DE19818585C1 - Vorrichtung zum Verbinden eines Krümmerrohres einer Auspuffanlage mit dem Zylinderkopf - Google Patents

Abstract

Eine Vorrichtung zum Verbinden eines Krümmerrohres einer Auspuffanlage mit dem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine weist einen Flansch am stirnseitigen Ende des Krümmerrohres auf, über den das Krümmerrohr mit dem Zylinderkopf verbunden ist. Das Krümmerrohr ist an seiner zylinderseitigen Stirnseite mit einer konischen oder kugelförmigen Aufweitung versehen. Der Zylinderkopf oder ein mit dem Zylinderkopf verbundenes Teil ist mit einer an die Aufweitung des Krümmerrohres angepaßten Außenwand eines Abgaskanales versehen, über die das Krümmungsrohr mit seiner Aufweitung aufgeschoben ist. Der Flansch des Krümmerrohres ist als Klemmflansch ausgebildet, der über die Aufweitung des Krümmerrohres aufgeschoben ist. Der Klemmflansch weist einen über das Krümmerrohr in Richtung auf den Zylinderkopf frei auskragenden Klemmring auf, mit welchem er über eine Rastverbindung mit dem Zylinderkopf oder ein mit dem Zylinderkopf verbundenes Teil verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verbinden eines Krümmerrohres einer Auspuffanlage mit dem Zylin­ derkopf einer Brennkraftmaschine nach der im Oberbe­ griff von Anspruch 1 näher definierten Art.

Es ist allgemein bekannt, Krümmerrohre mit Flansche zu versehen. Die Flansche weisen dabei im allgemeinen Bohrungen auf, durch die Schrauben gesteckt werden, über welche eine Schraubverbindung mit dem Zylinder­ kopf hergestellt wird.

Nachteilig bei dieser Befestigungsart ist, daß zur Verbindung ein entsprechender Montageaufwand erforder­ lich ist, und daß für die Schrauben eine Montagefrei­ gängigkeit vorzusehen ist. Darüber hinaus muß darauf geachtet werden, daß eine gute Anlage über den Umfang der Fügestellen erreicht wird, mit einer entsprechend gleichmäßigen Pressung, damit eine ausreichende Dich­ tigkeit gegeben ist.

Die gattungsgemäße US 2 319 939 zeigt eine Verbin­ dungseinheit für Abgasrohre. Bei der hier beschriebe­ nen Vorrichtung ist von erheblichem Nachteil, daß zur Verbindung mit dem Zylinderkopf über Schrauben eine Zugänglichkeit von zwei Seiten gegeben sein muß. Um eine Gasdichtheit zu erreichen, ist ein Ring vorgese­ hen, auf den das Krümmerrohr aufgeschoben ist.

Aus der DE 34 02 583 A1 ist eine Rohranschlußvorrich­ tung für Hochdruckrohrsysteme bekannt, wobei in ein aufgeweitetes Ende eines Rohres ein Bördelring einge­ schoben ist. Außenseitig ist über das Rohr ein Druck­ ring auf das aufgeweitete Rohrende aufgeschoben, der durch Materialverformung und -spannung den Bördelring fest im aufgeweiteten Rohrende hält. Der Druckring dient als Widerlagerring für ein Verbindungsbauteil, mit welchem das Rohrende dann mit einem Anschlußstück verbindbar ist. Für Vorrichtungen zum Verbinden eines Krümmerrohres einer Auspuffanlage mit dem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine ist diese Verbindungsart we­ der vorgesehen noch einsetzbar, da keine Zugänglich­ keit von zwei Seiten gegeben ist.

Des weiteren wird zum zusätzlichen Stand der Technik auf die DE 195 01 780 C2 verwiesen. Für die in diesen Druckschriften dargestellten Rohr-Flansch-Verbindungen ist Voraussetzung, daß eine Zugänglichkeit von beiden Seiten her gegeben sein muß, was, wie bereits erwähnt, bei der Verbindung eines Krümmerrohres mit dem Zylin­ derkopf nicht gegeben ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaf­ fen, mit welcher eine einfache und schnell zu montie­ rende Verbindung zwischen dem Krümmerrohr und dem Zy­ linderkopf geschaffen wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kenn­ zeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.

Wie ersichtlich, wird nicht nur eine Bauteilreduzie­ rung mit der erfindungsgemäßen Verbindung erreicht, denn es werden mehrere Schrauben eingespart, sondern darüber hinaus läßt sich auch die Montagezeit für die Verbindung reduzieren. Es ist lediglich erforderlich den Klemmring des Klemmflansches über die erfindungs­ gemäße Rastverbindung mit dem Zylinderkopf zu verbin­ den.

Da für Schraubverbindungen keine Montagefreigängigkei­ ten, wie z. B. für Steckschlüssel oder Ratschen vorge­ sehen werden müssen, ist man in der Gestaltung des Zylinderkopfes und der diesen umgebenden Teile freier.

Durch die erfindungsgemäße Klemmverbindung wird dar­ über hinaus über den gesamten Umfang der Fügestelle eine gleichmäßige Pressung erreicht, was sich sehr positiv auf ein gutes Tragbild und damit auch auf die Dichtigkeit auswirkt.

Ein weiterer erheblicher Vorteil der erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung besteht darin, daß durch unter­ schiedliche Wärmeausdehungen von Krümmerrohr und Zy­ linderkopf ein Winkelausgleich, durch die Form der Ausweitung des Krümmerrohres und die daran angepaßte Außenwand des Abgaskanales möglich ist. Auf diese Wei­ se werden Spannungen im Rohrkrümmer minimiert.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 und 3 und aus dem nach­ folgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschriebe­ nen Ausführungsbeispiel.

Die einzige Figur zeigt einen Teilschnitt durch einen Zylinderkopf 1 im Bereich eines Auslaßkanales 2. Ein Krümmerrohr 3 ist an seinem dem Zylinderkopf 1 zuge­ wandten stirnseitigen Ende mit einem Klemmflansch 4 versehen, welcher über das Krümmerrohr 3 geschoben ist. Das Krümmerrohr 3 ist an seinem dem Zylinderkopf 1 zugewandten stirnseitigen Ende mit einer kugelförmi­ gen Aufweitung 5 versehen, auf welche der Klemmflansch 4 lose aufgeschoben ist.

Der Klemmflansch 4 ist in Richtung des Zylinderkopfes 1 mit einem frei auskragenden Klemmring 6 versehen. Für den Klemmflansch 4 ist ein Material zu wählen, das eine gewisse Elastizität derart besitzt, daß der frei auskragende Klemmring eine Federwirkung besitzt. Im Bereich des freien Endes des Klemmringes 6 ist dieser mit einer radial sich nach außen erstreckenden wulstartigen Verdickung 7 versehen. Die wulstartige Verdickung 7 ergibt zusammen mit einer ringförmigen Hinterschneidung 8 im Zylinderkopf 1 eine Rastverbin­ dung beim Aufschieben des Klemmflansches 4 auf die Außenwand des Auslaßkanales 2. Damit dies dichtend über den gesamten Umfang erfolgen kann, weist die Au­ ßenwand des Auslaßkanales 2 an ihrem dem Krümmerrohr 3 zugewandten Ende eine an die Aufweitung 5 des Krümmer­ rohres 3 angepaßte Form auf. Dies bedeutet, sie be­ sitzt ebenfalls einen kugelförmigen Verlauf. Sofern die Aufweitung 5 konisch erfolgt ist, besitzt die Au­ ßenwand des Auslaßkanales 2 selbstverständlich eben­ falls eine entsprechend angepaßte konische Form.

Um das Aufschieben des Klemmflansches 4 bzw. dessen Klemmringes 6 für die Rastverbindung zu erleichtern, weist der Klemmring 6 an seinem freien Ende eine Aus­ laufschräge 9 auf, die zu einer Durchmesserreduzierung am Ende des Klemmringes 6 führt. Entsprechend an die Auslaufschräge 9 angepaßt ist der Zylinderkopf 1 au­ ßenseitig vor der ringartigen Hinterschneidung 8 mit einer Einführschräge 10 versehen, die zu einer Durch­ messervergrößerung im Bereich der Einführung des Klemmringes 6 führt. Um eine gleichmäßige Pressung und damit gute Dichtigkeit zu erreichen, sind die Hinter­ schneidungskrümmung der Hinterschneidung 8 des Zylin­ derkopfes 1 und die Krümmung des von dem freien Ende des Klemmringes 6 abgewandten Bereiches der wulstarti­ gen Verdickung 7 aneinander angepaßt.

Die Verbindung des Rohrkrümmers 3 mit dem Zylinderkopf 1 erfolgt auf einfache Weise dadurch, daß der aus Rohrkrümmer 3 und Klemmflansch 4 bestehende Verbund auf den Zylinderkopf 1 aufgepreßt wird. Hierbei wird durch die Einführschräge 10 am Zylinderkopf 1 die Axialkraft, die durch das Aufpressen aufgebracht wird, unter anderem in eine Kraft zerlegt, die den Klemm­ flansch 4 bzw. dessen Klemmring 6 elastisch zu einem kleineren Durchmesser hin deformiert. Ist während des Aufpreßvorganges der Scheitelpunkt der Einführschräge 10 überschritten und beginnt dahinter die ringförmige Hinterschneidung 8, so entspannt sich der Klemmring 6 und erzeugt so über die Hinterschneidungswand des Zy­ linderkopfes 1 und die wulstartige Verdickung 7 unter anderem eine Kraftkomponente in axialer Richtung auf den Zylinderkopf 1. Diese Kraft führt dazu, daß sich der Rohrkrürnmer 3 im Bereich seiner Aufweitung 5 über die daran angepaßte Außenwand des Auslaßkanales 2 des Zylinderkopfes 1 schiebt. Über diese geometrische Form der Fügepartner ergibt sich damit eine gleichmäßige Pressung und Dichtwirkung.

Möchte man die geometrische Form des Zylinderkopfes 1 zur Herstellung dieser Verbindung mit dem Rohrkrümmer 3 nicht oder nicht vollständig ändern, so kann auch ein entsprechendes Zwischenteil vorgesehen werden, das mit dem Zylinderkopf 1 beliebig verbunden ist. In die­ sem Falle wird man dann z. B. in das Zwischenteil die ringförmige Hinterschneidung 8 und die Einführschräge 10 einbringen.

Claims (3)

1. Vorrichtung zum Verbinden eines Krümmerrohres ei­ ner Auspuffanlage mit dem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine, wobei das Krümmerrohr mit ei­ nem Flansch an einem stirnseitigen Ende versehen ist und das Krümmerrohr über den Flansch mit dem Zylinderkopf verbunden ist, wobei das Krümmerrohr an seinem dem Zylinderkopf zugewandten stirnseiti­ gen Ende mit einer konischen oder kugelförmigen Aufweitung versehen ist, wobei das Krümmerrohr mit seiner Aufweitung auf ein Krümmerrohraufnahmeteil aufgeschoben ist, und wobei der Flansch des Krüm­ merrohres über die Aufweitung des Krümmerrohres aufgeschoben ist, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) das Krümmerrohraufnahmeteil der Zylinderkopf (1) oder ein mit dem Zylinderkopf (1) verbunde­ nes Teil ist, und
• b) der Flansch als Klemmflansch (4) ausgebildet ist, der einen über das Krümmerrohr (3) in Richtung auf den Zylinderkopf (1) frei auskra­ genden Klemmring (6) aufweist, mit welchem er über eine federnde Rastverbindung (7) mit dem Zylinderkopf (1) oder ein mit dem Zylinderkopf verbundenes Teil verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die federnde Rastverbindung durch eine wulstartige Verdickung (7) im Bereich des freien Endes des Klemmringes (6) gebildet ist, mit welcher der Klemmring (6) in einer Hinterschneidung (8) des Zylinderkopfes oder dem mit dem Zylinderkopf ver­ bundenen Teil federnd einrastet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmring (6) an seinem freien Ende eine Aus­ laufschräge (9) aufweist, die zu einer Durchmes­ serreduzierung am Ende führt und daß der Zylinder­ kopf (1) oder das mit dem Zylinderkopf verbundene Teil mit einer Einführschräge (10) versehen ist, die eine Durchmesservergrößerung vor der Hinter­ schneidung (8) ergibt.