DE69713018T2

DE69713018T2 - Entkupplungsvorrichtung, die zwischen zwei Rohrleitungsabschnitte eingesetzt werden kann

Info

Publication number: DE69713018T2
Application number: DE1997613018
Authority: DE
Inventors: Christian Laville
Original assignee: WEVISTA ROUBAIX
Current assignee: Wevista Roubaix Fr
Priority date: 1996-09-25
Filing date: 1997-09-22
Publication date: 2003-04-17
Anticipated expiration: 2017-09-23
Also published as: EP0833091A1; DE69713018D1; FR2753773A1; FR2753773B1; EP0833091B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Entkoppler, d. h. Vorrichtungen, die das Verbinden zweier Rohrstutzen in dichter Weise ermöglichen, und zwar auch dann, wenn wenigstens einer der zwei Rohrstutzen in bestimmten Grenzen Verlagerungen in bezug auf den anderen unterworfen sein kann, unabhängig von der Form und der Funktion der Rohrstutzen und unabhängig von ihren relativen Verlagerungen, Translation, Rotation, Torsion, Kombination dieser Bewegungen usw.
Es sind beispielsweise aus dem Dokument EP-A-0 657 683 bereits Entkoppler bekannt, die das Verbinden zweier Rohrstutzen ermöglichen, die beispielsweise durch den Auspuffausgang eines Motorblocks oder eines Auspuffkrümmers und den Eingang einer Auspuffleitung, bekannter unter der Bezeichnung "Auspufftopf", gebildet sind. In diesem Anwendungsfall können die zwei Rohrstutzen gegenseitigen Verlagerungen jeglicher Art unterworfen sein, die Bewegungen wie etwa Translationen, Rotationen, Torsionen oder Kombinationen dieser Bewegungen oder Vibrationen entsprechen können.
Um solche Rohrstutzen zu verbinden, sind Entkoppler hergestellt worden, die im wesentlichen durch dichte Bälge gebildet sind, die aufgrund dessen, daß sie in den drei Richtungen des Raums verschoben werden können, eine Absorption aller dieser Bewegungen ermöglichen.
Jedoch besitzt diese Art von Entkoppler eine relativ kurze Lebenszeit, da der Balg nicht durch äußere Mittel geschützt wird und weil er gegebenenfalls Verformungen über seine zulässigen Grenzen hinaus erfahren kann.
Um diese Nachteile zu beheben, sind Entkoppler hergestellt worden, die zusätzlich Mittel, die einerseits das Schützen des Balgs und andererseits das Begrenzen der Amplitude seiner Verformung ermöglichen, enthalten.
Jedoch sind die bisher verwirklichten Mittel zum Schutz des Balgs und zur Begrenzung der Amplitude seiner Verformung nicht völlig zufriedenstellend. Insbesondere können sie die gesuchten Wirkungen für den Balg, noch bevor dieser seine zulässige Verformungsgrenze erreicht hat, zunichte machen.
Die vorliegende Erfindung richtet sich folglich auf die Herstellung eines Entkopplers, der die obenerwähnten Nachteile beseitigt und eine relativ einfache und leicht zu verwirklichende Struktur besitzt, die ihm eine gewisse Elastizität, um den Bewegungen während des Betriebs zu folgen, verleiht und ihm dennoch ermöglicht, bis zu einer bestimmten Grenze zu widerstehen, wenn er Ausnahmebedingungen unterworfen ist.
Genauer hat die vorliegende Erfindung einen Entkoppler zum Gegenstand, der zwischen zwei Rohrstutzen eingesetzt werden kann und umfaßt:
erste und zweite ringförmige Ansätze, die jeweils mit den beiden Rohrstutzen verbunden werden können,
einen Balg,
Mittel, die die beiden Enden des Balgs mit dem ersten bzw. dem zweiten ringförmigen Ansatz in der Weise verbinden, daß die beiden Ansätze und der Balg im wesentlichen auf dieselbe Zentrierachse zentriert sind,
dadurch gekennzeichnet, daß er umfaßt:
erste und zweite Federmittel, die jeweils den beiden Ansätzen in der Weise zugeordnet sind, daß, wenn die beiden Ansätze einer gegenseitigen Verlagerung unterworfen werden, eines der ersten und zweiten Federmittel in Kompressionsrichtung wirkt, während das andere in Ausdehnungsrichtung wirkt.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung erscheinen im Verlauf der folgenden Beschreibung, die beispielhaft, jedoch keinesfalls einschränkend in Gegenüberstellung mit der beigefügten Zeichnung gegeben wird, worin:
die Fig. 1 bis 3 eine schematische, Halbschnittansicht von drei Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Entkopplers zeigen und
die Fig. 4 und 5 eine Stirnansicht bzw. eine Seitenansicht derselben Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Entkopplers zeigen, die auf der Ausführung basiert, die in Fig. 1 schematisch in einem Halbschnitt gezeigt ist, wobei Fig. 4 zur Vereinfachung der Zeichnung nur die Hälfte das Entkopplers zeigt.
Die fünf Figuren zeigen verschiedene Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Entkopplers. Jedoch bezeichnen zum Zweck der Vereinfachung der vorliegenden Beschreibung die gleichen Bezugszeichen die gleichen Elemente, unabhängig von der Figur, in der sie auftreten.
Es sei präzisiert, daß, wenn der Gegenstand der Erfindung gemäß der Definition der Erfindung ein "wenigstens ein" Element mit einer gegebenen Funktion umfaßt, die beschriebene Ausführung mehrere dieser Elemente umfassen kann.
Die fünf Figuren zeigen drei Ausführungsformen eines Entkopplers 1, der zwischen zwei Rohrstutzen 2, 3 eingesetzt werden kann, die von irgendeinem Typ sein können und irgendeine Funktion haben können, wie beispielsweise der Auspuffausgang eines Motorblocks oder der Eingang des Auspufftopfes in einem Fahrzeug des Typs Automobil oder dergleichen.
Im allgemeinen umfaßt der Entkoppler erste 11 und zweite 12, vorzugsweise rotationssymmetrische kreisförmige oder zylindrische ringförmige Ansätze, die jeweils mit den beiden in Fig. 5 schematisch gezeigten Rohrstutzen 2, 3 in dichter Weise verbunden werden können. Es ist ein im allgemeinen dichter Balg 13 vorgesehen, der Mitteln 14, 15 zugeordnet ist, die ein Verbinden seiner beiden Enden 16, 17 mit dem ersten bzw. dem zweiten ringförmigen Ansatz, 11, 12 in der Weise ermöglichen, daß diese beiden Ansätze und der Balg im wesentlichen auf dieselbe Zentrierachse 18 zentriert sind.
Diese Verbindungsmittel 14, 15 können von irgendeinem Typ, beispielsweise eine Quetschverbindung oder eine Schweißnaht, sein, der sowohl die Verbindung der Enden 16, 17 des Balgs 13 mit den beiden Ansätzen als auch die Dichtheit der Leitung sicherstellt, die durch die Gesamtheit der folgenden Elemente gebildet ist: die beiden Ansätze 11, 12, den Balg 13 und die beiden Rohrstutzen 2, 3, wobei alle diese Elemente, wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, hintereinandergeschaltet sind.
Der Entkoppler umfaßt ferner zu den oben in der Einleitung der vorliegenden Beschreibung definierten Zwecken erste 21 und zweite 22 Federmittel, die den beiden Ansätzen in der Weise zugeordnet sind, daß, wenn die beiden Ansätze 11, 12 einer gegenseitigen Verlagerung, beispielsweise einer Translation und/oder einer Rotation und/oder einer Torsion, unterworfen werden, eines der ersten und zweiten Federmittel 21, 22 in Kompressionsrichtung wirkt, während das andere in Ausdehnungsrichtung wirkt, und selbstverständlich umgekehrt, wobei verschiedene Kräfte hervorgerufen werden, die kombiniert eine bestimmte resultierende Kraft ergeben.
In dieser Weise sind die jeweils von den beiden Federmitteln 21, 22 auf die beiden Ansätze ausgeübten Kräfte beherrschbar und einstellbar und ermöglichen das Anlegen einer resultierenden Kraft an diese beiden Ansätze unabhängig von ihrer relativen Verlagerung. Die Wirkung des Balgs 13 wird dadurch nicht wesentlich verändert, was ermöglicht, einen Balg mit einer Struktur zu konzipieren, die an die geforderten Spezifikationen für den Entkoppler den durch seine Verwendung erzwungenen Bedingungen entsprechend genau angepaßt ist.
Die Fig. 1 bis 5 zeigen verschiedene Ausführungsformen dieser ersten und zweiten Federmittel 21, 22.
Sie umfassen im wesentlichen zwei erste 31 und zweite 32 Käfige, die wenigstens teilweise den Balg 13 umgeben, wobei ein Ende 33, 34 jedes der beiden Käfige durch irgendwelche Mittel, Schweiß- oder Quetschverbindung, mit dem ersten bzw. dem zweiten Ansatz 11, 12 verbunden ist.
Diese Käfige sind ferner in der Weise verbunden, daß sie wenigstens teilweise ineinander geschoben sind, wie in allen Figuren gezeigt ist. In den gezeigten Ausführungsformen bedeckt ein Teil eines Käfigs, im vorliegenden Fall des Käfigs 31, den andern Käfig, im vorliegenden Fall den Käfig 32, indem er ihn teilweise umgibt. Die in der folgenden Beschreibung gegebenen Erläuterungen und die Betrachtung der Fig. 1 bis 5 ermöglichen dem Fachmann das Festlegen der Abmessungen dieser beiden Käfige.
Die Federmittel 21, 22 umfassen ferner wenigstens eine erste Feder 41 und Mittel 42 zum Verbinden der beiden Enden 43, 44 der ersten Feder 41 im wesentlichen mit einem entsprechenden der beiden freien Enden 35, 36 der beiden Käfige 31, 32 und wenigstens eine zweite Feder 52 und Mittel 53 zum Verbinden der beiden Enden 54, 55 der zweiten Feder 52 mit einem entsprechenden der beiden Ansätze 11, 12.
Die Mittel 42 und 52 können in verschiedener Weise, beispielsweise durch eine Quetschverbindung, eine Schweißnaht oder dergleichen usw. gebildet sein.
Die Käfige 31, 32 sind zudem in der Weise verwirklicht, daß sie unverformbar sind und in jedem Fall eine Steifheit aufweisen, die weit über jener der beiden Federn 41, 52 liegt, damit diese letzteren die oben definierten Funktionen ausüben können und das gewünschte Resultat, das im folgenden erläutert wird, erbringen können.
In einer besonders vorteilhaften Ausführung sind diese ersten und zweiten Federn 41, 52 durch ein Paar 60 erster und zweiter elastischer Lamellen gebildet, die jeweils im wesentlichen die Form eines "C" annehmen, wobei sich die beiden Lamellen im wesentlichen in derselben Ebene, die ferner die Zentrierachse 18 enthält, befinden.
Diese Lamellenstruktur für die ersten und zweiten Federn 41, 52 ist vorteilhaft, weil sie das Einstellen der Elastizität des Entkopplers, insbesondere durch Anpassung der Dicke und der Form dieser Lamellen, ermöglicht. Zudem sind die Komponenten der Kompensationskräfte zwischen den beiden Ansätzen, wie oben angeführt wurde, sowohl für den Fall, in dem die Ansätze Translationen und Rotationen um eine zur Zentrierachse 18 senkrechte Achse erfahren müssen, als auch dann, wenn sie Torsionen und/oder Rotationen um diese Zentrierachse 18 unterworfen werden, genau angepaßt.
In der obenbeschriebenen Ausführungsform umfaßt der Entkoppler ein einziges Paar 60 von elastischen Lamellen. Jedoch könnte er selbstverständlich mehrere dieser Lamellenpaare 60 umfassen, die regelmäßig um die Zentrierachse 18 verteilt sind.
In diesem Fall sind die Winkel am Scheitel 61, 62 der Zweiflächner, die durch zwei aufeinanderfolgende Ebenen gebildet werden, welche jeweils ein Lamellenpaar enthalten, vorzugsweise gleich, wie vor allem in den Fig. 4 und 5, die eine vier von diesen Paaren enthaltende Ausführung zeigt, dargestellt ist.
Die Mittel 53 zum Verbinden der beiden Enden 54, 55 der zweiten Feder 52 mit dem entsprechenden der beiden Ansätze 11, 12 sind oben nur durch ihre erste Funktion definiert worden.
So können die Enden der zweiten Feder 52 direkt mit den beiden Ansätzen verbunden sein. Damit diese zweite Feder 52 jedoch, wie in den Figuren gezeigt ist, im wesentlichen die gleiche Form wie die erste Feder 41 hat, ist das Ende 54 der Feder 52 mit dem Ansatz 11 über den Käfig 31 verbunden.
Mit Bezug auf die gezeigten Ausführungen ist es im Fall, in dem, wie oben beschrieben wurde, die Feder 52 mit beiden Ansätzen 11, 12 über einen Käfig verbunden ist, erkennbar, daß das Ende 55 der Feder 52 im wesentlichen direkt mit dem Ansatz 12, der den Käfig 32, der in den Käfig 31 eingeschoben ist, trägt, verbunden ist, während sein anderes Ende 54 im wesentlichen mit dem freien Ende 36 des Käfigs 31, der den anderen Käfig 32 außen umgibt, verbunden ist. Da der Käfig 31 unverformbar ist, ist es gleichbedeutend, ob das Ende 54 der Feder 52 unmittelbar oder über diesen Käfig 31 mit dem Ansatz 11 verbunden ist.
In der in den Fig. 1 und 5 gezeigten Ausführungsform führt die Feder 41 durch ein im Käfig 31 ausgebildetes Fenster 59, während sich die Feder 41 in der Ausführungsform nach Fig. 2 vollständig in dem Raum, der zwischen den sich überdeckenden beiden Abschnitten der Käfige besteht, befindet. Die Ausführung nach den Fig. 1 und 5 ermöglicht, falls erforderlich, den beiden Lamellen eine stärkere Krümmung als im Fall der Ausführung nach Fig. 2 zu geben.
Um die Struktur des Entkopplers in bestimmten seiner Anwendungen zu vereinfachen, ist es auch möglich, den Käfig 31, wie in Fig. 3 gezeigt ist, durch ein Federorgan 64 als elastische Lamelle zu bilden, das eine Steifheit aufweist, die weit über jener der ersten Feder 41 liegt, damit sich die Feder 41 vor dem Federorgan 64 verformt. In diesem Fall können das Federorgan 64 und die zweite Feder 52 in einer einzigen Lamelle ausgeführt sein, wobei die erste Feder 41 im wesentlichen in dem mittleren Abschnitt dieser einzigen Lamelle verbunden ist. Vorzugsweise befindet sich außerdem die elastische Lamelle, die das Federorgan 64 bildet, in der durch die erste und die zweite elastische Lamelle eines Paars 60 definierten Ebene.
Die elastischen Lamellen können aus irgendeinem Werkstoff gefertigt sein, der eine bestimmte Elastizität aufweist. Sie sind jedoch vorzugsweise aus rostfreiem Austenitstahl hergestellt.
Zusammenfassend kann der Entkoppler gemäß den Ansprüchen zwischen zwei Rohrstutzen eingesetzt werden.

Claims

1. Entkoppler (1), der zwischen zwei Rohrstutzen (2, 3) eingesetzt werden kann und umfaßt:

erste (11) und zweite (12) ringförmige Ansätze, die jeweils mit den beiden Rohrstutzen (2, 3) verbunden werden können,

einen Balg (13),

Mittel (14, 15), die die beiden Enden (16, 17) des Balgs (13) mit dem ersten bzw. dem zweiten ringförmigen Ansatz (11, 12) in der Weise verbinden, daß die beiden Ansätze und der Balg im wesentlichen auf dieselbe Zentrierachse (18) zentriert sind,

dadurch gekennzeichnet, daß er umfaßt:

erste (21) und zweite (22) Federmittel, die jeweils den beiden Ansätzen in der Weise zugeordnet sind, daß, wenn die beiden Ansätze (11, 12) einer gegenseitigen Verlagerung unterworfen werden, eines der ersten und zweiten Federmittel in Kompressionsrichtung wirkt, während das andere in Ausdehnungsrichtung wirkt.

2. Entkoppler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Federmittel (21, 22) umfassen:

zwei erste (31) und zweite (32) Käfige, die den Balg (13) umgeben, wobei ein Ende (33, 34) jedes der beiden Käfige mit dem ersten bzw. dem zweiten Ansatz (11, 12) verbunden ist, wobei die Käfige wenigstens teilweise ineinander geschoben sind,

wenigstens eine zweite Feder (52) und

Mittel (53) zum Verbinden der beiden Enden (54, 55) der zweiten Feder (52) mit einer entsprechenden der beiden Ansätze (11, 12).

3. Entkoppler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei ersten und zweiten Federn (41, 52) durch ein Paar (60) erster und zweiter elastischer Lamellen gebildet sind, die jeweils im wesentlichen die Form eines "C" annehmen.

4. Entkoppler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die zwei ersten und zweiten elastischen Lamellen des Paars (60) im wesentlichen, in derselben Ebene befinden, wobei diese Ebene die Zentrierachse (18) enthält.

5. Entkoppler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß er mehrere Paare (60) erster und zweiter elastischer Lamellen umfaßt, die um die Zentrierachse regelmäßig verteilt sind.

6. Entkoppler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei elastischen Lamellen jedes Paars (60) im wesentlichen in derselben Ebene liegen, wobei alle Ebenen die Zentrierachse (18) enthalten.

7. Entkoppler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkel am Scheitel (61, 62) der Zweiflächner, die durch zwei aufeinanderfolgende Ebenen gebildet werden, welche jeweils die beiden Lamellen desselben Paars enthalten, gleich sind.

8. Entkoppler nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (53) zum Verbinden eines (54) der zwei Enden der zweiten Feder (52) mit einer (11) der beiden Ansätze einen (31) der zwei Käfige enthalten.

9. Entkoppler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß einer (31) der zwei Käfige (31, 32) durch ein Federorgan (64) gebildet ist.

10. Entkoppler nach den Ansprüchen 4 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Federmittel (64) durch eine dritte elastische Lamelle gebildet ist, die sich in der Ebene befindet, die durch das Paar (60) der ersten und zweiten elastischen Lamellen definiert ist (Fig. 3).