DE3901425A1 - Rohrkupplung, insbesondere kupplung von fahrzeug-abgasrohren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rohrkupplung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, welche beispielsweise in der DE-OS 22 05 417 beschrieben ist.

Neben üblichen Kupplungen von Fahrzeug-Abgasrohren, welche oftmals als durch Schrauben und Muttern gesicher­ te Flanschverbindungen ausgebildet sind, können auch ähnlich einem Bajonett-Verschluß gestaltete Rohrkupp­ lungen zum Einsatz kommen. Derartige Bajonett-Ver­ schlüsse sind einfacher in der Montage und können im Gegensatz zu den sich meist festfressenden Schraubver­ bindungen auch nach langer Einsatzdauer wieder gelöst werden.

Um dabei sicherzustellen, daß das Bajonett-Verschluß­ stück stets in der die beiden Rohre aneinander an­ kuppelnden Position verbleibt, werden bei der in der o. g. Schrift gezeigten Rohrkupplung die beiden Rohre unter Zwischenschaltung des Bajonett-Verschlußstückes gegen­ einander verspannt. Hierzu sind sowohl die Klauenseg­ mente des Bajonett-Verschlußstückes als auch die Ab­ satzsegmente des anzukuppelnden Rohres keilformig ausgebildet, wobei der Keilwinkel im Bereich der Selbst­ hemmung liegt. Andere bekannte Lösungen (beispielsweise die DE-OS 37 30 968) zeigen Sperrkeile, welche ein Verdrehen des Bajonett-Verschlußstückes verhindern.

Diese bekannten Lösungen können jedoch insbesondere bei dynamisch beanspruchten oder einer Rüttelbewegung ausgesetzten Rohren nicht befriedigen. Diese zusätzliche Krafteinleitung kann ein Verdrehen und somit ein Lösen des Bajonett-Verschlußstückes bewirken. Ebenso können sich die Sicherungskeile, welche im übrigen den Bauauf­ wand erheblich vergrößern, lösen und somit ein Öffnen der Rohrkupplung ermöglichen.

Aufgabe der Erfindung ist es, an einer Rohrkupplung der im Oberbegriff des ersten Anspruchs genannten Art Maßnahmen aufzuzeigen, mit Hilfe derer ein unerwünschtes Lösen des Bajonett-Verschlußstückes auf einfache Weise sicher vermieden wird.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs gelöst, vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen beschreiben die Unteransprüche.

Weisen die aneinander angepaßten Keilflächen der Klauen- und Absatzsegmente im Anschluß an einen ersten anstei­ genden Keilwinkel einen zweiten abfallenden Keilwinkel auf, so können die beiden Segmente in jenem abfallenden Keilflächenbereich ineinander verrasten. Insbesondere bietet es sich hierbei an, eines der beiden Segmente anschließend an die abfallende Keilfläche wiederum mit einer mit dem ersten ansteigenden Keilwinkel ansteigen­ den Keilfläche zu versehen, da dann in der geschlossenen Position des Bajonett-Verschlußstückes das zwei Keil­ flächen aufweisende Segment zwischen der zweiten und dritten Keilfläche des anderen Segmentes eingebettet liegt.

Zur weiteren Sicherung sind die beiden Rohre und somit auch das Bajonett-Verschlußstück sowie das mit den Absatzsegmenten versehene Rohr gegeneinander verspannt. Vorgesehen ist hierzu ein zwischengelegtes Spannelement, welches vorteilhafterweise zugleich die Funktion eines die Rohrkupplung abdichtenden Dichtelementes übernimmt. Im Bereich der ansteigenden Keilflächen werden bei einer Relativ-Drehbewegung zweier einander zugeordneter Segmente die beiden Rohre unter kontinuierlicher Stei­ gerung der Vorspannkraft solange gegeneinander ver­ spannt, bis bei Aufeinandertreffen der beiden Keil­ spitzen - beschrieben durch die Stoßstelle der anstei­ genden Keilfläche mit der abfallenden Keilfläche - aufeinandertreffen. In diesem Punkt liegt die maximal erzielbare Spannkraft an. Ein weiteres Verdrehen läßt, wie oben beschrieben, die einander zugeordneten Segmente ineinander verrasten, wobei die Spannkraft aufgrund der abfallenden Keilflächen geringfügig reduziert wird. Dieser reduzierte Kraftanteil muß zunächst eingeleitet werden, um ein Lösen der Rohrkupplung zu ermöglichen. Ein unerwünschtes selbsttätiges Lösen wird hiermit sicher ausgeschlossen.

Der konstruktive Aufwand wird dabei gering gehalten, wenn sich gemäß Anspruch 3 das Bajonett-Verschlußstück an einer Auftulpung des ersten Rohres abstützt. Dabei sollte das Bajonett-Verschlußstück auf dem ersten Rohr drehbar gelagert sein, um die Rohrkupplung verschließen zu können, ohne dabei die Rohre gegeneinander verdrehen zu müssen. Zwar könnte das Bajonett-Verschlußstück ebenso wie die korrespondierenden Absatz-Segmente aus den jeweiligen Rohren herausgearbeitet sein, eine konstruktive, sowie fertigungstechnische Vereinfachung ergibt sich jedoch mit den Merkmalen des Anspruchs 4. In diesem Zusammenhang bietet es sich auch an, das die Spannkraft aufbringende Dichtelement zwischen der Auftulpung des ersten Rohres sowie dem Ringteil des zweiten Rohres einzuspannen, da hiermit keine weiteren separaten Abstützvorrichtungen erforderlich sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht,

Fig. 2 die Ansicht X aus Fig. 1, sowie

Fig. 3 die Segment-Keilflächen in Abwicklung.

Die beiden Rohre 1, 2 sind durch eine in ihrer Gesamt­ heit mit 3 bezeichnete Bajonett-Rohrkupplung miteinander verbunden. Diese Bajonett-Rohrkupplung besteht aus einem Bajonett-Verschlußstück 4, einem Ringteil 5, sowie einem Dichtring 6. Das Bajonett-Verschlußstück 4 ist drehbar auf dem Rohr 1 gelagert und stützt sich an einer Auf­ tulpung 7 dieses Rohres ab. Das Ringteil 5 ist auf das Rohr 2 aufgeschoben und mit diesem verschweißt. Der Dichtring 6 liegt auf dem Rohr 2 bündig auf und ist zwischen dem Ringteil 5 sowie der Auftulpung 7 des Rohres 1 eingespannt.

Das Bajonett-Verschlußstück 4 ist mit Klauen-Segmenten 8 a, 8 b versehen, welche Absatz-Segmente 9 a, 9 b des Ringteiles 5 umgreifen. Die Absatz-Segmente 9 erstrecken sich dabei über einen begrenzten Winkelbereich ϕ, so daß die einen engeren Winkelbereich ϕ′ einschließenden Klauen-Segmente 8 mühelos durch den Restwinkelbe­ reich ϕ′′ eingesetzt und durch Verdrehen mit den Absatz- Segmenten 9 zur Deckung gebracht werden können.

Sowohl die Klauen-Segmente 8 als auch die Absatz-Seg­ mente 9 sind in den einander zugewandten Flächen in Umfangsrichtung keilförmig ausgebildet. Die gegenseitige Drehbewegung gemäß Pfeil 10 verursacht somit eine gegeneinander gerichtete Axialbewegung der beiden Rohre 1, 2 (Pfeilrichtung 11). Durch diese Bewegung wird das Dichtelement 6 weiter verspannt.

Zur näheren Erläuterung sind in Fig. 3 die aufeinander gleitenden Keilflächen eines Klauen-Segmentes 8 sowie eines Absatz-Segmentes 9 in Abwicklung dargestellt. Zu Beginn der gegenseitigen Drehbewegung befindet sich das Klauen-Segment 8 am linken Ende des Absatz-Segmentes 9 und liegt mit seiner einen ansteigenden Keilwinkel α aufweisenden Teil-Keilfläche auf der dem gleichen ansteigenden Keilwinkel α aufweisenden Teil-Keilfläche des Ringteiles 5 auf. Eine Drehbewegung des Klauen-Seg­ mentes 8 bzw. des Bajonett-Verschlußstückes 4 gemäß Pfeilrichtung 10 veranlaßt eine zusätzliche Bewegung in Pfeilrichtung 11. Diese zusätzliche Bewegung verspannt, da sich das Bajonett-Verschlußstück 4 an der Auftulpung 7 des Rohres 1 abstützt, unter Erhöhung der Vorspann­ kraft des Dichtelementes 6 das Rohr 1 gegenüber dem Rohr 2. Der maximale Spannhub ist dabei im Punkt A der abgewickelten Keilfläche erreicht. Im Anschluß an jenen Punkt A ist das Ringteil 5 mit einer einen abfallenden Keilwinkel β aufweisenden zweiten Teil-Keilfläche versehen. Eine mit dieser korrespondierende, ebenfalls den abfallenden Keilwinkel β aufweisende Teil-Keil­ fläche des Klauen-Segmentes 8 fügt sich bei weiterem Verdrehen des Klauen-Segmentes 8 gemäß Pfeilrichtung 10 nahtlos an die abfallende Keilfläche des Ringteiles 5 an. Um dabei noch einen gewissen Spannhub h sicherzu­ stellen, schließt sich an die zweite abfallende Teil- Keilfläche des Ringteiles 5 im Punkt B eine dritte Teil-Keilfläche an, welche abermals den ersten anstei­ genden Keilwinkel α aufweist. Das Klauen-Segment 8 liegt somit eingebettet in der zweiten sowie dritten Teil-Keilfläche des Absatz-Segmentes 5. Dieser Zustand ist in Fig. 3 figürlich dargestellt.

Ein selbsttätiges Lösen des Bajonett-Verschlußstückes 4 gegen Pfeilrichtung 10 ist ausgeschlossen, da hierfür zunächst eine weitere Spannkraft aufgebracht werden müßte, um den zusätzlichen Höhenunterschied zwischen den Punkten B und A zu überwinden. Neben dieser Eigenschaft der absoluten Sicherheit gegen selbsttätiges Lösen zeichnet sich diese Bajonett-Rohrkupplung noch durch weitere Vorteile aus. Bei geringstem Montageaufwand und geringer Bauteil-Stückzahl unter vorteilhafter Funk­ tionsvereinigung beispielsweise des Dichtelementes 6 stellt diese Rohrkupplung auch nach langer Betriebszeit eine einfach und zerstörungsfrei lösbare Verbindung dar, welche darüber hinaus an die Zugänglichkeit nur geringe Anforderungen stellt.

Claims (5)

1. Rohrkupplung, insbesondere Kupplung von Fahrzeug- Abgasrohren, mit einem Bajonett-Verschlußstück, welches sich am ersten Rohr abstützt und mit seinen segmentförmigen Klauen segmentförmige radiale Absätze des zweiten Rohres umgreift, wobei die Klauen-Segmente und Absatz-Segmente einander angepaßt in Umfangsrichtung keilförmig ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß sich an den ersten ansteigenden Keilwinkel (α) jedes Segmentes (8, 9) ein zweiter abfallender Keilwinkel (β) an­ schließt.

2. Rohrkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Rohren (1, 2) ein in Axialrichtung verspanntes Dichtelement (6) vorgesehen ist.

3. Rohrkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Bajonett- Verschlußstück (4) an einer Auftulpung (7) des ersten Rohres (1) abstützt.

4. Rohrkupplung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Absatz-Segmente (9) aus einem auf das zweite Rohr (2) aufgebrachten Ringteil (5) herausgearbeitet sind.

5. Rohrkupplung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das auf dem zweiten Rohr (2) aufliegende Dichtelement (6) zwischen der Auftulpung (7) des ersten Rohres (1) sowie dem auf das zweite Rohr aufgebrachte Ringteil (5) einge­ spannt ist.