DE102004058428A1

DE102004058428A1 - Abgasrohranbindung

Info

Publication number: DE102004058428A1
Application number: DE200410058428
Authority: DE
Inventors: Matthias Keller; Winfried Willeke
Original assignee: ArvinMeritor Emissions Technologies GmbH
Current assignee: Faurecia Emissions Control Technologies Germany GmbH
Priority date: 2004-12-03
Filing date: 2004-12-03
Publication date: 2006-06-14
Also published as: WO2006058693A1

Abstract

Eine Abgasrohranbindung weist ein Rohr (10) mit einem Rohrende (12) auf, und ein Anbindungsteil (14), das eine Öffnung aufweist, in die das Rohrende (12) eingeführt ist. Das Rohr (10) ist umgeben von einem Flanschteil (16) und einem vorzugsweise elastischen Dichtungsmittel (18), wobei das Dichtungsmittel (18) zwischen dem Rohr (10), dem Anbindungsteil (14) und dem Flanschteil (16) liegt und wobei das Flanschteil (16) beweglich zum Rohr (10) angeordnet ist, so daß es, bei Bewegung in Richtung zum Dichtungsmittel (18), das Dichtungsmittel (18) in einen Aufnahmeraum (20) drückt, es darin positioniert und so komprimiert, daß das Dichtungsmittel (18) gegen das Rohr (10) drückt und dadurch das Rohrende (12) am Anbindungsteil (14) hält.

Description

Die Erfindung betrifft eine Abgasrohranbindung mit einem Rohr, das ein Rohrende aufweist, und einem Anbindungsteil, das eine Öffnung aufweist, in die das Rohrende eingeführt ist.

Mit Rohranbindungen dieser Art wird bei Abgassystemen beispielsweise ein Krümmer mit einem Turbolader, einem Abgasrohr etc. verbunden. Bisher werden die Teile im allgemeinen starr gekoppelt, indem z.B. ein Rohrende des Krümmers einen angeschweißten oder einstückigen Flansch aufweist, der an einem Anbindungsteil verschraubt wird.

Maßtoleranzen der zu verbindenden Teile können dabei zu Spannungen in der Verbindung und in den zu verbindenden Teilen führen. Zusätzlich entstehen im Verbindungsbereich Spannungen, die aus Verformungen infolge von Temperaturunterschieden oder unterschiedlichen Temperaturausdehnungen resultieren. Diese Effekte gehen zu Lasten der Dauerfestigkeit der Abgasrohranbindung. Daher treten Schäden an Abgassystemen vorzugsweise in diesen Verbindungsbereichen auf.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, auftretende Spannungsspitzen durch die Verbindung der Teile so zu minimieren, daß eine dauerhafte Abgasrohranbindung geschaffen wird.

Zu diesem Zweck ist bei einer Abgasrohranbindung der eingangs genannten Art das Rohr durch ein Flanschteil und ein Dichtungsmittel umgeben, wobei das Dichtungsmittel zwischen dem Rohr, dem Anbindungsteil und dem Flanschteil liegt und wobei das Flanschteil beweglich zum Rohr angeordnet ist, so daß es, bei Bewegung in Richtung zum Dichtungsmittel, das Dichtungsmittel in einen Aufnahmeraum drückt, es darin positioniert und so komprimiert, daß das Dichtungsmittel gegen das Rohr drückt und dadurch das Rohrende am Anbindungsteil hält. Da das Rohrende nur über das Dichtungsmittel am Anbindungsteil gehalten ist, wird keine starre, sondern eine nachgiebigere Kopplung geschaffen. Somit können Spannungen weitgehend vermieden oder minimiert werden, wodurch die Materialbeanspruchung geringer ist.

Der Aufnahmeraum ist vorzugsweise eine umlaufende Nut, weil diese einfach herstellbar ist und eine zuverlässige Abdichtung in Umfangsrichtung begünstigt.

Das Dichtungsmittel kann als Dichtring ausgebildet sein, was eine besonders preiswerte und effektive Dichtung in Umfangsrichtung ermöglicht.

Darüber hinaus ist es bevorzugt, daß das Dichtungsmittel eine elastische Dichtung, insbesondere aus Metall oder Kunststoff ist. Durch die Elastizität wird ein gutes Verhältnis zwischen Dicht- und Anpreßwirkung erreicht.

In einer Ausführungsform hat das Dichtungsmittel einen keilförmigen Querschnitt, mit dem Vorteil, daß bei Vortrieb des Dichtungsmittels in Keilrichtung eine wachsende Dicht- und Anpreßwirkung entsteht.

In dieser Ausführungsform ist es besonders vorteilhaft, wenn der Aufnahmeraum ebenfalls keilförmig ist und der Keilwinkel des Dichtungsmittels im wesentlichen dem der Nut entsprechen. Dadurch entstehen nämlich große Reib- und damit Halteflächen, durch die eine besonders gute Haltewirkung erreicht wird.

In einer weiteren Ausführungsform füllt das nicht komprimierte, in den Aufnahmeraum eingeführte Dichtungsmittel den Aufnahmeraum axial nicht vollständig aus. Damit ist gewährleistet, daß zunächst eine radiale Pressung und Kompression entsteht, bevor sich ein großer Widerstand in axialer Richtung aufbaut.

In einer weiteren Ausführungsform füllt das komprimierte Dichtungsmittel den Aufnahmeraum vollständig aus. Damit wird verhindert, daß sich das Material des Dichtungsmittels, infolge Kriechens, der Belastung entzieht und in verbliebene Hohlräume ausweicht, wodurch die Haltewirkung geschwächt würde.

Das Flanschteil kann längs des Rohres bewegbar sein und ist somit fähig, das Dichtungsmittel in Längsrichtung zu positionieren und zu komprimieren. Das Rohr dient als Führung für das Flanschteil, das ansonsten aber vom Rohr entkoppelt ist.

Das Flanschteil kann am Anbindungsteil befestigt sein, vorzugsweise durch ein separates Befestigungsmittel, welches das Flanschteil gegen eine Stirnfläche des Anbindungsteils preßt. Neben der eigentlichen Aufgabe, Anbindungsteil und Flanschteil zu verbinden, stellt dies eine einfache Möglichkeit dar, das Dichtungsmittel dauerhaft zu komprimieren und damit eine anhaltend hohe Haltewirkung zu erzielen.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist bei eingeführtem Rohr ein axialer Spalt zwischen dem Rohrende und dem Anbindungsteil vorhanden. Durch diesen Spalt können auftretende Maßtoleranzen und Temperaturdehnungen aufgenommen werden, ohne daß es zu Spannungen wegen behinderter Verformung kommt.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen und aus der beigefügten Zeichnung, auf die Bezug genommen wird. In der Zeichnung zeigt:
1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Abgasrohranbindung in nicht-montierter Stellung; und
2 einen Schnitt durch die Abgasrohranbindung aus 1 in montierter Stellung.
Die 1 stellt eine Abgasrohranbindung dar, mit einem Rohr 10, das ein Rohrende 12 aufweist, und einem Anbindungsteil 14, das eine Öffnung zur Schaffung eines Abgaskanals 15 aufweist, in die das Rohrende 12 eingeführt ist. Es ist deutlich erkennbar, daß bei eingeführtem Rohr ein axialer Spalt (Spaltbreite d) zwischen dem Rohrende 12 und dem Anbindungsteil 14 vorhanden ist. Ferner sind ein Flanschteil 16 und ein Dichtungsmittel 18 gezeigt, die das Rohr 10 umgeben, wobei das Dichtungsmittel 18 zwischen dem Rohr 10, dem Anbindungsteil 14 und dem Flanschteil 16 liegt.
In 1 ist das Dichtungsmittel 18 noch nicht komprimiert, es ist aber bereits soweit in einen Aufnahmeraum 20 eingeführt, daß es in radialer Richtung die Begrenzungen des Aufnahmeraumes 20 berührt, ihn in axialer Richtung aber nicht vollständig ausfüllt. Der Aufnahmeraum 20 ist in der vorliegenden Ausführungsform durch eine umlaufende Nut definiert und durch ein konisch aufgeweitetes Ende des Abgaskanals 15, das Rohr 10 sowie im montierten Zustand (2) das Flanschteil 16 begrenzt. Das Dichtungsmittel 18 ist als Dichtring ausgebildet. Das Dichtungsmittel 18 hat genau wie der Aufnahmeraum 20 einen keilförmigen Querschnitt, wobei der Keilwinkel des Dichtungsmittels 18 im wesentlichen einem Keilwinkel des Aufnahmeraums 20 entspricht.
Im Gegensatz zu 1 ist das Dichtungsmittel in 2 komprimiert, und der Aufnahmeraum ist vollständig vom Dichtungsmittel 18 ausgefüllt. In 2 ist auch deutlich zu sehen, daß das Flanschteil 16 am Anbindungsteil 14 befestigt ist, und zwar durch ein separates Befestigungsmittel 22, welches das Flanschteil 16 gegen eine Stirnfläche des Anbindungsteils 14 presst.
Bei einem Vergleich der 1 und 2 wird klar, daß das Flanschteil 16 längs des Rohres 10 beweglich angeordnet ist, so daß es, bei Bewegung in Richtung zum Dichtungsmittel 18, das Dichtungsmittel 18 in einen Aufnahmeraum 20 drückt, es darin positioniert und so komprimiert, daß das Dichtungsmittel 18 radial gegen das Rohr 10 drückt und dadurch das Rohrende 12 am Anbindungsteil 14 hält. Genauer gesagt drückt das Flanschteil 16 das Dichtungsmittel 18 in der gezeigten Ausführungsform gegen das Rohr 10 und das Anbindungsteil 14, die den Aufnahmeraums 20 begrenzen.
Das Befestigungsmittel 22 besteht in diesem Fall aus Schrauben, obgleich eine Befestigung durch Nieten ebenso denkbar ist. Die Schrauben werden durch das Flanschteil 16 in das Anbindungsteil 14 eingedreht, wobei das Flanschteil 16 axial entlang des Rohrumfangs gleitet und das Dichtungsmittel 18 in den Aufnahmeraum 20 komprimiert. Wenn die Schrauben soweit angezogen sind, daß das Flanschteil 16 die Stirnfläche des Anbindungsteils 14 berührt, ist das Dichtungsmittel 18 stark komprimiert und füllt den gesamten Aufnahmeraum 20 aus. Durch die Komprimierung des Dichtungsmittels 18 ist eine so große Querpressung in radialer Richtung entstanden, daß nur der Reibschluß zwischen dem Rohr 10 und dem Dichtungsmittel 18 ausreicht, um das Rohrende 12 axial am Anbindungsteil 14 zu halten. Das Dichtungsmittel 18 kann ein mehr oder weniger elastisches Metall- oder Sinterteil sein, ist aber vorzugsweise eine elastische Dichtung aus einem Kunststoff. Durch die Elastizität ist eine gewisse Bewegung des Rohres 10 in axialer und radialer Richtung relativ zum Anbindungsteil 14 besonders gut möglich. Infolge dieser Relativbewegung kann sich die Spaltbreite d vergrößern oder verkleinern. Maßtoleranzen und Dehnungen infolge von Temperaturänderungen können also in einem gewissen Maße stattfinden und infolgedessen werden Spannungsspitzen verhindert oder minimiert.

Claims

Abgasrohranbindung mit einem Rohr (10), das ein Rohrende (12) aufweist, und einem Anbindungsteil (14), das eine Öffnung aufweist, in die das Rohrende (12) eingeführt ist, gekennzeichnet durch ein Flanschteil (16) und ein Dichtungsmittel (18), die das Rohr (10) umgeben, wobei das Dichtungsmittel (18) zwischen dem Rohr (10), dem Anbindungsteil (14) und dem Flanschteil (16) liegt und wobei das Flanschteil (16) beweglich zum Rohr (10) angeordnet ist, so daß es, bei Bewegung in Richtung zum Dichtungsmittel (18), das Dichtungsmittel (18) in einen Aufnahmeraum (20) drückt, es darin positioniert und so komprimiert, daß das Dichtungsmittel (18) gegen das Rohr (10) drückt und dadurch das Rohrende (12) am Anbindungsteil (14) hält.
Abgasrohranbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmeraum (20) eine umlaufende Nut ist.
Abgasrohranbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungsmittel (18) als Dichtring ausgebildet ist.
Abgasrohranbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungsmittel (18) eine elastische Dichtung ist.
Abgasrohranbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungsmittel (18) einen keilförmigen Querschnitt hat.
Abgasrohranbindung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmeraum (20) ebenfalls keilförmig ist, und der Keilwinkel des Dichtungsmittels (18) im wesentlichen dem des Aufnahmeraumes (20) entspricht.
Abgasrohranbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht komprimierte in den Aufnahmeraum (20) eingeführte Dichtungsmittel (18) axial den Aufnahmeraum (20) nicht vollständig ausfüllt.
Abgasrohranbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das komprimierte Dichtungsmittel (18) den Aufnahmeraum (20) vollständig ausfüllt.
Abgasrohranbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Flanschteil (16) längs des Rohres (10) bewegbar ist.
Abgasrohranbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Flanschteil (16) am Anbindungsteil (14) befestigt ist.
Abgasrohranbindung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch ein separates Befestigungsmittel (22), welches das Flanschteil (16) gegen eine Stirnfläche des Anbindungsteils (14) preßt.
Abgasrohranbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei eingeführtem Rohr (10) ein axialer Spalt zwischen dem Rohrende (12) und dem Anbindungsteil (14) vorhanden ist.