DE60315315T2

DE60315315T2 - Spannband, rohrendverbindung und abgasanlage

Info

Publication number: DE60315315T2
Application number: DE60315315T
Authority: DE
Inventors: Lars Christian Larsen; Peter John Lambe
Original assignee: Dinex AS
Current assignee: Dinex AS
Priority date: 2002-08-28
Filing date: 2003-08-28
Publication date: 2008-04-17
Anticipated expiration: 2023-08-29
Also published as: DE60315315D1; EP1540230B1; ES2291730T3; DK1540230T3; PT1540230E; WO2004020891A1; AU2003257408A1; EP1540230A1; ATE368820T1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft ein Klemmband gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, eine Rohrendverbindung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 6 sowie eine Abgasanlage gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 9. Es sind viele verschiedene Klemmbänder sowie Verfahren zum Verbinden von Rohrenden bekannt. Gemäß einem herkömmlichen Verbindungsverfahren sind die beiden Rohrenden mit einer hervorstehenden Bördelung versehen, und das Verfahren beinhaltet die Verwendung eines Klemmbandes mit einem Hohlraum, in dem die beiden Rohrendbördelungen aufgenommen werden können.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
So offenbart US-PS Nr. 6,062,610 ein Klemmband gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Jedoch ist dieses Klemmband mit dem Risiko behaftet, nicht vollständig dicht anzuliegen, wie wenn zum Beispiel die Höhe einer Rohrendbördelung erheblich von der Höhe der anderen Rohrendbördelung abweicht. Im letzteren Fall liegt das Dichtungsband nur an einer einzigen Bördelung dicht an. Des Weiteren ist das bekannte Klemmband mit dem Nachteil behaftet, dass es schwierig sein kann, das Klemmband zu montieren, wenn nur wenig Platz zur Verfügung steht. Wenn die Rohrenden nur von einer einzigen Seite her zugänglich sind, so ist mit der Positionierung des Klemmbandes das Risiko verbunden, dass eines der zweiten Bahnelemente zwischen den beiden Bördelungen eingekeilt wird, wobei diese Bahnelemente radial nach innen hervorstehen. Dieses letztere Problem tritt insbesondere dann auf, wenn eines der – oder noch schlimmer: wenn beide – Rohrenden während des Montierens in der richtigen Position relativ zueinander gehalten werden sollen.
US-PS Nr. 3,479,066 offenbart eine Klemmvorrichtung mit zwei halbkreisförmigen Ringelementen, die mit einem inneren mittigen Hohlraum und einem komprimierbaren Dichtring versehen sind. Der komprimierbare Dichtring ist mit einer Rippe versehen, die nach innen weist und so konfiguriert ist, dass sie sich zwischen den beiden gegenüberliegenden Seiten der zu verbindenden Rohrenden erstreckt. Diese bekannte Klemmvorrichtung ist mit dem Nachteil behaftet, dass sie recht kompliziert ist und eine relativ begrenzte Haltefestigkeit in der Axialrichtung bietet.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Die Aufgabe der Erfindung ist Bereitstellung eines neuartigen und verbesserten Klemmbandes, das einfach und kostengünstig herzustellen ist, das leicht zu montieren ist und das gute Dichtungseigenschaften aufweist.
Diese Aufgabe wurde mittels eines Klemmbandes gemäß Anspruch 1 erreicht. Die entstehende Dichtung ist zuverlässiger, als bisher bekannt, weil sowohl das Dichtungsband als auch die dritten Bahnelemente dabei helfen, diese Dichtung zu gewährleisten. Darüber hinaus wurde das Montieren vereinfacht, weil das Risiko, dass das Klemmband während des Montierens zwischen die Rohrenden gelangt, dank der dritten Bahnelemente gering ist.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Klemmband als ein durchgängiges flexibles Band hergestellt werden, wobei zwei Klemmbandenden mittels eines einzelnen Straffungsmittels miteinander verbunden werden, wobei das Straffungsmittel es ermöglicht, dass das Klemmband um die Rohrenden herum geklemmt wird. Ein solches Klemmband ist besonders einfach speziell unter engen Platzverhältnissen zu montieren, und es wird eine durchgängige Dichtung entlang des gesamten Umfangs der Rohrenden erhalten.
Gemäß einer Ausführungsform kann das dritte Bahnelement eine Breite von mindestens 5 mm, in der Längsrichtung der Rohre gemessen, aufweisen, mit dem Ergebnis, dass eine besonders gute Dichtung sowie eine einfache Montage erreicht werden.
Das Dichtungsband kann gemäß der Erfindung aus einem Glasfasergewebematerial hergestellt sein, mit dem Ergebnis, dass das Klemmband bei hohen Temperaturen eingesetzt werden kann, wie zum Beispiel in Verbindung mit dem Verbinden von Komponenten in Abgasanlagen.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Klemmband zylindrisch und wird dementsprechend zum Verbinden zylindrischer Rohrenden verwendet.
Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Rohrendverbindung, wo zwei Rohrenden mit einer Bördelung versehen sind, die sich von der Außenseite der Rohrwand radial nach außen erstreckt und wo ein Klemmband gemäß der Erfindung in einer solchen Weise um die Rohrenden herum geklemmt ist, dass die Bördelungen zwischen den beiden zweiten Bahnelementen angeordnet sind, und wo die dritten Bahnelemente an die Außenseite der Rohrenden stoßen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die Bördelungen der beiden Rohrenden durch Falzen hergestellt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform erfolgt das Falzen in der Weise, dass das Ende der Rohrwand zusammen mit einer Endplatte gefalzt wird, die sich im Wesentlichen senkrecht zur Mittelachse der Rohre erstreckt. Ein solches Formen eines Rohrendes mit einer solchen Endplatte führt zu einer Bördelung, die sich besonders zur Verwendung in Verbindung mit einem Klemmband gemäß der Erfindung eignet. Des Weiteren stellt das Klemmband gemäß der Erfindung deutlich geringere Toleranzanforderungen an den Falzvorgang als bisher bekannte Verbindungsverfahren, bei denen ein Klemmband verwendet wird.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Abgasanlage für Fahrzeuge mit einem Einlassrohrmodul, einem Emissionsbehandlungsmodul mit zum Beispiel einem Partikelfilter oder einem Katalysator und einem Auslassmodul, und wobei das Emissionsbehandlungsmodul an seinen beiden Enden mit dem Einlassmodul bzw. dem Auslassmodul mittels eines Klemmbandes gemäß der Erfindung verbunden ist. In der Regel befinden sich die Abgasanlagen für Fahrzeuge an der Unterseite der Fahrzeuge, und gewöhnlich sind die Abgasanlagen nicht von allen Seiten aus zugänglich. Das Klemmband gemäß der Erfindung eignet sich besonders in Verbindung mit zum Beispiel einem Austausch eines Emissionsbehandlungsrohrmoduls.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Emissionsbehandlungsmodul an seinen beiden Enden mit dem Einlassmodul bzw. dem Auslassmodul mittels einer Rohrendverbindung gemäß der Erfindung verbunden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung wird im Folgenden eingehender anhand einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben, die in der Zeichnung veranschaulicht ist. In der Zeichnung ist Folgendes dargestellt:
1 zeigt einen Schnitt durch eine Abgasanlage mit drei röhrenförmigen Modulen, die mittels Klemmbändern gemäß der Erfindung verbunden sind.
2 ist eine Schnittansicht entlang der Linie II-II in 1.
3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie III-III in 1.
BESTE ART DER AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
1 zeigt einen Schnitt durch eine Abgasanlage mit einem röhrenförmigen Einlassmodul 28, einem röhrenförmigen Emissionsbehandlungsmodul 10 und einem röhrenförmigen Auslassmodul 11. Das Emissionsbehandlungsmodul 10 ist mit dem Einlassmodul 28 bzw. dem Auslassmodul 11 mittels eines Klemmbandes 8 gemäß der Erfindung verbunden.
2 ist eine Schnittansicht entlang der Linie II-II in 1. Das röhrenförmige Emissionsbehandlungsmodul 10 enthält eine zylindrische Rohrwand 12 und eine Endwand 14 mit einer mittigen Öffnung 16. Sowohl die Rohrwand 12 als auch die Endplatte 14 bestehen aus Blech, und sie sind entlang des Umfangs des Rohrendes in einer solchen Weise miteinander verbunden, dass eine Bördelung 9 gebildet wird, wobei diese Bördelung 9 von der Außenseite der Rohrwand 12 hervorsteht. Das Auslassmodul 11 enthält auch eine zylindrische Rohrwand 13 und eine Endwand 15 mit einer mittigen Öffnung 17. Die Rohrwand 13 und die Endwand 15 sind ebenfalls so miteinander verbunden, dass eine hervorstehende Bördelung 9 entsteht. Das Klemmband 8 gemäß der Erfindung enthält ein erstes Bahnelement 1, das parallel zu den Rohrwänden 12, 13 verläuft, zwei schräg abwärts verlaufende zweite Bahnelemente 2, die mit den beiden Seiten des ersten Bahnelements 1 verbunden sind, sowie zwei dritte Bahnelemente 3, die sich von dem unteren Ende jedes zweiten Bahnelements 2 und parallel zu den Rohrwänden 12, 13 erstrecken. Das erste Bahnelement 1 und die beiden zweiten Bahnelemente 2 definieren einen Hohlraum, der die beiden Bördelungen 9 aufnimmt. Ein Dichtring oder -band 4 aus komprimierbarem Material ist an der Unterseite des Hohlraums, und zwar an der Innenseite des Bahnelements 1, angebracht. In der vorliegenden Ausführungsform besteht der Dichtring 4 aus Glasfasergewebe.
Wie in 3 veranschaulicht, wo eine Schnittansicht entlang der Linie III-III in 1 zu sehen ist, enthält das Klemmband 8 ein Straffungsmittel 20 zum Zusammenziehen der beiden Enden des Klemmbandes 8. Das Straffungsmittel 20 enthält einen schleifenförmigen Metallstreifen 21, der an die Außenseite des ersten Bahnelements 1 an jedem Ende des Klemmbandes geschweißt ist. Rechts in 3 hält der schleifenförmige Metallstreifen 21 ein erstes zylindrisches Element 22, das ein Ende eines sogenannten T-Bolzens 23 mit einem Gewinde 17 bildet. Links in 3 hält der schleifenförmige Metallstreifen 21 ein zweites zylindrisches Metallelement 24, das mit einem zylindrischen Rohrelement 25 versehen ist. Ein nicht zu sehendes Durchgangsloch erstreckt sich durch das zylindrische Metallelement 25 und das zylindrische Element 24. Der T-Bolzen 23 erstreckt sich durch das Durchgangsloch, und eine Mutter 26 ist auf das Gewinde 27 des T-Bolzens geschraubt. Die zylindrischen Elemente 22 und 24 können sich um ihre Mittelachsen in den schleifenförmigen Metallstreifen 21 drehen, und ein Festziehen der Mutter 26 macht es möglich, das Klemmband fest um die Enden der röhrenförmigen Module 28, 10, 11 zu ziehen.
Wie in 2 veranschaulicht, führt ein Festziehen des Klemmbandes 8 zu einem Zusammendrücken des Dichtrings 4, der dementsprechend in abdichtender Weise an der Außenseite der Bördelungen 9 anliegt. Infolge dessen können die Abgase, die das Emissionsbehandlungsmodul 10 durch die Öffnungen 16 und 17 verlassen und in das Auslassmodul 11 einströmen, nicht zwischen den beiden Bördelungen 9 austreten. Wie veranschaulicht, liegen die dritten Bahnelemente 3 an den Außenseiten der Rohrwände 12, 13 an und bilden eine zusätzliche Dichtung. Eine solche Ausführungsform ist besonders vorteilhaft, wenn eine Bördelung 9 aufgrund von Produktionstoleranzen oder Beschädigungen nicht vollständig an dem Dichtring 4 anliegt. Außerdem realisieren die dritten Bahnelemente 3 den besonderen Vorteil, dass die Montage der Klemmbänder insbesondere unter beengten Platzverhältnissen vereinfacht wird. Ein Austausch, eine Wartung oder Instandhaltung des Emissionsbehandlungsmoduls 10 bedeutet, dass das Emissionsbehandlungsmodul von dem Einlassmodul 18 und dem Auslassmodul 11 abgenommen werden muss. Wenn das Emissionsbehandlungsmodul 10 wieder angebracht werden soll, was von der Unterseite des Fahrzeugs aus geschieht, so müssen die Klemmbänder 8 korrekt in einer solchen Weise positioniert werden, dass sie die Bördelungen 9 umfangen. Wären die dritten Bahnelemente 3 nicht vorhanden, so bestände das Risiko, dass eines der zweiten Bahnelemente 2 versehentlich zwischen die Bördelungen 9 auf der Seite gegenüber dem Mechaniker gelangt, was ein besonderes Problem in Verbindung mit Rohrverbindungen darstellen würde, bei denen Rohre mit sehr großen Durchmessern verwendet werden. Das Band ist praktisch relativ zu einer korrekten Position schräg angeordnet, aber in Verbindung mit großen Rohrdurchmessern ist es schwer zu sehen, weil dann das Klemmband nur einen kleinen Winkel zu den Ebenen der Rohrenden bildet. Das heißt, es kann passieren, dass der Mechaniker versehentlich das Klemmband 8 in dem irrtümlichen Glauben festzieht, dass das Band korrekt positioniert sei. Die dritten Bahnelemente 3 mindern das Risiko einer solchen irrtümlichen Montage erheblich.
Ein Austausch des Emissionsbehandlungsmoduls 10 erfordert nicht als das Lösen und Abnehmen der Klemmbänder 8. Das Einlassmodul 28 und das Auslassmodul 11 brauchen nicht abgenommen zu werden, weil es, wenn man in der axialen Richtung schaut, keine überlappenden Elemente zwischen diesen Modulen und dem Emissionsbehandlungsmodul 10 gibt.
Obgleich es wichtig ist, eine gute Dichtung zwischen dem Emissionsbehandlungsmodul 10 und dem Auslassmodul 11 zu erreichen, ist es noch wichtiger, eine gute Dichtung zwischen dem Einlassmodul 28 und dem Emissionsbehandlungsmodul zu erreichen, weil das Abgas, das hier entweichen kann, ein unbehandeltes und daher sehr umweltverschmutzendes Gas ist.
Wie in 2 veranschaulicht, verlaufen die zweiten Bahnelemente 2, die sich radial nach innen erstrecken, schräg. Infolge dessen können die Enden des Klemmbandes veranlasst werden, einander zu überlappen, vgl. 3. Infolge einer solchen Überlappung liegen die Bahnelemente 3 an dem außen angeordneten Klemmbandende nicht vollständig an der Außenseite der Rohrwand 13 an und stellen dementsprechend einen kleinen Spalt her, der mittels der Bezugszahl 29 von 3 dargestellt ist. Jedoch bedeutet eine geeignete Auswahl des Materials sowohl für das Band als auch für den Dichtring, dass es zu keinen nennenswerten Problemen kommt. Die überlappenden Enden gewährleisten, dass das Klemmband nur geringe Anforderungen an die Toleranzen des Rohrdurchmessers oder -umfangs stellt, der mehrere Zentimeter betragen kann.
Der Dichtring fungiert sowohl als eine Dichtung als auch als ein Ausgleich für verschiedene Toleranzen im Zusammenhang mit den Bördelungen 9.
Das Klemmband besteht vorzugsweise aus Edelstahl, und es kann je nach der geometrischen Form des Umfangs der Rohrenden optional an zwei Stellen anstatt an einer einzigen Stelle – wie veranschaulicht – verbunden sein. Das Klemmband kann auch im Wesentlichen rechteckig, quadratisch, dreieckig oder elliptisch sein.
Die veranschaulichte Ausführungsform des Klemmbandes besteht aus 0,5 mm dickem Edelstahlband und weist einen Innendurchmesser von ungefähr 280 mm auf. Die Entfernung von der Innenseite des ersten Bahnelements bis zur Innenseite des dritten Bahnelements beträgt ungefähr 4,6 mm. Das Dichtungsband besteht aus Glasfasergewebe und weist eine Dicke von ungefähr 1,5 mm und eine Breite von ungefähr 24 mm auf.
Das Klemmband eignet sich besonders zum Verbinden mehrerer einzelner Rohrabschnitte mit gefalzten Endplatten, die den in 2 gezeigten Rohrenden entsprechen, in einer solchen Weise, dass ein langes zusammenhängendes Rohr entsteht, das ansonsten eine komplizierte Maschinerie erfordern würde, wenn es einstückig hergestellt werden sollte.

Claims

Klemmband (8) zum Zusammenfügen zweier Rohrenden, wobei das Klemmband eine Form aufweist, die dem Umfang der zwei Rohrenden entspricht, und wobei das Klemmband Folgendes enthält: ein erstes Bahnelement (1), das sich parallel zu den Rohrwänden (12, 13) erstreckt; ein zweites Bahnelement (2), das sich geneigt von jeder Seite des ersten Bahnelements (1) und nach innen in Richtung der Rohrwände erstreckt; ein komprimierbares Dichtungsband (4), das auf der Innenseite des ersten Bahnelements (1) zwischen den zwei zweiten Bahnelementen (2) angeordnet ist und eine Breite hat, die im Wesentlichen der Breite des ersten Bahnelements (1) entspricht, wenn man es während des Gebrauchs in einer Querschnittsrichtung durch die Mittelachse der Rohre (10, 11) betrachtet, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein drittes Bahnelement (3) von dem am weitesten innen liegenden Ende jedes der zweiten Bahnelemente (2) und parallel zu den Rohrwänden (12, 13) erstreckt und dass die Enden des Klemmbandes einander überlappen.
Klemmband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es als ein durchgängiges, flexibles Band mit zwei Klemmbandenden gestaltet ist, die mit Hilfe eines einzelnen Straffungsmittels (20) miteinander verbunden sind, wobei das Straffungsmittel es ermöglicht, das Klemmband (8) um die Rohrenden herum zu klemmen.
Klemmband nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die dritten Bahnelemente (3) – in der Längsrichtung der Rohre gemessen – eine Breite von mindestens 5 mm aufweisen.
Klemmband nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungsband (4) aus einem Glasfasergewebematerial besteht.
Klemmband nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es zylindrisch ist.
Rohrendverbindung, umfassend zwei Rohrenden, die mit einer Bördelung (9) versehen sind, die sich von der Außenseite der Rohrwände (12, 3) radial nach außen erstreckt, und ein Klemmband (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, das so um die Rohrenden herum geklemmt ist, dass die Bördelungen (9) zwischen den zwei zweiten Bahnelementen (2) angeordnet sind, und wo die dritten Bahnelemente (3) gegen die Außenseite der Rohrenden (12, 13) stoßen.
Rohrendverbindung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bördelungen (9) eines Rohrendes oder beider Rohrenden durch Falzen hergestellt sind.
Rohrendverbindung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Falzen durch Falzen des Endes der Rohrwand (12, 13) zusammen mit einer Endplatte (14, 15) erfolgt, die sich im Wesentlichen im rechten Winkel zur Mittelachse des Rohres erstreckt.
Abgasanlage für Fahrzeuge, die ein rohrförmiges Einlassmodul (28), ein rohrförmiges Emissionsbehandlungsmodul (10) mit zum Beispiel einem Partikelfilter oder Katalysator und ein rohrförmiges Auslassmodul (11) enthält, dadurch gekennzeichnet, dass das Emissionsbehandlungsmodul (10) an beiden Enden an das Einlassmodul (28) bzw. an das Auslassmodul (11) mittels eines Klemmbandes (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 angefügt ist.
Abgasanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Emissionsbehandlungsmodul (10) an einem oder an beiden Enden mit dem Einlassmodul (28) bzw. dem Auslassmodul (11) mittels einer Rohrendverbindung nach einem der Ansprüche 6 bis 8 verbunden ist.