DE1158758B

DE1158758B - Mehrteilige Auspuffleitung fuer Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE1158758B
Application number: DEM50439A
Authority: DE
Inventors: Dr Dietrich Von Lassberg; Joseph Roessle
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1961-09-30
Filing date: 1961-09-30
Publication date: 1963-12-05

Description

Mehrteilige Auspuffleitung für Brennkraftmaschinen Auspuffleitungen von Brennkraftmaschinen, insbesondere von mit Abgasturbogebläsen aufgeladenen großen Dieselmotoren erfordern im allgemeinen infolge der Maßnahmen für Kühlung, Wärmedehnung und Unterteilung in mehrere Stränge einen erheblichen Aufwand. Bei höher aufgeladenen Motoren reichen Dehnungsstopfbüchsen mit Kolbenringen als Abdichtelemente an den einzelnen Leitungssträngen nicht mehr aus, so daß man gezwungen ist, recht kostspielige Wellrohrdichtungen, die oft aus mehreren Lagen bestehen, zu verwenden.
Um die Leitungen vor Wärmeabstrahlung zu schützen, ist außerdem eine Isolierung jedes einzelnen Stranges erforderlich, welche wiederum zum Schutz gegen äußere Beschädigungen meist noch mit einer Blechverschalung versehen wird. Da letztere eine andere Dehnung als die heißen Auspuffleitungsstränge erfährt, sind auch hier wieder elastische Verbindungen oder von den Auspuffsträngen vollkommen unabhängige Befestigungen am Motor erforderlich.
Um diesen Aufwand zu verringern, hat man bereits Ausführungen verwendet, bei denen sich eine Wendel in einem isolierten oder auch wassergekühlten Rohr axial verschieben kann und wobei je nach Zündfolge genügend weit auseinander liegende Zylinder in dieselbe Kammer münden. Eine solche Ausführung erfordert aber eine vollkommene Bearbeitung der Innenfläche des Rohrs und des Außendurchmessers der Wendel, damit kein Gas von einer Gaskammer zur anderen übertreten kann. Bei langen Leitungen ist diese Maßnahme jedoch sehr kostspielig, zumal bei größeren Motoren auch das Außenrohr in der Länge noch unterteilt werden muß.
Es ist auch eine mehrteilige Auspuffleitung für Brennkraftmaschinen bekannt, bei welcher eine vom Kühlwasser durchflossene Außenleitung, welche mit zu den Auslaßkanälen der Zylinder führenden Flanschstutzen versehen ist, eine Innenleitung in sich aufnimmt. Außen- und Innenleitung sind an einem Ende fest miteinander verbunden, so daß sie sich bei unterschiedlicher Wärmeausdehnung relativ zueinander in axialer Richtung verschieben können. An den Stellen, an denen die Stutzen in die Innenleitung einmünden, sind um diese Einmündungen herum Dichtflächen vorgesehen, die bei der geringfügigen Relativbewegung aufeinander gleiten.
Auch bei dieser bekannten Auspuffleitung ist zur Gasabdichtung eine weitgehende Bearbeitung des Außenmantels der Innenleitung notwendig. Außerdem besteht die Möglichkeit, daß sich die Innenleitung, die lediglich an beiden Enden in der Außenleitung gelagert ist, infolge des großen Abstands der beiden Lagerstellen und der hohen Temperaturen verzieht und an den Dichtflächen Gase in den Luftspalt zwischen der Innenleitung und der wassergekühlten Außenleitung eintreten.
Von dieser bekannten Auspuffleitung ausgehend, betrifft die Erfindung eine mehrteilige Auspuffleitung für Brennkraftmaschinen, bestehend aus einer an den Auslaßstutzen der Brennkraftmaschine befestigbaren Außenleitung und einer von dieser getragenen Innenleitung, zwischen denen die Einmündungen der Stutzen in die Innenleitung umgebende Dichtflächen vorgesehen sind, auf welche die Leitungen bei unterschiedlicher Wärmeausdehnung im Betrieb gegeneinander verschiebbar sind.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, nämlich eine verbesserte Abdichtung dieser Einmündungsstellen bei gleichzeitiger einfacherer Herstellung zu schaffen, wird dabei bei einer mehrteiligen Auspuffleitung der genannten Art dadurch gelöst, daß die Innenleitung mittels im Bereich der Einmündungen angeordneter Stütz- und Spanneinrichtungen gegenüber der Außenleitung derart abgestützt und gegen die Dichtflächen gespannt ist, daß bei gleichzeitiger Abdichtung die Längsverschiebbarkeit gewahrt ist.
Es ist zwar bereits bekannt, an der Innenleitung Knaggen vorzusehen, auf welchen sich die Innenleitung beim Einschieben in die Außenleitung abstützt. Sobald jedoch die Innenleitung mit der Außenleitung fest verschraubt ist, heben sich diese Knaggen von der Innenwand der Außenleitung ab und dienen somit nicht mehr zur Abstützung.
Es ist auch eine Auspuffleitung bekannt, bei welcher die an den Zylindern befestigten Einzelrohre sich schraubenförmig um ein Zentralrohr herumwinden, an welchem die einzelnen Rohre mittels Stehbolzen und federbelasteten Pratzen festgehalten werden. Das ganze Rohrbündel ist von einem vom Kühlwasser durchflossenen Mantelrohr umschlossen und in diesem durch am Umfang verteilt angeordnete Schraubenbolzen zentriert. Diese Schraubenbolzen dienen aber lediglich zur Halterung des Mantelrohres an dem Zentralrohr bzw. dem Rohrbündel. Durch diese Schrauben werden keine Dichtflächen gegeneinandergedrückt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist jeweils auf dem unteren Umfangsbereich eine Stützeinrichtung und auf dem der Dichtfläche diametral gegenüberliegenden Umfangsbereich eine Spanneinrichtung angeordnet, welche jeweils aus an der Innenleitung vorgesehenen Flächen und an der Außenleitung von außen einstellbaren Stütz- bzw. Spanngliedern bestehen. Durch diese. Maßnahme wird die Montage wegen der besseren Zugänglichkeit wesentlich erleichtert.
Die Innenleitung kann darüber hinaus mit einem wärmedämmenden Mantel oder die Außenleitung mit einem Kühlwassermantel versehen sein und bei durch Abgasturbogebläse aufgeladenen Maschinen in der Innenleitung in bekannter Weise eine Wendel vorgesehen sein.
Bei an sich bekanntem rechteckigem Querschnitt der Außenleitung ist es zweckmäßig, die der Maschine benachbarte. Wand als Teil einer Zylinderdeckelverkleidung auszubilden, die sich zwischen Haubendeckel und einem als Ölfang dienenden Trog längs des oberen Randes der Gestellseitenwand erstreckt.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung von Außen- und Innenleitung kann sich letztere, da dieselbe mit der Außenleitung nur an einem Ende verbunden ist, ohne weiteres dehnen, wobei die etwa gegenüber dem Gaseintritt liegenden Spanneinrichtungen die beiden bearbeiteten Flächen von Innen-und Außenleitung aufeinanderdrücken, und zwar so, daß sich die Innenleitung zwar axial bewegen läßt, aber trotzdem gasdicht abdichtet. Die auf der Unterseite angeordneten Stützeinrichtungen sollen das Gewicht der Innenleitung gegen die Außenleitung aufnehmen.
Wird die Innenleitung umisoliert ausgebildet, so ist es vorteilhaft, die Außenleitung mit von den Zylinderdeckeln ablaufendem Kühlwasser zu kühlen. Wesentlich ist dabei, daß die Außenleitung etwa die gleiche Temperatur wie der Motor selbst annimmt, damit dieselbe ohne Dehnungsstücke ausgeführt werden kann. in Weiterausbildung der Erfindung kann die Auspuffleitung auch zur Abschirmung von Spritzöl herangezogen werden, indem die eine Längswand derselben nach unten bis zur Motorgestelloberkante herabgezogen und mit dieser öldicht verbunden wird, so daß sich zwischen dieser Wand, den. einzelnen Zylinderdeckeln und dem Gestell ein ölsammelraum bildet, von dem aus das abspritzende Öl abgeleitet werden kann. Nach oben hin ist zumindest diese Wand so weit hochgezogen, daß dieselbe die aufschraub- oder aufklappbaren Deckel, welche die Kipphebel abdecken, tragen kann: Um eine bessere Schalldämpfung zu ermöglichen, ist es zweckmäßig, nicht nur die eine Wand der Auspuffleitung, sondern möglichst den ganzen Kanal bis zum waagerecht liegenden Deckel hochzuziehen.
In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt Fig.1 einen Schnitt durch Auspuffleitung und Zylinderdeckel, Fig. 2 einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform, Fig. 3 einen Längsschnitt nach Fig. 2.
Die Auspuffleitung besteht aus einer Außenleitung 1 und einer in derselben verschiebbaren Innenleitung 2, wobei die Außenleitung mittels der Flanschstutzen 3 an den Zylinderdeckeln 4 befestigt ist. Um ein Verschieben der Innenleitung gegen die Außenleitung infolge der unterschiedlichen Wärmeeinwirkung zu ermöglichen, sind Außen- und Innenleitung im Bereich der Einmündung der Stutzen bei 5 und 6 als Dichtflächen ausgebildet und in dem von den Dichtflächen 5, 6 abgewandten unteren und gegenüberliegenden Bereich des Umfangs der Innenleitung Stützflächen 7, 8 vorgesehen, gegen welche Spanneinrichtungen 9 und 10 der Außenleitung einstellbar sind. Da die Innenleitung lediglich, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, am einen Ende mit der Außenleitung verschraubt ist, kann sich die Innenleitung ungehindert ausdehnen.
Die Innenleitung kann mit einer wärmedämmenden Schicht 11 und bei durch Abgasturbogebläse aufgeladenen Brennkraftmaschinen mit einer Wendel 12 versehen sein. Es ist auch denkbar, den Stutzen 3 mit einem Doppelmantel 13 (Fig. 2 und 3) zu versehen und das Kühlwasser durch einen Doppelmantel 14 der Außenleitung 1 wegzuführen. Beim Ausführungsbeispiel nach der Fig. 2 ist der Aufbau der Auspuffleitung ähnlich wie in Fig. 1, lediglich mit dem Unterschied, daß der Querschnitt rechteckig ist und die der Maschine zugewendete Wand 15 der Außenleitung Teil einer Zylinderdeckelverkleidung ist, die sich zwischen Haubendeckel 16 und einem als Ölfang dienenden Trog 17 längs des oberen Rades der Gestellseitenwand erstreckt und sowohl einen Öl- als auch einen Geräuschschutz bildet. Die Stutzen 13 der Außenleitung dieser Ausführung sind ebenfalls doppelwandig und dienen zur Kühlwasserrückführung in die ebenfalls mit einer Doppelwand 14 versehene Außenleitung.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Mehrteilige Auspuffleitung für Brennkraftmaschinen, bestehend aus einer an den Auslaßstutzen der Brennkraftmaschine befestigbaren Außenleitung und einer von dieser getragenen Innenleitung, zwischen denen die Einmündungen der Stutzen in die Innenleitung umgebende Dichtflächen vorgesehen sind, auf welchen die Leitungen bei unterschiedlicher Wärmeausdehnung im Betrieb gegeneinander verschiebbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenleitung (2) mittels im Bereich der Einmündungen angeordneter Stütz- und Spanneinrichtungen gegenüber der Außenleitung derart abgestützt und gegen die Dichtflächen gespannt ist, daß bei gleichzeitiger Abdichtung der Längsverschiebbarkeit gewahrt ist.
2. Mehrteilige Auspuffleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils auf dem unteren Umfangsbereich eine Stützeinrichtung (7, 9) und auf dem der Dichtfläche (5, 6) diametral gegenüberliegenden Umfangsbereich eine Spanneinrichtung (8, 10) angeordnet ist, welche jeweils aus an der Innenleitung vorgesehenen Flächen (7, 8) und an der Außenleitung von außen einstellbaren Stütz- bzw. Spanngliedern (9, 10) bestehen.
3. Mehrteilige Auspuffleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenleitung am einen Ende in bekannter Weise mit der Außenleitung verflanscht ist (Fig. 3).
4. Mehrteilige Auspuffleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenleitung (2) in an sich bekannter Weise außen mit einer wärmedämmenden Schicht (11) versehen ist.
5. Mehrteilige Auspuffleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenleitung in bekannter Weise mit einem Kühlwassermantel (14) versehen ist.
6. Mehrteilige Auspuffleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenleitung bei durch Abgasturbogebläse aufgeladenen Brennkraftmaschinen in bekannter Weise mit einer Wendel (12) versehen ist.
7. Mehrteilige Auspuffleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenleitung in an sich bekannter Weise im Querschnitt rechteckig ist und die der Maschine benachbarte Wand derselben Teil einer Zylinderverkleidung ist, die sich zwischen Haubendeckel (16) und einem als Ölfang dienenden Trog (17) längs des oberen Randes der Gestellseitenwand erstreckt. B. Mehrteilige Auspuffleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenleitung in an sich bekannter Weise durch doppelwandige Stutzen (13) mit dem Zylinderdeckel verbunden ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 725 013, 810 554, 831035, 1025 211; USA.-Patentschrift Nr. 2125 703; Buch von F. S aß, »Kompressorlose Dieselmaschinen«, II. Auflage, 1948, Bd. I, S. 368.