DE9316960U1 - Device for screwing exhaust manifolds to an engine block - Google Patents

Device for screwing exhaust manifolds to an engine block

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Description

prt-10-de (b,i) 5.11.1993prt-10-de (b,i) 5.11.1993

S/SchS/Sch

Vorrichtung zum Anschrauben von Auspuffkrümmern an einen MotorblockDevice for screwing exhaust manifolds onto an engine block

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Anschrauben von Auspuffkrümmern mit Hilfe mindestens eines Flansches mit Schraublöchern an den Motorblock einer Brennkraftmaschine, insbesondere für Automobile.The invention relates to a device for screwing exhaust manifolds with the aid of at least one flange with screw holes to the engine block of an internal combustion engine, in particular for automobiles.

Es ist bekannt, die am Motorblock zu befestigenden Enden von Auspuffkrümmern mit je einem Flansch zu versehen, der eine Dicke von etwa einem Zentimenter hat und am Motorblock verschraubt wird. Werden derart dicke Flansche aus Vollmaterial hergestellt, so müssen die Schraublöcher gebohrt werden, was einigen Herstellungsaufwand bedeutet. Man hat daher schon die Flansche aus mehreren dünneren Stahlplatten zusammengelötet und -geschweißt. In diesem Falle kann man die einzelnen Platten stanzen und den Bohraufwand vermeiden. Es ist jedoch einiger Aufwand für das Zusammenschweißen und Zusammenlöten erforderlich.It is known that the ends of exhaust manifolds that are to be attached to the engine block are each provided with a flange that is about one centimeter thick and is screwed to the engine block. If flanges that thick are made from solid material, the screw holes have to be drilled, which means a certain amount of manufacturing effort. The flanges have therefore already been soldered and welded together from several thinner steel plates. In this case, the individual plates can be punched and the drilling effort avoided. However, some effort is required to weld and solder them together.

Ferner haben die dicken Flansche einiges Gewicht, das man gerne einsparen würde.Furthermore, the thick flanges add a lot of weight that one would like to save.

Ferner ist eine erhebliche Andruckkraft zum Abdichten der Flansche gegenüber dem Motorblock erforderlich, wobei zwischen beiden eine durchgehende flache Dichtung untergebracht ist. Es sind infolgedessen pro Flansch gewöhnlich 2 oder mehr Schrauben erheblicher Durchmesser erforderlich.Furthermore, a considerable clamping force is required to seal the flanges against the engine block, with a continuous flat gasket between them. As a result, two or more large diameter bolts are usually required per flange.

Durch die vorliegende Erfindung soll eine Möglichkeit geschaffen werden, all die obengenannten Nachteile zu vermeiden. Dies geschieht gemäß Anspruch 1. (In den folgenden Ausführungen werden auch die in den Ansprüchen definierten Begriffe verwendet).The present invention is intended to provide a way of avoiding all of the above-mentioned disadvantages. This is done according to claim 1. (In the following explanations, the terms defined in the claims are also used).

Es wird entweder für jede einzelne Gasaustrittsöffnung des Motorblocks oder z. B. für vier nebeneinander liegende Gasaustrittsöffnungen ein Flansch als gesonderter Bauteil aus Blech tiefgezogen. Der Flansch erhält einen Innenrand, der gegen den Motorblock weist und jede einzelne Austrittsöffnung umgibt und als Ganzes einen Außenrand, der vom Motorblock fort umgebördelt ist. Jeder am Motorblock zu befestigende Endabschnitt des Auspuffkrümmers wird von der Motorblockseite her durch oder in eine der Rohröffnungen des Flansche^ gesteckt, dann.mit.je einem weiterführenden Teil des Aus-A flange is deep-drawn as a separate component from sheet metal either for each individual gas outlet opening of the engine block or, for example, for four gas outlet openings lying next to each other. The flange has an inner edge that points towards the engine block and surrounds each individual outlet opening and, as a whole, an outer edge that is flanged away from the engine block. Each end section of the exhaust manifold that is to be attached to the engine block is inserted from the engine block side through or into one of the pipe openings of the flange, then connected to a further part of the outlet.

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puffkrümmers zusammengesteckt und gasdicht verschweißt. Es verbleibt eine zwischen dem Flansch und dem Motorblock liegende radial auswärts vorstehende Dichtfläche oder eine Dichtfläche, die vom freien Ende des Flansches selbst gebildet wird.puff manifold and welded gas-tight. There remains a radially outward-protruding sealing surface between the flange and the engine block or a sealing surface that is formed by the free end of the flange itself.

Diese Dichtfläche kann relativ schmal sein. Sie kann mit einem Dichtungsring zusammenwirken. Das Ergebnis ist, da/? nur relativ geringe Andruckkräfte erforderlich sind, so daß man je Rohröffnung mit nur zwei verhältnismäßig dünnen Schrauben zur Befestigung des Flansches am Motorblock auskommt. Die Dichtfläche läßt sich &zgr;. &Bgr;. durch Auswärts-Umbördeln oder durch außenseitiges Verdicken, z. B. durch Rollieren erzeugen. This sealing surface can be relatively narrow. It can work together with a sealing ring. The result is that only relatively low pressure forces are required, so that only two relatively thin screws are needed for each pipe opening to attach the flange to the engine block. The sealing surface can be created by flanging outwards or by thickening on the outside, e.g. by rolling.

Hat der Flansch nebeneinander mehrere Rohröffnungen für je einen Abgasauslaß, so kann er an seiner einen oder auch an beiden Längsseiten zwischen den Rohröffnungen eingebuchtet sein. Hierdurch spart man einerseits Gewicht, andererseits wird der Flansch flexibel, so daß seine einzelnen Abschnitte unbeeinflußt von den anderen Abschnitten an je einer Abgasaustrittsöffnung befestigt werden können.If the flange has several pipe openings next to each other, each for an exhaust outlet, it can be recessed between the pipe openings on one or both of its long sides. This saves weight on the one hand, and on the other hand makes the flange flexible, so that its individual sections can be attached to an exhaust outlet opening without being influenced by the other sections.

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Ausführungsbeispiele mit weiteren Merkmalen der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben.Embodiments with further features of the invention are described below with reference to the drawings.

Figur 1 ist eine Außenansicht eines Flansches nach einer Ausführungsform der Erfindung für vier Abgasaustrittsöffnungen des Motorblocks.Figure 1 is an external view of a flange according to an embodiment of the invention for four exhaust outlet openings of the engine block.

Figur 2 ist ein Querschnitt in einer Ebene A-A in Figur 1 und 4.Figure 2 is a cross-section in a plane A-A in Figures 1 and 4.

Figur 3 zeigt in Außenansicht, entsprechend Figur 1, einen Flansch für eine einzelne Abgasaustrittsöffnung.Figure 3 shows an external view, corresponding to Figure 1, of a flange for a single exhaust gas outlet opening.

Figur 4 ist ein Querschnitt durch ein Stück des Motorblocks mit einer Abgasaustrittsöffnung, einem am Motorblock befestigten Endabschnitt des Auspuffkrümmers mit einer nach außen umgebördelten Dichtfläche, einen weiterführenden Teil des Auspuffkrümmers und einen Flansch.Figure 4 is a cross-section through a piece of the engine block with an exhaust outlet opening, an end section of the exhaust manifold attached to the engine block with an outwardly flanged sealing surface, a further part of the exhaust manifold and a flange.

Figur 5 zeigt in einer Darstellung entsprechend Figur 4 einen Endabschnitt des Auspuffkrümmers, der im Bereich der Dichtfläche außen verdickt ist.Figure 5 shows, in a representation corresponding to Figure 4, an end section of the exhaust manifold, which is thickened on the outside in the area of the sealing surface.

Figur 6 zeigt in einer Darstellung entsprechend Figur 4 einen Endabschnitt des Auspuffkrümmers, der keine Dichtfläche hat und in den Innenrand des Flansches gesteckt und mit ihm verschweißt ist.Figure 6 shows, in a representation corresponding to Figure 4, an end section of the exhaust manifold, which has no sealing surface and is inserted into the inner edge of the flange and welded to it.

Figur 4 zeigt ein äußeres Stück eines Motorblocks 2 mit einer der Abgasaustrittsöffnungen 4. An der Außenseite dieser Öffnung ist mit Hilfe eines Flansches 6, 6a (Figur 1 und 3) ein Endabschnitt 8 eines Auspuffkrümmers 10 befestigt.Figure 4 shows an outer part of an engine block 2 with one of the exhaust gas outlet openings 4. On the outside of this opening, an end section 8 of an exhaust manifold 10 is attached by means of a flange 6, 6a (Figures 1 and 3).

Figur 3 zeigt einen Flansch 6 für eine einzelne Abgasaustrittsöffnung 4.Figure 3 shows a flange 6 for a single exhaust gas outlet opening 4.

Figur 2 zeigt einen Querschnitt davon in einer Ebene A-A. Der Flansch ist aus Blech tiefgezogen und hat einen praktisch ebenen Hauptteil 12. Von diesem ist ein ringförmiger Teil zu einem Innenrand 14 umgebördelt. Dieser Innenrand dient dazu, den Endabschnitt 8 gegen den Motorblock zu drücken, wie Figur 4 und 5 zeigen. Von dem Hauptteil ist ein Außenrand 16 vom Motorblock fort auswärts umgebördelt. Der Außenrand umgibt den ganzen Flansch. Am Hauptteil sind an diametral einander gegenüberliegenden Stellen zwei Schraublöcher 18 vorgesehen.Figure 2 shows a cross-section of it in a plane A-A. The flange is deep-drawn from sheet metal and has a practically flat main part 12. An annular part of this is flanged to form an inner edge 14. This inner edge serves to press the end section 8 against the engine block, as shown in Figures 4 and 5. An outer edge 16 of the main part is flanged outwards away from the engine block. The outer edge surrounds the entire flange. Two screw holes 18 are provided on the main part at diametrically opposite points.

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Figur 1 zeigt einen Flansch 6a, der Rohröffnungen 13 für vier Abgasaustrittsöffnungen des Motorblocks hat. Auch dieser Flansch hat einen Hauptteil 12 und einen Außenrand 16 sowie vier Innenränder 14 und je Rohröffnung zwei Schraublöcher 18. Der Außenrand 16 ist hier zwischen je zwei Rohröffnungen 13 eingebuchtet. Solche Einbuchtungen 20 sind in Figur 1 oben, also an der einen Längsseite des Flansches zu erkennen. In Figur 1 unten sind Einbuchtungen 21 zu erkennen, ebenfalls zwischen allen Rohröffnungen. Die Einbuchtungen 20 und 21 sind in Längsrichtung des Flansches 6a gegeneinander versetzt.Figure 1 shows a flange 6a that has pipe openings 13 for four exhaust gas outlet openings of the engine block. This flange also has a main part 12 and an outer edge 16 as well as four inner edges 14 and two screw holes 18 for each pipe opening. The outer edge 16 is indented between two pipe openings 13. Such indentations 20 can be seen in Figure 1 at the top, i.e. on one long side of the flange. Indentations 21 can be seen in Figure 1 at the bottom, also between all pipe openings. The indentations 20 and 21 are offset from one another in the longitudinal direction of the flange 6a.

Die Schraublöcher 18 sind längs einer Geraden 23 angeordnet, die mit einer Mittelgeraden 25 des Hauptteils einen spitzen Winkel einschließt. Durch diese Anordnung erhält man genügend Raum zum Unterbringen der Schraubköpfe, und erhält überdies einen flexiblen Flansch, so daß jedes Einzelstück des Flansches für sich, unbeeinflußt von Kräften, die auf andere Einzelstücke wirken, zum Dichten angepreßt werden kann.The screw holes 18 are arranged along a straight line 23 which forms an acute angle with a center line 25 of the main part. This arrangement provides enough space to accommodate the screw heads and also provides a flexible flange so that each individual part of the flange can be pressed together to seal, unaffected by forces acting on other individual parts.

Figur 4 zeigt, daß der Endabschnitt 8 zur Erzielung einer Dichtfläche 32 nach außen umgebördelt ist. In einer ringförmigen Erweiterung der Abgasaustrittsöffnung 4 des Motorblocks 2 ist eine Ringdichtung 34 untergebracht. Vom Innenrand 14 des Flansches 6, 6a wird die Dichtfläche gegen den Motorblock und die Ringdichtung gedrückt.Figure 4 shows that the end section 8 is flanged outwards to create a sealing surface 32. A ring seal 34 is housed in an annular extension of the exhaust gas outlet opening 4 of the engine block 2. The sealing surface is pressed against the engine block and the ring seal by the inner edge 14 of the flange 6, 6a.

Beim Zusammenbau wird zunächst der Endabschnitt 8 von rechts in Figur 4 her durch den Flansch 6, 6a gesteckt. Dann wird der Endabschnitt 8 in den weiterführenden Teil 9 des Auspuffkrümmers 10 gesteckt und mit diesem gasdicht verschweißt. Dann wird der Flansch an den Motorblock geschraubt.During assembly, the end section 8 is first inserted from the right in Figure 4 through the flange 6, 6a. Then the end section 8 is inserted into the further part 9 of the exhaust manifold 10 and welded to it in a gas-tight manner. The flange is then screwed to the engine block.

Figur 5 zeigt, daß eine Dichtfläche 32a des Endabschnittes auch auf andere Weise erzeugt werden kann, nämlich durch Rollieren, so daß sich ein nach außen vorstehender verdickter Rand ergibt, der eine Dichtfläche bildet.Figure 5 shows that a sealing surface 32a of the end section can also be produced in another way, namely by rolling, so that an outwardly projecting thickened edge is produced which forms a sealing surface.

Figur 6 zeigt, daß man auch ohne eine Dichtfläche des Endabschnitts 8 auskommen kann. Hier dient der dem Motorblock zugekehrte Innenrand 14 des Flansches 6, 6a selbst als Dichtfläche. Das dem Motorblock zugekehrte Ende des Endabschnitts 8 ist bei 36 mit dem Innenrand gasdicht verschweißt.Figure 6 shows that it is also possible to do without a sealing surface of the end section 8. Here, the inner edge 14 of the flange 6, 6a facing the engine block itself serves as a sealing surface. The end of the end section 8 facing the engine block is welded to the inner edge in a gas-tight manner at 36.

prt-10-de (bz,i) 5.11.1993prt-10-de (bz,i) 5.11.1993

S/SchS/Sch

BEZUGSZEICHENREFERENCE SIGNS

22 MotorblockEngine block 44 AbgasaustrittsöffnungExhaust outlet opening 6, 6a6, 6a Flanschflange 88th EndabschnittEnd section 99 Weiterführender TeilFurther part 1010 AuspuffkrümmerExhaust manifold 1212 HauptteilBulk 1313 RohröffnungPipe opening 1414 InnenrandInner edge 1616 AußenrandOuter edge 1818 SchraublochScrew hole 20,2120,21 Einbuchtungindentation 2323 GeradeStraight 2525 MittelgeradeCenterline 2727 BefestigungsbügelMounting bracket 3030 Öseeyelet 32, 32a32, 32a DichtflächeSealing surface 3434 RingdichtungRing seal 3636 OrtLocation

Claims (7)

prt-10-de (a,i) 5.11.1993 SCHUTZANSPRÜCHEprt-10-de (a,i) 5.11.1993 PROTECTION CLAIMS 1. Vorrichtung zum Anschrauben von Auspuffkrümmern (10) mit Hilfe mindestens eines Flansches (6, 6a) mit Schraublöchern an den Motorblock (2) einer Brennkraftmaschine, insbesondere für Automobile,1. Device for screwing exhaust manifolds (10) by means of at least one flange (6, 6a) with screw holes to the engine block (2) of an internal combustion engine, in particular for automobiles, dadurch gekennzeichnet, characterized, a) da/? der Flansch (6, 6a) als gesonderter Bauteil aus Blech tief gezogen ist,a) since the flange (6, 6a) is deep drawn from sheet metal as a separate component , b) da/3 er in seinem Hauptteil (12) mindestens eine Öffnung (''Rohröffnung" (13)) mit einem (in Gebrauchslage) gegen den Motorblock umgebördelten Rand ("Innenrand" (14)) zum Ein- oder Durchführen eines Endabschnittes (8) eines der Auspuffkrümmer hat,b) it has in its main part (12) at least one opening (" pipe opening" (13)) with an edge (in the position of use) flanged against the engine block ("inner edge" (14)) for the insertion or passage of an end section (8) of one of the exhaust manifolds, c) da/3 der Hauptteil (12) des Flansches (6, 6a) einen Außenrand (16) hat, der (in Gebrauchslage) vom Motorblock fort umgebördelt ist,c) the main part (12) of the flange (6, 6a) has an outer edge (16) which (in the position of use) is flanged away from the engine block, d) da/5 jeder am Motorblock zu befestigende Endabschnitt (8) des Auspuffkrümmers (10) durch oder in eine Rohröffnung (13) gesteckt ist, und mit je einem weiterführenden Teil des Auspuffkrümmers zusammengesteckt und gasdicht verschwelt ist.d) da/5 each end section (8) of the exhaust manifold (10) to be attached to the engine block is inserted through or into a pipe opening (13) and is connected to a further part of the exhaust manifold and sealed gas-tight. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 2. Device according to claim 1, characterized in a) da/? jeder am Motorblock zu befestigende Endabschnitt (8) des Auspuffkrümmers (10) eine Dichtfläche (32, 32a) hat unda) that/? each end section (8) of the exhaust manifold (10) to be attached to the engine block has a sealing surface (32, 32a) and b) da/? zwischen Motorblock (2) und Dichtfläche (32, 32a) je eine, die Abgas-Austrittsöffnungen umgebende Ringdichtung (34) untergebracht ist.b) that an annular seal (34) surrounding each exhaust gas outlet opening is accommodated between the engine block (2) and the sealing surface (32, 32a). (Figur 4 und 5)(Figure 4 and 5) 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, da/3 zur Erzeugung der Dichtfläche (32) die am Motorblock zu befestigenden Endabschnitte (8) des Auspuffkrümmers (10) auswärts, insbesondere in eine Ebene, umgebördelt sind. (Figur 4)3. Device according to claim 2, characterized in that, in order to produce the sealing surface (32), the end sections (8) of the exhaust manifold (10) to be attached to the engine block are flanged outwards, in particular in a plane. (Figure 4) 4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, da/3 zur Erzeugung der Dichtfläche (32a) die am Motorblock zu befestigenden Endabschnitte (8) des Auspuffkrümmers an ihrer Außenseite, insbesondere durch Rollieren, verdickt sind. (Figur 5)4. Device according to claim 2, characterized in that, in order to produce the sealing surface (32a), the end sections (8) of the exhaust manifold to be attached to the engine block are thickened on their outside, in particular by rolling. (Figure 5) prt-10-de (a) -2-prt-10-en (a) -2- 5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, 5. Device according to claim 2, characterized in a) da/3 das dem Motorblock zugekehrte freie Ende des Innenrandes (14) des Flansches (6, 6a) selbst als Dichtfläche dient unda) the free end of the inner edge (14) of the flange (6, 6a) facing the engine block itself serves as a sealing surface and b) da/? das dem Motorblock zugekehrte freie Ende jedes Endabschnitts (8) des Auspuffkrümmers in den Innenrand des Flansches (6, 6a) gesteckt und mit dem Innenrand verschweißt ist.b) that the free end of each end section (8) of the exhaust manifold facing the engine block is inserted into the inner edge of the flange (6, 6a) and welded to the inner edge. (Figur 6)(Figure 6) 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 6. Device according to claim 1, characterized in a) daß der Hauptteil (12) des Flansches (6a) nebeneinander mehrere Rohröffnungen (13) hat, insbesondere für jede Abgasaustrittsöffnung (4) des Motorblocks eine,a) that the main part (12) of the flange (6a) has several pipe openings (13) next to each other, in particular one for each exhaust outlet opening (4) of the engine block, b) dap1 der Hauptteil (12) und der Au/3enrand (16) von mindestens einer ihrer Langseiten her zwischen je zwei Rohröffnungen eingebuchtet sind. (Figur 1)b) that the main part (12) and the outer edge (16) are recessed between two pipe openings on at least one of their long sides. (Figure 1) 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, 7. Device according to claim 6, characterized in a) dap1 der Hauptteil (12) und der Au/Senrand (16) von beiden Langseiten her eingebuchtet sind unda) dap 1 the main part (12) and the outer/inner edge (16) are indented from both long sides and b) da/? die Einbuchtungen (20, 21) in Längsrichtung gegeneinander versetzt sind. (Figur 1)b) that/? the indentations (20, 21) are offset from each other in the longitudinal direction. (Figure 1)
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