DE19526084A1 - Abgasrohrkrümmer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Abgasrohrkrümmer für mindestens zwei mit jeweils einem der Zylinder einer Brennkraftmaschine verbundene Abgasrohre nach der Gaffung des Hauptanspruches

Ein derartiger Abgasrohrkrümmer ist beispielsweise in der DE 34 31 759 C2 beschrieben. Zwei direkt oder indirekt mit den Zylindern der Brennkraftmaschine verbundene Abgasrohre sind über ein sie außen umfassendes Sammlergehäuse mit einem weiterführenden Sammelrohr verbunden. Die beiden Abgasrohre verlaufen im Eintrittsbereich nahezu parallel und beabstandet zueinander. Das sie umfassende Sammlergehäuse in Schalenbauweise umgibt sie dazu im Eintrittsbereich mit einer im Querschnitt brillenförmigen Dichtnaht. Ein derartiges Sammlergehäuse bzw. die Eintrittsstelle der Abgasrohre in dieses Sammlergehäuse ist aufwendig zu fertigen und erfordert sehr hohe technische Aufwendungen für das Herstellen einer dichten Verbindung zwischen den Abgasrohren und dem Sammlergehäuse. Insbesondere der zwickelförmige Bereich zwischen den beiden eintretenden Abgasrohren ist nur mit erheblichem Aufwand abzudichten.

Aus der EP 0 192 995 B 1 ist ein weiterer Abgasrohrkrümmer bekannt, bei dem beispielsweise drei Abgasrohre in einem trichterförmigen Sammlergehäuse verbunden sind, das endseitig mit einem Anschlußflansch für eine weiterführende Abgasleitung verbunden ist. Dieser Trichter ist zur Aufnahme der Abgasrohre endseitig etwa kleeblattförmig ausgebildet, so daß diese Rohre gebündelt eingeführt werden können. Diese Formgebung ist sehr aufwendig zu erstellen. Darüberhinaus ist die Abdichtung der eintretenden Rohre insbesondere im Zwickelbereich zwischen den Rohren nur mit sehr großem Aufwand herzustellen.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen Abgasrohrkrümmer für mindestens zwei mit jeweils einem der Zylinder einer Brennkraftmaschine verbundene Abgasrohre so weiterzubilden, daß die Herstellung kostengünstig und fertigungstechnisch einfach auszuführen ist. Darüberhinaus soll der Zuschnitt der Einzelteile im Hinblick auf deren dichte Verbindung möglichst einfach gehalten sein. Der Verlauf der Verbindungsstellen (Schweißnähte) soll möglichst ohne enge Zwickelbereiche, ohne schlecht zugängliche Verbindungsabschnitte und ohne enge Radien auskommen. Insbesondere der Eintrittsbereich der Abgasrohre in das Sammlergehäuse soll so ausgebildet sein, daß aufwendig herzustellende Verbindungsnähte oder Schrägschnitte an den Rohren vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches gelöst. Werden die Abgasrohre im Eintrittsbereich in das Sammlergehäuse durch einen entsprechenden Formprozeß an ihren angrenzenden Bereichen abgeflacht und liegen sie in diesem Eintrittsbereich über einen Teil ihrer Länge zumindest annähernd parallel aneinander, ist die Einbindung und Abdichtung gegenüber dem Sammlergehäuse verhältnismäßig einfach herzustellen und abzudichten. Durch die annähernd parallele Führung der Abgasrohre im Eintrittsbereich werden aufwendige Zuschnitte, insbesondere schräg zulaufende, aufeinander abzustimmende Endabschnitte vermieden. Durch die Abflachungen im Bereich der einander gegenüberliegenden bzw. aneinanderliegenden Bereiche der Abgasrohre werden stark eingezogene Zwickelbereiche an der Eintrittsstelle in das Sammlergehäuse vermieden. Dadurch ist die Herstellung einer dichten Verbindung, z. B. einer Schweißnaht einfach auszuführen. Durch diesen fertigungstechnisch einfach zu handhabenden Verlauf der Verbindungsstellen ist nicht nur eine leichtere, schnellere und damit kostengünstigere Herstellung sichergestellt, darüberhinaus ergibt ein solcher Verlauf der Verbindungsstellen vorteilhafte Auswirkungen im Hinblick auf die Dauerfestigkeit einer derartigen Verbindung.

Die Ausbildung von schlecht zugänglichen Zwickelbereichen an der Eintrittsstelle der Abgasrohre in das Sammlergehäuse wird auf vorteilhafte Weise nahezu vollständig vermieden, wenn die Länge der Abflachungen der einzelnen Abgasrohre etwa ihrem Durchmesser entspricht.

Eine besonders einfach herzustellende und abzudichtende Verbindung zwischen den Abgasrohren und dem Sammlergehäuse ergibt sich, wenn die zusammengefaßten Abgasrohre im Bereich ihres Eintrittes in das Sammlergehäuse insgesamt einen etwa ovalen Querschnitt haben. Damit ergibt sich insbesondere für die Großserienfertigung derartiger Bauteile ein günstiger Verlauf der Verbindungsstelle (Schweißnaht). Der spannungstechnisch ungünstige Auftritt von Zwickelbereichen und engen Radien wird nahezu vollständig vermieden.

Eine derartige Ausbildung eines Abgasrohrkrümmers ist besonders gut geeignet für die Zusammenführung von mindestens drei Abgasrohren, die dazu in vorteilhafter Weise parallel angeordnet werden. Damit ergibt sich ebenfalls ein einfach zu fertigender und abzudichtender Verbindungsbereich, wobei gleichzeitig das Sammlergehäuse entsprechend einfach aufgebaut ist.

Eine vorteilhafte Verbindung der Abgasrohre und des Sammlergehäuses bei mindestens drei in letzteres eintretenden Abgasrohren ergibt sich, wenn das mittlere oder die mittleren Abgasrohre einen etwa rechteckigen Querschnitt aufweisen. Damit ist dann ein mit nur zwei Krümmungsbereichen versehener Eintrittsbereich bzw. Abdichtbereich der Abgasrohre in das Sammlergehäuse gegeben, so daß auch hier eine einfache Verbindung und Abdichtung möglich ist. Es ist ebenfalls in vorteilhafter Weise bei der Zusammenführung von drei oder mehr Abgasrohren möglich, diese so auszubilden und zusammenzusetzen, daß im Verbindungsbereich ein zumindest annähernd runder oder ovaler Querschnitt vorhanden ist. Die abgeflachten Bereiche werden dabei in entsprechender geometrischer Zuordnung zueinander ausgebildet. Bei der Zusammenführung von drei Rohren schließen die abgeflachten Bereiche vorteilhafterweise einen Winkel von jeweils 120° zueinander ein, bei der Zusammenführung von vier Rohren beträgt dieser Winkel entsprechend 90°. Bei symmetrischer Ausbildung beträgt der Winkel zwischen den abgeflachten Bereichen eines Abgasrohres zumindest annähernd 360°/Anzahl der Abgasrohre. Unsymmetrische Ausbildungen sind jedoch auch möglich. Soll bei einer derartigen Ausbildung der Zusammenführung ein runder Querschnitt ausgebildet werden, weisen die gekrümmten Außenbereiche der Abgasrohre zumindest annähernd den gleichen Krümmungsradius auf.

Werden die Abgasrohre im Eintrittsbereich in das Sammlergehäuse so ausgebildet, daß ihre Eintrittslängen unterschiedlich sind, ergeben sich weitere Vorteile für die Fertigung und Auslegung der Abgasanlage. Durch die unterschiedlichen Eintrittslängen der Abgasrohre ist eine leichter herzustellende schweißtechnische Verbindung der beiden jeweils aneinander angrenzenden Abgasrohre möglich. Darüberhinaus ist die Forderung nach gleichen Abgasrohrlängen einfacher zu erfüllen, so daß im Bereich zwischen Zylinderanschluß und Sammlergehäuse größere Freiheiten für die Formgebung und den Verlauf der einzelnen Abgasrohre gegeben sind.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung.

Letztere zeigt in

Fig. 1 eine nur teilweise dargestellte Ansicht eines Abgasrohrkrümmers im Bereich des Eintritts der Abgasrohre in das Sammlergehäuse, teilweise im Schnitt,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Eintrittsbereich der Abgasrohre in das Sammlergehäuse,

Fig. 3 einen Querschnitt durch die Abgasrohre im Eintrittsbereich in das Sammlergehäuse entlang der Linie III-III gemäß Fig. 2.

Bei dem in diesem Ausführungsbeispiel dargestellten Abgasrohrkrümmer werden drei mit jeweils einem nicht näher dargestellten Zylinder einer an sich bekannten Brennkraftmaschine verbundene Abgasrohre 1 bis 3 in einem zweischaligen Sammlergehäuse 4 zusammengefaßt. Das Sammlergehäuse ist an seinem einen Ende mit einem Anschlußflansch 5 versehen, mit dem der Flansch 6 eines weiterführenden Sammelrohres 7 verbunden ist.

Die drei Abgasrohre haben über den größten Teil ihrer Länge zwischen dem jeweils zugeordneten Zylinder und dem Sammlergehäuse 4 einen kreisrunden Querschnitt mit einem Außendurchmesser D, der in diesem Ausführungsbeispiel bei allen drei Abgasrohren 1 bis 3 gleich ist, jedoch auch ohne weiteres unterschiedlich sein kann. Die drei Abgasrohre 1 bis 3 sind so geführt, daß ihre in das Sammlergehäuse 4 einmündenden Endabschnitte 7 bis 9 parallel verlaufen. Gleichzeitig sind die drei Abgasrohre bzw. ihre drei Endabschnitte so angeordnet, daß sie in einer Ebene nebeneinander liegen. Dabei liegen demzufolge die Endabschnitte 7 und 8 der Abgasrohre 1 und 2 nebeneinander und die Endabschnitte 8 und 9 der Abgasrohre 2 und 3. Diese Endabschnitte 7 bis 9 der Abgasrohre 1 bis 3 sind durch einen geeigneten Formprozeß, z. B. durch Aufweiten, in ihren angrenzenden Bereichen abgeflacht. Die Endabschnitte 7 und 9 haben dabei jeweils einen Außenbereich 10, 11, der weitgehend einen Querschnitt in Form eines Kreisabschnittes aufweist. In diesem Ausführungsbeispiel haben die Außenabschnitte 10 und 11 jeweils einen halbkreisförmigen Querschnitt, deren Außenradius R etwa dem halben Außendurchmesser D der jeweiligen Abgasrohre entspricht. Die dem jeweils angrenzenden Endabschnitt 8 zugewandten Innenabschnitte 12, 13 sind durch einen geeigneten Formprozeß so aufgeweitet, daß sie einen etwa rechteckigen Querschnitt haben. Dadurch ergeben sich abgeflachte Bereiche 14, 15, die etwa parallel verlaufen und dem Endabschnitt 8 des Abgasrohres 2 zugewandt sind. Die Innenabschnitte 12, 13 sind dabei so aufgeweitet, daß die Breite B der abgeflachten Bereiche 14, 15 etwa dem Außendurchmesser D der Abgasrohre 1 bzw. 3 entspricht.

Der Endabschnitt 8 des mittleren Abgasrohres 2 ist durch einen geeigneten Formprozeß ebenfalls aufgeweitet, wobei der kreisförmige Querschnitt in einen rechteckigen Querschnitt überführt ist. Dabei sind zwei gegenüberliegende, parallele abgeflachte Bereiche 16, 17 ausgebildet, die parallel zu den gegenüberliegenden abgeflachten Bereichen 14, 15 verlaufen. Die Abmessungen der abgeflachten Bereiche 16, 17 des Endabschnittes 8 entsprechen dabei der Breite B der abgeflachten Bereiche 14, 15 der Endabschnitte 7 bzw. 8.

Die drei parallel verlaufenden Endabschnitte 7 bis 9 liegen in diesem Ausführungsbeispiel direkt aneinander. Ihr Eintrittsbereich in das Sammlergehäuse 4 hat insgesamt einen etwa ovalen Querschnitt, wobei der Bereich zwischen den beiden gekrümmten Außenabschnitten 10 und 11 der Abgasrohre 1 und 3 nahezu geradlinig verläuft. Die Eintrittslängen I₁, I₂ und I₃ in das Sammlergehäuse 4 der einzelnen Abgasrohre 1 bis 3 sind unterschiedlich. Dadurch ergibt sich zwischen den in das Sammlergehäuse 4 einmündenden Endabschnitten 7 bis 9 ein Längenversatz. Die jeweils aneinandergrenzenden Endabschnitte 7 und 8 bzw. 8 und 9 sind durch eine Schweißnaht 18 bzw. 19 miteinander verbunden. Diese Schweißnaht 18 bzw. 19 verläuft jeweils an der Stirnseite des kürzeren der beiden aneinanderliegenden Endabschnitte und zwar am abgeflachten Bereich 14 bis 17. Durch den Längenunterschied der beiden aneinandergrenzenden Endabschnitte ist diese Schweißnaht besonders einfach zu fertigen.

Das Sammlergehäuse 4 besteht - wie bereits oben angeführt - aus zwei Gehäusehälften 20, 21 die die Endabschnitte 7 bis 9 umfassen und mit diesen und miteinander verbunden sind. Die beiden schalenförmigen Gehäusehälften 20 und 21 haben dazu einen überlappenden Bereich 22, an dem sie miteinander verschweißt sind und gegenüberliegend zwei miteinander verbundene, etwa rechtwinklig abgebogene Randabschnitte 23, über die sie miteinander verbunden sind. Durch die Kombination der verschweißten Randabschnitte 23 an einer Seite und dem überlappenden, verschweißten Bereich 22 auf der gegenüberliegenden Seite ist einerseits eine relativ einfache Fertigung und andererseits ein guter Ausgleich von Toleranzen der beiden Gehäusehälften bzw. des Verbindungsbereiches zu den drei Abgasrohren 1 bis 3 gegeben. Im Bereich der offenen Stirnseite 24 des Sammlergehäuses 4 übergreift dieses die drei Endabschnitte 7 bis 9 der Abgasrohre. Durch eine umlaufende Schweißnaht 25 sind das Sammlergehäuse 4 und die drei Endabschnitte 7 bis 9 im Bereich dieser offenen Stirnseite 24 miteinander verbunden.

Neben dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel mit drei Abgasrohren, die in ein gemeinsames Sammlergehäuse münden, ist diese Ausbildung der Abgasrohre im Eintrittsbereich in das Sammlergehäuse ohne weiteres auf die Verwendung von beispielsweise zwei oder vier zusammenzuführenden Abgasrohren übertragbar. Bei der Zusammenzuführung zweier Abgasrohre werden dann die abgeflachten Bereiche der beiden Endabschnitte direkt zusammengefaßt. Bei der Zusammenführung von vier Abgasrohren werden vorteilhafterweise zwei Abgasrohre analog zu den beiden äußeren Abgasrohren des dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiels umgeformt. Die beiden anderen Abgasrohre werden analog zum mittleren Endabschnitt 8 des zuvor dargestellten Ausführungsbeispiels rechteckig umgeformt. Die vier Abgasrohre können dabei analog zum zuvor dargestellten Ausführungsbeispiel in einer Ebene angeordnet werden. Es ist auch möglich, die beiden mittleren Endabschnitte übereinander anzuordnen, wobei dann die Breite des jeweils abgeflachten Bereiches eines der beiden übereinander angeordneten Endbereiche der halben Breite des abgeflachten Bereiches eines der äußeren Endabschnitte entspricht. Es ist weiterhin möglich, die Abgasrohre so zusammenzuführen, daß ihr Gesamtquerschnitt rund oder oval ist. Die abgeflachten Bereiche der jeweiligen Abgasrohre werden dazu in entsprechender Winkellage zueinander angeordnet, so daß jedes Abgasrohr die Querschnittsform eines Kreis- oder Ovalabschnittes hat.

Claims (8)

1. Abgasrohrkrümmer für mindestens zwei mit jeweils einem der Zylinder einer Brennkraftmaschine verbundene Abgasrohre (1 bis 3), die über ein sie außen umfassendes Sammlergehäuse (4) mit einem weiterführenden Sammelrohr (7) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasrohre im Eintrittsbereich in das Sammlergehäuse über einen Teil ihrer Länge zumindest annähernd parallel aneinanderliegen und an ihren angrenzenden Bereichen (14 bis 17) abgeflacht sind.

2. Abgasrohrkrümmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (B) der Abflachungen (14 bis 17) etwa dem Durchmesser (D) des jeweiligen Abgasrohres (1 bis 3) entspricht.

3. Abgasrohrkrümmer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zusammengefaßten Abgasrohre (1 bis 3) im Bereich ihres Eintritts in das Sammlergehäuse (4) insgesamt einen etwa ovalen Querschnitt haben.

4. Abgasrohrkrümmer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens drei Abgasrohre (1 bis 3) im Sammlergehäuse (4) zusammengefaßt sind und in einer Ebene angeordnet sind.

5. Abgasrohrkrümmer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das mittlere Abgasrohr (2) im Eintrittsbereich in das Sammlergehäuse (4) einen etwa rechteckigen Querschnitt aufweist.

6. Abgasrohrkrümmer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens drei Abgasrohre (1 bis 3) im Sammlergehäuse (4) zusammengefaßt sind und einen zumindest annähernd ovalen oder runden Querschnitt haben.

7. Abgasrohrkrümmer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasrohre (1 bis 3) einen Querschnitt in Form eines Kreis- oder Ovalabschnittes haben, wobei ihre abgeflachten Bereiche (14 bis 17) in einem Winkel zueinander angeordnet sind, der zumindest annähernd 360°/Anzahl der Abgasrohre beträgt.

8. Abgasrohrkrümmer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittslängen (I₁ bis I₃) der Abgasrohre (1 bis 3) in das Sammlergehäuse (4) unterschiedlich sind.