EP0582985A1

EP0582985A1 - Abgaskrümmer

Info

Publication number: EP0582985A1
Application number: EP93112708A
Authority: EP
Inventors: Siegfried Dipl.-Ing. Wörner; Peter Dr. Ing. Zacke; Georg Dipl.-Ing. Wirth; Siegfried Pollak
Original assignee: J Eberspaecher GmbH and Co KG
Current assignee: Eberspaecher Climate Control Systems GmbH and Co KG
Priority date: 1992-08-12
Filing date: 1993-08-09
Publication date: 1994-02-16
Anticipated expiration: 2013-08-09
Also published as: DE59302582D1; DE4226715A1; EP0582985B1

Abstract

Abgaskrümmer zur Abgasführung aus einem Verbrennungsmotor, insbesondere für Fahrzeuge, aufweisend die folgenden Merkmale:

(a) mindestens eine Innenschale (10,11,12) und eine Außenschale (14), wobei diese zur Ausbildung eines Zwischenraums (17) mit Abstand zu der (den) Innenschale(n) (10,11,12) angeordnet ist;
(b) die Innenschale(n) (10,11,12) sowie die Außenschale (14) bestehen aus Blech, wobei die Außenschale (14) eine größere Wandstärke als die Innenschale(n) (10,11,12) aufweist;
(c) die Innenschale(n) (10,11,12) und die Außenschale (14) sind auf der Abgaseintrittsseite mit einem gemeinsamen Befestigungsflansch (15) verbunden und münden auf der Abgasaustrittsseite in einen gemeinsamen Verbindungsflansch (16) zur Verbindung mit weiteren abgasführenden Teilen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Abgaskrümmer zur Abgasabführung aus einem Verbrennungsmotor, insbesondere für Fahrzeuge.
Abgaskrümmer werden in der Regel dazu eingesetzt, aus einer Zylinderanordnung eines Verbrennungsmotors auströmende Abgase in eine Auspuffanlage überzuleiten. Die Einleitung der heißen Abgase in den Abgaskrümmer führt zu einer Aufheizung des Krümmers und damit zu einer Abkühlung der in die Auspuffanlage weitergeführten Abgase.
Bei den bislang eingesetzten Abgaskrümmern aus Gußmetall erweist sich die Aufheizung des Abgaskrümmers sowie die damit verbundene Abkühlung der Abgase aufgrund der hohen spezifischen Wärmekapazität von Gußmetall als besonders prägnant. Beispielhaft für die damit verbundenen Nachteile sind zum einen eine unerwünschte Aufheizung des Motorraums infolge einer Wärmeübertragung vom Abgaskrümmer auf die diesen umgebende Luft sowie zum anderen eine unerwünschte verringerte Abgaseintrittstemperatur in einen in der Auspuffanlage installierten Katalysator zu nennen.
Ebenso wie eine zu geringe Abgaseintrittstemperatur erweist sich auch eine zu hohe Abgaseintrittstemperatur für die Wirksamkeit bzw. die Lebensdauer eines Katalysators als nachteilig.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Abgaskrümmer zu schaffen, der einerseits eine zu starke Abkühlung der Abgase beim Übergang von der Zylinderanordnung in die Auspuffanlage verhindert und andererseits eine im Bedarfsfall ausreichende Abkühlung der Abgase sicherstellt, und somit die Temperatur der Abgase beim Eintritt in die Auspuffanlage bzw. einen darin installierten Katalysator nach oben hin begrenzt.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Der erfindungsgemäße Abgaskrümmer ist doppelwandig ausgeführt und weist eine Außenschale mit mindestens einer unter Ausbildung eines Zwischenraumes zur Außenschale darin angeordneten Innenschale. Der somit geschaffene Zwischenraum ermöglicht eine Luftspaltisolierung zwischen der Innenschale und der Außenschale. Durch den Luftspalt ist die Möglichkeit der Wärmeübertragung durch Wärmeleitung von der Innenschale zur Außenschale erheblich eingeschränkt, so daß eine Aufheizung der Außenschale mit daraus resultierender Wärmeübertragungsmöglichkeit auf die Luft im Motorraum in erheblichem Maße reduziert ist.
Sowohl die Innenschale als auch die Außenschale bestehen aus dünnwandigem Blech, wobei die Innenschale eine geringere Wandstärke aufweist als die Außenschale. Die Außenschale übernimmt dabei die tragende Bauteilfunktion, wohingegen die Innenschale zur Wärmeabschirmung der Außenschale dient. Hierbei macht man sich den Effekt zunutze, daß bei Erreichen der Glühtemperatur durch die Innenschale erhebliche Wärmemengen durch Wärmestrahlung von der Innenschale auf die Außenschale und somit schließlich in den Motorinnenraum übertragen werden.
Der erfindungsgemäße Abgaskrümmer ermöglicht wegen der Anordnung der Innenschale und der Außenschale an einen gemeinsamen Befestigungsflansch auf der Abgaseintrittsseite und einem gemeinsamen Verbindungsflansch auf der Abgasaustrittsseite trotz des doppelwandigen Aufbaus eine leichte Handhabung und damit eine einfach Installation.
Bei einer Ausführung des erfindungsgemäßen Abgaskrümmers für eine mehrere Zylinder aufweisende Zylinderanordnung sind in der Außenschale entsprechend mehrere Innenschalen vorgesehen, die relativ zueinander bewegbar sind. Diese relative Bewegbarkeit kann dadurch erreicht werden, daß jeweils zwei benachbart angeordnete Innenschalen über einen Schiebesitz miteinander verbunden sind. Alternativ hierzu besteht die Möglichkeit, die Zylinder zumindest zum Teil gruppenweise zusammenzufassen und diesen Zylindergruppen und möglicherweise verbleibenden einzelnen Zylindern jeweils eine Innenschale zuzuordnen. Hiermit läßt sich die Anzahl der notwendigen Innenschalen bei Aufrechterhaltung der Bewegbarkeit einzelner Innenschalen zueinander reduzieren.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind zur Ausbildung des Schiebesitzes jeweils zwei benachbarte Innenschalen mit gegenüberliegenden Enden hülsenartig ineinandergreifend angeordnet. Die hierdurch erreichte relative Bewegbarkeit der einzelnen Innenschalen zueinander verhindert, daß Wärmespannungen infolge unterschiedlicher Temperaturbelastungen einzelner Innenschalenbereich auf den Befestigungsflansch bzw. den Verbindungsflansch übertragen werden und somit zu Verspannungen in den Flanschbereichen führen können. Darüber hinaus ermöglicht die relative Bewegbarkeit einen Ausgleich von Fertigungstoleranzen bei den einzelnen Innenschalen, was zu einer Reduzierung der Herstellungskosten des erfindungsgemäßen Abgaskrümmers führt.
Zudem ist es möglich, im Schiebesitzbereich zwischen den Enden benachbarten Innenschalen Zwischenelemente anzuordnen, die je nach Ausbildung eine Abdichtung der Innenschalen zum Zwischenraum hin und/oder eine Verbesserung der relativen Bewegbarkeit der Innenschalen zueinander ermöglichen. Insbesondere bei einer weiter unten noch erläuterten Verwendung des erfindungsgemäßen Abgaskrümmers als Wärmetauscher erweisen sich solche Zwischenelemente, die beispielsweise als Drahtgestrick ausgeführt sein können, als vorteilhaft.
Eine besonders leichte Herstellbarkeit der Innenschalen ist gewährleistet, wenn diese aus mehreren Teilen, etwa zwei, gebildet sind, die mittels einer Bördelnaht in ihrer Verbindungsebene miteinander durch Schweißung verbunden sind. Durch Ausbildung der Schweißnaht als Bördelnaht läßt sich eine besonders hohe Nahtfestigkeit, insbesondere in bezug auf dynamische Belastung, beispielsweise verursacht durch Wärmespannungen, erzielen. Zudem erfordert die Schweißverbindung mittels einer Bördelnaht keine Zugabe von zusätzlichem Schweißgut.
Auch bei den Außenschalen erweist es sich als vorteilhaft, wenn diese aus zwei miteinander verschweißten Schalenhälften gebildet sind. In den zwischen zwei benachbarten Innenschalen liegenden Bereichen können die Schalenhälften der Außenschale flächig aufeinanderliegend miteinander verschweißt sein, um insgesamt die Verwindungssteifigkeit und damit letztendlich die Maßhaltigkeit des erfindungsgemäßen Abgaskrümmers bezüglich der Anschlußmaße zur Montage am Zylinderkopf sicherzustellen.
Um etwa eine zumindest teilweise Abgasrückführung der durch den Abgaskrümmer hindurchströmenden Abgase zu ermöglichen, kann in dem erfindungsgemäßen Abgaskrümmer ein Stutzen vorgesehen sein, der durch die Außenschale hindurch in eine Innenschale eingeführt ist. Dabei erweist es sich als vorteilhaft, wenn im Bereich der Stutzeneinführung die Außenschale und die Innenschale aneinander anliegend ausgebildet sind, um Verwerfungen an der für sich genommenen relativ dünnwandig ausgeführten Außenschale und der Innenschale zu vermeiden.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Abgaskrümmers sind mindestens zwei Stutzen vorgesehen, die jedoch lediglich durch die Außenschale hindurchgeführt sind und in den Zwischenraum zwischen der Innenschale und der Außenschale einmünden. Diese vorteilhafte Ausführungsform ermöglicht die bereits vorstehend erwähnte Verwendung des erfindungsgemäßen Abgaskrümmers als Wärmetauscher, wobei etwa eine aufzuheizende Luftströmung durch einen ersten Stutzen in den Zwischenraum hinein, entgegen der Abgasströmungsrichtung durch den Zwischenraum hindurch und aus einem zweiten Stutzen aus den Zwischenraum hinausgeführt werden kann. Die Verwendung des Abgaskrümmers als Wärmetauscher könnte insbesondere dann geschehen, wenn eine gezielte Reduzierung der Abgastemperatur, etwa zur Begrenzung der Katalysatoreintrittstemperatur, erfolgen soll.
Eine Ausführung des Abgaskrümmers entsprechend den Merkmalen des Anspruches 11 ermöglicht eine besonders rationelle Fertigung.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist es vorgesehen, im Zwischenraum zwischen der Innenschale bzw. den Innenschalen und der Außenschale eine Isolierung vorzusehen, die etwa aus Keramikfasern, Hochtemperatur-Glasfasern oder mikroporösen Stoffen gebildet sein kann. Dies erweist sich besonders dann als sinnvoll, wenn auch bei hohen Abgastemperaturen, bei denen die Luftspaltisolierung an Wirkung verliert, eine wirksame Isolation gewünscht wird. Im Zusammenhang mit den beschriebenen isolierten Zwischenraum erweist es sich auch als besonders vorteilhaft, wenn die vorstehend erläuterten, mit Drahtgestrick versehenen Schiebesitze realisiert sind, da hierdurch ein wirksamer Schutz der Isolation gegen Austragung infolge der Abgaspulsation erzielt werden kann.
Die weiteren Unteransprüche 13 bis 16 betreffen vorteilhafte Materialauswahlen zur Verwendung bei der Außenschale und der Innenschale bzw. in den Schalen sowie vorteilhafte Wandstärenbereiche, wobei die Werkstoffauswahlen und die Wandstärkenbereiche für sich genommen oder in Kombination miteinander die eingangs beschriebene Einstellung einer maximalen Temperatur der Abgase beim Eintritt in die Auspuffanlage bzw. den Katalysator ermöglichen.
Nachstehend wird anhand der Zeichnungen eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Abgaskrümmers näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Abgaskrümmer in der Ausführung eines Drei-Zylinder-Krümmers für einen Sechs-Zylinder-Motor in teilweise geschnittener Darstellung mit einem Befestigungsflansch zur Befestigung an einem nicht näher dargestellten Zylinderkopf und einem Verbindungsflansch zur Verbindung mit einer nicht näher dargestellten, dem Abgaskrümmer nachfolgend angeordneten Auspuffanlage;
Fig. 2: den Abgaskrümmer gemäß Fig. 1 in Seitenansicht und teilweise geschnittener Darstellung;
Fig. 3: eine Schnittdarstellung des Abgaskrümmers gemäß Fig. 1 im Bereich des Verbindungsflansches gemäß Schnittlinienverlauf III-III in Fig. 2;
Fig. 4: eine Fig. 3 entsprechende Darstellung des Abgaskrümmers im Bereich des Verbindungsflansches mit einer Variante der Abdichtung der Innenschale gegenüber dem Verbindungsflansch;
Fig. 5: eine gegenüber in Fig. 2 dargestellte Ansicht um 90° im Uhrzeigersinn aus der Zeichenebene herausgeklappten Seitenansicht mit Darstellung eines Stutzens für die Abgasrückführung;
Fig. 6: eine Schnittdarstellung des Abgaskrümmers im Bereich des Stutzens gemäß Schnittlinienverlauf VI-VI in Fig. 5.

Der in Fig. 1 dargestellte Abgaskrümmer weist einen aus mehreren ineinander übergehend ausgebildeten Innenschalen 10, 11, 12 bestehenden Innenkrümmer 13 auf, der in einer Außenschale 14 angeordnet ist. Zur Bildung des Abgaskrümmers ist der Innenkrümmer 13 auf der Eintrittsseite der Zylinderabgase mittels eines Befestigungsflansches 15 und auf der Austrittsseite der Zylinderabgase mittels eines Verbindungsflansches 16 mit der Außenschale 14 verbunden. Gleichzeitig dient der Befestigungsflansch 15 zum Anschluß des Abgaskrümmers an einen hier nicht näher dargestellten Zylinderkopf und der Verbindungsflansch 16 zum Anschluß des Abgaskrümmers an eine ebenfalls hier nicht näher dargestellte Auspuffanlage.
Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, ist der aus den Innenschalen 10, 11, 12 gebildete Innenkrümmer 13 mit Ausnahme der Verbindungsbereiche mit der Außenschale 14 im Bereich des Befestigungsflansches 15 bzw. des Verbindungsflansches 16 mit Abstand zur Außenschale 14 angeordnet. Hierdurch wird ein den Innenkrümmer 13 von der Außenschale isolierender Zwischenraum 17 geschaffen, der einer Wärmeübertragung von der Wandung der Innenschale 10, 11, 12 auf die Außenschale 14 entgegenwirkt.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel des Abgaskrümmers sind auf der Abgaseintrittsseite der Befestigungsflansch 15, die Außenschale 14 und die Innenschale 10 bzw. 11 bzw. 12 in den Übergangsquerschnitten zu den einzelnen Zylindern des nicht dargestellten Zylinderkopfs miteinander verschweißt. Die hier als Innenkehlnaht 18, 19, 20 ausgeführte Schweißverbindung ermöglicht auf besonders vorteilhafte Weise eine Verbindung der jeweils drei im jeweiligen Übergangsquerschnitt miteinander zu verbindenden Komponenten in einem Arbeitsgang.
Die in Fig. 1 dargestellten Innenschalen 10, 11, 12 sind entsprechend ihrer unterschiedlichen Anordnung in der Außenschale 14 unterschiedlich ausgebildet. Die einfachste Ausbildung weist dabei die am weitesten vom Verbindungsflansch 16 entfernt angeordnete Innenschale 12 auf, die im wesentlichen aus einem 90°-Krümmer gebildet ist. Die Innenschale 12 ist auf ihrer Abgaseingangsseite mit einem im Außendurchmesser verringerten Hülsenende 21 in ein sowohl im Außendurchmesser als auch im Innendurchmesser verringertes Hülsenende 22 der Außenschale 14 und zusammen mit diesem in eine Durchgangsöffnung 23 des Befestigungsflansches 15 eingesetzt. Auf ihrer Abgasausgangsseite weist die Innenschale 12 ein Hülsenende 24 auf, mit dem sie in ein Hülsenende 25 der benachbart angeordneten Innenschale 11 eingesetzt ist.
Die Innenschale 11 weist eine T-förmige Ausbildung auf und ist in gleicher Weise wie die Innenschale 12 auf ihrer Abgaseintrittsseite zusammen mit der Außenschale 14 mit einem Hülsenende 52 in eine Durchgangsöffnung 26 im Befestigungsflansch 15 eingesetzt. Die im Querbereich der T-förmig ausgebildeten Innenschale 11 vorgesehenen Hülsenenden 25, 27 dienen, wie teilweise schon vorstehend beschrieben, zur Verbindung mit den jeweils benachbart zur Innenschale 11 angeordneten Innenschalen 10, 12.
Die dem Verbindungsflansch 16 nächstliegend angeordnete Innenschale 10 weist schließlich die komplizierteste Formgestaltung auf. Die Innenschale 10 weist ein 90°-Krümmerteil 28 auf, der mit seinen Hülsenenden 29, 30 zum einen zur Verbindung mit der Außenschale 14 und Aufnahme in eine Durchgangsöffnung 31 des Befestigungsflansches 15 (Hülsenende 29), zum anderen zur Verbindung mit dem Hülsenende der Innenschale 11 (Hülsenende 30) dient.
Ausgehend von dem 90°-Krümmerteil 28 weist die Innenschale 10 einen Krümmerteil 53 auf mit einer gegenüber dem 90°-Krümmerteil 28 etwa um 90° gedrehten Krümmungsebene. Der Krümmerteil 53 weist an seinem freien, abgasaustrittsseitigen Ende ein Hülsenende 32 auf, das zur Verbindung mit dem Verbindungsflansch 16 dient. (Fig. 3)
Fig. 2 zeigt mögliche alternative Ausbildungen von jeweils durch ineinandergreifende Hülsenenden 24, 25 bzw. 27, 30 benachbarter Innenschalen 12, 11 bzw. 11, 10 gebildeter Schiebesitze 33, 34 (Fig. 1), die eine Längsverschiebbarkeit der jeweils benachbarten Innenschalen 10, 11 bzw. 11, 12 zueinander ermöglichen. Darüber hinaus zeigt Fig. 2 eine mögliche alternative Ausgestaltung des Abgaskrümmers, bei der in dem zwischen den Innenschalen 10, 11, 12 und der Außenschale 14 ausgebildeten Zwischenraum 17 statt einer Luftisolierung eine Isolierung mit Isoliermaterial 35 vorgesehen ist. Die Darstellung gemäß Fig. 2 enthält mithin vier voneinander unabhängig ausführbare Variationen in der Gestaltung des erfindungsgemäßen Abgaskrümmers.
Gemäß der Variation A ist für den Abgaskrümmer eine Luftspaltisolierung im Zwischenraum 17 vorgesehen und eine gegenüber Fig. 1 veränderte Ausführung des Schiebesitzes 34. Variation A sieht (beispielhaft am Schiebesitz 34 dargestellt) eine Ausgestaltung des Schiebesitzes vor, bei der zur zwischengeordneten Aufnahme von Drahtgestricken 36 die Hülsenenden 27, 30 des Schiebesitzes 34 abgestuft zueinander ausgebildet sind. Die Drahtgestricke 36 übernehmen dabei abdichtende Funktion, so daß im wesentlichen kein Abgas aus dem durch die Innenschalen 10, 11, 12 begrenzten Innenraum des Abgaskrümmers in den Zwischenraum 17 eindringen kann. Darüber hinaus sind durch die Drahtgestricke 36 elastische Führungselemente in den Schiebesitz 33, 34 geschaffen, die eine reibungsarme und geräuscharme relative Längsbewegbarkeit der Hülsenenden 24, 25 bzw. 27, 30 zueinander ermöglichen.
Variation B (ebenfalls dargestellt am Beispiel des Schiebesitzes 34) zeigt einen entsprechend Variation A ausgebildeten Schiebesitz 34, wobei jedoch abweichend von Variation A der Zwischenraum 17 mit einem Isoliermaterial 35 gefüllt ist.
Variation C weist (dargestellt am Beispiel des Schiebesitzes 33) eine kulissenartige Ausbildung des Schiebesitzes auf, so daß das Hülsenende 24 in das Hülsenende 25 eingreifend angeordnet ist und zudem eine konzentrisch zum Hülsenende 24 und mit diesem verbundene Außenhülse 37 das Hülsenende 25 umgreift. Das Hülsenende 25 ist somit zwischen der Außenhülse 37 und dem Hülsenende 24 aufgenommen.
Variation D zeigt (ebenfalls dargestellt am Beispiel des Schiebesitzes 33) schließlich eine Variation C entsprechende Ausbildung des Schiebesitzes, wobei außerdem der Zwischenraum 17 durch Isoliermaterial 35 gefüllt ist.
Fig. 2 zeigt deutlich die Ausbildung der Innenschalen 10, 11, 12 und der Außenschale 14 aus in einer Trennebene 38 miteinander verbundenen Schalenteilen. Die Innenschalen 10, 11, 12 sind jeweils aus zwei Schalenhälften 39, 40, wie in den Fig. 2 und 6 anhand der Innenschale 12 dargestellt, zusammengesetzt. In der Trennebene 38 sind die Schalenhälften 39, 40 mittels einer Bördelnaht 41 miteinander verschweißt, wobei die Verschweißung durch das Abschmelzen der Bördel mit Verlauf des Schweißgutes im Ziehradius der die Schalenhälften 39, 40 bildenden Bleche an der Nahtwurzel erfolgt. Hierdurch wird eine Kerbwirkung in der Schweißnaht mit einem Einreißen der Schweißnaht als möglicher Folge vermieden.
Die Außenschale 14 ist ebenfalls wie jeweils eine Innenschale 10, 11 oder 12 aus Schalenhälften 42, 43 gebildet, die in der Trennebene 38 über eine Kurzbordschweißnaht 44 miteinander verbunden sind.
Fig. 2 zeigt ferner Befestigungsbohrungen 44, die zur Befestigung des Befestigungsflansches 15 am nicht näher dargestellten Zylinderkopf dienen. Darüber hinaus ist in dem Abgaskrümmer gemäß Fig. 2 ein Stutzen 45 vorgesehen, dessen Funktion und Anordnung im Abgaskrümmer nachfolgend anhand der Fig. 5 und 6 noch näher erläutert werden.
Die Fig. 3 und 4 zeigen Möglichkeiten der Verbindung mit der Innenschale 10 bzw. des Hülsenendes 32 vom Krümmerteil 53 der Innenschale 10 mit dem Verbindungsflansch 16. Die in den Fig. 3 und 4 dargestellten Verbindungsmöglichkeiten gelten natürlich nicht nur auf der Abgasaustrittsseite des Abgaskrümmers zur Verbindung mit dem Verbindungsflansch 16, sondern stellen ebenfalls mögliche Alternativen der Verbindung der abgaseintrittsseitigen Hülsenenden 21, 52, 29 der Innenschalen 10, 11, 12 mit dem Befestigungsflansch 15 dar.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist eine Zwischenhülse 46 vorgesehen, die einem Reduzierstück gleich abgasaustrittsseitig einen gegenüber der Abgaseintrittsseite verringerten Querschnitt aufweist. Das Hülsenende 32 des Krümmerteils 31 von der Innenschale 10 ist dabei abgaseintrittsseitig in die Zwischenhülse 46 eingeführt. Das abgasaustrittsseitige Ende der Zwischenhülse 46 ist in ein abgasaustrittsseitiges Hülsenende 47 der Außenschale 14 eingeführt und zusammen mit diesem in den Verbindungsflansch 16 eingesetzt. Bei entsprechender Passungswahl für den Sitz des Außendurchmessers des Hülsenendes 32 im Innendurchmesser der Zwischenhülse 46 kann auch hier wieder ein Schiebesitz vorgesehen werden. Zur dauerhaften Verbindung der Zwischenhülse 46 bzw. der Außenschale 14 mit dem Verbindungsflansch 16 kann, wie in Fig. 3 anhand von zwei Alternativen dargestellt, eine Außenkehlnaht 48 oder eine Innenflachnaht 49 vorgesehen werden.
Um eine gute Verschweißbarkeit mit dem Verbindungsflansch 16 sicherzustellen, kann dieser aus einem zunderbeständigen Chrom/Nickel-Stahl, etwa einem Werkstoff mit den Werkstoffnummern 1.4713, 1.4301 oder 1.4541, bestehen. Für den Befestigungsflansch 15 empfiehlt sich ein gut schweißbarer Baustahl, etwa St 52-3, oder auch ein schweißbarer Edelstahl, etwa 1.4301 oder 1.4541.
Eine weitere, in Fig. 4 dargestellte Möglichkeit besteht darin, das Hülsenende 32 unter Weglassung der Zwischenhülse 46 mit der Außenschale 14 und über diese mit dem Verbindungsflansch 16 zu verbinden. Hierbei ist dann wieder entsprechend dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel das Hülsenende 47 der Außenschale 14 in den Verbindungsflansch 16 eingesetzt. Die dauerhafte Verbindung des Hülsenendes 47 mit dem Verbindungsflansch 16 kann ebenfalls entsprechend den in Fig. 3 dargestellten Alternativen erfolgen.
Zur längsverschiebbaren Verbindung des Hülsenendes 32 mit der Außenschale 14 ist ein Führungselement 50 vorgesehen, das beispielsweise aus einem gepreßten Drahtgestrickring besteht und gleichzeitigfür eine Abdichtung des Zwischenraums 17 zum gasdurchströmten Innenraum des Abgaskrümmers sorgt.
Die Fig. 5 und 6 zeigen den bereits in Fig. 2 dargestellten Stutzen 45, der eine Abgasentnahme aus dem abgasdurchströmten Innenraum des Abgaskrümmers, hier durch die Innenschale 12 und die Außenschale 14 hindurch, etwa zur Abgasrückführung, ermöglicht. Wie aus Fig. 6 besonders deutlich zu ersehen ist, ist die Außenschale 14 im Bereich der Einführung des Stutzens 45 in den Innenraum des Abgaskrümmers an die Innenschale 12 anliegend ausgebildet. Dies geschieht durch eine entsprechende Eindellung 51 der Außenschale 14 an bezeichneter Stelle.

Claims

Abgaskrümmer zur Abgasführung aus einem Verbrennungsmotor, insbesondere für Fahrzeuge, aufweisend die folgenden Merkmale:
(a) mindestens eine Innenschale (10,11,12) und eine Außenschale (14), wobei diese zur Ausbildung eines Zwischenraums (17) mit Abstand zu der (den) Innenschale(n) (10,11,12) angeordnet ist;

(b) die Innenschale(n) (10,11,12) sowie die Außenschale (14) bestehen aus Blech, wobei die Außenschale (14) eine größere Wandstärke als die Innenschale(n) (10,11,12) aufweist;

(c) die Innenschale(n) (10,11,12) und die Außenschale (14) sind auf der Abgaseintrittsseite mit einem gemeinsamen Befestigungsflansch (15) verbunden und münden auf der Abgasaustrittsseite in einen gemeinsamen Verbindungsflansch (16) zur Verbindung mit weiteren abgasführenden Teilen.
Abgaskrümmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem mehrere Zylinder aufweisenden Verbrennungsmotor jedem Zylinder eine Innenschale (10,11,12) zugeordnet ist, die jeweils relativ zueinander bewegbar, vorzugsweise mittels eines Schiebesitzes (33,34) miteinander verbunden sind.
Abgaskrümmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem mehrere Zylinder aufweisenden Verbrennungsmotor jeweils einer Gruppe von Zylindern oder einzelnen Zylindern eine Innenschale (10,11,12) zugeordnet ist, wobei die Innenschalen relativ zueinander bewegbar, vorzugsweise mittels eines Schiebesitzes (33,34) miteinander verbunden sind.
Abgaskrümmer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweils zwei Innenschalen (10,11;11,12) miteinander verbindende Schiebesitz (33,34) aus zwei hülsenartig ineinandergreifenden Hülsenenden (24,25;27,30) benachbarter Innenschalen (10,11;11,12) gebildet ist.
Abgaskrümmer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Schiebesitze (33,34) zwischen den Hülsenenden (24,25;27,30) zur Führung und/oder Abdichtung der Innenschalen (10,11,12) gegenüber der Außenschale (14) Zwischenelemente (36) vorgesehen sind.
Abgaskrümmer nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenschale(n) (10,11,12) aus zwei, vorzugsweise mittels einer Bördelnaht (41) verschweißten Schalenhälften (39,40) besteht (bestehen).
Abgaskrümmer nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenschale (14) aus zwei Schalenhälften (42,43) besteht, die zur Aufnahme der Innenschale(n) (10,11,12) miteinander verschweißt sind.
Abgaskrümmer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalenhälften (42,43) der Außenschale (14) in den zwischen zwei benachbarten Innenschalen (10,11;11,12) liegenden Bereichen flächig aufeinanderliegend miteinander verschweißt sind.
Abgaskrümmer nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein durch die Außenschale (14) in eine Innenschale (10,11,12) eingeführter Stutzen (45) vorgesehen ist.
Abgaskrümmer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenschale (14) im Bereich der Stutzeneinführung an die Innenschale (10 oder 11 oder 12) anliegend ausgebildet ist.
Abgaskrümmer nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei durch die Außenschale (14) in den Zwischenraum (17) eingeführte Stutzen (45) vorgesehen sind.
Abgaskrümmer nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenschale(n) (10,11,12) und die Außenschale (14) im Bereich des Befestigungsflansches (15) zusammentreffen und gemeinsam mit diesem verschweißt sind.
Abgaskrümmer nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Zwischenraum (17) eine Isolierung (35) angeordnet ist.
Abgaskrümmer nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenschale(n) (10,11,12) aus hochwarmfestem, austenitischem Edelstahlblech, vorzugsweise unter Verwendung eines der Werkstoffe 1.4828, 1.4841, 1.4876 oder 2.4851 besteht.
Abgaskrümmer nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenschale (14) aus einem korrosionsbeständigen, warmfesten Material besteht, vorzugsweise unter Verwendung eines der Werkstoffe 1.4301 oder 1.4541.
Abgaskrümmer nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenschale(n) (10,11,12) eine Wandstärke im Bereich von 0,5 mm bis 1 mm aufweist (aufweisen).
Abgaskrümmer nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenschale (14) eine Wandstärke im Bereich von 1,5 mm bis 2 mm aufweist.