DE4200611C2 - Abgasrohrkrümmer - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Abgasrohrkrümmer, der einerseits an den Motorblock eines Kraftfahrzeuges anschraubbar ist und an seinem Ende mit einem Anschlußflansch zur Verbindung mit dem Anschlußrohr eines Katalysators versehen ist.

Bei einem aus der DE-Z.MTZ, 52 (1991) auf den Seiten 206-210 beschriebenen Abgasrohrkrümmer ist die Sammelleitung doppelwan­ dig. Die von der Sammelleitung abgehenden Rohrstutzen sind ebenfalls doppelwandig, um die aufzuheizende Masse und somit die Anspringzeit des Katalysators zu vermindern. Ferner ist der vorbekannte Abgasrohrkrümmer mit einem gemeinsamen Anschluß­ flansch für alle Rohrstutzen ausgerüstet. Dies ist im Hinblick auf die Wärmeausdehnung äußerst ungünstig, da die Ausdehnung nicht kompensiert wird. Es kommt deshalb häufig zum Bruch, der auf Wärmespannungen zurückzuführen ist.

Darüber hinaus ist das Auswechseln mit einem erheblichen Zeit­ aufwand verbunden, da der zur Verfügung stehende Raum für den Einbau eines Abgaskrümmers äußerst knapp ist, bedingt durch die kompakte Bauweise der Fahrzeuge.

Darüber hinaus ist die Fertigung der extrem kurzen Rohrstutzen nur mit einem nicht vertretbaren technischen Aufwand möglich. Darüber hinaus ist die Verbindung der Rohrstutzen mit der Sam­ melleitung ebenfalls nur mit einem großen Aufwand möglich.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen aus der zuvor zitierten Literaturstelle bekannten Abgasrohr­ krümmer zur Serienreife zu entwickeln, so daß er wirtschaftlich in großen Stückzahlen herstellbar ist.

Die gestellte Aufgabe wird durch einen Abgasrohrkrümmer mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Die Rohrstutzen bei dem erfindungsgemäßen Abgaskrümmer sind zwar länger als bei dem vorbekannten, jedoch ist dies unbedeu­ tend, da die von den Rohrstutzen aufgenommene Wärmemenge so ge­ ring ist, daß sie vernachlässigt werden kann. Da die Rohrstut­ zen im Gießverfahren hergestellt sind, entfällt die aufwendige Herstellung der Rohrstücke und die Verbindung mit der Sammel­ leitung. Da die Rohrstutzen mit den Einzelflanschen ein ein­ stückiges Gußteil bilden, ist die Herstellung wesentlich ver­ einfacht, da sie in einem Guß erfolgt. Außerdem werden durch die Einzelflansche Wärmedehnungen kompensiert. Die Herstellung wird noch zusätzlich vereinfacht, da auch die Sammelleitung mit dem am weitesten vom Anschlußflansch entfernt liegenden Rohr­ stutzen ein einstückiges Formteil bildet. Da die Mittel­ längsachse der Sammelleitung im wesentlichen parallel und im Abstand zur Flanschebene der Rohrstutzen verläuft, können gleichartige Rohrstutzen verwendet werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Abgaskrüm­ mers sind in den Unteransprüchen aufgezeigt.

Anhand der beiliegenden Zeichnungen, in denen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel gezeigt wird, wird die Erfindung noch näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Abgaskrümmer in Ansicht,

Fig. 2 den Abgasrohrkrümmer gemäß der Fig. 1 in einem Längsschnitt, jedoch nur das dem Anschlußflansch zugeordnete Ende zeigend,

Fig. 3 den Abgaskrümmer nach der Fig. 1 in einem Längs­ schnitt, den Verbindungsbereich zwischen der Sam­ melrohrleitung und einem eingeschweißten Rohrstut­ zen zeigend und

Fig. 4 den Abgasrohrkrümmer nach der Fig. 1 in einem Längsschnitt, die Festlegung des doppelwandigen Rohrstutzens an den motorseitigen Anschraubflansch zeigend.

Der in der Fig. 1 dargestellte Abgasrohrkrümmer 10 besteht im wesentlichen aus einer Sammelleitung 11 und drei Rohrstutzen 12, 13, 14. Die Rohrstutzen 12, 13, 14 sind an ihren freien En­ den zum Anschrauben an den Motorblock mit einzelnen Flanschen 15, 16, 17 versehen. Diese Sammelleitung 11 ist bogenförmig ausgebildet und trägt an einem Ende zur Verbindung mit dem An­ schlußrohr eines Katalysators einen Anschlußflansch 18. Die Sammelleitung 11 selbst ist in Form eines Bogens mit unter­ schiedlich langen Schenkeln ausgebildet. An den längeren Schen­ kel sind die Rohrstutzen 12, 13, 14 in noch näher erläuterter Weise angesetzt. Die Fig. 1 zeigt deutlich, daß die Rohrstutzen 12, 13, 14 relativ kurz sind, damit der Abgasrohrkrümmer 10 bzw. die Sammelleitung 11 möglichst nahe am Motorblock vorbeigeführt werden kann, um die Gesamtmasse des Abgasrohrkrümmers 10 so klein wie möglich zu halten. Der Abstand a von den freien Flä­ chen der Einzelflansche 15, 16, 17 bis zur Sammelleitung 11 des Abgasrohrkrümmers 10 beträgt im dargestellten Ausführungsbei­ spiel ca. 30 mm und ist ein klein wenig geringer als der Außen­ durchmesser der Sammelleitung 11. Die Rohrstutzen 13, 14 werden in vorgeformte Bohrungen der Sammelleitung 11 eingesetzt und mit dieser verschweißt. Der dem Anschlußflansch 18 der Sammelleitung 11 am weitesten entfernt liegende Rohrstutzen 12 bildet mit der Sammelleitung 11 ein einstückiges Bauteil, d. h. daß dem Anschlußflansch 18 abgewandt liegende Ende ist bogenförmig aus­ gebildet, wobei die Krümmung entgegengesetzt zu dem den An­ schlußflansch 18 zugeordneten Ende verläuft.

Die Fig. 2 zeigt, daß die Sammelleitung 11 aus einem Außenrohr 19 und einem Innenrohr 20 besteht. Die Dicke der Wandung des Innenrohres 20 ist deutlich geringer als die des Außenrohres 19. Der Außendurchmesser des Innenrohres 20 ist geringer als der Innendurchmesser des Außenrohres 19, so daß zwischen dem Außenrohr 19 und dem Innenrohr 20 ein Ringraum 21 liegt. Die Differenz des Innendurchmessers des Außenrohres 19 zum Außen­ durchmesser des Innenrohres 20 entspricht im dargestellten Aus­ führungsbeispiel der Dicke der Wandung des Außenrohres 19. Der Anschlußflansch 18 ist an der der Kontaktfläche abgewandten Seite mit einem Ansatz versehen, der stufenförmig abgesetzt ist, so daß ein umlaufender Distanzsteg 22 gebildet ist, damit das aus Stahl gefertigte Außenrohr 19 und das aus Stahl gefer­ tigte Innenrohr 20 konzentrisch zueinander angeordnet sind. Die Dicke der Wandung des Innenrohres 20 beträgt maximal 0,5 mm. Die Dicke der Wandung des Außenrohres 19 kann beispielsweise zwischen 2 und 3 mm liegen. Die Verbindung der Sammelleitung 11 mit dem Anschlußflansch 18 kann durch eine Schweißnaht erfol­ gen.

Aus der Fig. 1 in Verbindung mit der Fig. 2 ergibt sich, daß auch der dem Anschlußflansch 18 abgewandt liegende Rohrstutze 12 doppelwandig ausgebildet ist, da dieser im Sinne einer abge­ bogenen Verlängerung der Sammelleitung 11 zu sehen ist. Die Verbindung mit dem Einzelflansch 15 wird anhand der Fig. 4 noch näher erläutert.

Die Fig. 3 zeigt die Festlegung des Rohrstutzens 14 an der Sammelleitung 11. Der Rohrstutzen 13 und ggf. auch noch weitere sind in der gleichen Weise festgelegt. Für die dem Anschluß­ flansch 18 zugewandten Rohrstutzen 13, 14 sind in der Haupt­ rohrleitung 11 entsprechende Bohrungen vorgesehen. Damit die Schnittkanten des inneren Rohres nicht den heißen Abgasen aus­ gesetzt sind und somit nicht vorzeitig im Dauerbetrieb zerstört werden, sind die die Bohrung begrenzende Randbereiche des Außenrohres 19 und des Innenrohres 20 nach außen umgebogen. In diese Öffnung wird der jeweilige Abzweigrohrstutzen 13, 14 ge­ steckt und in nicht näher erläuterter Weise mit der Hauptrohr­ leitung 11 verschweißt.

Die Fig. 4 zeigt die Festlegung des eine Verlängerung der Sam­ melleitung 11 bildenden Rohrstutzens 12, der dem Anschluß­ flansch 18 abgewandt liegt. Der Einzelflansch 15 ist an der der Kontaktfläche zum Motorblock abgewandten Seite mit einem Ansatz 23 versehen, der außen stufenförmig abgesetzt ist. Das Außen­ rohr 19 wird auf die Stufe mit dem größeren Durchmesser aufge­ schoben, während das Innenrohr 20 im Endbereich aufgeweitet ist. Dieser Endbereich wird auf die Stufe mit dem geringeren Durchmesser aufgeschoben. Die äußere Stirnfläche des Innenroh­ res 20 reicht jedoch nicht bis an die Stufe mit dem größeren Durchmesser heran, so daß sich das Innenrohr 20 bei Erwärmung in seiner Längsrichtung ausdehnen kann. Das Außenrohr 19 wird durch eine Schweißnaht 24 am Ansatz 23 des Flansches 15 festge­ legt. Durch diese einfache Konstruktion ist außerdem noch si­ chergestellt, daß das Innenrohr 20 nicht vibriert. Die Distanz­ haltung zwischen dem Außenrohr 19 und dem Innenrohr 20 wird durch die in der Fig. 3 dargestellte Verbindung der Sammellei­ tung 11 mit den jeweiligen Rohrstutzen 13 oder 14 erreicht.

Das Außenrohr 19 kann aus einem gut verformbaren Stahl beste­ hen. Das Innenrohr 20 besteht zweckmäßigerweise aus einem hoch­ warmfesten Stahl.

Claims (5)

1. Abgasrohrkrümmer, der einerseits an den Motorblock eines Kraftfahrzeugs anschraubbar ist, und an seinem Ende mit einem Anschlußflansch (18) zur Verbindung mit dem Anschlußrohr eines Katalysators versehen ist,

• - der eine aus einem Innenrohr (20) und einem unter Bildung eines Ringraumes konzentrischen Außenrohr (19) bestehende Sammelleitung (11), die mit dem vom Anschlußflansch (18) am weitesten entfernt liegenden Rohrstutzen (12) einstückig ausgebildet ist und wei­ tere leitend mit der Sammelleitung (11) verbundene Rohrstutzen (13, 14) aufweist, deren Längen gleich oder kleiner sind als der Außendurchmesser des Außen­ rohres (19) der Sammelleitung (11),
• - bei dem die Mittellängsachse der Sammelleitung (11) im wesentlichen parallel und im Abstand zur Flansche­ bene der Rohrstutzen (12, 13, 14) verläuft, wobei je­ der Rohrstutzen (12, 13, 14) mit einem Einzelflansch (15, 16, 17) versehen ist und zumindest die dem An­ schlußflansch (18) näherliegenden Abzweigrohrstutzen (13, 14) mit Flanschen (16, 17) als einstückige, im Gießverfahren hergestellte Formteile ausgebildet sind.

2. Abgasrohrkrümmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Wandung des Innenrohres (20) wesentlich kleiner ist, als die Dicke der Wandung des Außenrohres (19).

3. Abgasrohrkrümmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen der Sammellei­ tung (11) in die dem Anschlußflansch (18) näher liegenden Rohrstutzen (13, 14) eingreifen und in ihren die Bohrungen begrenzenden Randbereichen des Innenrohres (20) und des Außenrohres (19) nach außen abgebogen sind.

4. Abgasrohrkrümmer nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Fixierung des Innenrohres (20) gegenüber dem Außenrohr (19) der An­ schlußflansch (18) an der der Kontaktfläche abgewandten Seite einen Ansatz aufweist, daß dieser Ansatz zur Bildung eines Distanzsteges (22) stufenförmig abgesetzt ist, daß das Außenrohr (19) auf den Distanzsteg aufgeschoben ist und daß das Innenrohr (21) in die Bohrung des Anschluß­ flansches (18) eingreift.

5. Abgasrohrkrümmer nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einzel­ flansch (15) des dem Anschlußflansch (18) am weitesten entfernt liegenden Rohrstutzens (12) an der der Kontakt fläche abgewandten Seite des Flansches einen stufenförmi­ gen Ansatz (23) aufweist, daß der Endbereich des Innenroh­ res (20) tulpenförmig aufgeweitet ist, daß dieser aufge­ weitete Bereich die Stufe des niedrigeren Durchmessers übergreift, daß der Endbereich des Außenrohres (19) die Stufe des größeren Durchmessers des Ansatzes übergreift und das das Außenrohr (19) durch eine Schweißnaht (24) an dem Einzelflansch (15) befestigt ist.