EP1905974A2 - Abgaskrümmer - Google Patents

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EP1905974A2
EP1905974A2 EP07008323A EP07008323A EP1905974A2 EP 1905974 A2 EP1905974 A2 EP 1905974A2 EP 07008323 A EP07008323 A EP 07008323A EP 07008323 A EP07008323 A EP 07008323A EP 1905974 A2 EP1905974 A2 EP 1905974A2
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Frank Bühler
Nils Rippert
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    • F01N13/1872—Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly the assembly using stamp-formed parts or otherwise deformed sheet-metal

Definitions

  • the invention relates to an exhaust manifold, which comprises a flange part with a plurality of exhaust gas passage openings and an exhaust gas guide part fixedly connected to the flange part.
  • exhaust manifolds which may be formed in particular as so-called air-gap manifold
  • a exhaust gas guide serving exhaust gas guide member is gas-tight and mechanically strong connected to the flange.
  • the exhaust guide member is welded to the flange. To comply with predetermined manufacturing dimensions this exact positioning of the exhaust guide member on the flange is required.
  • an exhaust manifold of the type mentioned in which the flange has a the exhaust gas passages exhibiting base member and a fixed to the exhaust guide member facing flat side of the base member stop plate as a stop for the exhaust guide part, said a contour of the stop disc at least partially corresponds to the contour of the exhaust guide member in the region of its connection to the flange.
  • a stop disc On one of the exhaust guide part facing flat side of the base member so a stop disc is also attached, which prevents lateral displacement of the patch on the flange exhaust guide member. This makes it possible to position the exhaust guide member without further aids in a predetermined position by the stop plate and then to weld.
  • the outer edge of the stop disk is set back in particular with respect to the edge of the base element and forms an outer contour which at least in sections corresponds to the inner contour of the exhaust gas guide part.
  • the exhaust guide member is slid over the stopper disc in this embodiment, i. the stop disk is after positioning with its outer edge at least partially on the inside of the exhaust gas guide part. This results in a good accessibility of the attachment areas to be welded.
  • stop disc inversely by the provision of one or more central recesses so that the formed by the recesses inner contour of the stop disc at least partially corresponds to the outer contour of the exhaust guide member.
  • the stop disc on one or more exhaust gas passage openings, which cover the exhaust gas passage openings of the base member.
  • the exhaust gas flow can be passed through the stop disk.
  • the stop disc is screwed to the base member.
  • the stopper plate may be welded to the base member.
  • centering holes and / or pins may be provided in the base member and / or the stop plate.
  • the stop disc is a stamped part.
  • the base member may advantageously be a stamped part. Such stampings are very economical to manufacture.
  • the base element is a lamellar flange composed of a plurality of lamellar disks arranged in parallel.
  • Such lamellar flanges have a high strength and are also inexpensive to manufacture.
  • the exhaust manifold is designed as a cast iron manifold.
  • the exhaust manifold may be an air gap insulated manifold having an inner portion and an outer portion spaced therefrom through an air gap.
  • the inner part consists in particular of a plurality of tubes, one end of which opens into the exhaust gas passage openings, while the outer part is preferably formed as a shell part with two half shells.
  • the exhaust gas guide part is connected to the base element and / or the stop disk by a welded connection, in particular a laser welding connection.
  • the edges of the stop disk form a support surface for the connection area along its entire circumference the exhaust gas guide part, so that in this way a gas-tight and stable welded connection between the exhaust gas guide part and the flange part is achieved.
  • the flange is a cylinder flange for attachment to the cylinder head of an internal combustion engine.
  • a corresponding stop disc can also be provided at an output side arranged, for example, two exhaust gas passage openings having flange of the exhaust manifold.
  • a flange 8 is shown for an exhaust manifold according to the invention. It comprises a base element 10 which has three exhaust gas passage openings 12 for the passage of the exhaust gases emerging from the internal combustion engine. Furthermore, eight arranged in the vicinity of the circumference mounting holes 14 are provided, can be performed by the corresponding screws for attachment to a cylinder head, not shown, of an internal combustion engine.
  • a stop plate 16 is arranged, which is smaller than the base member 10 so that it projects beyond the base member 10 at any point laterally, but rather a distance to the outer edge of the base member 10 remains and no mounting hole 14 is covered.
  • the stop disc 16 also has three exhaust gas passage openings 12 'which have the same diameter as the exhaust gas passage openings 12 of the base element 10 and are aligned with these in an assembly position.
  • a screw connection 18 is provided, through which the base member 10 and the stopper plate 16 are interconnected.
  • FIG. 2 shows an exhaust-gas guide part 22 shown only in sections, consisting of an outer shell 24 and tubes 26 arranged inside it, which are connected to the flange part 8.
  • the stop disk 16 is, as already mentioned above, so connected to the base member 10, that the exhaust gas passage openings 12, 12 'of both parts are aligned.
  • the outer shell 24 is pushed completely over the stop disk 16 and abuts the base element 10 at the end.
  • the inner contour of the outer shell 24 corresponds to the outer contour of the stop plate 16, so that both abut each other in the illustrated mounting position.
  • Outer shell 24 and stop disk 16 are connected to each other by a over the entire circumference of the outer shell 24 extending laser weld joint 28.
  • the end sections of the tubes 26 extend through both exhaust gas passage openings 12, 12 ', so that a projection 30 is formed on the side of the flange section 8 facing away from the stop plate 16.
  • the tubes 26 are fastened to the base element 10 in the region of the projection 30 by a laser welding connection 28 'extending over the circumference of the exhaust gas passage opening 12.
  • the continuous laser weld joint 28 'prevents the entry of exhaust gases into an air gap 32 between the tubes 26 and the outer shell 24.
  • the base element 10 may have a thickness of 6 mm and the stop disk 16 a thickness of 2 mm.

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Abstract

Ein Abgaskrümmer (20) für eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine, umfassend ein Flanschteil (8) mit mehreren Abgasdurchtrittsöffnungen (12) und ein mit dem Flanschteil fest verbundenes Abgasführungsteil (22), ist dadurch gekennzeichnet, dass das Flanschteil (8) ein die Abgasdurchtrittsöffnungen (12) aufweisendes Basiselement (10) und eine auf einer dem Abgasführungsteil (22) zugewandten Flachseite des Basiselements (10) befestigte Anschlagscheibe (16) als Anschlag für das Abgasführungsteil (22) aufweist, wobei eine Kontur der Anschlagscheibe (16) zumindest abschnittsweise der Kontur des Abgasführungsteils (22) im Bereich seiner Verbindung mit dem Flanschteil (8) entspricht.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Abgaskrümmer, welcher ein Flanschteil mit mehreren Abgasdurchtrittsöffnungen und ein mit dem Flanschteil fest verbundenes Abgasführungsteil umfasst.
  • Bei derartigen Abgaskrümmern, die insbesondere als so genannte Luftspaltkrümmer ausgebildet sein können, ist es erforderlich, dass ein der Abgasführung dienendes Abgasführungsteil gasdicht und mechanisch belastbar mit dem Flanschteil verbunden ist. Zu diesem Zweck wird das Abgasführungsteil mit dem Flanschteil verschweißt. Zur Einhaltung vorgegebener Fertigungsmaße ist hierzu eine exakte Positionierung des Abgasführungsteil auf dem Flanschteil erforderlich.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Abgaskrümmer zu schaffen, bei dem das Abgasführungsteil auf einfache und zugleich präzise Weise mit dem Flanschteil verbindbar ist.
  • Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1 und insbesondere durch einen Abgaskrümmer der eingangs genannten Art, bei dem das Flanschteil ein die Abgasdurchtrittsöffnungen aufweisendes Basiselement und eine auf einer dem Abgasführungsteil zugewandten Flachseite des Basiselements befestigte Anschlagscheibe als Anschlag für das Abgasführungsteil aufweist, wobei eine Kontur der Anschlagscheibe zumindest abschnittsweise der Kontur des Abgasführungsteils im Bereich seiner Verbindung mit dem Flanschteil entspricht.
  • Auf einer der dem Abgasführungsteil zugewandten Flachseite des Basiselements wird also zusätzlich eine Anschlagscheibe angebracht, die ein seitliches Verschieben des auf das Flanschteil aufgesetzten Abgasführungsteils verhindert. Dadurch ist es möglich, das Abgasführungsteil ohne weitere Hilfsmittel in einer durch die Anschlagscheibe vorgegebenen Position zu positionieren und anschließend zu verschweißen.
  • Der äußere Rand der Anschlagscheibe ist hierfür insbesondere gegenüber dem Rand des Basiselements zurückversetzt und bildet eine Außenkontur, die zumindest abschnittsweise der Innenkontur des Abgasführungsteils entspricht. Das Abgasführungsteil wird bei dieser Ausführungsform über die Anschlagscheibe geschoben, d.h. die Anschlagscheibe liegt nach erfolgter Positionierung mit ihrer Außenkante zumindest abschnittsweise an der Innenseite des Abgasführungsteils an. Hierdurch ergibt sich eine gute Zugänglichkeit der zu verschweißenden Befestigungsbereiche.
  • Es ist aber auch möglich, die Anschlagscheibe umgekehrt durch das Vorsehen einer oder auch mehrerer zentraler Ausnehmungen so zu gestalten, dass die durch die Ausnehmungen ausgebildete Innenkontur der Anschlagscheibe zumindest abschnittsweise der Außenkontur des Abgasführungsteils entspricht.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Anschlagscheibe eine oder mehrere Abgasdurchtrittsöffnungen auf, welche die Abgasdurchtrittsöffnungen des Basiselements überdecken. Somit kann der Abgasstrom durch die Anschlagscheibe hindurchgeführt werden.
  • Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Anschlagscheibe mit dem Basiselement verschraubt. Eine derartige Schraubverbindung erlaubt durch die in der Anschlagscheibe und dem Basiselement vorgesehenen Bohrungen bzw. Gewindebohrungen eine exakte Positionierung beider Teile gegeneinander.
  • Alternativ kann die Anschlagscheibe mit dem Basiselement verschweißt sein. Zum exakten Positionieren können Zentrierbohrungen und/oder -stifte im Basiselement und/oder der Anschlagscheibe vorgesehen sein.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Anschlagscheibe ein Stanzteil. Auch das Basiselement kann vorteilhafterweise ein Stanzteil sein. Derartige Stanzteile sind sehr wirtschaftlich zu fertigen.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Basiselement ein aus mehreren parallel angeordneten lamellenförmigen Scheiben zusammengesetzter Lamellenflansch. Derartige Lamellenflansche weisen eine hohe Festigkeit auf und sind ebenfalls kostengünstig zu fertigen.
  • Insbesondere bei Einwandkrümmern ist der Abgaskrümmer als Gusskrümmer ausgebildet. Alternativ kann der Abgaskrümmer ein luftspaltisolierter Krümmer mit einem Innenteil und einem davon durch einen Luftspalt beabstandeten Außenteil sein. Das Innenteil besteht insbesondere aus mehreren Rohren, deren eines Ende in den Abgasdurchtrittsöffnungen mündet, während das Außenteil bevorzugt als Schalenteil mit zwei Halbschalen ausgebildet ist.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Abgasführungsteil mit dem Basiselement und/oder der Anschlagscheibe durch eine Schweißverbindung, insbesondere eine Laserschweißverbindung, verbunden. Die Kanten der Anschlagscheibe bilden hierbei entlang ihres gesamten Umfangs eine Auflagefläche für den Verbindungsbereich des Abgasführungsteils, so dass hierdurch eine gasdichte und stabile Schweißverbindung zwischen dem Abgasführungsteil und dem Flanschteil erreicht wird.
  • Bevorzugt ist das Flanschteil ein Zylinderflansch zur Befestigung an dem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine. Eine entsprechende Anschlagscheibe kann aber auch bei einem ausgangsseitig angeordneten, beispielsweise zwei Abgasdurchtrittsöffnungen aufweisenden Flansch des Abgaskrümmers vorgesehen sein.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft anhand der Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigt:
    • Fig. 1
    eine Draufsicht auf ein Flanschteil mit Basiselement und Anschlagscheibe eines erfindungsgemäßen Abgaskrümmers; und
    Fig. 2
    eine Schnittansicht eines Teils eines erfindungsgemäßen Abgaskrümmers.
  • In Fig. 1 ist ein Flanschteil 8 für einen erfindungsgemäßen Abgaskrümmer dargestellt. Es umfasst ein Basiselement 10, das drei Abgasdurchtrittsöffnungen 12 zum Durchlass der aus der Brennkraftmaschine austretenden Abgase aufweist. Weiterhin sind acht in der Nähe des Umfangs angeordnete Befestigungsbohrungen 14 vorgesehen, durch die entsprechende Schrauben zur Befestigung an einem nicht dargestellten Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine durchgeführt werden können.
  • Auf dem Basiselement 10 ist eine Anschlagscheibe 16 angeordnet, die kleiner ist als das Basiselement 10, so dass sie das Basiselement 10 an keiner Stelle seitlich überragt, sondern vielmehr ein Abstand zur Außenkante des Basiselements 10 verbleibt und auch keine Befestigungsbohrung 14 überdeckt wird. Die Anschlagscheibe 16 weist ebenfalls drei Abgasdurchtrittsöffnungen 12' auf, die den gleichen Durchmesser wie die Abgasdurchtrittsöffnungen 12 des Basiselements 10 besitzen und mit diesen in einer Montagestellung fluchten.
  • Ungefähr mittig zwischen jeweils zwei benachbarten Abgasdurchtrittsöffnungen 12 ist eine Schraubverbindung 18 vorgesehen, durch die das Basiselement 10 und die Anschlagscheibe 16 miteinander verbunden sind.
  • Fig. 2 zeigt ein nur abschnittsweise dargestelltes Abgasführungsteil 22, bestehend aus einer Außenschale 24 und innerhalb davon angeordneten Rohren 26, die mit dem Flanschteil 8 verbunden sind.
  • Die Anschlagscheibe 16 ist, wie bereits vorstehend erwähnt wurde, derart mit dem Basiselement 10 verbunden, dass die Abgasdurchtrittsöffnungen 12, 12' beider Teile fluchten.
  • Die Außenschale 24 ist vollständig über die Anschlagscheibe 16 geschoben und stößt endseitig an das Basiselement 10 an. Die Innenkontur der Außenschale 24 entspricht der Außenkontur der Anschlagscheibe 16, so dass beide in der dargestellten Montagestellung aneinander anliegen. Außenschale 24 und Anschlagscheibe 16 sind durch eine sich über den gesamten Umfang der Außenschale 24 erstreckende Laserschweißverbindung 28 miteinander verbunden.
  • Die Endabschnitte der Rohre 26 erstrecken sich durch beide Abgasdurchtrittsöffnungen 12, 12' hindurch, so dass auf der der Anschlagscheibe 16 abgewandten Seite des Flanschteils 8 ein Überstand 30 ausgebildet ist. Die Rohre 26 sind im Bereich des Überstands 30 durch eine sich über den Umfang der Abgasdurchtrittsöffnung 12 erstreckende Laserschweißverbindung 28' am Basiselement 10 befestigt. Die durchgehende Laserschweißverbindung 28' verhindert den Eintritt von Abgasen in einen Luftspalt 32 zwischen den Rohren 26 und der Außenschale 24.
  • Es ist anzumerken, dass die Zeichnungen nicht maßstabsgerecht ausgeführt sind. Beispielhaft kann das Basiselement 10 eine Dicke von 6 mm und die Anschlagscheibe 16 eine Dicke von 2 mm aufweisen.
    • Bezugszeichenliste
    • 8
    Flanschteil
    10
    Basiselement
    12, 12'
    Abgasdurchtrittsöffnung
    14
    Befestigungsbohrung
    16
    Anschlagscheibe
    18
    Schraubverbindung
    20
    Abgaskrümmer
    22
    Abgasführungsteil
    24
    Außenschale
    26
    Rohr
    28, 28'
    Laserschweißverbindung
    30
    Überstand
    32
    Luftspalt

Claims (15)

  1. Abgaskrümmer (20) für eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine, umfassend ein Flanschteil (8) mit mehreren Abgasdurchtrittsöffnungen (12) und ein mit dem Flanschteil (8) fest verbundenes Abgasführungsteil (22),
    dadurch gekennzeichnet,dass
    das Flanschteil (8) ein die Abgasdurchtrittsöffnungen (12) aufweisendes Basiselement (10) und eine auf einer dem Abgasführungsteil (22) zugewandten Flachseite des Basiselements (10) befestigte Anschlagscheibe (16) als Anschlag für das Abgasführungsteil (22) aufweist, wobei eine Kontur der Anschlagscheibe (16) zumindest abschnittsweise der Kontur des Abgasführungsteils (22) im Bereich seiner Verbindung mit dem Flanschteil (8) entspricht.
  2. Abgaskrümmer nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Anschlagscheibe (16) eine oder mehrere Abgasdurchtrittsöffnungen (12') aufweist, welche die Abgasdurchtrittsöffnungen (12) des Basiselements (10) überdecken.
  3. Abgaskrümmer nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Anschlagscheibe (16) mit dem Basiselement (10) verschraubt ist.
  4. Abgaskrümmer nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Anschlagscheibe (16) mit dem Basiselement (10) verschweißt ist.
  5. Abgaskrümmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Anschlagscheibe (16) ein Stanzteil ist.
  6. Abgaskrümmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Basiselement (10) ein Stanzteil ist.
  7. Abgaskrümmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Basiselement (10) ein aus mehreren parallel angeordneten lamellenförmigen Scheiben zusammengesetzter Lamellenflansch ist.
  8. Abgaskrümmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Abgaskrümmer (20) ein Einwandkrümmer ist.
  9. Abgaskrümmer nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Abgaskrümmer (20) ein luftspaltisolierter Krümmer mit einem Innenteil (26) und einem davon durch einen Luftspalt (32) beabstandeten Außenteil (24) ist.
  10. Abgaskrümmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Abgasführungsteil (22) ein Gussteil umfasst.
  11. Abgaskrümmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Abgasführungsteil (22) ein Schalenteil umfasst.
  12. Abgaskrümmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Abgasführungsteil (22) mehrere Rohre (26) umfasst, deren eines Ende in den Abgasdurchtrittsöffnungen (12, 12') mündet.
  13. Abgaskrümmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Abgasführungsteil (22) mit dem Basiselement (10) und/oder der Anschlagscheibe (16) durch eine Schweiß- oder Lötverbindung, insbesondere eine Laserschweißverbindung (28, 28'), verbunden ist.
  14. Abgaskrümmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Flanschteil (8) ein Zylinderflansch zur Befestigung an dem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine ist.
  15. Abgaskrümmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Abgaskrümmer (20) mit einem nachgeschalteten Abgasturbolader verbunden ist.
EP07008323.3A 2006-09-27 2007-04-24 Abgaskrümmer Active EP1905974B2 (de)

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EP1905974A3 EP1905974A3 (de) 2009-04-22
EP1905974B1 EP1905974B1 (de) 2011-02-23
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