DE2449753A1 - CONNECTOR - Google Patents
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Description
MOTOREN- UND TURBIJiEN--JNIOW 2449753ENGINES AND TURBIJi - JNIOW 2449753
PRIEDRICHSHAPEN GM3HPRIEDRICHSHAPEN GM3H
PriedrichshafenPriedrichshafen
SteckverbindungConnector
Die Erfindung bezieht sich auf eine Steckverbindung mit nachgiebigem Dichtelement für Rohrleitungen, insbesondere für Abgasleitungen von Brennkraftmaschinen.The invention relates to a plug connection with a flexible sealing element for pipelines, in particular for exhaust pipes of internal combustion engines.
Abgasleitung und Zylinderblock einer Brennkraftmaschine unterliegen Längenänderungen, die auf Grund ihrer unterschiedlichen Betriebstemperatur voneinander verschieden sind. Damit durch diese Längenänderungen keine Zwangskräfte entstehen können, werden Abgasleitungen aus Abschnitten zusammengesetzt, die gegeneinander einen gewissen Längenausgleich zulassen. Es ist jedoch erforderlich, daß die Stoßstellen der einzelnen Leitungsabschnitte trotz der Längsbeweglichkeit gasdicht sind.Exhaust pipe and cylinder block of an internal combustion engine are subject to changes in length due to their different Operating temperature are different from each other. Exhaust pipes are made up of sections so that no constraining forces can arise from these changes in length composed, which allow a certain length compensation against each other. However, it is necessary that the joints of the individual line sections are gas-tight despite the longitudinal mobility.
Bei bekannten Steckverbindungen für Abgasleitungen werden metallische, elastische Dichtelemente verwendet, z.B. Kolbenringe oder Paltenröhrelemente, die unter Vorspannung zwischen Rohrmuffe und Steckrohrende angeordnet sind.In known plug connections for exhaust pipes, metallic, elastic sealing elements are used, e.g. Piston rings or Paltenröhrelemente, which are under tension are arranged between the pipe socket and the plug-in pipe end.
Um bei diesen rein metallischen Abdichtungen eine ausreichende Gasdichtheit zu erreichen, ist eine hohe Oberflächengüte der Dichtflächen erforderlich, die eine die Herstellkosten erhöhende Peinbearbeitung der Dichtflächen bedingt. Pur Anwendungsfälle, die eine absolute Gasdichtheit der Abgasleitung verlangen, sind die bekannten Steckverbindungen deshalb nicht anwendbar.In order to achieve sufficient gas tightness with these purely metallic seals, a high surface quality is required the sealing surfaces required, which requires a fine machining of the sealing surfaces, which increases the manufacturing costs. Pur applications that require absolute gas tightness require the exhaust pipe, the known plug connections are therefore not applicable.
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Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Steckverbindung zu schaffen, die die Nachteile bekannter Anordnungen vermeidet.It is therefore the object of the invention to create a plug connection which has the disadvantages of known arrangements avoids.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß stirnseitig am Ende des einen Rohres eine ringnutförmige Muffe angeordnet ist, daß am Ende des mit geringem Spiel in die Muffe eingreifenden anderen Rohres Umfangsnuten sowohl an dessen Innen- als auch Außendurchmesser angeordnet sind, und nachgiebige Dichtringe in den Umfangsnuten die beiden Rohre am Umfang dichtend verbinden.This object is achieved according to the invention in that the end face at the end of a tube an annular groove-shaped sleeve is arranged that at the end of the with little play Arranged in the socket engaging other pipe circumferential grooves both on its inner and outer diameter are, and flexible sealing rings in the circumferential grooves connect the two pipes to the circumference in a sealing manner.
Gemäß der Erfindung bestehen die nachgiebigen Dichtringe aus einem Fluorkunststoff, der eine hohe Wärmebeständigkeit aufweist.According to the invention, the resilient sealing rings are made of a fluoroplastic, which has high heat resistance having.
Vorteilhaft sind die nachgiebigen Dichtringe als massive Rundschnurringe aus PTFE-Material ausgebildet.The flexible sealing rings are advantageously designed as massive round cord rings made of PTFE material.
Zur Verbesserung der Montage sind die Dichtringe nach der Erfindung mit einem in Bezug auf den Schnurquerschnitt radialen Schlitz am Umfang des Ringes ausgestattet.To improve assembly, the sealing rings according to the invention are radial with respect to the cord cross-section Equipped with a slot on the circumference of the ring.
Für Anwendungsfälle bei Brennkraftmaschinen mit geringer Warmebelastung der Abgasleitungen ist nach der Erfindung auch die Verwendung von Dichtringen aus einer wärmebeständigen Elastomereinlage mit einer PTFE-Ummantelung möglich.For applications in internal combustion engines with low heat load on the exhaust pipes is according to the invention It is also possible to use sealing rings made of a heat-resistant elastomer insert with a PTFE coating.
Nach einem anderen Merkmal der Erfindung werden die Umfangsnuten zur Senkung der Herstellkosten durch eine Wellung des Rohrendes in spanloser Formgebung gebildet.According to another feature of the invention, the circumferential grooves are used to reduce manufacturing costs by means of a corrugation formed the pipe end in non-cutting shape.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist je eine Muffe an den einander gegenüberliegenden Enden zweier zu verbin-In a further embodiment of the invention, a sleeve is to be connected to the opposite ends of two
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dender Rohre angeordnet, und ein an seinen beiden Enden Umfangsnuten mit nachgiebigen Dichtringen aufweisendes Rohrstück greift in die beiden Muffen abdichtend ein.arranged end of the tubes, and one at both ends Pipe section having circumferential grooves with flexible sealing rings engages in a sealing manner in the two sleeves.
Für die Abgasleitung einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine, die aus einzelnen Teilstücken mit je einem Krümmer zum Anschluß an den Zylinderkopf besteht, ist nach der Erfindung an den einander gegenüberliegenden Enden zweier zu verbindender Teilstücke der Abgasleitung stirnseitig je eine ringnutförmige Muffe angeordnet, und ein an beiden Enden gewelltes Rohrstück mit nachgiebigen Dichtringen in den Umfangsnuten greift in die beiden ringnutförmigen Muffen abdichtend ein.For the exhaust line of a multi-cylinder internal combustion engine, which consists of individual sections with one each Manifold for connection to the cylinder head is, according to the invention, to the opposite Ends of two sections of the exhaust pipe to be connected are arranged at the end face each with an annular groove-shaped sleeve, and a pipe section corrugated at both ends with flexible sealing rings in the circumferential grooves engages in the two annular groove-shaped Sealing sleeves.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß sich eine absolute Gasdichtheit ergibtj die unempfindlich gegen Bearbeitungsriefen der Dichtflächen ist, daß eine erhebliche Kostenersparnis gegenüber anderen gasdichten Anordnungen erzielt wurde, daß diese Steckverbindung einfach und schnell zu montieren ist, und daß sich auch die Demontage leicht bewerkstelligen läßt, weil der Werkstoff der Dichtringe wegen seiner schlechten Haftung nicht an den Dichtflächen verklebt.The advantages achieved with the invention exist in particular in that the result is absolute gas tightness, which is insensitive to machining marks on the sealing surfaces is that a significant cost saving has been achieved over other gas-tight arrangements that this Plug-in connection is easy and quick to assemble, and that dismantling can also be carried out easily, because the material of the sealing rings does not stick to the sealing surfaces due to its poor adhesion.
Verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigenVarious exemplary embodiments of the invention are shown in the drawings and will be described in more detail below described. Show it
Fig. 1 einfache Steckverbindung mit spanend geformten Umfangsnuten,Fig. 1 simple connector with machined Circumferential grooves,
Fig. 2 geschlitzter Rundschnurring,Fig. 2 slotted O-ring,
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Pig. 3 ummantelter Rundschnurring,
Pig. 4 massive Rundschnurringe,Pig. 3 coated O-ring,
Pig. 4 massive round cord rings,
Fig. 5 aus Teilstücken zusammengesetzte Abgasleitung mit doppelter Steckverbindung und spanlos geformten Umfangsnuten.5 with exhaust pipe composed of sections double plug connection and non-cutting circumferential grooves.
Zwei Rohre 11, 12 eines Leitungsstranges, der heiße Medien, z.B. Abgas einer Brennkraftmaschine führt, sind miteinander durch eine Steckverbindung 13 verbunden. Am Ende des einen Rohres 11 ist stirnseitig eine ringnutförmige Muffe 14 angeordnet, in die das Ende des anderen Rohres 12 mit geringem Spiel eingreift. Zur Aufnahme von nachgiebigen Dichtringen 15, die die beiden Rohre 11, 12 am Umfang dichtend verbinden, sind in das Ende des Rohres 12 Umfangsnuten 16 sowohl an dessen Innen- als auch Außendurchmesser angeordnet. Um eine dauerhafte Gasdichtheit der Steckverbindung zu erreichen, bestehen die nachgiebigen Dichtringe 15 aus einem Fluorkunststoff mit hoher Wärmebeständigkeit.Two pipes 11, 12 of a line section, the hot media, e.g. exhaust gas from an internal combustion engine are connected to one another by a plug connection 13. At the end one of the tubes 11 has an annular groove-shaped end face Sleeve 14 arranged into which the end of the other pipe 12 intervenes with little play. To accommodate resilient sealing rings 15, which the two tubes 11, 12 on the circumference Connect sealingly, are in the end of the tube 12 circumferential grooves 16 both on its inner and outer diameter arranged. The flexible sealing rings 15 are provided in order to achieve permanent gas-tightness of the plug connection made of a fluoroplastic with high heat resistance.
Bei Anwendungsfällen mit hohen Temperaturen des heißen Mediums kommen nachgiebige Dichtringe 15 zum Einsatz, die als massive Rundschnurringe aus PTFE-Material ausgebildet sind. Um die Montage der Steckverbindung zu erleichtern, sind die massiven Rundschnurringe 15 mit einem in Bezug auf den Schnurquerschnitt radialen Schlitz 17 am Umfang des Ringes versehen, wobei die radiale Lage des Schlitzes 17 Je nach den Erfordernissen des Einbaufalles eine andere als die in Fig. 2 dargestellte Richtung haben kann.For applications with high temperatures of the hot medium Resilient sealing rings 15 are used, which are designed as solid O-rings made of PTFE material. In order to facilitate the assembly of the plug connection, the massive O-rings 15 with a with respect to the Cord cross-section provided radial slot 17 on the circumference of the ring, the radial position of the slot 17 depending on the requirements of the installation case can have a different direction than that shown in FIG.
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Für Anwendungsfälle mit geringerer Temperatur des heißen Mediums sind auch Dichtringe 15 verwendbar, die aus einer wärmebeständigen Elastomereinlage 18 mit einer PTFE-Ummäntelung 19 bestehen. Diese ummantelten Rundschnurringe sind auch kostengünstiger als solche massiv aus PTFE-Material. For applications with a lower temperature of the hot medium, sealing rings 15 can also be used, which consist of a heat-resistant elastomer insert 18 with a PTFE coating 19 exist. These encased round cord rings are also more cost-effective than those made of solid PTFE material.
Die Dichtwirkung dieser Steckverbindung kommt auf andere Weise zustande als bei den üblichen Rundschnurdichtungen, weil Fluorkunststoff anders als ein Elastomer nur eine geringe Elastizität besitzt. Deshalb ist es nicht möglich, PTFE-Rundschnurringe mit großem Übermaß zu montieren, um durch Pressung eine ausreichende Dichtwirkung zu erzielen.The sealing effect of this plug connection is achieved in a different way than with the usual round cord seals, because, unlike an elastomer, fluoroplastic has only a low level of elasticity. Therefore it is not possible Fit PTFE O-rings with a large oversize in order to achieve a sufficient sealing effect by pressing.
Die PTFE-Rundschnurringe werden nur mit geringem Übermaß montiert, wodurch sich eine gewisse Anfangsdichtwirkung ergibt. Zur Erzielung der absoluten Gasdichtheit im Betrieb wird eine Eigenschaft des Fluorkunststoffes ausgenutzt, die in der reversiblen Volumenvergrößerung von J>0% bei Erwärmung bis zum Kristallschmelzpunkt besteht. Bei extrem hohen Abgastemperaturen bis zu 900 C, wie sie bei Hochleistungsbrennkraftmaschinen auftreten, werden die PTFE-Rundschnurringe über den Kristallschmelzpunkt des Fluorkunststoffes von 327° C hinaus erwärmt. Dabei entsteht eine gallertartige Schmelze extrem hoher Viskosität, die nicht fließt, so daß die PTFE-Rundschnurringe ihre geemetrische Form weitgehend behalten. Die Wirkung des Abgasdruckes auf die geschmolzenen PTFE-Rundschnurringe ergibt auch bei diesen hohen Temperaturen eine Pressung, die absolute Gasdichtheit der Steckverbindung gewährleistet. DieseThe PTFE O-rings are only fitted with a slight oversize, which results in a certain initial sealing effect. To achieve absolute gas tightness during operation, a property of the fluoroplastic is used, which consists in the reversible increase in volume of J> 0% when heated up to the crystal melting point. At extremely high exhaust gas temperatures of up to 900 C, as occur in high-performance internal combustion engines, the PTFE O-rings are heated above the crystalline melting point of the fluoroplastic of 327 ° C. This creates a gelatinous melt of extremely high viscosity that does not flow, so that the PTFE round cord rings largely retain their geometric shape. Even at these high temperatures, the effect of the exhaust gas pressure on the melted PTFE O-rings results in a pressure that ensures the plug-in connection is absolutely gas-tight. These
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Wirkung des Abgasdruckes ist besonders ausgeprägt bei Anwendung der PTFE-Rundschnurringe mit radialem Schlitz.The effect of the exhaust gas pressure is particularly pronounced when using PTFE O-rings with a radial slot.
Bei der Steckverbindung nach Fig. 1 sind die Umfangsnuten 16 durch spanende Formgebung in das Rohr 12 eingearbeitet. Eine Senkung der Herstellkosten läßt sich dadurch erreichen, daß die Umfangsnuten durch eine Wellung des Rohrendes in spanloser Formgebung gebildet werden, wie in Fig. 5 dargestellt. Eine Variante der Steckverbindung besteht darin, daß je eine Muffe 20, 23 an den einander gegenüberliegenden Enden zweier zu verbindender Rohre 21, angeordnet ist und ein an seinen beiden Enden Umfangsnuten 26 mit nachgiebigen Dichtringen 15 aufweisendes Rohrstück 24 in die beiden Muffen abdichtend eingreift.In the connector according to Fig. 1, the circumferential grooves 16 incorporated into the tube 12 by machining. A reduction in manufacturing costs can thereby be achieved achieve that the circumferential grooves are formed by corrugation of the pipe end in non-cutting form, as in Fig. 5 shown. A variant of the plug connection consists in that one sleeve 20, 23 is attached to the opposite one another Ends of two pipes to be connected 21, is arranged and one at both ends of circumferential grooves 26 with flexible sealing rings 15 having pipe section 24 engages sealingly in the two sleeves.
Hierbei können die Umfangsnuten des Rohrstückes 24 entweder durch spanende Formgebung entsprechend der Anordnung nach Fig. 1 oder spanlos hergestellt sein.Here, the circumferential grooves of the pipe section 24 can either be manufactured by machining according to the arrangement of FIG. 1 or without cutting.
Die Ausbildung der Muffen ist nicht an die dargestellte Form gebunden. Für manche Anwendungsfälle ist es ausreichend, ein oder zwei Dichtringe nur am Außendurchmesser des Rohres 12 bzw. des Rohrstückes 24 anzuordnen und dafür die innere Muffenwand 25, 27, 28 wegzulassen.The design of the sleeves is not tied to the shape shown. For some applications it is sufficient to arrange one or two sealing rings only on the outer diameter of the pipe 12 or the pipe section 24 and for this to omit the inner sleeve wall 25, 27, 28.
In Fig. 5 ist die Anwendung einer Doppelsteckverbindung am Beispiel einer aus einzelnen Teilstücken zusammengesetzten Abgasleitung einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine dargestellt, wobei jedes Teilstück je einen Krümmer zum Anschluß an den Zylinderkopf aufweist. An den einander gegenüberliegenden Enden zweier zu verbindender Teil-In Fig. 5 is the use of a double connector using the example of an exhaust pipe of a multi-cylinder internal combustion engine composed of individual sections shown, each section having a manifold for connection to the cylinder head. To each other opposite ends of two parts to be connected
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stücke der Abgasleitung ist stirnseitig je eine ringnutförmige Muffe 20, 27) angeordnet und ein an seinen beiden Enden gewelltes Rohrstück 24 mit nachgiebigen Dichtringen 15 in den Umfangsnuten 26 greift in die beiden Muffen abdichtend ein.Pieces of the exhaust pipe is arranged at the end of an annular groove-shaped sleeve 20, 27) and a corrugated pipe section 24 at both ends with flexible sealing rings 15 in the circumferential grooves 26 engages in the two sleeves in a sealing manner.
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Legal Events
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