DE102014014846A1

DE102014014846A1 - Air gap insulated exhaust manifold and method of making an air gap isolated exhaust manifold

Info

Publication number: DE102014014846A1
Application number: DE201410014846
Authority: DE
Inventors: Kai-Uwe Dudziak; Jan Ehlers; Jürgen Gade; Heiko Giese; Thomas Griskiewitz-Ballhöfer; Stefan Jungclaus; Jörg Kruse; Jörg Kölln; Hans Nottbusch; Volker Radünz
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2014-10-07
Filing date: 2014-10-07
Publication date: 2015-04-23

Abstract

Die Erfindung betrifft einen luftspaltisolierten Abgaskrümmer (1), mit einer Innenrohrstruktur (3), die von einem Außenmantel (5) umgeben ist, wobei zwischen der Innenrohrstruktur (3) und dem Außenmantel (5) zumindest bereichsweise ein Luftspalt (7) ausgebildet ist, und mit wenigstens zwei Flanschen, nämlich wenigstens einem Eingangsflansch (9) und wenigstens einem Ausgangsflansch. Dabei ist vorgesehen, dass die Innenrohrstruktur (3) in einem Inneren des Außenmantels (5) gegenüber dem Luftspalt (7) gasdicht ausgebildet ist, und dass wenigstens ein Endabschnitt (17) der Innenrohrstruktur (3) in einem der Flansche in einer Flanschebene (19) verschieblich aufgenommen ist.The invention relates to an air gap-insulated exhaust manifold (1) having an inner tube structure (3) surrounded by an outer jacket (5), wherein an air gap (7) is formed at least in regions between the inner tube structure (3) and the outer jacket (5). and at least two flanges, namely at least one input flange (9) and at least one output flange. It is provided that the inner tube structure (3) in an interior of the outer jacket (5) relative to the air gap (7) is gas-tight, and that at least one end portion (17) of the inner tube structure (3) in one of the flanges in a flange (19 ) is slidably received.

Description

Die Erfindung betrifft einen luftspaltisolierten Abgaskrümmer gemäß Anspruch 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines luftspaltisolierten Abgaskrümmers gemäß Anspruch 8.The invention relates to an air gap-insulated exhaust manifold according to claim 1 and a method for producing an air gap-insulated exhaust manifold according to claim 8.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2005 011 639 A1 geht ein luftspaltisolierter Abgaskrümmer mit einer Innenrohrstruktur hervor, die von einem Außenmantel umgeben ist, wobei zwischen der Innenrohrstruktur und dem Außenmantel zumindest bereichsweise ein Luftspalt ausgebildet ist. Ein solcher luftspaltisolierter Abgaskrümmer weist typischerweise wenigstens zwei Flansche auf, nämlich wenigstens einen Eingangsflansch zur Verbindung mit einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine und wenigstens einen Ausgangsflansch zur Verbindung mit einer Abgasleitung. Typischerweise weist die Innenrohrstruktur mehrere gasführende Innenrohre auf, die mit Schiebesitz zusammengesteckt sind. Der Außenmantel wird typischerweise in Durchführungsöffnungen der Eingangsflansche zum Zylinderkopf jeweils angeschweißt, wobei die Innenrohre entweder auch dort – in Axialrichtung gesehen, also in einer Richtung, die senkrecht auf einer Flanschebene steht – im Schiebesitz geführt oder aber mit dem Außenmantel verschweißt sind. Außerdem sind die Innenrohre typischerweise mit dem wenigstens einen Ausgangsflansch über den Außenmantel entweder verschweißt oder auch dort im Schiebesitz gehalten. Dabei dienen die Schiebesitze dazu, Ausdehnungen und Schrumpfungen, allgemein thermische Längenveränderungen, der Rohre bei thermischen Wechselbelastungen aufzufangen, sodass Risse in den Rohren vermieden werden können. Aufgrund der Steckverbindung zwischen den Innenrohren bilden die Schiebesitze jedoch zwangsläufig Spalte aus, über welche eine Leckagemenge an Heißgas in den Luftspalt und auf den Außenmantel strömen kann, was diesen zusätzlich zu den mechanischen Belastungen auch noch thermisch lokal hochbelastet. Insbesondere bilden sich an Orten des Außenmantels, auf welche die Leckageströmungen des Heißgases gerichtet sind, lokale Heißbereiche, sogenannte Hot-Spots, aus. Um dies zu vermeiden, ist bei dem luftspaltisolierten Abgaskrümmer gemäß der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2005 011 639 A1 wenigstens ein Zwischenblech angeordnet, das der Abschirmung des Außenmantels vor dem Heißgas dient. Diese Lösung ist bauraumintensiv und erfordert einen äußerst hohen montagetechnischen Aufwand.From the German patent application DE 10 2005 011 639 A1 shows an air gap insulated exhaust manifold with an inner tube structure, which is surrounded by an outer sheath, wherein at least partially an air gap is formed between the inner tube structure and the outer jacket. Such an air gap insulated exhaust manifold typically has at least two flanges, namely at least one input flange for connection to a cylinder head of an internal combustion engine and at least one output flange for connection to an exhaust pipe. Typically, the inner tube structure has a plurality of gas-carrying inner tubes, which are plugged together with a sliding fit. The outer jacket is typically welded in each case in through openings of the input flanges to the cylinder head, wherein the inner tubes either there - in the axial direction, ie in a direction perpendicular to a flange plane - guided in the sliding seat or welded to the outer jacket. In addition, the inner tubes are typically either welded to the at least one output flange on the outer shell or held there in the sliding seat. The sliding seats are used to absorb expansion and shrinkage, generally thermal changes in length, the pipes during thermal cycling, so that cracks in the pipes can be avoided. Due to the plug connection between the inner tubes, however, the sliding seats inevitably form gaps, via which a leakage amount of hot gas can flow into the air gap and onto the outer jacket, which, in addition to the mechanical loads, also places a high thermal load on it locally. In particular, local hot areas, so-called hot spots, are formed at locations of the outer jacket to which the leakage flows of the hot gas are directed. To avoid this, is in the air gap-insulated exhaust manifold according to the German patent application DE 10 2005 011 639 A1 arranged at least one intermediate plate, which serves to shield the outer jacket in front of the hot gas. This solution is space-consuming and requires an extremely high assembly effort.

Alternativ wird versucht, Spalte zwischen den im Schiebesitz zusammengesteckten Innenrohren möglichst klein zu halten, ohne jedoch dabei ein Verklemmen der Innenrohre hervorzurufen. Die hierzu nötigen Maßnahmen sind überaus aufwendig, wobei zusätzlich Montageprobleme auftreten, da das Zusammenstecken der Innenrohre sehr genau vorgenommen werden muss. Fertigungstoleranzen der Innenrohre sind dabei praktisch nicht hinnehmbar, weil sich ansonsten entweder zu große Spalte im Bereich der Schiebesitze oder aber ein Verklemmen der Innenrohre ergibt. Dies wiederum verkompliziert jedoch die Fertigung und macht sie sehr teuer.Alternatively, attempts are made to keep gaps between the inner tubes pushed together in the sliding seat as small as possible, but without causing jamming of the inner tubes. The measures required for this purpose are extremely expensive, with additional assembly problems occur because the mating of the inner tubes must be made very accurately. Manufacturing tolerances of the inner tubes are practically unacceptable because otherwise either too large gaps in the region of the sliding seats or jamming of the inner tubes results. This, however, complicates manufacturing and makes it very expensive.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen luftspaltisolierten Abgaskrümmer sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung zu schaffen, wobei die genannten Nachteile nicht auftreten.The invention has for its object to provide an air gap insulated exhaust manifold and a method for its production, said disadvantages do not occur.

Die Aufgabe wird gelöst, indem die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche geschaffen werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The object is achieved by providing the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments emerge from the subclaims.

Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem ein luftspaltisolierter Abgaskrümmer geschaffen wird, der eine Innenrohrstruktur aufweist, die von einem Außenmantel umgeben ist. Zwischen der Innenrohrstruktur und dem Außenmantel ist zumindest bereichsweise ein Luftspalt ausgebildet. Bevorzugt ist die Innenrohrstruktur von dem Außenmantel mit Abstand umgeben, sodass der Luftspalt zwischen der Innenrohrstruktur und dem Außenmantel ausgebildet ist. Der luftspaltisolierte Abgaskrümmer weist wenigstens zwei Flansche auf. Insbesondere weist er wenigstens einen Eingangsflansch auf, der eingerichtet ist zur Verbindung mit einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine. Dabei kann durch den Eingangsflansch Abgas aus einem Zylinder der Brennkraftmaschine in den Abgaskrümmer eintreten. Der luftspaltisolierte Abgaskrümmer weist außerdem insbesondere wenigstens einen Ausgangsflansch auf, der eingerichtet ist zur Verbindung mit einer Abgasleitung. Abgas, welches von dem Eingangsflansch her kommend den Abgaskrümmer durchströmt, kann durch den Ausgangsflansch in die Abgasleitung austreten. Dabei führt die Abgasleitung bevorzugt – gegebenenfalls über wenigstens eine Abgasnachbehandlungseinrichtung – zu einer Auslassöffnung, insbesondere einem Auspuff, für das Abgas.The object is achieved in particular by providing an air gap-insulated exhaust manifold, which has an inner tube structure which is surrounded by an outer jacket. Between the inner tube structure and the outer jacket an air gap is at least partially formed. Preferably, the inner tube structure is surrounded by the outer sheath at a distance, so that the air gap between the inner tube structure and the outer sheath is formed. The air gap insulated exhaust manifold has at least two flanges. In particular, it has at least one input flange which is set up for connection to a cylinder head of an internal combustion engine. In this case, exhaust gas from a cylinder of the internal combustion engine can enter the exhaust manifold through the input flange. The air gap-insulated exhaust manifold also has in particular at least one output flange, which is adapted for connection to an exhaust pipe. Exhaust gas, which flows through the exhaust manifold coming from the input flange, can exit through the output flange into the exhaust gas line. In this case, the exhaust pipe preferably leads-optionally via at least one exhaust gas aftertreatment device-to an outlet opening, in particular an exhaust, for the exhaust gas.

Der luftspaltisolierte Abgaskrümmer zeichnet sich dadurch aus, dass die Innenrohrstruktur in einem Inneren des Außenmantels gegenüber dem Luftspalt gasdicht ausgebildet ist. Weiterhin ist vorgesehen, dass wenigstens ein Endabschnitt der Innenrohrstruktur in einem der Flansche in einer Flanschebene verschieblich aufgenommen ist. Dadurch, dass die Innenrohrstruktur gegenüber dem Luftspalt gasdicht ausgebildet ist, wird eine Leckageströmung zu dem Außenmantel hin und insbesondere eine Ausbildung von Hot-Spots wirksam vermieden. Die Innenrohrstruktur weist bevorzugt im Inneren des Außenmantels keinen Schiebesitz auf, sodass keine Leckageströmung am Ort eines Schiebesitzes auftreten kann. Der für die Wärmedehnungskompensation notwendige Schiebesitz wird in den Bereich des Flanschs verlegt, in welchem der wenigstens eine Endabschnitt verschieblich aufgenommen ist. Dabei zeigt sich, dass der Flansch ohnehin sehr hohen Temperaturen standhalten muss, sodass es hier keiner spezifischen, komplizierten oder teuren zusätzlichen Ausgestaltung bedarf. Durch die hier beschriebenen Maßnahmen können bei dem luftspaltisolierten Abgaskrümmer Vorkehrungen vermieden werden, die nötig wären, um enge Spaltmaße herbeizuführen, sodass für die Fertigung erhebliche Erleichterungen geschaffen werden. Bei dem luftspaltisolierten Abgaskrümmer wird in montagefreundlicher Weise eine Reduzierung der Leckagemenge an Heißgas erreicht, wobei gleichzeitig thermisch bedingte Spannungen schadlos aufgefangen werden können.The air gap-insulated exhaust manifold is characterized in that the inner tube structure is gas-tight in an interior of the outer jacket relative to the air gap. It is further provided that at least one end portion of the inner tube structure is slidably received in one of the flanges in a flange plane. Characterized in that the inner tube structure is gas-tight with respect to the air gap, a leakage flow to the outer shell and in particular a formation of hot spots effectively avoided. The inner tube structure preferably has no sliding fit in the interior of the outer jacket, so that no leakage flow can occur at the location of a sliding seat. The necessary for thermal expansion compensation sliding seat is in the range of Flange laid in which the at least one end portion is slidably received. It turns out that the flange has to withstand very high temperatures anyway, so that no specific, complicated or expensive additional design is required here. By the measures described here, precautions can be avoided in the air gap-insulated exhaust manifold, which would be necessary to bring about narrow gaps, so that considerable relief for the production are created. In the air gap-insulated exhaust manifold, a reduction in the amount of hot gas leakage is achieved in a manner that is easy to install, while at the same time thermally induced stresses can be absorbed without damage.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass der wenigstens eine Endabschnitt der Innenrohrstruktur in dem wenigstens einen Eingangsflansch des luftspaltisolierten Abgaskrümmers verschieblich aufgenommen ist. Dabei ist der Eingangsflansch ohnehin besonders hohen Abgastemperaturen ausgesetzt und hierfür ausgelegt, sodass eine sich an diesem Ort ergebende Leckageströmung keine negativen Auswirkungen entfaltet, wobei keine zusätzlichen Maßnahmen zu treffen sind, um eine solche Leckageströmung zu vermeiden oder zu reduzieren.In a preferred embodiment, it is provided that the at least one end portion of the inner tube structure is slidably received in the at least one input flange of the air gap-insulated exhaust manifold. In this case, the input flange is in any case exposed to particularly high exhaust-gas temperatures and designed for this, so that a leakage flow resulting at this location does not have any negative effects, with no additional measures to be taken in order to avoid or reduce such a leakage flow.

Bevorzugt weist der luftspaltisolierte Abgaskrümmer eine Mehrzahl von Endabschnitten der Innenrohrstruktur auf, wobei die Mehrzahl der Endabschnitte bevorzugt in einer Mehrzahl von Flanschen in der jeweiligen Flanschebene verschieblich aufgenommen ist. Dabei ist vorzugsweise jedem Flansch jeweils ein Endabschnitt der Innenrohrstruktur zugeordnet. Besonders bevorzugt weist der luftspaltisolierte Abgaskrümmer eine Mehrzahl von Eingangsflanschen auf, wobei den Eingangsflanschen jeweils ein Endabschnitt der Innenrohrstruktur zugeordnet ist, welcher in der jeweiligen Flanschebene des Eingangsflanschs verschieblich aufgenommen ist.Preferably, the air gap-insulated exhaust manifold has a plurality of end portions of the inner tube structure, wherein the plurality of end portions is preferably slidably received in a plurality of flanges in the respective flange plane. In this case, each flange is preferably associated with one end section of the inner tube structure. Particularly preferably, the air gap-insulated exhaust manifold has a plurality of input flanges, wherein the input flanges each having an end portion of the inner tube structure is assigned, which is slidably received in the respective flange plane of the input flange.

Der Begriff „Flanschebene” spricht eine Ebene an, welche eine Verbindungsebene des Flanschs zu einer dem Flansch gegenüberliegenden Anbindungsstruktur, beispielsweise einem gegenüberliegenden Flansch oder einer Zylinderkopfebene, an welcher der Flansch befestigt wird, darstellt, oder eine Ebene, die im Wesentlichen parallel oder parallel zu der Verbindungsebene orientiert ist.The term "flange plane" refers to a plane which is a connecting plane of the flange to a flange-facing connection structure, for example an opposing flange or a cylinder head plane, to which the flange is attached, or a plane substantially parallel or parallel to the connection level is oriented.

Insbesondere spricht der Begriff „Flanschebene” eine Ebene an, die im Wesentlichen senkrecht oder senkrecht zu einer Abgasströmung im Bereich des Flanschs, welche durch den Flansch hindurchtritt, ausgerichtet ist. Insbesondere spricht der Begriff „Flanschebene” eine Ebene an, die im Wesentlichen senkrecht oder senkrecht zu einer Erstreckung eines Rohrabschnitts der Innenrohrstruktur oder eines Abschnitts des Außenmantels unmittelbar im Bereich des Flanschs ausgerichtet ist.In particular, the term "flange plane" refers to a plane which is substantially perpendicular or perpendicular to an exhaust gas flow in the region of the flange which passes through the flange is aligned. In particular, the term "flange plane" refers to a plane that is aligned substantially perpendicular or perpendicular to an extension of a pipe section of the inner pipe structure or of a section of the outer casing directly in the region of the flange.

Es wird ein Ausführungsbeispiel des luftspaltisolierten Abgaskrümmers bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass die Innenrohrstruktur wenigstens zwei Innenrohrabschnitte aufweist, wobei wenigstens zwei der Innenrohrabschnitte radial gasdicht miteinander verbunden sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist also die Innenrohrstruktur eine Mehrzahl von Innenrohrabschnitten auf, die jedoch nicht – wie aus dem Stand der Technik bekannt – im Schiebesitz miteinander verbunden sind, sondern die vielmehr radial gasdicht miteinander verbunden sind. Dabei spricht der Begriff „radial gasdicht” an, dass im Verbindungsbereich der beiden Innenrohrabschnitte keine Gasströmung aus einem Inneren der Innenrohrabschnitte radial nach außen strömen kann. Dies hat den Vorteil, dass Hot-Spots im Bereich des Außenmantels trotz einer mehrteiligen Innenrohrstruktur wirksam vermieden werden. Eine relative Verschieblichkeit der Innenrohrabschnitte ist nicht mehr nötig, weil die Innenrohrstruktur mit dem wenigstens einen Endabschnitt in dem Flansch verschieblich aufgenommen ist. Dabei zeigt sich, dass die Innenrohrabschnitte leichter miteinander gefügt werden können, da das Spaltmaß keine besondere Rolle mehr spielt. Dies ist deswegen der Fall, weil ohnehin eine gasdichte Verbindung der Innenrohrabschnitte miteinander bewirkt wird.An exemplary embodiment of the air gap-insulated exhaust manifold is preferred, which is characterized in that the inner pipe structure has at least two inner pipe sections, wherein at least two of the inner pipe sections are connected to one another in a gas-tight manner. In this embodiment, therefore, the inner tube structure on a plurality of inner tube sections, which, however, not - as known from the prior art - are connected together in the sliding seat, but rather are connected to each other radially gas-tight. The term "radially gas-tight" is based on the fact that in the connection region of the two inner pipe sections no gas flow can flow radially outwards from an interior of the inner pipe sections. This has the advantage that hot spots in the outer jacket are effectively avoided despite a multi-part inner tube structure. A relative displaceability of the inner pipe sections is no longer necessary because the inner pipe structure is slidably received in the flange with the at least one end portion. It turns out that the inner pipe sections can be joined together more easily, since the gap plays no special role more. This is the case because in any case a gas-tight connection of the inner pipe sections is effected with each other.

Vorzugsweise weist die Innenrohrstruktur wenigstens zwei Einzelrohre auf, welche die wenigstens zwei Innenrohrabschnitte bilden.The inner tube structure preferably has at least two individual tubes which form the at least two inner tube sections.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des luftspaltisolierten Abgaskrümmers ist vorgesehen, dass die Innenrohrabschnitte, insbesondere die Einzelrohre, mit Spiel ineinandergesteckt und – insbesondere umlaufend – miteinander verschweißt sind. Insbesondere sind die Innenrohrabschnitte in Stecklage miteinander umlaufend verschweißt. Auf diese Weise sind die Innenrohrabschnitte sehr einfach miteinander verbindbar, weil sie einfach ineinandergesteckt und in Stecklage miteinander verschweißt werden können. Dabei spielt das Spaltmaß zwischen den Innenrohrabschnitten keine besondere Rolle mehr, da diese ohnehin gasdicht miteinander verschweißt werden. Das Spaltmaß kann dabei insbesondere auch so gewählt werden, dass die Innenrohrabschnitte ohne großen Montageaufwand und ohne Gefahr eines Verklemmens ineinandergesteckt werden können. Dadurch wird die Montage der Innnenrohrstruktur und damit auch des gesamten Abgaskrümmers stark vereinfacht.In a preferred exemplary embodiment of the air gap-insulated exhaust manifold, it is provided that the inner pipe sections, in particular the individual pipes, are inserted into one another with play and - in particular circumferentially - welded together. In particular, the inner pipe sections in the inserted position are welded together circumferentially. In this way, the inner pipe sections are very easy to connect to each other, because they can simply be plugged together and welded together in the inserted position. In this case, the gap between the inner pipe sections no longer plays a special role, since they are welded together gas-tight anyway. The gap can also be chosen in particular so that the inner pipe sections can be plugged into each other without much installation effort and without the risk of jamming. As a result, the assembly of the Innnenrohrstruktur and thus the entire exhaust manifold is greatly simplified.

Es wird auch ein Ausführungsbeispiel des Abgaskrümmers bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass die Innenrohrstruktur einteilig ausgebildet ist. Dies bedeutet eine weitere Vereinfachung in der Herstellung des luftspaltisolierten Abgaskrümmers. Bevorzugt ist die Innenrohrstruktur als Innenhochdruckumformteil, als Klappteil oder als Wickelteil ausgebildet. Auf jede dieser Weisen ist die Innenrohrstruktur sowohl einfach als auch kostengünstig herstellbar.It is also preferred an embodiment of the exhaust manifold, which is characterized in that the inner tube structure is integrally formed. This means a further simplification in the Production of the air gap-insulated exhaust manifold. The inner tube structure is preferably designed as a hydroforming part, as a folding part or as a winding part. In each of these ways, the inner tube structure is both simple and inexpensive to produce.

Es wird auch ein Ausführungsbeispiel des luftspaltisolierten Abgaskrümmers bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass der Endabschnitt einen Ringbund aufweist. Der Ringbund ist bevorzugt in dem Flansch in der Flanschebene verschieblich aufgenommen. Mit dem Ringbund weist die Innenrohrstruktur eine ebenso einfach herzustellende wie funktionale Geometrie auf, um den Schiebesitz im Bereich des Flanschs zu verwirklichen. Dabei gewährleistet der in dem Flansch aufgenommene Ringbund zugleich eine gewisse Leckagedichtigkeit, wodurch die unerwünscht in den Luftspalt einströmende Leckagemenge an Heißgas minimiert wird.It is also an embodiment of the air gap-insulated exhaust manifold preferred, which is characterized in that the end portion has a collar. The annular collar is preferably received displaceably in the flange in the flange plane. With the annular collar, the inner tube structure has a geometry that is as easy to produce as it is functional in order to realize the sliding fit in the area of the flange. At the same time, the annular collar accommodated in the flange ensures a certain leak-tightness, whereby the leakage quantity of hot gas flowing in undesirably into the air gap is minimized.

Vorzugsweise ist der Ringbund in einer Ausnehmung des Flanschs aufgenommen. Die Ausnehmung ist besonders bevorzugt als axialer Rücksprung in einer Verbindungsfläche des Flanschs ausgebildet. Dabei bezeichnet eine axiale Richtung eine Richtung, die senkrecht auf der Flanschebene und/oder der Verbindungsfläche des Flanschs steht.Preferably, the annular collar is received in a recess of the flange. The recess is particularly preferably designed as an axial recess in a connecting surface of the flange. In this case, an axial direction denotes a direction which is perpendicular to the flange plane and / or the connecting surface of the flange.

Insbesondere ist der Ringbund in dem Flansch bevorzugt im Schiebesitz aufgenommen. Dies wird besonders bevorzugt derart realisiert, dass die Ausnehmung oder der axiale Rücksprung einen in der Flanschebene gemessenen Durchmesser aufweisen, der größer ist als ein ebenfalls in der Flanschebene gemessener Durchmesser des Ringsbunds. Zugleich weist ein den Flansch durchragender Rohrabschnitt des Endabschnitts bevorzugt einen Außendurchmesser auf, der kleiner ist als ein Innendurchmesser des Flanschs in dem durch den Rohrabschnitt durchragten Bereich. Der Endabschnitt ist somit in dem Flansch und insbesondere in der Ausnehmung oder dem axialen Rücksprung – in der Flanschebene gesehen – verschieblich, sodass ein Schiebesitz realisiert wird. Auf diese Weise wird einfach und zugleich sehr effizient die nötige Wärmedehnungskompensation für den Abgaskrümmer bereitgestellt. Dies gilt ganz besonders für ein Ausführungsbeispiel, bei welchem die Innenrohrstruktur eine Mehrzahl von Endabschnitten aufweist, die in verschiedenen Flanschen verschieblich aufgenommen sind und sich relativ zueinander zur Kompensation der wärmebedingten Längenänderung der Innenrohrstruktur verschieben können.In particular, the annular collar in the flange is preferably received in the sliding seat. This is particularly preferably realized in such a way that the recess or the axial recess have a diameter measured in the flange plane which is larger than a diameter of the annular collar likewise measured in the flange plane. At the same time, a pipe section of the end section projecting through the flange preferably has an outer diameter which is smaller than an inner diameter of the flange in the region projected through the pipe section. The end portion is thus in the flange and in particular in the recess or the axial recess - as seen in the flange plane - displaceable, so that a sliding seat is realized. In this way, the necessary thermal expansion compensation for the exhaust manifold is provided simply and at the same time very efficiently. This is particularly true for an embodiment in which the inner tube structure has a plurality of end portions, which are slidably received in different flanges and can move relative to each other to compensate for the heat-related change in length of the inner tube structure.

Es wird auch ein Ausführungsbeispiel des Abgaskrümmers bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass der Endabschnitt einstückig mit der Innenrohrstrukur oder den ihm zugeordneten Innenrohrabschnitt der Innenrohrstruktur ausgebildet ist. Dies stellt eine besonders einfache Realisierung der gesamten Innenrohrstruktur einschließlich des Endabschnitts dar, die zugleich kostengünstig ist. Alternativ oder zusätzlich ist es aber möglich, dass der Endabschnitt als mit der Innenrohrstruktur oder dem ihm zugeordneten Innenrohrabschnitt der Innenrohrstruktur verbundene Endhülse ausgebildet ist. In diesem Fall ist es möglich, die verschiedenen Elemente separat – insbesondere auch mittels verschiedener Herstellungsverfahren – zu fertigen und anschließend miteinander zu verbinden. Dies schafft eine erhöhte Flexibilität in der Ausgestaltung der Innenrohrstruktur und des Endabschnitts.An embodiment of the exhaust manifold is also preferred, which is characterized in that the end portion is formed integrally with the Innenrohrstrukur or its associated inner tube portion of the inner tube structure. This represents a particularly simple realization of the entire inner tube structure including the end portion, which is also inexpensive. Alternatively or additionally, however, it is possible for the end section to be designed as an end sleeve connected to the inner tube structure or to the inner tube section of the inner tube structure assigned to it. In this case, it is possible to manufacture the various elements separately-in particular also by means of different production methods-and then to join them together. This provides increased flexibility in the design of the inner tube structure and the end portion.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass der als Endhülse ausgebildete Endabschnitt auf die übrige Innenrohrstruktur – also den Teil der Innenrohrstruktur ohne den Endabschnitt – oder einen ihm zugeordneten Innenrohrabschnitt aufgesteckt oder in diesen eingesteckt wird. Vorzugsweise wird er anschließend mit der übrigen Innenrohrstruktur oder dem ihm zugeordneten Innenrohrabschnitt verschweißt beziehungsweise an diese/diesen angeschweißt.It is preferably provided that the end section designed as an end sleeve is plugged onto the remaining inner tube structure - that is to say the part of the inner tube structure without the end section - or an inner tube section assigned to it or inserted therein. Preferably, it is then welded to the other inner tube structure or its associated inner tube section or welded to this / these.

Dabei zeigt sich insbesondere Folgendes: Wird die Endhülse in die Innenrohrstruktur oder einen Innenrohrabschnitt eingesteckt, erfolgt dies vorzugsweise vor der Ausbildung des Ringbunds. Es erfolgt dann erst – von außen – die Verschweißung der Endhülse mit der Innenrohrstruktur, wobei danach der Flansch im Bereich des Endabschnitts angeordnet und danach schließlich der Ringbund ausgebildet wird. Diese Reihenfolge wird insbesondere deswegen gewählt, weil die in die Innenrohrstruktur eingesteckte Endhülse lediglich von außen an einer Abschlusskante der übrigen Innenrohrstruktur oder des Innenrohrabschnitts verschweißt werden kann.This shows in particular the following: If the ferrule inserted into the inner tube structure or an inner tube section, this is preferably done before the formation of the annular collar. It is then only - from the outside - the welding of the ferrule with the inner tube structure, wherein thereafter the flange is arranged in the region of the end portion and then finally the annular collar is formed. This sequence is chosen in particular because the inserted into the inner tube structure end sleeve can be welded only from the outside at a terminal edge of the remaining inner tube structure or the inner tube section.

Wird dagegen die Endhülse auf den ihr zugeordneten Innenrohrabschnitt oder die übrige Innenrohrstruktur aufgesteckt, kann dies auch in einem Zustand geschehen, indem der Flansch bereits an seiner Montageposition angeordnet ist. Die Endhülse kann dann von der Zylinderkopfseite des Flanschs aus in dessen Durchführung eingefädelt werden. Eine Verschweißung der Endhülse mit der Innenrohrstruktur oder dem ihr zugeordneten Innenrohrabschnitt kann dann ohne weiteres von innen wiederum an der innenliegenden Abschlusskante der Innenrohrstruktur oder des Innenrohrabschnitts erfolgen. Bei dieser Art der Befestigung der Endhülse ist es möglich, dass der Ringbund bereits vor dem Aufstecken erzeugt werden kann. Dies vereinfacht das Herstellungsverfahren.If, on the other hand, the end sleeve is plugged onto the inner tube section or the remaining inner tube structure assigned to it, this can also be done in a state in which the flange is already arranged at its mounting position. The ferrule may then be threaded from the cylinder head side of the flange into its passage. A welding of the ferrule with the inner tube structure or its associated inner tube section can then be done easily from the inside again at the inner end edge of the inner tube structure or the inner tube section. In this type of attachment of the ferrule, it is possible that the annular collar can be generated before plugging. This simplifies the manufacturing process.

Es wird auch ein Ausführungsbeispiel des Abgaskrümmers bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass der Ringbund als Umbördelung oder als Umstellung ausgebildet ist. Auf diese Weise ist der Ringbund sehr einfach herstellbar. Eine solche Ausgestaltung wird insbesondere bevorzugt in Zusammenhang mit einem Ausführungsbeispiel, bei welchem eine Endhülse – noch ohne Ringbund – in die Innenrohrstruktur oder einen ihr zugeordneten Innenrohrabschnitt eingesteckt wird. Es kann dann zunächst eine Verschweißung zur Befestigung der Endhülse, dann eine Anordnung des Flanschs und schließlich eine Umbördelung oder Umstellung eines Randes der Endhülse zur Ausbildung des Ringbunds erfolgen. Selbstverständlich ist es aber auch möglich, dass der Ringbund an einer aufgesteckten Endhülse durch Umbördelung oder als Umstellung ausgebildet wird.It is also preferred an embodiment of the exhaust manifold, which is characterized in that the annular collar is formed as a flanging or as a changeover. In this way, the collar is very easy to produce. Such Embodiment is particularly preferred in connection with an embodiment in which an end sleeve - even without collar - is inserted into the inner tube structure or an associated inner tube section. It can then be done first a weld to attach the ferrule, then an arrangement of the flange and finally a flanging or conversion of an edge of the ferrule to form the annular collar. Of course, it is also possible that the annular collar is formed on a plugged end sleeve by flanging or as a changeover.

Alternativ wird ein Ausführungsbeispiel bevorzugt, bei welchem der Ringbund durch Tiefziehen hergestellt ist. Dies stellt eine einfache, kostengünstige und vor allem fehlerarme Herstellungsmethode für den Ringbund dar. Besonders bevorzugt wird diese Ausgestaltung bei einem Ausführungsbeispiel gewählt, bei welchem eine Endhülse mit dem durch Tiefziehen erzeugten Ringbund auf die Innenrohrstruktur oder einen ihr zugeordneten Innenrohrabschnitt aufgesteckt wird. Dies kann bei bereits montiertem Flansch erfolgen. Nach dem Aufstecken ist es dann ohne weiteres möglich, die Endhülse mit der Innenrohrstruktur oder dem ihr zugeordneten Innenrohrabschnitt von innen her an der Abschlusskante der Innenrohrstruktur oder des Innenrohrabschnitts zu verschweißen.Alternatively, an embodiment is preferred in which the annular collar is made by deep drawing. This represents a simple, cost-effective and, above all, low-error production method for the annular collar. This embodiment is particularly preferably chosen in an exemplary embodiment in which an end sleeve with the annular collar produced by deep-drawing is plugged onto the inner tube structure or an inner tube section assigned to it. This can be done with already mounted flange. After plugging it is then readily possible to weld the ferrule to the inner tube structure or its associated inner tube section from the inside at the end edge of the inner tube structure or the inner tube section.

Die Aufgabe wird im Übrigen auch gelöst, indem eine Brennkraftmaschine geschaffen wird, welche einen luftspaltisolierten Abgaskrümmer nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele aufweist. Dabei ergeben sich die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem luftspaltisolierten Abgaskrümmer erläutert wurden. Die Brennkraftmaschine ist vorzugsweise ausgebildet als Motor für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Personenkraftwagen, einen Lastkraftwagen oder ein Nutzfahrzeug.Incidentally, the object is also achieved by providing an internal combustion engine which has an air gap-insulated exhaust manifold according to one of the previously described embodiments. This results in the advantages that have already been explained in connection with the air gap insulated exhaust manifold. The internal combustion engine is preferably designed as an engine for a motor vehicle, in particular for a passenger car, a truck or a commercial vehicle.

Die Aufgabe wird weiterhin dadurch gelöst, dass ein Kraftfahrzeug mit einem luftspaltisolierten Abgaskrümmer nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele, insbesondere ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine mit einem luftspaltisolierten Abgaskrümmer nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele geschaffen wird. Dabei ergeben sich die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem luftspaltisolierten Abgaskrümmer erläutert wurden. Das Kraftfahrzeug ist vorzugsweise als Personenkraftwagen, oder als Lastkraftwagen, oder als Nutzfahrzeug ausgebildet.The object is further achieved in that a motor vehicle with an air gap-insulated exhaust manifold according to one of the embodiments described above, in particular a motor vehicle with an internal combustion engine is provided with an air gap-insulated exhaust manifold according to one of the embodiments described above. This results in the advantages that have already been explained in connection with the air gap insulated exhaust manifold. The motor vehicle is preferably designed as a passenger car, or as a truck, or as a commercial vehicle.

Die Aufgabe wird weiterhin gelöst, indem ein Verfahren zur Herstellung eines luftspaltisolierten Abgaskrümmers, insbesondere eines luftspaltisolierten Abgaskrümmers nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele, geschaffen wird, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Es wird eine Innenrohrstruktur in einem Außenmantel angeordnet, wobei zwischen der Innenrohrstruktur und dem Außenmantel ein Luftspalt ausgebildet wird. An der Anordnung aus der Innenrohrstruktur und dem Außenmantel werden wenigstens zwei Flansche angeordnet, insbesondere ein Eingangsflansch zur Verbindung mit einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine, weiter insbesondere ein Ausgangsflansch zur Verbindung mit einer Abgasleitung. Bevorzugt wird der wenigstens eine Flansch an dem Außenmantel befestigt. Besonders bevorzugt wird eine Mehrzahl von Eingangsflanschen an der Anordnung angeordnet, wobei wenigstens ein Ausgangsflansch an der Anordnung angeordnet wird. Wenigstens ein Endabschnitt der Innenrohrstruktur wird in einer Flanschebene verschieblich in wenigstens einem der Flansche angeordnet. In Zusammenhang mit dem Verfahren ergeben sich die Vorteile, die bereits im Zusammenhang mit dem Abgaskrümmer erläutert wurden. Insbesondere wird durch das verschiebliche Anordnen des Endabschnitts der Innenrohrstruktur in einem der Flansche – wobei die Verschieblichkeit in der Flanschebene gegeben ist – ein Schiebesitz im Bereich des Flanschs geschaffen, sodass es weiterer Schiebesitze im Bereich der Innenrohrstruktur insbesondere in einem Inneren des Außenmantels nicht mehr bedarf.The object is further achieved by providing a method for producing an air-gap-insulated exhaust manifold, in particular an air gap-insulated exhaust manifold according to one of the embodiments described above, the method comprising the following steps: An inner pipe structure is arranged in an outer casing, wherein between the inner pipe structure and the outer shell an air gap is formed. At least two flanges are arranged on the arrangement of the inner tube structure and the outer casing, in particular an input flange for connection to a cylinder head of an internal combustion engine, further in particular an output flange for connection to an exhaust gas line. Preferably, the at least one flange is fastened to the outer jacket. Particularly preferably, a plurality of input flanges is arranged on the arrangement, wherein at least one output flange is arranged on the arrangement. At least one end portion of the inner tube structure is slidably disposed in a flange plane in at least one of the flanges. In connection with the method, there are the advantages that have already been explained in connection with the exhaust manifold. In particular, the sliding arrangement of the end section of the inner tube structure in one of the flanges-whereby the displaceability is given in the flange plane-creates a sliding fit in the region of the flange, so that there is no longer any need for additional sliding seats in the region of the inner tube structure, in particular in an interior of the outer jacket.

Bevorzugt wird die Innenrohrstruktur im Inneren des Außenmantels gegenüber dem Luftspalt gasdicht ausgebildet. Dabei ist es möglich, dass die Innenrohrstruktur aus wenigstens zwei Innenrohrabschnitten gebildet wird, die radial gasdicht miteinander verbunden werden. Insbesondere ist es möglich, dass die Innenrohrabschnitte mit Spiel ineinander gesteckt und – insbesondere umlaufend – miteinander verschweißt werden.Preferably, the inner tube structure is formed gas-tight in the interior of the outer jacket relative to the air gap. It is possible that the inner tube structure is formed from at least two inner tube sections, which are radially interconnected gas-tight. In particular, it is possible for the inner pipe sections to be inserted into one another with play and - in particular circumferentially - to be welded together.

Alternativ ist es auch möglich, dass die Innenrohrstruktur einteilig hergestellt wird. Dabei ist es insbesondere möglich, dass die Innenrohrstruktur durch Innenhochdruckumformen, oder als Klappteil oder als Wickelteil hergestellt wird.Alternatively, it is also possible that the inner tube structure is made in one piece. It is particularly possible that the inner tube structure is produced by hydroforming, or as a folding part or as a winding part.

Bevorzugt wird der Endabschnitt einstückig mit der Innenrohrstruktur oder einem ihm zugeordneten Innenrohrabschnitt ausgebildet. Alternativ ist es möglich, dass der Endabschnitt mit der übrigen Innenrohrstruktur oder dem ihm zugeordneten Innenrohrabschnitt verbunden wird, wobei der Endabschnitt bevorzugt als Endhülse ausgebildet wird.Preferably, the end portion is formed integrally with the inner tube structure or an inner tube section associated therewith. Alternatively, it is possible for the end section to be connected to the remaining inner tube structure or to the inner tube section assigned to it, wherein the end section is preferably designed as an end sleeve.

Es wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass der Ringbund durch Umbördeln oder Umstellen hergestellt wird. Alternativ ist es möglich, dass der Ringbund durch Tiefziehen ausgebildet wird. Dabei ergeben sich die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Abgaskrümmer erläutert wurden.An embodiment of the method is preferred, which is characterized in that the annular collar is produced by crimping or switching. Alternatively, it is possible that the annular collar is formed by deep drawing. This results in the advantages that have already been explained in connection with the exhaust manifold.

Schließlich wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass der wenigstens eine Endabschnitt in die Innenrohrstruktur eingesteckt wird. Dies geschieht vorzugsweise vor dem Anordnen des Flanschs an der Anordnung aus der Innenrohrstruktur und dem Außenmantel. Alternativ wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass der Endabschnitt auf die Innenrohrstruktur aufgesteckt wird. Dies geschieht vorzugsweise nach dem Anordnen des Flanschs an der Anordnung aus der Innenrohrstruktur und dem Außenmantel, wobei der Endabschnitt in diesem Fall bevorzugt durch den Flansch eingefädelt wird. Finally, an embodiment of the method is preferred, which is characterized in that the at least one end portion is inserted into the inner tube structure. This is preferably done before arranging the flange on the assembly of the inner tube structure and the outer jacket. Alternatively, an embodiment of the method is preferred, which is characterized in that the end portion is fitted onto the inner tube structure. This is preferably done after arranging the flange on the assembly of the inner tube structure and the outer shell, wherein the end portion is preferably threaded through the flange in this case.

Nach dem Einstecken oder Aufstecken des Endabschnitts in oder auf die Innenrohrstruktur oder den ihm zugeordneten Innenrohrabschnitt wird der Endabschnitt vorzugsweise mit der Innenrohrstruktur oder der ihm zugeordneten Innenrohrabschnitt verschweißt. Dies kann von außen erfolgen, wenn der Endabschnitt in die Innenrohrstruktur oder den ihm zugeordneten Innenrohrabschnitt eingesteckt wird, oder aber von innen, wenn der Endabschnitt auf die Innenrohrstruktur oder den ihm zugeordneten Innenrohrabschnitt aufgesteckt wird.After insertion or attachment of the end portion in or on the inner tube structure or its associated inner tube portion of the end portion is preferably welded to the inner tube structure or its associated inner tube section. This can be done from the outside, when the end portion is inserted into the inner tube structure or its associated inner tube section, or from the inside, when the end portion is plugged onto the inner tube structure or its associated inner tube section.

Der mit der Innenstruktur verbundene Endabschnitt stellt schließlich einen Teil der fertigen Innenrohrstruktur dar.The end section connected to the inner structure finally forms part of the finished inner tube structure.

Die Beschreibung des luftspaltisolierten Abgaskrümmers einerseits und des Verfahrens andererseits sind komplementär zueinander zu verstehen. Verfahrensschritte, die explizit oder implizit in Zusammenhang mit dem luftspaltisolierten Abgaskrümmer erläutert wurden sind bevorzugt einzeln oder miteinander kombiniert Schritte einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens. Merkmale des luftspaltisolierten Abgaskrümmers, die explizit oder implizit in Zusammenhang mit dem Herstellungsverfahren beschrieben wurden, sind bevorzugt einzeln oder miteinander kombiniert Merkmale eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des luftspaltisolierten Abgaskrümmers. Das Verfahren zeichnet sich bevorzugt durch wenigstens einen Verfahrensschritt aus, welcher durch wenigstens ein Merkmal des luftspaltisolierten Abgaskrümmers bedingt ist. Der luftspaltisolierte Abgaskrümmer zeichnet sich bevorzugt durch wenigstens ein Merkmal aus, welches durch wenigstens einen Verfahrensschritt einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens bedingt ist.The description of the air gap-insulated exhaust manifold on the one hand and the method on the other hand are to be understood complementary to each other. Process steps that have been explained explicitly or implicitly in connection with the air gap-insulated exhaust manifold are preferably individually or combined with each other steps of a preferred embodiment of the method. Features of the air gap isolated exhaust manifold that have been explicitly or implicitly described in the context of the manufacturing process are preferably individually or combined features of a preferred embodiment of the air gap isolated exhaust manifold. The method is preferably characterized by at least one method step, which is due to at least one feature of the air gap-insulated exhaust manifold. The air gap-insulated exhaust manifold is preferably characterized by at least one feature, which is due to at least one method step of a preferred embodiment of the method.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to the drawings. Showing:

1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines luftspaltisolierten Abgaskrümmers, und 1 a schematic representation of a first embodiment of an air gap-insulated exhaust manifold, and

2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels des luftspaltisolierten Abgaskrümmers. 2 a schematic representation of a second embodiment of the air gap-insulated exhaust manifold.

1 zeigt eine schematische Längsschnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines luftspaltisolierten Abgaskrümmers 1 mit einer Innenrohrstruktur 3, die mit Abstand von einem Außenmantel 5 umgeben ist. Zwischen der Innenrohrstruktur 3 und dem Außenmantel 5 ist ein Luftspalt 7 ausgebildet, der eine für sich genommen auf dem hier relevanten technischen Gebiet der luftspaltisolierten Abgaskrümmer bekannte, thermisch isolierende Wirkung entfaltet. 1 shows a schematic longitudinal sectional view of a first embodiment of an air gap-insulated exhaust manifold 1 with an inner tube structure 3 spaced by an outer jacket 5 is surrounded. Between the inner tube structure 3 and the outer jacket 5 is an air gap 7 formed, which unfolds a thermally insulating effect known per se in the relevant technical field of the air gap insulated exhaust manifold here.

Das in 1 dargestellte Ausführungsbeispiel des Abgaskrümmers 1 weist zwei Eingangsflansche 9 auf, die eingerichtet sind zur Verbindung mit einem Zylinderkopf einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine. Der luftspaltisolierte Abgaskrümmer 1 weist außerdem mindestens einen, in 1 nicht dargestellten Ausgangsflansch auf, der eingerichtet ist zur Verbindung mit einer Abgasleitung. Von der Brennkraftmaschine kommendes Abgas kann über die Eingangsflansche 9 in die Innenrohrstruktur 3 und damit in den Abgaskrümmer 1 einströmen, wobei es durch die Innenrohrstruktur 3 zu dem Ausgangsflansch geführt wird, und wobei es den Abgaskrümmer 1 durch den Ausgangsflansch zu der Abgasleitung hin verlassen kann. Es ist möglich, dass verschiedene Eingangsflansche 9 verschiedenen Zylindern der Brennkraftmaschine zugeordnet sind. Es ist aber auch möglich, dass einem Zylinder der Brennkraftmaschine mehr als ein Eingangsflansch 9 zugeordnet ist.This in 1 illustrated embodiment of the exhaust manifold 1 has two input flanges 9 on, which are adapted for connection to a cylinder head of an internal combustion engine, not shown. The air gap insulated exhaust manifold 1 also has at least one, in 1 Not shown output flange, which is adapted for connection to an exhaust pipe. Exhaust gas from the engine may be via the input flanges 9 in the inner tube structure 3 and thus in the exhaust manifold 1 flowing through it, passing through the inner tube structure 3 is passed to the output flange, and wherein it is the exhaust manifold 1 through the output flange to the exhaust pipe can leave. It is possible that different input flanges 9 associated with different cylinders of the internal combustion engine. But it is also possible that a cylinder of the internal combustion engine more than an input flange 9 assigned.

Die Innenrohrstruktur 3 ist in einem Inneren des Außenmantels 5 gegenüber dem Luftspalt 7 gasdicht ausgebildet. Bei dem konkret in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Innenrohrstruktur 3 zwei Innenrohrabschnitte 11 auf, nämlich einen ersten Innenrohrabschnitt 11.1 und einen zweiten Innenrohrabschnitt 11.2, wobei die beiden Innenrohrabschnitte 11 radial gasdicht miteinander verbunden sind. Insbesondere ist hier der erste Innenrohrabschnitt 11.1 in den zweiten Innenrohrabschnitt 11.2 im Bereich einer Verbindungsstelle 13 eingesteckt und dort durch eine umlaufende, erste Schweißnaht 15 mit diesem gasdicht verschweißt. Der sonst übliche Schiebesitz zwischen den Innenrohrabschnitten 11 wird also ersetzt durch eine feste Schweißverbindung, die gasdicht ausgebildet ist, sodass es auf ein Spaltmaß zwischen den beiden Innenrohrabschnitten 11 nicht mehr ankommt. Dieses kann daher insbesondere so gewählt werden, dass die Innenrohrabschnitte 11.1, 11.2 vergleichsweise einfach ineinander gesteckt werden können. Durch die gasdichte Schweißverbindung im Bereich der ersten Schweißnaht 15 ist zugleich gewährleistet, dass kein Heißgas im Bereich der Verbindungsstelle 13 an den Außenmantel 5 gelangen kann, sodass Hot-Spots vermieden werden.The inner tube structure 3 is in an interior of the outer mantle 5 opposite the air gap 7 gas-tight. In the concrete in 1 illustrated embodiment has the inner tube structure 3 two inner pipe sections 11 on, namely a first inner pipe section 11.1 and a second inner pipe section 11.2 , wherein the two inner pipe sections 11 Radially sealed together. In particular, here is the first inner pipe section 11.1 in the second inner pipe section 11.2 in the area of a connection point 13 plugged in and there by a circumferential, first weld 15 welded to this gas-tight. The usual sliding seat between the inner pipe sections 11 is therefore replaced by a fixed welded joint, which is gas-tight, so that it has a gap between the two inner pipe sections 11 no longer arrives. This can therefore be chosen in particular so that the inner pipe sections 11.1 . 11.2 comparatively easy to fit into each other. Due to the gas-tight welded connection in the area of the first weld 15 At the same time ensures that no hot gas in the region of the joint 13 to the outer sheath 5 so that hot spots are avoided.

Die Innenrohrstruktur 3 weist außerdem zwei Endabschnitte 17 auf, wobei hier jedem Innenrohrabschnitt 11 jeweils ein Endabschnitt 17 zugeordnet ist. Es ist aber auch möglich, dass ein Innenrohrabschnitt 11 mehr als einen Endabschnitt 17 aufweist. Insbesondere ist aber jedem Flansch 9 jeweils ein Endabschnitt 17 zugeordnet, wobei der Endabschnitt 17 in dem ihm zugeordneten Flansch 9 in einer gedachten Flanschebene 19 verschieblich aufgenommen ist. Die Flanschebene 19 stellt dabei eine Verbindungsebene des Flanschs 9 dar oder ist im Wesentlichen parallel oder parallel zu dieser angeordnet. Insbesondere ist die gedachte Flanschebene 19 in 1 senkrecht zur Bildebene orientiert. Durch die in der Flanschebene verschiebliche Anordnung der Endabschnitte 17 in dem Flansch 9 wird der üblicherweise im Bereich der Verbindungsstelle 13 angeordnete Schiebesitz in die Flansche 9 verlagert. Dadurch kann die Wärmedehnungskompensation im Bereich der Flansche 9 erfolgen, wobei eine mit der Wärmedehnungskompensation quasi notwendig verbundene, zumindest geringfügige Undichtigkeit oder Leckage an Heißgas im Bereich der Eingangsflansche 9 unschädlich ist, da diese ohnehin einer hohen thermischen Belastung ausgesetzt sind.The inner tube structure 3 also has two end sections 17 on, here each inner pipe section 11 one end section each 17 assigned. But it is also possible that an inner pipe section 11 more than one end section 17 having. In particular, however, every flange 9 one end section each 17 assigned, the end portion 17 in the associated flange 9 in an imaginary flange plane 19 slidably received. The flan plane 19 makes a connection plane of the flange 9 is or is arranged substantially parallel or parallel to this. In particular, the imaginary flange level 19 in 1 oriented perpendicular to the image plane. By the displaceable in the flange plane arrangement of the end sections 17 in the flange 9 is usually in the area of the junction 13 arranged sliding seat in the flanges 9 relocated. This allows thermal expansion compensation in the area of the flanges 9 take place, with a quasi necessary necessarily connected to the thermal expansion compensation, at least slight leakage or leakage of hot gas in the region of the input flanges 9 harmless, as they are already exposed to high thermal stress.

Dehnt sich die Innenrohrstruktur 3 aufgrund einer erhöhten Temperatur aus, können sich die Endabschnitte 17 in 1 beispielsweise in entgegengesetzte Richtungen – nach außen – verlagern, sodass die Wärmeausdehnung kompensiert werden kann. Zieht sich die Innenrohrstruktur 3 dagegen bei niedrigerer Temperatur wieder zusammen, können sich die Endabschnitte 17 in 1 aufeinander zu verlagern, sodass die Wärmekontraktion kompensiert wird.The inner tube structure expands 3 due to an elevated temperature, the end sections may become 17 in 1 for example, in opposite directions - outward - relocate, so that the thermal expansion can be compensated. Pulls the inner tube structure 3 however, at lower temperature together again, the end sections can 17 in 1 to shift towards each other, so that the thermal contraction is compensated.

Eine Wärmedehnungskompensation ist also möglich, wobei zugleich eine einfache Montage des luftspaltisolierten Abgaskrümmers 1 insbesondere im Bereich der Verbindungsstelle 13 erreicht wird.A thermal expansion compensation is thus possible, at the same time a simple assembly of the air gap-insulated exhaust manifold 1 especially in the area of the connection point 13 is reached.

Die Endabschnitte 17 weisen hier jeweils einen Ringbund 21 auf, wobei der Ringbund 21 in dem ihm zugeordneten Flansch 9 in der Flanschebene verschieblich – insbesondere im Schiebesitz – aufgenommen ist. Hierzu weisen die Flansche 9 jeweils eine Ausnehmung 23 auf, die als axialer Rücksprung ausgebildet ist. Um die Verschieblichkeit der Endabschnitte 17 zu gewährleisten, weist die Ausnehmung 23 einen größeren Durchmesser auf als der Ringbund 21. Ebenso weist ein den Flansch durchragender Abschnitt der Endabschnitte 17 einen kleineren Außendurchmesser auf, als es dem Innendurchmesser des Flanschs 9 an der durch den Endabschnitt 17 durchragten Stelle entspricht.The end sections 17 here each have a ring collar 21 on, with the annular collar 21 in the associated flange 9 in the flange plane slidably - especially in the sliding seat - is added. For this purpose, the flanges 9 one recess each 23 on, which is designed as an axial recess. To the displaceability of the end sections 17 to ensure the recess has 23 a larger diameter than the annular collar 21 , Similarly, a flange projecting portion of the end portions 17 a smaller outer diameter than the inner diameter of the flange 9 at the end of the section 17 corresponded by passage.

Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Endabschnitte 17 einstückig mit der Innenrohrstruktur 3 beziehungsweise mit den ihnen zugeordneten Innenrohrabschnitten 11 ausgebildet. Insbesondere in diesem Fall sind die Ringbünde 21 bevorzugt durch Umbördeln oder Umstellen hergestellt, mithin als Umbördelung oder als Umstellung ausgebildet. Es ist allerdings auch möglich, dass wenigstens ein Ringbund 21 durch Tiefziehen hergestellt ist. Insbesondere ist es möglich, dass verschiedene Ringbünde 21 in verschiedener Weise hergestellt sind, beispielsweise wenigstens ein Ringbund 21 durch Umbördeln oder Umstellen und wenigstens ein anderer Ringbund 21 durch Tiefziehen.At the in 1 illustrated embodiment, the end portions 17 integral with the inner tube structure 3 or with their associated inner pipe sections 11 educated. In particular, in this case, the annular collars 21 preferably produced by crimping or switching, thus formed as flanging or as a conversion. However, it is also possible that at least one annular collar 21 is made by deep drawing. In particular, it is possible that different annular collars 21 are made in various ways, for example at least one annular collar 21 by crimping or changing over and at least one other annular collar 21 by deep drawing.

2 zeigt eine schematische Längsschnittdarstellung – entsprechend der Darstellung von 1 – eines zweiten Ausführungsbeispiels eines luftspaltisolierten Abgaskrümmers 1. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 sind bei dem zweiten Ausführungsbeispiel die Endabschnitte 17 mit den ihnen zugeordneten Innenrohrabschnitten 11 verbunden, wobei sie insbesondere als mit den ihnen zugeordneten Innenrohrabschnitten 11 verbundene Endhülsen ausgebildet sind. 2 shows a schematic longitudinal sectional view - as shown by 1 - A second embodiment of an air gap-insulated exhaust manifold 1 , Identical and functionally identical elements are provided with the same reference numerals, so that reference is made to the preceding description. In contrast to the embodiment according to 1 In the second embodiment, the end portions are 17 with their associated inner pipe sections 11 connected, in particular as with their associated inner pipe sections 11 connected end sleeves are formed.

Dabei zeigt sich, dass hier ein erster Endabschnitt 17.1 auf den ersten Innenrohrabschnitt 11.1 aufgesteckt ist, wobei der erste Endabschnitt 17.1 mit einer ersten Abschlusskante 25.1 des ersten Innenrohrabschnitts 11.1 verschweißt, insbesondere durch eine zweite Schweißnaht 27.1 verbunden ist. Dabei ist die Verschweißung, nämlich die zweite Schweißnaht 27.1, innenseitig angeordnet, sodass sie erzeugt werden kann, wenn der Flansch 9 bereits an der Anordnung aus dem Außenmantel 5 und der Innenrohrstruktur 3 angeordnet ist. Es ist daher insbesondere bevorzugt möglich, dass der erste Endabschnitt 17.1 zunächst durch Tiefziehen hergestellt und insbesondere mit einem ersten Ringbund 21.1 versehen wird, wobei er anschließend durch den Flansch 9 eingefädelt und auf den ersten Innenrohrabschnitt 11.1 aufgesteckt wird. Danach kann die zweite Schweißnaht 27.1 erzeugt werden, wodurch der erste Endabschnitt 17.1 mit dem ersten Innenrohrabschnitt 11.1 verbunden wird.It turns out that here is a first end section 17.1 on the first inner pipe section 11.1 is plugged, wherein the first end portion 17.1 with a first end edge 25.1 of the first inner pipe section 11.1 welded, in particular by a second weld 27.1 connected is. Here is the welding, namely the second weld 27.1 , arranged inside, so that it can be produced when the flange 9 already on the arrangement of the outer jacket 5 and the inner tube structure 3 is arranged. It is therefore particularly preferably possible that the first end portion 17.1 first produced by deep drawing and in particular with a first annular collar 21.1 it is then passed through the flange 9 threaded and on the first inner pipe section 11.1 is plugged. After that, the second weld 27.1 are generated, whereby the first end portion 17.1 with the first inner pipe section 11.1 is connected.

Ein zweiter Endabschnitt 17.2 ist hier in den ihm zugeordneten, zweiten Innenrohrabschnitt 11.2 eingesteckt. Dabei ist er mit einer zweiten Abschlusskante 25.2 des zweiten Innenrohrabschnitts 11.2 durch eine dritte Schweißnaht 27.2 verbunden. Dabei ist die Verschweißung und insbesondere die dritte Schweißnaht 27.2 hier außen vorgesehen, da auch die zweite Abschlusskante 25.2 den zweiten Endabschnitt 17.2 außenseitig umgreift. Es ist offensichtlich, dass diese Schweißverbindung nicht mehr gefertigt werden kann, wenn der Flansch 9 bereits an der Anordnung aus der Innenrohrstruktur 3 und dem Außenmantel 5 angeordnet ist. Es ist auch offensichtlich, dass der Flansch 9 nicht an der Anordnung angeordnet werden kann, wenn bereits ein zweiter Ringbund 21.2 an dem zweiten Endabschnitt 17.2 vorgesehen ist.A second end section 17.2 is here in his assigned, second inner pipe section 11.2 plugged in. He is with a second end edge 25.2 of the second inner pipe section 11.2 through a third weld 27.2 connected. Here is the welding and in particular the third weld 27.2 provided here outside, as well as the second end edge 25.2 the second end portion 17.2 engages on the outside. It is obvious that this weld no longer works can be made when the flange 9 already on the arrangement of the inner tube structure 3 and the outer jacket 5 is arranged. It is also obvious that the flange 9 can not be placed on the assembly, if already a second collar 21.2 at the second end portion 17.2 is provided.

Daher wird bei dieser Ausgestaltung bevorzugt zunächst der Endabschnitt 17.2 noch ohne Ringbund in den ihm zugeordneten Innenrohrabschnitt 11.2 eingesteckt und mit diesem durch Erzeugen der dritten Schweißnaht 27.2 verbunden. Danach wird der Flansch 9 an der Anordnung aus der in der Innenrohrstruktur 3 und dem Außenmantel 5 angeordnet, und erst dann wird der zweite Ringbund 21.2 vorzugsweise durch Umbördeln oder Umstellen erzeugt.Therefore, in this embodiment, preferably the end portion 17.2 still without ring collar in the associated inner tube section 11.2 plugged in and with this by creating the third weld 27.2 connected. After that, the flange 9 on the assembly of the in the inner tube structure 3 and the outer jacket 5 arranged, and only then becomes the second ring collar 21.2 preferably produced by beading or switching.

Insgesamt zeigt sich, dass mit dem luftspaltisolierten Abgaskrümmer 1 in montagefreundlicher Weise eine Reduzierung der Leckagemenge an Heißgas erreicht werden kann, wobei gleichzeitig thermisch bedingte Spannungen schadlos aufgefangen werden können. Außerdem ist der luftspaltisolierte Abgaskrümmer 1 mithilfe des Verfahrens einfach und kostengünstig herstellbar.Overall, it turns out that with the air gap insulated exhaust manifold 1 In assembly-friendly way, a reduction in the amount of leakage of hot gas can be achieved, at the same time thermally induced stresses can be compensated without damage. In addition, the air gap insulated exhaust manifold 1 easy and inexpensive to produce using the process.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102005011639 A1 [0002, 0002]

Claims

Air gap insulated exhaust manifold ( 1 ), with - inner tube structure ( 3 ), which - by an outer jacket ( 5 ), wherein - between the inner tube structure ( 3 ) and the outer jacket ( 5 ) at least partially an air gap ( 7 ) is formed, and with - at least two flanges, namely at least one input flange ( 9 ) and at least one output flange, characterized in that - the inner tube structure ( 3 ) in an interior of the outer shell ( 5 ) opposite the air gap ( 7 ) is gas-tight, and that - at least one end portion ( 17 ) of the inner tube structure ( 3 ) in one of the flanges in a flange plane ( 19 ) is slidably received.

Air gap insulated exhaust manifold ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the inner tube structure ( 3 ) at least two inner pipe sections ( 11 ), wherein at least two of the inner pipe sections ( 11 ) are connected to each other radially gas-tight.

Air gap insulated exhaust manifold ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the inner pipe sections ( 11 ) are inserted into each other with play and - in particular circumferentially - are welded together.

Air gap insulated exhaust manifold ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the inner tube structure ( 3 ) is formed in one piece.

Air gap insulated exhaust manifold ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the end section ( 17 ) an annular collar ( 21 ), wherein the annular collar ( 21 ) in the flange in the flange plane ( 19 ) is slidably received.

Air gap insulated exhaust manifold ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the end section ( 17 ) in one piece with the remaining inner tube structure ( 3 ) or the inner pipe section ( 11 ) is formed, or that the end portion ( 17 ) than with the remaining inner tube structure ( 3 ) or the inner pipe section ( 11 ) connected end sleeve is formed.

Air gap insulated exhaust manifold ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the annular collar ( 21 ) is formed as a bead or as a conversion or made by deep drawing.

Method for producing an air-gap-insulated exhaust manifold ( 1 ), in particular an air gap-insulated exhaust manifold ( 1 ) according to one of claims 1 to 7, comprising the following steps: - arranging an inner tube structure ( 3 ) in an outer jacket ( 5 ), wherein between the inner tube structure ( 3 ) and the outer jacket ( 5 ) an air gap ( 7 ) is formed; Arranging at least two flanges, namely an input flange ( 9 ) and an output flange on the arrangement of the inner tube structure ( 3 ) and the outer jacket ( 5 ), and - arranging at least one end section ( 17 ) of the inner tube structure ( 3 ) in a flange plane ( 19 ) slidably in at least one of the flanges, preferably at the end portion ( 17 ) a collar ( 21 ) is formed.

Method according to claim 8, characterized in that the annular collar ( 21 ) is formed by beading or switching, or by deep drawing.

Method according to one of claims 8 and 9, characterized in that the at least one end portion ( 17 ) in the remaining inner tube structure ( 3 ) or on the remaining inner tube structure ( 3 ) is plugged.