WO2010103052A1 - Abgasanlage - Google Patents

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WO2010103052A1
WO2010103052A1 PCT/EP2010/053053 EP2010053053W WO2010103052A1 WO 2010103052 A1 WO2010103052 A1 WO 2010103052A1 EP 2010053053 W EP2010053053 W EP 2010053053W WO 2010103052 A1 WO2010103052 A1 WO 2010103052A1
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distance
flange plates
flange
manifold
exhaust system
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Michael Weidner
Rolf Engel
Andreas Steigert
Lan Huynh
Steffen Kauffmann
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Heinrich Gillet Gmbh
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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
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • 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 ; 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
    • F01N13/18—Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly
    • F01N13/1805—Fixing exhaust manifolds, exhaust pipes or pipe sections to each other, to engine or to vehicle body
    • F01N13/1811—Fixing exhaust manifolds, exhaust pipes or pipe sections to each other, to engine or to vehicle body with means permitting relative movement, e.g. compensation of thermal expansion or vibration
    • 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
    • F01N2260/00—Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for
    • F01N2260/10—Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for for avoiding stress caused by expansions or contractions due to temperature variations

Definitions

  • the invention relates to an exhaust system for an internal combustion engine with at least two directly adjacent flange plates for connecting in each case at least one exhaust pipe, in particular ei ⁇ nem manifold pipe to the internal combustion engine.
  • the per ⁇ stays awhile flange plate has at least one passage for a guided in Krümmerohr exhaust gas flow and at least two arranged next to the passage, parallel to a direction X extending openings for in each case an insertable fastening bolts on.
  • the flange plate can be connected to a housing part via the fastening bolts, are fastened into ⁇ particular to a cylinder head of the Verbrennungskraftma ⁇ machine.
  • the invention has the object of designing a Abgasanla ⁇ ge and so arranged that a tempera ⁇ in- cuted displacement of the flange does not lead to increased wear.
  • the radial distance RAk is up to a temperature Tl in at least one direction Y greater than or equal to half the distance Ak.
  • the Fixed To ⁇ fixing bolts are elastically stretched when tightened and clamp the flange to the housing part.
  • Zvi ⁇ rule of the flange plate and the housing part can be provided a se ⁇ parates sealing member. When the manifold pipes are heated, they expand fan-shaped, so that the flange plates move apart in the direction y defined here.
  • the ends of the manifold pipes with the flange plates move all opposite to the moving ⁇ che direction Y or in the two directions Y.
  • the whole distance is the radial From ⁇ RAk was greater than or equal to Pc. In such cases, it may be possible that a flange plate shifts extremely due to the deformation of the manifold pipes.
  • each flange plate shifts by the same amount relative to its adjacent one.
  • the thermal conditions are unequal, so that the radial distance RA k must be dimensioned for each well separately in Depending ⁇ ness of the distance Pc.
  • the sum of the distances RAk of two holes in adjacent flange plates in corresponding opposite directions corresponds to the distance Ak.
  • the temperature Tl refers to the average temperature of the exhaust pipes in the cold operating state at room temperature of 23 0 C.
  • the temperature T2 refers to a Be ⁇ operating temperature of several 100 0 C.
  • a diameter and the position of the opening in dependence on the temperature behavior of the manifold pipes and / or depending on the temperature behavior of the flange plates and in dependence of a diameter of the fastening bolt and the position of the fastening pin ⁇ tion in the direction Y are dimensioned.
  • a simple assembly is to ensure in which not least ⁇ due to tolerance variations corresponding clearance between the side wall of the opening and the fastening bolt ⁇ must be ensured.
  • the exhaust system has at least 1 or 2 further flange plates provided in advance that the distance Ak between different at least two different ⁇ pairs of flange plates is different.
  • a pair of flange plates each form two immediately adjacent flange plates.
  • the distance Ak of the two flange plates is at a temperature Tl to 23 degrees Celsius, between 0.2 mm and 2 mm, preferably 0.8 mm.
  • the close arrangement of the flange plates next to each other ensures that a correspondingly smaller distance RAk is sufficient between the side wall and the fastening bolt. As soon as the flange plates abut one another in the direction Y, a reduction of the radial distance RAk is no longer possible.
  • two unmit ⁇ adjacent adjacent flange plates at different temperatures Tl and T2 have a relation to the distance Ak by a distance M greater distance Aw and the diameter of the opening in the direction Y at least by the dimension M is greater than that in the direction Y corresponding diam ⁇ ser of the fastening bolt.
  • the opening is formed as a bore and is dimensioned larger by the dimension M. In this construction, it is necessary to make the head of the fastening bolt entspre ⁇ accordingly large, which is not always possible due to relatively narrow construction ⁇ space ratios.
  • the opening in the direction Y is formed as a slot.
  • the head of the fastening bolt can be dimensioned to dress ⁇ ner.
  • the opening may be advantageous if the opening with respect to a central axis of the opening at least up to a temperature Tl of the manifold pipes off-centered positio ⁇ ned to the mounting bolt. It is thereby achieved that the radial Ab ⁇ stand RAk is increased only in the region of the opening into which the fastening bolt would be displaced when moving the flange plate. Thus, the opening would be enlarged only in one direction Y, but not in the opposite direction Y and not in the direction of the central axis. For maximum fixed flange plates that can not move, this would be exactly opposite to the mounting bolts relative to flange plates, which can move when heated.
  • Two adjoining flange plates each have a substantially perpendicular to the direction Y aligned, lateral abutment surface ⁇ over which the distance Ak of the two flange plates is defined. This achieves a defined stop and a defined minimum dimension for the radial distance RAk in the cold operating state and for the radia ⁇ len distance RAw in the warm operating state.
  • manifold pipes are designed as manifold shells or two-walled as a shell manifold or as a single-walled manifold.
  • one or both flange plates are designed as a collection flange or as a single flange.
  • the thermally induced displacements are greater for single flanges, but with manifold flanges, the load on the manifold pipes is greater due to higher thermal stresses.
  • the flange plate rests against the manifold pipe or is welded or soldered to the manifold pipe.
  • the advantage lies in the better seal, with deferred flanges, which rest only on the manifold pipe, a simpler installation is ensured because the manufacturing tolerances can be better compensated.
  • a fastening bolt to be inserted into the opening is provided, which is designed as a stud-side stud bolt or as a screw.
  • the invention is first an arrangement of manifold pipe and flange plate. In a particular embodiment, this arrangement also includes the appropriate mounting bolts, which are usually specified by the engine manufacturer.
  • Figure Ia is a schematic diagram of the positioning of four flange plates of a manifold of an exhaust system in the cold operating state Tl of the exhaust system;
  • Figure Ib is a schematic diagram of Figure 1 in the warm operating state Be ⁇ T2 of the exhaust system with displaceable ⁇ cash flange plates;
  • FIG. 2 shows two flange plates before heating at room temperature Tl
  • FIG. 3a shows the two flange plates according to FIG. 2 in a displaceable variant after heating at operating temperature T2;
  • Figure 3b the two flange plates of Figure 2 in non-displaceable variant after cooling to room temperature abutted to each other.
  • Figure 4 shows two outer flange plates of four in total for a non-displaceable system with asymmetrical openings at room temperature
  • 5a shows a schematic diagram of a fixed to a housing part of the exhaust system in an arrangement according to Figure 2 at room temperature with no Drainiebba ⁇ ren flange plates.
  • FIG. 5b shows a schematic diagram according to Figure 5a in the warm Be ⁇ operating state at T2 with unchanged distance Ak;
  • Figure 5c is a schematic diagram according to Fig. 5a and 5b in sauce ⁇ cooled operating state to each other struck with a distance Ak zero.
  • the flange plates can move 2,3,7,8 at not maximum bias of the fixing bolts 4 shown in Fig. 2 ff.
  • the fastening bolts 4 extend in a direction X shown in Fig. 5a to 5c at right angles to the direction Y.
  • the flange plates 2,3,7,8 have a distance Ak to each other.
  • the individual manifold pipes 20,30,70,80 usually form a Sam ⁇ melkrümmer, in which the individual manifold pipes 20, 30, 70, 80 open into a common main line.
  • the manifold pipes 20, 30, 70, 80 are heated, a thermal see tension a change in the geometry of Sammel ⁇ manifold.
  • the manifold pipes 20,30,70,80 move ⁇ be liens an average line of symmetry 10 to the outside, so-that on the flange plates 2,3,7,8 maximum Ver ⁇ shift can be determined.
  • the distance Ak increases by the single or double measure M in one of the two directions Y, depending on the position of the flange plates 2,3,7,8.
  • the movement in the Y direction is essential, even if the manifold tubes 20,30,70,80 move due to temperature in other directions, not necessarily perpendicular to the line of symmetry 10 (Fig. 3a ff.).
  • the flange plates 2,3,7,8 can also move in parallel to a direction Y. It is idealized in the embodiments assumed that the header tubes 20,30,70,80 relative to the central line of symmetry 10 move symmetrically in an exhaust system 1 for de ⁇ Y directions outward.
  • the direction Y is decisive, in which the flange plates 2,3,7,8 move.
  • each two adjacent Flanschplat ⁇ th 2.3 is at room temperature or at a temperature up to 50 degrees maximum 0.5 mm.
  • the two Flanschplat ⁇ th 2.3 move apart with temperature increase up to the operating temperature of several hundred degrees Celsius in a direction perpendicular to the X direction Y apart.
  • FIGS. 2 to 3b result for two flange plates 2, 3, which are arranged directly opposite one another with respect to the symmetry line 10. Taking into account the assumption that the outer sections of the manifold pipes 70,80 move the double measure M when heated, is provided, corresponding holes 5 of the respective Flanschplat ⁇ 7.8 th either continue to at least twice the dimension M to enlarge or to change the relative position of a fastening ⁇ tion bolt 4 in the assembled state. For this see description to FIG. 4.
  • flange plates 2,3 are shown after installation at room temperature.
  • Each flange 2,3 has an aperture 21,31 for the respective manifold pipe 20,30 and two openings each for a respective buildin ⁇ actuating bolt. 4
  • the distance Ak between the flange plates 2, 3 and the distance RAk of the respective fastening bolt 4 to the opening is given.
  • the flange plates 2,3 have openings 5, through which the respective flange of an internal combustion engine is fixed with two 2.3 Befest Trentsbol ⁇ zen 4 on a housing part 6 (Fig. 5a-5c).
  • the fastening bolts 4 are arranged in the direction X in which the flange 2,3 placed onto the housing part 6 to bear the ⁇ .
  • FIG. 2 the dimensions of the openings 5 and fastening bolts 4 are shown in detail.
  • the fastening ⁇ bolt 4 has a diameter 40 which is smaller than a diameter 51 of the opening 5.
  • This example corresponds to the situation according to Fig. 5a. Based on this mounting situation, there are two possibilities of movement of the flange plates 2, 3, depending on how firmly the flange plates 2, 3 are prestressed by the fastening bolts 4.
  • Fig. 3a the variant of a displaceable ⁇ ble and in Fig. 3b, the variant non-displaceable flange plates 2.3 is shown.
  • the displaceable flange plates 2, 3 have been moved apart with increasing temperature from room temperature T 1 to operating temperature T 2 due to the thermal expansion of the manifold tubes 20, 30.
  • the preload ⁇ tion of the flange 2.3 by the mounting bolts 4 is not maximum in this case.
  • a radial distance RAk of the fastening bolt 4 in the cold operating state to the side wall 50 of the opening 5 is a few millimeters, usually between 1 mm and 3 mm, depending on the construction and dimension.
  • the distance Aw in the warm operating state of the two flange plates 2.3 varies depending on the design and dimension between several millimeters and several centimeters. In this situation, in which the distance Aw has reached its largest dimension M, is ensured by the cold Be operating state ⁇ sufficiently large sized radial distance RAk that the respective flange ⁇ plate-2,3 not to the side wall 50 of the respective opening 5 strikes against the fastening bolt 4.
  • Decisive is the original radial distance RAk between the fastening bolt 4 and the side wall 50 in the direction Y, ie in the direction in which the flange plates 5 move.
  • the direction Y can deviate from the idealized representation shown in the exemplary embodiments.
  • the two flange plates 2, 3 After the exhaust system 1 has cooled to room temperature, the two flange plates 2, 3 again move toward each other in the Y direction, so that the distance Ak is reduced again to a minimum. At the latest when the two flange plates 2, 3 abut one another with the contact surfaces 22, 32, the two flange plates 2, 3 can not move further toward one another.
  • the measure corresponds to M, around which the flange plates the 2.3 maximum apart or move towards each other at ⁇ , the difference between the distance Pc at room temperature and the distance Aw Operating Tempe ⁇ temperature T2.
  • the radial distance RAk between the fastening bolt 4 and the side wall 50 in the direction Y on the corresponding side of the fastening bolt 4 at room temperature corresponds to at least half of the temperature-induced dimension M, by which the respective flange plate 2, 3 shifts.
  • Half the dimension M is sufficient because the two flange plates 2,3 oppositely vonei ⁇ Nander move away, so that the temperature-dependent degree M of the shift by the addition of the temperature-induced shifts of the individual flange plates 2,3 results.
  • the flange plates 2, 3 are maximally prestressed and were able to withstand the thermal expansion of the manifold pipes 20, 30 up to the operating temperature T2.
  • the bias of the fastening bolts 4 has been reduced and the flange plates 2, 3 have been moved toward each other by the shrinking manifolds 20, 30, as shown in FIG. 5c.
  • the flange plates each have a 2.3 shown arranged at right angles to the direction Y bearing surface 22, 32, which also may be present, depending on the initial situation and temperaturbe ⁇ dingter deformation against each other.
  • the two flange plates 2,3 are arranged a few millimeters apart during assembly. In the variant slidable flange 2.3, they move further apart when heated. In the variant of non-displaceable flange 2.3, they initially do not move further apart when heated due to the bias and are approximated during cooling down to a level of zero, so that the two flange plates 2,3 abut each other directly.
  • FIG. 4 shows one of the two outer flange plates 7 with a passage 71 next to the adjacent flange plate 2.
  • Both flange plates 2,7 have two openings 5 enlarged in the direction Y.
  • the mounting bolt 4 is arranged eccentrically in the cold state in the Y direction on a side wall 50 of the bore 5 and migrates at Ermér ⁇ tion on the opposite side of the slot 5.
  • the distance RAk the respective flange 7 is at the in ⁇ nere or outer position adapted to the manifold, since the outer flange plate 7 is more bewe ⁇ gene than the inner flange 2.
  • the radial distance ⁇ RAk of the mounting bolt 4 to the side wall 50 of the opening 5 is up to twice as large to compensate for the movement.
  • FIGS. 5a to 5c show the thermally induced movement of flange plates 2, 3, which are maximally pretensioned via the fastening bolts 4.
  • Fig. 5a a schematic diagram of an exhaust system 1 is shown schematically at room temperature.
  • the two manifolds 20,30 are fixed on the respective flange 2.3 on a housing part 6 of a not shown combustion ⁇ combustion engine.
  • the two flange ⁇ plates 2.3 are bolted via two fastening bolts 4 to the housing part 6.
  • the fastening bolts 4 ver ⁇ run through corresponding openings 5 of the two flange plates 2.3.
  • the two flange plates 2, 3 have a distance Ak with respect to the two contact surfaces 22, 32.
  • Fig. 5b the situation is due to the non 29iebba ⁇ ren flange plates 2,3 and the thermally deformed Manifold tubes 20,30 shown at operating temperature T2.
  • the partial plastic deformation of the manifold tubes 20,30 is represented by bulges.
  • the distance Aw ent ⁇ speaks about the distance Aw of FIG. 5a, since the flange 2.3 are biased to the maximum and do not move.
  • 5c shows the situation in this process after cooling from T2 to T1, in which the two flange plates 2,3 abut against each other and the distance Ak is no longer given with respect to FIG. 5a.
  • the radial From ⁇ was RAk between the attachment bolt 4 and the respective side wall 50 in one of the two Moegli ⁇ Chen Y directions on a Minimum is reduced.
  • the fastening bolt 4 is not touched or influenced by the side wall 50 of the opening 5.
  • the fastening bolt 4 would have to absorb sharpening forces of the respective flange plate 2, 3 and tilt, so that disassembly would not be possible or would be very difficult.
  • the respectively opposite in the respective opening 5 radial distance RAk is increased accordingly.
  • Decisive is the construction according to the invention for flange plates 2, 3, which are maximally biased for the reassembly of flange plates 2, 3, because the manifold tubes 20, 30 deform plastically the first time they are heated to the operating temperature.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Abgasanlage (1) für eine Verbrennungskraftmaschine mit zumindest zwei nebeneinander angeordneten Flanschplatten (2,3) zum Anschließen von jeweils mindestens einem Krümmerrohr (20,30) an die Verbrennungskraftmaschine. Die Flanschplatte (2,3) weist zumindest einen Durchlass (21,31) für einen im Krümmerohr (20,30) geführten Abgasstrom und zumindest zwei neben dem Durchlass (21,31) angeordnete, parallel zu einer Richtung X verlaufende Öffnungen (5) für jeweils einen einsetzbaren Befestigungsbolzen (4) auf. Über den Befestigungsbolzen (4) kann die Flanschplatte (2,3) an einem Gehäuseteil (6) der Verbrennungskraftmaschine befestigt werden. Eine Seitenwand (50) der Öffnung (5) weist zu dem Befestigungsbolzen (4) im kalten Betriebszustand bis zu einer Temperatur T1 der Krümmerrohre (20,30) in einer rechtwinklig zur Richtung X verlaufenden Richtung Y einen radialen Abstand RAk auf. Die beiden Flanschplatten (2,3) weisen in Richtung Y im kalten Betriebszustand bis zu einer Temperatur T1 der Krümmerrohre (20,30) einen Abstand Ak und im warmen Betriebszustand bis zu einer Temperatur T2 > T1 der Krümmerrohre (20,30) einen gegenüber dem Abstand Ak um ein Maß M größeren Abstand Aw auf. Die Abgasanlage (1) zeigt einen durch eine temperaturbedingte Verschiebung der Flanschplatten (2,3) reduzierten Verschleiß. Hierzu entspricht der radiale Abstand RAk zwischen dem einsetzbaren Befestigungsbolzen (4) und der Seitenwand (50) der Öffnung (5) in zumindest einer Richtung Y mindestens dem halben Maß M.

Description

Abgasanlage
Die Erfindung bezieht sich auf eine Abgasanlage für eine Verbrennungskraftmaschine mit zumindest zwei unmittelbar nebeneinander angeordneten Flanschplatten zum Anschließen von jeweils mindestens einem Abgasrohr, insbesondere ei¬ nem Krümmerrohr an die Verbrennungskraftmaschine. Die je¬ weilige Flanschplatte weist zumindest einen Durchlass für einen im Krümmerohr geführten Abgasstrom und zumindest zwei neben dem Durchlass angeordnete, parallel zu einer Richtung X verlaufende Öffnungen für jeweils einen einsetzbaren Befestigungsbolzen auf. Über den Befestigungsbolzen kann die Flanschplatte an einem Gehäuseteil, ins¬ besondere an einem Zylinderkopf der Verbrennungskraftma¬ schine befestigt werden. Im kalten Betriebszustand bis zu einer Temperatur Tl ist in zumindest einer rechtwinklig zur Richtung X verlaufenden Richtung Y bei jeder Flanschplatte zwischen der Seitenwand der Öffnung und dem Befes¬ tigungsbolzen ein radialer Abstand RAk vorgesehen. Die beiden Flanschplatten wiederum weisen in dieser Richtung Y im kalten Betriebszustand bis zu einer Temperatur Tl einen Abstand Ak auf.
Es ist bereits eine Abgasanlage mit einzelnen, in einer Richtung Y nebeneinander angeordneten, Flanschplatten gemäß dem Oberbegriff in der DE 297 20 941 Ul beschrieben. Es ist anzunehmen, dass es auch bei dieser Abgasanlage, mit Erhöhung der Betriebstemperatur, zu einer Verschiebung der Flanschplatten kommt.
Die DE 10 2006 017 213 Al beschreibt im Zusammenhang mit einer Metalldichtung für gattungsgemäße Abgasanlagen Flansche mit Löchern, deren Durchmesser größer als der Durchmesser der Bolzem zum Befestigen der Flansche ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abgasanla¬ ge derart auszubilden und anzuordnen, dass eine tempera¬ turbedingte Verschiebung der Flanschplatten nicht zu erhöhtem Verschleiß führt.
Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass der radiale Abstand RAk bis zu einer Temperatur Tl in zumindest einer Richtung Y größer oder gleich dem halben Abstand Ak ist.
Es ist bei der Befestigung der Flanschplatten am Gehäuseteil mit von Bedeutung, wie fest die jeweilige Flanschplatte mit den entsprechenden Befestigungsbolzen fixiert beziehungsweise vorgespannt wird. Die Befesti¬ gungsbolzen werden beim Festschrauben elastisch gedehnt und spannen die Flanschplatte an das Gehäuseteil. Zwi¬ schen der Flanschplatte und dem Gehäuseteil kann ein se¬ parates Dichtungselement vorgesehen sein. Beim Erhitzen der Krümmerrohre dehnen diese sich fächerartig aus, so- dass sich die Flanschplatten in der hier definierten Richtung y auseinander bewegen.
Durch die Erfindung wird erreicht, dass die Befestigung der Flanschplatten maximiert werden kann, ohne dass ein erhöhter Verschleiß auftritt. Wenn die Flanschplatten nämlich so fest wie möglich verschraubt werden, verschie¬ ben sich die Flanschplatten bei der Erhitzung durch die Krümmerrohre nicht oder nur sehr gering. Das heißt, die Krümmerrohre dehnen sich zwar aus während ihre Abmessun¬ gen größer werden, aber an der Position der Flanschplatten ändert sich im Gegensatz zu dem zuvor beschriebenen Beispiel nichts. Dies hat zur Folge, dass sich die Krümmerrohre teilweise auch plastisch verformen und nicht nur im elastischen Bereich beansprucht werden.
Wenn sich die Krümmerrohre nach dem Erhitzen wieder Abkühlen, lässt auch die Spannung der Befestigungsbolzen nach, die auch durch die Erhitzung elastisch verformt waren. Dadurch ist es möglich, dass sich die Flanschplatten mit den Krümmerrohren beim Abkühlen aufeinander zu bewegen und der Abstand Ak verkleinert wird. Der gegenüber dem ursprünglichen kalten Zustand verringerte Abstand Ak resultiert aus der plastischen Verformung der Krümmerrohre .
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Abstände werden keine formschlüssigen Scherkräfte auf die Befestigungs¬ bolzen übertragen, die durch die Flanschplatten erzeugt würden, weil die Flanschplatten sich in der maßgebenden Richtung gegenseitig berühren und sich somit nicht weiter verschieben können, bevor die Befestigungsbolzen die Seitenwand berühren. Wäre nämlich der Abstand RAk kleiner als der halbe Abstand Ak der Flanschplatten, dann würde die Flanschplatte beim Abkühlen mit der Seitenwand der Öffnung noch vor dem Anschlagen an eine benachbarte Flanschplatte an dem Befestigungsbolzen anschlagen und in Richtung Y einen Formschluss bilde und bei weiterer Ab¬ kühlung unmittelbar Scherkräfte übertragen.
Je nach Konstruktion des Krümmers, also Länge und Anord¬ nung der einzelnen Krümmerrohre zum Sammelrohr, in das die einzelnen Krümmerrohre münden, bewegen sich die Enden der Krümmerrohre mit den Flanschplatten alle in die glei¬ che Richtung Y oder in die beiden entgegengesetzten Richtungen Y. Für den Fall, dass eine von zwei benachbarten Flanschplatten durch einen passgenauen Befestigungsbolzen fixiert ist, ist es vorteilhaft, wenn der der radiale Ab¬ stand RAk größer oder gleich dem gesamten Abstand Ak ist. In solchen Fällen kann es möglich sein, dass sich eine Flanschplatte aufgrund der Deformation der Krümmerrohre extrem verschiebt.
Bei der Darstellung der Erfindung wird idealisiert angenommen, dass sich jede Flanschplatte gegenüber ihrer benachbarten um das gleiche Maß verschiebt. In der Praxis sind die thermischen Verhältnisse ungleich, sodass der radiale Abstand RAk für jede Bohrung separat in Abhängig¬ keit des Abstandes Ak dimensioniert werden muss. Jedoch entspricht die Summe der Abstände RAk von zwei Bohrungen in benachbarten Flanschplatten in entsprechenden entgegengesetzten Richtungen dem Abstand Ak. Die Temperatur Tl bezieht sich auf die mittlere Temperatur Krümmerrohre der Abgasanlage im kalten Betriebszustand bei Raumtemperatur von 23 0C. Die Temperatur T2 bezieht sich auf eine Be¬ triebstemperatur von mehreren 100 0C.
Grundsätzlich ist es von Vorteil, dass bezüglich der Richtung Y ein Durchmesser und die Position der Öffnung in Abhängigkeit des Temperaturverhaltens der Krümmerrohre und/oder in Abhängigkeit des Temperaturverhaltens der Flanschplatten sowie in Abhängigkeit eines Durchmessers des Befestigungsbolzens und der Position des Befesti¬ gungsbolzens in Richtung Y dimensioniert sind. Im kalten Betriebszustand, bei Temperaturen von ungefähr 23 0C, ist eine einfache Montage zu gewährleisten, bei der nicht zu¬ letzt aufgrund von Toleranzschwankungen entsprechendes Spiel zwischen der Seitenwand der Öffnung und dem Befes¬ tigungsbolzen gewährleistet sein muss. Für den Fall einer unsymmetrischen Konstruktion und unterschiedlichen Dehnungsverhalten ist es für den üblichen Fall, dass die Abgasanlage mindestens 1 oder 2 weitere Flanschplatten aufweist voreilhafterweise vorgesehen, dass der Abstand Ak zwischen zumindest zwei unterschied¬ lichen Paaren von Flanschplatten unterschiedlich groß ist. Ein Paar Flanschplatten bilden dabei jeweils zwei unmittelbar benachbarte Flanschplatten.
Der Abstand Ak der beiden Flanschplatten beträgt bei einer Temperatur Tl bis 23 Grad Celsius, zwischen 0,2 mm und 2 mm, bevorzugt 0,8 mm. Durch die enge Anordnung der Flanschplatten nebeneinander wird erreicht, dass zwischen der Seitenwand und dem Befestigungsbolzen auch ein entsprechend geringerer Abstand RAk ausreichend ist. Sobald die Flanschplatten in Richtung Y aneinander anliegen, ist eine Verkleinerung des radialen Abstands RAk nicht mehr möglich .
Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn jeweils zwei unmit¬ telbar benachbarte Flanschplatten bei unterschiedlichen Temperaturen Tl und T2 einen gegenüber dem Abstand Ak um ein Maß M größeren Abstand Aw aufweisen und der Durchmesser der Öffnung in Richtung Y mindestens um das Maß M größer ist als der in Richtung Y entsprechende Durchmes¬ ser des Befestigungsbolzens. Im einfachsten Falle wird die Öffnung als Bohrung ausgebildet und ist um das Maß M größer dimensioniert. Bei dieser Bauweise ist es jedoch erforderlich, den Kopf des Befestigungsbolzens entspre¬ chend groß zu gestalten, was aufgrund relativ enger Bau¬ raumverhältnisse nicht immer möglich ist.
Grundsätzlich würde jedoch bei Flanschplatten, die sich in entgegengesetzter Richtung Y verschieben, das halbe Maß M ausreichen, um der Öffnung die erfindungsgemäße Größe zu geben. Deshalb ist es besonders vorteilhaft, dass die Öffnung in Richtung Y als Langloch ausgebildet ist. Dadurch kann der Kopf des Befestigungsbolzens klei¬ ner dimensioniert werden.
In beiden Fällen, bei einem Langloch und bei einer kreisrunden Bohrung, erfolgt eine Vergrößerung der Öffnung in dem Maß M, in dem sich die jeweilige Flanschplatte tempe¬ raturbedingt verschiebt. Innerhalb eines Krümmers mit mehreren Krümmerrohren werden sich die einzelnen Flanschplatten der Krümmerrohre beim Erwärmen und Abkühlen um unterschiedliche Maße M und teilweise auch in Richtung Y entgegengesetzt verschieben.
Zur Optimierung der Größe der Öffnung kann es von Vorteil sein, wenn die Öffnung in Bezug auf eine Mittelachse der Öffnung zumindest bis zu einer Temperatur Tl der Krümmerrohre außermittig zum Befestigungsbolzen positio¬ niert ist. Dadurch wird erreicht, dass der radiale Ab¬ stand RAk nur in dem Bereich der Öffnung vergrößert ist, in den der Befestigungsbolzen beim Verschieben der Flanschplatte verschoben würde. Damit wäre die Öffnung nur in einer Richtung Y vergrößert, hingegen nicht in die entgegengesetzte Richtung Y und auch nicht in Richtung der Mittelachse. Bei maximal befestigten Flanschplatten, die sich nicht verschieben können, wären dies relativ zu den Befestigungsbolzen exakt die entgegengesetzten Bereiche im Vergleich zu Flanschplatten, die sich beim Erhitzen verschieben können.
Dabei kann es vorteilhafterweise vorgesehen sein, wenn bei einem Krümmer mit mehreren Krümmerrohren die Durch- messer der Öffnungen für die Befestigungsbolzen der Flanschplatten in Richtung Y unterschiedlich groß sind.
Von besonderer Bedeutung ist die Definition des Anschlags für die Flanschplatten. Zwei nebeneinander liegende Flanschplatten weisen jeweils eine im Wesentlichen rechtwinklig zur Richtung Y ausgerichtete, seitliche Anlage¬ fläche auf, über die der Abstand Ak der beiden Flanschplatten definiert ist. Dadurch wird ein definierter Anschlag und ein definiertes Mindestmaß für den radialen Abstand RAk im kalten Betriebszustand und für den radia¬ len Abstand RAw im warmen Betriebszustand erreicht.
Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung ist es von Vorteil, wenn die Krümmerrohre als Krümmerschalen oder zweiwandig als Schalenkrümmer oder als einwandiger Krümmer ausgebildet sind.
Vorteilhaft kann es ferner sein, wenn eine oder beide Flanschplatten als Sammelflansch oder als Einzelflansch ausgebildet sind. Die thermisch bedingten Verschiebungen sind bei Einzelflanschen größer, jedoch ist bei Sammelflanschen die Belastung der Krümmerrohre aufgrund höherer thermischer Spannungen größer.
Außerdem kann es vorteilhaft sein, wenn die Flanschplatte an dem Krümmerrohr anliegt oder an dem Krümmerrohr angeschweißt oder angelötet ist. Bei geschweißten Krümmern liegt der Vorteil in der besseren Abdichtung, bei aufgeschobenen Flanschen, die lediglich am Krümmerrohr anliegen, ist eine einfachere Montage gewährleistet, weil die herstellungsbedingten Toleranzen besser ausgeglichen werden können. Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn ein in die Öffnung einzusetzender Befestigungsbolzen vorgesehen ist, der als gehäuseseitiger Stehbolzen oder als Schraube ausgebildet ist. Gegenstand der Erfindung ist zunächst eine Anordnung von Krümmerrohr und Flanschplatte. In einem besonderen Ausführungsbeispiel umfasst diese Anordnung auch noch die passenden Befestigungsbolzen, die sonst üblich, durch den Motorenhersteller vorgegeben werden.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt. Es zeigt:
Figur Ia eine Prinzipskizze der Positionierung von vier Flanschplatten eines Krümmers einer Abgasanlage im kalten Betriebszustand Tl der Abgasanlage;
Figur Ib eine Prinzipskizze gemäß Fig. 1 im warmen Be¬ triebszustand T2 der Abgasanlage mit verschieb¬ baren Flanschplatten;
Figur 2 zwei Flanschplatten vor dem Erhitzen bei Raumtemperatur Tl;
Figur 3a die beiden Flanschplatten gemäß Fig. 2 in verschiebbarer Variante nach Erhitzen bei Betriebstemperatur T2;
Figur 3b die beiden Flanschplatten gemäß Fig. 2 in nicht verschiebbarer Variante nach Abkühlung auf Raumtemperatur aneinander angeschlagen;
Figur 4 zwei äußere Flanschplatten von insgesamt vier in Reihe für ein nicht verschiebbares System mit asymmetrischen Öffnungen bei Raumtemperatur; Figur 5a eine Prinzipskizze einer an einem Gehäuseteil befestigten Abgasanlage in einer Anordnung gemäß Fig. 2 bei Raumtemperatur mit nicht verschiebba¬ ren Flanschplatten;
Figur 5b eine Prinzipskizze gemäß Fig. 5a im warmen Be¬ triebszustand bei T2 mit unverändertem Abstand Ak;
Figur 5c eine Prinzipskizze gemäß Fig. 5a und 5b im abge¬ kühlten Betriebszustand aneinander angeschlagen mit einem Abstand Ak gleich Null.
Grundsätzlich ist zwischen verschiebbaren und nicht verschiebbaren Flanschplatten zu unterscheiden.
In den Figuren Ia und Ib ist die thermisch bedingte Bewe¬ gung von Krümmerrohren 20,30,70,80 in verschiebbaren Flanschplatten 2,3,7,8 unmittelbar in Flanschnähe schemenhaft dargestellt. Die Flanschplatten 2,3,7,8 weisen jeweils zwei Öffnungen 5 für jeweils einen Befestigungs¬ bolzen 4 auf.
In diesem Fall können sich die Flanschplatten 2,3,7,8 bei nicht maximaler Vorspannung der in Fig. 2 ff. dargestellten Befestigungsbolzen 4 verschieben. Die Befestigungsbolzen 4 verlaufen in einer in Fig. 5a bis 5c dargestellten Richtung X rechtwinklig zur Richtung Y.
In der gezeigten Montagesituation in kaltem Betriebszustand bei Raumtemperatur weisen die Flanschplatten 2,3,7,8 einem Abstand Ak zueinander auf. Die einzelnen Krümmerrohre 20,30,70,80 bilden in der Regel einen Sam¬ melkrümmer, bei dem die einzelnen Krümmerrohre 20, 30, 70, 80 in einen gemeinsamen Hauptstrang münden. Bei Erwärmung der Krümmerrohre 20,30,70,80 bewirkt eine thermi- sehe Spannung eine Veränderung der Geometrie des Sammel¬ krümmers. Die Krümmerrohre 20,30,70,80 bewegen sich be¬ züglich einer mittleren Symmetrielinie 10 nach außen, so- dass an den Flanschplatten 2,3,7,8 eine maximale Ver¬ schiebung festgestellt werden kann. Die in Fig. Ia dargestellten Flanschplatten 2,3,7,8 bewegen sich beim Erwärmen entsprechend der Pfeildarstellung bezüglich der Symmetrielinie 10 nach links und entgegengesetzt nach rechts. Der Abstand Ak vergrößert sich um das einfache oder doppelte Maß M in einer der beiden Richtungen Y, je nach Position der Flanschplatten 2,3,7,8.
In Bezug auf die dargestellte Erfindung ist die Bewegung in Y-Richtung wesentlich, auch wenn sich die Krümmerrohre 20,30,70,80 temperaturbedingt auch in andere Richtungen verschieben, nicht zwangsläufig rechtwinklig zur Symmetrielinie 10 (Fig. 3a ff.) . In solchen Fällen können sich die Flanschplatten 2,3,7,8 auch auf Parallelen zu einer Richtung Y verschieben. Es wird in den Ausführungsbeispielen idealisiert davon ausgegangen, dass sich die Krümmerrohre 20,30,70,80 bezüglich der mittleren Symmetrielinie 10 einer Abgasanlage 1 symmetrisch in bei¬ de Richtungen Y nach außen bewegen. Für den Abstand Ak oder Aw sowie für das Maß M zwischen den Flanschplatten 2,3,7,8 ist die Richtung Y maßgebend, in der sich die Flanschplatten 2,3,7,8 verschieben.
Es ist festzustellen, dass bei Erreichen der Betriebstemperatur von mehreren hundert Grad, sich die innen liegenden Querschnitte der Krümmerrohre 20,30 wie in Fig. Ib dargestellt, um ein aufgrund der thermischen Bewegungen erzeugtes Maß M und sich die beiden äußeren Querschnitte der Krümmerrohre 70,80 um das doppelte Maß M nach außen bewegen. Dies vorausgesetzt, dass die Flanschplatten 2,3 verschiebbar sind. Der Sammelkrümmer weitet sich also in beide Richtungen Y bei Erwärmung aus. Entsprechend bewe¬ gen sich die Krümmerrohre 20,30,70,80 beim Abkühlen des Sammelkrümmers, wie in Fig. Ib durch die Pfeile angedeu¬ tet, wieder aufeinander zu und erreichen die in Fig. Ia dargestellte Ausgangsposition.
Der Abstand Ak von jeweils zwei benachbarten Flanschplat¬ ten 2,3 beträgt bei Raumtemperatur oder bei einer Temperatur bis 50 Grad maximal 0,5 mm. Die beiden Flanschplat¬ ten 2,3 bewegen sich bei Temperaturzunahme bis hin zur Betriebstemperatur von mehreren hundert Grad Celsius in einer zur Richtung X rechtwinkligen Richtung Y auseinander .
Die in den Fig. 2 bis 3b dargestellten Situationen ergeben sich für zwei Flanschplatten 2,3, die bezüglich der Symmetrielinie 10 unmittelbar gegenüberliegend angeordnet sind. Unter Berücksichtigung der Annahme, dass sich die außen liegenden Querschnitte der Krümmerrohre 70,80 um das doppelte Maß M bei Erwärmung bewegen, ist vorgesehen, entsprechende Öffnungen 5 der jeweiligen Flanschplat¬ ten 7,8 entweder weiter auf mindestens das doppelte Maß M zu vergrößern oder die relative Position eines Befesti¬ gungsbolzens 4 im Montagezustand zu verändern. Hierzu siehe Beschreibung zu Fig. 4.
In Fig. 2 sind die Flanschplatten 2,3 nach der Montage bei Raumtemperatur dargestellt. Jede Flanschplatte 2,3 weist einen Durchlass 21,31 für das jeweilige Krümmerrohr 20,30 und jeweils zwei Öffnungen für jeweils einen Befes¬ tigungsbolzen 4 auf. Der Abstand Ak zwischen den Flanschplatten 2,3 und der Abstand RAk des jeweiligen Befestigungsbolzens 4 zur Öffnung ist gegeben. Die Flanschplatten 2,3 weisen Öffnungen 5 auf, über die die jeweilige Flanschplatte 2,3 mit zwei Befestigungsbol¬ zen 4 an einem Gehäuseteil 6 (Fig. 5a-5c) einer Verbrennungskraftmaschine befestigt wird. Die Befestigungsbolzen 4 sind in der Richtung X angeordnet, in der die Flanschplatten 2,3 an das Gehäuseteil 6 zur Anlage gebracht wer¬ den .
In Fig. 2 sind die Abmessungen der Öffnungen 5 und Befestigungsbolzen 4 im Detail dargestellt. Der Befestigungs¬ bolzen 4 weist einen Durchmesser 40 auf, der kleiner ist als ein Durchmesser 51 der Öffnung 5. Dieses Beispiel entspricht der Situation gemäß Fig. 5a. Ausgehend von dieser Montagesituation gibt es zwei Möglichkeiten der Bewegung der Flanschplatten 2,3, je nach dem wie fest die Flanschplatten 2,3 durch die Befestigungsbolzen 4 vorgespannt sind. In Fig. 3a ist die Variante einer verschieb¬ baren und in Fig. 3b die Variante nicht verschiebbarer Flanschplatten 2,3 dargestellt.
Gemäß Fig. 3a wurden die verschiebbaren Flanschplatten 2,3 mit Zunahme der Temperatur von Raumtemperatur Tl bis Betriebstemperatur T2 aufgrund der thermischen Ausdehnung der Krümmerrohre 20,30 auseinander bewegt. Die Vorspan¬ nung der Flanschplatten 2,3 durch die Befestigungsbolzen 4 ist in diesem Fall nicht maximal.
Ein im kalten Betriebszustand radialer Abstand RAk des Befestigungsbolzens 4 zu der Seitenwand 50 der Öffnung 5 beträgt je nach Konstruktion und Dimension wenige Millimeter, meist zwischen 1 mm und 3 mm. Nach dem Erhitzen der Abgasanlage 1 im Krümmerbereich auf Betriebstempera¬ tur verschieben sich die beiden Flanschplatten 2,3 aufgrund thermischer Spannungen in Richtung Y auseinander. Dies zur Folge, dass der Befestigungsbolzen 4 in Bezug zu der Mittelachse 52 der Bohrung 5 gegenüber der im kalten Betriebszustand mittigen Position im warmen Betriebszu¬ stand außermittig angeordnet ist.
Der Abstand Aw im warmen Betriebszustand der beiden Flanschplatten 2,3 variiert je nach Konstruktion und Dimension zwischen mehreren Millimetern und mehreren Zentimetern. In dieser Situation, in der der Abstand Aw sein größtes Maß M erreicht hat, ist durch den im kalten Be¬ triebszustand ausreichend groß dimensionierten radialen Abstand RAk gewährleistet, dass die jeweilige Flansch¬ platte 2,3 nicht mit der Seitenwand 50 der jeweiligen Öffnung 5 gegen den Befestigungsbolzen 4 anschlägt. Maßgebend ist der ursprüngliche radiale Abstand RAk zwischen dem Befestigungsbolzen 4 und der Seitenwand 50 in Richtung Y, also in der Richtung, in der sich die Flanschplatten 5 verschieben. Die Richtung Y kann je nach Konstruktion des Krümmers von der in den Ausführungsbeispie¬ len gezeigten idealisierten Darstellung abweichen. Nach dem Abkühlen der Abgasanlage 1 auf Raumtemperatur bewegen sich die beiden Flanschplatten 2,3 wieder in Y-Richtung aufeinander zu, sodass der Abstand Ak wieder auf ein Mindestmaß reduziert wird. Spätestens dann, wenn die beiden Flanschplatten 2,3 mit den Anlageflächen 22,32 aneinander anliegen, können sich die beiden Flanschplatten 2,3 nicht weiter aufeinander zu bewegen.
Grundsätzlich entspricht das Maß M, um das sich die bei¬ den Flanschplatten 2,3 maximal auseinander oder zueinander bewegen können, der Differenz zwischen dem Abstand Ak bei Raumtemperatur und dem Abstand Aw bei Betriebstempe¬ ratur T2. Erfindungsgemäß ist es zu gewährleisten, dass der radiale Abstand RAk zwischen dem Befestigungsbolzen 4 und der Seitenwand 50 in Richtung Y auf der entsprechenden Seite des Befestigungsbolzens 4 bei Raumtemperatur mindestens der Hälfte des temperaturbedingten Maßes M entspricht, um das sich die jeweilige Flanschplatte 2,3 verschiebt. Das halbe Maß M ist deshalb ausreichend, weil sich die beiden Flanschplatten 2,3 entgegengesetzt vonei¬ nander wegbewegen, sodass sich das temperaturbedingte Maß M der Verschiebung durch die Addition der temperaturbedingten Verschiebungen der einzelnen Flanschplatten 2,3 ergibt .
In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3b sind die Flanschplatten 2,3 maximal vorgespannt und konnten der thermischen Ausdehnung der Krümmerrohre 20,30 bis zur Betriebstemperatur T2 Stand halten. Nach dem Abkühlen auf Tl hat sich die Vorspannung der Befestigungsbolzen 4 reduziert und die Flanschplatten 2,3 wurden durch die schrumpfenden Krümmerrohre 20,30 aufeinander zu bewegt, wie es auch in Fig. 5c dargestellt ist.
Die dargestellten Flanschplatten 2,3 weisen jeweils eine zur Richtung Y rechtwinklig angeordnete Anlagefläche 22, 32 auf, die je nach Ausgangssituation und temperaturbe¬ dingter Verformung auch gegeneinander anliegen können. Wie dargestellt ist, sind die beiden Flanschplatten 2,3 bei der Montage wenige Millimeter nebeneinander angeordnet. Bei der Variante verschiebbarer Flanschplatten 2,3 bewegen sie sich beim Erwärmen weiter auseinander. Bei der Variante nicht verschiebbarer Flanschplatten 2,3 bewegen sie sich beim Erwärmen aufgrund der Vorspannung zunächst nicht weiter auseinander und werden beim Abkühlen bis auf ein Maß von Null aneinander angenähert, sodass die beiden Flanschplatten 2,3 unmittelbar aneinander anliegen . In der Fig. 4 ist eine der beiden außen liegenden Flanschplatten 7 mit einem Durchlass 71 neben der benachbarten Flanschplatte 2 dargestellt. Beide Flanschplatten 2,7 weisen zwei in Richtung Y vergrößerten Öffnungen 5 auf. Der Befestigungsbolzen 4 ist in kaltem Betriebszustand außermittig in Richtung Y an einer Seitenwand 50 der Bohrung 5 anliegend angeordnet und wandert bei Erwär¬ mung auf die entgegengesetzte Seite des Langlochs 5. Der Abstand RAk der jeweiligen Flanschplatte 7 ist an die in¬ nere beziehungsweise äußere Position des Sammelkrümmers angepasst, da sich die äußere Flanschplatte 7 mehr bewe¬ gen wird als die innere Flanschplatte 2. Der radiale Ab¬ stand RAk des Befestigungsbolzens 4 zur Seitenwand 50 der Öffnung 5 ist bis zu doppelt so groß, um die Bewegung zu kompensieren .
Die Fig. 5a bis 5c zeigen die thermisch bedingte Bewegung von Flanschplatten 2,3, die über die Befestigungsbolzen 4 maximal vorgespannt sind. In Fig. 5a ist eine Prinzipskizze einer Abgasanlage 1 bei Raumtemperatur schematisch dargestellt. Die beiden Krümmerrohre 20,30 sind über die jeweilige Flanschplatte 2,3 an einem Gehäuseteil 6 einer nicht dargestellten Verbrennungs¬ kraftmaschine befestigt. Hierzu sind die beiden Flansch¬ platten 2,3 über jeweils zwei Befestigungsbolzen 4 an dem Gehäuseteil 6 verschraubt. Die Befestigungsbolzen 4 ver¬ laufen durch entsprechende Öffnungen 5 der beiden Flanschplatten 2,3. Zwischen die Flanschplatten 2,3 und dem Gehäuseteil 6 ist ein Dichtungselement 9 eingebracht. Die beiden Flanschplatten 2,3 weisen bezüglich den beiden Anlageflächen 22,32 einen Abstand Ak auf.
Fig. 5b ist die Situation aufgrund der nicht verschiebba¬ ren Flanschplatten 2,3 und der thermisch verformten Krümmerrohre 20,30 bei Betriebstemperatur T2 gezeigt. Die teilweise plastische Verformung der Krümmerrohre 20,30 ist durch Wölbungen dargestellt. Der Abstand Aw ent¬ spricht etwa dem Abstand Aw gemäß Fig. 5a, da die Flanschplatten 2,3 maximal vorgespannt sind und sich nicht verschieben.
Fig. 5c zeigt die Situation in diesem Prozess nach Abkühlung von T2 auf Tl, bei der die beiden Flanschplatten 2,3 aneinander anschlagen und der Abstand Ak gegenüber Fig. 5a nicht mehr gegeben ist. Ausgehend von der Situation bei Raumtemperatur, in der die beiden Flanschplatten 2,3 beabstandet sind, ist zu erkennen, dass der radiale Ab¬ stand RAk zwischen den Befestigungsbolzen 4 und der jeweiligen Seitenwand 50 in jeweils eine der beiden mögli¬ chen Richtungen Y auf ein Minimum reduziert ist. Dabei wird der Befestigungsbolzen 4 jedoch nicht durch die Seitenwand 50 der Öffnung 5 berührt oder beeinflusst. Würde der erfindungsgemäße Abstand zwischen der Seitenwand 50 und dem Befestigungsbolzen 4 nicht eingehalten werden, würde der Befestigungsbolzen 4 Schärkräfte der jeweiligen Flanschplatte 2,3 aufnehmen müssen und verkanten, sodass eine Demontage nicht oder nur sehr schwer möglich wäre. Der in der jeweiligen Öffnung 5 jeweils gegenüberliegende radiale Abstand RAk ist entsprechend vergrößert.
Maßgebend ist die erfindungsgemäße Ausbildung für Flanschplatten 2,3, die maximal vorgespannt sind für die Neumontage von Flanschplatten 2,3, weil sich die Krümmerrohre 20,30 beim ersten Erhitzen auf Betriebstemperatur am meisten plastisch verformen.

Claims

Patentansprüche
1. Abgasanlage (1) für eine Verbrennungskraftmaschine mit zumindest zwei unmittelbar nebeneinander angeord¬ neten Flanschplatten (2,3) zum Anschließen von je¬ weils mindestens einem Abgasrohr, insbesondere einem Krümmerrohr (20,30) an die Verbrennungskraftmaschine, wobei die jeweilige Flanschplatte (2,3) zumindest ei¬ nen Durchlass (21,31) für einen im Krümmerrohr
(20,30) geführten Abgasstrom und zumindest zwei neben dem Durchlass (21,31) angeordnete, parallel zu einer Richtung X verlaufende Öffnungen (5) mit einer Sei¬ tenwand (50) für jeweils einen einsetzbaren Befesti¬ gungsbolzen (4) aufweist und über den Befestigungs¬ bolzen (4) die Flanschplatte (2,3) an einem Gehäuseteil (6) befestigt werden kann, wobei im kal¬ ten Betriebszustand bis zu einer Temperatur Tl a) in jeder Flanschplatte (2,3) zwischen der Seiten¬ wand (50) zumindest einer Öffnung (5) und dem Befes¬ tigungsbolzen (4) in einer rechtwinklig zur Richtung X verlaufenden Richtung Y zumindest ein radialer Ab¬ stand RAk gebildet ist und b) die beiden Flanschplatten (2,3) relativ zueinander in dieser Richtung Y zumindest einen Abstand Ak auf¬ weisen, dadurch gekennzeichnet, dass c) der radiale Abstand RAk bis zu einer Temperatur Tl in zumindest einer Richtung Y größer oder gleich dem halben Abstand Ak ist.
2. Abgasanlage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich¬ net, dass der radiale Abstand RAk größer oder gleich dem Abstand Ak ist.
3. Abgasanlage (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasanlage (1) mindestens 1 oder 2 weitere Flanschplatten (7,8) vorgesehen sind und der Abstand Ak zwischen den Paaren (7,2; 2,3; 3,8) von zumindest zwei Paaren (7,2; 2,3; 3,8)von Flanschplatten (2,3,6,8) unterschiedlich groß ist.
4. Abgasanlage (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei unmittelbar benachbarte Flanschplatten (2,3,6,8) in unterschiedlichen Be- triebszuständen bei unterschiedlichen Temperaturen Tl und T2 einen gegenüber dem Abstand Ak um ein Maß M größeren Abstand Aw aufweisen und der Durchmesser
(51) der Öffnung (5) in Richtung Y mindestens um das Maß M größer ist als der in Richtung Y entsprechende Durchmesser (40) des Befestigungsbolzens (4) .
5. Abgasanlage (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der radiale Abstand RAk zwischen dem dem Befestigungsbolzen (4) und der Seitenwand (50) der Öffnung (5) in zumindest einer Richtung Y mindestens das halbe Maß M beträgt.
6. Abgasanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungs¬ bolzen (4) zumindest bis zu einer Temperatur Tl in Bezug auf eine Mittelachse (52) der Öffnung (5) außermittig positioniert ist.
7. Abgasanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Krümmer¬ anordnung mit mehreren Krümmerrohren (20,30) die Durchmesser 51 der Öffnungen (5) der Flanschplatten
(2,3) in Richtung Y unterschiedlich groß sind.
8. Abgasanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Krümmerrohre (20,30,70,80) als Krümmerschalen oder zweiwandig als Schalenkrümmer oder als einwandiger Krümmer ausgebildet sind.
9. Abgasanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Paar (7,2; 2,3; 3,8) Flanschplatten vorgesehen ist, das als Sammelflansch oder als Einzelflansch ausgebildet ist .
10. Abgasanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanschplatte (2,3) an dem Krümmerrohr (20,30) anliegt oder an dem
Krümmerrohr (20,30) angeschweißt oder angelötet ist.
11. Abgasanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein in die Öffnung (5) einzusetzender Befestigungsbolzen (4) vorgesehen ist, der als gehäuseseitiger Stehbolzen oder als Schraube ausgebildet ist.
12. System bestehend aus einer Abgasanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und einer Verbrennungs¬ kraftmaschine .
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