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Die Erfindung bezieht sich auf eine Abgasanlage für eine Kolbenbrennmaschine bestehend aus einem Krümmer mit mehreren Zylinderanschlussrohren bzw. Krümmerrohren Z1–Z4 und einem Abgasauslassstutzen bzw. Abgasstutzen sowie einem Abgasführungselement mit einem Abgasrohrstutzen, das über den Abgasrohrstutzen an den Abgasstutzen anschließbar ist, wobei der Krümmer und zumindest der Abgasrohrstutzen des Abgasführungselements je eine Trennwand aufweisen, die jeweils zwei getrennte Abgaskanäle A2a, A2b, A3a, A3b mit je einer Strömungsachse S2, S3 bildet und im Bereich des Stutzens eine freie, rechtwinklig oder zumindest quer zur Strömungsachse S2 verlaufende Stirnseite aufweist.
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Aus der
EP 1 793 101 A2 ist ein geteilter Abgaskrümmer für Verbrennungsmotoren bekannt, der aus drei Halbschalen gebildet ist, wobei die mittlere Halbschale eine Teilungsebene bzw. ein Teilungsblech bildet. Der Abgaskrümmer weist vier Zylinderanschlussstutzen und zwei getrennte, daran anschließende Abgaskanäle sowie einen durch das Teilungsblech getrennten Abgasrohranschlussstutzen auf, an dem der jeweilige Abgaskanal mündet. Die freie, rechtwinklig zur Strömungsachse verlaufende Stirnseite des Teilungsblechs ist eben bzw. flach ausgebildet.
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Aus der
US 4,289,169 A ist ein Abgaskanal mit einem Teilungsblech bekannt. Das Teilungsblech weist zwei ebene Wandflächen auf, in denen je eine längliche Nut bzw. Ausnehmung vorgesehen ist. Der Bereich dieser Nut bzw. Ausnehmung dient als Sollbruchstelle im Falle erhöhter Druckbelastungen aufgrund unterschiedlicher Wärmeausdehnung von Abgaskanal und Teilungsblech. Die freie, rechtwinklig zur Strömungsachse S2 verlaufende Stirnseite des Teilungsblechs ist eben bzw. flach ausgebildet.
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Aus der
JP 2001-55920 A ist ein Kupplungsstück zwischen einer Zwischenwand eines Abgaskrümmers und einer Zwischenwand eines Abgasrohres bekannt. Das Kupplungsstück ist gewölbt bzw. mit einem Hinterschnitt versehen. Dies gewährleistet die der Hauptverbindung zwischen dem Krümmer und dem Abgasrohr zugrunde liegende Flexibilität dieser Verbindung. Aufgrund der begrenzten Breite des Kupplungsstücks ist die Dichtheit dieser Verbindung nicht gewährleistet. Die freie, rechtwinklig zur Strömungsachse verlaufende Stirnseite der jeweiligen Zwischenwand ist eben bzw. flach ausgebildet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Trennwand für eine Abgasanlage derart auszubilden und anzuordnen, dass eine erhöhte Dauerfestigkeit der Trennwand und hohe Dichtigkeit der Verbindung gewährleistet ist.
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Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass die Stirnseite der Trennwand des Krümmers und/oder des Abgasrohrstutzens profiliert ausgebildet ist. Die Trennwand wird aufgrund der beidseitigen Beaufschlagung mit Abgas deutlich heißer als das Abgasrohr bzw. der Abgasstutzen. Aufgrund der profilierten Ausbildung ist eine verbesserte Aufnahme von Wärmespannungen bzw. eine Reduzierung der entstehenden Wärmespannungen gewährleistet. Somit wird die Dauerfestigkeit der Verbindung erhöht.
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Der Abgasstutzen ist vorzugsweise dreiteilig aufgebaut und weist zusätzlich zu der Trennwand, die als Teilungsblech ausgebildet sein kann, eine erste und eine zweite Schale auf, die mit der Trennwand verbunden sind.
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Gelöst wird die Aufgabe auch durch ein System bestehend aus einem drei- oder mehrschaligen Abgaskrümmer und einem daran angekoppelten, als Abgasturbine ausgebildeten Abgasführungselement, wobei im Abgaskrümmer und zumindest in dem Abgasrohrstutzen der Abgasturbine die Abgaskanäle A2a, A3a von den Abgaskanälen A2b, A3b durch die mittels der Nut verbundenen Trennwände bis auf Undichtigkeiten in einer Größe von maximal 0,05 bis 1 mm oder 0,1 mm bis 0,3 mm voneinander gegen Gasaustauch getrennt sind. Nachteilige Undichtigkeiten bzw. ein Übersprechen der Abgaskanäle und ein damit verbundener Einbruch der Leistung und des Drehmoments mangels anstehenden Unterdrucks werden somit verhindert, zumindest deutlich verringert.
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Vorteilhaft kann es hierzu auch sein, wenn die Stirnseite ein bogen- oder wellenförmiges Profil mit ein bis zehn oder mehreren Aussparungen A1, A2 aufweist. Durch diese Form des Profils werden insbesondere die in radialer Richtung auftretenden Druckspannungen in der Trennwand im Bereich der Stirnseite gut abgeleitet und der Höhe nach beschränkt.
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Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn die Aussparungen A1, A2 bogen-, teilkreis- oder nutförmig ausgebildet sind und/oder wenn die Aussparungen A1, A2 eine Breite bA aufweisen, die mit Bezug zur Richtung der Strömungsachse S2, S3 variiert und/oder wenn die Aussparung A1 bzw. A2 mit Bezug zu der Strömungsachse S2, S3 eine Hinterschneidung H aufweist. Die Hinterschneidung H kann dabei mit Bezug zu beiden Richtungen, also in Strömungsrichtung, und entgegengesetzt zu der Strömungsrichtung alternativ oder ergänzend vorgesehen sein. Alternativ zu einer eine Kavität bildenden Aussparung können auch entsprechende Anformungen vorgesehen sein, die letztlich die Bildung einer Kavität gewährleisten.
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Vorteilhaft kann es auch sein, wenn die Trennwand im Bereich der Stirnseite zwei in radialer Richtung außen liegende Randsegmente R1, R2 und ein durch die Randsegmente R1, R2 begrenztes Kernsegment K aufweist, wobei das Kernsegment K die Aussparung A1, A2 aufweist. Die Aussparung A1, A2 ist somit auf den Bereich zwischen den Randsegmenten R1, R2 beschränkt. Dieser Bereich unterliegt aufgrund der Strömungsverhältnisse einer besonders großen Wärmebelastung.
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Das jeweilige Randsegment R1, R2 kann als Zapfen ausgebildet sein, der in Richtung der Strömungsachse S2, S3 gegenüber dem Kernsegment K hervorsteht oder zurücksteht. Das Randsegment R1, R2 liegt gegen die Stirnseite des anzukoppelnden Stutzens dichtend an.
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Dabei kann es vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Stirnseite im Übergangsbereich von dem Kernsegment K zu dem jeweiligen Randsegment R1, R2 die Aussparung A1, A2 aufweist und/oder der Übergangsbereich einen Radius r aufweist. Insbesondere der Übergangsbereich zum Randsegment R1, R2 unterliegt einer sehr hohen mechanischen Belastung, weil dieser mit dem Stutzen verbunden bzw. verschweißt ist. Damit ist seine thermisch bedingte Ausdehnung beschränkt. Die erfindungsgemäß platzierten Aussparungen bzw. Radien gewährleisten den erforderlichen Spannungsabbau.
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Von besonderer Bedeutung kann für die vorliegende Erfindung sein, wenn die Randsegmente R1, R2 einen Abstand aR aufweisen und der Abstand aR einem Innendurchmesser di2 des Abgasstutzens entspricht. Die Breite bK des Kernsegments K ist somit auf den Innendurchmesser di2 des Abgasrohrstutzens bzw. auf die der Länge l3 der nachstehend beschriebenen Nut des Abgasstutzens beschränkt.
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Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung kann es von Vorteil sein, wenn die Stirnseite der Trennwand des Krümmers oder des Abgasrohrstutzens eine als Verbindungselement dienende Nut der Länge l3 mit einem Nutgrund aufweist, in der die andere Stirnseite des Abgasrohrstutzens oder der Trennwand des Krümmers zum Verbinden der Trennwände einsteckbar ist, wobei die Länge l3 einem Innendurchmesser di3 des Abgasrohrstutzens entspricht. Mit der Ausbildung einer Nut ist einerseits eine optimale Verbindung zwischen den Trennwänden gewährleistet. Andererseits kann die profilierte Ausbildung der Stirnseite trotz der damit entstehenden Spalten bzw. Lücken zwischen den zu dichtenden Stirnseiten gewährleistet werden, weil diese durch die Nut bzw. deren Wände überdeckt bzw. abgedichtet werden.
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Vorteilhaft kann es ferner sein, wenn der Abgasrohrstutzen eine Gehäusewand mit einem Innenumfang Ui3 aufweist, in der stirnseitig über den Innenumfang Ui3 eine in Richtung der Strömungsachse S2, S3 verlaufende, einen Absatz bildende Vertiefung mit einer Breite b3 vorgesehen ist. Da das jeweilige Randsegment R1, R2 eine Breite bR aufweist, die der Breite b3 des Absatzes entspricht ist die Zentrierung zwischen den zu verbindenden Stutzen gewährleistet. Der Durchmesser des Absatzes entspricht also dem äußeren Abstand der beiden Randsegmente R1, R2, deren Position somit in radialer Richtung bestimmt ist. Ferner dient der Absatz zur Aufnahme der beiden Schalen des Abgasstutzens, dessen Position in radialer Richtung ebenfalls durch den Absatz bestimmt ist. Schließlich ist die Stelle, an der der Abgasstutzen in den Absatz bzw. den Abgasrohrstutzen eintaucht, optimal für die Verschweißung der beiden Stutzen.
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Außerdem kann es vorteilhaft sein, wenn das Randsegment R1, R2 und der Abgasstutzen bzw. die beiden Schalen des Abgasstutzens stirnseitig innerhalb der Vertiefung des Abgasrohrstutzens in Richtung der Strömungsachse S2, S3 dichtend gegen den Abgasrohrstutzen anliegen. Hierbei sind Undichtigkeiten bzw. lokale Spalte von maximal 0,05 bis 1 mm oder 0,1 mm bis 0,3 mm mit Rücksicht auf die vorzusehende Stau- bzw. Stoßaufladung zulässig. Ein Übersprechen der Abgaskanäle wird somit verhindert, zumindest deutlich verringert.
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Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn die Trennwand dicker ausgebildet ist als eine Breite b der Nut, wobei die Trennwand im Bereich der Stirnseite eine Abflachung mit einer Dicke d aufweist, wobei die Dicke d entweder gleich der Breite b der Nut ist oder kleiner ist als die Breite b der Nut. Durch die Ausbildung der Abflachung und die damit einhergehende Veränderung der Strömungsquerschnitte ist ein verbessertes Strömungsverhalten zu beobachten.
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Dabei kann es von Vorteil sein, wenn die Abflachung in Richtung der Strömungsachse S2, S3 eine Höhe hA aufweist, wobei die Trennwand mit 5% bis 70% mit 10% bis 50% oder mit 30% der Höhe hA in die Nut eingesteckt ist. In dem Bereich, in dem die Abflachung aus der Nut herausschaut, liegt zwangsläufig eine lokale Erweiterung des Strömungsquerschnitts vor. Damit einher geht eine lokale Absenkung des dynamischen Drucks in dem jeweiligen Abgaskanal, unmittelbar im Bereich der Dichtungsstelle zum Nachbarkanal. Dies wirkt sich positiv auf die entstehende Leckage aus, die trotz der geringen Spalte bestehen kann.
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Schließlich kann es von Vorteil sein, wenn der Nutgrund eben oder profiliert ausgebildet ist und/oder dessen Profilierung dem Profil der Stirnseite entspricht, wobei in radialer Richtung zur Strömungsachse ein Abstand a zwischen dem Nutgrund und der Stirnseite von mindestens 0,1 mm bis 0,3 mm vorgesehen ist. Die thermisch bedingte Ausdehnung der Trennwand des Abgasstutzens erfolgt in radialer Richtung, relativ zu der Trennwand bzw. dem Nutgrund des Abgasrohrstutzens. Die Profilierung der jeweiligen Trennwand sollte derart ausgebildet sein, dass in jedem Betriebszustand, also von Umgebungstemperatur bis ca. 1100°C, der genannte Abstand a eingehalten wird, so dass ein Verspannen verhindert wird.
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Das Profil des Nutgrundes kann auch mit Bezug zur Anlagelinie spiegelsymmetrisch zu dem der Trennwand verlaufen. Eine Kollision in radialer Richtung würde damit ausgeschlossen.
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Vorteilhaft kann es hierzu auch sein, wenn die Abgaskanäle A2a, A3a von den Abgaskanälen A2b, A3b durch die mittels der Nut und der Vertiefung zur Anlage gebrachten Trennwände bis auf Undichtigkeiten oder Spalte in einer Größe von maximal 0,05 bis 1 mm oder 0,1 mm bis 0,3 mm voneinander gegen Gasaustauch getrennt sind. Das Übersprechen der Abgaskanäle ist somit verhindert, zumindest deutlich verringert.
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Zudem kann es vorteilhaft sein, wenn das Kernsegment K einen Abstand aK zum Nutgrund aufweist, wobei der Abstand aK zwischen 5% und 80% zwischen 10% und 50% oder 30% der Tiefe tN der Nut beträgt. Der in der Nut befindliche Teil der Trennwand ist gegenüber dem Abgas isoliert, so dass der Wärmeeintrag nur durch Wärmeleitung und nicht durch Konvektion entsteht. Die daraus resultierenden Wärmespannungen werden durch einen möglichst großen Abstand aK reduziert.
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Zwecks Gewährleistung der Dichtigkeit der Nut-Feder-Verbindung ist jedoch ein möglichst kleiner Abstand aK wünschenswert.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt. Es zeigen:
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1 eine idealisierte Darstellung des Krümmers mit angeschlossenem Abgasturboladergehäuse;
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2 den Schalenkrümmer in der Explosionsdarstellung sowie das anzuschließende Abgasturboladergehäuse;
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3 den Abgas- bzw. Abgasauslassstutzen als Explosionszeichnung sowie den daran anzuschließenden Abgasrohrstutzen;
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4a eine Schnittdarstellung der montierten Stutzen;
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4b eine Schnittdarstellung gemäß 4a, um 90° versetzt;
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5 eine Schnittdarstellung nach 4b mit alternativer Aussparung;
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6 eine Schnittdarstellung nach 5 mit alternativer Aussparung;
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7 eine perspektivische Ansicht der montierten Stutzen nach 3 bzw. 4a/b in der Ansicht von oben;
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8 verschiedene Beispiele für die Ausbildung der Aussparungen;
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9 eine Detaildarstellung nach 6 mit profiliertem Nutgrund.
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Eine in 1 dargestellte Abgasanlage 1 weist einen Krümmer 2 sowie ein daran angeschlossenes, als Abgasturboladergehäuse ausgebildetes Abgasführungselement 3 auf. Der Krümmer 2 weist vier Zylinderanschlussrohre Z1–Z4 bzw. Krümmerrohre Z1–Z4 auf, die motorseitig an eine Flanschplatte 2.7 angeschlossen sind. An einem gegenüberliegenden Ende bilden die Krümmerrohre Z1–Z4 einen gemeinsamen Abgasstutzen 2.1.
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Das Abgasturboladergehäuse 3 weist einen Abgasrohrstutzen 3.1 auf, über den das Abgasturboladergehäuse 3 mit dem Abgasstutzen 2.1 des Krümmers 2 verbunden ist.
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Der Krümmer 2 ist gemäß Explosionsdarstellung nach 2 aus drei Schalen 2a, 2b, 2c gebildet, wobei die Schale 2c zumindest teilweise sandwichartig zwischen der Oberschale 2a und der Unterschale 2b aufgenommen ist. Die dritte Schale 2c, die eine Teilungsebene zwischen den beiden Schalen 2a, 2b bildet, ist an ihrem turboladergehäuseeitigen Ende als Trennwand 2.2 ausgebildet. Das Abgasturboladergehäuse 3 weist im Bereich des Abgasrohrstutzens 3.1 ebenfalls eine Trennwand 3.2 auf. Im montierten Zustand nach 1 schließt die Trennwand 2.2 an die Trennwand 3.2 dichtend an, wobei die beiden Trennwände 2.2, 3.2 über eine Nut-Feder-Verbindung gekoppelt werden. Hierzu ist innerhalb einer Stirnseite 3.2s der Trennwand 3.2 eine Nut 3.3 vorgesehen, in der die Trennwand 2.2 mit ihrer Stirnseite 2.2s einführbar ist. Die Trennwand 2.2 weist hierzu an ihrem stirnseitigen Ende eine Abflachung 2.3 auf, so dass die Dicke der Trennwand 2.2 einer Breite b der Nut 3.3 entspricht.
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Gemäß 3 sind der Abgasstutzen 2.1 sowie der Abgasrohrstutzen 3.1 im Detail dargestellt, wobei der Abgasstutzen 2.1 aufgrund seines dreischaligen Aufbaus als Explosionszeichnung zu sehen ist.
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Der Abgasrohrstutzen 3.1 ist einteilig ausgebildet und weist neben einer zylinderförmigen Gehäusewand 3.4 eine Trennwand 3.2 auf. Die Trennwand 3.2 steht über das stirnseitige Ende der Gehäusewand 3.4 in axialer Richtung hervor und weist eine mittig angeordnete Nut 3.3 auf. Durch die Nut 3.3 werden stirnseitig zwei nicht weiter bezeichnete Teilwände der Zwischenwand 3.2 gebildet, die stirnseitig je mit einer Fase 3.6, 3.6' versehen sind. Die Gehäusewand 3.4 weist über ihren Innenumfang Ui3 eine Vertiefung 3.5 bzw. einen entsprechenden Absatz auf. Der Absatz 3.5 dient zur Aufnahme des jeweiligen stirnseitigen Endes der ersten Schale 2a und der zweiten Schale 2b wie gemäß Schnittdarstellung 4a zu sehen.
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Die Nut 3.3 dient zur Aufnahme des stirnseitigen Endes der Trennwand 2.2. Die Trennwand 2.2 weist zwei als Zapfen ausgebildete Randsegmente R1, R2 auf, die gemäß 4b innerhalb der Vertiefung 3.5 der Gehäusewand 3.4 zur Anlage bringbar sind. Durch die beiden Randsegmente R1, R2 wird ein Kernsegment K der Trennwand 2.2 mit der Breite bK begrenzt, welches gemäß 4b innerhalb der Nut 3.3 platzierbar ist. Das jeweilige Randsegment R1, R2 weist eine Länge lR auf. In dem Fall, in dem die Trennwand 2.2 eine Dicke d aufweist, die größer ist als die Breite b der Nut 3.3, ist zumindest im Bereich des Kernsegments K eine Abflachung 2.3 der Trennwand 2.2 vorgesehen, so dass diese gemäß Darstellung 4a, linke Seite, in die Nut 3.3 einführbar ist.
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Zwischen dem jeweiligen Randsegment R1, R2 und dem Kernsegment K ist ein bogenförmiger Übergang mit dem Radius r gemäß 4b vorgesehen. Das verbleibende Kernsegment K steht mit Bezug zu diesem bogenförmigen Übergang um etwa r/2 in axialer Richtung hervor, so dass eine Länge lK des Kernsegments K gemäß 3 um etwa 40% kleiner ist als die Länge lR.
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Die Verbindung zwischen den beiden Schalen 2a, 2b und der Trennwand 2.2 der Schale 2c erfolgt über abgewinkelte Randteile 2.4a–2.4b' der Schalen 2a, 2b und den jeweiligen Randbereich der Trennwand 2.2 wie in der Draufsicht gemäß 7 zu sehen.
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Die Nut 3.3 weist einen Nutgrund 3.3G auf, der gegenüber der Vertiefung 3.5 in axialer Richtung hervorsteht wie in 4b zu sehen. Dieser Versatz ist etwas kleiner als die Differenz zwischen der Länge lR und der Länge lK, so dass zwischen dem Kernsegment K bzw. der Stirnseite 2.2s und dem Nutgrund 3.3G gemäß 4b ein Abstand aK gegeben ist.
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In der Darstellung gemäß 4a ist die Trennwand 2.2 mit Abflachung 2.3 (linke Seite) sowie die Trennwand 2.2 ohne Abflachung 2.3 (rechte Seite) gegenüberliegend dargestellt. Im Fall der Notwendigkeit einer Abflachung 2.3 (linke Seite) ergibt sich im Bereich des Teils der Abflachung 2.3, der über die Nut 3.3 hervorsteht, eine mit Bezug zu einer Strömungsachse S2 lokale Querschnittserweiterung, die einen Abfall des dynamischen Drucks in diesem Bereich mit sich bringt. Im Fall ohne Abflachung 2.3 (rechte Seite) entsteht unmittelbar im Bereich des stirnseitigen Endes der Trennwand 3.2 mit Bezug zu einer Strömungsachse S3 eine Querschnittsverengung, bedingt durch die erhöhte Dichte der Trennwand 3.2, die im weiteren Verlauf des Abgasturboladergehäuses 3 bestehen bleibt, womit eine Erhöhung des dynamischen Drucks einhergeht. Letztere Druckerhöhung erfordert eine höhere Dichtigkeit der so gebildeten Nut-Feder-Verbindung der beiden Trennwände 2.2, 3.2 zwecks Reduzierung des Übersprechens der so gebildeten Abgaskanäle A2a, A3a und A2b, A3b.
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Die Nut 3.3 weist eine Tiefe tN auf, die gemäß Ausführungsform 4a, linke Seite, kleiner ist als eine Höhe hA der Abflachung 2.3. Zwischen der Abflachung 2.3 und dem übrigen Teil der Trennwand 2.2 ist in entsprechender Weise auch eine Fase 2.5 vorgesehen.
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Wie in der Schnittdarstellung nach 4a zu sehen ist, sitzt der Abgasstutzen 2.1 stirnseitig innerhalb der Vertiefung 3.5 der Gehäusewand 3.4. Ein Innendurchmesser di2 des Abgasstutzens 2.1 ist hierbei geringfügig kleiner als ein Innendurchmesser di3 der Gehäusewand 3.4 des Abgasrohrstutzens 3.1. Der Abgasstutzen 2.1 wird stirnseitig durch die Vertiefung 3.5 in radialer Richtung zentriert. Eine Breite b3 der Vertiefung 3.5 ist kleiner als die Wandstärke des Abgasstutzens 2.1, womit der Unterschied zwischen den beiden Innendurchmessern di2, di3 begründet ist.
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Nach 4b ist die Trennwand 2.2 ungeachtet der festen Verbindung mit den beiden Schalen 2a, 2b ebenfalls über die beiden Randsegmente R1, R2 innerhalb der Vertiefung 3.5 zentriert. Das jeweilige Randsegment R1, R2 weist eine Breite bR auf, die der Breite b3 der Vertiefung 3.5 im Bereich der Trennwand 3.2 entspricht, so dass das jeweilige Randsegment R1, R2 zum einen in radialer Richtung nach außen im Bereich der Vertiefung 3.5 gegen die Gehäusewand 3.4 anlegbar ist und zum anderen in radialer Richtung nach innen gegen die Trennwand 3.2 anlegbar ist bzw. anliegt, um die notwendige Dichtigkeit der so gebildeten Nut-Feder-Verbindung der Trennwände 2.2, 3.2 zu gewährleisten.
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In diesem Zusammenhang ist festzustellen, dass gemäß Darstellung 7, Pfeil P, die Trennwand 3.2 im Bereich der radial außen liegenden Seite gegen eine Innenseite 2.6a, 2.6b der jeweiligen Halbschale 2a, 2b zur Anlage bringbar ist.
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Alternativ zu zwei gemäß Ausführungsbeispiel 4b dar gestellten Ausnehmungen A1, A2 innerhalb des Kernsegments K der Trennwand 2.2 ist nach Ausführungsbeispiel 5 auch eine gemeinsame Ausnehmung A1 vorgesehen, die im Übergangsbereich zum jeweiligen Randsegment R1, R2 den Radius r aufweist. Die Ausnehmung A1 selbst besitzt den deutlich größeren Radius ra.
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Nach Ausführungsbeispiel 6 sind ausgehend von der Ausführungsform nach 4b drei weitere Aussparungen A1'–A1''' vorgesehen, wobei alle fünf Aussparungen A1–A1''', A2 dieselbe Querschnittsform, also denselben Radius ra aufweisen.
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Wie bereits ausgeführt ist in der Draufsicht gemäß Ausführungsbeispiel 7 deutlich zu sehen, dass der Abgasstutzen 2.1, gebildet durch die beiden Schalen 2a, 2b sowie die Trennwand 2.2 innerhalb der Vertiefung 3.5 des Abgasrohrstutzens 3.1 zentriert angeordnet sind, wobei die Trennwand 2.2 innerhalb der Nut 3.3 der Trennwand 3.2 angeordnet ist. Die Trennwand 3.2 wiederum liegt im Bereich der radialen Seite an vier Stellen (siehe Pfeil P) gegen die Innenseite 2.6a, 2.6b der jeweiligen Schale 2a, 2b bis auf geringe Spaltmaße im Bereich von maximal 0,05 bis 1 mm oder 0,1 mm bis 0,3 mm an.
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Zwecks Gewährleistung der erforderlichen Dichtigkeit ist zudem die axialestirnseitige Anlage der beiden Schalen 2a, 2b sowie der Trennwand 2.2 innerhalb der Vertiefung 3.5 notwendig. Wie in den 4a, 4b zu sehen liegt sowohl die Stirnseite 2.2s, 3.2s der jeweiligen Halbschale 2a, 2b sowie die Stirnseite des jeweiligen Randsegments R1, R2 der Trennwand 2.2 in axialer Richtung gegen die Gehäusewand 3.4 bzw. die Trennwand 3.2 als integrierte Teile des Abgasrohrstutzens 3.1 dichtend an. Vorgenannte Spaltmaße gelten auch für diese Dichtungsstelle.
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Nach Ausführungsbeispiel 8 sind für die jeweilige Ausnehmung A1 die verschiedesten Formen mit unterschiedlichen Breiten bA vorgesehen. Alternativ zu der kreis- bzw. halbkreisförmigen Form aus den Ausführungsbeispielen 4a, 4b, 5 und 6 sind auch Formen mit einer Hinterschneidung H wie nach 8 bei den Positionen 2, 5, 6 und 8 vorgesehen. Die Ausnehmung A1 der Position 1 weist eine gleichbleibende Breite bA auf, während die Ausnehmungen der Positionen 3, 4 und 7 eine Breite bA, die mit Bezug zur Strömungsachse S2, S3 kontinuierlich größer wird. Die Ausnehmungen A1 mit Hinterschneidung H gemäß Positionen 2, 5, 6 und 8 weisen dementsprechend mit Bezug zur Strömungsachse S2, S3 eine Verringerung der Breite bA, also eine Verjüngung auf.
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Nach dem Ausführungsbeispiel 9 weist der Nutgrund 3.3G ebenfalls eine Profilierung auf, die der Profilierung der Stirnseite 2.2s der Trennwand 2.2 entspricht. In den Bereichen, in denen die Trennwand 2.2 die jeweilige Ausnehmung A1, A2 aufweist, ist am Nutgrund 3.3G eine entsprechende Erhöhung E1, E2 vorgesehen. Die Aussparungen A1, A2 und die jeweiligen. Erhöhungen E1, E2 sind dabei derart ausgebildet, dass in radialer Richtung ein Mindestabstand von 0,1 mm in jedem Betriebszustand der Abgasanlage 1 gewährleistet ist, so dass die aufgrund thermischer Belastung entstehenden Verformungen und Relativbewegungen, insbesondere in radialer Richtung, gewährleistet sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Abgasanlage
- 2
- Krümmer
- 2a
- erste Schale, Halbschale
- 2b
- zweite Schale, Halbschale
- 2c
- dritte Schale
- 2.1
- Abgasstutzen, Abgasauslassstutzen, Stutzen
- 2.2
- Trennwand, Teilungsblech
- 2.2s
- Stirnseite
- 2.3
- Abflachung
- 2.4a
- Randteile
- 2.4a'
- Randteile
- 2.4b
- Randteile
- 2.4b'
- Randteile
- 2.5
- Fase
- 2.6a
- Innenseite
- 2.6b
- Innenseite
- 2.7
- Fase
- 3
- Abgasführungselement
- 3.1
- Abgasrohrstutzen, Stutzen
- 3.2
- Trennwand, Teilungswand
- 3.2s
- Stirnseite
- 3.3
- Nut
- 3.3G
- Nutgrund
- 3.4
- Gehäusewand
- 3.5
- Vertiefung, Absatz
- 3.6
- Fase
- 3.6'
- Fase
- a
- Abstand
- A1
- Aussparung
- A2
- Aussparung
- A2a
- Abgaskanal
- A2b
- Abgaskanal
- A3a
- Abgaskanal
- A3b
- Abgaskanal
- aK
- Abstand zwischen K & 3.3G
- aR
- Abstand zwischen R1 & R2
- b
- Breite von 3.3
- bA
- Breite von A1, A2
- bK
- Breite von K
- bR
- Breite von R1 & R2
- b3
- Breite von 3.5
- d
- Dicke von 2.2 bei 2.3
- di2
- Innendurchmesser von 2.1
- di3
- Innendurchmesser von 3.1
- E1
- Erhöhung
- E2
- Erhöhung
- hA
- Höhe der Abflachung
- H
- Hinterschneidung von A1, A2
- K
- Kernsegment
- lK
- Länge von K
- lR
- Länge von R1 & R2
- l3
- Länge von 3.3
- P
- Pfeil (Anlage 3.2 an 2a, 2b)
- r
- Radius von Übergang zwischen R1, R2 & K
- ra
- Radius von A1, A2
- R1
- Randsegment, Zapfen
- R2
- Randsegment, Zapfen
- S2
- Strömungsachse
- S3
- Strömungsachse
- tN
- Tiefe von 3.3
- Ui3
- Innenumfang von 3.4
- Z1
- Zylinderanschlussrohr, Krümmerrohr
- Z2
- Zylinderanschlussrohr, Krümmerrohr
- Z3
- Zylinderanschlussrohr, Krümmerrohr
- Z4
- Zylinderanschlussrohr, Krümmerrohr
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1793101 A2 [0002]
- US 4289169 A [0003]
- JP 2001-55920 A [0004]
