EP1172534A2 - Abgaskrümmer - Google Patents

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EP1172534A2
EP1172534A2 EP01112211A EP01112211A EP1172534A2 EP 1172534 A2 EP1172534 A2 EP 1172534A2 EP 01112211 A EP01112211 A EP 01112211A EP 01112211 A EP01112211 A EP 01112211A EP 1172534 A2 EP1172534 A2 EP 1172534A2
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EP
European Patent Office
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sheet metal
exhaust manifold
exhaust
flange
mounting flange
Prior art date
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Withdrawn
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EP01112211A
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Thomas Nording
Thomas Dr. Hauber
Tassilo Adam
Uwe Gräss
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Eberspaecher Climate Control Systems GmbH and Co KG
Original Assignee
J Eberspaecher GmbH and Co KG
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Publication date
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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
    • 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
    • F01N2450/00—Methods or apparatus for fitting, inserting or repairing different elements
    • F01N2450/22—Methods or apparatus for fitting, inserting or repairing different elements by welding or brazing
    • 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
    • Y10T29/4935—Heat exchanger or boiler making
    • Y10T29/49389—Header or manifold making

Definitions

  • the invention relates to an exhaust manifold with a single Exhaust outlet with outlet mounting flange and at least two Exhaust inlets with inlet mounting flange for mounting on an engine block of a motor vehicle.
  • Exhaust manifolds of the aforementioned type are according to the state of the Technology formed by a manifold, which input pipe sections depending on the number of engine cylinders to be connected and has an outlet pipe section which is connected with downstream Components of the exhaust system such as a catalytic converter connected is.
  • the manifold can be one piece Tin deep-drawn part or composed of individual tubes and in particular be welded together. You also know manifolds in half-shell technology, which are folded together using a longitudinal fold are connected.
  • the manifold can be single-walled or double-walled, i.e. with air gap insulation be, for example according to DE 199 52 648.
  • the invention has for its object an exhaust manifold to provide the aforementioned type, which is extremely simple and is still functional.
  • the essence of the invention is that the exhaust duct of the exhaust manifold between inlet mounting flange and outlet mounting flange through a single-walled one that forms a manifold Sheet metal hood is formed, the sheet metal hood all Surrounds exhaust gas inlets together.
  • the sheet metal hood can be on the side of the exhaust outlet radial flange closed on the circumference or a radial extension include, the or with the outlet mounting flange preferably by welding firmly and gas-tight connected is.
  • the sheet metal hood on the side of the exhaust gas inlets an encasing radial flange enclosing all exhaust gas inlets or a common envelope radial extension own the one with the inlet mounting flange preferably by welding firmly and is connected in a gas-tight manner.
  • the sheet metal hood has recesses that stabilize the shape and / or bulges, the indentations are preferably in the area between the exhaust gas inlets.
  • the sheet metal hood is a particularly simple variant of the invention integrally formed. It can be made from a flat sheet metal plate as a semi-finished product around a mandrel or the like in their complex Final shape to be curved.
  • the sheet metal hood can also alternatively consist of two sheet-shaped ones Half shells exist, which overlap with one another Connection flange are interconnected.
  • the connecting flange can be at least simply folded over be gas-sealing sheet metal fold.
  • the two half-shells can with respect to the connection level of the connecting flange is mirror-inverted his.
  • the inlet mounting flange and the outlet mounting flange arranged at right angles to each other Fastening plates with through holes for fastening on the engine block using bolts.
  • an exhaust manifold with a simple Outer skin in the form of a sheet metal hood proposed in an assembly on the engine block of the motor vehicle, the cylinder outlet openings covers without forming a single tube itself.
  • the sheet metal hood or outer skin is single-walled.
  • the Exhaust manifold of the type according to the invention is a simplest sheet metal manifold and can be called a "primitive manifold" are, nevertheless, sufficiently functional and the exhaust gases from the various exhaust ports on the cylinder head collects and conducts into a discharge pipe. It follows significant weight and material savings. The manufacturing cost are small.
  • a downstream catalyst shows an improved light-off behavior due to reduced mass of the exhaust manifold.
  • the exhaust manifold according to the invention is Suitable for all gasoline and diesel engines and versatile. It can be especially inexpensive in large numbers finished.
  • the complex final shape of the sheet metal skin can with Look at a favorable flow behavior, noise minimization, great dimensional stability and sufficient thermal load capacity for a specific engine unit determined by experiment with a certain power become.
  • the shape is bent or shaped into the final shape Sheet skin on its own may not be very special dimensionally stable. However, the dimensional stability occurs when the sheet metal skin firmly with the additional stabilizing end flanges welded or otherwise by, for example Sticking or toxins is connected.
  • a longitudinal fold in two-part Half-shells as sheet metal skin further increase the dimensional stability, as well as stiffening ribs, indentations, bulges and the like, especially the bent ones Welding edges in the area of the end flanges.
  • an exhaust manifold 1 comprises a single one Exhaust outlet 2 with outlet mounting flange 3 and three exhaust inlets 4, 5, 6 with an inlet mounting flange 7 for attachment to an engine block of a motor vehicle.
  • the exhaust duct of the exhaust manifold 1 between the inlet mounting flange 7 and outlet mounting flange 3 is through a single-walled sheet metal hood forming a collecting line 8 formed, the sheet metal hood 8 all exhaust gas inlets 4, 5, 6 encloses together.
  • the sheet metal hood 8 comprises on the side of the exhaust gas outlet 2 a radial flange closed on the circumference or one Radial extension 9, the or with the outlet mounting flange 3 fixed by welding 14 and gas-tight connected is.
  • the sheet metal hood 8 also has on the side of the exhaust gas inlets 4, 5, 6 enclosing all exhaust gas inlets Wrapping radial flange or a common wrapping radial extension 10, the one with the inlet mounting flange 7 also by welding 15, preferably connected by laser welding, firmly and gas-tight is.
  • the sheet metal hood 8 contains form-stabilizing indentations 11 in the area between the exhaust gas inlets 4, 5, 6 above and below as shown in the drawing.
  • the sheet metal hood can be formed in one piece.
  • the sheet metal hood 1 is off two half-shells formed, which overlap with one another Connecting flange 12 are interconnected, the one folded sheet metal is simply.
  • the two half-shells are in relation to the connection level of the connecting flange 12 is a mirror image.
  • the inlet mounting flange 7 and the outlet mounting flange 3 are, as is per se prior art, mounting plates arranged at right angles to each other.
  • the Fastening plates have through bores 13, via the exhaust manifold 1 on the engine block using bolts can be attached.

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Abstract

Es wird bei einem Abgaskrümmer (1) mit einem einzigen Abgasauslaß (2) mit Auslaß-Befestigungsflansch (3) und zumindest zwei Abgaseinlässen (4, 5, 6) mit Einlaß-Befestigungsflansch (7) für eine Befestigung an einem Motorblock eines Kraftfahrzeuges vorgeschlagen, die Abgasführung des Abgaskrümmers (1) zwischen Einlaß-Befestigungsflansch (7) und Auslaß-Befestigungsflansch (3) durch eine einwandige, eine Sammelleitung ausbildende Blechhaube (8) auszubilden. Die Blechhaube (8) umschließt sämtliche Abgaseinlässe (4, 5, 6) gemeinsam, ohne daß einzelne Rohre ausgebildet sind. Ein solcher "Einfachst-Blechkrümmer" ist kostengünstig und gewichtssparend herzustellen und gleichwohl ausreichend funktionstüchtig und formstabil sowie vielseitig einsetzbar.

Description

Die Erfindung betrifft einen Abgaskrümmer mit einem einzigen Abgasauslaß mit Auslaß-Befestigungsflansch und zumindest zwei Abgaseinlässen mit Einlaß-Befestigungsflansch für eine Befestigung an einem Motorblock eines Kraftfahrzeuges.
Abgaskrümmer der vorgenannten Art werden nach dem Stand der Technik durch ein Sammelrohr gebildet, welches Eingangsrohrabschnitte je nach Anzahl der anzuschließenden Motorzylinder und einen Ausgangrohrabschnitt aufweist, der mit nachgeordneten Bauteilen der Abgasanlage wie zum Beispiel einem Katalysator verbunden ist. Das Sammelrohr kann ein einstückiges Blechtiefziehteil oder aus Einzelrohren zusammengesetzt und insbesondere zusammengeschweißt sein. Auch kennt man Sammelrohre in Halbschalentechnik, die über einen Längsfalz miteinander verbunden sind. Das Sammelrohr kann einwandig oder doppelwandig, d.h. mit einer Luftspaltisolierung, ausgebildet sein, beispielsweise nach DE 199 52 648.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Abgaskrümmer der vorgenannten Art bereitzustellen, der extrem einfach aufgebaut und gleichwohl funktionsfähig ist.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Wesen der Erfindung ist, daß die Abgasführung des Abgaskrümmers zwischen Einlaß-Befestigungsflansch und Auslaß-Befestigungsflansch durch eine einwandige, eine Sammelleitung ausbildende Blechhaube gebildet ist, wobei die Blechhaube sämtliche Abgaseinlässe gemeinsam umschließt.
Die Blechhaube kann auf der Seite des Abgasauslasses einen auf dem Umfang geschlossenen Radialflansch bzw. eine Radialerweiterung umfassen, der bzw. die mit dem Auslaß-Befestigungsflansch vorzugsweise durch Verschweißung fest und gasabdichtend verbunden ist.
Entsprechend kann die Blechhaube auf der Seite der Abgaseinlässe einen sämtliche Abgaseinlässe umschließenden Umhüllungs-Radialflansch bzw. eine gemeinsame Umhüllungs-Radialerweiterung besitzen, der bzw. die mit dem Einlaß-Befestigungsflansch vorzugsweise durch Verschweißung fest und gasabdichtend verbunden ist.
Insbesondere weist die Blechhaube formstabilisierende Einbuchtungen und/oder Ausbeulungen auf, wobei die Einbuchtungen vorzugsweise im Bereich zwischen den Abgaseinlässen liegen.
In besonders einfacher Erfindungsvariante ist die Blechhaube einstückig ausgebildet. Sie kann aus einer planen Blechplatte als Halbzeug um einen Dorn oder dergleichen in ihre komplexe Endform gebogen sein.
Die Blechhaube kann aber auch alternativ aus zwei blechgeformten Halbschalen bestehen, welche über einen deckungsgleichen Verbindungsflansch miteinander verbunden sind.
Der Verbindungsflansch kann ein zumindest einfach umgeschlagener gasabdichtender Blechfalz sein.
Die beiden Halbschalen können bezüglich der Verbindungsebene des Verbindungsflansches spiegelbildlich gleich ausgebildet sein.
Vorzugsweise sind der Einlaß-Befestigungsflansch und der Auslaß-Befestigungsflansch rechtwinklig zueinander angeordnete Befestigungsplatten mit Durchgangsbohrungen für eine Befestigung am Motorblock mittels Schraubbolzen.
Erfindungsgemäß wird also ein Abgaskrümmer mit einer einfachen Außenhaut in Form einer Blechhaube vorgeschlagen, die in einer Montage am Motorblock des Kraftfahrzeuges die Zylinder-Auslaßöffnungen abdeckt, ohne eine einzelne Rohre selbst auszubilden. Die Blechhaube oder Außenhaut ist einwandig. Der Abgaskrümmer der erfindungsgemäßen Art ist ein Einfachst-Blechkrümmer und kann als sogenannter "Primitivkrümmer" bezeichnet werden, der gleichwohl hinreichend funktionstüchtig ist und die Abgase der diversen Auslaßkanäle am Zylinderkopf sammelt und in ein abführendes Rohr leitet. Es ergibt sich eine deutliche Gewichts- und Materialeinsparung. Der Herstellungskosten sind gering. Ein nachgeordneter Katalysator zeigt ein verbessertes Anspringverhalten aufgrund verringerter Masse des Abgaskrümmers. Der erfindungsgemäße Abgaskrümmer ist für alle Otto- und Dieselmotoren geeignet und vielseitig einsetzbar. Er läßt sich in großer Stückzahl besonders kostengünstig fertigen. Die komplexe Endform der Blechhaut kann mit Blick auf ein günstiges Durchströmungsverhalten, eine Geräuschminimierung, eine große Formstabilität und eine ausreichende thermische Belastbarkeit bei einem bestimmten Motoraggregat mit einer bestimmten Leistung durch Versuch ermittelt werden. Zwar ist die in die Endform gebogene bzw. geformte Blechhaut für sich allein gegebenenfalls nicht sonderlich formstabil. Die Formstabilität tritt jedoch ein, wenn die Blechhaut fest mit den zusätzlich stabilisierenden Endflanschen verschweißt oder anderweitig beispielsweise durch Verkleben oder Toxen verbunden ist. Ein Längsfalz bei zweigeteilten Halbschalen als Blechhaut erhöht weiter die Formstabililtät, ebenso Versteifungsrippen, Einbuchtungen, Ausbeulungen und dergleichen mehr, insbesondere die aufgebogenen Verschweißungsränder im Bereich der Endflansche.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichung näher erläutert.
Die einzige Figur der Zeichnung zeigt schematisch einen Abgaskrümmer mit drei Einlässen und einem Auslaß in einer perspektivischen Darstellung.
Gemäß Zeichnung umfaßt ein Abgaskrümmer 1 mit einem einzigen Abgasauslaß 2 mit Auslaß-Befestigungsflansch 3 und drei Abgaseinlässe 4, 5, 6 mit einem Einlaß-Befestigungsflansch 7 für eine Befestigung an einem Motorblock eines Kraftfahrzeuges.
Die Abgasführung des Abgaskrümmers 1 zwischen Einlaß-Befestigungsflansch 7 und Auslaß-Befestigungsflansch 3 wird durch eine einwandige, eine Sammelleitung ausbildende Blechhaube 8 gebildet, wobei die Blechhaube 8 sämtliche Abgaseinlässe 4, 5, 6 gemeinsam umschließt.
Die Blechhaube 8 umfaßt auf der Seite des Abgasauslasses 2 einen auf dem Umfang geschlossenen Radialflansch bzw. eine Radialerweiterung 9, der bzw. die mit dem Auslaß-Befestigungsflansch 3 durch Verschweißung 14 fest und gasabdichtend verbunden ist.
Die Blechhaube 8 besitzt ferner auf der Seite der Abgaseinlässe 4, 5, 6 einen sämtliche Abgaseinlässe umschließenden Umhüllungs-Radialflansch bzw. eine gemeinsame Umhüllungs-Radialerweiterung 10, der bzw. die mit dem Einlaß-Befestigungsflansch 7 ebenfalls durch Verschweißung 15, vorzugsweise durch Laserverschweißung, fest und gasabdichtend verbunden ist.
Die Blechhaube 8 enthält formstabilisierende Einbuchtungen 11 im Bereich zwischen den Abgaseinlässen 4, 5, 6 oben und unten gemäß Zeichnung.
Die Blechhaube kann einstückig ausgebildet sein.
Im Ausführungsbeispiel der Zeichnung ist die Blechhaube 1 aus zwei Halbschalen gebildet, welche über einen deckungsgleichen Verbindungsflansch 12 miteinander verbunden sind, der ein einfach umgeschlagener Blechfalz ist.
Die beiden Halbschalen sind bezüglich der Verbindungsebene des Verbindungsflansches 12 spiegelbildlich ausgebildet.
Der Einlaß-Befestigungsflansch 7 und der Auslaß-Befestigungsflansch 3 sind, wie dies an sich Stand der Technik ist, rechtwinklig zueinander angeordnete Befestigungsplatten. Die Befestigungsplatten weisen Durchgangsbohrungen 13 auf, über die der Abgaskrümmer 1 am Motorblock mittels Schraubbolzen befestigt werden kann.

Claims (10)

  1. Abgaskrümmer (1) mit einem einzigen Abgasauslaß (2) mit Auslaß-Befestigungsflansch (3) und zumindest zwei Abgaseinlässen (4, 5, 6) mit Einlaß-Befestigungsflansch (7) für eine Befestigung an einem Motorblock eines Kraftfahrzeuges,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasführung des Abgaskrümmers (1) zwischen Einlaß-Befestigungsflansch (7) und Auslaß-Befestigungsflansch (3) durch eine einwandige, eine Sammelleitung ausbildende Blechhaube (8) gebildet ist, wobei die Blechhaube (8) sämtliche Abgaseinlässe (4, 5, 6) gemeinsam umschließt.
  2. Abgaskrümmer nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Blechhaube (8) auf der Seite des Abgasauslasses (2) einen auf dem Umfang geschlossenen Radialflansch bzw. eine Radialerweiterung (9) umfaßt, der bzw. die mit dem Auslaß-Befestigungsflansch (3) vorzugsweise durch Verschweißung (14) fest und gasabdichtend verbunden ist.
  3. Abgaskrümmer nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Blechhaube (8) auf der Seite der Abgaseinlässe (4, 5, 6) einen sämtliche Abgaseinlässe umschließenden Umhüllungs-Radialflansch bzw. eine gemeinsame Umhüllungs-Radialerweiterung (10) umfaßt, der bzw. die mit dem Einlaß-Befestigungsflansch (7) vorzugsweise durch Verschweißung (15) fest und gasabdichtend verbunden ist.
  4. Abgaskrümmer nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Blechhaube (8) formstabilisierende Einbuchtungen (11) und/oder Ausbeulungen aufweist.
  5. Abgaskrümmer nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß die formstabilisierenden Einbuchtungen (11) im Bereich zwischen den Abgaseinlässen (4, 5, 6) gelegen sind.
  6. Abgaskrümmer nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Blechhaube einstückig ausgebildet ist.
  7. Abgaskrümmer nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Blechhaube (1) aus zwei Halbschalen besteht, welche über einen deckungsgleichen Verbindungsflansch (12) miteinander verbunden sind.
  8. Abgaskrümmer nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsflansch (12) ein zumindest einfach umgeschlagener Blechfalz ist.
  9. Abgaskrümmer nach Anspruch 7 oder 8,
    dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Halbschalen bezüglich der Verbindungsebene des Verbindungsflansches (12) spiegelbildlich gleich ausgebildet sind.
  10. Abgaskrümmer nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß-Befestigungsflansch (7) und der Auslaß-Befestigungsflansch (3) rechtwinklig zueinander angeordnete Befestigungsplatten mit Durchgangsbohrungen (13) für eine Befestigung am Motorblock mittels Schraubbolzen sind.
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