DE19722725A1 - Rohrzusammenführung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rohrzusammen­ führung mit mindestens zwei gleichsinnig durchströmten, konvergierenden Rohren und einer dem Anschluß an ein Sammelrohr dienenden Flanschplatte, wobei die Rohre endseitig einen unrunden Querschnitt aufweisen und in diesem Bereich über einen Teil ihres Umfangs flächig aneinander anliegen.

Derartige Rohrzusammenführungen werden, dort als "Abgaskrümmer" bezeichnet, bspw. im Rahmen von Abgas­ anlagen für Kraftfahrzeuge eingesetzt. Ein entspre­ chender Abgaskrümmer ist bspw. aus der internationalen Patentanmeldung WO 97/04221 bekannt. Bei dieser Rohr­ zusammenführung münden die Rohre in ein aus zwei Halb­ schalen zusammengefügtes Sammlergehäuse, das seiner­ seits mit einer Flanschplatte verbunden ist. Bei dieser Gestaltung der Rohrzusammenführung wird der mit der Herstellung verbundene Aufwand als nachteilig ange­ sehen. Ferner ist - teilweise aufgrund Kerbwirkung im Bereich der relativ scharfen Knicke der Rohre - die Betriebsfestigkeit im Hinblick auf die z. T. extremen mechanischen Beanspruchungen unzureichend. Darüber hinaus führt die stirnseitige Verbindung der einzelnen Rohre untereinander mittels jeweils einer - vor dem Einsetzen des entsprechenden Rohrbündels in das Sammelgehäuse auszuführenden - Schweißnaht zu einem Schweißverzug, der nur schwer zu beherrschen ist und vor der weiteren Montage eine aufwendige Nachbear­ beitung erforderlich macht.

Ein zum Offenbarungsgehalt der WO 97/04221 vergleich­ barer Stand der Technik ergibt sich aus der japanischen Patentanmeldung 1-138311, dem US-Patent 4373329 und der europäischen Patentschrift 0192995.

Das deutsche Gebrauchsmuster 9100867 offenbart eine Rohrzusammenführung, bei der zwei Rohre direkt in ein Sammelrohr einmünden. Die beiden Rohre weisen endseitig jeweils eine Abflachung auf; ihr Querschnitt ist etwa D-förmig ausgebildet. Sie sind endseitig in das einen runden oder ovalen Querschnitt aufweisende Sammelrohr eingesteckt. Bei derartigen Rohrzusammenführungen sind aus Festigkeitsgründen die beiden Rohre längs der zwischen ihnen gebildeten Zwickel miteinander zu verschweißen. Auch hier ist wieder durch den unvermeid­ baren Schweißverzug eine aufwendige Nachbearbeitung erforderlich; und auch hier entspricht die Betriebs­ festigkeit nicht den Anforderungen.

Die deutsche Offenlegungsschrift 3503148 offenbart eine Anordnung zur gelenkigen, dichten Verbindung von mehr­ flutigen Leitungen. Dabei liegen die von den auf­ einander zu gerichteten Leitungsenden gebildeten, miteinander zu verbindenden Gelenkhälften längs einer etwa kalottenförmigen Ringfläche unter Zwischenlage eines Dichtungsringes aneinander an und sind relativ zueinander allseits schwenkbar geführt. Mit Hilfe einer Dichtungsleiste wird sichergestellt, daß auch im Bereich der gelenkigen Verbindung der mehrflutigen Leitungen diese strömungstechnisch voneinander getrennt sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hinsichtlich ihrer Betriebsfestigkeit gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Rohrzusammenführung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die mit minimalem Aufwand kostengünstig herstellbar ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Rohre endseitig in einer Öffnung der Flanschplatte aufgenommen und mit dieser verbunden sind, wobei die Öffnung der Flanschplatte eine der Anzahl der Rohre entsprechende Anzahl von nach innen gerichteten Vorsprüngen aufweist, welche in die zwischen je zwei Rohren gebildeten Zwickel hineinragen. Maßgeblich für die erfindungsgemäße Rohrzusammenführung ist somit, daß die Rohre unmittelbar mit der dem Anschluß an ein Sammelrohr dienenden Flanschplatte verbunden sind. Sie ragen zu diesem Zwecke in eine Öffnung der Flanschplatte hinein, so daß sie endseitig in jener Öffnung der Flanschplatte aufgenommen sind. Bedeutsam ist dabei, daß die Öffnung, je nach der Anzahl der zusammengeführten Rohre, zwei oder mehr nach innen gerichtete Vorsprünge aufweist, die in die zwischen je zwei Rohren gebildeten Zwickel hineinragen. Die Öffnung erhält auf diese Weise im Falle von zwei konvergierenden Rohren eine etwa "brillenförmige" Gestalt; bei drei oder mehr konvergierenden Rohren erinnert die Gestalt der Öffnung an ein "Kleeblatt".

Die erfindungsgemäße Rohrzusammenführung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß die einzelnen Rohre nicht durch im Bereich der Zwickel angeordnete Längsschweißnähte miteinander verbunden werden müssen. Ebensowenig brauchen die Rohre, bevor sie in die Flanschplatte eingesetzt werden, stirnseitig mit­ einander verschweißt zu werden; denn die Stirnseiten der Rohre sind, auch nachdem diese in die Flanschplatte eingesetzt worden sind, durch die Öffnung der Flansch­ platte hindurch sehr gut zugänglich, so daß sich die entsprechende Schweißnaht ausführen läßt, nachdem die Rohre in die Flanschplatte eingesetzt worden sind. Auf diese Weise ist ausgeschlossen, daß sich die Rohre während der Montage der Rohrzusammenführung verziehen. Es entfällt somit die Notwendigkeit einer Nachbe­ arbeitung der Rohre. Die Rohre können mit der Flansch­ platte ebenfalls mittels einer durch die Öffnung der Flanschplatte bequem herstellbaren Schweißnaht verbunden werden. Die gegenüber dem Stand der Technik mögliche Reduzierung der Schweißarbeiten äußert sich in einer verbesserten Betriebsfestigkeit der erfindungs­ gemäßen Rohrzusammenführung. Nachdem die Rohre endseitig in die Öffnung der Flanschplatte eingesteckt worden sind, genügt eine einzeige umlaufende sowie eine die aneinander anliegenden Stirnkanten der Rohre miteinander verbindende Schweißnaht zur Herstellung einer zuverlässig dichten und dauerhaft festen, auch extremen mechanischen Beanspruchungen widerstehenden Rohrzusammenführung, insbesondere eines entsprechenden Abgaskrümmers. Zudem ist die Umformbarkeit der an­ einander anliegenden Enden der Rohre entscheidend günstiger als beim Stand der Technik. Denn die Rohr­ wandung braucht nicht mit einem minimalen Biegeradius rechtwinklig von den Abflachungen zu den angrenzenden Bereichen überzugehen, wie dies für den Stand der Technik zutrifft; vielmehr ist es möglich, zwischen den Abflachungen und den angrenzenden Umfangsbereichen der Rohre großzügig bemessene Übergangsradien vorzusehen, mit dem geschilderten Ergebnis der verbesserten Rohr­ umformbarkeit bei gleichzeitig reduzierter Gefahr von Beschädigungen bei Herstellung und Betrieb. Auch die gegenüber dem Stand der Technik erheblich reduzierte Kerbwirkung durch vergrößerte Biegeradien trägt maß­ geblich zur Steigerung der Betriebsfestigkeit bei. Vorteilhaft kann sich bei der erfindungsgemäßen Rohr­ zusammenführung des weiteren auswirken, daß durch das Zusammenwirken der zwischen je zwei Rohren gebildeten Zwickel und der in diese hineinragenden Vorsprünge der Öffnung der Flanschplatte eine zwangsläufige Ausrich­ tung der Flanschplatte bei ihrer Montage ergibt.

Die vorliegende Erfindung schließt solche Abgaskrümmer oder sonstigen Rohrzusammenführungen ein, bei denen ein und dieselbe Flanschplatte für zwei oder mehr jeweils konvergierende Paare, Tripletts oder dgl. von Rohren vorgesehen ist, beispielsweise sog. "4 in 2-Krümmer", "6 in 2-Krümmer" und "6 in 3-Krümmer".

Weitere Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nach­ folgenden Beschreibung eines in der Zeichnung darge­ stellten bevorzugten Ausführungsbeispiels. Dabei zeigt

Fig. 1 eine Rohrzusammenführung nach der Erfindung mit zwei Rohren in perspektivischer Ansicht und

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Rohrzusammenführung gemäß Fig. 1 aus Richtung der Flanschplatte (Pfeil A).

Die in der Zeichnung dargestellte Rohrzusammenführung umfaßt zwei konvergierende Rohre 1 und eine Flansch­ platte 2. Die beiden Rohre 1 weisen im Bereich ihres freien Verlaufs einen runden Querschnitt auf. Sie sind jedoch endseitig abgeflacht, und zwar in der Weise, daß sie längs einer ebenen Berührungsfläche 3 aneinander anliegen. Benachbart den die gemeinsame Berührungs­ fläche 3 definierenden Abflachungen gehen die Rohre mit einem großzügig gemessenen Biegeradius R in den jeweiligen äußeren Umfangsbereich 4 über.

Die Flanschplatte 2 weist eine Öffnung 5 auf. Diese ist so dimensioniert, daß die beiden längs der Berührungs­ fläche 3 aneinander anliegenden Rohre 1 in sie einge­ steckt werden können. Die Öffnung 5 ist dabei hinsicht­ lich ihrer Gestalt in der Weise an die beiden zusammen­ gefügten Rohre angepaßt, daß zwei nach innen gerichtete Vorsprünge 6 in die zwischen den beiden Rohren ausgebildeten Zwickel 7 hineinragen. Im übrigen entspricht die etwa "brillenförmige" Kontur der Öffnung 5 der Flanschplatte 2 im wesentlichen dem Verlauf der äußeren Umfangsflächen 4 der beiden Rohre.

Mittels einer Schweißnaht 8 sind die beiden Rohre mit der Flanschplatte sowie stirnseitig untereinander verbunden.

Claims (5)

1. Rohrzusammenführung mit mindestens zwei gleichsinnig durchströmten, konvergierenden Rohren (1) und einer dem Anschluß an ein Sammelrohr dienenden Flanschplatte (2), wobei die Rohre endseitig einen unrunden Querschnitt aufweisen und in diesem Bereich über einen Teil ihres Umfangs flächig aneinander anliegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (1) endseitig in einer Öffnung (5) der Flanschplatte (2) aufgenommen und mit dieser verbunden sind, wobei die Öffnung (5) der Flanschplatte eine der Anzahl der Rohre entsprechende Anzahl von nach innen gerichteten Vorsprüngen (6) aufweist, welche in die zwischen je zwei Rohren gebildeten Zwickel (7) hineinragen.

2. Rohrzusammenführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanschplatte (2) aus einer Mehrzahl von Lamellen aufgebaut ist.

3. Rohrzusammenführung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (1) längs ebener Flächen (3) aneinander anliegen.

4. Rohrzusammenführung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Rohre (1) vorgesehen sind, die jeweils eine Abflachung aufweisen.

5. Rohrzusammenführung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß drei oder mehr Rohre (1) vorgesehen sind, die jeweils zwei spitzwinklig zueinander angeordnete Abflachungen aufweisen.