WO2014139501A1 - Exhaust-gas system - Google Patents

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WO2014139501A1
WO2014139501A1 PCT/DE2014/000116 DE2014000116W WO2014139501A1 WO 2014139501 A1 WO2014139501 A1 WO 2014139501A1 DE 2014000116 W DE2014000116 W DE 2014000116W WO 2014139501 A1 WO2014139501 A1 WO 2014139501A1
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PCT/DE2014/000116
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Sven Lehecka
Sebastian Gundlach
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Kohlhage Automotive GmbH & Co. KG
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    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to a between exhaust manifold of an internal combustion engine and its End Schemesabites with outlet opening extending exhaust system for motor vehicles with components used therebetween as units, such as catalyst, bypass cooler, thermoelectric converter, heat exchanger, exhaust valve device and the like., Especially if they are made of pipe or shaped sheet metal, with input and output areas as connection areas to be connected via this by means of intermediate or connecting pipe sections with other components or elements.
  • intermediate or connecting pipes which connect the various components together, from round, circular cross-sections having pipe sections, which are connected by welding, by means of flanges, clamps, or other means with the components.
  • Some of these components have a different than circular functional cross-section, so before and behind, ie at the input and output areas, transition areas with a circular end portion, z. B. circular on or Aufsteck Scheme attached, z. B. must be formed to connect the corresponding component by means of an intermediate or connecting pipe with a circular cross section with the next component.
  • the end of an exhaust system which usually open into a tailpipe, but not fixed, so not z. B. welded to this are circular in cross-section.
  • Various components such.
  • exhaust valves which are integrated as a unit in an exhaust system, have over its functional portion and beyond, over the entire length of the unit, including the transition areas include a circular cross-section, probably because such a circular cross-section generally at least fluidly and also - anyway at first glance - in the majority of cases may seem cheap.
  • the present invention was based on the consideration of at least individual components and other components of such an exhaust system with respect to at least one of the aspects, such as in particular function, space design cost and weight moderately cheaper, thus optimizing the exhaust system as a whole.
  • the input and / or the output region of at least individual components and thus also the corresponding transition region or the insertion or plug-on region of the component (s) and / or the outlet opening in the end region of the exhaust gas system has a cross section deviating from the circular cross section.
  • At least the intermediate or connecting tube connecting or connecting the component to another has a corresponding, adapted or adequate or congruent cross-section, at least in the transition region or in the insertion or attachment region, whereby it can be advantageous in many cases when this cross-section extends at least over substantial areas of the longitudinal extension of the intermediate or connecting pipe or over the entire length.
  • This cross-section can also at least partially adapted to other conditions, eg. B. for reasons of space, or for thermal reasons, for. B. to achieve improved heat dissipation or better heat transfer od. Dg I. be trained accordingly.
  • the input and / or the output region of such a component also receive a corresponding cross section deviating from the circular cross section.
  • At least the essential functional areas of components can be designed or redesigned so that they preferably deviate from the circular cross-section, together with at least one of their input and / or output areas or plug-in areas Section, in particular such from a pipe section, preferably from a profile tube having.
  • the invention can be used in a particularly advantageous manner, moreover, the configuration of the valve flap and / or associated pipe section is selected so that in the closed position between the inner contour of the pipe section and the valve flap remains a gap.
  • a diaphragm - a cross-sectional difference, or - seen in the flow direction - a difference of the effective areas of inner tube contour and valve flap, or a distance between the circumferential contours of the valve flap and the inner contour of opposite contours of the pipe section, to produce a targeted, predetermined leakage, which is greater than that guaranteed by the usual manufacturing tolerances leakage and at least the emergency running characteristics of the internal combustion engine guaranteed having substantially circular cross-section valve flap and / or the usually also has an at least substantially circular cross-section having a pipe section deviating from the circular cross-section (s) Nitt of the pipe section, as usual, have a circular cross-section and the aperture formed at least approximately elliptical be
  • the end position of the flap can be provided transversely to the longitudinal direction of the pipe section or defined before reaching the transverse position and by stopping the flap contours in the region of its longer semi-axis on the contours of the pipe, or it can be provided a separate stop.
  • Such an embodiment in any case excludes the above-mentioned flap clamps and reliably ensures the existence of emergency running properties in the case of defects in the actuator, especially since this function guaranteed by the invention is not dependent on other units, but this function of the already existing components by the invention Design of the same is met.
  • valve unit according to the invention can also be characterized in that the valve flap has at least one flattening, a cutout, a recess or the like at its outer circumference.
  • the exhaust system in the valve flap has a predetermined, targeted leakage, and consequently also a targeted, predetermined leak, which is greater than the leakage or leakage that occurs anyway by the usual production methods and these are just chosen be that emergency running properties of the vehicle are guaranteed.
  • a minimum leakage so a cross-sectional difference, or - seen in the flow direction - a difference of the areas of inner tube and valve flap, or a distance between the peripheral contours of the valve flap and the inner contour of opposite contours of the pipe section of up to 30%, preferably between 20-30%, particularly advantageously between 20 and 25%, but in particular at least 5%.
  • the Abgasanlagenend Scheme ie the area where the exhaust gas exits, or the entire exhaust end, have a deviating from the circular cross section and a (prefabricated) profile tube, as well as a flat tube, elliptical od. Like. be educated.
  • this area can also be provided with an exhaust flap unit, ie directly as the exhaust system end, wherein the cross section of the end region of the exhaust system, as well as the valve flap, so the entire optical design of this area, adapted to the design of the vehicle and / or the desired noise behavior could be. It can then even the so-called tailpipe aperture be saved.
  • Such an embodiment of the Abgasanlagenend Schemees may also be advantageous in cases where previously several, z. B. two exhaust pipes open into a common tailpipe.
  • the invention relates to the entire exhaust system, it is in the area of the so-called rear system, within which at least the majority of the components is, with particular advantage applicable.
  • FIG. 1 shows the invention, representative of other applications, using a valve unit in view
  • Fig. 3 is a section along the line III-III.
  • the valve unit 1 as a component and prefabricated unit has a drive unit 2 with an output shaft 3, which moves via a clutch 4, the valve shaft 5 with its valve flap 6 between a most open and a closed position.
  • the valve flap is provided in a pipe section which, like the flap 6, has a cross section deviating from the circular cross section, here an elliptical cross section.
  • Pipe section 7 and drive unit 2 are connected to each other via a console, not shown.
  • both the pipe 7 has transition regions 7a, 7b and the connecting pipes 8 and 9 connecting portions 8a and 9a as Ein- or Aufsteck Schemee the same shape, adequate or congruent to the pipe 7.
  • the exhaust flap has by attaching a flattening a smaller cross section than the tube 7, so that in the most closed position, a predetermined leakage arises and thus emergency running properties of the internal combustion engine are maintained.
  • DE patent application DE 10 2013 003 981.9 of 10 March 2013 and DE patent application Ser. K 0212, the contents of which are incorporated in the present application.
  • the tailpipe of an exhaust system may, as shown in Fig. 2, have a circular cross section and with an exhaust valve device. 1 be provided with the exhaust-side end of the tube 7 may represent directly the end of the exhaust system, but also running longer and can also be the end region flanged od. Like. Can be formed.
  • the invention relates to the entire exhaust system, it is in the area of the so-called rear system, within which at least the majority of the components is, with particular advantage applicable.

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Abstract

The invention relates to an exhaust-gas system and to the components and sub-assembly thereof.

Description

Beschreibung :  Description :
Abqasanlage  Abqasanlage
Die Erfindung betrifft eine zwischen Auslasskrümmer einer Brennkraftmaschine und ihrem Endbereichsabschnitt mit Austrittsöffnung sich erstreckende Abgasanlage für Kraftfahrzeuge mit dazwischen als Baueinheiten eingesetzten Komponenten, wie Katalysator, Bypasskühler, thermoelektrische Wandler, Wärmetauscher, Abgasklappeneinrichtung und dgl., insbesondere soweit diese aus Rohr oder geformtem Blech bestehen, mit Ein- und Ausgangsbereichen als Verbindungsbereichen, um über diese mittels Zwischen- bzw. Verbindungsrohrabschnitten mit anderen Komponenten oder Elementen verbunden zu werden. The invention relates to a between exhaust manifold of an internal combustion engine and its Endbereichsabschnitt with outlet opening extending exhaust system for motor vehicles with components used therebetween as units, such as catalyst, bypass cooler, thermoelectric converter, heat exchanger, exhaust valve device and the like., Especially if they are made of pipe or shaped sheet metal, with input and output areas as connection areas to be connected via this by means of intermediate or connecting pipe sections with other components or elements.
Dabei bestehen die Zwischen- bzw. Verbindungsrohre, die die verschiedenen Komponenten miteinander verbinden, aus runden, kreisförmige Querschnitte aufweisenden Rohrabschnitten, die durch Verschweißen, mittels Flanschen, Schellen, oder anderen Mitteln mit den Komponenten verbunden sind. Manche dieser Komponenten haben einen anderen als kreisringförmigen Funktionsquerschnitt, sodass davor und dahinter, also an den Ein- und Ausgangsbereichen, Übergangsbereiche mit kreisförmigem Endabschnitt, z. B. kreisförmigem Ein- bzw. Aufsteckbereich angebracht, z. B. angeformt werden müssen, um die entsprechende Komponente mittels eines Zwischen- bzw. Verbindungsrohres mit kreisförmigem Querschnitt mit der nächsten Komponente zu verbinden. Auch die Endbereiche einer Abgasanlage, die meist in eine Endrohrblende einmünden, jedoch nicht fest, also nicht z. B. verschweißt mit dieser sind, haben kreisförmigen Querschnitt. Verschiedene Komponenten, wie z. B. Abgasklappen, die als Baueinheit in eine Abgasanlage eingebunden sind, haben über ihren Funktionsabschnitt und darüber hinaus, über die gesamte Länge der Einheit, wozu auch die Übergangsbereiche gehören, einen kreisförmigen Querschnitt, wohl weil solch kreisförmiger Querschnitt allgemein zumindest strömungsmäßig und auch - jedenfalls im ersten Anschein - in den überwiegenden Fällen preisgünstig erscheinen mag. In this case, there are the intermediate or connecting pipes, which connect the various components together, from round, circular cross-sections having pipe sections, which are connected by welding, by means of flanges, clamps, or other means with the components. Some of these components have a different than circular functional cross-section, so before and behind, ie at the input and output areas, transition areas with a circular end portion, z. B. circular on or Aufsteckbereich attached, z. B. must be formed to connect the corresponding component by means of an intermediate or connecting pipe with a circular cross section with the next component. The end of an exhaust system, which usually open into a tailpipe, but not fixed, so not z. B. welded to this are circular in cross-section. Various components, such. As exhaust valves, which are integrated as a unit in an exhaust system, have over its functional portion and beyond, over the entire length of the unit, including the transition areas include a circular cross-section, probably because such a circular cross-section generally at least fluidly and also - anyway at first glance - in the majority of cases may seem cheap.
Der vorliegenden Erfindung lag die Überlegung zugrunde, wenigstens einzelne Komponenten und sonstige Bauteile einer solchen Abgasanlage hinsichtlich wenigstens einzelner der Aspekte, wie insbesondere funktions-, bauraum- gestaltungs- kosten- und gewichtsmäßig günstiger zu gestalten, mithin die Abgasanlage insgesamt, zu optimieren.  The present invention was based on the consideration of at least individual components and other components of such an exhaust system with respect to at least one of the aspects, such as in particular function, space design cost and weight moderately cheaper, thus optimizing the exhaust system as a whole.
Dies wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch erzielt, dass der Ein- und/oder der Ausgangsbereich wenigstens einzelner Komponenten, mithin auch der entsprechende Übergangbereich bzw. der Ein- bzw. Aufsteckbereich der Komponente(n) und/oder die Austrittsöffnung im Endbereich der Abgasanlage einen vom kreisförmigen Querschnitt abweichenden Querschnitt aufweist. This is achieved according to the present invention in that the input and / or the output region of at least individual components, and thus also the corresponding transition region or the insertion or plug-on region of the component (s) and / or the outlet opening in the end region of the exhaust gas system has a cross section deviating from the circular cross section.
Vorteilhafterweise hat zumindest auch das die Komponente mit einer anderen verbindende oder zu verbindende Zwischen- bzw. Verbindungsrohr einen entsprechenden, angepassten bzw. adäquaten bzw. kongruenten Querschnitt zumindest im Übergangbereich bzw. im Ein- bzw. Aufsteckbereich, wobei es in vielen Fällen vorteilhaft sein kann, wenn sich dieser Querschnitt zumindest über wesentliche Bereiche der Längserstreckung des Zwischen- bzw. Verbindungsrohres oder über die Gesamtlänge erstreckt. Dieser Querschnitt kann aber auch zumindest abschnittsweise anderen Gegebenheiten angepasst, z. B. aus Platzgründen, oder aus thermischen Gründen, um z. B. eine verbesserte Wärmeabstrahlung oder einen besseren Wärmeübergang zu erzielen od. dg I . , entsprechend ausgebildet sein. Im Falle von Komponenten mit vom kreisförmigen Querschnitt abweichendem Funktionsbereich erhalten auch der Ein- und/oder der Ausgangsbereich einer solchen Komponente einen entsprechenden, vom kreisförmigen Querschnitt abweichenden Querschnitt. Advantageously, at least the intermediate or connecting tube connecting or connecting the component to another has a corresponding, adapted or adequate or congruent cross-section, at least in the transition region or in the insertion or attachment region, whereby it can be advantageous in many cases when this cross-section extends at least over substantial areas of the longitudinal extension of the intermediate or connecting pipe or over the entire length. This cross-section can also at least partially adapted to other conditions, eg. B. for reasons of space, or for thermal reasons, for. B. to achieve improved heat dissipation or better heat transfer od. Dg I. be trained accordingly. In the case of components having a functional region deviating from the circular cross section, the input and / or the output region of such a component also receive a corresponding cross section deviating from the circular cross section.
Gemäß einem weiteren Erfindungsgedanken können auch zumindest die wesentlichen Funktionsbereiche von Komponenten wenigstens über wesentliche Bereiche ihrer Längserstreckung, so gestaltet oder umgestaltet werden, dass diese vorzugsweise mitsamt wenigstens einem ihrer Ein- und/oder Ausgangsbereiche bzw. Ein- bzw. Aufsteckbereichen einen vom kreisförmigen Querschnitt abweichenden Abschnitt , insbesondere einen solchen aus einem Rohrabschnitt, vorzugsweise aus einem Profilrohr, aufweisen. Im Falle einer Abgasklappeneinheit, bestehend aus einem Rohrabschnitt als Funktionsabschnitt, einer an diesem gelagerten und in diesen eintauchenden Klappenwelle, auf der eine im Rohrabschnitt befindliche Ventilklappe vorgesehen ist und die Klappenwelle mit einer Abtriebswelle eines Antriebsmittels wirkverbunden ist, um die Ventilklappe zwischen einer offenen und einer geschlossenen Position zu bewegen, bedeutet dies, dass wenigstens der Funktionsbereich, also der Längsbereich des Rohres, über den die Klappe wirksam ist, vorzugsweise auch der Bereich bis zu wenigstens einem der Endbereiche, in vielen Fällen in besonders vorteilhafter Weise der gesamte Rohrabschnitt der Abgasklappeneinheit, einen vom kreisförmigen Querschnitt abweichenden Querschnitt aufweist. Bei solchen Abgasklappen, insbesondere wenn sie motorbetrieben sind, beispielsweise über einen Seilzug, ein Gestänge oder direkt oder indirekt unter Zwischenschaltung eines Getriebes (in der Regel ein Schneckengetriebe) von einem Motor, wie einem insbesondere an der Abgasklappe vorgesehenen Elektromotor, kann es nämlich vorkommen, dass diese Aktuatorik ausfällt, sei es durch Stromausfall oder mechanische Defekte. Wenn sich dies gerade ereignet in einer geschlossenen oder praktisch geschlossenen Stellung der Ventilklappe, kommt es zunächst zu einer unkontrollierten Druckerhöhung, welche dann zu einem unkontrollierten Sillstand der Antriebsmaschine mit Beschädigungen derselben oder anderer Komponenten im Antriebsstrang kommen kann, was wiederum eine Unfallgefahr mit sich bringt, was insbesondere bei Motorrädern dramatisch sein kann. Hier kommt als besondere Gefahr noch das Auftreffen von Spritzwasser im Bereich der Abgasklappe hinzu, was mit einer schockartigen Abkühlung des heißen Abgasrohres verbunden ist und zu Klappenklemmern führen kann. Um die Auswirkungen solcher durch elektrische oder mechanische Störungen verursachten Ausfälle der Aktuatorik zu reduzieren, ist es bereits bekannt geworden, Notlaufmaßnahmen vorzusehen, so unter zusätzlicher Verwendung eines Kondensators, der mittels zusätzlicher Steuerung bei einem Stromausfall einen Mindestöffnungswinkel der Ventilklappe gewährleisten soll. Dies bedeutet jedoch einen erheblichen Mehraufwand und es sind auch sowohl derartige Steuerungsmittel als auch ein solcher Kondensator selbst störanfällig, zumal die Abgasanlage das System mit den größten Schwingungsamplituden im Antriebsstrang darstellt. Hier lässt sich die Erfindung in ganz besonders vorteilhafter Weise einsetzen, wobei darüberhinaus die Ausgestaltung von Ventilklappe und/oder zugehörigem Rohrabschnitt so gewählt wird, dass in der geschlossenen Stellung zwischen der Innenkontur des Rohrabschnittes und der Ventilklappe ein Zwischenraum verbleibt. Es besteht also in der„geschlossenen" Stellung der Ventilklappe- auch als Blende bezeichnet- eine Querschnittsdifferenz, bzw. - in Strömungsrichtung gesehen - eine Differenz der wirksamen Flächen von innerer Rohrkontur und Ventilklappe, bzw. ein Abstand zwischen Umfangskonturen der Ventilklappe und der Innenkontur von gegenüberliegenden Konturen des Rohrabschnittes, zur Erzeugung einer gezielten, vorbestimmten Leckage, die größer ist, als die durch die üblichen Fertigungstoleranzen sich ergebende Leckage und die zumindest noch Notlaufeigenschaften der Brennkraftmaschine garantiert. Dies kann gemäß einem Erfindungsmerkmal dadurch erzielt werden, indem die üblicherweise einen zumindest im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweisende Ventilklappe und/oder der üblicherweise ebenfalls einen zumindest im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweisende Rohrabschnitt einen von dem kreisförmigen Querschnitt abweichenden Querschnitt ausweist(en). Es kann dabei der Querschnitt des Rohrabschnittes, wie bisher üblich, einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen und die Blende zumindest annähernd elliptisch ausgebildet sein (oder umgekehrt), wobei die große Halbachse der Ventilklappe quer zur Klappenwelle ausgerichtet ist. Die Endstellung der Klappe kann dabei quer zur Längsrichtung des Rohrabschnittes vorgesehen oder vor Erreichen der Querstellung und durch Anschlag der Klappenkonturen im Bereich deren längerer Halbachse an den Konturen des Rohres definiert sein, oder es kann ein gesonderter Anschlag vorgesehen sein. Eine solche Ausgestaltung jedenfalls schließt die oben erwähnten Klappenklemmer aus und gewährleistet zuverlässig das Vorhandensein von Notlaufeigenschaften im Falle von Defekten in der Aktuatorik, zumal diese durch die Erfindung gewährleistete Funktion nicht abhängig ist von anderen Aggregaten, sondern diese Funktion von den ohnehin vorhandenen Bauteilen durch die erfindungsgemäße Gestaltung derselben erfüllt wird. According to a further concept of the invention, at least the essential functional areas of components, at least over substantial areas of their longitudinal extent, can be designed or redesigned so that they preferably deviate from the circular cross-section, together with at least one of their input and / or output areas or plug-in areas Section, in particular such from a pipe section, preferably from a profile tube having. In case of a Exhaust gas flap unit, consisting of a pipe section as a functional section, a valve shaft mounted on this and immersed in this valve shaft, on which a pipe section located in the valve section is provided and the flap shaft is operatively connected to an output shaft of a drive means to the valve between an open and a closed position move, this means that at least the functional area, so the longitudinal region of the tube over which the flap is effective, preferably also the area up to at least one of the end regions, in many cases in a particularly advantageous manner the entire pipe section of the exhaust valve unit, one of the circular Cross section has different cross section. In such exhaust valves, in particular when they are motor-driven, for example via a cable, a linkage or directly or indirectly with the interposition of a transmission (usually a worm gear) of an engine, such as a particular provided on the exhaust valve electric motor, it may happen namely, that this actuator fails, whether due to power failure or mechanical defects. If this happens in a closed or practically closed position of the valve flap, it comes first to an uncontrolled pressure increase, which can then lead to an uncontrolled Sillstand the prime mover with damage to the same or other components in the drive train, which in turn brings with it a risk of accidents, which can be dramatic especially with motorcycles. Here comes as a special risk nor the impact of splashing water in the region of the exhaust valve added, which is associated with a shock-like cooling of the hot exhaust pipe and can lead to Klappenklemmern. In order to reduce the effects of such failures of the actuator system caused by electrical or mechanical disturbances, it is already known has become emergency measures to provide, so with the additional use of a capacitor which is to ensure a minimum opening angle of the valve flap by means of additional control in case of power failure. However, this means a considerable extra effort and it is also both such control means and such a capacitor itself susceptible to failure, especially since the exhaust system is the system with the largest vibration amplitudes in the drive train. Here, the invention can be used in a particularly advantageous manner, moreover, the configuration of the valve flap and / or associated pipe section is selected so that in the closed position between the inner contour of the pipe section and the valve flap remains a gap. Thus, in the "closed" position of the valve flap - also referred to as a diaphragm - a cross-sectional difference, or - seen in the flow direction - a difference of the effective areas of inner tube contour and valve flap, or a distance between the circumferential contours of the valve flap and the inner contour of opposite contours of the pipe section, to produce a targeted, predetermined leakage, which is greater than that guaranteed by the usual manufacturing tolerances leakage and at least the emergency running characteristics of the internal combustion engine guaranteed having substantially circular cross-section valve flap and / or the usually also has an at least substantially circular cross-section having a pipe section deviating from the circular cross-section (s) Nitt of the pipe section, as usual, have a circular cross-section and the aperture formed at least approximately elliptical be (or vice versa), wherein the large half-axis of the valve flap is aligned transversely to the flap shaft. The end position of the flap can be provided transversely to the longitudinal direction of the pipe section or defined before reaching the transverse position and by stopping the flap contours in the region of its longer semi-axis on the contours of the pipe, or it can be provided a separate stop. Such an embodiment in any case excludes the above-mentioned flap clamps and reliably ensures the existence of emergency running properties in the case of defects in the actuator, especially since this function guaranteed by the invention is not dependent on other units, but this function of the already existing components by the invention Design of the same is met.
Eine erfindungsgemäße Ventileinheit kann sich aber auch dadurch auszeichnen, dass die Ventilklappe an ihrem Außenumfang zumindest eine Abflachung, einen Ausschnitt, eine Aussparung od. dgl. aufweist. However, a valve unit according to the invention can also be characterized in that the valve flap has at least one flattening, a cutout, a recess or the like at its outer circumference.
Es ist ein besonderes Wesen dieses Erfindungsgedankens, dass das Abgassystem im Bereich der Ventilklappe eine vorherbestimmte, gezielte Leckage, mithin auch eine gezielte, vorbestimmte Undichtigkeit aufweist, die größer ist als die ohnehin durch die üblichen Fertigungsmethoden entstehende Leckage bzw. Undichtigkeit und diese gerade so gewählt werden, dass Notlaufeigenschaften des Fahrzeuges gewährleistet sind. Hierbei kann eine Mindestleckage, also eine Querschnittsdifferenz, bzw. - in Strömungsrichtung gesehen - eine Differenz der Flächen von innerem Rohr und Ventilklappe, bzw. ein Abstand zwischen Umfangskonturen der Ventilklappe und der Innenkontur von gegenüberliegenden Konturen des Rohrabschnittes von bis zu 30 %, vorzugsweise zwischen 20 - 30%, besonders vorteilhafter Weise zwischen 20 und 25% liegen, insbesondere jedoch mindestens 5% betragen. It is a special feature of this inventive idea that the exhaust system in the valve flap has a predetermined, targeted leakage, and consequently also a targeted, predetermined leak, which is greater than the leakage or leakage that occurs anyway by the usual production methods and these are just chosen be that emergency running properties of the vehicle are guaranteed. Here, a minimum leakage, so a cross-sectional difference, or - seen in the flow direction - a difference of the areas of inner tube and valve flap, or a distance between the peripheral contours of the valve flap and the inner contour of opposite contours of the pipe section of up to 30%, preferably between 20-30%, particularly advantageously between 20 and 25%, but in particular at least 5%.
Wie bei einer Ventilklappeneinheit und den Verbindungsrohren, können auch andere der rohrförmigen Abschnitte der Abgasanlage, wie die Abgasanlagenendbereiche mit vom kreisförmigen Querschnitt abweichendem Querschnitt aus einem (vorgefertigten) Profilrohr, wie auch aus einem Flachrohr hergestellt sein . As with a flap valve unit and the connecting pipes, other of the tubular portions of the exhaust system, such as the Abgasanlagenendbereiche with deviating from the circular cross-section of a (prefabricated) profile tube, as well as a flat tube can be made.
Gemäß der Erfindung kann auch der Abgasanlagenendbereich, also der Bereich, an dem das Abgas austritt, oder das gesamte Abgasendrohr, einen vom kreisförmigen Querschnitt abweichendem Querschnitt aufweisen und aus einem (vorgefertigten) Profilrohr, wie auch aus einem Flachrohr bestehen, elliptisch od. dgl . ausgebildet sein. Dabei kann dieser Bereich auch mit einer Abgasklappeneinheit versehen sein, also direkt als Abgasanlagenende, wobei der Querschnitt des Endbereiches der Abgasanlage, als auch der der Ventilklappe, also die gesamte optische Gestaltung dieses Bereiches, auch dem Design des Fahrzeuges und/oder dem gewollten Geräuschverhalten angepasst sein können. Es kann dann sogar die sogenannte Endrohrblende blende eingespart werden. Eine solche Ausgestaltung des Abgasanlagenendbereiches kann auch in Fällen von Vorteil sein, in denen bisher mehrere, z. B. zwei Abgasleitungen in eine gemeinsame Endrohrblende münden. According to the invention, the Abgasanlagenendbereich, ie the area where the exhaust gas exits, or the entire exhaust end, have a deviating from the circular cross section and a (prefabricated) profile tube, as well as a flat tube, elliptical od. Like. be educated. In this case, this area can also be provided with an exhaust flap unit, ie directly as the exhaust system end, wherein the cross section of the end region of the exhaust system, as well as the valve flap, so the entire optical design of this area, adapted to the design of the vehicle and / or the desired noise behavior could be. It can then even the so-called tailpipe aperture be saved. Such an embodiment of the Abgasanlagenendbereiches may also be advantageous in cases where previously several, z. B. two exhaust pipes open into a common tailpipe.
Obwohl die Erfindung sich auf die gesamte Abgasanlage bezieht, ist sie im Bereich der sogenannten hinteren Anlage, innerhalb der sich zumindest die Mehrzahl der Komponenten befindet, mit besonderem Vorteil anwendbar. Although the invention relates to the entire exhaust system, it is in the area of the so-called rear system, within which at least the majority of the components is, with particular advantage applicable.
Anand der Fig. 1 bis 3 sei die Erfindung näher erläutert. Fig. 1 zeigt die Erfindung, stellvertretend für andere Anwendungsfälle, anhand einer Ventilklappeneinheit in Ansicht, Anand of Fig. 1 to 3, the invention will be explained in more detail. 1 shows the invention, representative of other applications, using a valve unit in view,
Fig. 2 einen Schnitt geroäß de_r Linie II-II, 2 shows a section geroäß de_r line II-II,
Fig. 3 einen Schnitt gemäß der Linie III-III. Die Ventilklappeneinheit 1 als Komponente und vorgefertigte Einheit besitzt eine Antriebseinheit 2 mit einer Abtriebswelle 3, die über eine Kupplung 4 die Klappenwelle 5 mit ihrer Ventilklappe 6 zwischen einer am weitesten geöffneten und einer am weitesten geschlossenen Stellung bewegt. Die Ventilklappe ist in einem Rohrabschnitt vorgesehen, die, ebenso wie die Klappe 6, einen vom kreisförmigen Querschnitt abweichenden Querschnitt besitzt, hier einen elliptischen Querschnitt. Rohrabschnitt 7 und Antriebseinheit 2 sind über eine nicht näher dargestellte Konsole miteinander verbunden. Fig. 3 is a section along the line III-III. The valve unit 1 as a component and prefabricated unit has a drive unit 2 with an output shaft 3, which moves via a clutch 4, the valve shaft 5 with its valve flap 6 between a most open and a closed position. The valve flap is provided in a pipe section which, like the flap 6, has a cross section deviating from the circular cross section, here an elliptical cross section. Pipe section 7 and drive unit 2 are connected to each other via a console, not shown.
Verbindungsrohre als Zu- und Abführrohre 8 und 9 verbinden die Komponente 1 mit anderen Komponenten oder Bauteilen. Hierfür besitzt sowohl das Rohr 7 Übergangsbereiche 7a, 7b als auch die Verbindungsrohre 8 und 9 Verbindungsbereiche 8a und 9a als Ein- bzw. Aufsteckbereiche die formgleich, adäquat bzw. kongruent sind zum Rohr 7. Die Abgasklappe hat durch Anbringung einer Abflachung einen geringeren Querschnitt als das Rohr 7, sodass in der am weitesten geschlossenen Position eine vorbestimmte Leckage entsteht und damit Notlaufeigenschaften der Brennkraftmaschine erhalten bleiben. Auf die DE Patentanmeldung DE 10 2013 003 981.9 vom 10. März 2013 und die DE Patentanmeldung... eig. Zeichen K 0212 , deren Inhalte in die vorliegende Anmeldung integriert seien, wird verwiesen. Connecting pipes as supply and discharge pipes 8 and 9 connect the component 1 with other components or components. For this purpose, both the pipe 7 has transition regions 7a, 7b and the connecting pipes 8 and 9 connecting portions 8a and 9a as Ein- or Aufsteckbereiche the same shape, adequate or congruent to the pipe 7. The exhaust flap has by attaching a flattening a smaller cross section than the tube 7, so that in the most closed position, a predetermined leakage arises and thus emergency running properties of the internal combustion engine are maintained. Reference is made to DE patent application DE 10 2013 003 981.9 of 10 March 2013 and DE patent application Ser. K 0212, the contents of which are incorporated in the present application.
Auch das Endrohr einer Abgasanlage kann, wie in Fig. 2 gezeigt, einen vom kreisförmigen Querschnitt aufweisen und mit einer Abgasklappeneinrichtung 1 versehen sein wobei das auslassseitige Ende des Rohres 7 direkt das Ende der Abgasanlage darstellen kann, aber auch länger ausgeführt ein kann und der Endbereich auch umgebördelt od. dgl. ausgebildet sein kann. Obwohl die Erfindung sich auf die gesamte Abgasanlage bezieht, ist sie im Bereich der sogenannten hinteren Anlage, innerhalb der sich zumindest die Mehrzahl der Komponenten befindet, mit besonderem Vorteil anwendbar. Also, the tailpipe of an exhaust system may, as shown in Fig. 2, have a circular cross section and with an exhaust valve device. 1 be provided with the exhaust-side end of the tube 7 may represent directly the end of the exhaust system, but also running longer and can also be the end region flanged od. Like. Can be formed. Although the invention relates to the entire exhaust system, it is in the area of the so-called rear system, within which at least the majority of the components is, with particular advantage applicable.

Claims

Patentansprüche Patent claims
1. ) Sich zwischen Auslasskrümmer einer Brennkraftmaschine und ihrem Endbereichsabschnitt mit Austrittsöffnung erstreckende Abgasanlage für1.) Exhaust system extending between the exhaust manifold of an internal combustion engine and its end section with an outlet opening
Kraftfahrzeuge mit dazwischen als Baueinheiten eingesetzten Komponenten, wie Katalysatoren, Bypasskühler, thermoelektrische Wandler, Wärmetauscher Abgasklappeneinrichtungen, und dgl. mit Ein- und Ausgangsbereichen als Verbindungsbereiche für diese verbindende Zwischen- bzw. Verbindungsrohrabschnitte, dadurch gekennzeichnet, dass der Ein- und/oder der Ausgangsbereich der Komponente(n) und/oder die Austrittsöffnung im Endbereich der Abgasanlage einen vom kreisförmigen Querschnitt abweichenden Querschnitt aufweist. Motor vehicles with components used in between as structural units, such as catalytic converters, bypass coolers, thermoelectric converters, heat exchangers, exhaust flap devices, and the like. With inlet and outlet areas as connection areas for intermediate or connecting pipe sections connecting these, characterized in that the inlet and / or the outlet area the component(s) and/or the outlet opening in the end region of the exhaust system has a cross-section that deviates from the circular cross-section.
2. ) Abgasanlage, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Komponente mit vom kreisförmigen Querschnitt abweichenden2.) Exhaust system, in particular according to claim 1, characterized in that a component with a cross section that deviates from the circular
Funktionsquerschnitt des Funktionsbereichs der Ein- und oder Ausgangsbereich einen dem Funktionsbereich zumindest annähernd angepassten Querschnitt besitzt. Functional cross section of the functional area of the input and/or output area has a cross section that is at least approximately adapted to the functional area.
3. ) Abgasanlage, insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Endbereich der Abgasanlage zumindest abschnittsweise einen vom kreisförmigen Querschnitt abweichenden Querschnitt aufweist. 3.) Exhaust system, in particular according to claim 1 or 2, characterized in that the end region of the exhaust system has, at least in sections, a cross section that deviates from the circular cross section.
4. ) Abgasanlage, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die mit den Ein- und/oder Ausgangsbereichen der Komponente(n) und/oder die mit dem Endbereich der Abgasanlage verbundenen bzw. zu verbindenden Zwischen- bzw. Verbindungsrohrabschnitte einen vom kreisförmigen Querschnitt abweichenden Querschnitt aufweisen. 4.) Exhaust system, in particular according to one of claims 1 to 3, characterized in that at least the intermediate or .Connecting pipe sections have a cross section that deviates from the circular cross section.
5. ) Abgasanlage, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest wesentliche Funktionsabschnittsbereiche einer5.) Exhaust system, in particular according to one of claims 1 to 4, characterized in that at least essential functional section areas
Komponente, im Falle einer Abgasklappeneinheit, welche aus einem Rohrabschnitt als Funktionsabschnittsbereich besteht, sowie einer an diesem gelagerten und in diesen eintauchenden Klappenwelle, auf der eine im Rohrabschnitt befindliche Ventilklappe vorgesehen ist und die Klappenwelle mit einer Abtriebswelle eines Antriebsmittels wirkverbunden ist, um die Ventilklappe zwischen einer offenen und einer geschlossenen Position zu bewegen, dieser Rohrabschnitt den vom kreisförmigen Querschnitt abweichenden Querschnitt aufweist. Component, in the case of an exhaust flap unit, which consists of a pipe section as a functional section area, as well as a flap shaft mounted on this and immersed in it, on which a valve flap located in the pipe section is provided and the flap shaft is operatively connected to an output shaft of a drive means in order to position the valve flap between To move between an open and a closed position, this pipe section has a cross section that deviates from the circular cross section.
6. ) Abgasanlage, insbesondere nach Anspruch einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der vom kreisförmigen Querschnitt abweichende6.) Exhaust system, in particular according to claim one of claims 1 to 5, characterized in that the cross section deviates from the circular
Querschnitt wesentlich, und zwar um mehr als die üblichen Toleranzen, von einer Kreisform abweicht. Cross section deviates significantly from a circular shape, namely by more than the usual tolerances.
7. ) Abgasanlage, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der abweichende Rohrquerschnitt zumindest annähernd gleichbleibend verläuft. 7.) Exhaust system, in particular according to one of claims 1 to 6, characterized in that the deviating pipe cross section is at least approximately the same.
8. ) Abgasanlage, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der abweichende Querschnitt durch ein Profilrohr gebildet ist. 8.) Exhaust system, in particular according to one of claims 1 to 7, characterized in that the different cross section is formed by a profile tube.
9. ) Abgasanlage, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der abweichende Rohrquerschnitt aus Flachrohr gebildet ist. 9.) Exhaust system, in particular according to one of claims 1 to 8, characterized in that the different pipe cross section is formed from a flat pipe.
10. ) Abgasanlage, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der abweichende Rohrquerschnitt elliptischen Querschnitt aufweist. 10.) Exhaust system, in particular according to one of claims 1 to 10, characterized in that the different pipe cross section has an elliptical cross section.
11.) Abgasanlage, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Anwendungsfalle der Erfindung bei einer Abgasklappeneinheit die große Halbachse der Ventilklappe zumindest annähernd quer zur Klappenwelle ausgerichtet ist. 11.) Exhaust system, in particular according to one of claims 1 to 10, characterized in that in the application of the invention in an exhaust flap unit, the major semi-axis of the valve flap is aligned at least approximately transversely to the flap shaft.
12. ) Abgasanlage unter Verwendung einer Ventilklappeneinheit, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das12.) Exhaust system using a valve flap unit, in particular according to one of claims 1 to 11, characterized in that
Abgassystem im Bereich der Ventilklappe eine vorherbestimmte, gezielte Leckage aufweist, die größer ist als die durch die üblichen Fertigungsmethoden entstehende Leckage. Exhaust system in the area of the valve flap has a predetermined, targeted leak that is larger than the leak caused by usual manufacturing methods.
13. ) Abgasanlage, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilklappe an ihrem Außenumfang zumindest eine13.) Exhaust system, in particular according to one of claims 1 to 12, characterized in that the valve flap has at least one on its outer circumference
Abflachung, einen Ausschnitt, eine Aussparung, Abkantung od. dgl. aufweist. Flattening, a cutout, a recess, a fold or the like.
14). Abgasanlage, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der vom kreisförmigen Querschnitt abweichende Querschnitt von Ein- und/oder Ausgangsabschnitt der Komponente und ein davor und/oder dahinter befindlicher Verbindungsrohrabschnitt einander gleichförmig bzw. kongruent angepasst, ineinander gesteckt und miteinander verbunden, z. B. verschweißt sind. 14). Exhaust system, in particular according to one of claims 1 to 13, characterized in that the cross section of the inlet and/or outlet section of the component, which deviates from the circular cross section, and a connecting pipe section located in front of it and/or behind it, are uniform to one another or congruently adapted, inserted into one another and connected to one another, e.g. B. are welded.
15. ) Abgasanlage, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasanlagenendbereich mit einen vom kreisförmigen Querschnitt abweichenden Rohrquerschnitt versehen ist, der in die im Strömungsweg davor liegende Baueinheit übergeht. 15.) Exhaust system, in particular according to one of the preceding claims, characterized in that the exhaust system end region is provided with a pipe cross section that deviates from the circular cross section and which merges into the structural unit lying in front of it in the flow path.
16. ) Abgasanlage, insbesondere nach einem der Ansprüche 1-15, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasanlagenendbereich in seinem vom kreisförmigen Querschnitt abweichenden Rohrabschnitt zumindest eine Abgasklappe enthält. 16.) Exhaust system, in particular according to one of claims 1-15, characterized in that the exhaust system end region contains at least one exhaust flap in its pipe section which deviates from the circular cross section.
17.) Abgasanlage, insbesondere nach einem der Ansprüche 1-16, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Abgasrohre in den vom kreisförmigen Querschnitt abweichenden Abgasanlagenendbereich übergehen. 17.) Exhaust system, in particular according to one of claims 1-16, characterized in that several exhaust pipes merge into the exhaust system end area which deviates from the circular cross section.
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