DE69415796T2

DE69415796T2 - Dreiteilige, durch Stanzverfahren hergestellte Verbindung zum Erzielen gleichlanger Abgasleitungen

Info

Publication number: DE69415796T2
Application number: DE69415796T
Authority: DE
Inventors: Colette Baxter; John Roberts
Original assignee: AP Parts Manufacturing Co
Current assignee: AP Parts Manufacturing Co
Priority date: 1994-06-10
Filing date: 1994-11-23
Publication date: 1999-08-26
Anticipated expiration: 2014-11-24
Also published as: EP0686758B1; JPH07332077A; ES2127873T3; DE69415796D1; DK0686758T3; US5473891A; CA2129578A1; KR100369967B1; CA2129578C; KR960001427A; JP3331266B2; EP0686758A1; ATE175472T1; GR3029724T3

Description

Die Erfindung betrifft einen stanz- bzw. preßgeformten Verbinder zum Verbinden wenigstens zweier konventioneller stromaufwärtiger Abgasrohre mit wenigstens einem konventionellen stromabwärtigen Abgasrohr.
Das typische bekannte Abgassystem beinhaltet wenigstens einen Sammler bzw. Krümmer zum Sammeln von Abgas, welches von den Zylindern eines Motors mit interner Verbrennung erzeugt wird. Ein Rohr liefert das Abgas von dem Krümmer zu einem Katalysator, wo bestimmte unangenehme Schadstoffe in eine weniger unangenehme Form umgewandelt werden. Ein anderes Rohr erstreckt sich von dem Katalysator zu einem Auspufftopf bzw. Schalldämpfer, welcher ein Geräusch, welches mit dem strömenden Abgas verbunden ist, dämpft. Wenigstens ein Abgasrohr bzw. Endrohr erstreckt sich dann von dem Schalldämpfer zu einer Stelle an dem Fahrzeug, an der die Abgase sicher abgegeben werden können.
Das Abgassystem wird sehr heiß und muß geleitet bzw. verlegt werden, um einen ausreichenden Abstand von Teilen des Fahrzeuges sicherzustellen, welche durch Hitze beschädigt würden. Der Abgassystemverlauf muß ebenfalls durch Stellen hindurch laufen, welche ausreichend groß sind, um den Katalysator und den Schalldämpfer aufzunehmen. Diese Zwänge bei der Anordnung des Abgassystemes resultieren im allgemeinen in einer sehr umwegigen Ausrichtung.
Ein Abgassystemverlauf ist insbesondere komplex für V-Motoren, wie V-8 oder V-6. Die Zylinder eines V-Motors sind in zwei winkelig ausgerichteten Ebenen angeordnet und geben Abgase von jeweils entgegengesetzten Seiten des Motors ab. Folglich müssen sich zwei separate Abgasrohre von den voneinander beabstandeten Krümmern des V-Motores erstrecken. Einige Fahrzeuge mit V- Motoren beinhalten insgesamt separate Abgassysteme mit separaten Katalysatoren, separaten Schalldämpfern und separaten Endrohren. Gleichwohl sind diese Systeme kostspielig und können ferner die Bemühungen zur Anorndung der jeweiligen Katalysatoren und Schalldämpfer verkomplizieren. Folglich haben die meisten Fahrzeuge mit V-Motoren die jeweiligen Abgasrohre, welche konvergieren und sich an einer Stelle stromaufwärts von dem Katalysator verbinden. So stehen die Abgasströme von jedem der zwei Krümmer an dem V-Motor typischerweise mit einem einzigen Katalysator und einem einzigen Schalldämpfer in Verbindung. Geräusche, welche von einem Motor mit interner Verbrennung erzeugt werden, sind tatsächlich eine Serie von sich wiederholenden Geräuschen korrespondierend jeweils zu den sequentiell gesteuerten Explosionen, welche in den Zylindern des Motors stattfinden. Ingenieure haben die Lautstärke und Frequenz eines Geräusches, welches von diesen Explosionen resultiert untersucht und eine geeignete Anordnung von Rohren und Kammern in einem Schalldämpfer zum Dämpfen des festgestellten Geräusches entworfen. Die Aufgabe einer Gestaltung eines Schalldämpfers wird schwieriger, wenn das Geräusch von den jeweiligen Explosionen nicht ein gleichmäßig und sich wiederholendes Muster definiert, welches den Schalldämpfer erreicht. Ein nicht gleichmäßiges Muster kann bewirken, daß Schallwellen von einer Explosion teilweise Schallwellen von einer nachfolgenden Explosion überlappen. Der Additionseffekt dieser überlappenden Geräuschmuster kann die akustische Abstimmung des Abgassystems verkomplizieren.
Sorgfältigst zeitgetaktete Motoren werden ein gleichmäßiges Feuern der Zylinder erzeugen, und haben daher das Potential, eine gleichmäßige Serie von Geräuschmustern zu dem Schalldämpfer für eine Dämpfung zu richten. Gleichwohl haben V-Motoren mit einem einzigen Schalldämpfer oft verschiedene Abgasweglängen zwischen den jeweiligen Krümmern und dem Schalldämpfer. Wenn möglich werden Ingenieure versuchen, die Abgasrohre für einen V-Motor derart zu verlegen, um im wesentlichen gleiche Längen zwischen den jeweiligen Krümmern und dem Punkt, an dem die Abgasrohre zusammenlaufen, zu erreichen. Obwohl diese Aufgabe wünschenswert ist, ist sie schwierig zu lösen. Insbesondere ist der typische Motorraum extrem beengt bzw. gefüllt und Ingenieure haben wenig Möglichkeiten zum Umlegen von Rohren, um die gleichen Längen zu erreichen. Zusätzlich können die wenigen Möglichkeiten, welche im wesentlichen gleiche Längen von Rohren, welche sich von den Krümmern erstrecken, ermöglichen können, die stromaufwärtigen und stromabwärtigen Abgasrohre in Winkeln zusammenbringen, welche schwierig oder unmöglich ordentlich zu gehren bzw. mit einer Gehrung zu versehen oder zu schweißen sind. Das komplexe Gehren und Schweißen zur Verbindung der stromaufwärtigen und stromabwärtigen Abgasrohre in einer Y-Gestalt ist ein zeitraubender Vorgang, welcher nicht gut geeignet ist für einen hohen Automationsgrad.
In jüngster Vergangenheit sind preßgeformte Verbinder verwendet worden, um zwei stromaufwärtige Abgasrohre mit einem einzigen stromabwärtigen Abgasrohr zu verbinden. Zum Beispiel zeigt das US-Patent Nr. 5,134,852 ein Paar von gegenüberliegenden gestanzten bzw. gepreßten Platten, welche ausgebildet sind, um einen ersten Einlaß, einen Auslaß, welcher linear zu dem ersten Einlaß ausgerichtet ist, und einen zweiten Einlaß, welcher in einem Winkel bzw. winkelig zu sowohl dem ersten Einlaß als auch dem Auslaß ausgerichtet ist, zu definieren. Der preßgeformte Verbinder, welcher im US-Patent Nr. 5,134,852 gezeigt ist, vermeidet die Notwendigkeit, die Rohre mit einer Gehrung zu versehen und zu schweißen. Gleichwohl würde die erforderliche lineare Ausrichtung des Auslaßrohres zu einem der Einlässe die verfügbaren Optionen zum Erreichen gleicher Längen zwischen den Krümmern und der Stelle, an der die stromaufwärtigen Abgasrohre zusammenlaufen, begrenzen.
Ein sehr wünschenswerter preßgeformter Verbinder zum Erreichen von Abgasrohren mit gleicher Länge ist im US-Patent Nr. 5,327,722 gezeigt, welches auf den Abtretungsempfänger dieser Erfindung übertragen ist. Der in dem US-Patent Nr. 5,327,722 gezeigte Verbinder besteht aus zwei Platten, welche preß- bzw. stanzgeformt sind mit Rillen bzw. Kanälen, welche angeordnet sind zum Definieren von Abgasdurchgängen zwischen den Platten. Die Durchgänge beinhalten ein Paar von Einlaßdurchgängen und einen Auslaßdurchgang, welche an einer ausgewählten Stelle zwischen den Platten des Verbinders zusammenlaufen. Die Durchgänge sind gekrümmt, um einen ausgewählten Verlauf der Abgas systemkomponenten zu erreichen und den Laufweg für Abgase, welche zu einem Schalldämpfer laufen, im wesentlichen gleich zu machen. Durch Erreichen dieser gleichen Weglängen werden die Geräuschpulse von dem Motor an dem Schalldämpfer gleichmäßig und vorhersagbar ankommen. So wird eine akustische Abstimmung des Schalldämpfers stromabwärts von dem Verbinder ermöglicht.
Obwohl der Verbinder, welcher in dem US-Patent Nr. 5,327,722 gezeigt ist, extrem effektiv ist, gibt es immer noch Situationen, in denen es schwierig ist, verschiedene Rohrlängen zwischen den Krümmern und dem Konvergenzpunkt in dem Verbinder auszugleichen. Insbesondere ist der Bereich von Möglichkeiten zum Ausbilden gekrümmter Durchgänge in dem Verbinder limitiert durch den verfügbaren Raum für den Verbinder und die Menge von Metalldeformation, welche in dem Raum stattfinden kann. Diese Optionen können nicht ausreichend sein, um die Unterschiede in den Abgasweglängen stromaufwärts des Verbinders auszugleichen.
Verbinder können ebenfalls eine akustische Abstimmung und Gestaltung erschweren. Insbesondere ist es schwierig, den exakten akustischen Effekt der konvergierenden Abgasströme vorherzusagen oder die präzise Stelle, an der die Konvergenz stattfinden soll, zu bestimmen. Eine signifikante Menge von Versuchen bzw. Annäherungsversuchen ist erforderlich, um die beste Systemgestaltung zu erreichen. Gleichwohl können empirische Verfahren bzw. Annäherungsversuche zeitraubend sein sowohl bei den bekannten gegehrten und geschweißten Verbindern als auch dem bekannten zweiteiligen preßgeformten Verbinder.
Es ist Aufgabe der Erfindung einen verbesserten Verbinder für ein Abgassystem und ein Abgassystem zu schaffen mit zwei Abgasrohren von ungleicher Länge stromaufwärts zu dem Verbinder und einem Rohr stromabwärts von dem Verbinder.
Diese Aufgabe wird durch einen Verbinder mit den im Anspruch 1 offenbarten Merkmalen und ein Abgassystem gemäß Anspruch 10 gelöst. Bevorzugte Aus führungsformen sind in den abhängigen Unteransprüchen definiert.
Die Erfindung betrifft einen preß- bzw. stanzgeformten Verbinder zum Verbinden wenigstens zweier stromaufwärtiger Abgasrohre mit wenigstens einem stromabwärtigen Abgasrohr. Der Verbinder ist insbesondere effektiv zum Erreichen gleicher Strömungslängen in einem Abgassystem.
Der Verbinder gemäß der Erfindung beinhaltet eine geformte bzw. umgeformte innere Teilerplatte, welche zwischen ersten und zweiten geformten bzw. umgeformten externen bzw. äußeren Schalen angeordnet und an diesen sicher befestigt ist. Periphere bzw. äußere Bereiche der inneren Tellerplatte und der äußeren Schalen sind ausgebildet, um wenigstens erste und zweite Einlässe zu dem Verbinder und wenigstens einen Auslaß von dem Verbinder zu definieren. Die ersten und zweiten Einlässe sind mit ersten und zweiten stormaufwärtigen Abgasrohren verbindbar und sind ausgebildet, um eine Abgasströmung in erste und zweite Strömungswege, welche in dem Verbinder definiert sind, zu ermöglichen. Wenigstens einer der Strömungswege ist zwischen der zweiten äußeren Schale und der inneren Tellerplatte definiert. Eine Zusammenlauf- bzw. Konvergenzkammer ist zwischen der ersten äußeren Schale und der inneren Tellerplatte definiert und kommuniziert bzw. steht in Verbindung mit den ersten und zweiten Strömungswegen. Die innere Tellerplatte kann mit wenigstens einer Konvergenzöffnung ausgebildet sein, um ein Zusammenlaufen bzw. eine Konvergenz von Abgas, welches von den ersten und zweiten Strömungswegen zu der Konvergenzkammer strömt, zu ermöglichen. Der Auslaß von dem Verbinder ist mit einem stromabwärtigen Abgasrohr verbindbar und empfängt Abgas von der Konvergenzkammer dazwischen.
Die Stelle der Konvergenzöffnung und der relativ ausgebildeten Konfigurationen der inneren Tellerplatte und der äußeren Schalen kann ausgewählt sein, um ungleiche Strömungslängen zwischen der Konvergenzöffnung und den jeweiligen ersten und zweiten Einlässen zu erhalten. Die Ungleichheit dieser jeweiligen Strömungslängen kann ausgewählt werden, um die Ungleichheit der Strömungslängen in den ersten und zweiten stromaufwärtigen Abgasrohren auszugleichen bzw. zu kompensieren. Diese ungleichen Strömungslängen in dem Verbinder können durch die Dimensionen und Ausgestaltungen von Kanälen und Kammern, welche in den äußeren Schalen und der inneren Teilerplatte stanz- bzw. preßgeformt sind, erreicht werden. Zusätzlich sind die Positionierung und die Größe der Konvergenzöffnung Faktoren zur Bestimmung bzw. Beendigung der Unterschiede in den ersten und zweiten Einlaßströmungslängen in dem Verbinder. Ingenieure können die akustische Leistung des Abgassystems leicht fein einstellen bzw. fein abstimmen durch Testen von Verbindern mit Konvergenzöffnungen mit unterschiedlichen Größen, Gestalten und Anordnungen. Diese Feinabstimmung kann ausgeführt werden, ohne die Krümmungen bzw. Biegungen der jeweiligen Rohre zu verändern und ohne die gesamte gestanzte bzw. gepreßte Ausbildung des Verbinders zu verändern.
In einigen Fällen kann eine akustische Abstimmung verbessert werden durch Schaffen einer kontrollierten bzw. gesteuerten bzw. geregelten Menge einer Abgasquerströmung und -ausdehnung vor dem Konvergenzpunkt zwischen den jeweiligen ersten und zweiten Strömungen. Diese Querströmung stromaufwärts von dem Konvergenzpunkt kann durch Ausbilden von Perphorationen, Öffnungen oder Löchern bzw. Schlitzen durch die innere Tellerplatte an Positionen zwischen dem Konvergenzpunkt und einem der Einlässe oder der Auslässe geschaffen werden.
In den Figuren zeigt:
Fig. 1 eine schematische Ansicht des Verbinders gemäß der Erfindung, nahe zu einem Fahrzeugmotor angeordnet,
Fig. 2 eine Draufsicht des Verbinders,
Fig. 3 eine Draufsicht des Verbinders, wobei die erste äußere Schale teilweise geschnitten gezeigt ist,
Fig. 4 eine Draufsicht des Verbinders, wobei die erste äußere Schale und die innere Tellerplatte teilweise geschnitten gezeigt sind,
Fig. 5 eine vordere Aufrißansicht des Verbinders,
Fig. 6 eine Querschnittansicht entlang Linie 6-6 in Fig. 2,
Fig. 7 eine Querschnittansicht entlang Linie 7-7 in Fig. 3 und
Fig. 8 eine Querschnittansicht entlang Linie 8-8 in Fig. 3.
Ein Verbinder gemäß der Erfindung wird im allgemeinen durch Ziffer 10 in Fig. 1- 6 bezeichnet. Wie schematisch in Fig. 1 gezeigt ist, ist der Verbinder 10 ein Teil eines Abgassystems 12, welches ein Geräusch in Verbindung mit einem Abgas, welches durch die Verbrennung in einem Motor 14 erzeugt wird, dämpft. Der Motor 14 ist ein V-Motor mit einer ersten Vielzahl von Zylindern, welche in einer Ebene angeordnet sind und einer zweiten Vielzahl von Zylindern, welche in einer zweiten Ebene angeordnet sind. Abgas, welches von der ersten Vielzahl von Zylindern erzeugt wird, wird in einem ersten Krümmer 16 gesammelt und Abgase, welche in der zweiten Vielzahl von Zylindern erzeugt werden, werden in einem zweiten Krümmer 18 gesammelt. Erste und zweite stromaufwärtige Abgasrohre 22 und 24 erstrecken sich jeweils von den ersten und zweiten Krümmern 16 und 18 zu dem Verbinder 10. Die zwei separaten Strömungen von Abgas, welches durch die ersten und zweiten stromaufwärtigen Abgasrohre 22 und 24 strömt, konvergieren bzw. laufen zusammen in dem Verbinder 10 und werden durch ein einziges stromabwärtiges Abgasrohr 26 zu einem Katalysator und einem Schalldämpfer (nicht gezeigt) geleitet.
Wie schematisch in Fig. 1 gezeigt ist, ist der Verbinder 10 nicht symmetrisch in Bezug zu dem V-Motor 14 angeordnet. Diese nicht symmetrische Anordnung ist üblich und typischerweise durch einen verfügbaren Raum in oder nahe dem Motorraum oder an der Unterseite des Fahrzeuges diktiert. Zum Beispiel kann ein Getriebe und eine Antriebswelle die stromaufwärtigen Abgasrohre daran hindern, in einer symmetrischen Position direkt hinter dem Motor zu konvergieren. In anderen Situationen kann der V-Motor quer angeordnet sein und das Abgasrohr, welches sich von dem vorne angeordneten Krümmer erstreckt, wird typischerweise eine größere Distanz zurücklegen als das Abgasrohr, welches sich von dem hinten angeordneten Krümmer erstreckt.
Ein Abgasgeräusch wird durch eine Vielzahl von diskreten Pulsen jeweils korrespondierend zu den Zündungen der Zylinder definiert. Eine Dämpfung des Abgasgeräusches kann am effizientesten durchgeführt werden, wenn die jeweiligen Impulse sequentiell bzw. aufeinander folgend an dem Schalldämpfer ankommen. Gleichwohl können ungleiche Weglängen für Abgas, welches von zwei separaten Zylinderbänken abströmt, zu einigen Geräuschpulsen von einer Zylinderbank führen, welche Geräuschpulse, welche von der anderen Zylinderbank erzeugt werden, überlappen und zu diesen hinzuaddiert werden. Diese kombinierten Geräuschmuster können nicht adäquat durch den Schalldämpfer gedämpft werden. Wie in Fig. 1 gezeigt, führt die nicht symmetrische Ausrichtung des Abgassystems 12 dazu, daß das erste stromaufwärtige Abgasrohr 22 länger ist als das zweite stromaufwärtige Abgasrohr 24. Folglich hat das Abgassystem 12 das Potential zum Erzeugen überlappender und addierter Geräuschimpulse bzw. -pulse. Dieses potentielle Gestaltungsproblem wird durch den Verbinder 10, wie er nachfolgend beschrieben und gezeigt wird, vermieden. Mit Bezug zu Fig. 2-8, beinhaltet der Verbinder 10 erste und zweite externe bzw. äußere Schalen 32 und 34 und eine interne bzw. innere Teilerplatte 36, wobei alle von diesen stanz- bzw. preßgeformt sind aus einem metallischen Blechmaterial, um eine Anordnung von Rinnen bzw. Kanälen und Kammern zu definieren, welche das strömende Abgas aufnehmen. Die erste äußere Schale 32 ist ausgebildet, um einen peripheren bzw. äußeren Flansch 38 und eine Konvergenzkammer 40, welche sich von dem peripheren Flansch 38 wegerstreckt, wie am deutlichsten in Fig. 2 gezeigt ist, zu beinhalten. Der periphere Flansch 38 und die Konvergenzkammer 40 sind gekennzeichnet durch erste und zweite halbzylindrische Einlaßnippel bzw. Anschlußstücke 42 und 44 und einen Auslaßnippel bzw. ein Auslaßanschlußstück 46, welche jeweils mit ersten und zweiten stromaufwärtigen Abgasrohren 22 und 24 und dem stromabwärtigen Abgasrohr 26 zusammenpassen. Die Konvergenzkammer 40, welche durch die erste äußere Schale 32 definiert wird, ist ebenfalls gekennzeichnet durch eine Anordnung von Verstärkungskerben bzw. Nuten 48, welche sich insgesamt quer über die äußere Schale 32 erstrecken, um ein mit einer Vibration verbundenes Geräusch zu verhindern.
Die zweite äußere Schale 34, wie in Fig. 4 und 5 gezeigt, hat eine Peripherie bzw. einen Umfang 50, welcher dimensioniert und ausgebildet ist, um mit dem peripheren Flansch 38 der ersten äußeren Schale 32 übereinzustimmen. Periphere Bereiche 50 der zweiten äußeren Schale 34 sind ferner gekennzeichnet durch erste und zweite im allgemeinen halbzylindrische Einlaßnippel bzw. Anschlußstücke 52 und 54 und einem im allgemeinen halbzylindrischen Auslaßnippel bzw. Anschlußstück 56, welche angeordnet und dimensioniert sind, um im allgemeinen mit den Einlaßanschlußstücken 42 und 44 und dem Auslaßanschlußstück 46 der ersten äußeren Schale 32 übereinzustimmen bzw. zusammenzupassen. Eine erste Einlaßrinne bzw. ein erster Einlaßkanal 58 erstreckt sich um eine kurze Distanz von dem ersten Einlaßanschlußstück 52 nach innen. Ein viel längerer zweiter Einlaßkanal 60 kommuniziert bzw. steht in Verbindung mit dem zweiten Einlaßanschlußstück 54. Der zweite Einlaßkanal 60 erstreckt sich insgesamt entlang einer Seite der zweiten äußeren Schale 34, unterliegt einem im wesentlichen 135º Richtungswechsel und setzt sich dann zu dem ersten Einlaßkanal 58 fort. Gleichwohl treffen sich der erste und zweite Einlaßkanal 58 und 60, welche in der zweiten äußeren Schale 34 ausgebildet sind, sich nicht.
Die innere Teilerplatte 36, wie in Fig. 3 gezeigt, hat einen äußeren Umfang, welcher dimensioniert und ausgestaltet ist, um mit den jeweiligen Umfängen 38 und 50 der ersten und zweiten äußeren Schalen 32 und 34 übereinzustimmen bzw. zusammenzupassen. Die innere Tellerplatte 36 ist gekennzeichnet durch ein erstes im wesentlichen halbzylindrisches Einlaßanschlußstück 62, ein zweites im allgemeinen halbzylindrisches Einlaßanschlußstück 64 und ein im allgemeinen halbzylindrisches Auslaßanschlußstück 66. Das erste Einlaßanschlußstück 62 der inneren Tellerplatte 36 ist ausgebildet, um mit dem ersten Einlaßanschlußstück 52 der zweiten äußeren Schale 34 verschachtelt zu werden und entgegengesetzt bzw. gegenüberliegend von dem ersten Einlaßanschlußstück 42 der ersten äußeren Schale 32 vorzustehen. Eine Einlaßrinne bzw. ein Einlaßkanal 68 erstreckt sich von dem ersten Einlaßanschlußstück 62 und ist ausgebildet, um mit dem ersten Einlaßkanal 58 der zweiten äußeren Schale 34 verschachtelt zu sein. Wie in Fig. 3 und 7 gezeigt, endet der Einlaßkanal 68 an einem Schnitt bzw. Einschnitt 70 durch die innere Tellerplatte 36 an einer Stelle, welche mit dem ersten Einlaßkanal 58 der zweiten äußeren Schale 34 übereinstimmt bzw. aufeinanderpasst. Wie weiter unten erläutert wird, wird ein Abstimm- oder Helmholtzrohr effektiv zwischen dem Schnitt 70 und dem geschlossenenen Ende des ersten Einlaßkanals der zweiten äußeren Schale 34 definiert. Die Lage des Schnittes 70 definiert die Länge "L" des Abstimmrohres und bestimmt daher teilweise die Frequenz eines Geräusches, welche gedämpft werden wird. In anderen Ausführungsformen ist kein Schnitt 70 vorgesehen und der Einlaßkanal 68 der inneren Teilerplatte 36 wird ausgebildet, um im wesentlichen mit dem ganzen ersten Einlaßkanal 58 der zweiten äußeren Schale 34 verschachtelt zu sein. Bei weiteren Ausführungsformen kann der Einlaßkanal 68 der inneren Tellerplatte 36 ausgebildet sein, um sich von der zweiten äußeren Schale 34 weg zu erstrecken, und kann an einem Ausschnitt enden. Mit dieser letzteren Ausführungsform wird ein erstes Einlaßrohr zwischen dem Einlaßkanal 68 der inneren Tellerplatte 36 und dem ersten Einlaßkanal 58 der zweiten äußeren Schale 34 definiert und die Länge dieses ersten Einlaßrohres ist durch die Lage des Ausschnittes in der inneren Tellerplatte 36 definiert.
Das zweite Einlaßanschlußstück 64 der inneren Tellerplatte 36 ist ausgebildet, um mit dem zweiten Einlaßanschlußstück 44 der ersten äußeren Schale 32 verschachtelt zu sein und in einer entgegengesetzten Richtung von dem zweiten Anschlußstück 54 der zweiten Schale 34 vorzustehen. So stehen in der illustrierten Ausführungsform die ersten und zweiten Einlaßanschlußstücke 62 und 64 der inneren Tellerplatte 36 in entgegengesetzten Richtungen von angrenzenden ebenen Abschnitten der internen Tellerplatte 36 vor.
Das Auslaßanschlußstück 66 der inneren Tellerplatten 36 ist ausgebildet, um mit dem Auslaßanschlußstück 56 der zweiten äußeren Schale 34 verschachtelt zu werden und entgegengesetzt zu dem Auslaßanschlußstück 46 der ersten äußeren Schale 32 vorzustehen. Eine Teilungswand 74 erstreckt sich zwischen dem zweiten Einlaßanschlußstück 64 der inneren Tellerplatte 36 und dem Auslaßanschlußstück 66 davon, wie in Fig. 3 und 6 gezeigt.
Die innere Tellerplatte 36 ist ferner gekennzeichnet durch einen Konvergenzausschnitt 76, welcher angeordnet ist, um mit einer ausgewählten Stelle an dem zweiten Einlaßkanal 60 der zweiten äußeren Schale übereinzustimmen bzw. zusammenzupassen.
Die innere Teilerplatte 36 ist ebenfalls gekennzeichnet durch Verstärkungsreliefs bzw. -prägungen 78 und kann optional mit Öffnungen 80 an Stellen, welche mit dem zweiten Einlaßkanal 60 der zweiten äußeren Schale 34 zusammenpassen, versehen sein.
Der Verbinder 10 wird zusammengesetzt durch sicherndes bzw. festes Anbringen der ersten und zweiten äußeren Schalen 32 und 34 an jeweiligen entgegengesetzten bzw. gegenüberliegenden Seiten der inneren Tellerplatte 36. Die Anbringung wird vorzugsweise erreicht durch Laserschweißen um den Umfang der jeweils zusammenpassenden Komponenten herum. Gleichwohl können andere Schweißtechniken verwendet werden oder die Teile können mechanisch in festem Eingriff gehalten werden durch Krimpen bzw. Bördeln bzw. Umbiegen oder ähnlichem. In ihrer verbundenen Anordnung werden das erste Einlaßanschlußstück 62 und das Auslaßanschlußstück 66 der inneren Tellerplatte 36 mit dem ersten Einlaßanschlußstück 52 und dem Auslaßanschlußstück 56 der zweiten äußeren Schale 34 verschachtelt, werden sich jedoch in entgegengesetzten Richtungen von dem jeweiligen ersten Einlaßanschlußstück 42 und dem Auslaßanschlußstück 46 der zweiten äußeren Schale 34 erstrecken, um einen ersten Einlaß 82 und einen Auslaß 86 an dem Verbinder 10 zu definieren. Das zweite Einlaßanschlußstück 64 der inneren Tellerplatte 36 wird gleichwohl mit dem zweiten Einlaßanschlußstück 44 der ersten äußeren Schale 32 verschachtelt und wird in entgegengesetzter bzw. gegenüberliegender Beziehung zu dem zweiten Einlaßanschlußstück 54 der zweiten äußeren Schale 34 sein, um einen zweiten Einlaß 84 zu definieren.
Abgas, welches aus dem ersten stromaufwärtigen Abgasrohr 22 strömt und in den Verbinder 10 durch den ersten Einlaß 82 eintritt, wird direkt in die Konvergenzkammer 40 strömen. Ein enger Bereich einer Geräuschfrequenz wird gedämpft werden durch das Abstimmrohr, welches zwischen dem ersten Einlaßkanal 58 der zweiten äußeren Schale 34 und übereinstimmenden Abschnitten der inneren Tellerplatte 36 angrenzend zu Einschnitt 70 definiert wird, wie in Fig. 7 gezeigt. Wie in Fig. 7 gezeigt, wird Abgas, welches in den ersten Einlaß 82 eintritt, nur eine kurze Distanz in dem Verbinder 10 strömen, bevor es in die Konvergenzkammer 40 eintritt, welche durch die erste äußere Schale 32 definiert wird.
Abgas, welches aus dem zweiten stromaufwärtigen Abgasrohr 24 strömt, wird den in den zweiten Einlaß 84 des Verbinders 10 eintreten. Obwohl der zweite Einlaß 84 zu dem Auslaß 86 nahegelegen ist, wird die Teilungswand 74 der inneren Teilerplatte 36 jede Querströmung zwischen dem zweiten Einlaß 84 und dem Auslaß 86 an dieser Stelle verhindern. Vielmehr wird Abgas, welches in den zweiten Einlaß 84 eintritt, durch das Rohr, welches durch den zweiten Einlaßkanal 60 der zweiten äußeren Schale 34 und gegenüberliegenden Abschnitten der internen Tellerplatte 36 definiert wird, fortschreiten. Diese Abgasströmung wird durch den 135º-Richtungswechsel im zweiten Einlaßkanal 60 fortschreiten und wird in die Konvergenzkammer 40 der ersten äußeren Schale 32 durch den Konvergenzausschnitt 76 in der inneren Tellerplatte 36 eintreten, wie in Fig. 8 gezeigt. So definiert der Verbinder 10 eine im wesentlichen größere Weglänge für Gas, welches in den zweiten Einfaß 84 eintritt, als für Gas, welches in den ersten Einlaß 82 eintritt. Diese größere Weglänge ist vorzugsweise gewählt, um im wesentlichen die Unterschiede der Längen der ersten und zweiten stromaufwärtigen Abgasrohre 22 bzw. 24 auszugleichen. Die zwei Abgasströmungen werden in der Konvergenzkammer 40 an einer Stelle in Nähe zu dem ersten Einlaß 82 und dem Konvergenzausschnitt 76 konvergieren bzw. zusammenlaufen, wie in Fig. 8 gezeigt. Den konvergierenden Abgasen wird dann ermöglicht, sich in der Konvergenzkammer 40 zu entspannen, und werden dann zu dem Auslaß 86 des Verbinders 10 strömen. Wie am deutlichsten in Fig. 6 gezeigt ist, ist die Abgasströmung durch Auslaß 86 von der Abgasströmung in Einlaß 84 nur durch die Teilungswand 74 getrennt.
Zusätzlich zu den akustischen Vorteilen, welche durch Abgasströmungswege gleicher Länge erreicht werden, tragen die Ausdehnung des Abgases in die Konvergenzkammer 40 hinein und das Vorsehen einer Abstimmtafel bzw. Tabelle ebenfalls zu einer Geräuschdämpfung bei. Die spezifischen akustischen Abstimmeffekte können verändert werden durch variieren des Volumens der Kammer 40 oder der Länge "L" des Abstimmrohres, übereinstimmend mit der Raum verfügbarkeit an dem Fahrzeug. Eine akustische Abstimmung kann ferner geändert werden durch Variieren der inneren Teilerplatte 36. Zum Beispiel kann der Konvergenzausschnitt 76 in der Größe geändert werden oder selektiv zu anderen Positionen übereinstimmend mit dem zweiten Einlaßkanal 60 der zweiten äußeren Schale 34 bewegt werden. Diese Möglichkeit kann nützlich sein zur Feinabstimmung der akustischen Leistung des Abgassystems 12 oder zum Aufnehmen verschiedener Modelle zugehöriger Motorsysteme, wobei der stromaufwärtige Abgasrohrverlauf bei einem Modell geringfügig anders von demjenigen eines anderen Modelles sein kann. Zusätzlich bieten in einigen Systemen Öffnungen 80 oder funktionell vergleichbare Löcher oder Schlitze eine akustisch förderliche Querströmung von Abgas, ohne die Aufgabe unwirksam zu machen, im wesentlichen gleiche Längen einer Abgasströmung zu dem Konvergenzpunkt zu erreichen.
Wie am deutlichsten in Fig. 5 gezeigt ist, liegen die angebrachten umfänglichen Bereiche der ersten und zweiten äußeren Schalen 32 und 34 und der inneren Teilerplatte 36 in zwei Ebenen. Die Ebenen schneiden sich entlang einer Linie 90, wie in Fig. 2 bis 4 gezeigt. Der erste Einlaß 82 und der Verbinder 10 sind so, daß die Längsachse des ersten stromaufwärtigen Abgasrohres 22 in einem ersten ebenen Abschnitt 92 liegt. Der zweite Einlaß 84 und der Auslaß 86 liegen in einem zweiten ebenen Abschnitt 94 des Verbinders 10. Die Längsachsen des zweiten stromaufwärtigen Abgasrohres 24 und des stromabwärtigen Abgasrohres 26 sind koplanar mit den zweiten ebenen Abschnitten 94. Diese nicht ebene bzw. planare Ausgestaltung des Verbinders 10 ermöglicht, daß die Einlässe 82 und 84 und der Auslaß 86 des Verbinders 10 der optimalen Ausrichtung der jeweiligen stromaufwärtigen und stromabwärtigen Abgasrohre 22 bis 26 entsprechen und dem verfügbaren Raum an der Unterseite des Fahrzeuges entsprechen. Insgesamt ebene Verbinder würden andererseits im allgemeinen weitere Biegungen bzw. Krümmungen der Abgasrohre erfordern, um die ebene Ausgestaltung des Verbinders aufzunehmen.
Während die Erfindung in Bezug zu einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben worden ist, ist es augenscheinlich, daß zahlreiche Veränderungen gemacht werden können, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen, wie er in beiliegenden Ansprüchen definiert wird.

Claims

1. Verbinder (10), welcher erste und zweite stromaufwärtsgelegene Abgasrohre (22, 24) von ungleicher Länge mit einem stromabwärtsgelegenen Abgasrohr (26) verbindet, wobei der Verbinder (10) eine innere Teilerplatte (36) mit entgegengesetzten ersten und zweiten Flächen, eine erste äußere Schale (32), welche an der ersten Fläche der inneren Tellerplatte (36) befestigt ist und ausgebildet ist, um eine Kammer (40) zwischen der ersten äußeren Schale (32) und der inneren Tellerplatte (36) zu bilden, eine zweite äußere Schale (34), welche an der zweiten Fläche der inneren Tellerplatte (36) befestigt ist, umfaßt, wobei wenigstens eine der inneren Tellerplatte (36) und der ersten äußeren Schale (32) ausgebildet ist, um einen Auslaß (86) aus der Kammer (40) zu bilden, die äußeren Schalen (32, 34) und die innere Tellerplatte (36) ausgebildet sind, um erste und zweite Einlässe (82, 84) zu bilden, erste und zweite Gasfluß- bzw. -strömungseinrichtungen angrenzend zu der inneren Tellerplatte (36) gebildet sind zum Schaffen einer Verbindung zwischen den ersten bzw. zweiten Einlässen (82, 84) und der Kammer (40), wobei die ersten und zweiten Gasströmungseinrichtungen ungleiche Längen definieren, welche die ungleichen Längen der ersten und zweiten stromaufwärtsgelegenen Abgasrohre (22, 24) im wesentlichen kompensieren bzw. ausgleichen.

2. Verbinder (10) nach Anspruch 1 mit wenigstens einem Kanal (60), der in der zweiten äußeren Schale (34) ausgebildet ist, wobei der Kanal (60) und Abschnitte der inneren Tellerplatte (36), welche diesem gegenüberliegen, wenigstens eine der ersten und zweiten Gasströmungseinrichtungen definieren.

3. Verbinder (10) nach Anspruch 2, bei welchem der Kanal (60) nicht linear ist.

4. Verbinder (10) nach Anspruch 2 mit wenigstens einem Ausschnitt (76) durch die innere Teilerplatte (36) an einem Ort in Übereinstimmung mit dem Kanal (60) der zweiten äußeren Schale (34), um eine Konvergenz von Abgas aus den ersten und zweiten Gasströmungseinrichtungen in der Kammer (40) an einem Ort im wesentlichen angrenzend an bzw. benachbart zu dem Ausschnitt (76) zu ermöglichen.

5. Verbinder (10) nach Anspruch 1, bei welchem der Auslaß (86) und ein Einlaß (84) durch die innere Teilerplatte (36) voneinander getrennt sind.

6. Verbinder (10) nach Anspruch 1, bei welchem periphere Bereiche der ersten äußeren Schale (32) einen peripheren bzw. umfänglichen Flansch (38) zum Verbinden mit der ersten Seite der inneren Tellerplatte (36) definieren, wobei Abschnitte des umfänglichen Flansches (38) benachbart bzw. angrenzend zu dem ersten Einlaß (82) eine erste Ebene definieren und Abschnitte des umfänglichen Flansches (38) benachbart bzw. angrenzend zu dem zweiten Einlaß (84) eine zweite Ebene definieren, wobei die ersten und zweiten Ebenen winkelig zueinander ausgerichtet sind.

7. Verbinder (10) nach Anspruch 1, bei welchem der erste Einlaß (82) durch verschachtelte erste Einlaßanschlußstücke (52, 62), welche jeweils in der zweiten äußeren Schale (34) und der inneren Tellerplatte (36) ausgebildet sind, und durch ein entgegengesetzt gerichtetes erstes Einlaßanschlußstück gebildet wird, welches in der ersten äußeren Schale (32) ausgebildet ist, wobei die erste Gasströmungseinrichtung einen ersten Einlaßkanal (58) umfaßt, welcher in der zweiten äußeren Schale (34) ausgebildet ist und sich von dem ersten Einlaßanschlußstück (52) von dieser erstreckt, und ein Einlaßkanal (68) in der inneren Tellerplatte (36) ausgebildet ist und mi wenigstens einem Abschnitt des ersten Einlaßkanals (58) der zweiten äußeren Schale (34) verschachtelt ist, wobei der Einlaßkanal (68) der inneren Teilerplatte (36) zu der Kammer (40) hin geöffnet ist, welche durch die erste äußere Schale (32) definiert wird.

8. Verbinder (10) nach Anspruch 7, bei welchem der Einlaßkanal (68) der inneren Tellerplatte (36) kürzer ist als der erste Einlaßkanal (58) der zweiten äußeren Schale (34), wobei der Einlaßkanal (68) der inneren Tellerplatte (36) an einem Schnitt (70) durch die innere Tellerplatte (36) endet und eine Kommunikation bzw. Verbindung zu einer Abstimmröhre mit geschlossenem Ende ermöglicht, welche durch Abschnitte des ersten Einlaßkanales (58) der zweiten äußeren Schale (34) ausgebildet ist, welcher sich über den Einlaßkanal (68) der inneren Tellerplatte (36) hinauserstreckt.

9. Verbinder (10) nach Anspruch 7, bei welchem der zweite Einlaß (84) durch verschachtelte zweite Einlaßanschlußstücke (44, 64), welche in der zweiten äußeren Schale (32) und der inneren Tellerplatte (36) ausgebildet sind, und durch ein entgegengesetzt gerichtetes zweites Einlaßanschlußstück (54) ausgebildet ist, welches in der zweiten äußeren Schale (34) ausgebildet ist, wobei die zweite Gasströmungseinrichtung einen zweiten Einlaßkanal (60) umfaßt, welcher in der zweiten inneren Platte (34) ausgebildet ist und sich von dem zweiten Einlaß (84) zu dem ersten Einlaßkanal (58) erstreckt, wobei die zweite Gasströmungseinrichtung an einem Ausschnitt (70) durch die innere Tellerplatte (36) an einer Position nahe dem Einlaßkanal (68) der inneren Tellerplatte (36) endet, um eine Konvergenz und Ausdehnung von Gasströmungen in die Kammer (40) zu ermöglichen.

10. Ein Abgassystem mit einem Verbinder (10) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, ersten und zweiten stromaufwärtsgelegenen Abgasrohren (22, 24) von ungleicher Länge und einem stromabwärtsgelegenen Abgasrohr (26), bei welchem der Verbinder (10) die ersten und zweiten stromaufwärtsgelegenen Abgasrohre (22, 24) mit dem stromabwärtsgelegenen Abgasrohr (26) verbindet, dabei die ungleichen Längen der stromaufwärtsgelegenen Abgasrohre (22, 24) ausgleichend.