EP0733789B1 - Fächerartiger Abgaskrümmer für mehrzylindrige Brennkraftmaschinen - Google Patents

Fächerartiger Abgaskrümmer für mehrzylindrige Brennkraftmaschinen Download PDF

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EP0733789B1
EP0733789B1 EP96101165A EP96101165A EP0733789B1 EP 0733789 B1 EP0733789 B1 EP 0733789B1 EP 96101165 A EP96101165 A EP 96101165A EP 96101165 A EP96101165 A EP 96101165A EP 0733789 B1 EP0733789 B1 EP 0733789B1
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EP
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manifold
level
section
tube
tube sections
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EP96101165A
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Henning Dipl.-Ing. Blöcker
Thomas Dipl.-Ing. Hülsberg
Ralf Dipl.-Ing. Pünjer
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Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Daimler Benz AG
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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
    • F01N13/08—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
    • F01N13/10—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits of exhaust manifolds
    • 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
    • F01N13/1883—Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly manufactured by hydroforming
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/8593—Systems
    • Y10T137/87571—Multiple inlet with single outlet
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49398—Muffler, manifold or exhaust pipe making

Definitions

  • the invention is based on a tree-like, fan-like structure Exhaust manifold for multi-cylinder internal combustion engines according to the preamble of claim 1, such as from DE 83 12 091.2 U1 emerges as known.
  • the individual pipe sections the first collecting level at its downstream ends in pairs mirror-image D-shaped with an open peripheral side reshaped and butt-welded to these sides in a Y-like manner, the end of the prefabricated Double pipes of the first collecting level double-D-shaped with approximately circular overall cross-section is formed. These double pipes The first collecting level is then with the pipe sections the second and that of the third collection level, where butt welding is provided at the connection points is.
  • This type of training the manifold is manufacturing technology and not optimal from a flow point of view because the parts welded together in two different steps must be because the butt welds have a high manufacturing accuracy of the individual parts and because of that Transitions of the clear cross sections from the first to the second Collection level can not be optimally designed. Also make up in the case of diameter tolerances and / or transverse misalignment of the pipe sections steps at the joints, which are the Oppose current.
  • the object of the invention is that of the generic type Improve manifold in that it is cheaper but it is still possible to produce a flow-optimized one Guidance of the exhaust gases guaranteed.
  • Fan manifolds are quadruple in the case of a fan manifold
  • the parts can be put together in the correct position in a single device and weld one set-up together. Because of the length of the parts can be put together within relatively wide limits without further ado. Diameter tolerances In the area of the joints, this type zu Fügen also without further ado, but above all without flow-preventing Projections to be caught.
  • Figures 1 and 2 show a tree-like, fan-like structure Exhaust collector - a so-called "exhaust manifold" - for collecting and merging the exhaust gases of a - in the example - four-cylinder Internal combustion engine.
  • the manifold points accordingly four individual pipe sections 1, 2, 3 starting from a flange 8 and 4 in a first collecting level 16, one of each is assigned to a working area of the internal combustion engine. From Bent pipe sections produced are at least to the unification bodies to be mentioned later within the fan manifold in rough approximation trained about the same length and run unbranched.
  • the four individual pipe sections 1, 2, 3 and 4 of the first collecting level 16 are up to the area of association to the second Collection level 17 in diameter and in cross-sectional shape trained consistently and there at the end only under cropped at a certain angle.
  • the pipe sections are as inexpensive to manufacture tube bender formed from a inexpensive, not pre-processed preliminary product, namely round tubes be won.
  • the pipe ends to be inserted do not have to are formed in a complex manner (e.g. no D-shape), but only need to be cut off at a certain angle to become.
  • the pipe sections 5, 6 of the second collecting level 17 are on their own seamlessly formed and from round tubes as a preliminary product in the hydroforming process (IHU process), which is relative complicated shapes can be represented inexpensively.
  • the pipe sections 5, 6 of the second collecting level range - against the flow direction 7 - with an integrated projection 19, 19 'structurally up to the union point 12 or 12' of the two associated individual pipe sections 1 and 4 or 2 and 3 of the first collecting level 16.
  • In the area of the upstream Ends is in the pipe sections of the second collection level a Y-like union 9 or 10 integrated.
  • the individual pipe sections of the first collection level are each in the open, larger diameter Openings 13, 13 ', 14, 14' of the Y-like union points 9 and 10 are inserted and are each there by means of a revolving Fillet weld 15 tight welded. Because of the plug technology can have length tolerances within a relatively large range of the individual parts when assembling the manifold without impairing the welding quality or the inner surface of the exhaust pipe are balanced because of the pipe sections easily more or less deep (dimension t) in the appropriate receiving opening can be inserted. Arise assembling and welding the exhaust manifold no flow-preventing steps. This joining takes place - together with the joining of the pipe sections explained below for the flow paths from the second to the third collecting level - in a clamping and welding device. The necessary Welds are all the same type and arrangement, namely all-round fillet welds. It can all five orbiting Fillet welds welded with a single workpiece clamping will.
  • One, namely the larger pipe sections 5 of the second collecting level 17 extends with a projection 20 in the flow direction 7 structurally up to the junction 12 "of the two flow paths the second collecting level 17 and points near his downstream another Y-type union 11 for the lateral connection of the smaller pipe section 6 the second collection level.
  • the larger pipe section 5 goes behind the other Y-like union 11 with his downstream protrusion 20 into the third collecting level 18 about where a secondary exhaust pipe is detachably connected or can also be welded on.
  • the end of the smaller pipe section 6 of the second collecting level is in the larger diameter Opening 22 of the other Y-type union 11 inserted and there also by means of a circumferential fillet weld 15 welded to seal.
  • the Pipe cross-section can be enlarged by a length to be able to guarantee constant flow.
  • This required Changes in cross-sectional shape and / or Cross-sectional area can easily be used in the IHU process manufactured pipe sections of the second collection level without additional costs be molded on.
  • the enlargement of the clear flow cross section from the individual cross section of the first collecting level 16 the larger flow cross section of the second collecting plane 17 takes place due to a corresponding shape of the tube wall in the area of the projections 19 and 19 'of the upstream, Y-like Union points 9 and 10 by the shaping tool the IHU procedure.
  • space or installation-related flat spots can also be used 21 on the pipe sections 5, 6 of the second collecting plane 17 without further by shaping the tube wall in this area be molded in the IHU process.
  • the clear flow cross section in the area of these flat spots can easily oval and larger in the clear cross-sectional area than in the area of the undisturbed round cross-section. Based on these Possibility needs when dimensioning the clear flow cross section of the exhaust pipes no "reserve" is taken into account to become; rather, it may be without loss of function due to production be dimensioned at the lower design limit, which is one smaller pipe size, cost and weight of the elbow benefits.

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Description

Die Erfindung geht aus von einem baumartig strukturierten, fächerartigen Abgassammler für mehrzylindrige Brennkraftmaschinen nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, wie er beispielsweise aus der DE 83 12 091.2 U1 als bekannt hervorgeht.
Bei dem danach bekannten Fächerkrümmer sind die Einzelrohrabschnitte der ersten Sammelebene an ihren stromab liegenden Enden paarweise spiegelbildlich D-förmig mit einer offenen Umfangsseite umgeformt und mit diesen Seiten Y-artig stumpf zusammengeschweißt, wobei der Endbereich der solcherart vorgefertigten Doppelrohre der ersten Sammelebene doppel-D-förmig mit annähernd kreisförmigem Gesamtquerschitt ausgebildet ist. Diese Doppelrohre der ersten Sammelebene werden dann mit den Rohrabschnitten der zweiten und dem der dritten Sammelebene zusammengefügt, wobei eine Stumpfschweißung an den Verbindungsstellen vorgesehen ist. Diese Art der Ausbildung des Fächerkrümmers ist fertigungstechnisch und unter Strömungsgesichtspunkten nicht optimal, weil die Teile in zwei unterschiedlichen Schritten zusammengeschweißt werden müssen, weil die Stumpfschweißungen eine hohe Fertigungsgenauigkeit der Einzelteile voraussetzen und weil trotzdem die Übergänge der lichten Querschnitten von der ersten zur zweiten Sammelebene nicht optimal gestaltet werden können. Außerdem bilden sich im Fall von Durchmessertoleranzen und/oder Querversatz der Rohrabschnitte Stufen an den Fügestellen aus, die sich der Strömung entgegenstellen.
Aufgabe der Erfindung ist es, den gattungsgemäß zugrundegelegten Fächerkrümmer dahingehend zu verbessern, daß er kostengünstiger herstellbar ist aber dennoch zugleich eine strömungsgünstige Führung der Abgase gewährleistet.
Diese Aufgabe wird bei Zugrundelegung des gattungsgemäßen Fächerkrümmers erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Die - abgesehen von Anschlußflanschen-insgesamt sechs erforderlichen Einzelteile des erfindungsgemäßen Fächerkrümmers sind im Fall eines Fächerkrümmers für eine vierfache Zylinderreihe gebildet zum einen von vier verschiedenen Rohrbiegern mit geradlinig begrenzten, u.U. schräg beschnittenen Enden und von zwei verschiedenen IHU-Teilen, die alle preisgünstig und mit hoher Formgenauigkeit herstellbar sind. Die Teile lassen sich in einer einzigen Vorrichtung lagerichtig zusammenstecken und in dieser einen Aufspannung zusammenschweißen. Aufgrund des Zusammensteckens der Teile lassen sich Längentoleranzen in relativ weiten Grenzen ohne weiteres aufnehmen. Durchmessertoleranzen im Bereich der Fügestellen können bei dieser Art zu Fügen ebenfalls ohne weiteres, vor allem aber ohne strömungshinderliche Vorsprünge aufgefangen werden.
Gegenüber der gattungsgemäß zugrunde gelegten Ausführung eines Fächerkrümmers liegen die Vorteile des erfindungsgemäßen Fächerkrümmers in Folgendem:
  • Aufgrund der Stecktechnik können innerhalb eines relativ großen Bereiches Längentoleranzen der Einzelteile beim Zusammensetzen des Fächerkrümmers ohne Beeinträchtigung der Schweißqualität oder der Innenoberfläche des Abgasrohres ausgeglichen werden.
  • Die erforderlichen Schweißnähte sind alle von gleicher Art und Anordnung, nämlich umlaufende Kehlnäht; sie können alle in einer einzigen Werkstückaufspannung geschweißt werden.
  • Die einzusteckenden Rohrenden müssen nicht in aufwendiger Weise geformt werden (z.B. keine D-Form), sondern brauchen lediglich unter einem bestimmten Winkel abgeschnitten zu werden.
  • Über die Länge hinweg erforderlich werdende Änderungen des Rohrquerschnitts hinsichtlich Querschnittsform und/oder Querschnittsfläche können ohne weiteres an den im IHU-Verfahren hergestellten Rohrabschnitten der zweiten Sammelebene ohne Mehrkosten angeformt werden.
  • Es entstehen beim Zusammensetzen und -schweißen des Fächerkrümmers keine strömungshinderlichen Stufen.
  • Durch die beiden zuvor genannten Gründe lassen sich gute Strömungsverhältnisse in dem Abgassammler gewährleisten.
  • Aufgrund dieser Möglichkeit braucht bei der Bemessung des lichten Strömungsquerschnittes der Abgasleitungen keine "Reserve" berücksichtigt zu werden; vielmehr darf ohne fertigungsbedingte Funktionseinbuße an der unteren Bemessungsgrenze dimensioniert werden, was einer - geringeren - Rohrgröße, den Kosten und dem Gewicht des Fächerkrümmers zugute kommt.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Fächerkrümmers im Vergleich zu einer Halbschalen-Bauweise eines Fächerkrümmers liegen in Folgendem:
  • Es wird eine kostengünstige Fertigung ermöglicht, da die für eine Halbschalen-Bauweise erforderlichen, gesonderten Verzweigungsstücke und deren Zwischenfügen vermieden wird.
  • Der Fächerkrümmer benötigt im Vergleich zu einer Ausführung mit gesonderten Verzweigungsstücken in Halbschalenbauweise wesentlich weniger Einzelteile, und zwar beispielsweise bei einem Fächerkrümmer mit endseitig vier Rohrabschnitten der ersten Sammelebene nur sechs Einzelteile gegenüber sonst 14 Einzelteilen.
  • Es sind wesentlich weniger Schweißnähte zum Zusammenschweißen der geringeren Teilezahl erforderlich, und zwar beim gewählten Beispiel insgesamt nur fünf Umfangsnähte im Vergleich zu acht Umfangsnähten zuzüglich sechs Längsnähten an den halbschalig zusammengesetzten Verzweigungsstücken.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden; im übrigen ist die Erfindung an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles nachfolgend noch erläutert; dabei zeigen:
Fig. 1
eine Ansicht auf einen Fächerkrümmer von außen quer auf den zylinderkopseitigen Flansch,
Fig. 2
eine Ansicht auf den Fächerkrümmer nach Figur 1 parallel zu dem zylinderkopseitigen Flansch und
Fig. 3 bzw. 4
jeweils eine Einzeldarstellung der beiden Rohrabschnitte der zweiten Sammelebene des Fächerkrümmers nach den Figuren 1 und 2.
Die Figuren 1 und 2 zeigen einen baumartig strukturierten, fächerartigen Abgassammler - einen sog. "Fächerkrümmer" - zum Sammeln und Zusammenführen der Abgase einer - im Beispiel - vierzylindrigen Brennkraftmaschine. Der Fächerkrümmer weist demgemäß vier von einem Flansch 8 ausgehende Einzelrohrabschnitte 1, 2, 3 und 4 in einer ersten Sammelebene 16 auf, von denen je einer einem Arbeitsraum der Brennkraftmaschine zugeordet ist. Die aus gebogenen Rohren hergestellten Einzelrohrabschnitte sind zumindest bis zu den später noch näher zu erwähnenden Vereinigungsstellen innerhalb des Fächerkrümmers untereinander in grober Näherung etwa gleichlang ausgebildet und verlaufen unverzweigt. Sie sind paarweise zu ebenfalls untereinander etwa gleichlangen Strömungsstrecken einer zweiten Sammelebene 17 und diese wiederum zu einem einheitlichen Rohrabschnitt einer dritten Sammelebene 18 über Y-förmige Rohrausbildungen zusammengeführt. Die einzelnen, gebogenen und endseitig passend geformten und beschnittenen Rohrabschnitte des Fächerkrümmers sind Lagegerecht zusammengefügt und dichtend zusammengeschweiß.
Um den Fächerkrümmer kostengünstig herstellen, aber dennoch zugleich eine strömungsgünstige Führung der Abgase gewährleisten zu können, sind folgende Maßnahmen bzw. Merkmale an dem Fächerkrümmer vorgesehen:
Die vier Einzelrohrabschnitte 1, 2, 3 und 4 der ersten Sammelebene 16 sind bis in den Bereich der Vereinigung zur zweiten Sammelebene 17 hinein im Durchmesser und in der Querschnittsform gleichbleibend ausgebildet und dort endseitig lediglich unter einem bestimmten Winkel beschnitten. Die Rohrabschnitte sind als kostengünstig herstellbare Rohrbieger ausgebildet, die aus einem preiswerten, nicht vorbearbeiteten Vorprodukt, nämlich Rundrohren gewonnen werden. Die einzusteckenden Rohrenden müssen nicht in aufwendiger Weise geformt werden (z.B. keine D-Form), sondern brauchen lediglich unter einem bestimmten Winkel abgeschnitten zu werden.
Die Rohrabschnitte 5, 6 der zweiten Sammelebene 17 sind für sich nahtlos ausgebildet und aus Rundrohren als Vorprodukt im Innenhochdruck-Umformverfahren (IHU-Verfahren) hergestellt, womit relativ komplizierte Formen kostengünstig dargestellt werden können. Die Rohrabschnitte 5, 6 der zweiten Sammelebene reichen - entgegen der Strömungsrichtung 7 - mit einem integrierten Überstand 19, 19' baulich bis vor die Vereinigungsstelle 12 bzw. 12' der beiden jeweils zugehörigen Einzelrohrabschnitte 1 und 4 bzw. 2 und 3 der ersten Sammelebene 16. Im Bereich der stromauf liegenden Enden ist in die Rohrabschnitte der zweiten Sammelebene eine Y-artige Vereinigungsstelle 9 bzw. 10 integriert. Dadurch wird außer der stirnseitigen Öffnung 13 bzw. 13' auch noch eine umfangsseitige Öffnung 14 bzw. 14' geschaffen, so daß in jeder Öffnung je eines der vier Einzelrohrabschnitte der ersten Sammelebene angeschlossen werden kann. Die Einzelrohrabschnitte der ersten Sammelebene sind jeweils in die offenen, durchmessergrößeren Öffnungen 13, 13', 14, 14' der Y-artigen Vereinigungsstellen 9 und 10 eingesteckt und sind dort jeweils mittels einer umlaufenden Kehlnaht 15 dichten angeschweißt. Aufgrund der Stecktechnik können innerhalb eines relativ großen Bereiches Längentoleranzen der Einzelteile beim Zusammensetzen des Fächerkrümmers ohne Beeinträchtigung der Schweißqualität oder der Innenoberfläche des Abgasrohres ausgeglichen werden, weil die Rohrabschnitte ohne weiteres mehr oder weniger Tief (Maß t) in die entsprechende Aufnahmeöffnung eingesteckt werden können. Es entstehen beim Zusammensetzen und -schweißen des Fächerkrümmers keine strömungshinderlichen Stufen. Dieses Fügen erfolgt - gemeinsam mit dem weiter unten erläuterten Fügen der Rohrabschnitte für die Strömungspfade der zweiten zur dritten Sammelebene - in einer Aufspann- und Schweißvorrichtung. Die erforderlichen Schweißnähte sind alle gleicher Art und Anordnung, nämlich umlaufende Kehlnähte. Es können alle fünf umlaufenden Kehlnähte bei einer einzigen Werkstückaufspannung geschweißt werden.
Einer, und zwar der größere Rohrabschnitte 5 der zweiten Sammelebene 17 reicht mit einem Überstand 20 in Strömungsrichtung 7 baulich bis hinter die Vereinigungsstelle 12" der beiden Strömungspfade der zweiten Sammelebene 17 und weist nahe seines stromab liegenden Endes eine weitere Y-artige Vereinigungsstelle 11 zum seitlichen Anschließen des kleineren Rohrabschnittes 6 der zweiten Sammelebene auf. Der größere Rohrabschnitt 5 geht hinter der weiteren Y-artige Vereinigungsstelle 11 mit seinem stromab liegenden Überstand 20 in die dritte Sammelebene 18 über, wo ein weiterführendes Abgasrohr lösbar angeschlossen oder auch angeschweißt werden kann. Das Ende des kleineren Rohrabschnittes 6 der zweiten Sammelebene ist in die durchmessergrößere Öffnung 22 der weiteren Y-artigen Vereinigungsstelle 11 eingesteckt und dort ebenfalls mittels einer umlaufenden Kehlnaht 15 dichtend angeschweißt.
Im Bereich der Zusammenführung von zwei Strömungspfaden muß der Rohrquerschnitt über die Länge hinweg vergrößert werden, um eine gleichbleibende Strömung gewährleisten zu können. Diese erforderlichen Änderungen hinsichtlich Querschnittsform und/oder Querschnittsfläche können ohne weiteres an den im IHU-Verfahren hergestellten Rohrabschnitten der zweiten Sammelebene ohne Mehrkosten angeformt werden. Die Vergrößerung des lichten Strömungsquerschnitts vom Einzelquerschnitt der ersten Sammelebene 16 zu dem größeren Strömungsquerschnitt der zweiten Sammelebene 17 erfolgt aufgrund einer entsprechenden Formgebung der Rohrwandung im Bereich der Überstände 19 bzw. 19' der stromauf liegenden, Y-artige Vereinigungsstellen 9 und 10 durch das Formgebungswerkzeug des IHU-Verfahrens. In ganz entsprechender Weise muß auch der lichte Strömungsquerschnitt vom Einzelquerschnitt der zweiten Sammelebene 17 zu dem größeren Strömungsquerschnitt der dritten Sammelebene 18 vergrößert werden, was auch hier im Bereich der stromab liegenden, weiteren, Y-artigen Vereinigungsstelle 11 aufgrund einer entsprechenden Formgebung der Rohrwandung erfolgt. Diese Formgebung wird durch das beim IHU-Verfahren eingesetzte Formgebungswerkzeug ohne Zusatzkosten bewirkt.
Schließlich können auch platz- oder einbaubedintge Flachstellen 21 an den Rohrabschnitten 5, 6 der zweiten Sammelebene 17 ohne weiters durch eine Formgebung der Rohrwandung in diesem Bereich beim IHU-Verfahren angeformt werden. Der lichte Strömungsquerschnitt im Bereich dieser Flachstellen kann in einfacher Weise oval und in der lichten Querschnittsfläche größer als im Bereich des ungestörten Rundquerschnittes bemessen werden. Aufgrund dieser Möglichkeit braucht bei der Bemessung des lichten Strömungs querschnittes der Abgasleitungen keine "Reserve" berücksichtigt zu werden; vielmehr darf ohne fertigungsbedingte Funktionseinbuße an der unteren Bemessungsgrenze dimensioniert werden, was einer geringeren Rohrgröße, den Kosten und dem Gewicht des Fächerkrümmers zugute kommt.

Claims (4)

  1. Baumartig strukturierter, fächerartiger Abgassammler - nachfolgend kurz "Fächerkrümmer" genannt - zum Sammeln und Zusammenführen der Abgase einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine, wobei der Fächerkrümmer mehrere, je einem Arbeitsraum der Brennkraftmaschine zugeordete, untereinander etwa gleichlange, unverzweigte, gebogene Einzelrohrabschnitte in einer ersten Sammelebene aufweist, die paarweise zu ebenfalls untereinander etwa gleichlangen Rohrabschnitten einer zweiten Sammelebene und diese wiederum zu einem einheitlichen Rohrabschnitt einer dritten Sammelebene über Y-förmige Rohrausbildungen zusammengeführt sind, wobei der Fächerkrümmer aus einzelnen, gebogenen und endseitig passend geformten und beschnittenen Rohrabschnitten zusammengeschweiß ist,
    gekennzeichnet durch die Gemeinsamkeit folgender Merkmale:
    die Einzelrohrabschnitte (1, 2, 3, 4) der ersten Sammelebene (16) sind bis in den Bereich der Vereinigung zur zweiten Sammelebene (17) hinein im Durchmesser und in der Querschnittsform gleichbleibend ausgebildet und dort endseitig annähernd eben und unter einem bestimmten Winkel beschnitten,
    die für sich nahtlos ausgebildeten, im Innenhochdruck-Umformverfahren (IHU-Verfahren) hergestellten Rohrabschnitte (5, 6) der zweiten Sammelebene (17) reichen mit einem integrierten Überstand (19, 19') - entgegen der Strömungsrichtung (7) - baulich bis vor die Vereinigungsstelle (12, 12') der beiden zugehörigen Einzelrohrabschnitte (1 und 4 bzw. 2 und 3) der ersten Sammelebene (16) und weisen dort eine integrierte, Y-artige Vereinigungsstelle (9, 10) mit Öffnungen (13, 13', 14, 14') zum stirnseitigen und umfangsseitigen Anschließen je eines Einzelrohrabschnittes (1, 2, 3, 4) der ersten Sammelebene (16) auf,
    die Einzelrohrabschnitte (1, 2, 3, 4) der ersten Sammelebene (16) sind jeweils in die offenen, durchmessergrößeren Öffnungen (13, 13', 14, 14') der Y-artigen Vereinigungsstelle (9, 10) des Rohrabschnittes (5, 6) der zweiten Sammelebene (17) eingesteckt und sind dort jeweils mittels einer umlaufenden Kehlnaht (15) dichtend angeschweißt,
    einer der Rohrabschnitte (5) der zweiten Sammelebene (17) reicht mit einem Überstand (20) in Strömungsrichtung (7) baulich bis hinter die Vereinigungsstelle (12") der Rohrabschnitte (5, 6) der zweiten Sammelebene (17) und weist nahe seines stromab liegenden Endes eine weitere Y-artige Vereinigungsstelle (11) zum seitlichen Anschließen eines anderen Rohrabschnittes (6) der zweiten Sammelebene (17) auf, wobei das Ende des Rohrabschnittes (5) mit der weiteren Y-artige Vereinigungsstelle (11) mit seinem stromab liegenden Ende in den Überstand (20) in die dritte Sammelebene (18) übergeht,
    der andere Rohrabschnitt (6) der zweiten Sammelebene (17) ist in die durchmessergrößere Öffnung (22) der weiteren Y-artigen Vereinigungsstelle (11) des einen Rohrabschnittes (5) der zweiten Sammelebene (17) eingesteckt und ist dort mittels einer umlaufenden Kehlnaht (15) dichtend angeschweißt.
  2. Fächerkrümmer nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Vergrößerung des lichten Strömungsquerschnitts vom Einzelquerschnitt der ersten Sammelebene (16) zu dem größeren Strömungsquerschnitt der zweiten Sammelebene (17) aufgrund einer entsprechenden Formgebung der Rohrwandung im Bereich der stromauf liegenden, Y-artige Vereinigungsstelle (9, 10) der Rohrabschnitte (5, 6) der zweiten Sammelebene (17) durch das IHU-Verfahren erfolgt.
  3. Fächerkrümmer nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Vergrößerung des lichten Strömungsquerschnitts vom Einzelquerschnitt der zweiten Sammelebene (17) zu dem größeren Strömungsquerschnitt der dritten Sammelebene (18) aufgrund einer entsprechenden Formgebung der Rohrwandung im Bereich der stromab liegenden, weiteren, Y-artigen Vereinigungsstelle (11) des Rohrabschnittes (5) der dritten Sammelebene (18) durch das IHU-Verfahren erfolgt.
  4. Fächerkrümmer nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der lichte Strömungsquerschnitt der Rohrabschnitte (5, 6) der zweiten Sammelebene (17) im Bereich von platzbedintgen Flachstellen (21) dieser Rohrabschnitte (5, 6) aufgrund einer ovalen, in der lichten Querschnittsfläche größer als im Bereich des ungestörten Rundquerschnittes bemessenen Formgebung der Rohrwandung in diesem Bereich durch das IHU-Verfahren erfolgt.
EP96101165A 1995-03-23 1996-01-29 Fächerartiger Abgaskrümmer für mehrzylindrige Brennkraftmaschinen Expired - Lifetime EP0733789B1 (de)

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