NL1008095C2

NL1008095C2 - Cased multi-pipe.

Info

Publication number: NL1008095C2
Application number: NL1008095A
Authority: NL
Inventors: Hermanus Gerhardus Grobbenhaar
Original assignee: Grand Prix Silencers Bv
Priority date: 1998-01-22
Filing date: 1998-01-22
Publication date: 1999-07-28
Also published as: KR20010040388A; EP1049895A1; JP2002501156A; WO1999037945A1

Description

VAN EEN OMHULLING VOORZIENE, MEERVOUDIGE PIJPENCLOSED, MULTIPLE PIPE

5 De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een meervoudige pijp, omvattende ten minste twee binnenpijpen die met een wandstuk tegen elkaar aan zijn gelegen .The present invention relates to a multiple pipe, comprising at least two inner pipes which are placed against each other with a wall piece.

Dergelijke pijpen zijn bekend.Such pipes are known.

10 Om de binnenpijpen aan elkaar te fixeren, wordt veelal aan de van buitenaf zichtbare naden een lasnaad aangebracht.10 In order to fix the inner pipes together, a welding seam is usually applied to the seams visible from the outside.

Alhoewel dergelijke meervoudige pijpen voor bepaalde toepassingen goed voldoen, hebben deze 15 meervoudige pijpen het nadeel dat zij lastig te buigen zijn, dat zij niet bijzonder stevig zijn, in het bijzonder wanneer het inwendige wordt onderworpen aan hoge drukken, en dat zij slechts leiden tot een matige, thermische en mechanische isolatie.Although such multiple pipes are satisfactory for certain applications, these multiple pipes have the disadvantage that they are difficult to bend, that they are not particularly sturdy, especially when the interior is subjected to high pressures, and that they only lead to a moderate, thermal and mechanical insulation.

20 Uit BE-A-403 255 is een meervoudige pijp bekend, waarbij de binnenpijpen tenminste over een deel van hun lengte door een buitenpijp worden omgeven.A multiple pipe is known from BE-A-403 255, wherein the inner pipes are surrounded by an outer pipe at least over part of their length.

Door het aanbrengen van de buitenpijp wordt een veel grotere mechanische sterkte verkregen, waardoor 25 tevens de buigbaarheid toeneemt. Verder wordt de thermische en mechanische isolatie, die door de aldus ontstane pijp wordt verschaft, veel groter dan beide pijpen volgens de stand van de techniek.By arranging the outer pipe, a much greater mechanical strength is obtained, as a result of which the bendability also increases. Furthermore, the thermal and mechanical insulation provided by the pipe thus created becomes much greater than both prior art pipes.

Voor bepaalde toepassingen is het van belang 30 dat een grote thermische en mechanische isolatie wordt verkregen tussen de inwendige kanalen en de omgeving.For certain applications it is important that a large thermal and mechanical insulation is obtained between the internal channels and the environment.

Het doel van de uitvinding is het verschaffen van een dergelijke meervoudige pijp die thermisch en akoestisch goed geïsoleerd is ten opzichte van de 35 omgeving.The object of the invention is to provide such a multiple pipe which is thermally and acoustically well insulated from the environment.

Dit doel wordt bereikt, doordat de buitenpijp tenminste over een deel van de lengte van de binnenpijpen door een spleet is gescheiden van de binnenpijpen.This object is achieved in that the outer pipe is separated from the inner pipes at least over a part of the length of the inner pipes by a gap.

1008095 21008095 2

Een probleem wordt hierbij gevormd door de eis dat de binnenpijpen gefixeerd moeten blijven. Hierbij speelt de buitenpijp een klemmende rol.A problem here is the requirement that the inner pipes must remain fixed. The outer pipe plays a clamping role in this.

Bij de oplossing volgens de uitvinding wordt 5 deze rol gehandhaafd door dat deel van de buitenpijp, dat in contact is met de binnenpijpen, terwijl het overige deel van de buitenpijp zorgdraagt voor een goede isolatie.In the solution according to the invention, this role is maintained by that part of the outer pipe which is in contact with the inner pipes, while the remaining part of the outer pipe ensures good insulation.

Deze isolatie kan verder worden verbeterd, 10 wanneer de spleet met isolerend materiaal is opgevuld. Hierbij wordt er op gewezen dat het uiteraard mogelijk is de spleet niet met een specifiek materiaal te vullen, i zodat deze gewoon met lucht gevuld is.This insulation can be further improved when the gap is filled with insulating material. It is pointed out here that it is of course possible not to fill the gap with a specific material, so that it is simply filled with air.

Volgens een andere voorkeursuitvoeringsvorm is ' 15 de omtrek van de combinatie van de binnenpijpen hoofdzakelijk rond. Dit leidt immers tot een minimaal ruimtebeslag, terwijl bovendien de verhouding tussen oppervlak van de pijp en diameter zo gunstig mogelijk is, hetgeen van belang is in verband met thermische en 20 mechanische isolatie.According to another preferred embodiment, the periphery of the combination of the inner pipes is substantially round. After all, this leads to a minimal space requirement, while moreover the ratio between the surface area of the pipe and diameter is as favorable as possible, which is important in connection with thermal and mechanical insulation.

Volgens een verdere voorkeursuitvoeringsvorm hebben beide binnenpijpen in doorsnede de vorm van een D. Ook dit leidt tot een effectief gebruik van de beschikbare ruimte.According to a further preferred embodiment, both inner pipes have the shape of a D in cross section. This also leads to an effective use of the available space.

25 Hierbij wordt er op gewezen dat deze uitvoeringsvorm in het bijzonder geschikt is als pijp, aansluitend op een uitlaatspruitstuk van een motor, waarbij het van belang is dat van diverse groepen cilinders afkomstige gasstromen over een zekere afstand 30 van elkaar worden gescheiden om kortsluiting te voorkomen. Hierbij is uiteraard essentieel dat de motor een even aantal cilinders heeft.It is pointed out here that this embodiment is particularly suitable as a pipe, connecting to an exhaust manifold of an engine, it being important that gas flows from various groups of cylinders are separated by a certain distance 30 to avoid short-circuiting . It is of course essential that the engine has an even number of cylinders.

Wanneer sprake is van een motor met vijf cilinders, is het aantrekkelijk, wanneer de twee 35 binnenpijpen de vorm hebben van een C, dat de twee binnenpijpen elkaar raken, en dat de binnenruimte tussen deze pijpen is opgevuld met een hoofdzakelijk ronde pijp, waarbij het oppervlak van beide C-vormige pijpen elk 1008095 3 gelijk is aan het dubbele van het oppervlak van de hoofdzakelijk ronde pijp. Hierbij kunnen de gasstromen van paren cilinders, waarvan het ontstekingstijdstip ver uit elkaar ligt, worden gecombineerd, terwijl de gasstroom 5 van de resterende cilinder naar de enkele, ronde pijp kan worden toegevoerd.In the case of a five-cylinder engine, it is attractive, when the two inner pipes have the shape of a C, that the two inner pipes touch each other, and that the inner space between these pipes is filled with a mainly round pipe, whereby the surface area of both C-shaped pipes 1008095 3 each is equal to double the surface area of the mainly round pipe. Here, the gas flows from pairs of cylinders, the ignition timing of which are far apart, can be combined, while the gas flow from the remaining cylinder can be supplied to the single, round pipe.

De uitvinding is echter ook van toepassing op uitlaatpijpen voor motoren met andere aantallen cilinders. Bij zes-cilinder-motoren worden bijvoorbeeld 10 drie pijpen gecombineerd die elk de doorsnede hebben van 1/3 cirkelsector. Bij acht-cilinder-motoren worden bijvoorbeeld vier pijpen gecombineerd die elk de doorsnede hebben van 1/4 cirkelsector.However, the invention also applies to exhaust pipes for engines with different numbers of cylinders. For example, with six-cylinder engines, 10 three pipes are combined, each of which has the cross section of 1/3 circle sector. For example, with eight-cylinder engines, four pipes are combined, each of which has a diameter of 1/4 circle sector.

Het zal duidelijk zijn dat het tevens mogelijk 15 is andere configuraties toe te passen.It will be clear that it is also possible to use other configurations.

Volgens weer een andere voorkeursuitvoeringsvorm strekt de buitenpijp zich slechts over een deel van de lengte van een binnenpijpcombinatie uit, en zijn de binnenpijpen over 20 hun deel, dat niet door de buitenpijp wordt bedekt, vertakt voor het vormen van een spruitstuk. Het zal duidelijk zijn dat ook deze uitvoeringsvorm aantrekkelijk is voor toepassing bij een motor, bijvoorbeeld een motor van een motorvoertuig.According to yet another preferred embodiment, the outer pipe extends only part of the length of an inner pipe combination, and the inner pipes are branched over their part, which is not covered by the outer pipe, to form a manifold. It will be clear that this embodiment is also attractive for use with an engine, for instance an engine of a motor vehicle.

25 Dan is het aantrekkelijk, wanneer de vertakte einden van de binnenpijpen zijn ingericht om met een dergelijke motor te worden verbonden.It is then attractive when the branched ends of the inner pipes are arranged to be connected to such a motor.

Dit kan geschieden door aan de vrije einden van de binnenpijpen flenzen te bevestigen voor het aan een 30 machine-onderdeel bevestigen van de pijpen.This can be done by attaching flanges to the free ends of the inner pipes for attaching the pipes to a machine part.

Een bijzonder aantrekkelijke uitvoeringsvorm ontstaat, wanneer de flenzen zijn verenigd tot een plaat en de plaat verbonden is met in de vrije binnenpijpen omgevend element, waarbij het element een ruimte tussen 35 de pijpstukken en het element insluit. Een dergelijke combinatie kan bijvoorbeeld gegoten worden.A particularly attractive embodiment results when the flanges are combined into a plate and the plate is connected to an element encircling the free inner pipes, the element enclosing a space between the pipe pieces and the element. Such a combination can be cast, for example.

Andere aantrekkelijke voorkeursuitvoeringsvorm blijken uit de overige onderconclusies.Other attractive preferred embodiments are evident from the other sub-claims.

1008095 41008095 4

Vervolgens zal de onderhavige uitvinding worden toegelicht aan de hand van bijgaande tekeningen, waarin voorstellen: figuur la: een perspectivisch aanzicht van een ] 5 tweevoudige pijp volgens de stand van de techniek; figuur lb: een perspectivisch aanzicht van de i in figuur la weergegeven pijp die door een buitenpijp : volgens de uitvinding wordt omgeven,- ! figuur lc: een variant van de in figuur lb - 10 weergegeven pijp volgens de uitvinding; figuren 2a-2c: de drievoudige uitvoeringsvorm van de in figuren la-lc weergegeven pijpen,· figuur 3a-3c: een andere variant van de in figuren la-lc weergegeven pijpen,- en -> 15 figuur 4: een perspectivisch aanzicht van een motorblok dat voorzien is van een spruitstuk volgens de onderhavige uitvinding.The present invention will be elucidated hereinbelow with reference to the annexed drawings, in which: figure 1a shows a perspective view of a double pipe according to the prior art; figure 1b: a perspective view of the pipe shown in figure 1a surrounded by an outer pipe according to the invention, figure 1c: a variant of the pipe according to the invention shown in figures 1b - 10; Figures 2a-2c: the threefold embodiment of the pipes shown in Figures 1a-1c, Figure 3a-3c: another variant of the pipes shown in Figures 1a-1c, and -> Figure 4: a perspective view of a engine block equipped with a manifold according to the present invention.

In figuur la is een zogenaamde DD-pijp 1 ’ getoond die in de stand van de techniek bekend is.Figure 1a shows a so-called DD pipe 1, which is known in the art.

20 Deze DD-pijp omvat twee pijpen 2,3 die elk de vorm hebben van een D en die met hun vlakke zijden 4,5 tegen elkaar aan zijn geplaatst. Ter fixatie zijn twee lasnaden 6, respectievelijk 7 aangebracht. Overigens = ] kunnen andere bevestigingen gebruikt worden, j 25 Figuur lb toont de in figuur la afgebeelde DD- pijp die van een buitenpijp 9 is voorzien. De buitenpijp 9 is, afgezien van de naden, over zijn gehele binnenvlak in aanraking met binnenpijpen 2,3. Deze worden aldus tegen elkaar aangeklemd, zodat de lasnaden 6,7 zouden 30 kunnen vervallen, zij het dat deze tijdens het produktieproces noodzakelijk zouden kunnen zijn. Verder is het mogelijk de buitenpijp 9 slechts over een deel van de lengte van de twee binnenpijpen uit de laten strekken.This DD pipe comprises two pipes 2,3 each having the shape of a D and which are placed against each other with their flat sides 4,5. Two welding seams 6 and 7 are provided for fixation. Incidentally, other fixings can be used. Figure 1b shows the DD pipe shown in Figure 1a which is provided with an outer pipe 9. The outer pipe 9, apart from the seams, is in contact with inner pipes 2,3 over its entire inner surface. These are thus clamped together so that the weld seams 6,7 could be omitted, although they could be necessary during the production process. Furthermore, it is possible for the outer pipe 9 to extend only over a part of the length of the two inner pipes.

Figuur lc toont een uitvoeringsvorm, waarbij de 35 beide binnenpijpen 2,3 door een luchtspleet 10 gescheiden zijn van de buitenpijp 9. Hierbij zal, om de afstand tussen de binnenpijpen en de buitenpijpen te handhaven, het noodzakelijk zijn dat de luchtspleet 10 hetzij gevuld “ 1008095 5 is met een isolerend materiaal, hetzij deze van afstands -houders is voorzien die op regelmatige afstanden zijn aangebracht of dat de luchtspleet slechts over een deel van de lengte van de pijp aanwezig is. Fixatie vindt dan 5 immers plaats op delen van de lengte, waarbij de buitenpij p in direkt contact is met de binne.npijp, zoals in figuur lb is getoond.Figure 1c shows an embodiment in which the two inner pipes 2,3 are separated from the outer pipe 9 by an air gap 10. Here, in order to maintain the distance between the inner pipes and the outer pipes, it will be necessary for the air gap 10 to be either filled. 1008095 5 is provided with an insulating material, whether it be provided with spacers spaced at regular intervals or whether the air gap is present only part of the length of the pipe. After all, fixation then takes place on parts of the length, the outer pipe being in direct contact with the inner pipe, as shown in figure 1b.

Bij gebruik van afstandhouders kan het noodzakelijk zijn de binnenpijpen onderling bijvoorbeeld 10 door middel van lasnaden onderling te fixeren.When using spacers it may be necessary to fix the inner pipes mutually, for instance by means of welding seams.

Het is aldus mogelijk combinaties te maken van de uitvoeringsvormen van figuur lb en figuur lc.It is thus possible to make combinations of the embodiments of figure 1b and figure 1c.

In figuur 2a is een tot de stand van de techniek behorende drievoudige pijp 11 getoond die door 15 drie gelijke pijpen 12,13,14 wordt gevormd die elk in doorsnede de vorm hebben van een cirkelsegment en die met hun vlakke zijden tegen elkaar aan zijn bevestigd. Ook hier is het mogelijk rondom de aldus gevormde, samengestelde pijp 11 een buitenpijp 15 aan te brengen 20 die in aanraking is met de binnenpijp 12,13 en 14.Figure 2a shows a prior art triple pipe 11 which is formed by three equal pipes 12,13,14, each of which has the shape of a circle segment in cross section and which are fastened together with their flat sides . Here, too, it is possible to arrange an outer pipe 15 around the composite pipe 11 thus formed, which is in contact with the inner pipe 12, 13 and 14.

Het zal eveneens duidelijk zijn dat ook hier een luchtspleet kan worden toegepast, zoals in figuur 2c getoond is. Daar worden de binnenpijpen 12,13,14 gescheiden van de buitenpijp 16 door een luchtspleet 17 die ook 25 hier al of niet gevuld kan worden met afstandshouders of isolatiemateriaal.It will also be clear that an air gap can also be used here, as shown in figure 2c. There, the inner pipes 12, 13, 14 are separated from the outer pipe 16 by an air gap 17, which can also be filled here or not with spacers or insulating material.

In figuur 3a is een derde variant getoond, omvattende twee binnenpijpen 18,19. De binnenpijpen 18,19 hebben elk in doorsnede de vorm van een C, en liggen met 30 de vrije einden van hun doorsnede tegen elkaar aan. Ook hier kan ter fixatie een niet in de tekening weergegeven lasnaad worden toegepast.Figure 3a shows a third variant, comprising two inner pipes 18,19. The inner pipes 18,19 each have the shape of a C in cross-section, and abut with the free ends of their cross-section. Here, too, a welding seam not shown in the drawing can be used for fixation.

Het zal duidelijk zijn dat evenals bij de voorgaande varianten hierbij een buitenpijp 20 kan worden 35 aangebracht, zoals in figuur 3b getoond is.It will be clear that, as with the previous variants, an outer pipe 20 can be fitted here, as shown in figure 3b.

In figuur 3c is een uitvoeringsvorm getoond, waarbij tussen een buitenpijp 21 en de binnenpijpen 18,19 een luchtspleet 22 is aangebracht.Figure 3c shows an embodiment in which an air gap 22 is arranged between an outer pipe 21 and the inner pipes 18,19.

1008095 61008095 6

Overigens gelden voor deze uitvoeringsvorm dezelfde overwegingen als de uitvoeringsvormen die aan de hand van figuur 1 zijn toegelicht.Incidentally, the same considerations apply to this embodiment as the embodiments explained with reference to Figure 1.

Zoals in de aanhef genoemd is, is het mogelijk 5 de buitenpijp van de diverse uitvoeringsvormen zich slechts over een deel van de binnenpijpen uit te laten i strekken en de binnenpijpen te vertakken. Een dergelijke configuratie vindt bijzonder toepassing in de vorm van \ een spruitstuk, bijvoorbeeld een uitlaatspruitstuk van ] 10 een motor, zoals in figuur 4 is weergegeven.As mentioned in the preamble, it is possible for the outer pipe of the various embodiments to extend over only a part of the inner pipes and to branch the inner pipes. Such a configuration finds particular application in the form of a manifold, for example an exhaust manifold of an engine, as shown in figure 4.

- Figuur 4 toont dan ook een motor 23, waarvan de = uitlaatpoorten 24 verbonden zijn met pijpstukken 25,26,27 en 28. Deze pijpstukken vormen de vertakte uiteinden van - een bijvoorbeeld viervoudige configuratie van een pijp- = 15 stuk volgens de onderhavige uitvoeringsvorm dat leidt naar een koppeling 29. Hierbij is een klein deel tussen de koppeling 29 en de vertakking als een pijp volgens de onderhavige uitvinding uitgevoerd. Er ontstaat een bijzonder aantrekkelijke uitvoeringsvorm, wanneer de losse, 20 vertakte einden van de pijpstukken door een gemeenschappelijke omhulling worden omhuld, welke bijvoorbeeld door een gietstuk kan worden gevormd. Tevens bestaat dan de mogelijkheid het gietstuk te voorzien van bevestigingsmiddelen voor bevestiging van het gehele uitlaatspruit-25 stuk op het motorblok, en wel in één keer.- Figure 4 therefore shows a motor 23, the = outlet ports 24 of which are connected to pipe pieces 25, 26, 27 and 28. These pipe pieces form the branched ends of - for example a quadruple configuration of a pipe = 15 piece according to the present embodiment. this leads to a coupling 29. Here, a small part between the coupling 29 and the branch is constructed as a pipe according to the present invention. A particularly attractive embodiment results when the loose, branched ends of the pipe pieces are enveloped by a common envelope, which can for instance be formed by a casting. It is then also possible to provide the casting with mounting means for fastening the entire exhaust manifold to the engine block, in one go.

Het zal duidelijk zijn dat op diverse wijzen van de getoonde uitvoeringsvormen kan worden afgeweken, zonder buiten de uitvinding te vallen.It will be clear that it is possible to deviate from the embodiments shown in various ways without departing from the invention.

100809g100809g

Claims

Multiple pipe, comprising at least two inner pipes which are abutting with a wall piece, the inner pipes being surrounded by an outer pipe at least over a part of their length, characterized in that the outer pipe is at least over a part of the length of the inner pipes through a slit is separated from the inner pipes.

Multiple pipe according to claim 1, characterized in that the gap is filled with insulating material.

Multiple pipe according to claim 1 or 2, characterized in that the circumference of the combination of the inner pipes is substantially round.

Multiple pipe according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the outer pipe has a round cross section.

Multiple pipe according to one of the preceding claims, characterized in that the two inner pipes have the shape of a D in cross section.

Multiple pipe according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the two inner pipes 25 have the shape of a C, that the two inner pipes touch each other, and that the inner space between these pipes is filled with a substantially round pipe the area of the two C-shaped pipes each being equal to double the area of the substantially round pipe.

Multiple pipe according to one of the preceding claims, characterized in that the outer pipe extends only part of the length of the inner pipe combination.

Multiple pipe according to claim 7, characterized in that the inner pipes are branched over their part, which is not covered by the outer pipe, to form a manifold. 1008095 δ

Multiple pipe according to claim 8, characterized in that the branched ends of the inner pipes are arranged to be connected to a machine.

10. Multiple pipe according to claim 9, characterized in that flanges are attached to the free ends of the inner pipes for attaching the pipes to a machine part.

Multiple pipe according to claim 9, with; characterized in that the flanges are combined into a plate, and that the plate is connected to an element surrounding the free inner pipes, the element being separated from the pipe pieces by a space.

Multi-pipe according to claim 11, characterized in that the element is connected to the outer pipe.

Multiple pipe according to claim 9, 10 or 11, characterized in that the plate and the element together form a casting.

Multiple pipe according to claim 13, characterized in that the plate, the element and the pipe pieces together form a casting.

Multi-pipe according to any one of claims 10-14, characterized in that the multi-pipe, the element and the plate together form an exhaust manifold.

16. A method for manufacturing a multiple pipe, comprising at least two inner pipes, each of which is fastened together with a wall piece, and an outer pipe surrounding the inner pipes, the method comprising the following steps: - fastening together the inner pipes; - reducing the outer diameter of: the inner pipes or increasing the inner diameter of the outer pipe; and - sliding the _____ outer pipe over the inner pipes. 1008095

Method according to claim 16, characterized in that the multiple pipe is then placed in a mold, the inner pipes are filled with a mandrel and the space between the outer pipe and the inner pipes at the connection of the wall parts between the inner pipes. and the outer pipe is put under pressure.

18. A method according to claim 17, characterized in that the space between the outer pipe and the inner pipe is then filled with filling material and subsequently subjected to a bending process.

19. A method according to claim 18, characterized in that the filling material is water, and after the water has been introduced, the water is frozen, and the bending process is then carried out. 1008095