DE2845949A1

DE2845949A1 - Anordnung zur elastischen verbindung von zwei, insbesondere eine fahrzeug-abgasleitung bildenden rohren

Info

Publication number: DE2845949A1
Application number: DE19782845949
Authority: DE
Inventors: Karl Dipl Ing Pape; Werner Dr Schwabbauer; Ulrich Dr Ing Sorgatz
Original assignee: DEUTSCHES METALLFASERWERK BULL; Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1978-10-21
Filing date: 1978-10-21
Publication date: 1980-04-24
Also published as: DE2845949C2

Description

Anordnung zur elastischen Verbindung von zwei,
insbesondere eine Fahrzeug-Abgasleitung bildenden Rohren Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur lösbaren, dichten und elastisch nachgiebigen Verbindung von z-«e eine durchgehende Rohrleitung, insbesondere eine Fahrzeug-Abgasleitung, bildenden Rohren, wobei z:rischen den einander zugewandten, durch Federkraft gegeneinander gedrückten Rohrenden wenigstens ein Dichtring vorgesehen ist und auf ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Dichtringes.
Die Ausbildung einer Fahrzeug-Abgasleitung oder ganz allgemein einer thermisch hochbeanspruchten Leitung macht mitunter deshalb Schsrierigkeiten, weil die im Betrieb des Fahrzeugs auftretenen Erschütterur.-gen sowie die Wärmedehnurgder einzelnen Bestandteile der Abgasleitung zu Beanspruchungen führen, die durch nachgiebige, aber doch dichte Verbindungen zwischen den einzelnen Rohren aufgenommen werden müssen. Weiterhin ist es aus Reparaturgründen erfoderlich, diese Rohrverbindungen lösbar zu gestalten. Alle diese erforderlichen Eigenschaften lassen sich aber bei thermisch hochbeanspruchten Rohren wie sie die Rohre einer Abgasleitung darstellen, nur schwer erfüllen, insbesondere deshalb, weil alle metallischen Bestandteile zur Korrosion neigen und elastische Materialien, wie sie üblicherweise für Dichtungen Einsatz finden, bereits nach relativ kurzer Zeit unbrauchbar werden.
Aus der DE-OS 1 526. 557 ist eine Verbindungsanordnung bekannt, bei der ein zwischen den Endflanschen der Rohre angeordnetes Zwischenteil vorgesehen ist, das mit aus hitzebeständigem, hoch-kohlenstoffhaltigem Material bestehenden Dichtringen zusammenwirkende kugelförmige Dichtungsflächen aufweist. Die axialen Verbindungskräfte werden auf die an den Rohrenden befestigten Flansche über auf den einander abgekehrten Flächen dieser Flansche aufliegende, jeweils eines der zu verbindenden Rohre mit Spiel umgebende Flanschscheiben übertragen, die teils von Gewindestangen, teils von den Enden von Schraubenfedern durchsetzte Bohrungen aufweisen. Solche beispielsweise aus Grafit bestehenden Ringe sind jedoch relativ wenig elastisch und haben sich vor allem dann als ungeeignet erwiesen, wenn diese Rohrverbindung relativ nahe an dem Motor eines Fahrzeugs angebracht wurde und die im Betrieb auftretenden Abgastemperaturen relativ hoch lagen. Die hohen Temperaturen führten dann nämlich zu einem Verbrennen der Grafitringe, so daß sowohl die Dicht- wie Gleiteigenschaften dieser Ringe verloren gingen.
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist daher darin zu sehen, eine Verbindungsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine höhere Elastizität aufweist und die den in den herkömmlichen Fahrzeug-Abgasanlagen auftretenden Temperaturen besser standhält. Insbesondere soll ein für solche Anwendungsfälle besser geeigneter Dichtring geschaffen werden, der temperaturbestän dig ist und gute Gleiteigenschaften für die beiden miteinander zu verbindenden Rohrenden bietet, wobei es auch Teil dieser Aufgabe ist, ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Gleitringes zu schaffen.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung dadurch, daß ein aus spanförmigen Metallfasern gepreßter Dichtring vorgesehen ist. In Weiterbildung der Erfindung sollten die Metallfasern zweckmäßigerweise hitze- und korrosionsbeständig sein und vorzugsweise durch langsträhnige Späne bildende Bearbeitungsverfahren aus Edelstahldraht oder -band hergestellt sein, wobei die Metallfasern einen Durchmesser im Bereich von 20 bis zur aufweisen sollten.
Zwecks Erreichung günstiger Gleiteigenschaften sollte der Dichtring ein vorzugsweise unter hohen Temperaturen unveränderbares Gleitmittel enthalten, das die Zwischenräume zwischen den zusammengepreßten Metallfasern zumindest im Bereich der Gleitflächen ausfüllt.
Dadurch, daß gemäß der Erfindung als Grundmaterial für die Dichtringe langsträhnige Edelstahlfasern verwendet werdenwergeben sich besonders gute elastische Eigenschaften und eine ausgezeichnete Hitze- und Korrosionsbeständigkeit. Herstellungsbedingt haben diese Metallfasern eine vieleckige und rauhe Oberfläche, die deshalb eine hervorragende Aufnahmefähigkeit für das Gleitmittel bietet. Der besondere Vorteil der Verwendung von Molybdändisulfid besteht darin, daß es Temperaturen bis etwa 11000 C verträgt und bei hohen Temperaturen die guten Gleiteigenschaften nicht verliert.
Der Dichtring kann vorteilhafterweise auf einem axialen Fortsatz eines an einem Rohrende angebrachten Flansches gehalten sein und mit einer kugelmantelförmigen Außenkontur in e ine eine kugelkalottenförmige Aufnahme an dem anderen Rohrende hineinragen.
Zur Herstellung eines solchen Gleitringes schlägt die Erfindung ein Verfahren vor, gemäß dem aus hitze- und korrosionsbeständigen, span förmigen Metallfasern, insbesondere Edelstahl fasern, durch Vorpressen zunächst eine Büchse mit Kreisquerschnitt hergestellt wird, und daß nach Zusatz eines hohen Temperaturen aussetzbaren Gleitmittels in einer Preßform der Dichtring fertiggepreßt wird.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung des Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung und den Ansprüchen. Die Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Rohrverbindung. Dabei sind die beiden miteinander zu verbindenden Rohre der Abgasleitung mit 1 und 2 bezeichnet.
Sie weisen Flansche 3 und 4 auf, die unter Zwischenlage eines Dichtringes 5 und unter Verwendung von Federn 8 und 9 elastisch verbunden sind. Der Dichtring 5 sitzt dabei auf einem axialen Fortsatz 14 des Rohrendes 1 und legt sich mit einer radialen Stirnfläche 15 an einer entsprechenden Stirnfläche 16 des Flansches 3 an. Die Außenkontur 7 des Dichtringes 5 ist ballig, in dem hier gezeigten Aus~ führungsbeispiel kugelmantelförmig, ausgebildet und ragt in eine entsprechende kugelkalottenförmige Aufnahme 6 des anderen Rohrendes 2 hinein, so daß eine gute Gelenkigkeit der beiden Rohrenden 1 und 2 relativ zueinander gegeben ist. Damit werden günstige Voraussetzungen zur Siebung der vom Fahrzeugmotor übertragenen hochfrequenten Schwingungen geschaffen, die hauptsächlich für das Entstehen von Dauerbrüchen an solchen Abgasrohrleitungen verantwortlich sind.
Die beiden Federn 8 und 9, von denen die Feder 9 nur durch eine strichpunktierte Linie angedeutet ist, bestehen im wesentlichen aus C-förmigen blattfederartigen Federklammern, deren aufeinanderzuweisende Enden, wie an der Blattfeder 8 bei 10 und 11 angedeutet ist, in Vertiefungen 12 und 13 der Flansche 3 bzw. 4 eingreifen, so daß sie die genannten Dicht flächen auch bei Relativbewegung-zwischen den Rohren 1 und 2 dichtend zusammenhalten. Zur Erleichterung der Montage, das heißt zum Einsatz eines Spreizwerkzeugs, sind die Blattfedern 8 und 9, wie bezüglich der Blattfeder 8 in der Zeichnung angedeutet, nahe ihren Enden mit Löchern 14 und 15 versehen.
Der Dichtring 5 ist erfindungsgemäß aus hitze- und korrosionsbeständigen, spanförmigen Metallfasern gepreßt und weist ein unter hohen Temperaturen unveränderbares Gleitmittel auf. Die Herstellung des Gleitringes erfolgt dabei in der Weise, daß zunächst die durch spanbildende Bearbeitungsverfahren aus einem Edelstahldraht oder - band hergestellten, im Durchmesser etwa 20 bis 200µstarken, vorzugsweise langsträhnigen Metallfasern zu einem zylindrischen oder kegelförmigen Rohling vorgepreßt und anschließend nach Zusatz des vorzugsweise aus Molybdändisulfid, gegebenenfalls aber auch aus Grafit oder anderen Materialien, bestehenden Gleitmittels in einer Preßform fertiggepreßt werden. Durch die Verwendung solcher Metallfasern, die durch ihr Herstellungsverfahren eine relativ große Elastizität aufweisen, die auch während der Fertigpressung des Dichtringes nicht vollständig verloren geht, ergibt sich ein mit sehr guten elastischen Eigenschaften ausgestatteter Träger für das Gleitmittel, das infolge der rauhen Oberfläche der einzelnen Metallfasern sehr gut an diesem haftet und die zwischen diesen verbleibenden Zwischenräume dichtend ausfüllt.
Leerseite

Claims

A g S P R J C E E Anordnung zur lösbaren, dichten und elastisch nachgiebigen Verbindung von zwei eine durchgehende Rohrleitung, insbesondere eine Fahrzeug-Abgasleitung, bildenden Rohren, wobei zwischen den einander zugewandten, durch Federkraft gegeneinander gedrückten Rohrenden wenigstens ein Dichtring vorgesehen ist, gekennzeichnet durch einen aus spanförmigen Metallfasern gepreßten Dichtring (5).
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfasern hitze- und korrosionsbeständig sind.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfasern durch spanbildende Bearbeitungsverfahren aus einem Metalldraht oder -band hergestellt sind.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfasern langsträhnig sind.
5. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfasern einen Durchmesser im Rereich von 20 - 200 e aufweisen.
6. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfasern aus einem Edelstahl bestehen.
7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet. daß der Dichtring (5) ein Gleitmittel enthält.
8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitmittel die Zwischenräume zwischen den zusammengepreßten Metallfasern des Dichtringes ausfüllt.
9. Anordnung nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch ein unter hohen Temperaturen unveränderbares Gleitmittel.
10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Gleitmittel anorganische Feststoffe, einzeln oder in Mischungen, vorgesehen sind.
11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Gleitmittel Molybdändisulfid vorgesehen ist.
12. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (5) auf einem axialen Fortsatz (14) eines an einem Rohrende (1) angebrachten Flansches (3) gehalten ist und mit einer kugelmantelförmigen Außenkontur (7) in eine kugelkalottenförmige Aufnahmefläche (6) an dem anderen Rohrende (2) hineinragt.
13. Verfahren zur Herstellung eines bei einer Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12 verwendbaren Dichtringes, dadurch gekennzeichnet, daß aus hitze- und korrosionsbeständigen, spanförmigen Metallfasern, insbesondere Edelstahlfasern, durch Vorpressen eine Büchse mit Kreisquerschnitt hergestellt wird und riß nach Zusatz eines hohen Temperaturen aussetzbaren Gleitmittels in einer Preßform dor Dichtring fertiggepreßt wird.