EP1365121B2 - Abgaskrümmer für einen Verbrennungsmotor und Verfahren zur Herstellung eines solchen Abgaskrümmers - Google Patents

Abgaskrümmer für einen Verbrennungsmotor und Verfahren zur Herstellung eines solchen Abgaskrümmers Download PDF

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EP1365121B2
EP1365121B2 EP03004679A EP03004679A EP1365121B2 EP 1365121 B2 EP1365121 B2 EP 1365121B2 EP 03004679 A EP03004679 A EP 03004679A EP 03004679 A EP03004679 A EP 03004679A EP 1365121 B2 EP1365121 B2 EP 1365121B2
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EP
European Patent Office
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exhaust
outer shell
exhaust pipes
engine
braze
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EP03004679A
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EP1365121A1 (de
EP1365121B1 (de
Inventor
Rainer Diez
Friedrich Dipl.-Ing. Hartmann (Fh)
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Friedrich Boysen GmbH and Co KG
Original Assignee
Friedrich Boysen GmbH and Co KG
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    • 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
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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
    • 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
    • F01N13/102—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits of exhaust manifolds having thermal insulation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • 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

Definitions

  • the present invention relates to an exhaust manifold for an internal combustion engine having at least one exhaust pipe, an outer shell receiving the exhaust pipes and at least one motor flange connected to the exhaust pipes and the outer shell for connecting the exhaust manifold to the internal combustion engine.
  • Such exhaust manifolds have a welded connection between the exhaust pipe and the engine flange and between the outer shell and the engine flange and / or between the outer shell and the exhaust pipe.
  • the problem arises that foreign particles such as spatter remain in the exhaust manifold, which can damage later in the operation of downstream components such as catalytic converters and turbochargers.
  • exhaust manifolds of this type are sometimes also produced using laser welding connections. But this is expensive and requires a relatively large effort for the exact production of the components to be joined together.
  • the DE-C-197 21 092 relates to a single-walled exhaust manifold, in which the exhaust pipes are welded into sockets, which in turn are connected to the motor flange.
  • Another single-walled exhaust manifold is from the DE-A-198 27 276 known. Again, the exhaust pipes are connected to exhaust nozzles, which in turn are connected to the motor flange.
  • the EP-A-0 178 430 a single-walled exhaust manifold with pipe socket. The nozzle can also be molded to the motor flange.
  • the invention has for its object to provide an exhaust manifold of the type mentioned and a method for its production, which do not have the disadvantages mentioned above. In particular, foreign particles should be avoided in the manifold.
  • connection between the exhaust pipes and the engine flanges and between the exhaust pipes and the outer shell and / or between the outer shell and the motor flanges is formed as a solder joint.
  • exhaust manifold of the type mentioned can be soldered well and cheaply. This results in the advantage that when soldering no foreign particles that could damage subsequent components.
  • the exhaust manifold is also cleaned metallically when heated to the soldering temperature.
  • the soldering process can be characterized in that between the parts to be soldered together with a matched to solder gap size interference fit is present.
  • a narrow soldering gap can be achieved, which leads to a relatively large-area distribution of the solder.
  • the connection between the parts is thereby not, as in welding, linear but flat, whereby the strength is increased.
  • the parts to be soldered together are thereby securely positioned until the soldering is completed.
  • a fixation can be provided by tack welds and slight interference fit.
  • the solder joints are arranged at a protected position relative to the exhaust gas stream.
  • the solder joints can be arranged on a side facing away from the exhaust gas flow side of the exhaust pipe or in the exhaust gas flow direction behind a paragraph.
  • the solder joints are thereby not flowed directly into the exhaust system during operation of the exhaust system and therefore remain relatively cool. This makes it possible to use a solder joint in exhaust manifolds even with relatively hot exhaust gases.
  • the solder joints are arranged in a groove, the opening points away from the Abgasström.
  • the solder joints can be even better protected from the exhaust stream and kept cool accordingly.
  • Such an embodiment is particularly advantageous in engines with high exhaust gas temperatures such as gasoline engines.
  • Another way to protect the solder joints against the exhaust gas flow is to form the passage openings of the engine flanges for the exhaust gas flow in such a stepped manner that they expand in the flow direction, and to arrange the exhaust gas pipes and / or the outer shell pushed against the step. As a result, the assembly is simplified.
  • a particularly advantageous embodiment of the invention also results when the motor flanges each have around their passages around a groove in which the exhaust pipes and / or the outer shell of the exhaust pipes are inserted.
  • the solder can thus be well protected from the exhaust and mounting is particularly easy.
  • the outer shell of the exhaust manifold according to the invention consists in a known and advantageous manner preferably of two half-shells. According to the invention, these two half-shells can also be soldered together. This can also be avoided at this point a welding process and thus the emergence of impurities. In addition, the compounds can be produced in a single operation.
  • outlet flange of the exhaust manifold is preferably soldered to the exhaust pipes and / or the outer shell. As before, this avoids the formation of impurities and allows the simultaneous production of all compounds in a single operation.
  • solder for example, a copper solder having a melting temperature of about 1083 ° C, a copper-nickel solder having a melting temperature of 1085 ° C to 1100 ° C or a high-temperature nickel solder having a melting temperature of about 1000 ° C. be used.
  • the exhaust pipes and the motor flange and / or the outer shell are joined together by soldering.
  • the two half shells of the outer shell are preferably soldered to one another and the exhaust pipes and / or the outer shell to the outlet flange. This can advantageously be done together in a single operation in a brazing furnace.
  • the parts to be soldered together are fixed in particular non-positively before soldering.
  • the assembly can be simplified and a firm and tight soldering can be ensured.
  • the inner component can be expanded at a Lotstelle against the outer component, for example by means of an expanding mandrel.
  • the solder gap is preferably set to less than 0.2 mm, in particular between about 0.02 and 0.015 mm. These values have been found to be particularly suitable for good soldering.
  • the soldering temperature is preferably between 1000 ° C and 1200 ° C, depending on the solder. In the case of a copper solder, for example, it is between about 1100 ° C. and 1150 ° C., for a copper-nickel solder about 1120 ° C. and for a high-temperature nickel solder about 1040 ° C.
  • the soldering is carried out in a customary manner under a protective atmosphere, in particular hydrogen, or in vacuo.
  • the in Fig. 1 shown exhaust manifold comprises three exhaust pipes 1, 2 and 3, which are connected at one end to a respective motor flange 4.
  • the other ends of the exhaust pipes 1 and 2 are inserted into the one end of a manifold 5, the other end is inserted together with the other end of the third exhaust pipe 3 in the one end of another manifold 6.
  • All exhaust pipes 1, 2 and 3 and the manifolds 5 and 6 are housed in an outer shell 7, which is formed by two half-shells 8 and 9.
  • the outer shell 7 is inserted together with the exhaust pipes 1, 2 and 3 in the motor flanges 4 and together with the second manifold 6 in an outlet flange 10. In the region of the outlet flange 10, however, only the outer shell 7 is fixedly connected to the outlet flange 10, while the second manifold 6 is arranged cantilevered.
  • the motor flanges 4 In the area of the motor flanges 4, however, in addition to the outer shell 7 and the exhaust pipes 1, 2 and 3 are fixedly connected to the motor flanges 4. For this purpose, they have a gradation 11 which widens in the exhaust gas flow direction I, so that a receptacle is formed in which the exhaust gas pipes 1, 2 and 3 are inserted together with the outer shell 7.
  • the exhaust gas passage openings 12 of the motor flanges 4 are in each case formed flush with the inner walls 21 of the exhaust pipes 1, 2 and 3.
  • solder joints between the exhaust pipes 1, 2 and 3 with the motor flanges 4 and the outer shell 7 in the region of the motor flanges 4 and the connection of the outer shell 7 with the outlet flange 10 and the connection between the two half shells 8 and 9 of the outer shell 7 are as Soldered connections formed.
  • One possible type of solder joint on the motor flanges 4 is in each of the Fig. 2 . 3 and 4 shown.
  • the solder 17 may be applied as a paste.
  • the solder joint is produced, wherein the solder 17 due to capillary action in the gap 18 between the motor flange 4 and outer shell 7 and in the gap 19 between the outer shell 7 and exhaust pipe 1 is sucked. This creates a large-area connection that leads to a high durability.
  • the gradation 11 of the motor flange 4 is straight. That is, the wall 13 is perpendicular to the wall 14.
  • a receptacle 16 for Lot 17 can be created at the stage 11 in this variant.
  • the inclined wall 15 is also smaller here.
  • the embodiment is consistent with the embodiment of Fig. 2 match.
  • the motor flange 4 is provided in the region of its exhaust passage opening 12 with a groove 20, the opening 22 points in the exhaust gas flow direction I.
  • the groove 20 the exhaust pipe 1 and the outer shell 7 are inserted, in which case the outer shell 7 is arranged offset from the exhaust pipe 1 back, so that in turn a receptacle 16 for Lot 17 is created.
  • Another receptacle 16 is also formed here by an inclined wall 15 following the wall 14.
  • a solder ring is used. The rest of the construction and the effect is again as in the variant of Fig. 2 ,
  • Such an exhaust manifold can be used in particular as a diesel manifold, since the exhaust gas temperatures are lower here.
  • a use of the solder joints is also achieved by the hidden arrangement of the solder joints by the paragraph 11 or the groove 20 in the motor flange 4. The lowest possible heating of the solder joint is also promoted in that the exhaust gas passage opening 12 of the motor flange 4 is formed flush with the inner wall 21 of the exhaust pipes 1, 2 and 3.

Landscapes

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Abgaskrümmer für einen Verbrennungsmotor mit mindestens einem Abgasrohr, einer die Abgasrohre aufnehmenden Außenschale und mindestens einem mit den Abgasrohren und mit der Außenschale verbundenen Motorflansch zur Verbindung des Abgaskrümmers mit dem Verbrennungsmotor.
  • Derartige Abgaskrümmer weisen zwischen Abgasrohr und Motorflansch sowie zwischen Außenschale und Motorflansch und/oder zwischen Außenschale und Abgasrohr eine Schweißverbindung auf. Dabei tritt das Problem auf, dass Fremdpartikel wie Schweißspritzer im Abgaskrümmer verbleiben, die später im Betrieb nachfolgende Bauelemente wie Katalysatoren und Turbolader schädigen können. Um dies möglichst zu vermeiden, werden derartige Abgaskrümmer teilweise auch mit Laserschweißverbindungen hergestellt. Dies ist aber teuer und erfordert einen relativ großen Aufwand zur exakten Herstellung der miteinander zu verbindenden Bauteile.
  • Die DE-C-197 21 092 betrifft einen einwandigen Abgaskrümmer, bei welchem die Abgasrohre in Stutzen eingeschweißt sind, die ihrerseits mit dem Motorflansch verbunden sind. Ein weiterer einwandiger Abgaskrümmer ist aus der DE-A-198 27 276 bekannt. Auch hier sind die Abgasrohre mit Abgasstutzen verbunden, die ihrerseits an den Motorflansch angeschlossen sind. Schließlich zeigt auch die EP-A-0 178 430 einen einwandigen Abgaskrümmer mit Rohrstutzen. Der Stutzen kann dabei auch an den Motorflansch angeformt sein.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Abgaskrümmer der eingangs genannten Art und ein Verfahren zu dessen Herstellung anzugeben, die die oben genannten Nachteile nicht aufweisen. Insbesondere sollen Fremdpartikel im Krümmer vermieden werden.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Verbindung zwischen den Abgasrohren und den Motorflanschen sowie zwischen den Abgasrohren und der Außenschale und/oder zwischen der Außenschale und den Motorflanschen als Lötverbindung ausgebildet ist.
  • Außerdem wird die Aufgabe durch ein Verfahren gemäß Anspruch 7 gelöst.
  • Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass Abgaskrümmer der eingangs genannten Art gut und günstig gelötet werden können. Dabei ergibt sich der Vorteil, dass beim Löten keine Fremdpartikel entstehen, die nachfolgende Bauelemente schädigen könnten. Auch wird der Abgaskrümmer beim Erhitzen auf die Löttemperatur metallisch gereinigt.
  • Vereinfacht und verbessert kann der Lötvorgang dadurch werden, dass zwischen den miteinander zu verlötenden Teilen ein auf Löt-Spaltmaß abgestimmter Presssitz vorhanden ist. Zum einen kann dadurch ein enger Lötspalt erreicht werden, der zu einer relativ großflächigen Verteilung des Lots führt. Die Verbindung zwischen den Teilen ist dadurch nicht, wie beim Schweißen, linienförmig sondern flächig, wodurch die Festigkeit erhöht wird. Zum anderen werden die miteinander zu verlötenden Teile dadurch sicher positioniert, bis die Lötung abgeschlossen ist.
  • Alternativ kann eine Fixierung durch Heftschweißpunkte und leichten Presssitz vorgesehen sein.
  • Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Lötstellen an einer gegenüber dem Abgasstrom geschützten Stelle angeordnet. Beispielsweise können die Lötstellen auf einer dem Abgasstrom abgewandten Seite des Abgasrohres oder in Abgasstromrichtung betrachtet hinter einem Absatz angeordnet sein. Die Lötstellen werden dadurch im Betrieb der Abgasanlage nicht direkt vom Abgasstrom angeströmt und bleiben dementsprechend relativ kühl. Dadurch ist es möglich, auch bei relativ heißen Abgasen eine Lötverbindung bei Abgaskrümmern einzusetzen.
  • Nach einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung sind die Lötstellen in einer Nut angeordnet, deren Öffnung vom Abgasström weg weist. Die Lötstellen können dadurch noch besser vor dem Abgasstrom geschützt und entsprechend kühl gehalten werden. Eine solche Ausgestaltung ist insbesondere bei Motoren mit hohen Abgastemperaturen wie Benzinmotoren vorteilhaft.
  • Eine andere Möglichkeit, die Lötstellen gegenüber dem Abgasstrom zu schützen, besteht darin, die Durchtrittsöffnungen der Motorflansche für den Abgasstrom derart gestuft auszubilden, dass sie sich in Strömungsrichtung erweitern, und die Abgasrohre und/oder die Außenschale gegen die Stufe gestoßen anzuordnen. Hierdurch wird auch die Montage vereinfacht.
  • Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn die Durchtrittsöffnungen der Abgasrohre und der Motorflansche jeweils bündig ineinander übergehen, da dann die Abgasströmung wenig behindert wird, was zu einer entsprechend geringeren Aufheizung des Verbindungsbereiches zwischen Abgasrohren und Motorflanschen sowie gegebenenfalls Außenschale führt.
  • Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich auch dann, wenn die Motorflansche um ihre Durchtrittsöffnungen herum jeweils eine Nut aufweisen, in welche die Abgasrohre und/oder die Außenschale der Abgasrohre eingesteckt sind. Das Lot kann dadurch gut vor dem Abgas geschützt werden und die Montage ist besonders einfach möglich.
  • Die Außenschale des erfindungsgemäßen Abgaskrümmers besteht in an sich bekannter und vorteilhafter Weise bevorzugt aus zwei Halbschalen. Erfindungsgemäß können auch diese beiden Halbschalen miteinander verlötet sein. Damit kann auch an dieser Stelle ein Schweißvorgang und damit das Entstehen von Verunreinigungen vermieden werden. Zudem können die Verbindungen in einem gemeinsamen Arbeitsgang hergestellt werden.
  • Auch der Austrittsflansch des Abgaskrümmers ist bevorzugt mit den Abgasrohren und/oder der Außenschale verlötet. Wie zuvor, wird hierdurch das Entstehen von Verunreinigungen vermieden und die gleichzeitige Herstellung aller Verbindungen in einem Arbeitsgang ermöglicht.
  • Als Lot kann beispielsweise ein Kupferlot mit einer Schmelztemperatur von ca. 1083°C, ein Kupfer-Nickel-Lot mit einer Schmelztemperatur von 1085°C bis 1100°C oder auch ein Hochtemperatur-Nickel-Lot mit einer Schmelztemperatur von ca. 1000°C verwendet werden.
  • Zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Abgaskrümmers werden die Abgasrohre und der Motorflansch und/oder die Außenschale durch Löten miteinander verbunden. Ebenso werden gegebenenfalls die beiden Halbschalen der Außenschale miteinander und die Abgasrohre und/oder die Außenschale mit dem Austrittsflansch bevorzugt verlötet. Dies kann vorteilhafterweise gemeinsam in einem einzigen Arbeitsgang in einem Lötofen erfolgen.
  • Die miteinander zu verlötenden Teile werden vor dem Löten insbesondere gegeneinander kraftschlüssig fixiert. Damit kann die Montage vereinfacht und eine feste und dichte Lötung sichergestellt werden.
  • Um eine möglichst großflächige Verteilung des Lots im Spalt zu erreichen, wird bevorzugt ein möglichst kleiner Lotspalt eingestellt. Hierzu kann das innere Bauteil an einer Lotstelle gegen das äußere Bauteil aufgeweitet werden, beispielsweise mittels eines Aufweitdorns. Der Lotspalt wird dabei bevorzugt auf kleiner 0,2 mm, insbesondere zwischen ca. 0,02 und 0,015 mm eingestellt. Diese Werte haben sich für eine gute Lötung als besonders geeignet herausgestellt.
  • Die Löttemperatur beträgt bevorzugt zwischen 1000°C und 1200°C, je nach Lot. Bei einem Kupfer-Lot beträgt sie beispielsweise zwischen ca. 1100°C und 1150°C, bei einem Kupfer-Nickel-Lot ca. 1120°C und bei einem Hochtemperatur-Nickel-Lot ca. 1040°C. Die Lötung wird in üblicher Weise unter Schutzatmosphäre, insbesondere Wasserstoff, oder in Vakuum durchgeführt.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Es zeigen, jeweils in schematischer Darstellung:
    • Fig. 1
    einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Abgaskrümmer,
    Fig. 2
    ist nicht Teil der Erfindung.
    Fig. 3
    eine zweite Variante einer Lötstelle, und
    Fig. 4
    eine dritte Variante einer Lötstelle.
  • Der in Fig. 1 dargestellte Abgaskrümmer umfasst drei Abgasrohre 1, 2 und 3, die mit ihrem einen Ende jeweils mit einem Motorflansch 4 verbunden sind. Die anderen Enden der Abgasrohre 1 und 2 sind in das eine Ende eines Sammelrohres 5 eingesteckt, dessen anderes Ende zusammen mit dem anderen Ende des dritten Abgasrohres 3 in das eine Ende eines weiteren Sammelrohres 6 eingesteckt ist.
  • Alle Abgasrohre 1, 2 und 3 sowie die Sammelrohre 5 und 6 sind in einer Außenschale 7 untergebracht, die durch zwei Halbschalen 8 und 9 gebildet ist. Die Außenschale 7 ist zusammen mit den Abgasrohren 1, 2 und 3 in die Motorflansche 4 und zusammen mit dem zweiten Sammelrohr 6 in einen Austrittsflansch 10 eingesteckt. Im Bereich des Austrittsflansches 10 ist aber nur die Außenschale 7 mit dem Austrittsflansch 10 fest verbunden, während das zweite Sammelrohr 6 freitragend angeordnet ist.
  • Im Bereich der Motorflansche 4 sind dagegen neben der Außenschale 7 auch die Abgasrohre 1, 2 und 3 fest mit den Motorflanschen 4 verbunden. Diese weisen hierfür eine sich in Abgasstromrichtung I erweiternde Stufung 11 auf, so dass eine Aufnahme entsteht, in welche die Abgasrohre 1, 2 und 3 zusammen mit der Außenschale 7 eingesteckt sind. Die Abgasdurchtrittsöffnungen 12 der Motorflansche 4 sind dabei jeweils bündig mit den Innenwänden 21 der Abgasrohre 1, 2 und 3 ausgebildet.
  • Sowohl die Lötverbindungen zwischen den Abgasrohren 1, 2 und 3 mit den Motorflanschen 4 und der Außenschale 7 im Bereich der Motorflansche 4 als auch die Verbindung der Außenschale 7 mit dem Austrittsflansch 10 und die Verbindung zwischen den beiden Halbschalen 8 und 9 der Außenschale 7 sind als Lötverbindungen ausgebildet. Eine mögliche Art der Lötverbindung an den Motorflanschen 4 ist jeweils in den Fig. 2, 3 und 4 dargestellt.
  • Bei der in Fig. 2 dargestellten. Lötstelle weist die Stufung 11 des Motorflansches 4 eine schräge Wand 13 auf, die in eine in Abgasstromrichtung I verlaufende Wand 14 übergeht. Anschließend an die Wand 14 erweitert sich die Abgasdurchtrittsöffnung 12 des Motorflansches 4 nochmals unter Bildung einer weiteren schrägen Wand 15. Die Außenschale 7 und das hier beispielhaft dargestellte Abgasrohr 1 sind so ausgebildet, dass sie einerseits aneinander anliegen und andererseits an der Wand 14. Außerdem ist die Außenschale 7 gegen die schräge Wand 13 gestoßen. Dabei besteht zwischen der Außenschale 7 und dem Motorflansch 4 ein Presssitz, durch welchen die genannten Teile kraftschlüssig gegeneinander fixiert werden.
  • Durch die schrägen Wände 13 und 15 sowie die Anordnung der Außenschale 7 und des Abgasrohres 1 werden zwei Aufnahmebereiche 16 für Lot 17 geschaffen, die alternativ oder kumulativ eingesetzt werden können. Insbesondere kann bei diesem Ausführungsbeispiel das Lot 17 als Paste aufgetragen werden. Durch anschließendes Erhitzen wird die Lötverbindung hergestellt, wobei das Lot 17 aufgrund von Kapillarwirkung in den Spalt 18 zwischen Motorflansch 4 und Außenschale 7 sowie in den Spalt 19 zwischen Außenschale 7 und Abgasrohr 1 gesogen wird. Dadurch entsteht eine großflächige Verbindung, die zu einer hohen Haltbarkeit führt.
  • Bei der in Fig. 3 dargestellten Variante ist die Stufung 11 des Motorflansches 4 gerade ausgebildet. Das heißt, die Wand 13 verläuft senkrecht zur Wand 14. Durch zurück versetzte Anordnung des Abgasrohres 1 gegenüber der Außenschale 7 kann auch bei dieser Variante eine Aufnahme 16 für Lot 17 an der Stufe 11 geschaffen werden. Die schräge Wand 15 ist hier außerdem kleiner ausgebildet. Im übrigen stimmt die Ausgestaltung mit der Ausgestaltung von Fig. 2 überein.
  • Bei der in Fig. 4 dargestellten Variante ist der Motorflansch 4 im Bereich seiner Abgasdurchtrittsöffnung 12 mit einer Nut 20 versehen, deren Öffnung 22 in Abgasstromrichtung I weist. In die Nut 20 sind das Abgasrohr 1 und die Außenschale 7 eingesteckt, wobei hier die Außenschale 7 gegenüber dem Abgasrohr 1 zurück versetzt angeordnet ist, so dass wiederum eine Aufnahme 16 für Lot 17 geschaffen wird. Eine weitere Aufnahme 16 ist auch hier durch eine schräge Wand 15 im Anschluss an die Wand 14 gebildet. Bevorzugt wird bei dieser Ausgestaltung ein Lotring verwendet. Der übrige Aufbau und die Wirkungsweise ist wieder wie bei der Variante von Fig. 2.
  • Insgesamt wird so ein einfach herstellbarer Abgaskrümmer geschaffen, der ohne Schweißverbindungen auskommt. Das Entstehen von Verunreinigungen im Abgaskrümmer kann dadurch vermieden werden, so dass keine Gefahr einer Beschädigung nachfolgender Bauelemente besteht. Durch das Vorsehen eines engen Spaltes 18, 19 zwischen den zu verbindenden Teilen 1, 4, 7, was durch einen abgestimmten Presssitz erreicht werden kann, wird eine flächige Verteilung des Lotes 17 ermöglicht, und dadurch eine feste und dauerhafte Verbindung. Durch den Presssitz werden die Teile 1, 4, 7 außerdem vor dem Lötvorgang gegeneinander fixiert.
  • Ein derartiger Abgaskrümmer ist insbesondere als Dieselkrümmer einsetzbar, da hier die Abgastemperaturen niedriger sind. Bei Verwendung eines entsprechend höher schmelzenden Lotes ist aber auch die Verwendung bei Benzinmotoren möglich. Eine Verwendung der Lötverbindungen wird außerdem durch die versteckte Anordnung der Lötstellen durch den Absatz 11 oder die Nut 20 im Motorflansch 4 erreicht. Eine möglichst geringe Erwärmung der Lötstelle wird auch dadurch gefördert, dass die Abgasdurchtrittsöffnung 12 des Motorflansches 4 bündig mit der Innenwand 21 der Abgasrohre 1, 2 und 3 ausgebildet ist.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Abgasrohr
    2
    Abgasrohr
    3
    Abgasrohr
    4
    Motorflansch
    5
    Sammelrohr
    6
    Sammelrohr
    7
    Außenschale
    8
    Halbschale
    9
    Halbschale
    10
    Austrittsflansch
    11
    Stufung
    12
    Abgasdurchtrittsöffnung
    13
    Wand
    14
    Wand
    15
    Wand
    16
    Aufnahme
    17
    Lot
    18
    Spalt
    19
    Spalt
    20
    Nut
    21
    Innenwand
    22
    Öffnung
    I
    Abgasstromrichtung

Claims (10)

  1. Abgaskrümmer für einen Verbrennungsmotor mit mindestens einem Abgasrohr (1, 2, 3), einer die Abgasrohre (1, 2, 3) aufnehmenden Außenschale (7) und mindestens einem mit den Abgasrohren (1, 2, 3) und mit der Außenschale (7) verbundenen Motorflansch (4) zur Verbindung des Abgaskrümmers mit dem Verbrennungsmotor,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Verbindung zwischen den Abgasrohren (1, 2, 3) und den Motorflanschen (4) sowie zwischen den Abgasrohren (1, 2, 3) und der Außenschale (7) oder zwischen den Abgasrohren (1,2,3) und den Motorflanschen (4) sowie zwischen der Außenschale (7) und den Moforflanschen (4) oder zwischen den Abgasrohren (1,2,3) und den Motorflanschen (4), zwischen den Abgasrohren (1, 2, 3) und der Außenschale (7) sowie zwischen der Außenschale (7) und den Motorflanschen (4) als Lötverbindung ausgebildet ist.
  2. Abgaskrümmer nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zwischen den miteinander zu verlötenden Teilen ein auf Lötnaht abgestimmter Presssitz und/oder eine oder mehrere Heftschweißstellen vorhanden sind.
  3. Abgaskrümmer nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Lötstellen an einer gegenüber dem Abgasstrom geschützten Stelle angeordnet sind, insbesondere auf einer dem Abgasstrom abgewandten Seite des Abgasrohres (1, 2, 3) oder in Abgasstromrichtung (I) betrachtet hinter einem Absatz (11) oder in einer Nut (20), deren Öffnung (22) in Abgasstromrichtung (I) weist.
  4. Abgaskrümmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Durchtrittsöffnungen (12) der Motorflansche (4) für den Abgasstrom derart gestuft ausgebildet sind, dass sie sich in Strömungsrichtung (I) erweitern und dass die Abgasrohre (1, 2, 3) und/oder die Außenschale (7) jeweils gegen die Stufe (11) gestoßen angeordnet sind, wobei die Durchtrittsöffnungen (12) der Motorflansche (4) bevorzugt jeweils bündig mit den Innenwänden (21) der Abgasrohre (1, 2, 3) ausgebildet sind, oder dass die Motorflansche (4) um ihre Durchtrittsöffnung (12) herum jeweils eine Nut (20) aufweisen, in welche das Abgasrohr (1, 2, 3) und/oder die Außenschale (7) eingesteckt sind.
  5. Abgaskrümmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Außenschale (7) aus zwei miteinander verlöteten Halbschalen (8, 9) besteht und/oder dass der Austrittsflansch (10) des Abgaskrümmers mit den Abgasrohren (1, 2, 3) und/oder mit der Außenschale (7) verlötet ist.
  6. Abgaskrümmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass als Lot ein Kupfer-Lot, ein Kupfer-Nickel-Lot oder ein Hochtemperatur-Nickel-Lot verwendet ist.
  7. Verfahren zur Herstellung eines Abgaskrümmers für einen Verbrennungsmotor mit mindestens einem Abgasrohr (1, 2, 3), einer die Abgasrohre (1, 2, 3) aufnehmenden Außenschale (7) und mindestens einem mit den Abgasrohren (1, 2, 3) und mit der Außenschale (7) verbundenen Motorflansch (4) zur Verbindung des Abgaskrümmers mit dem Verbrennungsmotor,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Abgasrohre (1, 2, 3) und die Motorflansche (4) sowie die Abgasrohre (1, 2, 3) und die Außenschale (7) oder die Abgasrohre (1,2,3) und die Motorflansche (4) sowie die Außenschale (7) und die Motorflansche (4) oder die Abgasrohre (1, 2,3) und die Motorflansche (4), die Abgasrohre (1, 2, 3) und die Außenschale (7) sowie die Außenschale (7) und die Motorflansche (4) durch Löten miteinander verbunden werden.
  8. Verfahren nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass bei einer aus zwei Halbschalen (8, 9) bestehenden Außenschale (7) auch diese miteinander verlötet werden und/oder dass bei Abgaskrümmern mit Austrittsflansch (10) auch dieser mit den Abgasrohren (1, 2, 3) und/oder der Außenschale (7) durch Löten verbunden wird und/oder dass die miteinander zu verlötenden Teile (1, 4, 7) vor dem Löten gegeneinander kraftschlüssig fixiert oder geheftet werden, wobei jeweils insbesondere ein kleiner Lotspalt (18, 19) eingestellt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das innere Bauteil (1, 7) gegen das äußere Bauteil (7, 4) aufgeweitet wird, insbesondere mittels eines Aufweitdorns, und/oder dass ein Lotspalt (18, 19) kleiner als 0,2 mm, insbesondere zwischen ca. 0,02 mm und ca. 0,15 mm eingestellt wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Löten bei einer Temperatur von ca. 800°C bis ca. 1200°C, insbesondere bei ca. 1000°C erfolgt und/oder dass als Lot ein Kupfer-Lot, ein Kupfer-Nickel-Lot oder Hochtemperatur-Nickel-Lot verwendet wird und/oder dass die Lötverbindungen, insbesondere alle gemeinsam, in einem Lötofen ausgeführt werden.
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