DE102006056073A1 - Krümmer für eine Abgasanlage - Google Patents

Abstract

Bei einem Krümmer (10) für eine Abgasanlage ist vorgesehen, dass ein Eingangsflansch (12), ein Ausgangsflansch (16) und ein Gehäuseteil (14) als separate Teile ausgeführt und miteinander verbunden sind.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Krümmer für eine Abgasanlage, insbesondere einen Abgaskrümmer, der unmittelbar an einen Verbrennungsmotor angeschraubt wird und an den wiederum die weiteren Bauteile der Abgasanlage angebracht werden.
• Abgaskrümmer sind in den verschiedensten Ausgestaltungen bekannt. Allen Abgaskrümmern gemeinsam ist, daß sie sehr hohen thermischen und schwingungstechnischen Belastungen ausgesetzt sind.
• Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Abgaskrümmer zu schaffen, der sich durch besonders geringe Herstellungskosten auszeichnet, während er gleichzeitig die üblichen Anforderungen hinsichtlich thermischer und mechanischer Festigkeit erfüllt.
• Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß ein Krümmer für eine Abgasanlage vorgesehen, mit einem Eingangsflansch, einem Ausgangsflansch und einem Gehäuseteil, die als separate Teile ausgeführt und miteinander verbunden sind. Anders ausgedrückt handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Krümmer um ein Verbundbauteil, bei dem die einzelnen Komponenten unterschiedlich ausgeführt sind, so daß sie optimal an die jeweiligen Anforderungen angepaßt sind. Dies betrifft sowohl das Material für die einzelnen Komponenten als auch das Herstellungsverfahren und/oder die Wandstärke. Auf diese Weise können besonders geringe Herstellungskosten erhalten werden.
• Das Gehäuseteil kann aus Blech bestehen und insbesondere ein Ziehteil sein. Dies ermöglicht besonders geringe Herstellungskosten.
• Vorzugsweise ist das Gehäuseteil mit dem Eingangsflansch verlötet. Dies ermöglicht eine prozeßsichere Herstellung des Krümmers mit hohen Taktraten.
• Vorzugsweise ist vorgesehen, daß das Gehäuseteil einen Bund aufweist, der flächig am Eingangsflansch anliegt. Der Bund des Gehäuseteils verstärkt den Eingangsflansch, so daß dieser aus einem Material mit einer geringeren Wandstärke hergestellt werden kann. Bisher mußte der Eingangsflansch mit einer Materialstärke von mindestens 3 mm hergestellt werden, damit gewährleistet ist, daß er eben am Motorblock anliegt. Mit dem erfindungsgemäßen Krümmer ist es möglich, den Eingangsflansch mit einer geringeren Dicke auszuführen, beispielsweise 2,5 mm oder sogar noch dünner (z.B. 2,0 mm oder 1,7 mm), und dennoch, aufgrund der vom Bund des Gehäuseteils bewirkten Verstärkung, die flächige Anlage am Motorblock zu gewährleisten. Der Bund des Gehäuseteils bewirkt nämlich eine Verstärkung des Eingangsflansches genau dort, wo sie erforderlich ist, nämlich entlang dem Außenumfang. In der Mitte des Eingangskrümmers, also zwischen den Auslaßöffnungen des Motors, ist die geringere Wandstärke des Einlaßkrümmers kein Problem, da es in diesem Bereich nicht auf eine flächige Anlage des Eingangsflansches ankommt.
• Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, daß das Gehäuseteil eine Innenschale und eine Außenschale aufweist. Es ist also ein zweischaliger Krümmer geschaffen, bei dem beispielsweise zwischen der Innenschale und der Außenschale ein Luftspalt vorgesehen sein kann.
• Auch der Ausgangsflansch des Krümmers kann mit dem Gehäuseteils verlötet sein. Falls auf diese Weise die notwendigen Festigkeitswerte nicht erreicht werden, kann auch eine Schweißnaht verwendet werden.
• Der Ausgangsflansch ist vorzugsweise ein Massivteil oder ein Sinterteil. Der Eingangsflansch kann dagegen ein Blechstanzteil sein. Auch dies führt zu geringen Herstellungskosten.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand verschiedener Ausführungsformen beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. In diesen zeigen:
• 1 einen Querschnitt durch einen Krümmer gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
• 2 den Krümmer von 1 in einer teilgeschnittenen Seitenansicht;
• 3 eine Unteransicht des Eingangsflansches des Krümmers von 1;
• 4 eine Variante des Eingangsflansches;
• 5 einen Querschnitt durch einen Krümmer gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
• 6 einen Querschnitt durch einen Krümmer gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
• 7 eine teilgeschnittene Seitenansicht eines Krümmers gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung; und
• 8 eine teilgeschnittene Seitenansicht eines Krümmers gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung.
• In den 1 bis 3 ist ein Krümmer 10 gezeigt, der Teil einer Abgasanlage für Verbrennungsmotoren ist, insbesondere für Kraftfahrzeuge. Der Krümmer 10 weist als wesentliche Bestandteile einen Eingangsflansch 12, ein Gehäuseteil 14 und einen Ausgangsflansch 16 auf. Alle drei sind als getrennte Bauteile hergestellt und anschließend zusammengefügt.
• Der Eingangsflansch 12 ist das Bauteil, das später am Zylinderkopf des Motors angebracht wird. Es ist als im wesentlichen ebenes Bauteil aus Blech ausgeführt, dessen Randabschnitte um 90° abgebogen sind, so daß vier Stege 13 gebildet sind, die sich in Richtung zum Ausgangsflansch erstrecken und die Steifigkeit erhöhen. Der Eingangsflansch 12 besteht insbesondere aus einem gestanzten und gebogenen Blechteil.
• Das Gehäuseteil 14 besteht aus Blech und ist als Ziehteil ausgeführt. Es weist auf der dem Eingangsflansch 12 zugewandten Seite einen Bund 18 auf, der flächig am Eingangsflansch 12 anliegt, und zwar im Bereich zwischen den umgebogenen Rändern und den Durchgangsöffnungen 17. Sowohl der Eingangsflansch 12 als auch der Bund 18 des Gehäuseteils 14 sind mit mehreren Öffnungen 20 versehen, durch die sich später Befestigungsschrauben hindurcherstrecken können, mit denen der Krümmer 10 am Motorblock befestigt werden kann.
• Der Eingangsflansch 12 ist mittig mit mehreren Durchgangsöffnungen 17 versehen, durch die später das Abgas aus den Auslaßkanälen des Zylinderkopfes in den Krümmer einströmen kann.
• Das Gehäuseteil 14 und der Eingangsflansch 12 sind miteinander verlötet, insbesondere mit einem Hochtemperaturlot. Die gebildete Lotnaht ist mit dem Bezugszeichen 22 versehen. Sie erstreckt sich zwischen dem Bund 18 des Gehäuseteils 14 und dem Eingangsflansch 12. Der fest mit dem Eingangsflansch 12 verbundene Bund 18 bewirkt, zusammen mit den Stegen 13, eine solche Verstärkung des Eingangsflansches in dem Bereich, in dem es auf eine flächige Anlage am Zylinderkopf des Motors ankommt, nämlich im Bereich der Öffnungen 20, so daß der Eingangsflansch 12 mit einer geringeren Wandstärke ausgeführt werden kann als üblicherweise. Insbesondere kann Blech mit einer Wandstärke im Bereich von 1,7 bis 2,0 mm verwendet werden.
• An der vom Eingangsflansch 12 abgewandten Seite des Gehäuseteils 14 ist der Ausgangsflansch 16 angebracht. Bei der hier gezeigten Ausführungsform ist der Ausgangsflansch 16 mit einem Durchbruch 24 versehen, in den das Gehäuseteil 14 eingesteckt ist. Zur Befestigung ist eine umlaufende Schweißnaht 26 vorgesehen. Der Ausgangsflansch 16 kann ein massives Bauteil aus Metall sein, beispielsweise Blech mit einer hohen Wandstärke, oder auch ein Sinterteil.
• In 4 ist eine Variante des Eingangsflanschs 12 der in den 1 bis 3 dargestellten ersten Ausführungsform gezeigt. Der Unterschied besteht darin, daß bei dem Eingangsflansch von 4 die Durchgangsöffnungen 17 nicht rund sind, sondern elliptisch.
• In 5 ist ein Krümmer gemäß einer zweiten Ausführungsform gezeigt. Der Unterschied gegenüber der ersten Ausführungsform besteht darin, daß bei der zweiten Ausführungsform der Ausgangsflansch 16 ein Sinterteil ist. Dieses ist mit einem Stutzen 30 versehen, auf den das Gehäuseteil 14 aufgesteckt ist. Zur Verbindung zwischen dem Gehäuseteil 14 und dem Ausgangskrümmer 16 wird eine Lotnaht 32 verwendet, beispielsweise aus Hochtemperaturlot.
• In 6 ist ein Krümmer gemäß einer dritten Ausführungsform gezeigt. Der Unterschied zur zweiten Ausführungsform besteht darin, daß der als Sinterteil ausgeführte Ausgangskrümmer 16 einen Stutzen 30 aufweist, der mit einer Nut 34 versehen ist. In die Nut 34 ist das Gehäuseteil 14 eingesteckt und dort verlötet. Es ergibt sich eine Lotnaht mit einem U-förmigen Querschnitt.
• Die zweite und die dritte Ausführungsform zeichnen sich durch eine besonders sichere und leicht herstellbare Verbindung zwischen dem Gehäuseteil 14 und dem Ausgangsstutzen 16 aus. Da sowohl seitens des Eingangsflansches als auch seitens des Ausgangsflansches jeweils eine Lotverbindung verwendet wird, können alle Nähte gleichzeitig hergestellt werden. Dies ermöglicht besonders hohe Taktraten.
• In 7 ist eine vierte Ausführungsform des Krümmers gezeigt. Der Unterschied zu den vorhergehenden Ausführungsformen besteht darin, daß das Gehäuseteil 14 zweischalig ausgebildet ist, also aus einer Außenschale 14A und einer Innenschale 14B besteht.
• Aufgrund der doppelwandigen Schale ergibt sich eine Verbesserung der Akustik.
• In 8 ist ein Krümmer gemäß einer vierten Ausführungsform gezeigt. Der Unterschied zur dritten Ausführungsform besteht darin, daß die Außenschale 14A und die Innenschale 14B im Abstand voneinander angeordnet sind, so daß sich dazwischen ein Isolierspalt 40 befindet. Der Isolierspalt kann mit einem Schutzgas gefüllt sein, beispielsweise Argon, wenn der Krümmer unter Schutzgas gelötet wurde, oder es kann sich ein Vakuum im Isolierspalt befinden, wenn der Krümmer unter Vakuum gelötet wurde. Auf diese Weise ergibt sich zusätzlich zur Verbesserung der Akustik auch eine gute Wärmeisolierung, welche die Wärmeisolierung übertrifft, die mit einem mit Luft gefüllten Isolierspalt erzielbar wäre.

10

Krümmer

12

Eingangsflansch

13

Steg

14

Gehäuseteil

16

Ausgangsflansch

17

Durchgangsöffnung

18

Bund

20

Öffnung

22

Lotnaht

24

Durchbruch

26

Schweißnaht

30

Stutzen

32

Lotnaht

34

Nut

40

Isolierspalt

Claims (19)

1. Krümmer (10) für eine Abgasanlage, mit einem Eingangsflansch (12), einem Ausgangsflansch (16) und einem Gehäuseteil (14), die als separate Teile ausgeführt und miteinander verbunden sind.
2. Krümmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuseteil (14) aus Blech besteht.
3. Krümmer nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuseteil (14) eine Ziehteil ist.
4. Krümmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuseteil (14) mit dem Eingangsflansch (12) verlötet ist.
5. Krümmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuseteil (14) einen Bund (18) aufweist, der flächig am Eingangsflansch (12) anliegt.
6. Krümmer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangsflansch (12) mit Öffnungen (20) für Befestigungsschrauben versehen ist und daß sich die Öffnungen (20) durch den Bund (18) erstrecken.
7. Krümmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangsflansch (12) eine Dicke von maximal 2,5 mm aufweist.
8. Krümmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangsflansch (12) stegartige abgebogene Randbereiche (13) aufweist.
9. Krümmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuseteil (14) eine Innenschale (14B) und eine Außenschale (14A) aufweist.
10. Krümmer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen der Innenschale (14B) und der Außenschale (14A) ein Isolierspalt (40) befindet.
11. Krümmer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierspalt (40) Vakuum oder ein Schutzgas enthält.
12. Krümmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangsflansch (16) mit dem Gehäuseteil (14) verlötet ist.
13. Krümmer nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangsflansch (16) mit dem Gehäuseteil (14) verschweißt ist.
14. Krümmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangsflansch (16) einen Durchbruch (24) aufweist, in den das Gehäuseteil (14) eingesteckt ist.
15. Krümmer nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangsflansch (16) einen Stutzen (30) aufweist, auf den das Gehäuseteil (14) aufgesteckt ist.
16. Krümmer nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangsflansch (14) einen Stutzen (30) aufweist, der mit einer Nut (32) versehen ist, in die das Gehäuseteil (14) eingesteckt ist.
17. Krümmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangsflansch (16) ein Massivteil ist.
18. Krümmer nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangsflansch (16) ein Sinterteil ist.
19. Krümmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangsflansch (12) ein Blechstanzteil ist.