EP1206631B1

EP1206631B1 - Abgaskrümmer

Info

Publication number: EP1206631B1
Application number: EP00945872A
Authority: EP
Inventors: Hans A. Haerle
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-08-05
Filing date: 2000-07-05
Publication date: 2005-02-02
Anticipated expiration: 2020-07-05
Also published as: ATE288539T1; EP1206631A1; US6789386B1; WO2001011209A1; AU5981900A

Description

Die Erfindung betrifft einen Abgaskrümmer zur Anbringung an einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine.

In der EP 0 709 557 A1 ist ein Abgasrohrkrümmer in einer Ausführung beschrieben, wie sie an sehr vielen Brennkraftmaschinen verwendet wird. Jedes Abgasrohr ist mit einem Flansch verschweißt, der dann an den Zylinderkopf der Brennkraftmaschine angeschraubt wird. Die Abgasrohre münden in bekannter Weise in ein Sammelrohr, welches sich in einer Abgasleitung fortsetzt.

Nachteiligerweise sind solche bekannten Abgaskrümmer sehr schwer und teuer und weisen den weiteren Nachteil auf, dass sie durch ihre große Masse dem eingeleiteten Abgas sehr viel Wärme entziehen. Hierdurch verringert sich die Temperatur des Abgases, was dazu führt, dass der in der Abgasleitung angeordnete Katalysator insbesondere beim Starten der Brennkraftmaschine einen sehr schlechten Wirkungsgrad hat.

Um den Wirkungsgrad und das Anspringverhalten des Katalysators zu verbessern, wurden gemäß einem aus der Praxis bekannten Stand der Technik sogenannte luftspaltisolierte Abgaskrümmer entwickelt, bei welchen ein Gehäuse und eine in dem Gehäuse angeordnete Gasführungsleitung vorgesehen sind.

Auch hier ist jedoch noch immer die verhältnismäßig hohe Masse und insbesondere der hohe Aufwand an Schweißarbeiten beim Zusammenbau des die innere Gasführungsleitung umgebenden Gehäuses und bei der Anbringung dieses Gehäuses an einem Zylinderkopfflansch nachteilig, da beides zur Verteuerung derartiger Abgaskrümmer beiträgt. Aufgrund der notwendigen Dichtheit des Abgaskrümmers kann bei den bekannten Konstruktionen auf solche Schweißarbeiten jedoch nicht verzichtet werden.

Um diesem Problem entgegenzutreten, ist beispielsweise aus der EP 0 671 551 A1 ein Abgaskrümmer bekannt, bei welchem ein Gasführungskanal innerhalb eines Gehäuses angeordnet ist. Bei dieser bekannten Lösung ist jedoch die zu Undichtigkeiten neigende Schweißverbindung zwischen der Außenhülle des Abgaskrümmers und einem mit dem Zylinderkopf verbundenen Flanschteil sowie der direkte Kontakt des Innenrohres. mit dem Zylinderkopf nachteilig.

Die EP 0 765 994 A1 beschreibt einen Abgaskrümmer für eine Brennkraftmaschine, in dessen Gehäuse Leitbleche angeordnet sind, um das in das Gehäuse einströmende Abgas in Richtung eines Ausströmkanals zu leiten. Das gesamte Gehäuse soll dabei aus lediglich einer Platine durch Stanzen und Biegen hergestellt werden, wobei die Leitbleche in das Gehäuse eingeschweißt sind.

Die US-PS 4,537,027 beschreibt einen Abgaskrümmer, bei dem ebenfalls die Abgase sämtlicher Abgasbohrungen in ein gemeinsames Gehäuse eingeleitet werden.

Bei den beiden letztgenannten Abgaskrümmern ist jedoch nachteilig, dass aufgrund des fehlenden Gasführungskanals Dichtheitsprobleme auftauchen, so dass eine Übernahme dieser ideenhaften Lösungen in die Serienfertigung nicht zu erwarten ist.

Die US-PS 4,214,444 zeigt die Anbringung eines Abgaskrümmers an einem Zylinderkopf, bei welcher zwischen einen Flansch eines Abgassammelgehäuses und dem Zylinderkopf eine Dichtung angeordnet ist. Hierbei soll eine Relativbewegung des Abgassammelgehäuses zu dem Zylinderkopf möglich sein.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Abgaskrümmer zur Anbringung an einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine zu schaffen, welcher einfach und kostengünstig herzustellen ist, eine geringe Masse aufweist und in einfacher Weise an dem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine angebracht werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.

Der erfindungsgemäße Abgaskrümmer kann direkt mit dem Zylinderkopf durch geeignete Befestigungsmittel, wie z.B. Schrauben, verbunden werden. Um eine Abdichtung zwischen dem Abgassammelgehäuse und dem Zylinderkopf zu erreichen, ist lediglich eine Dichtungseinrichtung zwischen dem Abgassammelgehäuse und dem Zylinderkopf notwendig und es kann auf aufwendige Schweißarbeiten verzichtet werden.

Das Abgassammelgehäuse kann sich vorteilhafterweise gegenüber dem Zylinderkopf ausdehnen und eine entsprechende Bewegung ausführen, so dass aufwendige Konstruktionen mit Gleitflanschen oder ähnlichem vermieden werden können.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Abgaskrümmers ist der geringe erforderliche Umformgrad, wodurch sehr dünne Bleche mit einer entsprechend geringen Masse verwendet werden können. Dies führt zu sehr geringen Material- und Herstellungskosten sowie dazu, dass dem Abgas eine äußerst geringe Wärmemenge entzogen wird. Des weiteren weist der erfindungsgemäße Abgaskrümmer den Vorteil eines verhältnismäßig geringen Platzbedarfs im Motorraum eines Kraftfahrzeugs auf.

Dadurch, dass der Gasführungskanal an seiner dem Zylinderkopf zugewandten Seite mit einem umlaufenden Bund versehen ist, welcher im zusammengebauten Zustand zumindest mittelbar zwischen dem Abgassammelgehäuse und der Dichtungseinrichtung eingeklemmt ist, ergibt sich eine sehr einfache Befestigung des Gasführungskanals, wobei jedoch eine Verschiebung desselben in der Ebene des Zylinderkopfs möglich bleibt und gleichzeitig Bewegungen desselben senkrecht zu dieser Ebene und eventuell hierdurch hervorgerufenes Klappern verhindert werden.

Wenn in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung zwischen dem Abgassammelgehäuse und dem Zylinderkopf ein Flansch angeordnet ist, so ist eine noch bessere Gleitbewegung des Abgassammelgehäuses aufgrund eventuell auftretender Wärmedehnung desselben gegenüber dem Zylinderkopf möglich. Außerdem wird hierdurch vorteilhafterweise der Zylinderkopf von dem Abgassammelgehäuse abgekoppelt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann ein Gasführungskanal in dem Abgassammelgehäuse angeordnet sein. Dadurch ergibt sich ein luftspaltisolierter Abgaskrümmer, welcher dem Abgas aufgrund der dünnen Wandungen des Gasführungskanals und des Luftspaltes zwischen dem Abgassammelgehäuse und dem Gasführungskanal verhältnismäßig wenig Wärme entzieht. Dies verhindert ein Sinken der Abgastemperatur und führt zu einem besseren Anspringverhalten und Wirkungsgrad eines in der sich an den Abgaskrümmer anschließenden Abgasleitung angeordneten Katalysators.

Des weiteren kann bei der Verwendung eines Gasführungskanals vorteilhafterweise ein aus kostengünstigem und leicht umzuformendem Baustahl bestehendes Abgassammelgehäuse eingesetzt werden, da dieses thermisch weniger stark belastet wird.

Auch in dieser Ausführungsform kann ein Flansch zwischen dem Abgassammelgehäuse und dem Zylinderkopf angeordnet sein, der eine bessere Gleitbewegung des Abgassammelgehäuses gegenüber dem Zylinderkopf erlaubt.

Bei sämtlichen Ausführungsformen ergibt sich ein geringer Umformgrad, was vorteilhafterweise zu dünnen Blechen und somit zu sehr geringen Massen der einzelnen Bauteile führt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den restlichen Unteransprüchen sowie aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellten Ausführungsbeispiel.

Es zeigt:

Fig. 1: eine stark schematisierte Brennkraftmaschine mit einem daran angebrachten Abgaskrümmer;
Fig. 2: den Abgaskrümmer aus Fig. 1 in einer ersten Ausführungsform in einer Explosionsdarstellung;
Fig. 3: einen Schnitt nach der Linie III-III aus Fig. 2;
Fig. 4: den Abgaskrümmer aus Fig. 1 in einer zweiten Ausführungsform in einer Explosionsdarstellung;
Fig. 5: einen Schnitt nach der Linie V-V aus Fig. 4;
Fig. 6: den Abgaskrümmer aus Fig. 1 in einer dritten Ausführungsform in einer Explosionsdarstellung;
Fig. 7: einen Schnitt nach der Linie VII-VII aus Fig. 6;
Fig. 8: den Abgaskrümmer aus Fig. 1 in einer vierten Ausführungsform in einer Explosionsdarstellung;
Fig. 9: einen Schnitt nach der Linie IX-IX aus Fig. 8;
Fig. 10: den Abgaskrümmer aus Fig. 1 in einer fünften Ausführungsform in einer Explosionsdarstellung;
Fig. 11: einen Schnitt nach der Linie XI-XI aus Fig. 10;.
Fig. 12: eine Schnittdarstellung des Abgaskrümmers aus Fig. 1 in einer sechsten Ausführungsform; und
Fig. 13: eine Schnittdarstellung des Abgaskrümmers aus Fig. 1 in einer siebten Ausführungsform.

Fig. 1 zeigt einen Abgaskrümmer 1, welcher an einem Zylinderkopf 2 einer Brennkraftmaschine 3 angebracht ist. In der vorliegenden Ausführungsform handelt es sich um eine Brennkraftmaschine 3 in Reihenbauweise, bei welcher der Zylinderkopf 2 lediglich eine Zylinderbank 4 mit in diesem Fall vier Zylindern 5 aufweist. Bei Brennkraftmaschinen 3 in V-Bauweise könnten selbstverständlich mehrere Zylinderbänke 4 vorgesehen sein, an denen dann jeweils der Abgaskrümmer 1 angebracht wäre. In dem Zylinderkopf 2 befinden sich mehrere, von den Zylindern 5 ausgehende Abgasbohrungen 6, die in den Abgaskrümmer 1 münden, wodurch das Abgas in den Abgaskrümmer 1 gelangt. Der Abgaskrümmer 1 ist an seiner der Brennkraftmaschine 3 abgewandten Seite mit einer Öffnung 7 versehen, welche sich an einer beliebigen Stelle befinden kann und in welche in bekannter Weise eine Abgasleitung 8 eingesetzt ist. In der Abgasleitung 8 kann sich ein nicht dargestellter Katalysator befinden, der zur Reinigung der Abgase dient.

In den Figuren 2 bis 6 ist der Abgaskrümmer 1 jeweils in verschiedenen Ausführungsformen durch Explosionszeichnungen dargestellt.

Der Abgaskrümmer 1 gemäß Fig. 2 besteht aus einem Abgassammelgehäuse 9, welches die Abgase aus sämtlichen Abgasbohrungen 6 einer Zylinderbank 4 aufnimmt, und einer Dichtungseinrichtung 10. Die Abgase können das Abgassammelgehäuse 9 durch die Öffnung 7, die sich an der dem Zylinderkopf 2 abgewandten Seite desselben befindet, wieder verlassen und so in die Abgasleitung 8 gelangen. Das Abgassammelgehäuse 9 ist an seinem gesamten Umfang von einem Bund 11 umgeben, in welchem sich Ausnehmungen 12 für die Durchführung von in Fig. 2 nicht dargestellten Befestigungsmitteln, wie z.B. Schrauben, befinden. Mit den Befestigungsmitteln wird das Abgassammelgehäuse 9 an dem Zylinderkopf 2 angebracht.

Die Dichtungseinrichtung 10 entspricht in ihrer Form der dem Zylinderkopf 2 zugewandten Seite des Abgassammelgehäuses 9, verläuft über den gesamten Bereich zwischen dem Abgassammelgehäuse 9 und dem Zylinderkopf 2 und weist dementsprechend ebenfalls einen Bund 13 mit Ausnehmungen 14 auf, deren Positionen mit den Positionen der Ausnehmungen 12 in dem Bund 11 des Abgassammelgehäuses 9 wenigstens annähend übereinstimmen.

Des weiteren weist die Dichtungseinrichtung 10 mehrere Bohrungen 15 auf, deren Anzahl und deren Positionen mit den Positionen der Abgasbohrungen 6 in dem Zylinderkopf 2 wenigstens annähernd übereinstimmen, um das Durchströmen des Abgases aus den Abgasbohrungen 6 in das Abgassammelgehäuse 9 zu gewährleisten. An ihrer dem Abgassammelgehäuse 9 zugewandten Seite ist die Dichtungseinrichtung 10 mit Sicken bzw. Verprägungen 16 versehen, welche einen Spalt zwischen dem Zylinderkopf 2 und der Dichtungseinrichtung 10 erzeugen. Die Dichtungseinrichtung 10 kann beispielsweise aus einem metallischen Werkstoff ausgebildet sein.

Des weiteren ist Fig. 2 entnehmbar, daß das Abgassammelgehäuse 9 an seiner Außenseite eine Umbördelung 17 aufweist. Diese Umbördelung 17 begrenzt den Bund 11 des Abgassammelgehäuses 9 nach außen hin und erhöht die Festigkeit des Abgassammelgehäuses 9. In der vorliegenden Ausführungsform besteht das Abgassammelgehäuse 9 aus einem hochtemperaturbeständigen Material und ist in der Lage, gegenüber der Dichtungseinrichtung 10 und somit gegenüber dem Zylinderkopf 2 geringfügige Bewegungen auszuführen, welche durch die Wärmeeinbringung des Abgases und die damit verbundene Ausdehnung des Abgassammelgehäuses 9 hervorgerufen werden.

Es wäre auch möglich, das Abgassammelgehäuse 9 aus mehrlagigen Blechen in Sandwichbauweise herzustellen, wodurch die Schallabstrahlung verringert werden könnte. Bei einer solchen Sandwichbauweise könnte beispielsweise eine Schicht aus Stahl und die andere Schicht aus Aluminium bestehen, wobei auch das Herstellen von hochtemperaturfesten Abgassammelgehäusen 9 möglich wäre.

Um eine Abgasreinigung in einfacher Art und Weise erreichen zu können, sind in dem Abgassammelgehäuse 9 mehrere einzelne Katalysatorelemente 39 angeordnet. Jedes Katalysatorelement 39 ist dabei einer Abgasbohrung 6 bzw. einem Zylinder 5 zugeordnet, so daß in allen Ausführungsbeispielen vier Katalysatorelemente 39 vorgesehen sind. Die beispielsweise aus an sich bekanntem Wickelblech bestehenden Katalysatorelemente 39 sind zylinderförmig ausgebildet und können stehend oder liegend angeordnet sein. In dem Abgassammelgehäuse 9 sind die Katalysatorelemente 39 durch nicht dargestellte Drahtgestrickelemente gehalten. Alternativ hierzu ist selbstverständlich auch die Verwendung eines üblichen Katalysators in der Abgasleitung 8 möglich, wie bereits oben erwähnt.

In Fig. 3 sind die oben erwähnten, als Schrauben 18 ausgebildeten Befestigungsmittel zum Anbringen des Abgassammelgehäuses 9 an dem Zylinderkopf 2 dargestellt. Diese sind durch die Ausnehmungen 12 in dem Abgassammelgehäuse 9 und die Ausnehmungen 14 in der Dichtungseinrichtung 10 durchgeführt. Durch ein entsprechendes Anziehen der Schrauben 18 kann die oben angegebene Verschiebbarkeit des Abgassammelgehäuses 9 gegenüber dem Zylinderkopf 2 eingestellt werden. Hierbei ist jedoch in jedem Fall eine Dichtheit des Abgaskrümmers 1 gewährleistet. Des weiteren ist erkennbar, daß die Bohrungen 15 der Dichtungseinrichtung 10 mit Umbördelungen 19 versehen sind, die in die Abgasbohrungen 6 des Zylinderkopfes 2 reichen.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform des Abgaskrümmers 1, bei welchem wiederum das Abgassammelgehäuse 9 und die Dichtungseinrichtung 10, zusätzlich jedoch ein Flansch 20 und eine weitere Dichtungseinrichtung 10a vorgesehen sind, um den Abgaskrümmer 1 zu bilden. In der Darstellung gemäß Fig. 4 ist lediglich die Dichtungseinrichtung 10a zu erkennen. Der Flansch 20 ist mit Bohrungen 21 versehen, deren Anzahl und Positionen mit den Positionen der Abgasbohrungen 6 in dem Zylinderkopf 2 wenigstens annähernd übereinstimmen. Die Bohrungen 21 sind in diesem Fall rund ausgebildet. Des weiteren weist der Flansch 20 einen umlaufenden Bund 22 und eine Umbördelung 23 auf, wobei in dem Bund 22 Ausnehmungen 24 eingebracht sind, deren Positionen mit den Positionen der Ausnehmungen 12 in dem Abgassammelgehäuse 9 übereinstimmen.

Die Dichtungseinrichtung 10a weist in diesem Fall keine den Abgasbohrungen 6 entsprechende Bohrungen 15 auf, sondern eine über annähernd die gesamte Länge und annähernd die gesamte Breite der Dichtungseinrichtung 10a verlaufende Ausnehmung 25. Wie gemäß Fig. 2 ist die Dichtungseinrichtung 10a jedoch wiederum mit einem Bund 13a und Ausnehmungen 14a versehen. Aufgrund der großen Ausnehmung 25 erfolgt die Abdichtung lediglich durch den Bund 13a der Dichtungseinrichtung 10a.

In Fig. 5 ist im Schnitt die Anbringung des Abgaskrümmers 1 an dem Zylinderkopf 2 dargestellt. Hier ist zu erkennen, daß die Dichtungseinrichtung 10a zwischen dem Flansch 20 und dem Abgassammelgehäuse 9 angeordnet ist. Zwischen dem Zylinderkopf 2 und dem Abgassammelgehäuse 9 befindet sich die weitere Dichtungseinrichtung 10, die jedoch im Gegensatz zu Fig. 2 und Fig. 3 ohne Verprägungen 16 und ohne Umbördelungen 17 ausgeführt ist. Aus dieser Figur geht auch hervor, daß die Innenkontur der Umbördelung 23 des Flansches 20 mit der Außenkontur des das Abgassammelgehäuse 9 umgebenden Bundes 11 übereinstimmt, so daß das Abgassammelgehäuse 9 innerhalb der Umbördelung 23 des Flansches 20 Platz findet. Das Abgassammelgehäuse 9 weist in diesem Fall allerdings keine Umbördelung 17 auf. Durch Verprägungen oder Punktverschweißungen kann das Abgassammelgehäuse 9 mit dem Flansch 20 vormontiert werden.

Auch hier sind wiederum durch Wärmeeinwirkung hervorgerufene Bewegungen zwischen dem Abgassammelgehäuse 9 und dem Flansch 20 möglich, und zwar aufgrund der zwischen denselben angebrachten Dichtungseinrichtung 10a. Wie zuvor sind durch die Ausnehmungen 12 in dem Abgassammelgehäuse 9, die Ausnehmungen 24 in dem Flansch 20 und die Ausnehmungen 14 und 14a in den Dichtungseinrichtungen 10 und 10a die Befestigungsmittel 18 zur Anbringung des Abgaskrümmers 1 an dem Zylinderkopf 2 durchgeführt.

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform des Abgaskrümmers 1, welcher wiederum das Abgassammelgehäuse 9 und die Dichtungseinrichtung 10 aufweist. In dem Abgassammelgehäuse 9 ist jedoch ein Gasführungskanal 26 angeordnet, welcher zweiteilig mit einem Bodenteil 27 und einem Deckelteil 28 ausgebildet ist. Das Abgassammelgehäuse 9 ist wie zuvor mit dem Bund 11 und den darin sich befindlichen Ausnehmungen 12 sowie der den Bund 11 umgebenden Umbördelung 17 versehen. Die Dichtungseinrichtung 10 weist ebenfalls wie oben beschrieben den Bund 13, die Ausnehmungen 14 und die Bohrungen 15 auf.

Das Bodenteil 27 des aus einem hochtemperaturbeständigen Werkstoff hergestellten Gasführungskanals 26 ist mit Bohrungen 29 versehen, deren Positionen wenigstens annähernd mit den Positionen der Abgasbohrungen 6 des Zylinderkopfes 2 übereinstimmen. Auf diese Art und Weise kann das Abgas in den Gasführungskanal 26 gelangen. Innerhalb des Gasführungskanals 26 sind Umlenkbleche 30 angeordnet, welche den Gasstrom von den Bohrungen 29 zu einer zu der Abgasleitung 8 führenden Öffnung 31 leiten, welche sich in dem Deckelteil 28 des Gasführungskanals 26 befindet. Die Umlenkbleche 30 können entweder mit dem Abgassammelgehäuse 9 oder dem Gasführungskanal 26 verschweißt sein, oder aus dem Material des Bodenteils 27 und/oder des Deckelteils 28 des Gasführungskanals 26 geprägt sein. Bei der Montage des Abgaskrümmers 1 werden auf an der Außenseite des Deckelteils 28 angebrachten Einkerbungen 32 Haltebügel 33 aufgesetzt, welche für eine Befestigung des Gasführungskanals 26 sorgen. Mit anderen Worten, die Haltebügel 33 sind derart angeordnet, daß bei Anbringung des Abgassammelgehäuses 9 an dem Zylinderkopf 2 mittels der Befestigungsmittel 18 die Haltebügel 33 den Gasführungskanal 26 festhalten. Die Dichtheit des Gasführungskanals 26 ist dadurch gewährleistet, daß das Bodenteil 27 sehr paßgenau mit dem Deckelteil 28 übereinstimmt und diese beiden Teile durch die mittels der Haltebügel 33 aufgebrachten Kraft dicht miteinander abschließen. Zusätzlich wird noch das Bodenteil 27 mit dem Deckelteil 28 verprägt oder punktgeschweißt, so daß eine komplette Vormontage möglich ist.

Die als federnde bzw. dämpfende Elemente ausgebildeten Haltebügel 33 können aus einem hochtemperaturbeständigen Material, beispielsweise auch aus einem hochtemperaturbeständigen Drahtgestrick bestehen. Durch diese Art der Montage kann auf aufwendige Schweißarbeiten verzichtet werden.

In dem Gasführungskanal 26 können ebenfalls die oben erwähnten Katalysatorelemente 39 zur Abgasreinigung angeordnet und mit nicht dargestellten Drahtgestrickelementen in demselben gehalten sein.

Alternativ zu der dargestellten Ausführung kann der Gasführungskanal 26 auch aus einem für Fluide, in diesem Fall für Abgase, durchlässigen Material bestehen. Dies kann beispielsweise durch ein Gewebe oder durch ein Lochblech gelöst sein. Dadurch wird die Masse des Gasführungskanals 26 noch weiter verringert und dieser kann so dem Abgas weniger Wärme entziehen. Auch bei dieser Ausführungsform wird das Abgas dennoch bestrebt sein, in Richtung der Öffnung 31 zu strömen und nur ein sehr geringer Teil wird durch den Gasführungskanal 26 zu dem Abgassammelgehäuse 9 gelangen.

In Fig. 7 ist erkennbar, daß zwischen dem Gasführungskanal 26 und dem Abgassammelgehäuse 9 ein Luftspalt 34 entsteht, welcher das in den Gasführungskanal 26 einströmende Abgas von dem Abgassammelgehäuse 9 isoliert. Hierdurch wird das Abgassammelgehäuse 9 nur unwesentlich erwärmt und entzieht somit dem Abgas verhältnismäßig wenig Wärme, was dazu führt, daß der in der Abgasleitung 8 sich befindliche Katalysator aufgrund der höheren Abgastemperaturen ein besseres Anspringverhalten und einen besseren Wirkungsgrad aufweist. Des weiteren kann hierdurch das Abgassammelgehäuse 9 aus einem preisgünstigen Baustahl, gegebenenfalls auch aus einem aluminierten Stahl hergestellt werden, da es in der Regel nicht mit dem Abgas in Berührung kommt. Zwischen dem Abgassammelgehäuse 9 und dem Zylinderkopf 2 ist die Dichtungseinrichtung 10 angebracht.

Der Luftspalt 34 kann in sämtlichen Ausführungen, in denen er auftritt, auch mit schallisolierenden Materialien, wie z.B. Steinwolle, Keramikwolle, Drahtgestrick oder einzelnen, miteinander verpreßten Drahtstücken ausgefüllt werden, um eine entsprechende Schalldämmung zu erreichen.

Fig. 8 zeigt eine Ausführungsform des Abgaskrümmers 1, welche mit der Ausführungsform gemäß Fig. 6 annähernd übereinstimmt. Im Unterschied dazu ist bei Fig. 8 unterhalb des Bodenteils 27 des Gasführungskanals 26 der Flansch 20 vorgesehen, welcher sehr ähnlich zu dem Flansch 20 gemäß Fig. 4 ausgebildet ist. Allerdings sind die Bohrungen 21 in demselben oval ausgebildet, d.h. der Durchmesser der Bohrungen 21 in Längsrichtung des Flansches 20 ist größer als der Durchmesser der Bohrungen 21 in der Querrichtung des Flansches 20. Dies ermöglicht eine Verschiebe- bzw. Ausdehnbewegung des Gasführungskanals 26 innerhalb der Bohrungen 21 aufgrund von durch die Abgastemperaturen hervorgerufener Wärmeausdehnung. Aufgrund der Unterbringung des Abgassammelgehäuses 9 in dem Flansch 20 analog zu Fig. 4 ist das Abgassammelgehäuse 9 nicht mit der Umbördelung 17 versehen, sondern weist lediglich den Bund 11 auf.

In Fig. 9 ist erkennbar, daß zwischen dem Flansch 20 und dem Abgassammelgehäuse 9 wiederum die Dichtungseinrichtung 10a und zwischen dem Abgassammelgehäuse 9 und dem Zylinderkopf 2 die Dichtungseinrichtung 10 zum Einsatz kommt. Auch hier sind die Haltebügel 33 und die Umlenkbleche 30 wie gemäß Fig. 6 und Fig. 7 vorgesehen.

In Fig. 10 ist ein weiterer Abgaskrümmer 1 dargestellt, der sehr ähnlich zu dem in Fig. 8 dargestellten Abgaskrümmer 1 ausgebildet ist. Auch hier ist der Gasführungskanal 26 vorgesehen, welcher allerdings aus mehreren Einzelkanälen 35 besteht, welche jeweils mit Anschlüssen 36 zu den Bohrungen 21 in dem auch hier vorgesehenen Flansch 20 ausgebildet sind. Die Bohrungen 21 weisen einen runden Querschnitt auf und die Anschlüsse 36 sind in diese Bohrungen 21 eingesteckt und gegebenenfalls eingeschweißt. Alternativ wären auch andere Formen der Bohrungen 21 möglich, z.B. oval oder rechteckig, wobei dann die Anschlüsse 36 an diese Formen der Bohrungen 21 angepaßt wären und zusätzlich eine entsprechende Abdichtung erfolgen würde.

An ihren Verbindungsstellen sind die Einzelkanäle 35 miteinander durch an jeweils einem der Enden der Einzelkanäle 35 vorgesehene Aufweitungen, in denen der nächste Einzelkanal 35 eingesteckt und gegebenenfalls verschweißt ist, verbunden. In dem Abgassammelgehäuse 9 befinden sich Halteringe 37, die an demselben anliegen und den Gasführungskanal 26 umgeben. Durch die z.B. aus einem Drahtgestrick bestehenden Halteringe 37 werden Schwingungen des Gasführungskanals 26 verhindert.

Von einem der Einzelkanäle 35 geht ein Ausgang 38 durch die Öffnung 7 in dem Abgassammelgehäuse 9 zu der Abgasleitung 8, welche auch hier an dem Abgassammelgehäuse 9 angebracht ist.

In dem Schnitt gemäß Fig. 11 ist erkennbar, daß auch hier die Dichtungseinrichtung 10a zwischen dem Abgassammelgehäuse 9 und dem Flansch 20 sowie die Dichtungseinrichtung 10 zwischen dem Flansch 20 und dem Zylinderkopf 2 zum Einsatz kommen. Des weiteren befindet sich wie bei den Ausführungsformen gemäß den Figuren 6, 7, 8 und 9 der Luftspalt 34 zwischen dem Gasführungskanal 26 und dem Abgassammelgehäuse 9. Auch dieser Gasführungskanal 26 kann aus einem für Abgase durchlässigen und hochtemperaturbeständigen Material bestehen.

Fig. 12 zeigt einen weiteren Abgaskrümmer 1, der ebenfalls in seinem Inneren einen Gasführungskanal 26 aufweist. Der Gasführungskanal 26 ist an seiner dem Zylinderkopf 2 zugewandten Seite mit einem umlaufenden Bund 40 versehen, welcher zwischen der Dichtungseinrichtung 10 an seiner Unterseite und einem zusätzlichen Klemmelement 41 an seiner Oberseite angeordnet ist. Das Klemmelement 41 überlappt den Bund 40 teilweise und bedeckt denselben an seinem gesamten Umfang. Um eine Dichtheit des Abgaskrümmers 1 zu erreichen, ist das Klemmelement 41 an seiner dem Abgassammelgehäuse 9 zugewandten Seite mit einer umlaufenden Dichtauflage 42 versehen.

Die Befestigungsmittel 18 sind selbstverständlich auch hier vorgesehen und klemmen mit Hilfe des Klemmelements 41 den Gasführungskanal 26 mit der gewünschten Kraft zwischen das Abgassammelgehäuse 9 und die Dichtungseinrichtung 10 bzw. den Zylinderkopf 2. Durch den genannten Aufbau wird eine Bewegung des Gasführungskanals 26 senkrecht zur Ebene des Zylinderkopfes 2 verhindert, bei entsprechendem Anziehen der Schrauben 18 ist jedoch noch immer eine durch Wärmeeinwirkung ausgelöste Bewegung des Gasführungskanals 26 in der Ebene des Zylinderkopfes 2 möglich.

Auch bei dem Abgaskrümmer gemäß Fig. 13 ist der Gasführungskanal 26 mit einem umlaufenden Bund 40 versehen. Dieser ist jedoch direkt zwischen dem Abgassammelgehäuse 9 und dem in diesem Fall ebenfalls vorgesehenen Flansch 20 wiederum mittels der Befestigungsmittel bzw. Schrauben 18 eingeklemmt. Zusätzlich ist am Umfang des Bundes 40 eine umlaufende Dichtungseinrichtung 43 vorgesehen, und zwar ebenfalls zwischen dem Abgassammelgehäuse 9 und dem Flansch 20. Durch an der Dichtungseinrichtung 43 in Richtung des Zylinderkopfes 2 vorstehende Erhebungen 44 und/oder durch eine entsprechende Auswahl der Dicke der Dichtungseinrichtung 43 und entsprechendes Anziehen der Schrauben 18 ist auch hier eine Bewegung des Gasführungskanals 26 in der Ebene des Zylinderkopfes 2 möglich, wobei gleichzeitig unerwünschte Vibrationen desselben verhindert werden können.

Claims

Abgaskrümmer (1) zur Anbringung an einem Zylinderkopf (2) einer Brennkraftmaschine (3), welcher wenigstens eine mit Abgasbohrungen (6) zum Austritt von Abgas versehene Zylinderbank (4) aufweist, mit einem Abgassammelgehäuse (9) zur Aufnahme von Abgas aus dem Zylinderkopf (2), mit einer zwischen dem Abgassammelgehäuse (9) und dem Zylinderkopf (2) angeordneten Dichtungseinrichtung (10), wobei das Abgassammelgehäuse (9) mit Ausnehmungen (12) versehen ist, durch welche es über Befestigungsmittel (18) direkt mit dem Zylinderkopf (2) verbindbar ist, wobei die Dichtungseinrichtung (10) als separates Teil ausgebildet ist, wobei zwischen dem Abgassammelgehäuse (9) und der Dichtungseinrichtung (10) sowie zwischen dem Abgassammelgehäuse (9) und dem Zylinderkopf (2) durch Wärmeeinwirkung hervorgerufene Bewegungen möglich sind, wobei innerhalb des Abgassammelgehäuses (9) ein Gasführungskanal (26) angeordnet ist, wobei sich zwischen dem Abgassammelgehäuse (9) und dem Gasführungskanal (26) ein Luftspalt (34) befindet, und wobei der Gasführungskanal (26) an seiner dem Zylinderkopf (2) zugewandten Seite mit einem umlaufenden Bund (40) versehen ist, welcher im zusammengebauten Zustand zumindest mittelbar zwischen dem Abgassammelgehäuse (9) und der Dichtungseinrichtung (10) eingeklemmt ist, wobei zwischen dem Gasführungskanal (26) und der Dichtungseinrichtung (10) durch Wärmeeinwirkung hervorgerufene Bewegungen möglich sind.
Abgaskrümmer nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Dichtungseinrichtung (10) über den gesamten Bereich zwischen dem Abgassammelgehäuse (9) und dem Zylinderkopf (2) verläuft.
Abgaskrümmer nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Dichtungseinrichtung (10) Ausnehmungen (14) aufweist, deren Positionen wenigstens annähernd mit den Positionen der Ausnehmungen (12) des Abgassammelgehäuses (9) zur Aufnahme der Befestigungsmittel (18) zur Verbindung des Abgassammelgehäuses (9) mit dem Zylinderkopf (2) übereinstimmen.
Abgaskrümmer nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen dem Abgassammelgehäuse (9) und dem Zylinderkopf (2) ein Flansch (20) angeordnet ist, welcher Ausnehmungen (24) aufweist, deren Positionen wenigstens annähernd mit den Positionen der Ausnehmungen (12) des Abgassammelgehäuses (9) zur Aufnahme der Befestigungsmittel (18) zur Verbindung des Abgassammelgehäuses (9) mit dem Zylinderkopf (2) übereinstimmen.
Abgaskrümmer nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Dichtungseinrichtung (10) zwischen dem Flansch (20) und dem Zylinderkopf (2) angeordnet ist.
Abgaskrümmer nach einem der Ansprüche 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen dem Abgassammelgehäuse (9) und dem Flansch (20) eine Dichtungseinrichtung (10a) angeordnet ist.
Abgaskrümmer nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Flansch (20) an seiner Außenseite eine Umbördelung (23) aufweist, deren Innenkontur wenigstens annähernd mit der Außenkontur des das Abgassammelgehäuse (9) umgebenden Bunds (11) übereinstimmt, wobei zwischen dem Abgassammelgehäuse (9) und dem Flansch (20) durch Wärmeeinwirkung hervorgerufene Bewegungen möglich sind.
Abgaskrümmer nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Luftspalt (34) mit schalldämmenden Materialien ausgefüllt ist.
Abgaskrümmer nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Gasführungskanal (26) aus einem für Fluide durchlässigen Material besteht.
Abgaskrümmer nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Gasführungskanal (26) zweiteilig mit einem Bodenteil (27) und einem Deckelteil (28) ausgebildet ist, wobei sich die Bohrungen (29) in dem Bodenteil (27) befinden.
Abgaskrümmer nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen dem Abgassammelgehäuse (9) und dem Gasführungskanal (26) Haltebügel (33) derart angeordnet sind, dass bei Anbringung des Abgassammelgehäuses (9) an dem Zylinderkopf (2) mittels der Befestigungsmittel (18) die Haltebügel (33) den Gasführungskanal (26) festhalten.
Abgaskrümmer nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Gasführungskanal (26) aus mehreren Einzelkanälen (35) aufgebaut ist, welche jeweils Anschlüsse (36) zu den Abgasbohrungen (6) des Zylinderkopfes (2) aufweisen.
Abgaskrümmer nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
der umlaufende Bund (40) zwischen der Dichtungseinrichtung (10) und einem Klemmelement (41) eingeklemmt ist, welches mit einer umlaufenden Dichtauflage (42) versehen ist, wobei zwischen dem Gasführungskanal (26) und dem Zylinderkopf (2) ein Flansch (20) angeordnet ist, und wobei der umlaufende Bund (40) des Gasführungskanals (26) verschieblich zwischen dem Abgassammelgehäuse (9) und dem Flansch (20) angeordnet ist.
Abgaskrümmer nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen dem umlaufenden Bund (40) des Gasführungskanals (26) und dem Flansch (20) eine Dichtungseinrichtung (43) angeordnet ist.
Abgaskrümmer nach Anspruch 12 und 13,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Einzelkanäle (35) in die Bohrungen (21) des Flansches (20) eingesteckt und gegebenenfalls eingeschweißt sind.
Abgaskrümmer nach einem der Ansprüche 13 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Flansch (20) aus einem hochtemperaturbeständigen Material besteht.
Abgaskrümmer nach einem der Ansprüche 13 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Flansch (20) mit Bohrungen (29) versehen ist, deren Positionen wenigstens annähernd mit den Positionen der Abgasbohrungen (6) des Zylinderkopfes (2) übereinstimmt, wobei der Durchmesser der Bohrungen (29) in dem Flansch (20) in Längsrichtung des Flansches (20) größer ist als der Durchmesser der Bohrungen (29) in Querrichtung des Flansches (20).
Abgaskrümmer nach einem der Ansprüche 1 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, dass
in dem Abgassammelgehäuse (9) oder in dem Gasführungskanal (26) Umlenkbleche (30) angeordnet sind, welche mit dem Abgassammelgehäuse (9) oder dem Gasführungskanal (26) verschweißt sind.
Abgaskrümmer nach einem der Ansprüche 1 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, dass
in dem Abgassammelgehäuse (9) mehrere einzelne Katalysatorelemente (39) angeordnet sind.
Abgaskrümmer nach einem der Ansprüche 1 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, dass
in dem Gasführungskanal (26) mehrere einzelne Katalysatorelemente (39) angeordnet sind.