DE4228187C2 - Exhaust manifold for internal combustion engines - Google Patents

Exhaust manifold for internal combustion engines

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DE4228187C2 DE19924228187 DE4228187A DE4228187C2 DE 4228187 C2 DE4228187 C2 DE 4228187C2 DE 19924228187 DE19924228187 DE 19924228187 DE 4228187 A DE4228187 A DE 4228187A DE 4228187 C2 DE4228187 C2 DE 4228187C2
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Description

Die Erfindung betrifft einen Abgaskrümmer für Verbrennungsmotoren mit einem zylinderseitigen Flansch und einem in bezug auf die Strömungsrichtung der Abgase stromabwärts gelegenen Flansch, zwischen denen bogenförmig verlaufende Krümmerrohre unterschiedlicher Länge angeordnet sind, wobei mindestens ein Krümmerrohr außerhalb des Flansches in ein anderes Krümmerrohr einmündet.The invention relates to an exhaust manifold for Internal combustion engines with a cylinder side flange and one with respect to the flow direction of the exhaust gases downstream flange, between which arcuate running elbow pipes of different lengths arranged are, with at least one manifold outside the Flange opens into another manifold pipe.

Aus dem heterogenen Stand der Technik ist die DE-OS 35 00 568 und das DE-GM 82 26 865.7 bekannt, welche jeweils einen Auspuffkrümmer beschreiben, der, ausgehend von einer Sammelleitung, vier gleichlange, bogenförmige Krümmerrohre aufweist, wobei die Endbereiche dieser Krümmerrohre nicht ineinander, sondern in die o. g. Sammelleitung münden. Bei diesem Stand der Technik wird versucht, die auftretenden Längsdehnungen durch in der Sammelleitung angeordnete Dehnungswellen zu beherrschen.Is from the heterogeneous state of the art DE-OS 35 00 568 and DE-GM 82 26 865.7 known, which each describe an exhaust manifold that, based on a manifold, four equally long, arched Has manifold tubes, the end portions of this Manifold pipes not into each other, but into the above. Manifold lead. At this state of the art tried the occurring longitudinal strains by in the To master busbar arranged expansion waves.

Des weiteren ist aus der FR-PS 26 12 252 ein Abgaskrümmer bekannt, der zwar bogenförmig verlaufende, unterschiedlich lange Krümmerrohre aufweist, wobei jedoch die vier Krümmerrohre erst im Bereich des stromabwärts gelegenen Flansches ineinander münden. Ebenso ist aus dieser Druckschrift kein Hinweis erkennbar, daß die Rohre hydrostatisch umgeformt worden sind und daß sie unterschiedliche, durchbiegungsgünstige Querschnitte aufweisen. Vielmehr weisen jene bekannten Krümmerrohre außer im Einmündungsbereich ausschließlich einen Kreisquerschnitt auf.Furthermore, from FR-PS 26 12 252 a Exhaust manifold known, the arc-shaped, has manifold pipes of different lengths, but the four manifold pipes only in the area of the downstream Flange open into each other. Likewise, from this Documentation no discernible evidence that the pipes have been hydrostatically reshaped and that they different cross sections that are favorable for bending exhibit. Rather, those known manifold pipes point out only a circular cross-section in the confluence area on.

Schließlich beschreibt auch die EP-OS 03 21 869 einen zum heterogenen Stand der Technik gehörenden Abgaskrümmer, der aus einem einzigen herkömmlich gebogenen Krümmerrohr besteht, in dem eine Vielzahl von Befestigungsöffnungen für kurze Flanschverbindungsrohre angeordnet werden. Auch bei diesem Abgaskrümmer besteht das grundsätzliche Problem, daß bei Erwärmung große Wärmespannungen auftreten, die nicht materialschonend innerhalb des Systems, d. h. zwischen den einzelnen Flanschbefestigungen, abgebaut werden können.Finally, EP-OS 03 21 869 describes one Heterogeneous state of the art exhaust manifold that from consists of a single conventionally bent manifold pipe in which a variety of mounting holes for short Flange connecting pipes can be arranged. This one too Exhaust manifold has the basic problem that at Large heat stresses that do not occur gentle on materials within the system, d. H. between individual flange fastenings can be dismantled.

Der bekannte Abgaskrümmer nach der nicht druckschriftlich belegbaren Gattung des Patentanspruchs weist Krümmerrohre unterschiedlicher Länge auf, von denen immer zwei in einer Ebene nach Art eines Hosenstücks zusammengeführt und in einer Auf­ nahmeöffnung eines Sekundärflansches verschweißt werden. Zur Bildung dieses Hosenstücks werden die Krümmerrohre in der Nähe des Sekundärflansches an den zueinanderweisenden Seiten endseitig abgeflacht aneinandergelegt und im Bereich der An­ lagestelle unter Bildung einer Mittelrippe miteinander ver­ schweißt. Dadurch ergibt sich ein gemeinsamer Endbereich der beiden zusammengeführten Krümmerrohre, der innen und außen zwar im wesentlichen kreisförmig ausgebildet ist, wobei die Mittelrippe jedoch bis in den Endbereich hineinreicht. Im Be­ reich der Mittelrippe ist aus diesem Grunde ein Spalt zwi­ schen dem Sekundärflansch und der gemeinsamen Wandung der Krümmerrohre vorhanden.The well-known exhaust manifold after not in print verifiable genus of the claim has elbow pipes of different lengths, two of which are always on one level merged in the manner of a trouser piece and in one up receiving opening of a secondary flange are welded. For Formation of this trouser piece will be the manifold pipes in the Proximity of the secondary flange on the sides facing each other flattened end-to-end and in the area of the An position together to form a midrib welds. This results in a common end area of the two merged manifold pipes, the inside and outside is essentially circular, the  Middle rib, however, extends into the end area. In Be For this reason, the middle rib is richly divided between the secondary flange and the common wall of the Manifold pipes available.

Darüber hinaus sind die Krümmerrohre durch Biegung her­ gestellt worden. Durch Biegung lassen sich jedoch keine maß­ haltigen Krümmerrohre schaffen, so daß die Krümmerrohre gemäß Stand der Technik immer gewisse Abweichungen von der Kreis­ form aufweisen.In addition, the manifold pipes are made by bending been put. However, no bending can be done create manifold pipes, so that the manifold pipes according State of the art always certain deviations from the circle have shape.

Wenn nun die durch Biegung hergestellten und jeweils einen gemeinsamen Endbereich ausbildenden Krümmerrohre mit dem Sekundärflansch an der von den Krümmerrohren wegweisenden Seite des Flansches verschweißt werden, dann ergeben sich nicht nur im Bereich der Mittelrippe, sondern aufgrund der Abweichungen von der Kreisform auch in anderen Umfangsberei­ chen Luftspalte zwischen der Außenumfangsfläche des gemein­ samen Endbereichs der Krümmerrohre sowie der Umfangsfläche der Aufnahmeöffnungen des Sekundärflansches. Während des Be­ triebs des Motors wird nun der bekannte Abgaskrümmer bis auf eine Temperatur von ca. 700°C erhitzt. Beim Erhitzen der un­ terschiedlich langen Krümmerrohre des Abgaskrümmers ergibt sich aber eine betragsmäßig unterschiedliche Längenausdehnung der einzelnen Krümmerrohre. Da der Abstand der beiden Flansche zueinander jedoch durch das kürzeste Krümmerrohr be­ stimmt wird, treten in den längeren Krümmerrohren erhöhte Spannungen auf, die nicht im ausreichenden Maße durch Biege­ verformung der Krümmerrohre abgebaut werden können. Dies führt dann häufig zu Rißbildungen an den flanschseitigen Schweißverbindungen. If now those made by bending and each with a common end portion forming manifold pipes the secondary flange on the one pointing away from the elbow pipes Side of the flange are welded, then result not only in the area of the midrib, but due to the Deviations from the circular shape also in other areas Chen air gaps between the outer peripheral surface of the common same end area of the manifold pipes and the peripheral surface the receiving openings of the secondary flange. During loading The engine is now driven by the well-known exhaust manifold heated to a temperature of approx. 700 ° C. When heating the un manifold pipes of different lengths in the exhaust manifold but there is a different amount of linear expansion of the individual manifold pipes. Because the distance between the two flanges to each other, however, through the shortest manifold pipe is true, step in the longer elbow pipes increased Tensions that are not sufficient due to bending deformation of the manifold pipes can be reduced. This then often leads to cracks on the flange side Welded joints.  

Darüber hinaus gibt es bei dem bekannten Abgaskrümmer insbesondere in der Phase der Abkühlung zusätzliche Probleme. Grundsätzlich kühlen sich die wesentlich dünneren Krümmer­ rohre nämlich deutlich schneller ab als die beiden relativ dicken Flansche. Da zwischen dem gemeinsamen Endbereich der Krümmerrohre und der Umfangsfläche der Aufnahmeöffnung jedoch ein "isolierender" Luftspalt zumindest zum Teil vorhanden ist, kühlt sich auch der Endbereich der Krümmerrohre schnel­ ler ab als der den Endbereich aufnehmende Flansch. Dadurch kommt es innerhalb der Schweißverbindung zum Auftreten von zusätzlichen Wärmespannungen, welche dieselbe schädigen und sogar zum Abreißen führen können.In addition, there is the known exhaust manifold additional problems especially in the cooling phase. Basically, the much thinner manifolds cool pipes are much faster than the two relatively thick flanges. Because between the common end of the Elbow pipes and the peripheral surface of the receiving opening, however an "insulating" air gap is at least partially present the end area of the elbow pipes cools quickly ler than the flange receiving the end region. Thereby occurs within the welded joint additional thermal stresses which damage it and can even lead to tearing.

Letztendlich weisen die mittels Biegung hergestellten Krümmerrohre immer unterschiedlich Wandstärken auf, wodurch beim Erhitzen des Abgaskrümmers sich ein unregelmäßiger Spannungsverlauf innerhalb der einzelnen Krümmerrohre ergibt.Ultimately, those manufactured by means of bending Elbow pipes always have different wall thicknesses, which means irregular when heating the exhaust manifold Stress curve within the individual manifold pipes results.

Dies alles führt im Ergebnis dazu, daß die Lebensdauer der bekannten Abgaskrümmer relativ gering ist.As a result, all of this means that the lifespan the known exhaust manifold is relatively low.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, einen Abgaskrümmer für Verbrennungsmotoren zu schaffen, bei dem durch schonenden Abbau von bei der Erwärmung auftretender Spannungen die Lebensdauer deutlich verlängert ist.The object of the invention is therefore one To create exhaust manifolds for internal combustion engines, in which by gentle degradation of those that occur during heating Voltages the lifespan is significantly extended.

Die Erfindung löst diese Aufgabe im wesentlichen da­ durch, daß die Krümmerrohre über ihre gesamte Länge vollständig hydrostatisch umgeformt sind, daß jedes Krümmerrohr eine andere, sich über die Rohrlänge ständig ändernde Biegung aufweist, wobei die Krümmerrohr im Bereich der Biegungen mit einem ovalen, durchbiegungsgünstigen Querschnitt versehen sind, dessen kurze Querschnittsachse in Biegerichtung angeordnet ist.The invention solves this problem essentially through that the manifold pipes along their entire length are completely hydrostatically formed that each Elbow pipe another, constantly changing over the pipe length  has changing bend, the manifold in the area of the bends with an oval, easy to bend Cross-section are provided, the short cross-sectional axis in Bending direction is arranged.

Aufgrund der o. g. erfindungswesentlichen Merkmale weist dagegen der neue Abgaskrümmer, insbesondere auch die Schweißverbindungen, eine deutlich längere Lebensdauer auf.Due to the above Features essential to the invention on the other hand, the new exhaust manifold, especially the Welded joints, a significantly longer service life.

Der erfindungsgemäße Abgaskrümmer kann darüber hinaus auch aus Krümmerrohren unterschiedlicher, übergangslos sich verändernde Querschnitte und/oder Umfänge gebildet werden.The exhaust manifold according to the invention can also also made of manifold pipes different, seamless changing cross sections and / or circumferences are formed.

Der erfindungsgemäße Abgaskrümmer ist auf vorteilhafte Weise dazu geeignet, die während des Betriebs auf Grund der im Betrag unterschiedlichen Längenänderungen hervorgerufenen Zug- und Druckspannungen, insbesondere zum Schutz der flanschseitigen Schweißverbindungen des Abgaskrümmers, auf materialunschädliche Weise abzubauen. Dies geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß jedes in unterschiedliche Richtungen gebogen verlaufende Krümmerrohr jeweils in Biegerichtung einen durchbiegungsgünstigen Querschnitt aufweist, also mit einem Querschnitt versehen ist, welcher der Biegung ein verringertes Widerstandsmoment entgegensetzt. Durch die erfindungsgemäße Herstellung dieser besonders ausgebildeten Krümmerrohre mittels des Hydroform-Verfahrens weisen die Rohre darüber hinaus eine um wenigstens 25% gegenüber dem Stand der Technik reduzierte Wandstärke auf. Dies hat, im Zusammenhang mit dem Betrieb eines Katalysators, den wesentlichen Vorteil der deutlichen Verringerung der sogenannten "thermischen Masse" des Abgaskrümmers, wodurch die Länge der Aufwärmungsphase beim Betrieb eines Katalysators deutlich verringert wird.The exhaust manifold according to the invention is advantageous Suitable for use during operation due to the caused different length changes in the amount Tensile and compressive stresses, in particular to protect the flange-side welded connections of the exhaust manifold degrading material-harmless way. this happens according to the invention in that each in different Bent elbow pipe directions in each Bending direction a cross section favorable for bending has, that is provided with a cross section, which the bending is opposed by a reduced section modulus. Due to the production of this particular trained manifold pipes using the hydroforming process the pipes also have a minimum of 25% reduced wall thickness compared to the prior art. This has, in connection with the operation of a catalytic converter, the main advantage of significantly reducing the so-called "thermal mass" of the exhaust manifold, whereby the length of the warm-up phase when operating a Catalyst is significantly reduced.

Darüber hinaus ist durch die hydrostatische Umformung der Rohre gewährleistet, daß es zu keinen Abweichungen vom gewünschten Querschnitt kommt und daß die Wandstärke im we­ sentlichen an jeder Stelle annähernd gleich ist. Aufgrund der konstanten Querschnitte der Krümmerrohre und durch das Zusammenführen jeweils zweier Krümmerrohre außerhalb des End­ bereichs konnte die Maßhaltigkeit des in der Aufnahmeöffnung angeordneten gemeinsamen Endbereichs deutlich verbessert wer­ den. Daher kommt es im Gegensatz zum Stand der Technik nicht zur Bildung von Luftspalten zwischen dem Endbereich eines Krümmerrohres und der Umfangsfläche einer Aufnahmeöffnung, so daß der Wärmefluß nicht behindert wird und sich eine in etwa parallele Abkühlung von Endbereich und Flansch ergibt.In addition, due to the hydrostatic deformation of the pipes ensures that there are no deviations from the desired cross section comes and that the wall thickness in the we is approximately the same at every point. Due to the constant cross sections of the manifold pipes and through that  Merge two elbow pipes outside the end the dimensional accuracy of the in the receiving opening arranged common end area significantly improved who the. Therefore, unlike the prior art, it does not to form air gaps between the end region of a Manifold and the peripheral surface of a receiving opening, so that the heat flow is not hindered and is approximately parallel cooling of the end area and flange results.

Des weiteren führt die gleichbleibende Wandstärke zu einer gleichmäßigen Spannungsverteilung innerhalb der Wandung der einzelnen Krümmerrohre.Furthermore, the constant wall thickness leads to one uniform stress distribution within the wall of the individual manifold pipes.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen sowie der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Es zeigtFurther advantages of the invention result from the following subclaims and the description of a Embodiment. It shows

Fig. 1 schematische Ansicht eines an einem Motor ange­ ordneten Abgaskrümmers, Fig. 1 is schematic view of an exhaust manifold to an engine arranged,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Abgaskrümmer gemäß Ansichtspfeil II in Fig. 1, Fig. 2 is a plan view of the exhaust manifold in accordance with the viewing arrow II in Fig. 1,

Fig. 3 eine Ansicht des Abgaskrümmers gemäß Ansichtspfeil III in Fig. 2, Fig. 3 is a view of the exhaust manifold according to the viewing arrow III in Fig. 2,

Fig. 4 eine Seitenansicht des Abgaskrümmers gemäß Ansichtspfeil IV in Fig. 2, Fig. 4 is a side view of the exhaust manifold in accordance with the viewing arrow IV in Fig. 2,

Fig. 5 eine Seitenansicht des Abgaskrümmers gemäß Ansichtspfeil V in Fig. 2, Fig. 5 is a side view of the exhaust manifold in accordance with the viewing arrow V in Fig. 2,

Fig. 6 einen Querschnitt durch ein Krümmerrohr gemäß der Schnittlinie VI-VI in Fig. 5 und Fig. 6 shows a cross section through a manifold according to section line VI-VI in Fig. 5 and

Fig. 7 einen Querschnitt durch ein Krümmerrohr gemäß der Schnittlinie VII-VII in Fig. 5 und Fig. 7 shows a cross section through a manifold according to section line VII-VII in Fig. 5 and

Fig. 8 einen Querschnitt durch ein Krümmerrohr gemäß der Schnittlinie VIII-VIII in Fig. 5. Fig. 8 is a cross-section through a header pipe according to the section line VIII-VIII in Fig. 5.

In den Zeichnungen ist der Abgaskrümmer insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet.In the drawings, the exhaust manifold is generally designated by the reference number 10 .

Der Abgaskrümmer 10 ist über einen Primärflansch 11 mit einem elastisch aufgehängten, d. h. bezüglich seiner Längsachse x pendelnd drehbar befestigten Motors 12 angeord­ net. Der Abgaskrümmer 10 besteht aus unterschiedlich langen Krümmerrohren 13, 14, 15 und 16, welche jeweils beid­ seitig kreisförmige Endbereiche 26 (s. Fig. 6) aufweisen. Je­ des Krümmerrohr 13, 14, 15 und 16 ist einseitig in Aufnahme­ öffnungen 17 des Primärflansches 11 fest verschweißt angeord­ net.The exhaust manifold 10 is net angeord a primary flange 11 with an elastically suspended, ie with respect to its longitudinal axis x pendulum rotatably mounted motor 12th The exhaust manifold 10 consists of manifold tubes 13 , 14 , 15 and 16 of different lengths, each of which has circular end regions 26 on both sides (see FIG. 6). Each of the elbow pipe 13 , 14 , 15 and 16 is welded on one side in receiving openings 17 of the primary flange 11 angeord net.

Darüber hinaus weist der Abgaskrümmer 10 auf der sogenannten "heißen Seite" einen Sekundärflansch 18 mit zwei Aufnahmeöffnungen 19 auf. In den Aufnahmeöffnungen 19 des Sekundärflansches 18 sind die Krümmerrohre 14 und 16 mit dem jeweils anderen Endbereich 26 fest eingeschweißt. Dagegen münden die Krümmerrohre 13 und 15 mit ihren sekundärseitigen Endbereichen 26, die in Fig. 2 mit 29 bezeichnet sind, im Be­ reich von Aushalsungen 20, 21 in das Krümmerrohr 16 bzw. das Krümmerrohr 14 ein. Während die Endbereiche 26 der Krümmer­ rohre 14 und 16 mittels jeweils einer Schweißnaht 27 (s. Fig. 3) mit den Flanschen 11 und 18 verbunden sind, werden die Endbereiche 29 der Krümmerrohre 13 und 15 mittels einer weiteren Schweißnaht 28 in den Aushalsungen 20, 21 fest ange­ ordnet. In addition, the exhaust manifold 10 has a secondary flange 18 with two receiving openings 19 on the so-called "hot side". In the receiving openings 19 of the secondary flange 18 , the elbow pipes 14 and 16 with the other end region 26 are welded firmly. In contrast, the manifold pipes 13 and 15 open with their secondary-side end regions 26 , which are designated in FIG. 2 with 29 , in the area of neckings 20 , 21 into the manifold pipe 16 and the manifold pipe 14, respectively. While the end regions 26 of the elbow pipes 14 and 16 are each connected to the flanges 11 and 18 by means of a weld seam 27 (see FIG. 3), the end regions 29 of the elbow pipes 13 and 15 are connected to the flanges 20 , by means of a further weld seam 28 . 21 firmly arranged.

Primärflansch 11 und Sekundärflansch 18 weisen des wei­ teren Öffnungen 22 für nicht dargestellte Bolzen auf, mit denen der Abgaskrümmer 10 einerseits am gekühlten Mo­ tor 12 (kalte Seite) und andererseits mit einem Flansch 23 zweier Vorrohre 24 verbunden werden kann (s. Fig. 1).Primary flange 11 and secondary flange 18 have white openings 22 for bolts (not shown) with which the exhaust manifold 10 can be connected to the cooled motor 12 (cold side) and to a flange 23 of two front pipes 24 (see FIG. 1 ).

Während die Flansche 11 und 18 im vorliegenden Fall durch Stanzverfahren hergestellt werden, wird die spezielle Form der einzelnen Krümmerrohre 13 bis 16 durch das Hydroformverfahren geschaffen. Bei diesem Verfahren werden zunächst Metallrohre aus hitzebeständigem, austenitischem Edelstahl kleineren Durchmessers und höherer Wanddicke durch mechanische Einformung grob so vorgeformt, daß bereits die Vorform des Krümmerrohres erkennbar ist. Dieses Zwischen­ produkt wird sodann in ein Gesenk eingelegt, dessen Gravur bereits die endgültige Form des Krümmerrohres bestimmen kann, wobei jedoch zur Herstellung des endgültigen Krümmerrohres auch mehrere Zwischenstufen notwendig sein können. Das vom Gesenk aufgenommene Zwischenrohrprodukt wird sodann mittels einer hydraulischen Druckflüssigkeit mit einem hohen hydro­ statischen Innendruck beaufschlagt, hierdurch aufgeweitet und an die Gravur angeschmiegt, so daß das Krümmerrohr im wesent­ lichen fertig vorliegt. Wichtig ist dabei, daß es mit Hilfe des Hydroformverfahrens möglich ist, Krümmerrohre in Serie herzustellen, die annähernd identische Abmessungen aufweisen und leicht steckmontierbar sind.While the flanges 11 and 18 are produced in the present case by stamping processes, the special shape of the individual elbow pipes 13 to 16 is created by the hydroforming process. In this process, metal pipes made of heat-resistant, austenitic stainless steel of smaller diameter and greater wall thickness are roughly pre-shaped by mechanical shaping so that the preform of the elbow pipe can already be recognized. This intermediate product is then inserted into a die, the engraving of which can already determine the final shape of the elbow pipe, although several intermediate stages may also be necessary to produce the final elbow pipe. The intermediate tube product received by the die is then acted upon by a hydraulic hydraulic fluid with a high hydrostatic internal pressure, thereby widened and nestled against the engraving, so that the manifold tube is essentially finished. It is important that it is possible with the help of the hydroforming process to produce manifold pipes in series, which have approximately identical dimensions and are easily plug-in.

Zur Herstellung der mit einer Aushalsung 20 oder 21 ver­ sehenen Krümmerrohre 14 oder 16 werden die Aushalsungen im wesentlichen ebenfalls durch Aufweitung des Krümmerrohres an der gewünschten Stelle mittels einer hydraulischen Druckflüs­ sigkeit geschaffen. Die noch geschlossene Aushalsung wird dann "aufgeschnitten", so daß sich jeweils eine Öffnung 25 in den Krümmerrohren 14 und 16 ergibt. Der Außendurchmesser der Aushalsung 21, 22 bzw. der Innendurchmesser der Öffnung 25 sind so dimensioniert, daß die Endbereiche 26 der Krümmer­ rohre 13 bzw. 15 entweder auf die Aushalsung 20, 21 aufge­ steckt oder in die Öffnung 25 eingesteckt und dort ver­ schweißt werden können.To produce the ver provided with a neck 20 or 21 manifold pipes 14 or 16 , the neck are essentially also created by widening the manifold pipe at the desired location by means of a hydraulic Druckflüs liquid. The still closed neck is then "cut open" so that there is an opening 25 in each of the elbow pipes 14 and 16 . The outer diameter of the neck 21 , 22 and the inner diameter of the opening 25 are dimensioned such that the end regions 26 of the elbow pipes 13 and 15 either up on the neck 20 , 21 or inserted into the opening 25 and can be welded there .

Die Krümmerrohre 13 bis 16 können mit Hilfe des Hydro­ formverfahrens so dimensioniert werden, daß sie über den Längsverlauf ständig wechselnde Krümmungsradien, Querschnitte (s. Fig. 6, 7 und 8) und/oder Umfänge aufweisen. So verlaufen beispielsweise alle Krümmerrohre 13 bis 16 in jedem Bereich bogenförmig, wobei die Krümmungswechsel geschmeidig erfolgen. Darüber hinaus ist der Querschnitt der Krümmerrohre 13 bis 16 zumindest außerhalb der in den Flanschen 11 und 18 ver­ schweißten Endbereichen 26 mehr oder minder oval ausgebildet. Der ovale, durchbiegungsgünstige Querschnitt (s. Fig. 7 und 8) ermöglicht es jedem einzelnen Krümmerrohr 13 bis 16, die bei der Erwärmung des Abgaskrümmers 10 auftretenden unterschiedlichen Längenvergrößerungen durch Biegung aufzufan­ gen, ohne daß größere Zug- oder Druckbelastungen entstehen, die z. B. zur Schädigung der Schweißverbindung 27 zwischen den Krümmerrohren 13 bis 16 und den einzelnen Flanschen 11 und 18 führen könnten. Wichtig ist dabei, daß der ovale Querschnitt im Koordinatensystem so orientiert ist, daß die kurze Quer­ schnittsachse des ovalen Rohres in Biegerichtung verläuft, so daß das Rohr der Biegung nur ein geringes Widerstandsmoment entgegensetzt.The manifold pipes 13 to 16 can be dimensioned with the help of the hydroforming process so that they have constantly changing radii of curvature, cross sections (see FIGS. 6, 7 and 8) and / or circumferences over the longitudinal course. For example, all elbow pipes 13 to 16 are curved in each area, the changes in curvature being smooth. In addition, the cross section of the manifold tubes 13 to 16 is at least outside the ver welded in the flanges 11 and 18 end regions 26 more or less oval. The oval, deflection-favorable cross-section (see FIGS . 7 and 8) enables each individual manifold pipe 13 to 16 to catch the different increases in length that occur when the exhaust manifold 10 is heated by bending, without causing larger tensile or compressive loads, e.g. B. could damage the weld 27 between the manifold pipes 13 to 16 and the individual flanges 11 and 18 . It is important that the oval cross-section in the coordinate system is oriented so that the short cross-sectional axis of the oval tube runs in the bending direction, so that the tube opposes the bending only a small section modulus.

Grundsätzlich wird der Abstand der Flansche 11 und 18 zueinander insbesondere durch das kürzeste Krümmerrohr be­ stimmt. Dieses kürzeste Krümmerrohr hat bei der Erwärmung des Abgaskrümmers 10 natürlich auch geringste Längenvergrößerung. Die Differenz der Längenausdehnung zwi­ schen dem kürzesten Krümmerrohr und den längeren Krümmerroh­ ren führt zunächst zu einem Spannungsaufbau (Stauchung) der drei längeren Krümmerrohre, wobei dieselben aufgrund ihres biegegünstigen Querschnitts und dem kontinuierlich bogenför­ migen Verlauf diese Spannung durch Biegeverformung abbauen können. Dagegen wird das kürzeste Rohr grundsätzlich tenden­ ziell gestreckt, wobei der ebenfalls bogenförmige Verlauf und biegegünstige Querschnitt diese Streckung ermöglicht.Basically, the distance between the flanges 11 and 18 to each other in particular by the shortest manifold tube be true. This shortest manifold pipe naturally also has the smallest increase in length when the exhaust manifold 10 is heated. The difference in length between the shortest elbow pipe and the longer elbow pipe initially leads to a build-up of tension (compression) in the three longer elbow pipes, which, due to their flexible cross-section and the continuously curved shape, can reduce this tension by bending deformation. On the other hand, the shortest tube is basically stretched in principle, whereby the likewise curved course and favorable cross-section enables this stretching.

Claims (7)

1. Abgaskrümmer für Verbrennungsmotoren mit einem zylinderseitigen Flansch und einem in bezug auf die Strömungsrichtung der Abgase stromabwärts gelegenen Flansch, zwischen denen bogenförmig verlaufende Krümmerrohre unterschiedlicher Länge angeordnet sind, wobei mindestens ein Krümmerrohr außerhalb des Flansches in ein anderes Krümmerrohr einmündet, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmerrohre (13, 14, 15, 16) über ihre gesamte Länge vollständig hydrostatisch umgeformt sind, daß jedes Krümmerrohr (13, 14, 15, 16) eine andere, sich über die Rohrlänge ständig ändernde Biegung aufweist, wobei die Krümmerrohre (13, 14, 15, 16) im Bereich der Biegungen mit einem ovalen, durchbiegungsgünstigen Querschnitt versehen sind, dessen kurze Querschnittsachse in Biegerichtung angeordnet ist.1. Exhaust manifold for internal combustion engines with a cylinder-side flange and a downstream with respect to the flow direction of the exhaust gases, between which arc-shaped manifold pipes of different lengths are arranged, at least one manifold pipe opening outside the flange into another manifold pipe, characterized in that the Elbow pipes ( 13 , 14 , 15 , 16 ) are completely hydrostatically formed over their entire length so that each elbow pipe ( 13 , 14 , 15 , 16 ) has a different bend that changes constantly along the pipe length, the elbow pipes ( 13 , 14 , 15 , 16 ) in the area of the bends are provided with an oval cross-section which is favorable for bending, the short cross-sectional axis of which is arranged in the bending direction. 2. Abgaskrümmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmerrohre (13, 14, 15, 16) unterschiedliche, über­ gangslos sich verändernde Querschnitte und/oder Umfänge aufweisen.2. Exhaust manifold according to claim 1, characterized in that the manifold tubes ( 13 , 14 , 15 , 16 ) have different cross-sections and / or circumferences which change continuously. 3. Abgaskrümmer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Krümmerrohr (14, 16) mindestens eine Aus­ halsung (21, 20) aufweist, an dem der Endbereich (29) zumin­ dest eines einmündenden Krümmerrohres (15, 13) gasdicht befe­ stigt ist. 3. Exhaust manifold according to claim 1 or 2, characterized in that a manifold pipe ( 14 , 16 ) has at least one neck ( 21 , 20 ), on which the end region ( 29 ) at least at least one opening manifold pipe ( 15 , 13 ) gas-tight is fixed. 4. Abgaskrümmer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Endbereich (29) des einmündenden Krümmerrohres (15, 13) in die Aushalsung (21, 20) des anderen Krümmerrohres (14, 16) einschiebbar und dort verschweißbar ist.4. Exhaust manifold according to claim 3, characterized in that the end region ( 29 ) of the outlet manifold tube ( 15 , 13 ) in the neck ( 21 , 20 ) of the other manifold tube ( 14 , 16 ) can be inserted and welded there. 5. Abgaskrümmer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Endbereich (29) des einmündenden Krümmerrohres (15, 13) auf eine Aushalsung (21, 20) des anderen Krümmerrohres (14, 16) aufschiebbar und dort verschweißbar ist.5. Exhaust manifold according to claim 3, characterized in that the end region ( 29 ) of the merging elbow pipe ( 15 , 13 ) on a neck ( 21 , 20 ) of the other elbow pipe ( 14 , 16 ) can be pushed on and welded there. 6. Abgaskrümmer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmerrohre (13, 14, 15, 16) eine im wesentlichen gleichbleibende Wandstärke aufweisen.6. Exhaust manifold according to one of the preceding claims, characterized in that the manifold tubes ( 13 , 14 , 15 , 16 ) have a substantially constant wall thickness. 7. Abgaskrümmer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei der Krümmerrohre (13, 14, 15, 16) über ein Hosenstück ineinandermünden.7. Exhaust manifold according to one of the preceding claims, characterized in that two of the manifold pipes ( 13 , 14 , 15 , 16 ) open into one another via a piece of trousers.
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