DE4038014C2

DE4038014C2 - Abgaskrümmer an einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE4038014C2
Application number: DE4038014A
Authority: DE
Inventors: Thomas Dipl Ing Brachert; Peter Dipl Ing Krotky
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 1990-11-29
Filing date: 1990-11-29
Publication date: 1994-11-10
Anticipated expiration: 2010-11-30
Also published as: DE4038014A1; DE59102872D1; EP0559641B1; JPH06506278A; WO1992009795A1; EP0559641A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Abgaskrümmer an einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist bekannt, DE 27 46 676 C2, einen Abgaskrümmer mit einem aus einem Stück hergestellten Flansch zu versehen, der unter Vermittlung von Schrauben und Federn mit einem Stützring verbunden ist.

Die DE-U 1 973 737 behandelt eine Gelenkverbindung von zwei koaxial zueinander angeordneten Rohren, deren einander zugekehrte Enden mit Aufbördelungen versehen sind. Daran stützen sich flanschartige Verbindungsringe ab, die mit Schrauben zusammengehalten sind.

Schließlich zeigt die DE 21 32 754 B2 eine Rohrverbindung mit ineinandergesetzten Rohren, die mit beabstandeten Flanschen und Schrauben in Lage gehalten werden, wobei sich die Flansche rohrseitig an schrägen Flächen abstützen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Befestigungsflansch eines als Gußteil hergestellten Abgaskrümmers so zu gestalten, daß er bei günstiger Herstellung und Montage hohe Belastungen aufnimmt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere, die Erfindung ausgestaltende Merkmale sind in den Unteransprüchen enthalten.

Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile sind darin zu sehen, daß der zweite Befestigungsflansch des Abgaskrümmers ein getrennt hergestelltes Flanschteil ist, wodurch Biegebeanspruchungen, hervorgerufen z. B. durch Winkeltoleranzen zwischen dem Abgaskrümmer und der Abgasleitung, aufgrund der sphärischen Dichtung zwischen letzteren funktionsgerecht aufgenommen werden. Dieses Flanschteil, das beispielsweise aus warmfestem Stahl bestehen kann, stützt sich formschlüssig am Ringelement ab. Eine wirkungsvolle Abstützung wird über Konusse erreicht, die am Flanschteil und am Ringelement vorgesehen sind. Zur einfachen Montage des Flanschteils besteht das Ringelement aus mehreren, getrennt hergestellten Ringabschnitten. Darüber hinaus ist der kleinste Innendurchmesser im Konus des Flanschteils größer als der Außendurchmesser des Anschlags.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, das nachstehend näher beschrieben ist.

Es zeigt

Fig. 1 eine schematisch ausgeführte Brennkraftmaschine mit einem Abgaskrümmer und einer Abgasleitung,

Fig. 2 eine Einzelheit X der Fig. 1 im Schnitt und größerem Maßstab,

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1.

Eine in Fahrzeuglängsrichtung A-A eines nicht näher gezeigten Kraftfahrzeugs eingebaute mehrzylindrige Brennkraftmaschine 1 - in Reihenbauweise - umfaßt einen Zylinderkopf 2 mit mehreren Auslaßkanälen 3 und einer Abgasanlage 4. Die Abgasanlage wird gebildet durch einen Abgaskrümmer 5 und eine Abgasleitung 6, die mit einem Katalysator 7 verbunden ist. Der Abgaskrümmer 5 ist an einem Ende B mit einem ersten Befestigungsflansch 8 (weil es sich um eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine handelt, gibt es mehrere Flansche 8) an dem Zylinderkopf 2 unter Vermittlung von Schrauben gehalten. Der erste Befestigungsflansch 8 wirkt nach Art einer Flachdichtung mit dem Zylinderkopf 2 zusammen und ist aus einem Stück mit dem aus einer Graugußlegierung bestehenden Abgaskrümmer 5 hergestellt. Der Abgaskrümmer 5 ist am anderen Ende C mit einem zweiten Befestigungsflansch 9 versehen, der mit einem weiteren Befestigungsflansch 10 der Abgasleitung 6 unter Vermittlung von Schrauben 11, 12 verbunden ist. Der Abgaskrümmer 5 und die Abgasleitung 6 wirken über eine Dichtung 13 zusammen, die sphärische Abschnitte 14, 15 (Fig. 2) aufweist.

Der Abschnitt 14 des Abgaskrümmers 5 ragt mit einer balligen Anfasung 16 in eine Aufweitung 17 des Abschnitts 15 der Abgasleitung 6 hinein, die im Ausführungsbeispiel ein doppelwandiges Stahlrohr ist. Der Befestigungsflansch 10, der ein getrennt von der Abgasleitung 6 hergestelltes, plattenartiges Bauteil ist, stützt sich mit einer Anfasung 18, die in eine die Abgasleitung 6 umgebende Öffnung 19 eingearbeitet ist, an der Aufweitung 17 ab. Durch die Art der Dichtung 13 können Toleranzen, wie sie durch die Winkel α und β in Fig. 1 angegeben sind, ausgeglichen werden.

Der zweite Befestigungsflansch 9 des Abgaskrümmers 5 ist ein getrennt von letzterem hergestelltes, plattenartiges Flanschteil 20, das sich mit einer Öffnung 21 an einem Ringelement 22 formschlüssig abstützt. Das Ringelement 22 umgibt anliegend einen Außendurchmesser D1 des Abgaskrümmers 5 und ist in axialer Richtung D gegen einen Anschlag 23 von letzterem gespannt. Der Außendurchmesser D2 des Anschlags 23 ist größer als der Außendurchmesser D1.

Das Flanschteil 20 und das Ringelement 22 wirken über Konusse 23, 24 zusammen, die sich in axialer Richtung D - Strömungsrichtung der Abgase - erweitern und einen Winkel γ einschließen.

Gemäß Fig. 3 besteht das Ringelement 22 aus zwei Ringabschnitten 24, 25, die an jeweils radialen Enden 28 und 29 zusammengesetzt sind. Es besteht auch die Möglichkeit, das Ringelement 22 aus mehr als zwei Ringabschnitten zu bilden.

Zwischen dem Abgaskrümmer 5 und dem Ringelement 22 ist eine Kammer 30 vorgesehen, durch die der Wärmeübergang vom Abgaskrümmer 5 zum Ringelement 22 reduziert wird. Die Kammer 30 wird durch eine Ausnehmung 31 im Ringelement 22 gebildet.

Damit das Flanschteil 20 auf einfache Weise in seine Einbaulage gebracht werden kann, ist der kleinste Innendurchmesser Idk größer als der Außendurchmesser D2 des Anschlags 23.

Bei hohen Beanspruchungen der Befestigungsflansche 9 und 10 können diese wie auch das Ringelement 23 aus einem warmfesten Stahl bestehen.

Claims

1. Abgaskrümmer an einer Brennkraftmaschine, der als Gußteil hergestellt ist und an einem Ende einen Befestigungsflansch umfaßt, der mit einem weiteren Befestigungsflansch einer Abgasleitung über Schrauben verbunden ist, wobei die Flansche des Abgaskrümmers und der Abgasleitung über sphärische Abschnitte zusammenwirken, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsflansch (9) des Abgaskrümmers (5) ein loser Flansch (20) ist, der sich an einem gegen einen Rohrbund (23) des Abgaskrümmers (5) gestützten, mindestens zweigeteilten Ringelement (22) abstützt, welches die Rohrwand des Abgaskrümmers (5) umgibt, wobei der kleinste Innendurchmesser des Flansches (20) größer ist als der Außendurchmesser des Rohrbundes (23).

2. Abgaskrümmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringelement (22) aus mehreren Segmenten (24, 25) gebildet ist.

3. Abgaskrümmer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Abgaskrümmer (5) und dem Ringelement (22) eine Kammer (30) vorgegeben ist.

4. Abgaskrümmer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (30) durch eine Ausnehmung (31) im Ringelement (22) gebildet ist.

5. Abgaskrümmer nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (20) aus einem warmfesten Stahl besteht.

6. Abgaskrümmer nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringelement (22) aus einem warmfesten Stahl besteht.

7. Abgaskrümmer nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der sphärische Abschnitt (16) des Abgaskrümmers (5) in eine Aufweitung (17) der Abgasleitung (6) hineinragt.