DE3633900C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine lösbare Steckver­ bindung für zwei Rohrenden oder für ein Rohrende inner­ halb eines Gehäuseflansches der im Oberbegriff des ersten Anspruchs angegebenen Art.

Die DE-OS 25 48 581 zeigt eine muffenartige Rohrsteck­ verbindung mit einer im Überlappungsbereich der Rohr­ enden angeordneten Dichtung und einem Druckring, welcher pressend auf die Dichtung einwirkt. Derartige oder ähnlich gestaltete Rohrverbindungen werden insbesondere bei Auspuffsträngen von Kraftfahrzeugen verwendet, da es in diesem Anwendungsfall erforderlich ist, Möglichkeiten für den thermischen Längenausgleich bereitzustellen. Abgasanlagen sind oftmals hohen Temperaturschwankungen unterworfen und dehnen sich somit betriebsabhängig verschieden stark aus. An den Rohrverbindungsstellen soll somit die Möglichkeit zum thermischen Längenaus­ gleich gegeben sein, wobei dennoch eine sichere Abdich­ tung gewährleistet sein muß.

Deshalb wird in der oben genannten Schrift von dem Druckring auf die Dichtung eine Anpreßkraft aufgebracht. Dazu stützt sich der Druckring innerhalb zweier im Außenrohr vorgesehener Fenster ab. Diese Anordnung hat aber den Nachteil, daß die Höhe der Anpreßkraft, welche auf die Dichtung aufgebracht wird, alleine durch die geometrischen Abmessungen bestimmt und somit toleranz­ bedingten Schwankungen unterworfen ist. Die tatsächliche Anpreßkraft, welche letztendlich über die ausreichende Dichtfunktion entscheidet, ist also nicht einstellbar, sondern kann beispielsweise bei ungünstigem Zusammen­ treffen der einzelnen Bauteiltoleranzen (Lage der Fenster, Abmessungen von Druckring und Dichtung) zu gering sein, so daß keine ausreichende Dichtwirkung erzeugt wird, oder zu hoch werden, was zu einer Zer­ störung der Dichtung führen kann. Ein weiterer Nachteil dieser Anordnung ist darin zu sehen, daß zum Lösen der Rohrverbindung der Druckring zerstört werden muß. Während also üblicherweise beim Zusammenbau von einmal gelösten Rohrverbindungen nur die Dichtung getauscht wird, ist hierbei der zusätzliche Tausch des Druckringes erforderlich.

Eine weitere Rohrsteckverbindung, welche den letztge­ nannten Nachteil nicht aufweist, ist in der gattungs­ bildenden DE-AS 21 32 754 beschrieben. Auch hierin überlappen sich zwei Rohrenden mit einem im Überlap­ pungsbereich angeordnetem Dichtelement, auf welches mittels eines Ringes über eine Schraubverbindung eine Spannkraft aufgebracht wird. Gekennzeichnet ist diese Rohrverbindung dabei durch die konische Aufweitung des überlappenden Rohrendes. Damit muß auch das Dichtelement eine konische Form aufweisen, und es ergeben sich große Probleme, eine sichere Abdichtung zu gewährleisten. Die beiden konischen Flächen müssen nämlich exakt aufeinan­ der angepaßt sein, um eine flächenhafte und nicht nur eine punktweise Berührung und somit Abdichtung zu erzielen. Ferner sind konisch ausgebildete Bauteile in ihrer Fertigung deutlich aufwendiger als einfache zylindrische Formgebungen. Desweiteren könnten bei zu starkem Festziehen der Schraubverbindung die Rohrenden beschädigt werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine gat­ tungsgemäße Steckverbindung aufzuzeigen, welche einen thermischen Längenausgleich ermöglicht, eine sichere Abdichtung gewährleistet, und darüber hinaus einfach zu fertigen ist.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs gelöst.

Erfindungsgemäß ist der Überlappungsbereich im wesent­ lichen zylindrisch geformt und das Dichtelement als zumindest ein im wesentlichen eine konkave Kontur aufweisender Formdichtring ausgebildet. Die Fertigung und Anpassung zylindrischer Formen ist deutlich ein­ facher als diejenige konischer Formen. Dabei ist über den Grad des Festziehens der Schraubverbindung exakt der für eine sichere Abdichtung erforderliche Anpreßdruck aufbringbar. Abweichend von der konischen Ausbildung der gattungsbildenden Schrift, bei welcher ein zu starkes Anziehen der Schraubverbindung zu einer Zerstörung des Dichtelementes oder des Außenrohres führen würde, wird hierdurch bei der erfindungsgemäßen Ausbildung allen­ falls ein geringfügig überhöhter Anpreßdruck auf das Dichtelement aufgebracht. Die konkave Formgebung des Dichtelementes gewährleistet unter allen Umständen eine sichere Abdichtung der Rohrverbindung, da das Dichtele­ ment sowohl am Innenrohr als auch im Außenrohr stets auf dem gesamten Rohrumfang aufliegen. Die im Einbauzustand zunächst nur geringfügig ausgebildete konkave Form wird durch die Anpreßkraft des Spannelementes so lange verstärkt, bis der Formdichtring - dann unter hoher Vorspannung stehend - an beiden Rohren überall bündig anliegt. Anstelle eines einzigen Formdichtringes können dabei auch mehrere konkave Formdichtringe vorgesehen sein; gefertigt sind diese beispielsweise aus Kupfer, Messing oder Federstahl.

Anspruch 2 beschreibt eine vorteilhafte Ausbildung des Spannelementes. Eine Blech- oder Stahlhülse mit einem angesetzten Bund ist einfach zu fertigen und läßt sich leicht auf das Innenrohr schieben, während am Bund über einfache Bohrungen, in welche die Verbindungsschrauben eingesteckt werden, die Schraubverbindung angreifen kann. Somit vermag die rohrförmige Hülse einfach aber sicher die erforderliche Anpreßkraft auf das Dicht­ element aufzubringen.

Das kennzeichnende Merkmal des Anspruchs 3 hat den Vorteil, daß für das Dichtelement auf der am Spannele­ ment abgewandten Seite eine exakt festlegbare Abstütz­ fläche am Innenrohr vorhanden ist. Ohne eine derartige Abstützfläche (Sicke) im Endbereich des Innenrohres könnte das Dichtelement vom Spannelement eventuell bis zum muffenartig erweiterten Bereich des Außenrohres geschoben werden, womit das Lösen der Rohrverbindung durch an dieser Stelle auftretende Korrosion eventuell Schwierigkeiten bereiten könnte. Auch wäre es bei ungünstiger Formgebung ohne eine derartige Sicke mög­ lich, daß das Dichtelement in den Spalt zwischen Innen­ rohr und Außenrohr geschoben wird und somit ein even­ tuell nur unzureichender Anpreßdruck aufgebracht werden kann.

Anspruch 4 beschreibt schließlich einen auf dem Außen­ rohr angeordneten Flansch, welcher das Gegenstück bildet für die Schraubverbindung zum Spannelement. Es wäre auch möglich, das Außenrohr von vorneherein mit einem Flansch zu versehen, oder das Außenrohr als den Kanal beispiels­ weise innerhalb eines Zylinderkopfes einer Brennkraft­ maschine zu betrachten. In diesem Fall kann das Spann­ element über die Schraubverbindung direkt am Flansch bzw. am Zylinderkopf angeflanscht werden. Handelt es sich bei dem Außenrohr jedoch um ein beispielsweise einfaches Abgasrohr, welches an seinem Ende lediglich mit einer muffenförmigen Erweiterung versehen ist, so bildet ein ringförmiger, auf das Außenrohr geschobener und sich an der muffenförmigen Erweiterung abstützender Flansch ein einfaches Gegenelement für die Schraubver­ bindung mit dem Spannelement.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher beschrieben.

In der Zeichnung dargestellt ist der Schnitt durch eine erfindungsgemäße lösbare Steckverbindung für zwei Rohrenden oder dergleichen, wobei wegen der Rotations­ symmetrie der Bauteile das Außenrohr oberhalb und unterhalb der Rohrmittellinie in zwei verschiedenen Ausführungsformen gezeigt ist.

Ein Innenrohr 1 ist mit einem Außenrohr 2 verbunden bzw. an den Kanal 3 eines nicht weiter dargestellten Bau­ teiles 4 (beispielsweise Zylinderkopf einer Brennkraft­ maschine) angeflanscht. Dazu ist das Außenrohr 2 mit einer muffenförmigen Erweiterung 21 versehen, bzw. ist am Bauteil 4 eine gegenüber dem Kanal 3 zurückgesetzte Ausdrehung 41 vorgesehen. Das Innenrohr trägt in seinem Endbereich eine umlaufende Außensicke 5.

Zwischen dem Innenrohr 1 und der Erweiterung 21 bzw. Ausdrehung 41 ist ein als Formdichtring mit konkaver Kontur ausgebildetes Dichtelement 6 eingelegt. Dieser Formdichtring stützt sich an einem Ende an der Außen­ sicke 5 des Innenrohres 1 ab, an seinem anderen Ende liegt er an einem Spannelement 7 an, welches im wesent­ lichen aus einer rohrförmigen Hülse 8 besteht und mit einem Bund 9 versehen ist. Im Bund 9 sind mehrere Bohrungen 10 vorgesehen.

Auf das Außenrohr 2 ist ein ringförmiger Flansch 22 aufgeschoben, welcher sich an der muffenförmigen Er­ weiterung 21 abstützt. Auch dieser Flansch 22 ist mit mehreren Bohrungen 23 versehen. Alternativ dazu sind im Bauteil 4 mehrere Gewindelöcher 43 angeordnet. Mehrere Schrauben 11 verbinden über die Bohrungen 10 und 23 bzw. 10 und 43 das Spannelement 7 mit dem Flansch 22 bzw. dem Bauteil 4. Im oberhalb der Rohrmittellinie dargestellten Ausführungsbeispiel ist natürlich eine Mutter 12 erfor­ derlich.

Mit Festziehen der Schrauben 11 wird vom Spannelement 7 auf das Dichtelement 6 eine Anpreßkraft aufgebracht, welche das konkave Dichtelement 6 weiter verformt und durch die so entstehende Vorspannung des Formdichtringes eine sichere Abdichtung der erfindungsgemäßen Rohrver­ bindung gewährleistet. Dabei kann der Grad der Vorspan­ nung, also die Kraft, welche das als Formdichtring ausgebildete Dichtelement 6 sowohl auf das Innenrohr 1, als auch auf das Außenrohr 2 bzw. auf das Bauteil 4 ausübt, durch mehr oder weniger starkes Festziehen der Schraube 11 eingestellt werden.

Claims (4)

1. Lösbare Steckverbindung für zwei Rohrenden oder für ein Rohrende innerhalb eines Gehäuseflansches, wobei zwischen einem Innenrohr und einem im Über­ lappungsbereich muffenartig aufgeweiteten Außen­ rohr/Gehäuseflansch ein Dichtelement angeordnet ist, auf welches ein Spannelement, das sich über eine Schraubverbindung am Außenrohr/Gehäuseflansch abstützt, pressend einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die muffenartige Aufweitung im Überlappungsbereich im wesentlichen zylindrisch geformt ist und das Dichtelement als ein oder mehrere im wesentlichen eine konkave Kontur aufweisende(r) Formdichtring(e) (6) ausge­ bildet ist (sind).

2. Lösbare Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannelement (7) als eine mit einem Bund (9) versehene Hülse (8) ausgebildet ist, wobei der Bund (9) mit mehreren Bohrungen (10) versehen ist.

3. Lösbare Steckverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (1) in seinem Endbereich mit einer umlaufenden Sicke (5) versehen ist.

4. Lösbare Steckverbindung nach einem der vorangegan­ genen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Außenrohr (2) ein sich an der muffenförmigen Erweiterung (21) abstützender Flansch (22) angeordnet und über die Schraubverbindung (11) mit dem Spannelement (7) verbunden ist.