to be able to without twisting the tubes against each other to have to. Although the bayonet fitting could as well as the corresponding sales segments be worked out for the respective pipes, one constructive and manufacturing simplification arises, however, with the features of claim 4. In In this context, it also makes sense that the Clamping element between the Tulping of the first tube and the ring part of the of the second tube, since there are no more separate support devices are required.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigt:In the following, the invention is based on a preferred Embodiment described in more detail. It shows:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht, Fig. 1 is a partially sectioned side view,

Fig. 2 die Ansicht X aus Fig. 1, sowie Fig. 2 shows the view X from Fig. 1, and

Fig. 3 die Segment-Keilflächen in Abwicklung. Fig. 3 shows the segment wedge surfaces in development.

Die beiden Rohre 1, 2 sind durch eine in ihrer Gesamt heit mit 3 bezeichnete Bajonett-Rohrkupplung miteinander verbunden. Diese Bajonett-Rohrkupplung besteht aus einem Bajonett-Verschlußstück 4, einem Ringteil 5, sowie einem Dichtring 6. Das Bajonett-Verschlußstück 4 ist drehbar auf dem Rohr 1 gelagert und stützt sich an einer Auf tulpung 7 dieses Rohres ab. Das Ringteil 5 ist auf das Rohr 2 aufgeschoben und mit diesem verschweißt. Der Dichtring 6 liegt auf dem Rohr 2 bündig auf und ist zwischen dem Ringteil 5 sowie der Auftulpung 7 des Rohres 1 eingespannt.The two tubes 1 , 2 are connected to each other by a bayonet tube coupling designated by 3 in their totality. This bayonet pipe coupling consists of a bayonet locking piece 4 , a ring part 5 , and a sealing ring 6 . The bayonet locking piece 4 is rotatably mounted on the tube 1 and is supported on a tulip 7 on this tube. The ring part 5 is pushed onto the pipe 2 and welded to it. The sealing ring 6 rests flush on the pipe 2 and is clamped between the ring part 5 and the tulip 7 of the pipe 1 .

Das Bajonett-Verschlußstück 4 ist mit Klauen-Segmenten 8 a, 8 b versehen, welche Absatz-Segmente 9 a, 9 b des Ringteiles 5 umgreifen. Die Absatz-Segmente 9 erstrecken sich dabei über einen begrenzten Winkelbereich ϕ, so daß die einen engeren Winkelbereich ϕ′ einschließenden Klauen-Segmente 8 mühelos durch den Restwinkelbe reich ϕ′′ eingesetzt und durch Verdrehen mit den Absatz- Segmenten 9 zur Deckung gebracht werden können. The bayonet locking piece 4 is provided with claw segments 8 a , 8 b , which encompass paragraph segments 9 a , 9 b of the ring part 5 . The heel segments 9 extend over a limited angular range φ, so that a narrower range of angles φ 'enclosing claw segments 8 effortlessly through the Restwinkelbe rich φ' can be used 'and brought by rotation to the sales segments 9 to cover .

Sowohl die Klauen-Segmente 8 als auch die Absatz-Seg mente 9 sind in den einander zugewandten Flächen in Umfangsrichtung keilförmig ausgebildet. Die gegenseitige Drehbewegung gemäß Pfeil 10 verursacht somit eine gegeneinander gerichtete Axialbewegung der beiden Rohre 1, 2 (Pfeilrichtung 11). Durch diese Bewegung wird das Dichtelement 6 weiter verspannt.Both the claw segments 8 and the paragraph Seg elements 9 are wedge-shaped in the circumferential direction in the facing surfaces. The mutual rotary movement according to arrow 10 thus causes an axial movement of the two tubes 1 , 2 directed towards one another (arrow direction 11 ). The sealing element 6 is further tensioned by this movement.

Zur näheren Erläuterung sind in Fig. 3 die aufeinander gleitenden Keilflächen eines Klauen-Segmentes 8 sowie eines Absatz-Segmentes 9 in Abwicklung dargestellt. Zu Beginn der gegenseitigen Drehbewegung befindet sich das Klauen-Segment 8 am linken Ende des Absatz-Segmentes 9 und liegt mit seiner einen ansteigenden Keilwinkel α aufweisenden Teil-Keilfläche auf der dem gleichen ansteigenden Keilwinkel α aufweisenden Teil-Keilfläche des Ringteiles 5 auf. Eine Drehbewegung des Klauen-Seg mentes 8 bzw. des Bajonett-Verschlußstückes 4 gemäß Pfeilrichtung 10 veranlaßt eine zusätzliche Bewegung in Pfeilrichtung 11. Diese zusätzliche Bewegung verspannt, da sich das Bajonett-Verschlußstück 4 an der Auftulpung 7 des Rohres 1 abstützt, unter Erhöhung der Vorspann kraft des Dichtelementes 6 das Rohr 1 gegenüber dem Rohr 2. Der maximale Spannhub ist dabei im Punkt A der abgewickelten Keilfläche erreicht. Im Anschluß an jenen Punkt A ist das Ringteil 5 mit einer einen abfallenden Keilwinkel β aufweisenden zweiten Teil-Keilfläche versehen. Eine mit dieser korrespondierende, ebenfalls den abfallenden Keilwinkel β aufweisende Teil-Keil fläche des Klauen-Segmentes 8 fügt sich bei weiterem Verdrehen des Klauen-Segmentes 8 gemäß Pfeilrichtung 10 nahtlos an die abfallende Keilfläche des Ringteiles 5 an. Um dabei noch einen gewissen Spannhub h sicherzu stellen, schließt sich an die zweite abfallende Teil- Keilfläche des Ringteiles 5 im Punkt B eine dritte Teil-Keilfläche an, welche abermals den ersten anstei genden Keilwinkel α aufweist. Das Klauen-Segment 8 liegt somit eingebettet in der zweiten sowie dritten Teil-Keilfläche des Absatz-Segmentes 5. Dieser Zustand ist in Fig. 3 figürlich dargestellt.For a more detailed explanation, the wedge surfaces of a claw segment 8 and a shoulder segment 9 sliding on one another are shown in development in FIG . At the beginning of the mutual rotary movement, the claw segment 8 is located at the left end of the shoulder segment 9 and, with its partial wedge surface having an increasing wedge angle α , lies on the partial wedge surface of the ring part 5 which has the same increasing wedge angle α . A rotational movement of the claw segment 8 or the bayonet locking piece 4 in the direction of the arrow 10 causes an additional movement in the direction of the arrow 11 . This additional movement tensions, since the bayonet locking piece 4 is supported on the tulip 7 of the tube 1 , increasing the biasing force of the sealing element 6, the tube 1 relative to the tube 2nd The maximum clamping stroke is reached at point A of the wedge surface that has been developed. Following that point A , the ring member 5 is provided with a descending wedge angle β having a second partial wedge surface. A corresponding with this, also the sloping wedge angle β having part wedge surface of the claw-segment 8 fits upon further rotation of the jaw segment 8 according to arrow 10 seamlessly with the sloping wedge surface of the annular member 5 at. In order to ensure a certain clamping stroke h , a second partial wedge surface at point B follows the second falling partial wedge surface of the ring part 5 , which again has the first increasing wedge angle α . The claw segment 8 is thus embedded in the second and third partial wedge surface of the heel segment 5 . This state is shown figuratively in FIG. 3.

Ein selbsttätiges Lösen des Bajonett-Verschlußstückes 4 gegen Pfeilrichtung 10 ist ausgeschlossen, da hierfür zunächst eine weitere Spannkraft aufgebracht werden müßte, um den zusätzlichen Höhenunterschied zwischen den Punkten B und A zu überwinden. Neben dieser Eigenschaft der absoluten Sicherheit gegen selbsttätiges Lösen zeichnet sich diese Bajonett-Rohrkupplung noch durch weitere Vorteile aus. Bei geringstem Montageaufwand und geringer Bauteil-Stückzahl unter vorteilhafter Funk tionsvereinigung beispielsweise des Dichtelementes 6 stellt diese Rohrkupplung auch nach langer Betriebszeit eine einfach und zerstörungsfrei lösbare Verbindung dar, welche darüber hinaus an die Zugänglichkeit nur geringe Anforderungen stellt.An automatic loosening of the bayonet locking piece 4 against the direction of the arrow 10 is excluded, since a further tensioning force would first have to be applied to overcome the additional height difference between the points B and A. In addition to this property of absolute security against automatic loosening, this bayonet pipe coupling is characterized by other advantages. With minimal assembly effort and a small number of components with advantageous combination of functions, for example the sealing element 6 , this pipe coupling is a simple and non-destructive detachable connection even after a long period of operation, which moreover makes only small demands on accessibility.

Claims

1. Pipe coupling, in particular coupling of vehicle exhaust pipes, with a bayonet locking piece, which is supported on the first pipe and encompasses segment-shaped radial shoulders of the second pipe with its segment-shaped claws, the claw segments and heel segments being adapted to one another in the circumferential direction in a wedge-shaped manner are formed, characterized in that at the first rising wedge angle ( α ) of each segment ( 8 , 9 ) is followed by a second falling wedge angle ( β ).

2. Pipe coupling according to claim 1, characterized in that an axially braced sealing element ( 6 ) is provided between the two tubes ( 1 , 2 ).

3. Pipe coupling according to claim 1 or 2, characterized in that the bayonet closure piece ( 4 ) is supported on a tulip ( 7 ) of the first tube ( 1 ).

4. Pipe coupling according to one of the preceding claims, characterized in that the paragraph segments ( 9 ) from a on the second tube ( 2 ) applied ring part ( 5 ) are worked out.

5. Pipe coupling according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing element ( 6 ) resting on the second tube ( 2 ) between the tulping ( 7 ) of the first tube ( 1 ) and the ring part ( 5 ) applied to the second tube is tense.