JP3672589B2 - 管をフレキシブルに結合するための装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、管をフレキブルに結合するための装置、特に自動車の排ガス導管の管をフレキブルに結合するための装置であって、金属ベローのようなフレキシブルな導管部材によって結合された管端部を備え、該管端部は、少なくとも１つのケーシング内に配置された、圧縮された金属ワイヤから成る緩衝クッションの異なる対応支承体に結合されている形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ケーシング内に配置されて圧縮された金属ワイヤから成る緩衝クッションを備えている、特に自動車排ガス導管の管を結合するための冒頭で述べた形式の装置は、ドイツ国特許第３３２１３８２号明細書又はヨーロッパ特許第２０８１２８号明細書によって公知である。
【０００３】
緩衝クッションを受容しているケーシングの両端面に設けられた対応支承体は、一方の端部において結合解除部材の直前で、管をフレキブルに結合するための装置の接続端部に結合されており、他方の端部では、軸方向で前後に配置された２つのクッションのほぼ中央に係合しているか又はただ１つのクッションの半径方向の切欠きに係合している、別の端部に結合されている。
【０００４】
公知の装置及び結合解除部材にあっては、緩衝クッションがその容積の極めて小さな部分だけで作業し、しかも力が直接的に導入されるその位置においてだけ作業しているということが、基本的に判明してきた。容積の大部分は不作業のままである。つまり換言すれば、クッションは過大に寸法化されており、その寸法は、特に接続端部に結合された対応支承体の中央の噛合のために必要であったのである。更にクッションは、ケーシングが完全に閉じられていないことによって、流れ通路の内方では高温排ガス又は流れ通路の外方では汚れ、湿分及び塩分といった腐蝕作用に晒されるようになっている。その際更に、通常の運転では作業しないか又は僅かしか作業しないクッションの部分が硬化したり又はこびりついたりして、新しい状態時に存在する動的な特性が不都合なように変化してしまうということが確認された。
【０００５】
また緩衝及び結合解除部材のための従来の装置は過大な寸法であるため、半径方向においても軸方向においても大きなスペースが必要である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は上述の欠点を除去することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明の構成では、管をフレキブルに結合するための装置、特に特に自動車の排ガス導管の管をフレキブルに結合するための装置において、金属ベローのようなフレキシブルな導管部材によって互いに結合された第１の管端部と第２の管端部とが設けられており、ケーシングが設けられていて、該ケーシングが、第１の管端部から内方に向かって延びる端面側の複数の第１のケーシング壁区分と、第２の管端部から外方に向かって延びる端面側の複数の第２のケーシング壁区分とを備えており、第１のケーシング壁区分と第２のケーシング壁区分とが、周方向において互いに並んで位置していて、互いに相対的に運動可能であり、管端部の相対的な運動時にケーシング壁区分同士、ひいては管端部同士を緩衝するために、第１のケーシング壁区分と第２のケーシング壁区分 との間に、緩衝クッションが閉じ込められて設けられているようにした。
【０００８】
【発明の効果】
つまりケーシング半部及び特にケーシング壁区分は互いに直接的には接触していないので、むしろケーシング半部と壁区分との間にはギャップ及び中間室が設けられている。緩衝クッションの夫々一方の側に配置されて互いに並んで位置している外方の端面側ケーシング壁区分は、相対的に互いに運動可能であり、特にその垂線方向に運動可能である。
【０００９】
緩衝クッションのための軸方向の両対応支承体が外方に向って移動せしめられる、つまり緩衝クッションのためのケーシング壁部内に移動せしめられることによって、また緩衝されるべき受容部の相互に有効な対応支承体が結合解除部材の両接続端部上の引張運動とこれとは反対方向に押圧される運動との両者によって移動せしめられることによって、更にはクッションの各端面上に特に周方向で互いに並んで夫々交互に、結合解除部材に一方又は他方の接続端部に結合されるべき壁区分を設けることによって、ひいては相対的に互いに軸方向に運動可能な壁区分を設けることによって、従来技術では中央に存在している対応支承体を省くことができるようになる。これによってクッション容積、特に従来技術では不活動であった部分の容積を大幅に減少させることができた。例えば中央の対応支承体の両側に配置された２つのクッションを備えた構成に対し一方のクッションを省くことができる。更に本発明の装置は動的に活動する構成要素を形成している。本発明の構成は、比較的高価なクッション材料を節約することができるということの外に、構造長さにおいてもまたその内方に本発明の装置が挿入される結合解除部材においても、共に極めてコンパクトであるという利点を有している。このことは、結合解除部材のために特に有効な組込み位置には大きな空間が存在していないという点で、極めて重要である。本発明の装置の利用率は、従来技術の場合よりも大きく、かつ構造的なコストは従来技術の場合よりも小さい。緩衝クッション自体はもつれていて、例えば振動運搬機を用いてこれを個別化することができないので、結合解除部材の自動的な製造には限界があり、従って従来技術には限界が存在している。これに対し本発明に基く装置は、複雑でない簡単なユニット（カセット）として予め製作可能であり、かつそのようなユニットとしてこれを更に搬送して加工することができる。その際クッションは、それ自体は公知の形式でストランドとして供給され、かつケーシング半部内に挿入するためケーシング半部の直ぐ近くで所定の長さに切断され、かつ切断された部分を自動的に挿入することができる。従ってクッションの個別化の問題は最初から全く存在していない。
【００１０】
基本的には剛性的に相互に結合されてケーシングの両端面に配置された壁区分が互いに向い合って位置するようになっており、更にこの場合重力が発生して運動がクッション材料の剪断力を介し緩衝されて受容されうるようになっており、一方有利な構成にあっては、１つの壁区分に、該区分に対し相対的に運動可能な、ケーシングの別の端面側の壁区分が向い合って位置しており、その際特に、剛性的に互いに結合されてケーシングの両端面に配置されている壁区分が、互いにオーバラップしている。
【００１１】
基本的には、軸方向でみて１つのクッション層しか設けられていない。しかし特別な構成にあっては、軸方向でみて複数のクッション層が、該クッション層の間に配置される対応支承体なしで設けられている。本発明の装置は結合解除部材の外周に配置された個別のケーシングとして形成されていても宜い。またリング状に形成されても宜い。しかしこの場合には、緩衝クッションも同じ様にリング状であるか又は部分的にリング状に形成されていて、緩衝クッションの半径方向の端面が相互に当接しているか又は特別に設けられた対応支承体に当接しているかのどちらかになっている。後者の場合及び緩衝クッションが排ガス導管の外周部に設けられた緩衝クッション付きの別個のケーシングである場合には、緩衝クッションは半径方向平面内に配置可能であり、その平面内で両管端部間に有利な角運動が発生する。
【００１２】
基本的には相対的に相互に運動可能な壁区分が同じ大きさに構成されるようになっている一方で、有利な構成にあっては、端面側で相互に運動可能である壁区分が異なった大きさに形成されており、その際特に、夫々互いに結合された壁区分の第１グループの全表面積が、該グループに対して相対的に運動可能であって同じ様に剛性的に互いに結合された壁区分のグループの全表面積とは異なっている。その際より大きな全表面積を備えた壁区分のグループが、場合によっては排気装置の重量のような静的な初期負荷を受容しなければならないようになっている。
【００１３】
緩衝のために本発明の装置が設けられた結合解除部材の、管端部の角運動に対してひいては良好な角変位に対して、本発明の有利な構成にあっては、壁区分が曲がって形成されており、特に壁区分が球形状に形成されている。
【００１４】
基本的にクッションは、本発明の装置のケーシング内に無負荷の状態で挿入可能である。しかし有利な構成にあっては、緩衝クッションがケーシング内に設けられており、そのため、端壁領域が所定の運動の元で相互に運動している場合には、端壁領域と隣接するクッション外方側部との間に中間室が殆んど発生しないで、クッションが壁区分の運動に追述するようになっている。
【００１５】
更に本発明の別の構成にあっては、緩衝クッションが互いに向い合って位置する完全な壁面によって覆われており、該壁面から角度を成して周方向に相互に相対的な距離を置いて、端面の壁区分が延びており、該壁区分は夫々半径方向で重なり合っており、かつ端面側の壁区分に対し角度を成して、付加部が連続して延びており、その際特にケーシングの壁部分が押込み変形溝を有している。
【００１６】
本発明のその他の利点及び特徴は請求項及び次の説明から明らかであり、更に本発明の実施例を、図面を参照し乍ら詳しく説明することにする。
【００１７】
【実施例】
特に自動車の排ガス導管の管をフレキシブルに結合するための、組み込まれた運動緩衝装置を備えた本発明の装置６１は、それ自体は公知の形式で接続端部３１と、フレキシブルな導管部材又はベロー３３と、該ベロー３３を覆っているケーシング部分３４と、接続端部３２とを有しており、ベロー３３は両接続端部３１，３２の間に配置されている。円筒状のベローケーシング３４にはケーシング部分４が形成されており、また接続端部３２には外周壁７と、端面の壁区分８，９乃至外周面１６と、端面の壁区分１７，１８とを備えた、カセットケーシングのケーシング部分６が形成されている。
【００１８】
本装置の緩衝装置１は、ケーシング２を有し（図２）、該ケーシング２は有利にはリング形に形成され、ケーシング２内には緩衝クッション３が配置されており、かつリング形の場合には１つのリング状か又は複数の扇形状かのどちらがあり、該リング形は、その半径方向に向いた端面によって相互に接続されているか又はケーシングに結合された対応支承体に当接している。軸方向には夫々複数の緩衝クッション３が並列に配置されているが、緩衝クッションの３の間にはケーシングに結合された剛性的な対応支承体が設けられていない。
【００１９】
ケーシング２は２つのケーシング部分４，６から成っている。一方のケーシング部分４は外方の套壁７を有し、該套壁７から内方に向って端面の壁区分８，９が延びており、該壁区分８，９の間には夫々切欠き１１，１２が設けられている。１つ又は複数の緩衝クッション３を間に閉じ込めている端面の壁区分９，８は、有利には周方向で相互にずらされており、その際一方の端面の壁区分８における切欠き１１に他方の端面の切欠き１２が正確に対称的に向い合って位置している（図４）か、又は軽い角度のずれＶ（図２）を有して向い合って位置しているかのどちらかである。切欠き１２に隣接する壁区分９の対応するずれＶ′に一致するずれによって、向い合って位置する端面に形成された壁区分８，９の（ずれＶ′に対応する）部分的なオーバラップ部が形成される。
【００２０】
ケーシング部分４，６の縁部の間には無負荷の状態で、相対運動を可能にしている最終的な間隔、つまりギャップが存在している。
【００２１】
オーバラップ領域Ｕ１，Ｕ２は、図４の対称的な構成の場合外方のケーシング部分４において、ケーシング部分４の壁部分８，９が内方ケーシング部分６の壁部分よりも大きいことによって達成される。
【００２２】
内方ケーシング部分６は、内方套壁１６を有し、該套壁１６から壁区分１７，１８が、外方に向って外方ケーシング部分４の壁区分８，９の間で切欠き１１，１２内へ延びており、かつそれらの間で対応する切欠き１９，２１を形成している。
【００２３】
つまり１つ又は複数の緩衝クッション３が、その一方の端面において周方向に関し交互に、ケーシング部分４，６の壁区分８，１７に当接し、かつ他方の外周面において同様の形式で、周方向に関し交互にケーシング部分４，６の壁区分９，１８に当接している。
【００２４】
緩衝クッション３は、これが圧縮されてケーシング部分４，６内に挿入されるような形式で、バイアスがかけられてケーシング２内に挿入されている。
【００２５】
ケーシング部分４，６は夫々、ベローのような気密でフレキシブルな管部材によって結合された、結合解除部材の異なった管端部に結合されているか又は結合解除部材に形成されている。
【００２６】
管端部又は接続端部が相対的に相互に運動する場合には、この運動は両ケーシング部分４，６に伝達される。軸方向の運動の際、壁区分８，１７は互いに接近する方向に運動し（一方壁区分９，１８は互いに離れる方向に運動する）、かつ緩衝クッション３が更に圧縮されるような傾向になり、これによって壁区分８，９の運動が、ひいては最終的に管端部が、その緩衝特性に基いて（振動技術的に）緩衝せしめられる。
【００２７】
図４の構成にあっては、図１の構成の場合に類似の、ベロー３３を覆っている円筒套面状のベローケーシング３４が設けられていない。その代り、ベロー３３の内方にベロー３３を貫通して支持管６２が案内されており、該支持管６２には接続端部６３が形成されており、その際支持管６２は、半径方向で緩衝クッション３の内方に内方ケーシング部分６の内方套壁１６を形成している。この例では更に、両端面壁区分１７，１８が剛性的に形成されている。ケーシング部分４は、他方の管端部６４と、リング状の套壁７と、端面側の壁区分９，８とから構成されている。
【００２８】
ベロー３３を保護するため、接続端部６３の領域に保護リング６６が設けられている。
【００２９】
図５の構成の場合にはケーシング部分４，６がそれぞれ２部分から構成されており、更に壁区分８は套壁７と一体に形成されていて付加部２２を有している。壁区分９は、例えば溶接によって付加部２２に結合可能なアングル付加部２３に形成されている。その際の溶接は総ての形式のものが対象になっている（抵抗溶接、レーザ溶接、また基本的にはプレス、折畳み、押圧接合のような機械的な結合も対象になる）。
【００３０】
組立のためにはまず部分７，８，２２と部分１８及び付加部２６とを、壁区分１８が壁区分８の間に係合するように、互いに嵌め合わせる。続いて左側から緩衝クッション３を壁区分８，１８にまで押し込む。その後同じ様に軸方向で同時か又は相前後して、部分９，２３と部分１６，１７及び付加部２４とを緩衝クッションの左側端面に向って運動せしめて、壁区分１７を各壁区分９間の中間室に係合せしめ、又はそれとは逆方向に係合せしめる。これによって所望の圧力が行使されうるようになり、引き続いて部分２２と２３及び２３と２４との結合を、前述の形式で溶接又はその他の上述の技術によって行う。
【００３１】
つまり部分２２〜２６は、クッションにバイアスをかけた状態における、部分７，８，２２と部分９，２３との固定乃至は部分１６，１７，２４と部分１８，２６との固定に役立っており、更に対応する結合解除部材の接続導管部への本発明の装置の固定にも役立っている。
【００３２】
図６には図５に類似した構成が図示されている。しかしこの構成では、半径方向の端壁部分８，９，１７，１８がケーシング部分４，６の套壁部７，１６に一体に結合されていなくて、アングル付加部４１，４２，４３，４４を備えた別個の部分として形成されており、該付加部４１，４２，４３，４４を介して、端壁区分８，９，１７，１８とリング套面状又は円筒套面状の套壁部分７，１６とが結合されている。
【００３３】
図７には、ケーシング部分４，６における押込み変形溝５１，５２，５３，５４が図示されている。これらの押込み変形溝５１〜５４を介して要求がある場合には、カセット状ケーシングの組立の後に後から所望の形式で、例えば予め製造された本発明の装置が種々の使用目的に適合しうるように、バイアスを規定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 組み込まれた緩衝クッションを備えた有利な本発明の装置の、図２の線Ｉ−Ｉに沿った縦断面図である。
【図２】 図１の線ＩＩ−ＩＩに沿った断面図である。
【図３】 本発明の装置の別の構成の、図２に対応する正面図である。
【図４】 本発明の装置の別の有利な構成の縦断面図である。
【図５】 本発明の装置の緩衝クッションの、図２に対応する断面図である。
【図６】 本発明の装置の緩衝装置の別の構成の、図５に類似の断面図である。
【図７】 緩衝部材のための、ケーシングのケーシング部分の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
１ 緩衝装置
２ ケーシング
３ 緩衝クッション
４６ ケーシング部分
７ 套壁
８，９ 壁区分
１１，１２ 切欠き
１６ 套壁
１７，１８ 壁区分
１９，２１ 切欠き
２２ 付加部
２３ アングル付加部
２６ 付加部
３１，３２ 接続端部
３３ ベロー
３４ ベローケーシング
４１，４２，４３，４４ アングル付加部
５１，５２，５３，５４ 押込み変形溝
６１ 本発明の装置
６２ 支持管
６４ 管端部
６６ 保護リング
Ｕ１，Ｕ２ オーバラップ領域
Ｖ，Ｖ′ ずれ

Claims (13)

1. 管をフレキブルに結合するための装置であって、
   金属ベローのようなフレキシブルな導管部材によって互いに結合された第１の管端部（３１）と第２の管端部（３２）とが設けられており、
   ケーシング（２）が設けられていて、該ケーシング（２）が、第１の管端部（３１）から内方に向かって延びる端面側の複数の第１のケーシング壁区分（８，９）と、第２の管端部（３２）から外方に向かって延びる端面側の複数の第２のケーシング壁区分（１７，１８）とを備えており、第１のケーシング壁区分（８，９）と第２のケーシング壁区分（１７，１８）とが、周方向において互いに並んで位置していて、互いに相対的に運動可能であり、
   管端部（３１，３２）の相対的な運動時にケーシング壁区分（８，１７；９，１８）同士、ひいては管端部（３１，３２）同士を緩衝するために、第１のケーシング壁区分（８，９）と第２のケーシング壁区分（１７，１８）との間に、緩衝クッション（３）が閉じ込められて設けられていることを特徴とする、管をフレキシブルに結合するための装置。
2. １つの壁区分（８；１８）に、該区分（８；１８）に対し相対的に運動可能な、ケーシング（２）の別の端面側の壁区分（１７；９）が向い合って位置していることを特徴とする、請求項１記載の装置。
3. 剛性的に互いに結合されてケーシング（２）の両端面に配置されている壁区分（８，９）が、互いにオーバラップしていることを特徴とする、請求項１又は２記載の装置。
4. 剛性的に互いに結合されてケーシングの両端面に配置されている壁区分が、互いに向い合って位置していることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
5. 軸方向でみて１つのクッション層しか設けられていないことを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載の装置。
6. 軸方向でみて複数のクッション層が、該クッション層の間に配置される対応支承体なしで設けられていることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載の装置。
7. 複数のクッションが殊に周方向で互いに並んで配置されていることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。
8. 端面側で相互に運動可能である壁区分（８，９；１７，１８）が異なった大きさに形成されていることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項記載の装置。
9. 夫々互いに結合された壁区分（８，９）の第１グループの全表面積が、該グループに対して相対的に運動可能であって同じ様に剛性的に互いに結合された壁区分（１７，１８）のグループの全表面積とは異なっていることを特徴とする、請求項８記載の装置。
10. 緩衝クッション（３）がケーシング（２）内にバイアスがかけられて設けられていることを特徴とする、請求項１から９までのいずれか１項記載の装置。
11. 緩衝クッション（３）が互いに向い合って位置する完全な壁面（７，１６）によって覆われており、該壁面（７，１６）から角度を成して周方向に相互に相対的な距離を置いて、端面の壁区分（８，９；１７，１８）が延びており、該壁区分（８，９；１７，１８）は夫々半径方向で重なり合っていることを特徴とする、請求項１から１０までのいずれか１項記載の装置。
12. 端面側の壁区分(８，９；１７，１８)に対し角度を成して、付加部(２２，２３，２４，２６，４１，４２，４３，４４)が連続して延びていることを特徴とする、請求項１から１１までのいずれか１項記載の装置。
13. ケーシング（２）の壁部分（７，８，９，１６，１７，１８）が押込み変形溝（５１，５２，５３，５４）を有していることを特徴とする、請求項１から１２までのいずれか１項記載の装置。

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