DE202006015956U1

DE202006015956U1 - Verbindungselement

Info

Publication number: DE202006015956U1
Application number: DE200620015956
Authority: DE
Original assignee: Motorenfabrik Hatz GmbH and Co KG
Current assignee: Motorenfabrik Hatz GmbH and Co KG
Priority date: 2006-10-18
Filing date: 2006-10-18
Publication date: 2006-12-21
Anticipated expiration: 2016-10-19

Abstract

Verbindungselement als hohlzylindrischer Metallbalg-Wellkörper mit abwechselnd an dessen Außen- bzw. Innenumfang gerundeten, axial aneinander anliegenden Balgwellen (10), die zusammen den Wellkörper (1) bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die die axialen Enden des Wellkörpers bildenden Endwellen (4, 7) geschlossen ausgebildet sind und jeweils gratfrei am Innenumfang enden, derart, daß unter axialer Vorspannung des Wellkörpers (1) ein druckdichter Anschluß an glatten Gegenflächen erzielbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verbindungselement als hohlzylindrischer Metallbalg-Wellkörper mit abwechselnd an dessen Außen- bzw. Innenumfang gerundeten, axial aneinander anliegenden Balgwellen, die zusammen den Wellkörper bilden.
Derartige Metallbalg-Wellkörper sind an sich bekannt. Sie dienen unter anderem als Verbindungselemente zum Ausgleich von Rohranschlüssen, die zueinander versetzt sind, sowie zum Ausgleich von Abstandsveränderungen zwischen derartigen Rohranschlüssen.
Aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift DE 202005014562 U1 ist eine Steckverbindung zwischen einem metallischen Wellbalg und einem Rohranschluß bekannt, wobei das Anschlußende des Wellbalges als rückwärtsgerichtete, radial flexible Dichtzunge ausgebildet ist, die außen auf das Rohrende aufgeschoben und dabei im Bereich der Dichtzunge radial aufgeweitet wird. Mittels einer derartigen Steckverbindung können keine axialen Kräfte übertragen werden; außerdem ist ihre Dichtwirkung begrenzt.
Aus der deutschen Patentanmeldung DE 2803329 A1 ist ferner ein druckdichter Stoßverbinder für Leitungsanschlüsse, die mit Flanschen enden, bekannt, wobei die Flansche mittels einer Bandschelle dichtend zusammengespannt sind. Zum Erzielen der erforderlichen Dichtwirkung sind zusätzlich Dichtringe vorgesehen.
Die bekannten Verbindungselemente sind unzureichend für einen Betrieb bei hohen Temperaturen von etwa 1.100 °C und Drücken etwa ab 3 bar, wie sie in Abgaskanälen von Verbren nungsmotoren vorherrschen. Dort behilft man sich mit kostspieligen Flachdichtungen und Packungen, die allerdings im Dauerbetrieb verhältnismäßig rasch schadhaft werden und daher häufig ausgewechselt werden müssen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verbindungselement der eingangs genannten Art zu schaffen, welches sich durch einen einfachen Aufbau und damit niedrige Kosten auszeichnet, welches einfach zu montieren ist und unter den genannten Betriebsbedingungen eine zuverlässige Dichtung gewährleistet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem dynamischen Verbindungselement der eingangs genannten Art die die axialen Enden des Wellkörpers bildenden Endwellen geschlossen ausgebildet sind und jeweils gratfrei am Innenumfang enden, derart, daß unter axialer Vorspannung des Wellkörpers ein druckdichter Anschluß an glatten Gegenflächen erzielbar ist.
Mit einem derartigen Wellkörper können fertigungsbedingte Mittenversätze ausgeglichen und Spannungen aufgrund unterschiedlicher Wärmedehnungen problemlos aufgenommen werden, ohne daß zusätzliche Dichtungen zwischen den Endwellen des Wellkörpers und deren Gegenflächen erforderlich sind. Derartige Wellkörper mit üblicher, eng gewundener Wellenbalgform werden je nach Einbau- und Betriebsbedingungen ausgewählt, d.h. derart dimensioniert, daß infolge ihrer Vorspannung die Dichtwirkung gegen eine Dichtfläche auch unter extrem wechselnden Einsatzbedingungen aufrechterhalten bleibt. Der Wellkörper dient dabei als federndes Verbindungselement, welches infolge seiner Montage unter Vorspannung ohne zusätzliche Dichtmittel auskommt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Endwellen des Wellkörpers durch Einbiegungen zu dessen Innenumfang hin geschlossen sind, so daß eine genaue Anpassung der Endwellen des Wellkörpers an die jeweiligen Gegenflächen gegeben ist.
Bei Rohranschlüssen mit Gegenflächen am Innenumfang des Wellkörpers ist dabei besonders zweckmäßig, daß die Einbiegungen nach innen längs des Innenumfangs des Wellkörpers durch Endstege verlängert sind.
Die zur Gewährleistung der Dichtwirkung zu wählende Vorspannkraft hängt für eine bestimmte Materialstärke nicht nur vom Aufbau des Wellkörpers sondern auch von dessen Einbaulänge ab. Sie beträgt z.B. im Druckbereich bis etwa 1 bar vorteilhaft zwischen 200 und 400 N, bevorzugt etwa 300 N. Unter diesen Voraussetzungen wird die bei Abgasanlagen von Verbrennungsmotoren erforderliche Dichtwirkung gegenüber glatten Gegenflächen der Anschlußteile zuverlässig verwirklicht.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt
1 ein Verbindungselement zwischen Motorgehäuse und Schalldämpfer, im Querschnitt,
2 den gehäuseseitigen Anschluß des Verbindungselements gemäß 1 in vergrößerter Darstellung,
3 eine Alternative zum gehäuseseitigen Anschluß gemäß 2,
4 bis 7 jeweils ein Verbindungselement mit unterschiedlichen Anschlußvarianten.
1 zeigt ein Verbindungselement als Metallbalg-Wellkörper 1 zwischen einem Motorgehäuse 2 und einem Schalldämpfergehäuse 3. Der Wellkörper 1 ist mit seinem linken axialen Ende 4 abgestützt gegen eine konische Gegenfläche 5 des Motorgehäuses 2, die an eine Abgasaustrittsbohrung 6 anschließt. Das gegenüberliegende rechte axiale Ende 7 des Wellkörpers 1 wird gebildet durch eine gerundete Gegenfläche 8 des Schalldämpfergehäuses 3, wobei die gerundete Gegenfläche 8 die Gehäuseöffnung 9 für den Abgaseintritt in das Schalldämpfergehäuse 3 begrenzt. Der Wellkörper 1 ist als Metallbalg mit dicht aneinander anliegenden Balgwellen 10 ausgebildet. Seine axialen Enden sind durch Endwellen 4, 7 gebildet, von denen in 2 die linke Endwelle 4 an der Konusfläche 5 des Motorgehäuses 2 anliegt. 3 unterscheidet sich gegenüber der Einbausituation nach 2 lediglich dadurch, daß die Gegenfläche für die Anlage der Endwelle 4 als axialer Bund 12 ausgebildet ist. Die Endwelle 4 besitzt jeweils ein zum Innenumfang des Wellkörpers 1 hin eingezogenes Ende in Form einer Einbiegung 13, welche gratfrei endet. Dadurch wird eine saubere Anlage der Endwelle 4 an den Gegenflächen 5, 12 gewährleistet. Die eingezogenen Enden 13 der Endwellen 4, 7 schmiegen sich dicht an die anschließende Balgwelle zum Innenumfang des Wellkörpers 1 hin an.
Gemäß 4 ist in vergrößerter Darstellung das rechte axiale Ende des Wellkörpers 1 nach 1 gezeigt. Die Rundung der Endwelle 7 liegt innenseitig an der gerundeten Gegenfläche 8 des Schalldämpfergehäuses 3 unter Vorspannung an. Das Abgas aus dem Motorgehäuse strömt im Inneren des Wellkörpers 1 gemäß Pfeil 14 durch die Öffnung 9 in das Schalldämpfergehäuse hinein.
5 zeigt einen unter axialer Vorspannung eingebauten Wellkörper 1 zwischen Anlageflächen zweier Rohrleitungen 15, 16, welche jeweils von außen an den gegenüberliegenden Endwellen 4, 7 des Wellkörpers 1 anliegen. Die linke Gegenfläche 17 ist konisch ausgebildet, die rechte 18 hingegen leicht gerundet.
Gemäß den 6 und 7 sind verschiedene Anschlußsituationen für den Wellkörper 1 mit Gegenflächen gezeigt, welche gegen den Innenumfang des Wellenkörpers 1 anliegen, so daß die Endwellen des Wellkörpers 1 jeweils auf den Außenseiten der zugeordneten Gegenflächen anliegen. Im Falle der 6 ist eine nach innen gerundet eingebogene Gegenfläche 19 auf der rechten Anschlußseite und eine konisch nach innen eingezogene Gegenfläche 20 auf der linken Anschlußseite gezeigt. In 7 ist auf der rechten Anschlußseite eine nach innen gewölbte Gegenfläche 21 dargestellt, welche die zugeordnete Endwelle 7 geringfügig untergreift. Hingegen ist die Gegenfläche der linken Anschlußseite gemäß 7 schlicht als axiale Anlagefläche 22 ausgebildet, wie sie in der Praxis eher selten vorkommt.
Gemäß den 6 und 7 besitzen die Endwellen nach innen längs des Innenumfangs des Wellkörpers 1 verlängerte Einbiegungen, die jeweils mit einem axialen Endsteg 23 am Innenumfang des Wellkörpers 1 anliegen.

Claims

Verbindungselement als hohlzylindrischer Metallbalg-Wellkörper mit abwechselnd an dessen Außen- bzw. Innenumfang gerundeten, axial aneinander anliegenden Balgwellen (10), die zusammen den Wellkörper (1) bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die die axialen Enden des Wellkörpers bildenden Endwellen (4, 7) geschlossen ausgebildet sind und jeweils gratfrei am Innenumfang enden, derart, daß unter axialer Vorspannung des Wellkörpers (1) ein druckdichter Anschluß an glatten Gegenflächen erzielbar ist.
Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Endwellen (4, 7) des Wellkörpers (1) durch Einbiegungen zu dessen Innenumfang hin geschlossen sind.
Verbindungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbiegungen nach innen längs des Innenumfangs des Wellkörpers (1) durch Endstege (23) verlängert sind.
Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannkraft des Wellkörpers (1) zwischen 200 und 400 N, bevorzugt etwa 300 N beträgt.