DE4317256C2 - Rohrverbindung, insbesondere in einer Brennkraftmaschinen-Abgasanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rohrverbindung, insbesondere in einer Brennkraftmaschinen-Abgasanlage, mit einem zwi­ schen den beiden flanschartig ausgebildeten Rohrenden liegenden Dichtring, wobei die Rohrend-Flansche im we­ sentlichen parallel zueinander in einem Winkel kleiner 90° zur Rohrlängsachse geneigt sind und durch ein Spann­ element gegeneinander gedrückt werden. Bekannt ist eine derartige Rohrverbindung aus der GB-PS 1 422 203.

Bei dieser bekannten Rohrverbindung liegt der Dichtring im Kraftschluß, d. h. bei dieser bekannten Rohrverbin­ dung stützen sich die beiden Rohrenden über den Dichtring aneinander ab. Dadurch, daß die Rohrend-Flansche geneigt sind, erlaubt diese bekannte Rohrverbindung ferner einen geringen winkeligen Versatz zwischen den beiden miteinan­ der zu verbindenden Rohrleitungen. Jedoch können insbe­ sondere bei Wechselbelastungen im Dichtringbereich Un­ dichtigkeiten auftreten. Damit ist die Verwendung einer derartigen Rohrverbindung beispielsweise in der Abgasan­ lage einer lambda-geregelten Brennkraftmaschine stromauf eines Dreiwege-Katalysators ausgeschlossen.

Eine demgegenüber verbesserte Rohrverbindung aufzuzeigen, ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung.

Weiteren Stand der Technik, den der Fachmann bei einer Suche nach einer Lösung der gestellten Aufgabe in Betracht ziehen kann, bildet die DE 39 03 780 A1. Beispielsweise aus dieser Schrift ist es bekannt, an einem Dichtring ein Stützelement vorzusehen, welches einen Anschlag zur Begrenzung des axialen Quetschmaßes dieses Dichtringes bildet. Es ist somit grundsätzlich bekannt, einen Dichtring quasi im Kraftnebenschluß anzuordnen.

Nach alledem besteht die Lösung der Aufgabe darin, daß sich die Rohre ab­ seits des Dichtringes im Bereich der Rohrwand aufeinander abstützen, wozu einer der Flansche im Abstützbereich einen Vorsprung aufweist, der in eine zentrierende Aussparung im Abstützbereich des anderen Flansches hinein­ ragt, und wobei im Abstützbereich die einander zugewandten Kanten der Rohrenden zueinander parallel in einem Winkel < 90° zur Rohrlängsachse geneigt sind, und wobei der Dichtring in einem Quellmatten-Werkstoff ausge­ führt ist.

Wie angegeben liegt der Dichtring im Kraftnebenschluß, d. h. die miteinander zu verbindenden Rohre stützen sich direkt aufeinander ab. Dabei ist eine optimale Dichtwir­ kung durch den Quellmatten-Werkstoff gewährleistet. Die­ ser Quellmatten-Werkstoff kann verschiedenartig sein, ist jedoch im Zusammenhang mit Abgasanlagen von Brennkraftma­ schinen durchaus bekannt und besitzt die Eigenschaft, sich bei Erwärmung unter Gewährleistung einer optimalen Dichtfunktion auszudehnen. Indem sich somit bei einer er­ findungsgemäßen Rohrverbindung die Rohre direkt aufeinan­ der abstützen, wird dem Quellmatten-Dichtring ein ausrei­ chender Ausdehnungsraum zur Verfügung gestellt, der in optimaler Weise ausgefüllt werden kann, so daß keine Un­ dichtigkeiten entstehen können. Indem die Flansche der Rohrenden weiterhin im wesentlichen parallel zueinander und winkelig zur Rohrlängsachse verlaufen, ist auch ein geringfügiger Winkelausgleich zwischen den miteinander zu verbindenden Rohren möglich. Bei geringfügigen Änderungen dieses Winkelversatz es treten aufgrund des zwischen den Flanschen liegenden Quellmatten-Dichtringes keine Undich­ tigkeiten auf.

Wie weiterhin angegeben, stützen sich die beiden Rohrenden im Bereich der Rohrwand aufeinander ab, wobei die einander zuge­ wandten Kanten zueinander parallel und in einem Winkel kleiner 90° zur Rohrlängsachse geneigt sind. Durch die Neigung wird der mögliche Bereich für einen Winkel­ versatz zwischen den beiden miteinander zu verbindenden Rohren vergrößert, während durch die Abstützung im Be­ reich der Rohrwand, d. h. am Innenrand der Flansche z. B. bei Biegewechselbeanspruchung eine Verformung der Flan­ sche selbst verhindert wird. Aus den Rohrenden bzw. Flan­ schen können zentrierende Vorsprünge bzw. Aussparungen herausgearbeitet sein, um eine gegenseitige Lagezuordnung zu erreichen. Das Spannelement der Rohrverbindung wirkt bevorzugt auf die Flansche ein und kann hierzu als Rohr­ schelle ausgebildet sein, aber auch eine Axialverschrau­ bung aufweisen, wie lediglich prinzipiell die Skizzen zweier bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen. Diese sind in den Fig. 1, 2 in Längs-Halbschnit­ ten dargestellt, gleiche Bauteile tragen dabei gleiche Bezugsziffern.

Zwei Rohre 1, 2 besitzen die Längsachsen 3, 4 und sollen durch die gezeigte Rohrverbindung miteinander verbunden werden. Hierzu weisen die beiden miteinander zu verbin­ denden Rohrenden sog. Rohrend-Flansche 5, 6 auf, die mit ihren einander zugewandten Flächen im wesentlichen paral­ lel zueinander verlaufen, wobei der Rohrend-Flansch 6 einen parallelogrammförmigen und der Rohrend-Flansch 5 einen trapezförmigen Querschnitt aufweist. Zwischen diese beiden Rohrend-Flansche 5, 6 ist ein Dichtring 7 aus ei­ nem Quellmatten-Werkstoff, der ein intuminiszentes Mate­ rial ist, eingelegt.

Die beiden Rohre 1, 2 bzw. die beiden Rohrenden werden durch ein Spannelement 8 gegeneinander gedrückt. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist dieses Spannelement 8 als an sich bekannte Rohrschelle, beim Ausführungsbei­ spiel nach Fig. 2 ist dieses Element als Flansch-Spanner mit einer Axialverschraubung (lediglich prinzipiell skiz­ ziert) ausgebildet. In beiden Fällen stützt sich das Spannelement an den Rohrend-Flanschen 5, 6 ab. Dabei liegt jedoch der Dichtring 7 nicht im Krafthauptschluß, d. h. die Rohre 1, 2 stützen sich nicht über die Flansche 5, 6 aneinander ab, sondern die Rohre 1, 2 liegen im Be­ reich der Rohrwand - dieser Bereich ist mit der Bezugs­ ziffer 9 bezeichnet - direkt aufeinander auf. Der Dicht­ ring 7 liegt somit im Kraftnebenschluß und kann hierdurch insbesondere auch aufgrund der Tatsache, daß der Dicht­ ring aus einem Quellmatten-Werkstoff besteht, auch bei einem Winkelversatz zwischen den beiden Rohren 1, 2 eine optimale Abdichtung sicherstellen. Ein derartiger Winkel­ versatz liegt vor, wenn der Winkel β zwischen den Rohr­ längsachsen 3, 4 ungleich 180° ist.

Die einander zugewandten Kanten der beiden Rohrenden sind im Abstützbereich, d. h. im Bereich 9 der Rohrwand zuein­ ander parallel in einem Winkel α kleiner 90° zur Rohr­ längsachse 3, 4 geneigt. Dieser Neigungswinkel α ist im wesentlichen gleich dem Neigungswinkel α der Rohrend-Flansche 5, 6 gegenüber den Rohrlängsachsen 3, 4 und er­ möglicht ebenfalls einen geringen Winkelversatz zwischen den beiden miteinander zu verbindenden Rohren 1, 2. Der Abstützbereich 9 ist dabei derart gestaltet, daß einer der beiden Flansche (hier der Flansch 5 des Rohres 1) einen Vorsprung 10 aufweist, der in eine zentrierende Aussparung 11 des anderen Flansches 6 bzw. Rohres 2 hi­ neinragt.

In Summe wird durch all diese Merkmale eine optimal dichte Rohrverbindung geschaffen, die aber auch einen ge­ ringfügigen Versatz, insbesondere Winkelversatz, zwischen den miteinander zu verbindenden Rohren 1, 2 erlaubt. Un­ abhängig von der im Bereich des Dichtringes 7 herrschen­ den Anpreßkraft zwischen den beiden Rohrend-Flanschen 5, 6 auf den Dichtring 7 ist dabei stets eine vollständige Dichtheit gewährleistet, da dieser Dichtring 7 aus einem Quellmatten-Werkstoff besteht. Damit dieser Dichtring 7 jedoch seine optimale Dichtwirkung erzeugen und stets be­ halten kann, ist es erforderlich, diesen Dichtring - wie gezeigt - im Kraftnebenschluß anzuordnen. Dabei sind je­ doch selbstverständlich eine Vielzahl von Abwandlungen insbesondere konstruktiver Art von den gezeigten Ausfüh­ rungsbeispielen möglich.

Claims (1)

1. Rohrverbindung, insbesondere in einer Brennkraftma­ schinen-Abgasanlage, mit einem zwischen den beiden flanschartig ausgebildeten Rohrenden liegenden Dichtring (7), wobei die Rohrend-Flansche (5, 6) im wesentlichen parallel zueinander in einem Winkel (α) kleiner 90° zur Rohrlängsachse (3, 4) geneigt sind und durch ein Spann-Element (8) gegeneinander ge­ drückt werden, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Rohre (1, 2) abseits des Dichtringes (7) im Bereich (9) der Rohr­ wand aufeinander abstützen, wozu einer der Flansche (5) im Abstützbereich (9) einen Vorsprung (10) aufweist, der in eine zentrierende Aussparung (11) im Abstützbereich des anderen Flan­ sches (6) hineinragt, und wobei im Abstützbereich (9) die einander zugewandten Kanten der Rohrenden zueinander parallel in einem Winkel (α) kleiner 90° zur Rohrlängsachse (3, 4) geneigt sind, und daß der Dichtring (7) in einem Quellmatten-Werkstoff ausge­ führt ist.