DE4401827A1 - Vorrichtung zur gelenkigen Verbindung von Rohren einer Abgasanlage - Google Patents

Vorrichtung zur gelenkigen Verbindung von Rohren einer Abgasanlage

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    • F16L27/11—Adjustable joints, Joints allowing movement comprising a flexible connection only, e.g. for damping vibrations the ends of the pipe being interconnected by a flexible sleeve the sleeve having the form of a bellows with multiple corrugations

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur gelenkigen Verbindung von Rohren einer Abgasanlage, wie der eines Kraftfahrzeugs, mit durch ein flexibles Leitungsteil wie einen Balg verbundenen Rohrabschnitten.
Gelenkige Verbindungen von Abgasanlagen wie für Kraft­ fahrzeuge sind in unterschiedlicher Weise bekanntgewor­ den. In jedem Fall werden aber immer aus Draht verpreßte Dämpfungskissen vorgesehen, die in Gehäusetaschen ange­ ordnet sind. Die bekannten Vorrichtungen sind aufwendig und damit teuer; weiterhin verursachen sie ein erhebli­ ches Gewicht. Soweit den Balg umgreifende, ringförmige Dämpfungskissen vorgesehen sind, so gilt das Vorstehende auch für diese. Darüber hinaus können solche, da sie frei in ihren ebenfalls ringförmigen Gehäusetaschen eingelegt sind, keine Torsionskräfte zwischen den Rohrabschnitten aufnehmen. Diese sind daher vielmehr frei bewegbar, so daß Torsionskräfte unbehindert auf den Balg übertragen werden und diesen leicht beschädigen können. Soweit bei andersartigen Ausgestaltungen, insbesondere mit über den Umfang verteilten Einzelkissen, Torsionskräfte aufgenom­ men werden, so müssen in Umfangsrichtung Torsionsbewe­ gungskräfte aufnehmende Widerlager für die Drahtkissen vorgesehen sein, die einen zusätzlichen Aufwand bedeuten.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vor­ richtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die äußerst einfach ausgebildet ist, damit preiswert ist, ein geringes Gewicht hat und dennoch sämtliche auftre­ tenden Bewegungen und einwirkenden Kräfte zuverlässig und sicher aufnimmt.
Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe bei einer Vor­ richtung der eingangs genannten Art gelöst durch das Lei­ tungsteil umgreifende, federnde Elemente mit mit jeweils einem Rohrabschnitt verbundenen, axial mit Vorsprüngen ineinandergreifenden Gehäuseteilen und mit mindestens einem beide Gehäuseteile im Bereich ihrer Vorsprünge über ihren Umfang hin verbindendem, zum Balg koaxialen Ringteil.
Die Vorsprünge greifen axial ineinander bzw. es greift eine in zwischen zwei Vorsprüngen eines Gehäuseteils ver­ bliebene Aussparung in einen Vorsprung des anderen Ge­ häuseteils. Die Vorsprünge liegen sämtlich im gleichen Radialabstand (vom Balg) und greifen demgemäß in einer gemeinsamen Umfangsfläche ineinander.
Die Nachgiebigkeit bzw. Steifigkeit von Ringteil einerseits und Vorsprüngen der Gehäuseteile andererseits kann dabei in unterschiedlicher, aufeinander abgestimmter Weise ge­ wählt werden. So kann das Ringteil als Dämpfungsteil aus­ gebildet sein, also eine geringere Steifigkeit aufweisen. Es kann gegebenenfalls auch leicht federnd sein. Es können aber zusätzlich auch die Vorsprünge der Gehäuseteile in gewisser Weise nachgiebig, gegebenenfalls gedämpft federnd ausgebildet sein, so daß beide beim Betrieb der Abgasanlage einwirkende Kräfte aufnehmen können.
Bei derartigen Ausgestaltungen ist das Ringteil vorzugs­ weise als Drahtseil oder als aus Draht geflochtenes Flach­ band ausgebildet. Darüber hinaus sehen bevorzugte Ausge­ staltungen des Ringteils vor, daß dieses als um die Gehäu­ seteile herumgelegte, geschlossene Schraubenfeder mit konstantem Durchmesser ihrer Windungen oder als Federring, gegebenenfalls mit sinusförmiger Führung, ausgebildet ist. Eine die Mittelpunkte der einzelnen Windungen der Schrau­ benfeder verbindende Linie umgibt also den Balg koaxial.
Wenn die Gehäuseteile, insbesondere deren Vorsprünge, federnd ausgebildet sind, so kann das Ringteil völlig starr, wie als starrer Metallring, ausgebildet sein.
Während das Ringteil vorzugsweise ein endloses Ringteil oder gegebenenfalls eben ein Endlosband ist, kann in al­ ternativer Ausgestaltung vorgesehen sein, daß die freien Enden des das Ringteil bildenden draht-, bandförmigen Elementes oder dergleichen mit einem Schloß verbunden sind.
Während die Vorsprünge der Gehäuseteile in äußerst bevor­ zugter Ausgestaltung sinusförmig ausgebildet sind und ineinandergreifen, können sie auch in radialer Projektion rechteckig ausgebildet sein und koaxial den Balg umgeben.
Der Abstand in Umfangsrichtung zwischen den Vorsprüngen der Gehäuseteile sollte im Bereich von 5 bis 20° liegen, wobei äußerst vorzugsweise eine relative Rotationsbewegung der Gehäuseteile von ±5° zugelassen ist.
Das Ringteil kann in vielfältiger Weise an den Vorsprüngen der Gehäuseteile festgelegt sein. Es ist zunächst in axia­ ler Richtung festgelegt, vorzugsweise um die Vorsprünge der Gehäuseteile verspannt, so daß axiale, angulare und Versatzkräfte aufgenommen werden. Wenn das Ringteil dar­ über hinaus lokal an den Vorsprüngen der Gehäuseteile festgehalten ist, so können ebenfalls Rotationsbewegun­ gen aufgenommen werden.
In äußerst bevorzugter Weise ist vorgesehen, daß das Ring­ teil an den Vorsprüngen gegen axiales Verrutschen gesi­ chert ist und/oder daß das Ringteil an den Vorsprüngen gegen relatives, angulares Verschieben gegenüber diesen (gegen Verdrehen) gesichert ist.
Bevorzugte Ausgestaltungen sehen vor, daß das Ringteil in in den Vorsprüngen der Gehäuseteile ausgebildeten Nuten oder Nutabschnitten eingelegt ist, wobei insbesondere das Ringteil lokal durch an den Vorsprüngen der Gehäuseteile befestigte Klammern übergriffen ist und/oder das Ringteil mit den Vorsprüngen der Gehäuseteile durch Punktschweißung verbunden ist.
Statt einer Nut kann in anderer Ausgestaltung auch vor­ gesehen sein, daß die Gehäuseteile mit sinusförmig aus­ gebildeten Vorsprüngen axial ineinandergreifen.
Alternativ oder zusätzlich zu Nuten oder Einschnitten kann weiterhin in bevorzugter Ausgestaltung vorgesehen sein, daß das Ringteil durch aus den Vorsprüngen der Ge­ häuseteile ausgestanzte Laschen übergriffen und festge­ legt ist.
Während bei den vorstehend beschriebenen Ausgestaltungen das Ringteil im Prinzip um die Gehäusehälften herumgelegt ist, also auf der Außenseite derselben angeordnet ist, sieht eine äußerst bevorzugte Ausgestaltung vor, daß das Ringteil innerhalb der Vorsprünge der Gehäuseteile ange­ ordnet ist und durch die freien Enden der Vorsprünge von innen her untergriffen und gehalten wird.
Eine weitere Ausbildung zeichnet sich dadurch aus, daß das Ringteil in auf den Vorsprüngen der Gehäuseteile auf­ gesetzte und befestigte U-Profilteile eingelegt und festge­ halten ist, wobei gegebenenfalls die freien Enden der Schenkel der U-Teile gegeneinander gebogen sind.
Insgesamt wird durch die Erfindung eine einfache, leich­ te und preiswerte Vorrichtung geschaffen, bei der eine Abstimmung im Hinblick auf die aufzunehmenden Kräfte über die Steifigkeit der Gehäuseteile bzw. des Ringteils er­ folgen kann.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen erläutert sind. Dabei zeigt:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit auf den Gehäusehälften aufgelegtem Seil, das lokal von Laschen über­ griffen ist;
Fig. 2 eine andere Ausgestaltung der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung mit in einge­ prägten Nuten der Gehäusehälften ein­ gelegtem Drahtseil;
Fig. 3 eine weitere Ausgestaltung der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung mit einem durch Ausschnitte in den Gehäusehälf­ ten radial gehaltenen Drahtseil;
Fig. 4 eine Ausgestaltung, bei der das Drahtseil innerhalb der Gehäusehälf­ ten angeordnet ist und von Laschen derselben umgriffen und derart radial gehalten wird;
Fig. 5 eine Ausgestaltung mit auf den Gehäu­ sehälften aufgesetzten U-Profilen, deren freie Schenkel um das in ihnen eingelegte Drahtseil gelegt sind; und
Fig. 6 eine weitere Ausgestaltung der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung mit aufgesetz­ ten, das Seil gegen Torsionsmomente haltenden Haltelaschen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum gelenkigen Verbinden von Rohren einer Abgasanlage weist Rohrabschnitte 1, 2 auf, die über einen Balg 3 flexibel und gelenkig mitein­ ander verbunden sind. Der Rohrabschnitt 1 ist bei 4 ver­ jüngt und ragt mit einem Ansatz 5 im Inneren des Balgs 3 bis in den Bereich des Rohrabschnitts 2. An den Rohr­ abschnitten 1, 2 sind außenseitig Gehäuseteile 6, 7 auf­ gesetzt, die über einen Bereich A (Fig. 1) axial inein­ andergreifen, wobei die ineinander eingreifenden Vor­ sprünge 8, 9 in Umfangsrichtung einen Abstand B aufwei­ sen, der eine Relativrotation der Gehäuseteile 6, 7 um 5 bis 20°, im dargestellten Beispiel um ±5° erlaubt.
Im Überlappungsbereich A sind die beiden Gehäuseteile 6, 7 mit einem sie beide umgreifenden Ringteil in Form eines Drahtseils 10 umfaßt. Das Drahtseil wird zunächst in axialer Richtung durch aus den Vorsprüngen 8, 9 der Gehäusehälfte ausgestanzte Laschen 11 gehalten. Die La­ schen 11 können die von ihnen umgriffenen Abschnitte des Drahtseils 10 ebenfalls in angularer Richtung, also form­ schlüssig, gegen einwirkende Torsionsmomente, festhalten.
Durch das dämpfend-flexible Drahtseil 10 werden transla­ torische Bewegungen in allen Achsenrichtungen, also axiale, angulare und Versatzbewegungen der beiden Rohrabschnitte 1, 2 elastisch dämpfend aufgenommen, so daß sie nicht voll auf den Balg 3 durchschlagen. Gleiches gilt für Ro­ tationsbewegungen, soweit das Seil 10 durch die Laschen 11 formschlüssig gehalten ist.
Von einem Rohrabschnitt her eingeleitete Bewegungen oder Kräfte müssen zunächst die Steifigkeit des Drahtseils 10 überwinden, bevor sie auf die andere Gehäusehälfte und damit den anderen Rohrabschnitt übertragen werden. Die Gehäusehälften werden derart voneinander abgekoppelt, daß eingeleitete Belastungen in die Abgasanlage über die erfindungsgemäße Vorrichtung abgebaut werden. Schwin­ gungen werden reduziert. Kleine Bewegungen rufen entspre­ chend der Seilsteifigkeit nur kleine Kräfte hervor, wel­ che nur kleine übertragende Bewegungen verursachen.
Bei der Ausgestaltung der Fig. 2 sind über den Umfang der Gehäuseteile 6, 7 in deren sich axial überlappenden bzw. ineinandergreifenden Vorsprüngen 8, 9 in Umfangs­ richtung gerichtete Nuten oder Nutabschnitte 12 einge­ prägt. Weiterhin kann das Drahtseil 10 durch an den Vor­ sprüngen 8, 9 der Gehäusehälften festgelegte Klammern 13 übergriffen oder aber lokal an den Vorsprüngen 8, 9 festgepunktet sein, um derart auch Rotationskräfte auf­ zunehmen (Fig. 2).
Bei der Ausgestaltung der Fig. 3 sind in den Vorsprün­ gen 8, 9 einzelne Einschnitte 14 ausgebildet, in denen das Drahtseil 10 lokal ein- und festgelegt ist. Weiter­ hin können auch hier Klammern 13 oder Festpunktungen vor­ gesehen sein, wie vorstehend beschrieben (Fig. 3).
Freie Enden des Seils 10 können durch einen Seilverschluß miteinander verbunden sein.
Bei der Ausbildung der Fig. 4 ist das Drahtseil 10 in­ nerhalb der Gehäuseteile 6, 7 angeordnet; damit es seine Feder- und Dämpfungswirkungen ausüben kann, sind die äußersten Enden der Vorsprünge 8, 9 der Gehäuseteile 6, 7 um das Drahtseil 10 und unter dieses gebogen, so daß sie dieses vom Inneren der Gehäusehälften 6, 7 her unter­ greifen und derart abstützen. Wenn die Aufnahme von Ro­ tationskräften vorgesehen sein soll, so können die umge­ bogenen Bereiche der Vorsprünge 8, 9 lokal in das Draht­ seil eingedrückt sein oder dieses lokal mit den Vorsprün­ gen 8, 9 punktgeschweißt sein.
Bei der Ausgestaltung der Fig. 5 sind im Schnitt U-för­ mige Profilteile 16 auf den Vorsprüngen 8, 9 der Gehäuse­ hälften 6, 7 festgelegt, beispielsweise festgeschweißt. In die Profilteile 16 ist das Drahtseil 10 eingelegt, so daß es durch die Profilteile 16 axial gehalten wird. Die Enden 17 der freien Schenkel der Profilteile 16 sind gegeneinander gebogen, so daß sie das Drahtseil 10 fas­ sen.
Die Fig. 6 zeigt eine Ausgestaltung der erfindungsgemä­ ßen Vorrichtung, bei der das Seil 10 gegen einwirkende Torsionsmomente durch auf den Gehäusehälften 6, 7 im Be­ reich der Vorsprünge 8, 9 aufgenietete Laschen 18 gehal­ ten ist.
Während vorstehend die Erfindung anhand eines gedämpft­ federnden Drahtseils beschrieben wurde, können auch ande­ re gedämpft-federnde, ringförmige Elemente vorgesehen und um die Gehäuseteile 6, 7, insbesondere im Bereich ihrer axial ineinandergreifenden Vorsprünge 8, 9 herumgelegt sein, beispielsweise flache, geflochtene Drahtbänder, Federringe, beispielsweise auch sinusförmig geführt, wen­ del- oder schraubenförmige Spiralfedern oder dergleichen. In diesem Falle sind die Gehäusehälften 6, 7 und insbe­ sondere ihre Vorsprünge 8, 9 vorzugsweise starr, haben also eine äußerst hohe Steifigkeit. Allerdings können gedämpft-federnde Eigenschaften, also eine geringere Stei­ figkeit, auch an den Gehäusehälften 6, 7 bzw. insbesondere deren Vorsprüngen 8, 9 vorgesehen sein. Wenn dies der Fall ist, so kann das diese umgreifende Teil auch ein starrer Ring sein, wobei die Schwingungsbewegungen auf­ genommen und übertragen werden, indem beispielsweise bei einer angularen Bewegung die freien Enden 8, 9 sich ela­ stisch biegen, je nachdem, in welcher Ebene die Bewegung stattfindet.
Während weiterhin die die Vorsprünge 8, 9 der Gehäuseteile 6, 7 umgreifenden ringförmigen Elemente Endloselemente, wie Endlosringe, sein können, können auch solche mit mit­ tels Schlössern verbundenen Enden vorgesehen sein.

Claims (24)

1. Vorrichtung zur gelenkigen Verbindung von Rohren einer Abgasanlage, wie der eines Kraftfahrzeugs, mit durch ein flexibles Leitungsteil wie einen Balg ver­ bundenen Rohrabschnitten, gekennzeichnet durch das Leitungsteil (3) umgreifende, federnde Elemente mit mit jeweils einem Rohrabschnitt verbundenen, axial mit Vorsprüngen (8, 9) ineinandergreifenden Gehäuse­ teilen (6, 7) und mit mindestens einem beide Gehäuse­ teile (6, 7) im Bereich ihrer Vorsprünge (8, 9) über ihren Umfang hin verbindendem, zum Balg koaxialen Ringteil (10).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringteil rückstellbar nachgiebig ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Gehäuseteile (6, 7) federnde Vor­ sprünge aufweisen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Ringteil als Drahtseil (10) ausge­ bildet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Ringteil (10) als geflochtenes Flachband aus Draht ausgebildet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Ringteil (10) als um die Gehäuseteile herumgelegte, geschlossene Schraubenfeder mit konstan­ tem Durchmesser ihrer Windungen ausgebildet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Ringteil (10) als Federring ausge­ bildet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringteil (10) sinusförmig ausgebildet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringteil (10) starr ausgebildet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringteil (10) ein starrer Metallring ist.
11. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringteil (10) als endloses Ringteil ausgebildet ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß freie Enden des Ringteils (10) mittels eines Schlosses miteinander verbunden sind.
13. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseteile (6, 7) mit sinusförmig ausgebildeten Vorsprüngen (8, 9) axial ineinandergreifen.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die ineinandergreifenden Vorsprün­ ge (8, 9) der Gehäuseteile (6, 7) in radialer Projek­ tion rechteckig ausgebildet sind und koaxial den Balg umgeben.
15. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,. daß die Vorsprünge (8, 9) der Gehäuseteile (6, 7) in Umfangsrichtung einen freien Abstand von 5 bis 20° aufweisen.
16. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringteil (10) an den Vorsprüngen (8, 9) gegen axiales Verrutschen gesichert ist.
17. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringteil (10) an den Vorsprüngen (8, 9) gegen relatives, angulares Ver­ schieben gegenüber diesen (gegen Verdrehen) gesichert ist.
18. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringteil (10) in in den Vorsprüngen (8, 9) der Gehäuseteile (6, 7) aus­ gebildeten, in Umfangsrichtung verlaufenden Nuten oder Nutabschnitten (12) eingelegt ist.
19. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringteil (10) lokal durch an den Vorsprüngen (8, 9) der Gehäuseteile (6, 7) befestigte Klammern (13) übergriffen ist.
20. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringteil (10) mit den Vorsprüngen (8, 9) der Gehäuseteile (6, 7) durch Punktschweißung verbunden ist.
21. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringteil (10) durch aus den Vorsprüngen (8, 9) der Gehäuseteile (6, 7) ausgestanzte Laschen (11) übergriffen und festgelegt ist.
22. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Vorsprüngen (8, 9) der Gehäuseteile (6, 7) sich in Umfangsrichtung erstreckende Einschnitte (14) vorgesehen sind.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, da­ durch gekennzeichnet, daß das Ringteil (10) innerhalb der Vorsprünge (8, 9) der Gehäuseteile (6, 7) ange­ ordnet ist und durch die freien Enden der Vorsprünge (8, 9) von innen her untergriffen und gehalten wird.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringteil (10) in auf den Vor­ sprüngen (8, 9) der Gehäuseteile (6, 7) aufgesetzte und befestigte U-Profilteile (16) eingelegt und fest­ gehalten ist, wobei gegebenenfalls die freien Enden der Schenkel (17) der U-Teile (16) gegeneinander gebogen sind.
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