DE102004053463B4 - Segmentierte 3-wandige Abgasleitung - Google Patents
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Abstract
Für eine segmentierte 3-wandige Abgasleitung (1), bestehend aus einem wassergekühlten Krümmer (2), mit einem innenliegenden ersten Flammrohr (3) zur Abgasführung und einem Zwischenstück (4) zur Verbindung eines ersten Krümmers (2A) mit einem zweiten Krümmer (2B), schlägt die Erfindung vor, dass im Zwischenstück (4) ein zweites Flammrohr (5) zur Abgasführung eingesetzt ist und die Verbindungsstelle (6) des Krümmers (2) zum Zwischenstück (4) in einer Ebene liegt.
Description
- Die Erfindung betrifft eine segmentierte 3-wandige Abgasleitung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
- Die
US 2,886,945 zeigt eine aus Segmenten aufgebaute 3-wandige Abgasleitung. Jedes Segment besteht aus einem wassergekühlten Krümmer und einem innenliegendem Flammrohr zur Abgasführung. Zusätzlich besitzt jedes Segment eine eigene Wasserzuführung und eine eigene Wasserabführung. Die einzelnen Krümmer sind miteinander verschraubt. Der Anschluss der Flammrohre gegeneinander ist als Steckverbindung ausgeführt. Kritisch bei dieser Abgasleitung sind die aufwendige Wasserzuführung bzw. Wasserabführung für den Kühlmantel und die spiralförmige Form der Flammrohre. - Aus der
DE 35 39 778 C1 ist ebenfalls eine segmentierte 3-wandige Abgasleitung bekannt. Bei dieser sind die Krümmer nicht miteinander verschraubt. Über ein zylindrisches Zwischenstück erfolgt eine Wasserführung des Kühlmantels von einem ersten Krümmer zu einen zweiten Krümmer. Die Verbindung der innenliegenden Flammrohre ist hierbei ebenfalls als Steckrohrverbindung ausgeführt. Problematisch ist der Zeitaufwand für den Anbau oder Abbau, da diese Abgasleitung nur als Gesamtes, z. B. bei Wartungsarbeiten, getauscht werden kann. - Auch die
DE 43 16 333 C1 offenbart eine 3-wandige Abgasleitung bestehend aus einer inneren, segmentierten Heißgasleitung zur Abgases-Führung und einem äußeren doppeltwandigen Gehäuse. Im äußeren Gehäuse sind einzelne Hohlräume zur Aufnahme von Kühlflüssigkeit vorgesehen. Die innere Heißgasleitung und das äußere Gehäuse sind miteinander verschraubt. Da das äußere Gehäuse einstückig ist, kann die Abgasleitung bei Wartungsarbeiten nur als Gesamtes getauscht werden. - Ein vierwandige Abgasleitung ist aus der
DE 196 44 707 A1 bekannt. Die Abgasleitung besteht aus einzelnen Segmenten mit einem zentralen Rohrleitungsstück zur Abgas-Führung, einem das Rohrleitungsstück umgebenden Zwischenwandstück und einem äußeren doppeltwandigen Gehäuseabschnitt zur Kühlwasser-Führung. Die Segmente der Abgasleitung sind als einstückige Gussteile hergestellt. Die Verbindungsstelle eines ersten Segments mit einem zweiten Segment ist im Bereich des äußeren Gehäuseabschnitts überlappend ausgeführt. Die einzelnen Segmente können daher nur in Motor-Längsrichtung montiert werden. Da im überlappenden Bereich Dichtungen für den Kühlwasser-Durchtritt angeordnet sind, kann zudem Leckage auftreten. - Die
US 4,168,610 zeigt eine 3-wandige, segmentiert Abgasleitung, bestehend aus einer inneren Abgasleitung, einer umgebenden Isolationsschicht und äußeren Gehäuseabschnitten. Für die Isolationsschicht wird eine hochglänzende Folie verwendet, wodurch die Wärmestrahlung vermindert werden soll. Jeder äußere Gehäuseabschnitt umschließt zwei innere Abgasleitungsabschnitte. Bei Wartungsarbeiten muss daher die Abgasleitung als Gesamtes getauscht werden. Kühlwasser-Führungskanäle sind aus dieser Fundstelle nicht bekannt. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Abgasleitung im Hinblick auf eine einfachere Montage oder Demontage weiter zu entwickeln.
- Die Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Die Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen dargestellt.
- Die Erfindung sieht vor, dass im Zwischenstück ein Flammrohr eingesetzt ist und die Verbindungsstelle des Krümmers mit eingesetztem Flammrohr gegenüber dem Zwischenstück mit eingesetztem Flammrohr in einer Ebene liegt. Das Zwischenstück besteht aus einem ersten sowie zweiten Flansch zur Anlage an den korrespondierenden Krümmer, einem ersten sowie zweiten Steckrohr zur Wasserführung und dem eingesetzten Flammrohr. Im Unterschied zum Stand der Technik können die einzelnen Segmente der Abgasleitung nacheinander montiert werden bzw. bei Wartungsarbeiten demontiert werden. Hierzu sind entsprechende Befestigungspunkte für eine Montagevorrichtung auf dem ersten sowie zweiten Flansch des Zwischenstücks vorgesehen. Die Befestigungspunkte sind in der Art angeordnet, dass bei fixierter Montagevorrichtung diese sich auf dem korrespondierenden Krümmer abstützt. Mit anderen Worten: Über die Abstützung der Montagevorrichtung wird ein Durchfallen eines gelösten Zwischenstücks in das Zylinder-V der Brennkraftmaschine verhindert. Zur besseren Demontage eines Zwischenstücks sind entsprechende Abdrückgewinde am jeweiligen Flansch vorgesehen.
- In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Krümmer und Zwischenstücke eine auf der Umfangsfläche angeordnete senkrechte, ebene Fläche aufweisen. Hierdurch wird es möglich, dass im Zylinder-V der Brennkraftmaschine eine Abgasleitung zur Zusammenführung der A-Seite sowie eine zweite Abgasleitung zur Zusammenführung der Abgase der B-Seite anordenbar sind. Über die ebene Fläche wird folglich der Bauraumbedarf für die beiden Abgasleitungen verringert.
- In den Zeichnungen ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigen:
-
1 ein Übersichtsbild einer Abgasleitung; -
2 ein Übersichtsbild einer teilweis demontierten Abgasleitung; -
3 einen ersten und zweiten Krümmer mit Zwischenstück; -
4 ein Schnittbild der3 (dreidimensional); -
5 ein Schnittbild der3 ; -
6 ein Schnittbild des Zwischenstücks; -
7 einen Flansch; -
8 einen Endkrümmer. - Die
1 zeigt ein Übersichtsbild einer Abgasleitung1 und einer zweiten Abgasleitung20 im eingebauten Zustand. Die beiden Abgasleitungen sind im Zylinder-V einer Brennkraftmaschine angeordnet. Die Abgasleitung1 dient zur Abgas-Abfuhr der Zylinder der A-Seite der Brennkraftmaschine (Zylinderkopf22 ). Die zweite Abgasleitung20 dient zur Abgas-Abfuhr der Zylinder der B-Seite der Brennkraftmaschine. Jede Abgasleitung besteht aus einzelnen Krümmern2 und einem Zwischenstück4 , welches die einzelnen Krümmer2 miteinander verbindet. Mit Bezugszeichen21 ist eine Wasser-Rücklaufleitung dargestellt. Über diese wird das Wasser nach Durchströmen der Abgasleitung1 wieder dem Wasserkreislauf der Brennkraftmaschine zugeführt. - In
2 ist ein Übersichtsbild einer teilweis demontierten Abgasleitung1 dargestellt. Bei diesem sind mehrere Zwischenstücke4 entfernt, beispielsweise zwischen einem ersten Krümmer2A und einem zweiten Krümmer2B . Bei dieser Darstellung wurde ebenfalls ein Abschnitt der Wasser-Rücklaufleitung21 entfernt. Die Krümmer2 sind mit dem Zylinderkopf22 verschraubt. Über einen Abgas-Eintritt23 strömt das Abgas in die Krümmer2 . - In
3 ist der erste Krümmer2A , der zweite Krümmer2B und das Zwischenstück4 dreidimensional dargestellt. Das Zwischenstück4 ist über einen ersten Flansch7 an einer Verbindungsstelle6A mit dem ersten Krümmer2A verschraubt. Über einen zweiten Flansch8 ist das Zwischenstück4 an einer Verbindungsstelle6B mit dem zweiten Krümmer2B verschraubt. Für die Montage/Demontage des Zwischenstücks4 sind Befestigungspunkte14 für eine Montagevorrichtung15 vorgesehen. Die Befestigungspunkte14 sind auf dem jeweiligen Flansch7 oder8 in der Art angeordnet, dass die Montagevorrichtung15 sich am korrespondierenden Krümmer abstützt. Beispielsweise stützt sich die Montagevorrichtung15 des ersten Flanschs7 an einem Steg26 des ersten Krümmers2A ab. Hierdurch wird verhindert, dass das Zwischenstück4 nach Lösen und Entfernen von Verbindungs-Schrauben27 in das Zylinder-V der Brennkraftmaschine durchfällt. - Um die Demontage eines Zwischenstücks
4 zu erleichtern sind am ersten Flansch7 und am zweiten Flansch8 Abdrückgewinde13 vorgesehen. Hierbei wird in einem ersten Schritt die Verbindungs-Schrauben27 gelöst und in einem zweiten Schritt in das Abdrückgewinde13 eingesetzt. Über die Verbindungs-Schrauben27 im Abdrückgewinde13 werden der erste Flansch7 und der zweite Flansch8 vom korrespondierenden Krümmer2A bzw.2B abgedrückt. In einem dritten Schritt kann danach das Zwischenstück4 mittels der Montagevorrichtung15 herausgehoben werden. Der Montagevorgang verläuft in umgekehrter Reihenfolge. - Aus der Darstellung der
3 ist eine senkrechte, ebene Fläche19 ersichtlich. Diese ist auf der Umfangfläche des ersten Krümmers2A , des ersten Flanschs7 , des zweiten Flanschs8 und dem zweiten Krümmers2B vorgesehen. Über diese ebene Fläche19 können die Abgasleitung1 und die zweite Abgasleitung20 mit weniger Bauraumbedarf im Zylinder-V der Brennkraftmaschine angeordnet werden, siehe hierzu1 . - Die
4 und5 zeigen jeweils ein Schnittbild der3 . Die4 und5 werden im Folgenden gemeinsam erläutert. Mit Bezugszeichen3 ist ein erstes Flammrohr dargestellt, welches im ersten Krümmer2A eingesetzt ist. Mit Bezugszeichen5 ist ein zweites Flammrohr dargestellt, welches im Zwischenstück4 eingesetzt ist. Die beiden Flammrohre3 und5 stoßen an der Verbindungsstelle6A unmittelbar aneinander, d. h. ohne Überlappung. Wie aus der Darstellung der5 ersichtlich ist, besteht das Zwischenstück4 aus den beiden Flanschen7 und8 , einem ersten Steckrohr9 , einem zweiten Steckrohr10 , Führungsblechen11 und dem zweiten Flammrohr5 . Die beiden Steckrohre9 und10 sind in axialer Richtung innerhalb der beiden Flansche7 und8 verschieblich. Die Abdichtung erfolgt über entsprechende O-Ringe. Über die Führungsbleche11 wird eine Luft-Kammer12 gebildet. Hierdurch wird ein Durchströmen der Luftspaltisolierung zwischen dem zweiten Steckrohr10 und dem zweiten Flammrohr5 verhindert. Über eine Wasserführung24 strömt das Wasser vom ersten Krümmer2A , erstem Flansch7 zum zweiten Flansch8 und von dort zum zweiten Krümmer2B . - Aus der Darstellung der
4 und5 wird deutlich, dass die Verbindungsstelle6 des ersten Krümmers2A mit eingesetztem ersten Flammrohr3 zum Zwischenstück4 mit eingesetztem zweiten Flammrohr5 in einer Ebene liegt. Im Unterschied zum Stand der Technik ist die Verbindungsstelle erstes Flammrohr3 zum zweiten Flammrohr5 nicht als überlappende Steckrohrverbindung ausgeführt. Die Erfindung gestattet es also, dass das Zwischenstück4 als Ganzes aus der Abgasleitung1 herausgehoben werden kann. - In den
6a und6b ist jeweils ein Schnittbild des Zwischenstücks4 in unterschiedlicher Winkellage dargestellt. In der6a durchströmt das Wasser einen Kanal28 im ersten Flansch7 , Wasserführung24 und danach zum Kanal29 im zweiten Flansch B. Die Wasserführung24 entsteht durch den radialen Abstand des ersten Steckrohrs9 zum zweiten Steckrohr10 . Zur Strömungsumlenkung ist der erste Flansch7 im Bereich des Kanals28 als Prallplatte25 ausgebildet. Über die Prallplatte25 wird das Wasser in die Wasserführung24 umgelenkt, siehe hierzu7 . In der Darstellung der6b ist der Durchgang vom Kanal28 zur Wasserdurchführung24 nicht ersichtlich. - In
8 ist ein Endkrümmer16 dargestellt. Bei diesem ist eine Wandung30 im Bereich des Abgas-Eintritts23 als Süll17 wannenförmig ausgebildet. Über den Süll17 wird bei einer undichten Abgasleitung1 das Eindringen von Wasser in den Zylinderkopf22 verhindert. Zur Wasserabfuhr bei Motorstillstand ist eine Drainage18 vorgesehen. - Aus der vorausgehenden Beschreibung bietet die Erfindung folgende Vorteile:
- – die Segmente der Abgasleitung können einzeln montiert/demontiert werden, wodurch der Aufwand z. B. bei Wartungsarbeiten reduziert wird;
- – ein lateraler Versatz der Steckrohre ist wegen der fehlenden Überlappung zulässig, d. h. Wärmedehnungen oder mechanischer Versatz auf Grund der Zündung verursacht keinen Ausfall der Abgasleitung;
- – die senkrechte, ebene Fläche der Krümmer und Zwischenstücke erlaubt eine höhere Packungsdichte innerhalb des Zylinder-Vs der Brennkraftmaschine.
-
- 1
- Abgasleitung
- 2
- Krümmer, wassergekühlt
- 3
- erstes Flammrohr
- 4
- Zwischenstück
- 5
- zweites Flammrohr
- 6
- Verbindungsstelle
- 7
- erster Flansch
- 8
- zweiter Flansch
- 9
- erstes Steckrohr
- 10
- zweites Steckrohr
- 11
- Führungsbleche
- 12
- Luft-Kammer
- 13
- Abdrückgewinde
- 14
- Befestigungspunkte
- 15
- Montagevorrichtung
- 16
- Endkrümmer
- 17
- Süll
- 18
- Drainage
- 19
- Fläche
- 20
- zweite Abgasleitung
- 21
- Wasser-Rücklaufleitung
- 22
- Zylinderkopf
- 23
- Abgas-Eintritt
- 24
- Wasserführung
- 25
- Prallplatte
- 26
- Steg
- 27
- Verbindungs-Schrauben
- 28
- Kanal
- 29
- Kanal
- 30
- Wandung
Claims (9)
- Segmentierte 3-wandige Abgasleitung (
1 ) für eine Brennkraftmaschine bestehend aus einem wassergekühlten Krümmer (2 ) mit einem innenliegenden ersten Flammrohr (3 ) zur Abgasführung und einem Zwischenstück (4 ) zur Verbindung eines ersten Krümmers (2A ) mit einem zweiten Krümmer (2B ), dadurch gekennzeichnet, dass im Zwischenstück (4 ) ein zweites Flammrohr (5 ) zur Abgasführung eingesetzt ist und die Verbindungsstelle (6 ) des Krümmers (2 ) mit erstem Flammrohr (3 ) gegenüber dem Zwischenstück (4 ) mit zweitem Flammrohr (5 ) in einer Ebene liegt. - Abgasleitung (
1 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenstück (4 ) aus einem ersten (7 ) sowie zweiten Flansch (8 ) zur Anlage an den korrespondierenden ersten Krümmer (2A ) oder zweiten Krümmer (2B ), einem ersten (9 ) sowie zweiten Steckrohr (10 ) zur Wasserführung und dem zweiten Flammrohr (5 ) besteht. - Abgasleitung (
1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Führungsbleche (11 ) zur Beabstandung sowie Bildung einer Luft-Kammer (12 ) zwischen dem zweiten Steckrohr (10 ) und dem zweiten Flammrohr (5 ) angeordnet sind. - Abgasleitung (
1 ) nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste (7 ) sowie zweite Flansch (8 ) Abdrückgewinde (13 ) zum Abdrücken des Flanschs (7 ,8 ) vom korrespondierenden Krümmer (2A ,2B ) an der Verbindungsstelle (6 ) aufweist. - Abgasleitung (
1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste (7 ) sowie zweite Flansch (8 ) Befestigungspunkte (14 ) für eine Montagevorrichtung (15 ) aufweist. - Abgasleitung (
1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungspunkte (14 ) in der Art angeordnet sind, dass bei fixierter Montagevorrichtung (15 ) diese sich auf dem korrespondierenden Krümmer (2A ,2B ) abstützt. - Abgasleitung (
1 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Endkrümmer (16 ) einen Süll (17 ) zum Auffangen von Kühlwasser aufweist. - Abgasleitung (
1 ) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Endkrümmer (16 ) zusätzlich eine Drainage (18 ) zum Abführen von Kühlwasser aufweist. - Abgasleitung (
1 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der äußeren Umfangsfläche des Krümmers (2 ) sowie des ersten (7 ) und zweiten Flanschs (8 ) eine senkrechte, ebene Fläche (19 ) zur Anlage an eine zweite Abgasleitung (20 ) vorgesehen ist.
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