EP0178430A1 - Auspuffkrümmer - Google Patents

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EP0178430A1
EP0178430A1 EP85110556A EP85110556A EP0178430A1 EP 0178430 A1 EP0178430 A1 EP 0178430A1 EP 85110556 A EP85110556 A EP 85110556A EP 85110556 A EP85110556 A EP 85110556A EP 0178430 A1 EP0178430 A1 EP 0178430A1
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EP
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exhaust
flange
exhaust manifold
pipe socket
boards
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EP85110556A
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Rudolf Loup
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Erhardt Bischoff & Co KG Fabrik fur Kraftfahrzeugteile GmbH
Original Assignee
Erhardt Bischoff & Co KG Fabrik fur Kraftfahrzeugteile GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/18—Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly
    • F01N13/1805—Fixing exhaust manifolds, exhaust pipes or pipe sections to each other, to engine or to vehicle body
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/08—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
    • F01N13/10—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits of exhaust manifolds

Definitions

  • the invention relates to an exhaust manifold with a flange for its attachment to an engine block and with exhaust pipes leading away from the flange.
  • Exhaust manifolds of this type are currently usually manufactured as castings.
  • the flange with the aid of which the exhaust manifold is screwed onto the engine block, poses the greatest problems, since the flange must be screwed onto the engine block in a gas-tight manner.
  • the requirements of modern engine construction prescribe certain flange shapes and thicknesses, which mean a high financial outlay when manufactured using cast iron.
  • the castings require post-processing, which is expensive, particularly in the case of complicated shapes
  • the invention has for its object to develop an exhaust manifold of the type mentioned in such a way that it can be produced with considerable cost savings and still enables the most complicated flange shapes.
  • the invention proposes an exhaust manifold, in which the lamellar flange is constructed from at least two interconnected or connectable boards which have an exhaust opening for each exhaust pipe, in the area of which a pipe socket is fastened to the flange.
  • the boards are extremely easy to produce as stamped parts, and the most complicated shapes are possible. Due to the structure of several blanks, any desired thickness and strength can be achieved, the post-processing, if such is still necessary, is extremely simple.
  • the pipe socket which is present in the area of the exhaust openings, makes it possible to also manufacture the actual exhaust pipes from pipe material and to weld them to the pipe socket. This in turn makes it possible to make the exhaust pipes themselves thinner than was possible with cast material.
  • the thinner, yet firm and stable exhaust pipes have the advantage of lower heat capacity, which is particularly advantageous in connection with the catalytic converters. These must have a certain minimum temperature in order to work correctly, the measures of the invention ensuring that not too much heat is absorbed by the catalytic converters through the exhaust pipes in the cold start phase.
  • the invention proposes that the blanks be welded to one another, resistance welding, in particular projection welding, having proven to be particularly favorable.
  • the inner circuit boards can have one or more welding pins which project in the direction of the outer circuit boards and therefore form the contact point in the case of electrical resistance welding.
  • the boards are soldered to one another.
  • the boards can be soldered under protective gas, a pure copper being used as the solder.
  • a pure copper being used as the solder.
  • the exhaust pipes can be welded to each other after soldering the boards.
  • the inner boards have openings for the insertion of copper, which then melts in the vacuum furnace during the soldering.
  • the invention provides that the pipe socket is also soldered to the flange formed by the circuit boards.
  • the pipe socket can be soldered into the exhaust opening of the circuit boards. It can be provided here that the outside of the pipe socket is connected, in particular soldered, to the inside of the exhaust opening of at least one circuit board. This soldering process can also take place when the circuit boards are connected to one another in the soldering furnace.
  • the exhaust pipes are then welded to the pipe socket. Therefore, according to the proposal of the invention, the exhaust pipes in the area of the manifold are no longer made of cast iron, but of bent pipe, which makes it possible to keep their wall thickness smaller, despite great stability, than was possible with cast iron.
  • the outer i.e. the circuit board facing away from the engine block has a curved edge surrounding its exhaust opening, which forms the pipe socket.
  • a process step namely the soldering of the pipe socket, is saved.
  • the exhaust pipes can be welded directly onto the bent edge forming the pipe socket.
  • the edge is formed by deep drawing. It is also advantageously possible for the edge to be punched through when the board is manufactured
  • Fig. 1 shows a plan view of a Ptatine 11 to form a flange of an exhaust manifold.
  • the circuit board contains two exhaust openings 12 which, when the exhaust flange is attached to an engine block, are in line with the corresponding exhaust openings of the engine block.
  • For fastening the circuit board 11 to the engine block there are several holes 13 with which the flange can be screwed onto the engine block.
  • the circuit board 11 contains several small holes 14 in the area of the edge of the exhaust openings 1 2, which holes are intended to receive solder, for example solder copper.
  • Fig. 2 shows the structure of an exhaust flange 15 from several boards. A total of four boards are provided to form the flange 15.
  • the two inner boards 11, 15 are constructed identically and have the shape shown in FIG. 1 . They have matching openings 13 for the passage of a screw and matching holes 14 for inserting the solder copper.
  • the connection of the boards can also be carried out by resistance welding, for which purpose the two boards 11, 15 have a welding pin 16 which is inserted into openings in the boards 11, 15 and upwards and protrudes like a cone below. When the outer boards 17, 18, which are under tension, are pressed, resistance welding then takes place.
  • the circuit board 18 arranged in the direction of the engine block does not contain any holes 14 for solder, but again a hole 13 for fastening.
  • the exhaust opening 19, which is in line with the exhaust openings 12 of the other boards, has a smaller area.
  • a pipe socket 20 which is only shown broken off, is inserted, which is soldered to the inner walls of the exhaust openings 12. With its end face 21, the pipe socket 20 is soldered onto the upper side 22 of the motor-side circuit board 18. Accordingly, the exhaust opening 19 of the engine-side board 18 is offset inwards by the wall thickness of the pipe socket 20.
  • the individual boards are moved towards each other so that they lie close together and soldered to each other in this position, with the help of the soldering copper arranged in the holes, or welded, with the help of the welding pin 16.
  • the pronounced hump 16 can also be used.
  • Fig. 3 shows a modified embodiment.
  • the flange 23 consists of four individual boards, of which the outer board 24 has a punched-out edge 25 surrounding its exhaust opening.
  • the edge 25 has the shape of an approximately tubular, short extension.
  • An only schematically illustrated exhaust pipe 26 is inserted into the inside of this edge 25 and can be soldered or welded to the inside of the edge 25.
  • a separate pipe socket 20 is unnecessary, since the edge 25 forms the pipe socket.
  • the exhaust port 28 of the engine side board 27 has the same shape and size as the exhaust ports of the other boards.
  • a manifold pipe could also be inserted and fastened in the pipe socket 20 shown in FIG. 2, as is shown and described in FIG. 3 with regard to the exhaust pipe 26.

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Abstract

Ein Auspuffkrümmer mit einem Flansch (15) zu seiner Befestigung an einem Motorblock und von dem Flansch wegfühtenden Rohren enthält einen Flansch (15), der lamellenartig aus mehreren, miteinander verbundenen, insbesondere verlöteten, Platinen (11, 15, 17, 18) aufgebaut ist. In die Auspufföffnungen der Platinen (11, 15, 17) ist ein Rohrstutzen (20) eingelötet, mit dem die aus Rohrmaterial bestehenden Auspuffrohre verschweißt sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Auspuffkrümmer mit einem Flansch zu seiner Befestigung an einem Motorblock und mit von dem Flansch wegführenden Auspuffrohren.
  • Auspuffkrümmer dieser Art werden z.Zt üblicherweise als Gußteile hergestellt. Dabei bildet der Flansch, mit dessen Hilfe der Auspuffkrümmer an dem Motorblock angeschraubt wird, die größten Probleme, da der Flansch gasdicht an dem Motorblock angeschraubt sein muß. Hinzu kommt, daß die Anforderungen des modernen Motorbaus bestimmte Flanschformen und -dicken vorschreiben, die bei Herstellung mit Hilfe von Guß einen hohen finanziellen Aufwand bedeuten. Die Gußteile benötigen eine Nachbearbeitung, die insbesondere bei komplizierten Formen teuer ist
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Auspuffkrümmer der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß er sich mit beachtlichen Kostenersparnissen herstellen läßt und dennoch die kompliziertesten Flanschformen ermöglicht.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung einen Auspuffkrümmer vor, bei dem der Flansch lamellenartig aus min destens zwei miteinander verbundenen bzw. verbindbaren Platinen aufgebaut ist, die für jedes Auspuffrohr eine Auspufföffnung aufweisen, in deren Bereich an dem Flansch ein Rohrstutzen befestigt ist. Die Platinen lassen sich außerordentlich einfach als Stanzteile herstellen, wobei die kompliziertesten Formen möglich sind. Aufgrund des Aufbaus aus mehreren Platinen läßt sich jede gewünschte Dicke und Festigkeit erreichen, wobei die Nachbearbeitung, sofem eine solche überhaupt noch nötig ist, außerordentlich einfach ist. Der Rohrstutzen, der im Bereich der Auspufföffnungen vorhanden ist, macht es möglich, die eigentlichen Auspuffrohre ebenfalls aus Rohrmaterial herzustellen und an den Rohrstutzen anzuschweißen. Dadurch wird es wiederum möglich, die Auspuffrohre selbst dünner herzustellen als dies bei Gußmaterial möglich war. Die dünneren und dennoch festen und stabilen Auspuffrohre haben den Vorteil geringerer Wärmekapazität, was insbesondere im Zusammenhang mit den Katalysatoren von Vorteil ist. Diese müssen zu ihrem korrekten Arbeiten eine bestimmte Mindesttemperatur aufweisen, wobei die Maßnahmen der Erfindung dafür sorgen, daß in der Kaltstarphase nicht zu viel Wärme von den Katalysatoren durch die Auspuffrohre aufgenommen wird.
  • Die Erfindung schlägt vor, daß die Platinen miteinander verschweißt werden, wobei sich eine Widerstandsverschweißung, insbesondere eine Buckelverschweißung, als besonders günstig herausgestellt hat. Zu diesem Zweck können bei mehreren Platinen beispielsweise die inneren Platinen einen oder mehrere Schweißstifte aufweisen, die in Richtung auf die äußeren Platinen vorstehen und daher bei einer elektrischen Widerstandsverschweißung den Kontaktpunkt bilden. Bei der Verbindung der einzelnen Platinen miteinander kann es ausreichen, wenn eine gasdichte Verbindung nur im Bereich um die eigentlichen Auspufföffnungen herum durchgeführt ist, da die Platinen über durchgehende Löcher mit dem Motorblock verschraubt werden können.
  • In Weiterbildung kann vorgesehen sein, daß die Platinen miteinander verlötet sind. Beispielsweise können die Platinen unter Schutzgas verlötet werden, wobei als Lot ein Reinkupfer Verwendung finden kann. Besonders günstig ist es jedoch, wenn die Verlötung im Vakuumofen vor sich geht Dies ist aufgrund der Ausbildung des Flansches mit einem Rohrstutzen möglich, da in diesem Stadium noch nicht die Auspuffrohre vorhanden sind und dadurch der Platzbedarf des Flansches in dem Vakuumofen klein ist. Die Auspuffrohre können nach dem Verlöten der Platinen aneinander an diesen angeschweißt werden.
  • Zur bassaren Durchführung der Verlötung kann vorgesehen sein, daß die inneren Platinen Öffnungen zum Einsetzen von Kupfer aufweisen, das dann im Vakuumofen bei der Verlötung schmilzt.
  • Die Erfindung sieht vor, daß auch der Rohrstutzen mit dem durch die Platinen gebildeten Flansch verlötet ist Insbesondere kann der Rohrstutzen in die Auspufföffnung der Platinen eingelötet sein. Hier kann vorgesehen sein, daß der Rohrstutzen mit seiner Außenseite mit der Innenseite der Auspufföffnung mindestens einer Platine verbunden, insbesondere verlötet ist. Dieser Lötvorgang kann zugleich mit dem Verbinden der Platinen miteinander im Lötofen erfolgen.
  • In Weiterbildung kann vorgesehen sein, daß der Rohrstutzen mit seiner Stirnseite an der motorseitigen Platine aufliegt. Dies hat für die Herstellung und für die gasdichte Anbringung des Auspuffkrümmers nach der Erfindung besondere Vorteile.
  • Die Auspuffrohre werden an dem Rohrstutzen anschließend angeschweißt. Daher bestehen nach dem Vorschlag der Erfindung die Auspuffrohre im Bereich des Krümmers nicht mehr aus Guß, sondern aus gebogenem Rohr, was es ermöglicht, ihre Wand stärke trotz großer Stabilität kleiner zu halten, als dies bei Guß möglich war.
  • Es kann ebenfalls vorgesehen sein, daß die äußere, d.h. die vom Motorblock weggewandte Platine einen ihre Auspufföffnung umgebenden gebogenen Rand aufweist, der den Rohrstutzen bildet In diesem Fall wird nicht nur ein Einzelteil, sondern auch ein Verfahrensschritt, nämlich das Anlöten des Rohrstutzens, eingespart. An dem den Rohrstutzen bildenden umgebogenen Rand können die Auspuffrohre direkt angeschweißt werden.
  • Es kann in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, daß der Rand durch Tiefziehen gebildet ist Ebenfalls ist es mit Vorteil möglich, daß der Rand beim Herstellen der Platine durchgestanzt ist
  • Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigen:
    • Fig. 1 eine Aufsicht auf eine zum Herstellen eines Flansches eines Auspuffkrümmers verwendeten Platine;
    • Fig. 2 einen schematischen Querschnitt durch einen Auspuff-Flansch vor seiner Herstellung;
    • Fig. 3 einen entsprechenden Schnitt bei einer geänderten Ausführungsform.
  • Fig. 1 zeigt eine Aufsicht auf eine Ptatine 11 zur Bildung eines Flansches eines Auspuffkrümmers. Die Platine enthält zwei Auspufföffnungen 12, die bei Anbringung des Auspuff-Flansches an einem Motorblock in Übereinstimmung mit den entsprechenden Auspufföffnungen des Motorbiockes stehen. Zur Befestigung der Platine 11 an dem Motorblock sind mehrere Löcher 13 vorhanden, mit denen der Flansch an dem Motorblock angeschraubt werden kann. Die Platine 11 enthält im Bereich des Randes der Auspufföffnungen 12 mehrere kleine Löcher 14, die zur Aufnahme von Lötmittel, beispielsweise Lötkupfer dienen sollen.
  • Fig. 2 zeigt den Aufbau eines Auspuff-Flansches 15 aus mehreren Platinen. Zur Bildung des Flansches 15 sind insgesamt vier Platinen vorgesehen. Die beiden inneren Platinen 11, 15 sind identisch aufgebaut und weisen die in Fig. 1 dargestellte Form auf. Sie haben übereinstimmende Öffnungen 13 für den Durchtritt einer Schraube sowie übereinstimmende Löcher 14 zum Einsetzen des Lötkupfers. Der Einfachheit halber ist zugleich in Fig. 2 noch dargestellt daß die Verbindung der Platinen auch über ein Widerstandsschweißen erfolgen kann, zu welchem Zweck die beiden Platinen 11, 15 einen Schweißstift 16 aufweisen, der in Öffnungen der Platinen 11, 15 eingesetzt ist und nach oben und unten kegelartig herausragt. Beim Andrücken der unter Spannung stehenden äußeren Platinen 17, 18 erfolgt dann eine Widerstandsverschweißung.
  • Die in Richtung auf den Motorblock angeordnete Platine 18 enthält keine Löcher 14 für Lötmittel, jedoch wiederum ein Loch 13 zur Befestigung. Die in Übereinstimmung mit den Auspufföffnungen 12 der anderen Platinen stehende Auspufföffnung 19 weist eine kleinere Fläche auf.
  • Durch die Auspufföffnungen 12 der Platinen 11, 15 und 17 ist ein nur abgebrochen dargestellter Rohrstutzen 20 eingessetzt, der mit den Innenwandungen der Auspufföffnungen 12 verlötet wird. Mit seiner Stirnseite 21 ist der Rohrstutzen 20 auf der Oberseite 22 der motorseitigen Platine 18 aufgeltöet. Dementsprechend ist die Auspufföffnung 19 der motorseitigen Platine 18 um die Wandstärke des Rohrstutzens 20 nach innen versetzt.
  • Ausgehend von der in Fig. 2 dargestellten Stellung werden die einzelnen Platinen so aufeinander zu bewegt, daß sie dicht aneinander anliegen und in dieser Stellung miteinander verlötet, mit Hilfe des in den Löchern angeordneten Lötkupfers, oder aber verschweißt, mit Hilfe des Schweißstiftes 16. Statt des Schweißstiftes 16 können auch ausgeprägte Buckel Verwendung finden.
  • Es ergibt sich dann ein Auspuff-Flansch gewünschter Dicke, beispielsweise aus vier Platinen bestehend, und gewünschter Form, siehe beispielsweise die in Fig. 1 dargesteltte Flanschform.
  • Fig. 3 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform. Wiederum besteht der Flansch 23 aus vier einzelnen Platinen, von denen die äußere Platine 24 einen durchgestanzten, ihre Auspufföffnung umgebenden Rand 25 aufweist. Der Rand 25 weist die Form eines etwa rohrartigen kurzen Ansatzes auf. In die Innenseite dieses Randes 25 ist ein nur schematisch dargestelltes Auspuffrohr 26 eingesetzt, das mit der Innenseite des Randes 25 verlötet oder verschweißt werden kann. Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform erübrigt sich ein eigener Rohrstutzen 20, da der Rand 25 den Rohrstutzen bildet. Bei dieser Ausführungsform besitzt die Auspufföffnung 28 der motorseitigen Platine 27 die gleiche Form und Größe wie die Auspufföffnungen der anderen Platinen.
  • Auch in den in Fig. 2 dargestellten Rohrstutzen 20 könnte ein Krümmerrohr derart eingesetzt und befestigt werden, wie dies in Fig. 3 bezüglich des Auspuffrohrs 26 dargestellt und beschrieben ist.

Claims (10)

1. Auspuffkrümmer mit einem Flansch (15, 23) zu seiner Befestigung an einem Motorblock und von dem Flansch (15, 23) wegführenden Auspuffrohren, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (15, 23) lamellenartig aus mindestens zwei miteinander verbundenen Platinen (11, 15, 17, 18, 24, 27) aufgebaut ist, die für jedes Auspuffrohr eine Auspufföffnung (12, 19, 28) aufweisen, in deren Bereich an dem Flansch (15, 23) ein Rohrstutzen (20) befestigt ist
2. Auspuffkrümmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platinen (11, 15, 17, 18, 24, 27) miteinander verschweißt sind, insbesondere widerstandsverschweißt bzw. buckelverschweißt.
3. Auspuffkrümmer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Platinen (11, 15, 17, 18, 24, 27) miteinander verlötet sind.
4. Auspuffkrümmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrstutzen (20) mit dem von den Platinen (11, 15, 17, 18, 24, 27) gebildeten Flansch (15, 23) verlötet ist.
5. Auspuffkrümmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrstutzen (20) mit seiner Außenseite mit der Innenseite der Auspufföffnung (12) mindestens einer Platine (11, 15, 17) verbunden, insbesondere verlötet ist
6. Auspuffkrümmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrstutzen (20) mit seiner Stimseite (21) an der motorseitigen Platine (18) aufliegt und mit dieser verbunden ist.
7. Auspuffkrümmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auspuffrohre an den Rohrstutzen (20) angeschweißt sind.
8. Auspuffkrümmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Platine (24) einen ihre Auspufföffnung (12) umgebenden umgebogenen Rand (25) aufweist, der den Rohrstutzen bildet.
9. Auspuffkrümmer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet daß der Rand (25) durch Tiefziehen gebildet ist.
10. Auspuffkrümmer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand (25) durchgestanzt ist
EP85110556A 1984-09-19 1985-08-22 Auspuffkrümmer Expired EP0178430B1 (de)

Priority Applications (1)

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DE3434288 1984-09-19

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EP0178430A1 true EP0178430A1 (de) 1986-04-23
EP0178430B1 EP0178430B1 (de) 1988-06-01

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EP85110556A Expired EP0178430B1 (de) 1984-09-19 1985-08-22 Auspuffkrümmer

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