EP0933509B1 - Abgaskrümmer - Google Patents

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EP0933509B1
EP0933509B1 EP98118632A EP98118632A EP0933509B1 EP 0933509 B1 EP0933509 B1 EP 0933509B1 EP 98118632 A EP98118632 A EP 98118632A EP 98118632 A EP98118632 A EP 98118632A EP 0933509 B1 EP0933509 B1 EP 0933509B1
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EP
European Patent Office
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pipe
sliding seat
connection
sliding fit
pipe connection
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Johannes Bussmann
Andreas Dr.-Ing. Fritz
Jürgen Dipl.-Ing. Kleinschmidt
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Benteler Deustchland GmbH
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Benteler Deustchland GmbH
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    • F01N13/08—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01N13/18—Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly
    • F01N13/1883—Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly manufactured by hydroforming
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    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2260/00—Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for
    • F01N2260/10—Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for for avoiding stress caused by expansions or contractions due to temperature variations
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    • F01N2470/00—Structure or shape of gas passages, pipes or tubes
    • F01N2470/24—Concentric tubes or tubes being concentric to housing, e.g. telescopically assembled

Definitions

  • the invention relates to an exhaust manifold according to the features in the preamble of claim 1.
  • a generic ad gas manifold is known from DE-A-43 39 290.
  • Such an exhaust manifold comprises a curved end section, to which usually two T sections are attached.
  • the end section and the T sections point a flange connection and a pipe connection.
  • the T-sections have a sliding seat socket.
  • the T sections are also via the flange connection like the end section with a head flange on the motor side Connection of the exhaust manifold connected.
  • the end section is to enable expansion compensation and the T-sections with each other via sliding seats connected.
  • the sliding seat socket extends a T-section the pipe connection of the end section or the pipe connection of an adjacent T-section end.
  • the T-sections of the exhaust manifold are made from a straight line Pipe section made. To do this, use hydraulic high pressure is essentially rectangular Spout-shaped bulge protruding from the pipe axis generated. This is cut at the end by a saw cut open. In this way the flange connection manufactured.
  • the sliding seat socket is from one end of the output pipe is formed.
  • the disadvantage of this is that the length of the flange connection due to the hydroforming training is limited to a maximum of one to two times the diameter of an outlet pipe. A greater length of the flange connection could lead to an impermissible thinning of the material to lead. The design of other component parts must therefore be matched to the short flange length become. This also defines the top flange difficult. Furthermore, the installation conditions of the Exhaust manifold affected because the anchor points for the fixing on the engine is more difficult to access. In order to encounter the constructive design and the technical Use of such an exhaust manifold to its limits.
  • the invention is therefore based on the prior art based on the task of improving its functionality To create exhaust manifolds.
  • the key point of the invention is the measure, the sliding seat socket due to internal high pressure molding on the outer radius to form a pipe bend.
  • a curved tube is used as the output tube.
  • For the sliding seat socket is first on the outer radius of the pipe bend hydraulically generated a bulge. This is opened at the end by a saw cut.
  • the saw cut is preferably oblique to the vertical Transverse plane of the bulge or the pipe connection of a T-piece led.
  • the flange connection of a T-piece can be technical or design requirements are carried out for a correspondingly long time his. As a result, both the attachment of the head flange as well as the assembly of the exhaust manifold on the engine.
  • the length of a sliding seat socket can be proportionate be kept short. There is a relationship in practice the length of the sliding seat socket to the diameter a pipe bend of about 0.3 to 0.7, preferably 0.5, on. This is an advantageous hydroforming technique Manufacture of the sliding seat socket possible without that material thinning is to be feared.
  • the sliding seat between the end section and subsequent T section or between the T sections with each other is achieved by inserting the respective sliding seat socket guaranteed with the pipe connection.
  • the sliding seat socket the respective Grips pipe connection. It will be a reliable Exhaust gas routing guaranteed.
  • the in the sliding seat socket immersed ends of the pipe connections are chamfered, in such a way that they follow the contour of a pipe bend to adjust. In this way, an impairment of Exhaust gas routing or flow conditions in the pipe network avoided.
  • a double-walled design is also within the scope of the invention of the exhaust manifold possible.
  • the invention is based on one in the figure illustrated embodiment described in more detail.
  • the exhaust manifold 1 shows an exhaust manifold 1 with a multi-channel inflow side 2 and a single-channel Outflow side 3.
  • the exhaust manifold 1 essentially comprises three manifold components, namely a curved one End section 4, to which two T sections 5 and 6 are attached.
  • the end section 4 and the T section 5 and the T section 5 and the T-section 6 each have a sliding seat 7 or 8 connected to each other.
  • the bent end section 4 has a flange connection 9 and a pipe connection 10. Also the T-sections 5, 6 have a flange connection 11, 12 and a pipe connection 13, 14. Also have the T sections 5, 6 each have a sliding seat socket 15, 16.
  • Each T section 5, 6 is made of a pipe bend 17, 18 made on the wall of the sliding seat socket 15th or 16 is formed.
  • the saw cut is made obliquely, so that the ends 21, 22 of the sliding seat socket 15, 16 accordingly at an angle to the vertical plane runs obliquely. Also the end 23 of the pipe connection 10 and the end 24 of the pipe connection 13 is chamfered. In this way there is an impairment of the flow conditions avoided in the manifold area 19 or 20.
  • the sliding seat 7 or 8 is formed in that the sliding seat socket 15 of the T section 5 overlaps the pipe connection 10 and the sliding seat socket 16 of the T section 6 overlaps the pipe connection 13 of the T section 5, the sliding seat socket 15 or 16 and the pipe connections 10 and 13 are each media-tight. Accordingly, the diameter D 1 of the sliding seat socket 15, 16 is larger by a corresponding amount than the diameter D 2 of the pipe connections 10 and 13, respectively.
  • the ratio of the length L S of a sliding seat socket 15, 16 measured along the center line ML to the diameter D of a pipe bend 17, 18, which corresponds to D 2 , is 0.5.
  • an exhaust manifold 1 is on his Inflow side 2 a head flange, not shown here fixed.
  • the flange connections are towards the top flange 9 or 11 and 12 expanded in diameter.
  • On the outflow side 3 also closes via a Sliding seat an exhaust pipe or intermediate pipe with a end flange.

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Description

Die Erfindung betrifft einen Abgaskrümmer gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein gattungs gemäβer Adgaskrümmer ist aus der DE-A-43 39 290 bekannt.
Ein solcher Abgaskrümmer umfasst einen gebogenen Endabschnitt, an den sich üblicherweise zwei T-Abschnitte angliedern. Der Endabschnitt und die T-Abschnitte weisen einen Flanschanschluss und einen Rohranschluss auf. Desweiteren besitzen die T-Abschnitte einen Schiebesitzstutzen.
Über den Flanschanschluss sind die T-Abschnitte ebenso wie der Endabschnitt mit einem Kopfflansch zur motorseitigen Anbindung des Abgaskrümmers verbunden. Um einen Dehnungsausgleich zu ermöglichen, sind der Endabschnitt und die T-Abschnitte jeweils über Schiebesitze miteinander verbunden. Hierzu übergreift der Schiebesitzstutzen eines T-Abschnitts den Rohranschluss des Endabschnitts bzw. den Rohranschluss eines benachbarten T-Abschnitts endseitig.
Die T-Abschnitte des Abgaskrümmers werden aus einem geraden Rohrabschnitt hergestellt. Hierzu wird mittels hydraulischem Innenhochdruck eine im wesentlichen rechtwinklig zur Rohrachse abstehende stutzenförmige Ausbauchung erzeugt. Diese wird endseitig durch einen Sägeschnitt geöffnet. Auf diese Weise wird der Flanschanschluss hergestellt. Der Schiebesitzstutzen wird von einem Ende des Ausgangsrohrs gebildet.
Nachteilig hieran ist, dass die Länge des Flanschanschlusses aufgrund der hydroformtechnischen Ausbildung begrenzt ist, und zwar auf maximal das Ein- bis Zweifache des Durchmessers eines Ausgangsrohrs. Eine größere Länge des Flanschanschlusses könnte zu einer unzulässigen Materialverdünnung führen. Die Auslegung anderer Bauteilkomponenten muss daher auf die kurze Flanschlänge abgestimmt werden. Auch die Festlegung des Kopfflansches wird hierdurch erschwert. Ferner werden die Einbaubedingungen des Abgaskrümmers beeinträchtigt, da die Anschlagpunkte für die Festlegung am Motor schwerer zugänglich sind. Damit stoßen die konstruktive Gestaltung und der technischen Einsatz eines solchen Abgaskrümmers an ihre Grenzen.
Der Erfindung liegt daher ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, einen in seiner Funktionalität verbesserten Abgaskrümmer zu schaffen.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in den Merkmalen des Anspruchs 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung bilden Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 4.
Kernpunkt der Erfindung bildet die Maßnahme, den Schiebesitzstutzen durch Innenhochdruckformung am Außenradius eines Rohrbogens zu formen.
Als Ausgangsrohr kommt ein gebogenes Rohr zum Einsatz. Für den Schiebesitzstutzen wird zunächst am Außenradius des Rohrbogens eine Ausbauchung hydraulisch erzeugt. Diese wird endseitig durch einen Sägeschnitt geöffnet. Vorzugsweise ist der Sägeschnitt schräg zur vertikalen Querebene der Ausbauchung bzw. des Rohranschlusses eines T-Stücks geführt.
Der Flanschanschluss eines T-Stücks kann den technischen bzw. konstruktiven Anforderungen entsprechend lang ausgeführt sein. Hierdurch wird sowohl der Anbau des Kopfflansches als auch die Montage des Abgaskrümmers am Motor erleichtert.
Die Länge eines Schiebesitzstutzens kann verhältnismäßig kurz gehalten werden. Für die Praxis bietet sich ein Verhältnis der Länge des Schiebesitzstutzens zum Durchmesser eines Rohrbogens von etwa 0,3 bis 0,7, vorzugsweise 0,5, an. Auf diese Weise ist eine vorteilhafte hydroformtechnische Herstellung des Schiebesitzstutzens möglich, ohne dass eine Materialverdünnung zu befürchten ist.
Der Schiebesitz zwischen Endabschnitt und anschließendem T-Abschnitt bzw. zwischen den T-Abschnitten untereinander wird durch das Ineinanderführen des jeweiligen Schiebesitzstutzens mit dem Rohranschluss gewährleistet. Hierzu ist es zweckmäßig, dass der Schiebesitzstutzen den jeweiligen Rohranschluss übergreift. Damit wird eine zuverlässige Abgasführung gewährleistet. Für die Praxis ist es ferner vorteilhaft, wenn die in den Schiebesitzstutzen eintauchenden Enden der Rohranschlüsse abgeschrägt sind, und zwar so, dass sie sich der Kontur eines Rohrbogens anpassen. Auf diese Weise wird eine Beeinträchtigung der Abgasführung bzw. Strömungsverhältnisse in dem Rohrverbund vermieden.
Im Rahmen der Erfindung ist auch eine doppelwandige Ausbildung des Abgaskrümmers möglich.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Abbildung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben.
In der Figur 1 ist ein Abgaskrümmer 1 dargestellt mit einer mehrkanaligen Einströmseite 2 und einer einkanaligen Ausströmseite 3. Der Abgaskrümmer 1 umfasst im wesentlichen drei Krümmerbauteile, nämlich einen gebogenen Endabschnitt 4, an den sich zwei T-Abschnitte 5 und 6 angliedern. Um einen Dehnungs- bzw. Längenausgleich dieses Rohrverbunds bei der Abgasführung zu ermöglichen, sind der Endabschnitt 4 und der T-Abschnitt 5 sowie der T-Abschnitt 5 und der T-Abschnitt 6 jeweils über einen Schiebesitz 7 bzw. 8 miteinander verbunden.
Der gebogene Endabschnitt 4 besitzt einen Flanschanschluss 9 und einen Rohranschluss 10. Auch die T-Abschnitte 5, 6 weisen einen Flanschanschluss 11, 12 und einen Rohranschluss 13, 14 auf. Ferner besitzen die T-Abschnitte 5, 6 jeweils einen Schiebesitzstutzen 15, 16.
Jeder T-Abschnitt 5, 6 ist aus einem Rohrbogen 17, 18 hergestellt, an dessen Wandung der Schiebesitzstutzen 15 bzw. 16 ausgeformt ist.
Hierzu ist am Aussenradius Ra des Rohrbogens 17, 18 im zwischen Flanschanschluss 11, 12 und Rohranschluss 13, 14 liegenden Krümmerbereich 19, 20 mittels hydraulischer Innenhochdruckformung zunächst ein Stutzen ausgebaucht worden. Dieser Stutzen wird anschließend durch einen Sägeschnitt geöffnet.
Wie Figur 1 zeigt, ist der Sägeschnitt schräg ausgeführt, so dass die Enden 21, 22 der Schiebesitzstutzens 15, 16 gegenüber der Vertikalebene entsprechend in einem Winkel schräg verläuft. Auch das Ende 23 vom Rohranschluss 10 und das Ende 24 des Rohranschlusses 13 ist abgeschrägt. Auf diese Weise wird eine Beeinträchtigung der Strömungsverhältnisse im Krümmerbereich 19 bzw. 20 vermieden.
Der Schiebesitz 7 bzw. 8 wird dadurch gebildet, dass der Schiebesitzstutzen 15 des T-Abschnitts 5 den Rohranschluss 10 und der Schiebesitzstutzen 16 des T-Abschnitts 6 den Rohranschluss 13 des T-Abschnitts 5 endseitig übergreift, wobei die Schiebesitzstutzen 15 bzw. 16 und die Rohranschlüsse 10 bzw. 13 jeweils mediendicht aneinanderliegen. Dementsprechend ist der Durchmesser D1 der Schiebesitzstutzen 15, 16 um ein entsprechendes Maß grösser als der Durchmesser D2 der Rohranschlüsse 10 bzw. 13.
Das Verhältnis der Länge LS eines Schiebesitzstutzens 15, 16 gemessen entlang der Mittellinie ML zum Durchmesser D eines Rohrbogens 17, 18, welcher D2 entspricht, beträgt 0,5.
Zur Komplettierung eines Abgaskrümmers 1 wird an seiner Einströmseite 2 ein hier nicht dargestellte Kopfflansch festgelegt. Zum Kopfflansch hin sind die Flanschanschlüsse 9 bzw. 11 und 12 im Durchmesser aufgeweitet. An der Ausströmseite 3 schließt sich ebenfalls über einen Schiebesitz ein Auspuffrohr bzw. Zwischenrohr mit einem endseitigen Kopfflansch an.
Bezugszeichenaufstellung
1 -
Abgaskrümmer
2 -
Einströmseite
3 -
Ausströmseite
4 -
Endabschnitt
5 -
T-Abschnitt
6 -
T-Abschnitt
7 -
Schiebesitz
8 -
Schiebesitz
9 -
Flanschanschluss
10 -
Rohranschluss
11 -
Flanschanschluss
12 -
Flanschanschluss
13 -
Rohranschluss
14 -
Rohranschluss
15 -
Schiebesitzstutzen
16 -
Schiebesitzstutzen
17 -
Rohrbogen
18 -
Rohrbogen
19 -
Krümmerbereich
20 -
Krümmerbereich
21 -
Ende v. 15
22 -
Ende v. 16
23 -
Ende v. 10
24 -
Ende v. 13
D -
Durchmesser v. 17 bzw. 18
D1 -
Durchmesser v. 15 bzw. 16
D2 -
Durchmesser v. 10 bzw. 13
LS -
Länge v. 15 bzw. 16
ML -
Mittellinie
Ra -
Außenradius v. 17 bzw. 18

Claims (4)

  1. Abgaskrümmer mit einem gebogenen Endabschnitt (4), an den sich jeweils über Schiebesitz (7, 8) mindestens zwei T-Abschnitte (5, 6) angliedern, wobei der Endabschnitt (4) und die T-Abschnitte (5, 6) jeweils einen Flanschanschluss (9, 11, 12) sowie einen Rohranschluss (10, 13, 14) aufweisen und jeder T-Abschnitt (5, 6) einen Schiebesitzstutzen (15, 16) besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass der Schiebesitzstutzen (15, 16) durch Innenhochdruckformung am Außenradius (Ra) eines Rohrbogens (17, 18) geformt ist.
  2. Abgaskrümmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schiebesitzstutzen (15, 16) und/oder der Rohranschluss (10, 13) endseitig schräg ausgebildet sind.
  3. Abgaskrümmer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Länge des Schiebesitzstutzens zum Durchmesser des Rohrbogens etwa 0,5 ist.
  4. Abgaskrümmer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schiebesitzstutzen (15) des T-Abschnitts (5) den Rohranschluss (10) des Endabschnitts (4) und der Schiebestutzen (16) des T-Abschnitts (6) den Rohranschluss (13) des T-Abschnitts (5) endseitig übergreift.
EP98118632A 1998-01-29 1998-10-01 Abgaskrümmer Expired - Lifetime EP0933509B2 (de)

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DE19803275A DE19803275A1 (de) 1998-01-29 1998-01-29 Abgaskrümmer
DE19803275 1998-01-29

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Publication Number Publication Date
EP0933509A1 EP0933509A1 (de) 1999-08-04
EP0933509B1 true EP0933509B1 (de) 2001-03-28
EP0933509B2 EP0933509B2 (de) 2005-02-16

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BR (1) BR9804289A (de)
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