DE10001287A1 - Abgaskrümmer - Google Patents

Abstract

Ein Abgaskrümmer zur Anbringung an einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine, welcher wenigstens eine mit Abgasbohrungen zum Austritt von Abgas versehene Zylinderbank aufweist, besitzt folgende Merkmale: ein Abgassammelgehäuse zur Aufnahme von Abgas aus dem Zylinderkopf; eine zwischen dem Abgassammelgehäuse und dem Zylinderkopf angeordnete Dichtungseinrichtung. Das Abgassammelgehäuse ist derart mit Ausnehmungen versehen, daß es über Befestigungsmittel direkt mit dem Zylinderkopf verbindbar ist, wobei zwischen dem Abgassammelgehäuse und dem Zylinderkopf durch Wärmeeinwirkung hervorgerufene Bewegungen möglich sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Abgaskrümmer zur Anbrin­ gung an einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine.

In der EP 0 709 557 A1 ist ein Abgasrohrkrümmer in einer Ausführung beschrieben, wie sie an sehr vielen Brennkraftmaschinen verwendet wird. Jedes Abgasrohr ist mit einem Flansch verschweißt, der dann an den Zylinderkopf der Brennkraftmaschine angeschraubt wird. Die Abgasrohre münden in bekannter Weise in ein Sam­ melrohr, welches sich in einer Abgasleitung fortsetzt.

Nachteiligerweise sind solche bekannten Abgaskrümmer sehr schwer und teuer und weisen den weiteren Nachteil auf, daß sie durch ihre große Masse dem eingeleiteten Abgas sehr viel Wärme entziehen. Hierdurch verringert sich die Temperatur des Abgases, was dazu führt, daß der in der Abgasleitung angeordnete Katalysator insbe­ sondere beim Starten der Brennkraftmaschine einen sehr schlechten Wirkungsgrad hat.

Um den Wirkungsgrad und das Anspringverhalten des Ka­ talysators zu verbessern, wurden gemäß einem aus der Praxis bekannten Stand der Technik sogenannte luft­ spaltisolierte Abgaskrümmer entwickelt, bei welchen ein Gehäuse und eine in dem Gehäuse angeordnete Gas­ führungsleitung vorgesehen sind.

Auch hier ist jedoch noch immer die verhältnismäßig hohe Masse und insbesondere der hohe Aufwand an Schweißarbeiten beim Zusammenbau des die innere Gas­ führungsleitung umgebenden Gehäuses und bei der An­ bringung dieses Gehäuses an einem Zylinderkopfflansch nachteilig, da beides zur Verteuerung derartiger Ab­ gaskrümmer beiträgt. Aufgrund der notwendigen Dicht­ heit des Abgaskrümmers kann bei den bekannten Kon­ struktionen auf solche Schweißarbeiten jedoch nicht verzichtet werden.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Abgaskrümmer zur Anbringung an einem Zylinderkopf ei­ ner Brennkraftmaschine zu schaffen, welcher einfach und kostengünstig herzustellen ist, eine geringe Masse aufweist und in einfacher Weise an dem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine angebracht werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in An­ spruch 1 genannten Merkmale gelöst.

Der erfindungsgemäße Abgaskrümmer kann direkt mit dem Zylinderkopf durch geeignete Befestigungsmittel, wie z. B. Schrauben, verbunden werden. Um eine Abdichtung zwischen dem Abgassammelgehäuse und dem Zylinderkopf zu erreichen, ist lediglich eine Dichtungseinrichtung zwischen dem Abgassammelgehäuse und dem Zylinderkopf notwendig und es kann auf aufwendige Schweißarbeiten verzichtet werden.

Das Abgassammelgehäuse kann sich vorteilhafterweise gegenüber dem Zylinderkopf ausdehnen und eine entspre­ chende Bewegung ausführen, so daß aufwendige Konstruk­ tionen mit Gleitflanschen oder ähnlichem vermieden werden können.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Abgas­ krümmers ist der geringe erforderliche Umformgrad, wodurch sehr dünne Bleche mit einer entsprechend ge­ ringen Masse verwendet werden können. Dies führt zu sehr geringen Material- und Herstellungskosten sowie dazu, daß dem Abgas eine äußerst geringe Wärmemenge entzogen wird. Des weiteren weist der erfindungsgemäße Abgaskrümmer den Vorteil eines verhältnismäßig gerin­ gen Platzbedarfs im Motorraum eines Kraftfahrzeugs auf.

Wenn in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfin­ dung zwischen dem Abgassammelgehäuse und dem Zylinder­ kopf ein Flansch angeordnet ist, so ist eine noch bes­ sere Gleitbewegung des Abgassammelgehäuses aufgrund eventuell auftretender Wärmedehnung desselben gegen­ über dem Zylinderkopf möglich. Außerdem wird hierdurch vorteilhafterweise der Zylinderkopf von dem Abgassam­ melgehäuse abgekoppelt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Er­ findung kann ein Gasführungskanal in dem Abgassammel­ gehäuse angeordnet sein. Dadurch ergibt sich ein luftspaltisolierter Abgaskrümmer, welcher dem Abgas aufgrund der dünnen Wandungen des Gasführungskanals und des Luftspaltes zwischen dem Abgassammelgehäuse und dem Gasführungskanal verhältnismäßig wenig Wärme entzieht. Dies verhindert ein Sinken der Abgastempera­ tur und führt zu einem besseren Anspringverhalten und Wirkungsgrad eines in der sich an den Abgaskrümmer anschließenden Abgasleitung angeordneten Katalysators.

Des weiteren kann bei der Verwendung eines Gasfüh­ rungskanals vorteilhafterweise ein aus kostengünstigem und leicht umzuformendem Baustahl bestehendes Abgas­ sammelgehäuse eingesetzt werden, da dieses thermisch weniger stark belastet wird.

Auch in dieser Ausführungsform kann ein Flansch zwi­ schen dem Abgassammelgehäuse und dem Zylinderkopf an­ geordnet sein, der eine bessere Gleitbewegung des Ab­ gassammelgehäuses gegenüber dem Zylinderkopf erlaubt.

Bei sämtlichen Ausführungsformen ergibt sich ein ge­ ringer Umformgrad, was vorteilhafterweise zu dünnen Blechen und somit zu sehr geringen Massen der einzel­ nen Bauteile führt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, daß der Gasführungska­ nal an seiner dem Zylinderkopf zugewandten Seite mit einem umlaufenden Bund versehen ist, welcher im zusam­ mengebauten Zustand zumindest mittelbar zwischen dem Abgassammelgehäuse und der Dichtungseinrichtung einge­ klemmt ist, wobei zwischen dem Gasführungskanal und der Dichtungseinrichtung durch Wärmeeinwirkung hervor­ gerufene Bewegungen möglich sind.

Hierdurch ergibt sich eine sehr einfache Befestigung des Gasführungskanals, wobei jedoch eine Verschiebung desselben in der Ebene des Zylinderkopfs möglich bleibt und gleichzeitig Bewegungen desselben senkrecht zu dieser Ebene und eventuell hierdurch hervorgerufe­ nes Klappern verhindert werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildun­ gen der Erfindung ergeben sich aus den restlichen Un­ teransprüchen sowie aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellten Ausführungsbei­ spiel.

Es zeigt:

Fig. 1 eine stark schematisierte Brennkraftmaschine mit einem daran angebrachten Abgaskrümmer;

Fig. 2 den Abgaskrümmer aus Fig. 1 in einer ersten Ausführungsform in einer Explosionsdarstel­ lung;

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III aus Fig. 2;

Fig. 4 den Abgaskrümmer aus Fig. 1 in einer zweiten Ausführungsform in einer Explosionsdarstel­ lung;

Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V aus Fig. 4;

Fig. 6 den Abgaskrümmer aus Fig. 1 in einer dritten Ausführungsform in einer Explosionsdarstel­ lung;

Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie VII-VII aus Fig. 6;

Fig. 8 den Abgaskrümmer aus Fig. 1 in einer vierten Ausführungsform in einer Explosionsdarstel­ lung;

Fig. 9 einen Schnitt nach der Linie IX-IX aus Fig. 8;

Fig. 10 den Abgaskrümmer aus Fig. 1 in einer fünften Ausführungsform in einer Explosionsdarstel­ lung;

Fig. 11 einen Schnitt nach der Linie XI-XI aus Fig. 10;

Fig. 12 eine Schnittdarstellung des Abgaskrümmers aus Fig. 1 in einer sechsten Ausführungsform; und

Fig. 13 eine Schnittdarstellung des Abgaskrümmers aus Fig. 1 in einer siebten Ausführungsform.

Fig. 1 zeigt einen Abgaskrümmer 1, welcher an einem Zylinderkopf 2 einer Brennkraftmaschine 3 angebracht ist. In der vorliegenden Ausführungsform handelt es sich um eine Brennkraftmaschine 3 in Reihenbauweise, bei welcher der Zylinderkopf 2 lediglich eine Zylin­ derbank 4 mit in diesem Fall vier Zylindern 5 auf­ weist. Bei Brennkraftmaschinen 3 in V-Bauweise könnten selbstverständlich mehrere Zylinderbänke 4 vorgesehen sein, an denen dann jeweils der Abgaskrümmer 1 ange­ bracht wäre. In dem Zylinderkopf 2 befinden sich meh­ rere, von den Zylindern 5 ausgehende Abgasbohrungen 6, die in den Abgaskrümmer 1 münden, wodurch das Abgas in den Abgaskrümmer 1 gelangt. Der Abgaskrümmer 1 ist an seiner der Brennkraftmaschine 3 abgewandten Seite mit einer Öffnung 7 versehen, welche sich an einer belie­ bigen Stelle befinden kann und in welche in bekannter Weise eine Abgasleitung 8 eingesetzt ist. In der Ab­ gasleitung 8 kann sich ein nicht dargestellter Kataly­ sator befinden, der zur Reinigung der Abgase dient.

In den Fig. 2 bis 6 ist der Abgaskrümmer 1 jeweils in verschiedenen Ausführungsformen durch Explosions­ zeichnungen dargestellt.

Der Abgaskrümmer 1 gemäß Fig. 2 besteht aus einem Ab­ gassammelgehäuse 9, welches die Abgase aus sämtlichen Abgasbohrungen 6 einer Zylinderbank 4 aufnimmt, und einer Dichtungseinrichtung 10. Die Abgase können das Abgassammelgehäuse 9 durch die Öffnung 7, die sich an der dem Zylinderkopf 2 abgewandten Seite desselben befindet, wieder verlassen und so in die Abgasleitung 8 gelangen. Das Abgassammelgehäuse 9 ist an seinem gesamten Umfang von einem Bund 11 umgeben, in welchem sich Ausnehmungen 12 für die Durchführung von in Fig. 2 nicht dargestellten Befestigungsmitteln, wie z. B. Schrauben, befinden. Mit den Befestigungsmitteln wird das Abgassammelgehäuse 9 an dem Zylinderkopf 2 ange­ bracht.

Die Dichtungseinrichtung 10 entspricht in ihrer Form der dem Zylinderkopf 2 zugewandten Seite des Abgassam­ melgehäuses 9, verläuft über den gesamten Bereich zwi­ schen dem Abgassammelgehäuse 9 und dem Zylinderkopf 2 und weist dementsprechend ebenfalls einen Bund 13 mit Ausnehmungen 14 auf, deren Positionen mit den Positio­ nen der Ausnehmungen 12 in dem Bund 11 des Abgassam­ melgehäuses 9 wenigstens annähend übereinstimmen.

Des weiteren weist die Dichtungseinrichtung 10 mehrere Bohrungen 15 auf, deren Anzahl und deren Positionen mit den Positionen der Abgasbohrungen 6 in dem Zylin­ derkopf 2 wenigstens annähernd übereinstimmen, um das Durchströmen des Abgases aus den Abgasbohrungen 6 in das Abgassammelgehäuse 9 zu gewährleisten. An ihrer dem Abgassammelgehäuse 9 zugewandten Seite ist die Dichtungseinrichtung 10 mit Sicken bzw. Verprägungen 16 versehen, welche einen Spalt zwischen dem Zylinder­ kopf 2 und der Dichtungseinrichtung 10 erzeugen. Die Dichtungseinrichtung 10 kann beispielsweise aus einem metallischen Werkstoff ausgebildet sein.

Des weiteren ist Fig. 2 entnehmbar, daß das Abgassam­ melgehäuse 9 an seiner Außenseite eine Umbördelung 17 aufweist. Diese Umbördelung 17 begrenzt den Bund 11 des Abgassammelgehäuses 9 nach außen hin und erhöht die Festigkeit des Abgassammelgehäuses 9. In der vor­ liegenden Ausführungsform besteht das Abgassammelge­ häuse 9 aus einem hochtemperaturbeständigen Material und ist in der Lage, gegenüber der Dichtungseinrich­ tung 10 und somit gegenüber dem Zylinderkopf 2 gering­ fügige Bewegungen auszuführen, welche durch die Wärme­ einbringung des Abgases und die damit verbundene Aus­ dehnung des Abgassammelgehäuses 9 hervorgerufen wer­ den.

Es wäre auch möglich, das Abgassammelgehäuse 9 aus mehrlagigen Blechen in Sandwichbauweise herzustellen, wodurch die Schallabstrahlung verringert werden könn­ te. Bei einer solchen Sandwichbauweise könnte bei­ spielsweise eine Schicht aus Stahl und die andere Schicht aus Aluminium bestehen, wobei auch das Her­ stellen von hochtemperaturfesten Abgassammelgehäusen 9 möglich wäre.

Um eine Abgasreinigung in einfacher Art und Weise er­ reichen zu können, sind in dem Abgassammelgehäuse 9 mehrere einzelne Katalysatorelemente 39 angeordnet. Jedes Katalysatorelement 39 ist dabei einer Abgasboh­ rung 6 bzw. einem Zylinder 5 zugeordnet, so daß in allen Ausführungsbeispielen vier Katalysatorelemente 39 vorgesehen sind. Die beispielsweise aus an sich bekanntem Wickelblech bestehenden Katalysatorelemente 39 sind zylinderförmig ausgebildet und können stehend oder liegend angeordnet sein. In dem Abgassammelgehäu­ se 9 sind die Katalysatorelemente 39 durch nicht dar­ gestellte Drahtgestrickelemente gehalten. Alternativ hierzu ist selbstverständlich auch die Verwendung ei­ nes üblichen Katalysators in der Abgasleitung 8 mög­ lich, wie bereits oben erwähnt.

In Fig. 3 sind die oben erwähnten, als Schrauben 18 ausgebildeten Befestigungsmittel zum Anbringen des Abgassammelgehäuses 9 an dem Zylinderkopf 2 darge­ stellt. Diese sind durch die Ausnehmungen 12 in dem Abgassammelgehäuse 9 und die Ausnehmungen 14 in der Dichtungseinrichtung 10 durchgeführt. Durch ein ent­ sprechendes Anziehen der Schrauben 18 kann die oben angegebene Verschiebbarkeit des Abgassammelgehäuses 9 gegenüber dem Zylinderkopf 2 eingestellt werden. Hier­ bei ist jedoch in jedem Fall eine Dichtheit des Abgas­ krümmers 1 gewährleistet. Des weiteren ist erkennbar, daß die Bohrungen 15 der Dichtungseinrichtung 10 mit Umbördelungen 19 versehen sind, die in die Abgasboh­ rungen 6 des Zylinderkopfes 2 reichen.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform des Abgas­ krümmers 1, bei welchem wiederum das Abgassammelgehäu­ se 9 und die Dichtungseinrichtung 10, zusätzlich je­ doch ein Flansch 20 und eine weitere Dichtungseinrich­ tung 10a vorgesehen sind, um den Abgaskrümmer 1 zu bilden. In der Darstellung gemäß Fig. 4 ist lediglich die Dichtungseinrichtung 10a zu erkennen. Der Flansch 20 ist mit Bohrungen 21 versehen, deren Anzahl und Positionen mit den Positionen der Abgasbohrungen 6 in dem Zylinderkopf 2 wenigstens annähernd übereinstim­ men. Die Bohrungen 21 sind in diesem Fall rund ausge­ bildet. Des weiteren weist der Flansch 20 einen umlau­ fenden Bund 22 und eine Umbördelung 23 auf, wobei in dem Bund 22 Ausnehmungen 24 eingebracht sind, deren Positionen mit den Positionen der Ausnehmungen 12 in dem Abgassammelgehäuse 9 übereinstimmen.

Die Dichtungseinrichtung 10a weist in diesem Fall kei­ ne den Abgasbohrungen 6 entsprechende Bohrungen 15 auf, sondern eine über annähernd die gesamte Länge und annähernd die gesamte Breite der Dichtungseinrichtung 10a verlaufende Ausnehmung 25. Wie gemäß Fig. 2 ist die Dichtungseinrichtung 10a jedoch wiederum mit einem Bund 13a und Ausnehmungen 14a versehen. Aufgrund der großen Ausnehmung 25 erfolgt die Abdichtung lediglich durch den Bund 13a der Dichtungseinrichtung 10a.

In Fig. 5 ist im Schnitt die Anbringung des Abgaskrüm­ mers 1 an dem Zylinderkopf 2 dargestellt. Hier ist zu erkennen, daß die Dichtungseinrichtung 10a zwischen dem Flansch 20 und dem Abgassammelgehäuse 9 angeordnet ist. Zwischen dem Zylinderkopf 2 und dem Abgassammel­ gehäuse 9 befindet sich die weitere Dichtungseinrich­ tung 10, die jedoch im Gegensatz zu Fig. 2 und Fig. 3 ohne Verprägungen 16 und ohne Umbördelungen 17 ausge­ führt ist. Aus dieser Figur geht auch hervor, daß die Innenkontur der Umbördelung 23 des Flansches 20 mit der Außenkontur des das Abgassammelgehäuse 9 umgeben­ den Bundes 11 übereinstimmt, so daß das Abgassammelge­ häuse 9 innerhalb der Umbördelung 23 des Flansches 20 Platz findet. Das Abgassammelgehäuse 9 weist in diesem Fall allerdings keine Umbördelung 17 auf. Durch Ver­ prägungen oder Punktverschweißungen kann das Abgassam­ melgehäuse 9 mit dem Flansch 20 vormontiert werden.

Auch hier sind wiederum durch Wärmeeinwirkung hervor­ gerufene Bewegungen zwischen dem Abgassammelgehäuse 9 und dem Flansch 20 möglich, und zwar aufgrund der zwi­ schen denselben angebrachten Dichtungseinrichtung 10a. Wie zuvor sind durch die Ausnehmungen 12 in dem Abgas­ sammelgehäuse 9, die Ausnehmungen 24 in dem Flansch 20 und die Ausnehmungen 14 und 14a in den Dichtungsein­ richtungen 10 und 10a die Befestigungsmittel 18 zur Anbringung des Abgaskrümmers 1 an dem Zylinderkopf 2 durchgeführt.

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform des Abgas­ krümmers 1, welcher wiederum das Abgassammelgehäuse 9 und die Dichtungseinrichtung 10 aufweist. In dem Ab­ gassammelgehäuse 9 ist jedoch ein Gasführungskanal 26 angeordnet, welcher zweiteilig mit einem Bodenteil 27 und einem Deckelteil 28 ausgebildet ist. Das Abgassam­ melgehäuse 9 ist wie zuvor mit dem Bund 11 und den darin sich befindlichen Ausnehmungen 12 sowie der den Bund 11 umgebenden Umbördelung 17 versehen. Die Dich­ tungseinrichtung 10 weist ebenfalls wie oben beschrie­ ben den Bund 13, die Ausnehmungen 14 und die Bohrungen 15 auf.

Das Bodenteil 27 des aus einem hochtemperaturbeständi­ gen Werkstoff hergestellten Gasführungskanals 26 ist mit Bohrungen 29 versehen, deren Positionen wenigstens annähernd mit den Positionen der Abgasbohrungen 6 des Zylinderkopfes 2 übereinstimmen. Auf diese Art und Weise kann das Abgas in den Gasführungskanal 26 gelan­ gen. Innerhalb des Gasführungskanals 26 sind Umlenk­ bleche 30 angeordnet, welche den Gasstrom von den Boh­ rungen 29 zu einer zu der Abgasleitung 8 führenden Öffnung 31 leiten, welche sich in dem Deckelteil 28 des Gasführungskanals 26 befindet. Die Umlenkbleche 30 können entweder mit dem Abgassammelgehäuse 9 oder dem Gasführungskanal 26 verschweißt sein, oder aus dem Material des Bodenteils 27 und/oder des Deckelteils 28 des Gasführungskanals 26 geprägt sein. Bei der Montage des Abgaskrümmers 1 werden auf an der Außenseite des Deckelteils 28 angebrachten Einkerbungen 32 Haltebügel 33 aufgesetzt, welche für eine Befestigung des Gasfüh­ rungskanals 26 sorgen. Mit anderen Worten, die Halte­ bügel 33 sind derart angeordnet, daß bei Anbringung des Abgassammelgehäuses 9 an dem Zylinderkopf 2 mit­ tels der Befestigungsmittel 18 die Haltebügel 33 den Gasführungskanal 26 festhalten. Die Dichtheit des Gas­ führungskanals 26 ist dadurch gewährleistet, daß das Bodenteil 27 sehr paßgenau mit dem Deckelteil 28 über­ einstimmt und diese beiden Teile durch die mittels der Haltebügel 33 aufgebrachten Kraft dicht miteinander abschließen. Zusätzlich wird noch das Bodenteil 27 mit dem Deckelteil 28 verprägt oder punktgeschweißt, so daß eine komplette Vormontage möglich ist.

Die als federnde bzw. dämpfende Elemente ausgebildeten Haltebügel 33 können aus einem hochtemperaturbeständi­ gen Material, beispielsweise auch aus einem hochtempe­ raturbeständigen Drahtgestrick bestehen. Durch diese Art der Montage kann auf aufwendige Schweißarbeiten verzichtet werden.

In dem Gasführungskanal 26 können ebenfalls die oben erwähnten Katalysatorelemente 39 zur Abgasreinigung angeordnet und mit nicht dargestellten Drahtgestrick­ elementen in demselben gehalten sein.

Alternativ zu der dargestellten Ausführung kann der Gasführungskanal 26 auch aus einem für Fluide, in die­ sem Fall für Abgase, durchlässigen Material bestehen. Dies kann beispielsweise durch ein Gewebe oder durch ein Lochblech gelöst sein. Dadurch wird die Masse des Gasführungskanals 26 noch weiter verringert und dieser kann so dem Abgas weniger Wärme entziehen. Auch bei dieser Ausführungsform wird das Abgas dennoch bestrebt sein, in Richtung der Öffnung 31 zu strömen und nur ein sehr geringer Teil wird durch den Gasführungskanal 26 zu dem Abgassammelgehäuse 9 gelangen.

In Fig. 7 ist erkennbar, daß zwischen dem Gasführungs­ kanal 26 und dem Abgassammelgehäuse 9 ein Luftspalt 34 entsteht, welcher das in den Gasführungskanal 26 ein­ strömende Abgas von dem Abgassammelgehäuse 9 isoliert. Hierdurch wird das Abgassammelgehäuse 9 nur unwesent­ lich erwärmt und entzieht somit dem Abgas verhältnis­ mäßig wenig Wärme, was dazu führt, daß der in der Ab­ gasleitung 8 sich befindliche Katalysator aufgrund der höheren Abgastemperaturen ein besseres Anspringverhal­ ten und einen besseren Wirkungsgrad aufweist. Des wei­ term kann hierdurch das Abgassammelgehäuse 9 aus ei­ nem preisgünstigen Baustahl, gegebenenfalls auch aus einem aluminierten Stahl hergestellt werden, da es in der Regel nicht mit dem Abgas in Berührung kommt. Zwi­ schen dem Abgassammelgehäuse 9 und dem Zylinderkopf 2 ist die Dichtungseinrichtung 10 angebracht.

Der Luftspalt 34 kann in sämtlichen Ausführungen, in denen er auftritt, auch mit schallisolierenden Mate­ rialien, wie z. B. Steinwolle, Keramikwolle, Drahtge­ strick oder einzelnen, miteinander verpreßten Draht­ stücken ausgefüllt werden, um eine entsprechende Schalldämmung zu erreichen.

Fig. 8 zeigt eine Ausführungsform des Abgaskrümmers 1, welche mit der Ausführungsform gemäß Fig. 6 annähernd übereinstimmt. Im Unterschied dazu ist bei Fig. 8 un­ terhalb des Bodenteils 27 des Gasführungskanals 26 der Flansch 20 vorgesehen, welcher sehr ähnlich zu dem Flansch 20 gemäß Fig. 4 ausgebildet ist. Allerdings sind die Bohrungen 21 in demselben oval ausgebildet, d. h. der Durchmesser der Bohrungen 21 in Längsrichtung des Flansches 20 ist größer als der Durchmesser der Bohrungen 21 in der Querrichtung des Flansches 20. Dies ermöglicht eine Verschiebe- bzw. Ausdehnbewegung des Gasführungskanals 26 innerhalb der Bohrungen 21 aufgrund von durch die Abgastemperaturen hervorgerufe­ ner Wärmeausdehnung. Aufgrund der Unterbringung des Abgassammelgehäuses 9 in dem Flansch 20 analog zu Fig. 4 ist das Abgassammelgehäuse 9 nicht mit der Umbörde­ lung 17 versehen, sondern weist lediglich den Bund 11 auf.

In Fig. 9 ist erkennbar, daß zwischen dem Flansch 20 und dem Abgassammelgehäuse 9 wiederum die Dichtungs­ einrichtung 10a und zwischen dem Abgassammelgehäuse 9 und dem Zylinderkopf 2 die Dichtungseinrichtung 10 zum Einsatz kommt. Auch hier sind die Haltebügel 33 und die Umlenkbleche 30 wie gemäß Fig. 6 und Fig. 7 vorge­ sehen.

In Fig. 10 ist ein weiterer Abgaskrümmer 1 darge­ stellt, der sehr ähnlich zu dem in Fig. 8 dargestell­ ten Abgaskrümmer 1 ausgebildet ist. Auch hier ist der Gasführungskanal 26 vorgesehen, welcher allerdings aus mehreren Einzelkanälen 35 besteht, welche jeweils mit Anschlüssen 36 zu den Bohrungen 21 in dem auch hier vorgesehenen Flansch 20 ausgebildet sind. Die Bohrun­ gen 21 weisen einen runden Querschnitt auf und die Anschlüsse 36 sind in diese Bohrungen 21 eingesteckt und gegebenenfalls eingeschweißt. Alternativ wären auch andere Formen der Bohrungen 21 möglich, z. B. oval oder rechteckig, wobei dann die Anschlüsse 36 an diese Formen der Bohrungen 21 angepaßt wären und zusätzlich eine entsprechende Abdichtung erfolgen würde.

An ihren Verbindungsstellen sind die Einzelkanäle 35 miteinander durch an jeweils einem der Enden der Ein­ zelkanäle 35 vorgesehene Aufweitungen, in denen der nächste Einzelkanal 35 eingesteckt und gegebenenfalls verschweißt ist, verbunden. In dem Abgassammelgehäuse 9 befinden sich Halteringe 37, die an demselben anlie­ gen und den Gasführungskanal 26 umgeben. Durch die z. B. aus einem Drahtgestrick bestehenden Halteringe 37 werden Schwingungen des Gasführungskanals 26 verhin­ dert.

Von einem der Einzelkanäle 35 geht ein Ausgang 38 durch die Öffnung 7 in dem Abgassammelgehäuse 9 zu der Abgasleitung 8, welche auch hier an dem Abgassammelge­ häuse 9 angebracht ist.

In dem Schnitt gemäß Fig. 11 ist erkennbar, daß auch hier die Dichtungseinrichtung 10a zwischen dem Abgas­ sammelgehäuse 9 und dem Flansch 20 sowie die Dich­ tungseinrichtung 10 zwischen dem Flansch 20 und dem Zylinderkopf 2 zum Einsatz kommen. Des weiteren befin­ det sich wie bei den Ausführungsformen gemäß den Fig. 6, 7, 8 und 9 der Luftspalt 34 zwischen dem Gas­ führungskanal 26 und dem Abgassammelgehäuse 9. Auch dieser Gasführungskanal 26 kann aus einem für Abgase durchlässigen und hochtemperaturbeständigen Material bestehen.

Fig. 12 zeigt einen weiteren Abgaskrümmer 1, der eben­ falls in seinem Inneren einen Gasführungskanal 26 auf­ weist. Der Gasführungskanal 26 ist an seiner dem Zy­ linderkopf 2 zugewandten Seite mit einem umlaufenden Bund 40 versehen, welcher zwischen der Dichtungsein­ richtung 10 an seiner Unterseite und einem zusätzli­ chen Klemmelement 41 an seiner Oberseite angeordnet ist. Das Klemmelement 41 überlappt den Bund 40 teil­ weise und bedeckt denselben an seinem gesamten Umfang. Um eine Dichtheit des Abgaskrümmers 1 zu erreichen, ist das Klemmelement 41 an seiner dem Abgassammelge­ häuse 9 zugewandten Seite mit einer umlaufenden Dicht­ auflage 42 versehen.

Die Befestigungsmittel 18 sind selbstverständlich auch hier vorgesehen und klemmen mit Hilfe des Klemmele­ ments 41 den Gasführungskanal 26 mit der gewünschten Kraft zwischen das Abgassammelgehäuse 9 und die Dich­ tungseinrichtung 10 bzw. den Zylinderkopf 2. Durch den genannten Aufbau wird eine Bewegung des Gasführungska­ nals 26 senkrecht zur Ebene des Zylinderkopfes 2 ver­ hindert, bei entsprechendem Anziehen der Schrauben 18 ist jedoch noch immer eine durch Wärmeeinwirkung aus­ gelöste Bewegung des Gasführungskanals 26 in der Ebene des Zylinderkopfes 2 möglich.

Auch bei dem Abgaskrümmer gemäß Fig. 13 ist der Gas­ führungskanal 26 mit einem umlaufenden Bund 40 verse­ hen. Dieser ist jedoch direkt zwischen dem Abgassam­ melgehäuse 9 und dem in diesem Fall ebenfalls vorgese­ henen Flansch 20 wiederum mittels der Befestigungsmit­ tel bzw. Schrauben 18 eingeklemmt. Zusätzlich ist am Umfang des Bundes 40 eine umlaufende Dichtungseinrich­ tung 43 vorgesehen, und zwar ebenfalls zwischen dem Abgassammelgehäuse 9 und dem Flansch 20. Durch an der Dichtungseinrichtung 43 in Richtung des Zylinderkopfes 2 vorstehende Erhebungen 44 und/oder durch eine ent­ sprechende Auswahl der Dicke der Dichtungseinrichtung 43 und entsprechendes Anziehen der Schrauben 18 ist auch hier eine Bewegung des Gasführungskanals 26 in der Ebene des Zylinderkopfes 2 möglich, wobei gleich­ zeitig unerwünschte Vibrationen desselben verhindert werden können.

Claims (40)

1. Abgaskrümmer zur Anbringung an einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine, welcher wenigstens eine mit Abgasbohrungen zum Austritt von Abgas verse­ hene Zylinderbank aufweist, mit folgenden Merkma­ len:

• 1. 1.1 einem Abgassammelgehäuse (9) zur Aufnahme von Abgas aus dem Zylinderkopf (2),
• 2. 1.2 einer zwischen dem Abgassammelgehäuse (9) und dem Zylinderkopf (2) angeordneten Dich­ tungseinrichtung (10),
• 3. 1.3 das Abgassammelgehäuse (9) ist derart mit Ausnehmungen (12) versehen, daß es über Be­ festigungsmittel (18) direkt mit dem Zylin­ derkopf (2) verbindbar ist, wobei zwischen dem Abgassammelgehäuse (9) und dem Zylinder­ kopf (2) durch Wärmeeinwirkung hervorgerufe­ ne Bewegungen möglich sind.

2. Abgaskrümmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgassammelgehäuse (9) die Abgase aus sämtli­ chen Abgasbohrungen (6) einer Zylinderbank (2) aufnimmt.

3. Abgaskrümmer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungseinrichtung (10) mit Bohrungen (15) versehen ist, deren Positionen wenigstens annä­ hernd mit den Positionen der Abgasbohrungen (6) des Zylinderkopfes (2) übereinstimmen.

4. Abgaskrümmer nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungseinrichtung (10) über den gesamten Bereich zwischen dem Abgassammelgehäuse (9) und dem Zylinderkopf (2) verläuft.

5. Abgaskrümmer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungseinrichtung (10) Ausnehmungen (14) aufweist, deren Positionen wenigstens annähernd mit den Positionen der Ausnehmungen (12) des Ab­ gassammelgehäuses (9) zur Aufnahme der Befesti­ gungsmittel (18) zur Verbindung des Abgassammel­ gehäuses (9) mit dem Zylinderkopf (2) überein­ stimmen.

6. Abgaskrümmer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Abgassammelgehäuse (9) und dem Zy­ linderkopf (2) ein Flansch (20) angeordnet ist, welcher Ausnehmungen (24) aufweist, deren Posi­ tionen wenigstens annähernd mit den Positionen der Ausnehmungen (12) des Abgassammelgehäuses (9) zur Aufnahme der Befestigungsmittel (18) zur Ver­ bindung des Abgassammelgehäuses (9) mit dem Zy­ linderkopf (2) übereinstimmen.

7. Abgaskrümmer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (20) mit Bohrungen (21) versehen ist, deren Positionen wenigstens annähernd mit den Po­ sitionen der Abgasbohrungen (6) des Zylinderkop­ fes (2) übereinstimmen.

8. Abgaskrümmer nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (20) aus einem hochtemperaturbestän­ digen Material besteht.

9. Abgaskrümmer nach einem der Ansprüche 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungseinrichtung (10) zwischen dem Flansch (20) und dem Zylinderkopf (2) angeordnet ist.

10. Abgaskrümmer nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Abgassammelgehäuse (9) und dem Flansch (20) eine Dichtungseinrichtung (10a) an­ geordnet ist.

11. Abgaskrümmer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgassammelgehäuse (9) mit einem ringförmig um dasselbe verlaufenden Bund (11) versehen ist, in welchem die Ausnehmungen (12) für die Befesti­ gungsmittel (18) eingebracht sind.

12. Abgaskrümmer nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (20) an seiner Außenseite eine Umbör­ delung (23) aufweist, deren Innenkontur wenig­ stens annähernd mit der Außenkontur des das Ab­ gassammelgehäuse (9) umgebenden Bunds (11) über­ einstimmt, wobei zwischen dem Abgassammelgehäuse (9) und dem Flansch (20) durch Wärmeeinwirkung hervorgerufene Bewegungen möglich sind.

13. Abgaskrümmer nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgassammelgehäuse (9) aus einem hochtempera­ turbeständigen Material besteht.

14. Abgaskrümmer nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Abgassammelgehäuses (9) ein Gasfüh­ rungskanal (26) angeordnet ist, wobei zwischen dem Abgassammelgehäuse (9) und dem Gasführungska­ nal (26) ein Luftspalt (34) entsteht.

15. Abgaskrümmer nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftspalt (34) mit schalldämmenden Materiali­ en ausgefüllt ist.

16. Abgaskrümmer nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgassammelgehäuse (9) aus Baustahl besteht.

17. Abgaskrümmer nach Anspruch 14, 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasführungskanal (26) aus einem hochtempera­ turbeständigen Material besteht.

18. Abgaskrümmer nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasführungskanal (26) aus einem für Fluide durchlässigen Material besteht.

19. Abgaskrümmer nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das für Fluide durchlässige Material des Gasfüh­ rungskanals (26) ein Gewebe oder ein Lochblech ist.

20. Abgaskrümmer nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasführungskanal (26) mit Bohrungen (29) ver­ sehen ist, deren Positionen wenigstens annähernd mit den Positionen der Abgasbohrungen (6) des Zy­ linderkopfes (2) übereinstimmen.

21. Abgaskrümmer nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasführungskanal (26) zweiteilig mit einem Bodenteil (27) und einem Deckelteil (28) ausge­ bildet ist, wobei sich die Bohrungen (29) in dem Bodenteil (27) befinden.

22. Abgaskrümmer nach einem der Ansprüche 14 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Abgassammelgehäuse (9) und dem Gas­ führungskanal (26) Haltebügel (33) derart ange­ ordnet sind, daß bei Anbringung des Abgassammel­ gehäuses (9) an dem Zylinderkopf (2) mittels der Befestigungsmittel (18) die Haltebügel (33) den Gasführungskanal (26) festhalten.

23. Abgaskrümmer nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltebügel (33) als federnde Elemente ausge­ bildet sind.

24. Abgaskrümmer nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltebügel (33) aus einem hochtemperaturbe­ ständigen Material bestehen.

25. Abgaskrümmer nach Anspruch 22, 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltebügel (33) aus einem Drahtgestrick be­ stehen.

26. Abgaskrümmer nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasführungskanal (26) aus mehreren Einzelka­ nälen (35) aufgebaut ist, welche jeweils An­ schlüsse (36) zu den Abgasbohrungen (6) des Zy­ linderkopfes (2) aufweisen.

27. Abgaskrümmer nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasführungskanal (26) an seiner dem Zylinder­ kopf (2) zugewandten Seite mit einem umlaufenden Bund (40) versehen ist, welcher im zusammengebau­ ten Zustand zumindest mittelbar zwischen dem Ab­ gassammelgehäuse (9) und der Dichtungseinrichtung (10) eingeklemmt ist, wobei zwischen dem Gasfüh­ rungskanal (26) und der Dichtungseinrichtung (10) durch Wärmeeinwirkung hervorgerufene Bewegungen möglich sind.

28. Abgaskrümmer nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß der umlaufende Bund (40) zwischen der Dichtungs­ einrichtung (10) und einem Klemmelement (41) ein­ geklemmt ist, welches mit einer umlaufenden Dichtauflage (42) versehen ist.

29. Abgaskrümmer nach einem der Ansprüche 14 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Gasführungskanal (26) und dem Zylin­ derkopf (2) ein Flansch (20) angeordnet ist.

30. Abgaskrümmer nach Anspruch 27 und 29, dadurch gekennzeichnet, daß der umlaufende Bund (40) des Gasführungskanals (26) verschieblich zwischen dem Abgassammelgehäu­ se (9) und dem Flansch (20) angeordnet ist.

31. Abgaskrümmer nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem umlaufenden Bund (40) des Gasfüh­ rungskanals (26) und dem Flansch (20) eine Dich­ tungseinrichtung (43) angeordnet ist.

32. Abgaskrümmer nach Anspruch 26 und 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelkanäle (35) in die Bohrungen (21) des Flansches (20) eingesteckt und gegebenenfalls eingeschweißt sind.

33. Abgaskrümmer nach einem der Ansprüche 29 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (20) aus einem hochtemperaturbestän­ digen Material besteht.

34. Abgaskrümmer nach einem der Ansprüche 29 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (20) mit Bohrungen (29) versehen ist, deren Positionen wenigstens annähernd mit den Po­ sitionen der Abgasbohrungen (6) des Zylinderkop­ fes (2) übereinstimmt.

35. Abgaskrümmer nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Bohrungen (29) in dem Flansch (20) in Längsrichtung des Flansches (20) größer ist als der Durchmesser der Bohrungen (29) in Querrichtung des Flansches (20).

36. Abgaskrümmer nach einem der Ansprüche 1 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Abgassammelgehäuse (9) oder in dem Gasfüh­ rungskanal (26) Umlenkbleche (30) angeordnet sind.

37. Abgaskrümmer nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkbleche (30) mit dem Abgassammelgehäuse (9) oder dem Gasführungskanal (26) verschweißt sind.

38. Abgaskrümmer nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkbleche (30) aus dem Material des Boden­ teils (27) und/oder des Deckelteils (28) des Gas­ führungskanals (26) geprägt sind.

39. Abgaskrümmer nach einem der Ansprüche 1 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Abgassammelgehäuse (9) mehrere einzelne Katalysatorelemente (39) angeordnet sind.

40. Abgaskrümmer nach einem der Ansprüche 14 bis 39, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gasführungskanal (26) mehrere einzelne Katalysatorelemente (39) angeordnet sind.