DE19812611C2 - Entkopplungselement in Rohrleitungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Entkopplungselemente in Rohrlei­ tungen, insbesondere in Abgasanlagen von Kraftfahrzeu­ gen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Um die Schüsse von Rohrleitungen gegeneinander zu ent­ koppeln, verwendet man sogenannte Balgabkoppelele­ mente, Schlauchgelenke und dergleichen. Diese besitzen zwei Anschlußstutzen, mit deren Hilfe die Verbindung zu den jeweiligen Rohrschüssen hergestellt wird, und ein be­ wegliches Mittelteil. Für das Mittelteil gibt es zwei grund­ sätzliche Konstruktionen. Die eine Konstruktion verwendet zwei konzentrische Rohrstücke, zwischen denen sich ein Lagerring, beispielsweise ein Drahtpreßring, befindet. Die andere Konstruktion verwendet aus einem Rohrstück ge­ schnittene oder aus einem Blechstreifen gefaltete, gegenein­ ander bewegliche Wendeln. In beiden Fällen muß durch ein außenliegendes Element sichergestellt werden, daß die Be­ wegung der beiden Rohrstutzen gegeneinander in axialer, radialer und Drehrichtung auf konstruktiv zulässige Werte begrenzt wird. Falls die Beweglichkeit der Rohrstutzen ge­ geneinander durch einen elastischen Lagerring erreicht wird, sind an den Rohren entsprechende Anschläge vorgese­ hen; falls die Beweglichkeit durch Wendeln erzeugt wird, werden Schläuche aus Drahtgestrick, -gewebe oder -ge­ flecht verwendet.

Es versteht sich, daß die Herstellung und Montage dieser die Beweglichkeit begrenzenden Elemente mit zusätzlichen Kosten verbunden ist. Der vorliegenden Erfindung liegt da­ her die Aufgabe zugrunde, ein Entkopplungselement anzu­ geben, welches ohne solche Elemente auskommt.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Entkopplungsele­ ment mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Die vorliegende Erfindung beruht auf dem Grundprinzip, das das bewegliche Mittelteil bildende Rohrstück so zu stau­ chen, daß - im Längsschnitt - eine S-förmige Feder entsteht. Dadurch entsteht ein Entkopplungselement, dessen An­ schlußstutzen in allen Raumrichtungen gegeneinander be­ weglich sind. Das Rohr selbst muß nicht spanabhebend be­ arbeitet werden, so daß das Entkopplungselement gasdicht bleibt.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind der verbindende und/oder der nicht aufgeweitete Rohr­ querschnitt längsgeschlitzt. Die Schlitze Langlöcher und dergleichen können in Blechplatinen gestanzt werden, die dann zu einem Rohr geformt werden. Alternativ lassen sie sich auch mittels Laser direkt in das fertige Rohr schneiden. Durch diese Bearbeitung der Rohrwand wird die Federkon­ stante des Mittelteils weicher.

Falls eine noch weichere Federkonstante gewünscht wird, kann der geschlitzte Rohrbereich etwa V-förmig radial ver­ formt werden.

Da beim Schlitzen der Rohrwand die Gasdichtigkeit ver­ lorengeht, muß das Mittelteil bei Bedarf durch ein mit den Anschlußstutzen gasdicht verbundenes Wellrohr überdeckt werden. Dabei ist besonders vorteilhaft, daß das Wellrohr sehr kurz ausfällt. Außerdem hat das Wellrohr nur noch dichtende Funktion, keine tragende Funktion zu überneh­ men.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung sind die Enden des Wellrohrs auf je einem der aufgeweiteten Rohrab­ schnitte befestigt.

Falls das Entkopplungselement nur einen aufgeweiteten Rohrabschnitt hat, kann die Befestigung des zweiten Endes des Wellrohrs auf einem erweiterten Bund erfolgen, der an dem von der S-Feder abgewandten Ende des Mittelteils an­ gebracht ist.

Vorteilhafterweise sind zwischen die Stege der S-Feder Drahtpreßringe eingeschoben, z. B. um die Bewegungen zu dämpfen.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung in Form von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigen je­ weils rein schematisch und als Teillängsschnitt

Fig. 1 ein erstes Entkopplungselement,

Fig. 2 ein zweites Entkopplungselement,

Fig. 3 ein drittes Entkopplungselement und

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Stirnseite des Entkopp­ lungselements der Fig. 3.

Fig. 1 zeigt rein schematisch und als Teillängsschnitt ein erstes Entkopplungselement 10; Man erkennt einen ersten und einen zweiten Anschlußstutzen 11, 12 und dazwischen ein bewegliches Mittelteil 15.

Das Mittelteil 15 wird gebildet durch ein Rohrstück, des­ sen Durchmesser zunächst aufgeweitet wurde, so daß ein er­ weiterter Rohrabschnitt 20 entsteht. Anschließend wird der nicht aufgeweitete Rohrabschnitt 21 so in den aufgeweiteten Rohrabschnitt 20 gestaucht, daß eine im Längsschnitt S-för­ mige Feder entsteht. Diese besitzt einen verbindenden Rohr­ abschnitt 22.

Aufgrund dieser Verformung sind die beiden Anschluß­ stutzen 11, 12 in allen Raumrichtungen gegeneinander be­ weglich. Das Element 10 ist gasdicht. Der Strömungsquer­ schnitt ist nicht verengt. Falls die Gasströmung S nicht auf eine freie Kante der S-Feder stoßen soll, muß die Gasströ­ mung S so gerichtet sein, wie in der Zeichnung durch Pfeil dargestellt.

Um die Federkonstante der S-Feder weicher zu gestalten, sind in den nicht aufgeweiteten Rohrabschnitt 21 und/oder in den verbindenden Rohrabschnitt 22 parallele Längs­ schlitze 23 eingearbeitet, so daß parallele Stege 24 stehen bleiben.

Falls eine noch weichere Federkonstante gewünscht ist, können der nicht aufgeweitete Rohrabschnitt 21 und/oder der verbindende Rohrabschnitt 22 radial verformt werden, so daß die Stege 24 eine im Längsschnitt flache Düsen- bis V-Form erhalten.

Fig. 1 zeigt eine solche V-förmige Verformung des nicht aufgeweiteten Rohrabschnitts 21. Dabei ist die Verfor­ mungsrichtung radial nach innen zur Rohrachse hin ge­ wählt, so daß die Stege 24 eine Art Düse bilden, deren Ein­ fluß auf die Gasströmung S minimal ist.

Um das Entkopplungselement der Fig. 1 trotz der Längs­ schlitze 23 wieder gasdicht zu machen, ist ein Wellrohr 13 vorgesehen. Dessen eines Ende ist mit Hilfe eines Befesti­ gungsrings 14 auf dem erweiterten Rohrabschnitt 20 befe­ stigt. Für das andere Ende des Wellrohrs 13 ist im Bereich des von der S-Feder abgewandten Anschlußstutzens 11 ein erweiterter Bund 16 angearbeitet. Es fällt auf, daß das Well­ rohr 13 äußerst kurz gehalten werden kann, was Kosten zu sparen hilft.

Fig. 2 zeigt ein zweites Entkopplungselement 30. Man er­ kennt den ersten und den zweiten Anschlußstutzen 31, 32 und dazwischen das bewegliche Mittelteil 35. Dieses be­ steht aus zwei zu je einer S-Feder verformten Rohrabschnit­ ten 40, 41, 42, die wie anhand der Fig. 1 beschrieben mit Längsschlitzen 33 versehen sind, so daß relativ weiche Me­ tallstege 44 stehen bleiben. Da in diesem Fall zwei S-Federn hintereinander angeordnet sind, ist die Federkonstante er­ heblich weicher, so daß auf radiale Verformungen des nicht aufgeweiteten Rohrbereichs 41 und/oder des verbindenden Rohrbereichs 42 verzichtet werden kann.

In diesem Fall können beide Enden des Wellrohrs 33 mit Hilfe von Befestigungsringen 34 auf den erweiterten Rohr­ abschnitten 40 gasdicht befestigt werden.

Fig. 3 als Längsschnitt und Fig. 4 als Draufsicht auf die Stirnseite zeigen ein weiteres Entkopplungselement 50.

Man erkennt einen ersten Anschlußstutzen 51, einen zwei­ ten aufgeweiteten Anschlußstutzen 52, 60 und zwischen beiden Stutzen 51, 52 ein bewegliches Mittelteil 55. Das Mittelteil 55 wird gebildet durch ein geschlitztes Rohrstück, das so verformt ist, daß die Stege mehrere S-förmige Federn 64 bilden. Schemenhaft sind die Schlitze 63 zu erkennen. Aufgrund der Verformung der Stege 63 sind die Rohrstutzen 51, 52 in allen Richtungen gegeneinander beweglich. Die Steifigkeit hängt zum einen von der Materialdicke der Aus­ formung und der Breite der Stege 63 ab. Weiterhin kann die Steifigkeit durch die verwendeten Radien und Ausformung der Anschlußrundungen 68, 69 bestimmt werden. Das Ele­ ment 60 wird durch das Wellrohr 13 gasdicht. Das Wellrohr 13 wird mittels Anschlußring 14 entweder durch Aufkali­ brieren oder durch Schweißen an beiden Seiten befestigt. Der Strömungsquerschnitt ist auch hier nicht verengt. Die Strömungsrichtung S ist vorgegeben. Gegebenenfalls kön­ nen zwischen die Stege 63 ein oder zwei Drahtpreßringe eingebaut werden, wodurch die Bewegungen gedämpft wer­ den.

Claims (8)

1. Entkopplungselement (10, 30, 50) in Rohrleitungen, insbesondere in Abgasanlagen von Kraftfahrzeugen, umfassend
einen ersten Anschlussstutzen (11, 31),
einen zweiten Anschlussstutzen (12, 32)
und ein bewegliches Mittelteil (15, 35) aus wenigstens einem aufgeweiteten Rohrabschnitt (20, 40, 60), in den ein nicht aufgeweiteter Rohrabschnitt (21, 41, 61) so eingeschoben ist, dass - im Längsschnitt - eine S-förmige Feder mit einem verbindenden Rohrabschnitt (22, 42, 62) entsteht,
gekennzeichnet durch die Merkmale:
das Mittelteil (15, 35, 55) ist längsgeschlitzt,
ein mit den Anschlussstutzen (11, 12; 31, 32) gasdicht verbundenes Wellrohr (13, 33) überdeckt das Mittelteil (15, 35).

2. Entkopplungselement nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch das Merkmal:
der verbindende Rohrabschnitt (22, 42, 62) ist längsgeschlitzt.

3. Entkopplungselement nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch das Merkmal:
der nicht aufgeweitete Rohrabschnitt (21, 41, 61) ist längsgeschlitzt.

4. Entkopplungselement nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch das Merkmal:
der geschlitzte Rohrbereich (21, 22; 41, 42) ist etwa V-förmig radial verformt.

5. Entkopplungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch das Merkmal:
die zwischen den Schlitzen (63) stehen bleibenden Stege bilden mehrere S- förmige Federn (64) (Fig. 3).

6. Entkopplungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch das Merkmal:
die Enden des Wellrohrs (13) sind auf je einem aufgeweiteten Rohrabschnitt (20, 40) befestigt.

7. Entkopplungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch das Merkmal:
der nicht aufgeweitete Rohrabschnitt (21) besitzt an dem von der S-Feder abgewandten Ende einen erweiterten Bund (16) zur Befestigung eines Endes des Wellrohrs (13).

8. Entkopplungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch das Merkmal:
zwischen den Stegen (23, 43, 63) der S-Feder sind Drahtpressringe eingeschoben.