DE4401827C3 - Vorrichtung zur gelenkigen Verbindung von Rohren einer Abgasanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist aus der DE 33 21 382 A1 bekannt. Die Vorrichtung weist in den Gehäusetaschen angeordnete Dämpfungskissen aus verpreßtem Draht auf, wobei die Dämpfungskissen in über den Umfang angeordnete Gehäusetaschen einge­ ordnet sein können oder aber auch ringförmig ausgebil­ det und in ringförmigen Gehäusetaschen angeordnet sein können. Insbesondere in letzterem Fall können kei­ ne Torsionskräfte zwischen den Rohrabschnitten aufge­ nommen werden. Diese sind daher vielmehr frei beweg­ bar, so daß Torsionskräfte unbehindert auf den Balg übertragen werden und diesen leicht beschädigen kön­ nen.

Eine Vorrichtung zum gelenkigen Verbinden von Rohren einer Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs ist auch aus der FR 23 60 028 bekannt. Bei dieser Vorrich­ tung ist allerdings kein Rohrabschnitte verbindendes flexibles Leitungsteil in Form eines Balgs vorgesehen. Die gelenkige Verbindung wird vielmehr durch ein Ku­ gelgelenk gebildet, in dem ein Rohrende mit einem koni­ schen Endabschnitt in einen ebenfalls konisch erwei­ ternden Endabschnitt des anderen Rohres hineinragt und die beiden Endabschnitte durch Federn mit axialer Krafteinwirkung gegeneinander verspannt werden. Hier können zwar Winkelbewegungen zwischen den beiden Rohren aufgenommen werden, aber keinerlei Axialbewegungen. Eine Dämpfung auftretender Bewe­ gung ist ebenfalls nicht gegeben.

Die DE 21 56 513 zeigt einen nicht gattungsgemäßen Kompensator mit einem zwischen den Rohrleitungsen­ dungen angeordneten Balg. Die Rohrleitungsenden sind gegen den Balg und gegeneinander durch ein mehrfach über den Umfang hin kreuzweise geführtes Seilelement verspannt. Hierdurch soll bei Lösbarkeit der Verbin­ dung durch das Seilelement eine unbeabsichtigte Tren­ nung verhindert werden, wobei das Drahtseil das Ver­ bindungsmittel, also den Balg, nicht stärker beanspru­ chen soll, als für die Herstellung einer abdichtenden Verbindung erforderlich ist. Der Balg steht also unter ständiger Spannung des Drahtelements und wird durch dieses belastet. Längungen des Rohrleitungssystems werden voll auf den Balg übertragen und durch diesen aufgenommen, was bei einem solchen stationären Rohr­ leitungssystem allerdings auch nicht kritisch ist, da Län­ genänderungen nur langsam aufgrund von Temperatur­ änderungen im Rohrleitungssystem erfolgen, so daß der Balg diese ohne weiteres aufnehmen kann. Weitere Be­ wegungen sind bei einem solchen System ohnehin nicht zu befürchten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gat­ tungsgemäße Vorrichtung dahingehend weiterzubilden, daß sie bei geringem Gewicht sowie einfacher und da­ mit preiswerter Ausbildung dennoch sämtliche auftre­ tenden Bewegungen, insbesondere Schwingungsbewe­ gungen und einwirkende Kräfte zuverlässig und sicher aufnimmt.

Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe bei ei­ ner Vorrichtung der gattungsgemäßen Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die Vorsprünge greifen axial ineinander bzw. es greift ein Vorsprung des einen Gehäuseteils in eine zwi­ schen zwei Vorsprüngen des anderen Gehäuseteils ver­ bliebene Aussparung ein. Die Vorsprünge liegen sämt­ lich im gleichen Radialabstand (vom Balg) und greifen demgemäß in einer gemeinsamen Umfangsfläche inein­ ander.

Die Nachgiebigkeit bzw. Steifigkeit des Ringteils kann in geeigneter Weise gewählt werden, wobei es als Dämpfungsteil ausgebildet ist. Die Vorsprünge des Ge­ häuseteils können ebenfalls in gewisser Weise nachgie­ big, gegebenenfalls gedämpft federnd ausgebildet sein, so daß auch sie beim Betrieb der Abgasanlage einwir­ kende Kräfte aufnehmen können.

Bei derartigen Ausgestaltungen ist das Ringteil vor­ zugsweise als Drahtseil oder als aus Draht geflochtenes Flachband ausgebildet. Darüber hinaus sehen bevor­ zugte Ausgestaltungen des Ringteils vor, daß dieses als um die Gehäuseteile herumgelegte, geschlossene Schraubenfeder mit konstantem Durchmesser ihrer Windungen oder als Federring, gegebenenfalls mit si­ nusförmiger Führung, ausgebildet ist. Eine die Mittel­ punkte der einzelnen Windungen der Schraubenfeder verbindende Linie umgibt also den Balg koaxial.

Während das Ringteil vorzugsweise ein endloses Ringteil oder gegebenenfalls eben ein Endlosband ist, kann in alternativer 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 bevorzugter 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 Vor­ sprüngen der Gehäuseteile sollte im Bereich von 5 bis 20° liegen, wobei äußerst vorzugsweise eine relative Rotationsbewegung der Gehäuseteile von ±5° zuge­ lassen ist.

Das Ringteil kann in vielfältiger Weise an den Vor­ sprüngen der Gehäuseteile festgelegt sein. Es ist zu­ nächst in axialer Richtung festgelegt, vorzugsweise um die Vorsprünge der Gehäuseteile verspannt, so daß axiale, angulare und Versatzkräfte aufgenommen wer­ den. Wenn das Ringteil darüber hinaus lokal an den Vorsprüngen der Gehäuseteile festgehalten ist, so kön­ nen ebenfalls Rotationsbewegungen aufgenommen werden.

In äußerst bevorzugter Weise ist vorgesehen, daß das Ringteil an den Vorsprüngen gegen relatives, angulares Verschieben gegenüber diesen (gegen Verdrehen) gesi­ chert ist.

Bevorzugte Ausgestaltungen sehen vor, daß das Ringteil in in den Vorsprüngen der Gehäuseteile ausge­ bildeten Nuten oder Nutabschnitten eingelegt ist, wobei insbesondere das Ringteil lokal durch an den Vorsprün­ gen der Gehäuseteile befestigte Klammern übergriffen ist und/oder das Ringteil mit den Vorsprüngen der Ge­ häuseteile durch Punktschweißung verbunden ist.

Statt einer Nut kann in anderer Ausgestaltung auch vorgesehen sein, daß die Gehäuseteile mit sinusförmig ausgebildeten Vorsprüngen axial ineinandergreifen.

Alternativ oder zusätzlich zu Nuten oder Einschnitten kann weiterhin in bevorzugter Ausgestaltung vorgese­ hen sein, daß das Ringteil durch aus den Vorsprüngen der Gehäuseteile ausgestanzte Laschen übergriffen und festgelegt ist.

Während bei den vorstehend beschriebenen Ausge­ staltungen das Ringteil im Prinzip um die Gehäusehälf­ ten herumgelegt ist, also auf der Außenseite derselben angeordnet ist, sieht eine äußerst bevorzugte Ausgestal­ tung vor, daß das Ringteil innerhalb der Vorsprünge der Gehäuseteile angeordnet 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 Gehäuse­ teile aufgesetzte und befestigte U-Profilteile eingelegt und festgehalten ist, wobei gegebenenfalls die freien Enden der Schenkel der U-Teile gegeneinander gebo­ gen sind.

Insgesamt wird durch die Erfindung eine einfache, leichte und preiswerte Vorrichtung geschaffen, bei der eine Abstimmung im Hinblick auf die aufzunehmenden Kräfte über die Steifigkeit der Gehäuseteile bzw. des Ringteils erfolgen kann.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung erge­ ben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfin­ dung unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen erläutert sind. Dabei zeigt:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungs­ gemäßen Vorrichtung mit auf den Gehäusehälften auf­ gelegtem Seil, das lokal von Laschen übergriffen ist;

Fig. 2 eine andere Ausgestaltung der erfindungsge­ mäßen Vorrichtung mit in eingeprägten Nuten der Ge­ häusehälften eingelegtem Drahtseil;

Fig. 2 eine weitere Ausgestaltung der erfindungsge­ mäßen Vorrichtung mit einem durch Ausschnitte in den Gehäusehälften radial gehaltenen Drahtseil;

Fig. 4 eine Ausgestaltung, bei der das Drahtseil inner­ halb der Gehäusehälften angeordnet ist und von La­ schen derselben umgriffen und derart radial gehalten wird;

Fig. 5 eine Ausgestaltung mit auf den Gehäusehälften aufgesetzten U-Profilen, deren freie Schenkel um das in ihnen eingelegte Drahtseil gelegt sind; und

Fig. 6 eine weitere Ausgestaltung der erfindungsge­ mäßen Vorrichtung mit aufgesetzten, das Seil gegen Torsionsmomente haltenden Haltelaschen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum gelenkigen Verbinden von Rohren einer Abgasanlage weist Rohr­ abschnitte 1, 2 auf, die über einen Balg 3 flexibel und gelenkig miteinander verbunden sind. Der Rohrab­ schnitt 1 ist bei 4 verjüngt und ragt mit einem Ansatz 5 im Inneren des Balgs 3 bis in den Bereich des Rohrab­ schnitts 2. An den Rohrabschnitten 1, 2 sind außenseitig Gehäuseteile 6, 7 aufgesetzt, die über einen Bereich A (Fig. 1) axial ineinandergreifen, wobei die ineinander eingreifenden Vorsprünge 8, 9 in Umfangsrichtung ei­ nen Abstand B aufweisen, der eine Relativrotation der Gehäuseteile 6, 7 um 5 bis 20°, im dargestellten Beispiel um ±5° erlaubt.

Im Überlappungsbereich A sind die beiden Gehäuse­ teile 6, 7 mit einem sie beide umgreifenden Ringteil in Form eines Drahtseils 10 umfaßt. Das Drahtseil wird zunächst in axialer Richtung durch aus den Vorsprün­ gen 8, 9 der Gehäusehälfte ausgestanzte Laschen 11 gehalten. Die Laschen 11 können die von ihnen umgrif­ fenen Abschnitte des Drahtseils 10 ebenfalls in angula­ rer Richtung, also formschlüssig, gegen einwirkende Torsionsmomente, festhalten.

Durch das dämpfend-flexible Drahtseil 10 werden translatorische Bewegungen in allen Achsenrichtungen, also axiale, angulare und Versatzbewegungen der bei­ den Rohrabschnitte 1, 2 elastisch dämpfend aufgenom­ men, so daß sie nicht voll auf den Balg 3 durchschlagen. Gleiches gilt für Rotationsbewegungen, soweit das Seil 10 durch die Laschen 11 formschlüssig gehalten ist.

Von einem Rohrabschnitt her eingeleitete Bewegun­ gen oder Kräfte müssen zunächst die Steifigkeit des Drahtseils 10 überwinden, bevor sie auf die andere Ge­ häusehälfte und damit den anderen Rohrabschnitt über­ tragen werden. Die Gehäusehälften werden derart von­ einander abgekoppelt, daß eingeleitete Belastungen in die Abgasanlage über die erfindungsgemäße Vorrich­ tung abgebaut werden. Schwingungen werden redu­ ziert. Kleine Bewegungen rufen entsprechend der Seil­ steifigkeit nur kleine Kräfte hervor, welche nur kleine übertragende Bewegungen verursachen.

Bei der Ausgestaltung der Fig. 2 sind über den Um­ fang der Gehäuseteile 6, 7 in deren sich axial überlap­ penden bzw. ineinandergreifenden Vorsprüngen 8, 9 in Umfangsrichtung gerichtete Nuten oder Nutabschnitte 12 eingeprägt. Weiterhin kann das Drahtseil 10 durch an den Vorsprüngen 8, 9 der Gehäusehälften festgelegte Klammern 13 übergriffen oder aber lokal an den Vor­ sprüngen 8, 9 festgepunktet sein, um derart auch Rota­ tionskräfte aufzunehmen (Fig. 2).

Bei der Ausgestaltung der Fig. 3 sind in den Vor­ sprüngen 8, 9 einzelne Einschnitte 14 ausgebildet, in denen das Drahtseil 10 lokal ein- und festgelegt ist Wei­ terhin können auch hier Klammern 13 oder Festpunk­ tungen vorgesehen sein, wie vorstehend beschrieben (Fig. 3).

Freie Enden des Seils 10 können durch einen Seilver­ schluß miteinander verbunden sein.

Bei der Ausbildung der Fig. 4 ist das Drahtseil 10 innerhalb der Gehäuseteile 6, 7 angeordnet; damit es seine Feder- und Dämpfungswirkungen ausüben kann, sind die äußersten Enden der Vorsprünge 8, 9 der Ge­ häuseteile 6, 7 um das Drahtseil 10 und unter dieses gebogen, so daß sie dieses vom Inneren der Gehäuse­ hälften 6, 7 her untergreifen und derart abstützen. Wenn die Aufnahme von Rotationskräften vorgesehen sein soll, so können die umgebogenen Bereiche der Vor­ sprünge 8, 9 lokal in das Drahtseil eingedrückt sein oder dieses lokal mit den Vorsprüngen 8, 9 punktgeschweißt sein.

Bei der Ausgestaltung der Fig. 5 sind im Schnitt U-förmige Profilteile 16 auf den Vorsprüngen 8, 9 der Gehäusehälften 6, 7 festgelegt, beispielsweise festge­ schweißt. In die Profilteile 16 ist das Drahtseil 10 einge­ legt, 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 fassen.

Die Fig. 6 zeigt eine Ausgestaltung der erfindungsge­ mäßen Vorrichtung, bei der das Seil 10 gegen einwir­ kende Torsionsmomente durch auf den Gehäusehälften 6, 7 im Bereich der Vorsprünge 8, 9 aufgenietete La­ schen 18 gehalten ist.

Während vorstehend die Erfindung anhand eines ge­ dämpftfedernden Drahtseils beschrieben wurde, kön­ nen auch andere gedämpft-federnde, ringförmige Ele­ mente vorgesehen und um die Gehäuseteile 6, 7, insbe­ sondere im Bereich ihrer axial ineinandergreifenden Vorsprünge 8, 9 herumgelegt sein, beispielsweise flache, geflochtene Drahtbänder, Federringe, beispielsweise auch sinusförmig geführt, wendel- oder schraubenför­ mige Spiralfedern oder dergleichen. In diesem Falle sind die Gehäusehälften 6, 7 und insbesondere ihre Vor­ sprünge 8, 9 vorzugsweise starr, haben also eine äußerst hohe Steifigkeit. Allerdings können gedämpft-federnde Eigenschaften, also eine geringere Steifigkeit, auch an den Gehäusehälften 6, 7 bzw. insbesondere deren Vor­ sprüngen 8, 9 vorgesehen sein.

Während weiterhin die die Vorsprünge 8, 9 der Ge­ häuseteile 6, 7 umgreifenden ringförmigen Elemente Endloselemente, wie Endlosringe, sein können, können auch solche mit mittels Schlössern verbundenen Enden vorgesehen sein.

Claims (20)

1. Vorrichtung zum gelenkigen Verbinden von Rohren einer Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs, mit einem Rohrabschnitte verbindenden flexiblen Leitungsteil, gekennzeichnet durch das flexible Leitungsteil (3) umgebende, mit jeweils einem Rohrabschnitt (1, 2) verbundene Gehäuseteile (6, 7), die wechselseitig axial ineinandergreifende Vor­ sprünge (8, 9) aufweisen, und durch mindestens ein beide Gehäuseteile (6, 7) im Bereich ihrer Vor­ sprünge (8, 9) über ihren Umfang hin verbindendes, zum flexiblen Leitungsteil (3) koaxiales Ringteil (10), das rückstellbar nachgiebig ausgebildet ist und an den Vorsprüngen gegen axiales Verrutschen ge­ sichert ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Gehäuseteile (6, 7) federnde Vor­ sprünge aufweisen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringteil als Drahtseil (10) ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringteil (10) als geflochte­ nes Flachband aus Draht ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringteil (10) als um die Gehäuseteile herumgelegte, geschlossene Schrau­ benfeder mit konstantem Durchmesser ihrer Win­ dungen ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringteil (10) als Federring ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Ringteil (10) sinusförmig ausgebil­ det ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringteil (10) als endloses Ringteil ausgebildet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß freie Enden des Ring­ teils (10) mittels eines Schlosses miteinander ver­ bunden sind.

10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ge­ häuseteile (6, 7) mit sinusförmig ausgebildeten Vor­ sprüngen (8, 9) axial ineinandergreifen.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die ineinandergrei­ fenden Vorsprünge (8, 9) der Gehäuseteile (6, 7) in radialer Projektion rechteckig ausgebildet sind und koaxial den Balg umgeben.

12. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vor­ sprünge (8, 9) der Gehäuseteile (6, 7) in Umfangs­ richtung einen freien Abstand von 5 bis 20° aufwei­ sen.

13. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ring­ teil (10) an den Vorsprüngen (8, 9) gegen relatives, angulares Verschieben gegenüber diesen (gegen Verdrehen) gesichert ist.

14. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ring­ teil (10) in in den Vorsprüngen (8, 9) der Gehäuse­ teile (6, 7) ausgebildeten, in Umfangsrichtung ver­ laufenden Nuten oder Nutabschnitten (12) einge­ legt ist.

15. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ring­ teil (10) lokal durch an den Vorsprüngen (8, 9) der Gehäuseteile (6, 7) befestigte Klammern (13) über­ griffen ist.

16. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ring­ teil (10) mit den Vorsprüngen (8, 9) der Gehäusetei­ le (6, 7) durch Punktschweißung verbunden ist.

17. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ring­ teil (10) durch aus den Vorsprüngen (8, 9) der Ge­ häuseteile (6, 7) ausgestanzte Laschen (11) übergrif­ fen und festgelegt ist.

18. 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.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringteil (10) in­ nerhalb der Vorsprünge (8, 9) der Gehäuseteile (6, 7) angeordnet ist und durch die freien Enden der Vorsprünge (8, 9) von innen her untergriffen und gehalten wird.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringteil (10) in auf den Vorsprüngen (8, 9) der Gehäuseteile (6, 7) aufgesetzte und befestigte U-Profilteile (16) einge­ legt und festgehalten ist, wobei gegebenenfalls die freien Enden der Schenkel (17) der U-Teile (16) gegeneinander gebogen sind.