DE19923557A1 - Gebauter luftspaltisolierter Abgaskrümmer einer Abgasanlage eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen gebauten luftspaltisolierten Abgaskrümmer einer Abgasanlage eines Kraftfahrzeuges. Um diesen bauraum- und gewichtssparend zu gestalten und dies in einfacher Weise prozeßsicher und exakt reproduzierbar zu erreichen, wird vorgeschlagen, daß dieser aus zumindest zwei Abgasrohren mit an jeweils einem Ende angebrachten am Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeuges zu befestigenden Eingangsflansch besteht, DOLLAR A wobei die Abgasrohre einen Rohrbogen und zumindest ein mit diesem verbundenes verzweigtes Rohrstück umfassen, DOLLAR A wobei bei der Anordnung von mehreren verzweigten Rohrstücken sich diese in Reihe aneinander anschließen und das letzte Rohrstück in dieser Reihe das Sammelrohr bildet, das mit einem Ende mit dem weiterführenden Abgasstrang der Abgasanlage verbunden ist, DOLLAR A wobei der Abgaskrümmer mindestens ein Abgasrohr aufweist, das als Doppelrohr mit einer Luftspaltisolierung zwischen einem äußeren und einem inneren Rohr ausgebildet ist, und mindestens ein luftisolierspaltfreies Abgasrohr besitzt, DOLLAR A wobei das Außenrohr und das Innenrohr des luftspaltisolierten Abgasrohres an dem Ende aneinander anliegen, das mit dem zugeordneten Eingangsflansch zusammengesteckt und verschweißt ist, DOLLAR A wobei wenigstens das luftisolierspaltfreie Abgasrohr an einem Ende mit einem Einzeleingangsflansch verschweißt ist, DOLLAR A und wobei das luftisolierspaltfreie Abgasrohr an einem eingangsflanschabgewandten Ende mit dem Außenrohr eines luftspaltisolierten ...

Description

Die Erfindung betrifft einen gebauten luftspaltisolierten Ab­ gaskrümmer einer Abgasanlage eines Kraftfahrzeuges gemäß An­ spruch 1 und 5 ein Verfahren zu dessen Herstellung gemäß An­ spruch 13 und 14.

Ein gebauter luftspaltisolierter Abgaskrümmer ist beispielswei­ se aus der DE 195 11 514 C1 bekannt. In diesem wird die Ferti­ gung eines Abgaskrümmers beschrieben, der aus mehreren mit Schiebesitz ineinander gesteckten Innenrohren und einem Außen­ mantel sowie Eingangsflanschen und einem Ausgangsflansch be­ steht. Der Außenmantel ist in Halbschalenbauweise ausgeführt, wobei zuerst der Steckverbund der Innenrohre (Rohrbogen, T-Stück, Verzweigungsrohr mit Anschluß zum Ausgangsflansch) in eine untere Außenmantelhalbschale eingelegt wird und dann die obere Halbschale auf die untere gepreßt und mit der unteren Halbschale unter Bildung einer Bördelnaht zwischen den Innen­ rohrenden verschweißt wird. Der Steckverbund der Innenrohre wird in aufwendiger Weise durch spezielle Distanzringe, die auf mehrere Innenrohre aufgeschoben werden, innerhalb des Außenman­ tels zentriert, wobei der dabei entstehende Spalt den späteren Luftisolierspalt bildet. Die Distanzringe bestehen aus einem unter Hitzeeinwirkung, insbesondere im Motorbetrieb sich zer­ setzenden und/oder sublimierenden Material. Da einerseits die mit Fertigungstoleranzen behafteten Einzelrohre gegeneinander verschieblich sind und aufgrund der Montagearbeit von Steckver­ bund zu Steckverbund unterschiedliche Stecklängen aufweisen und andererseits die Distanzringe zum einen selbst Fertigungstole­ ranzen unterworfen sind und zum anderen aufgrund ihrer Gestal­ tung relativ zur Ausbildung der Unterschale selten umlaufend an dieser anliegen, ist die Fertigung des gesamten Abgaskrümmers allein schon unter diesen Aspekten Toleranzen unterworfen. Das Innenrohr mit dem Abzweigstutzen liegt bei den genannten Ferti­ gungstoleranzen praktisch nie mit dem gewünschten definierten umlaufenden Luftspalt innerhalb des Außenmantels. Eine exakte Reproduzierbarkeit gibt es dabei nicht. Hierbei ist beim Zusam­ menbau darauf zu achten, daß eine bestimmte minimale Stecklänge eingehalten wird, damit die Einzelinnenrohre nicht auseinander­ rutschen. Diese Einhaltung erfordert Augenmaß und damit erheb­ lichen Aufwand. Bei dem Teiletransfer zur Schweißstation können ebenfalls Erschütterungen und zentrifugale Kräfte auftreten, die zu einer nochmaligen Verschiebung der Einzelinnenrohre zu­ einander und zur Unterschale des Außenmantels führen, wobei dies gar zur Auflösung des Steckverbundes führen kann.

Aufgrund des Rückspringverzuges der beiden Blechhalbschalen nach dem Tiefziehen liegen die beiden Außenmantelhalbschalen von alleine nicht durchgehend satt und damit spaltfrei aneinan­ der an. In der Schweißstation wird daher die Oberschale des Au­ ßenmantels auf die Unterschale gesetzt und an diese angepreßt. Auch hierbei kommt es zu Erschütterungen des Steckverbundes bzw. der Verschiebung der Relativlage des verzweigten Innenroh­ res im Außenmantel. Schließlich werden die Schalen des Außen­ mantels miteinander laserverschweißt. Nach Aufhebung der An­ pressung wirken dann aufgrund der Nichtgleichförmigkeit der An­ lageflächen der Halbschalen auf die Schweißnaht erhebliche Zug­ kräfte, was die Dauerbelastbarkeit des Zusammenbaus, insbeson­ dere des Außenmantels herabsetzt und im Betrieb des Abgasstran­ ges gar zu einem Versagen des Bauteils führen kann. Die Prozeß­ sicherheit der Herstellung des Abgaskrümmers ist somit insge­ samt gesehen nicht in ausreichendem Maße gewährleistet.

Auch ist die Verschweißung der Halbschalen unter Bildung einer Bördelnaht relativ aufwendig, insbesondere, da beim Übergang zum Ausschnitt des Außenmantels für den Abzweigstutzen des In­ nenrohres aufgrund von Kantenradien ein Dreieckszwickel ent­ steht, der zur Prozeßsicherheit zugeschweißt werden muß, was in der Praxis in sinnvoller Weise nur unter Zuhilfenahme eines Zu­ satzwerkstoffes geht. Zudem ist die Bördelnaht durch ihre Ge­ staltung begrenzt mechanisch belastbar. Für die Festlegung des Innenrohres am Außenmantel ist zusätzlich eine Verschweißung unter Bildung einer Rundnaht, d. h. einer umlaufenden Kehlnaht im Endbereich des Abzweigstutzens erforderlich, wobei das Ende des Innenrohres des Stutzens gegenüber der Öffnung des Außen­ mantels etwas zurückversetzt liegt.

Der Außenmantel ist im übrigen gerade wegen des verzweigten Ab­ gasrohres räumlich sehr ausladend ausgebildet, da bei der Her­ stellung der Halbschalen durch Tiefziehen keine Verzweigung er­ zielt werden kann und somit für eine konturtreue Ausbildung ei­ nes Außenmantels bezüglich der Gestaltung des Innenrohres nicht tauglich ist. Alle Innenrohre werden dabei von einem einzigen gemeinsamen Außenmantel integral umschlossen, wodurch aufgrund des gleichförmigen Abschlusses des Außenmantels etwa in der Ebene der Eingangsflansche relativ großvolumige Blechabschnitte des Außenmantels zwischen den an die Eingangsflansche sich an­ schließenden Innenrohren entstehen, die erheblichen Bauraum er­ fordern, das Gewicht des verzweigten Abgasrohres erhöhen und zusätzlichen unnötigen Materialaufwand bedeuten. Zudem ist da­ durch die Ausbildung eines definierten einheitlich gleichförmi­ gen Luftspaltes beim verzweigten Abgasrohr nicht erreichbar.

Des weiteren erfordern Motoren unterschiedlicher Zylinderzahl aufgrund des Außenmantels unterschiedlich ausgebildete Abgas­ krümmer. Dies bedeutet einen hohen zusätzlichen Fertigungs- und Werkzeugaufwand verbunden mit den entsprechenden Kosten.

Gleichfalls müssen für unterschiedlich gestaltete Bauräume neue Varianten der Abgaskrümmerausbildung in Halbschalenbauweise er­ sonnen werden, die an diese Bauräume angepaßt sind. Die Reali­ sierung dazu erfordert ebenfalls einen erheblichen fertigungs­ technischen Aufwand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen luftspaltiso­ lierten Abgaskrümmer zu schaffen, der bauraum- und gewichtsspa­ rend ist, und ein Herstellungsverfahren für diesen vorzusehen, mit dem in einfacher Weise eine prozeßsichere und exakt repro­ duzierbare Ausbildung des Abgaskrümmers erreicht werden kann.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß jeweils durch die Merkmale des Patentanspruches 1 und 5 hinsichtlich des Abgaskrümmers und je­ weils durch die Merkmale des Patentanspruches 13 und 14 hin­ sichtlich des Herstellungsverfahrens gelöst.

Dank der Erfindung wird eine Modulbauweise des Abgaskrümmers ermöglicht, bei der in einfachster Weise aus ineinandergesteck­ ten luftspaltisolierten Einzelabgasrohren hinsichtlich ihrer Erstreckung und Bautiefe beliebig gestaltete Abgaskrümmer ge­ fertigt werden können, wobei die Außenrohre der Einzelabgasroh­ re miteinander verschweißt und die Innenrohre ineinander mit Schiebesitz positioniert sind. Die Einzelmodule bilden die Ein­ zelabgasrohre, welche Standardbauelemente und somit kostengün­ stig herstellbare Massenware darstellen. So kann durch einfa­ ches Aneinanderfügen von Gleichteilen der verzweigten Abgasroh­ re beispielsweise aus einem Vierzylinder-Abgaskrümmer ein 6- oder 8-Zylinderabgaskrümmer hergestellt werden. Durch die Ver­ wendung von Gleichteilen wird die gesamte Montage wesentlich vereinfacht. Durch die mittels Innenhochdruckumformen gefertig­ ten Einzelabgasrohre entfallen jegliche Fertigungstoleranzen, die aus einer während der einzelnen Montage- und Fügeschritte auftretenden Verschiebung von im Steckverbund befindlicher In­ nenrohre resultieren, so daß jeder beliebige Abgaskrümmer exakt reproduzierbar ist. Infolge des Fehlens eines integralen Außen­ mantels und der Befestigung von Außenmantelhalbschalen aneinan­ der sowie des Außenmantels an den Einhangsflanschen werden die aus mechanisch-thermischen Beanspruchungen herrührenden Schwie­ rigkeiten der bisher erforderlichen Schweißnähte vermieden. Durch die mittels des zu einem luftspaltisolierten Abgasrohr innenhochdruckumgeformten Doppelrohres bezüglich des Innenrohr­ verlaufes bzw. dessen Form konturtreue Ausbildung des Außenroh­ res wird überflüssiges Material des Außenrohres im Gegensatz zum Außenmantel der Halbschalenbauweise vermieden und dadurch auch der Bauraum verringert. Insgesamt ist die Ausbildung des Abgaskrümmers flexibel an die Form des vorgesehenen Bauraumes anpaßbar, da die Einzelabgasrohre des Krümmers dem Verlauf des Bauraumes durch geeignete Aneinanderreihung folgen können. Dem­ gegenüber würde der Abgaskrümmer in Halbschalenbauweise durch einen in die Bauraumtiefe gehenden Verlauf der abgasführenden Rohre derart voluminös, daß ein Einbau von vornherein unmöglich ist. Weiterhin kann durch die Fertigung der Abgasrohre mittels Innenhochdruckumformen der Luftisolierspalt über die gesamte Erstreckung des Abgasrohres gezielt und überall gleichförmig eingestellt werden. Die Fügestellen der Außenrohre aneinander werden unter Bildung einer umlaufenden mechanisch sehr hoch be­ lastbaren Kehlschweißnaht vorzugsweise mittels eines Lasers zu­ sammengeschweißt. Insgesamt wird durch das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren eine hohe Prozeßsicherheit erreicht, da aufgrund des Innenhochdruckumformens zum einen keine steckver­ bundauflösende Verschiebemöglichkeit der Innenrohre auftritt und zum anderen die Anzahl der Schweißnähte minimiert wird, wo­ bei der Abgaskrümmer so gestaltet ist, daß ausschließlich ein­ fach auszuführende, umlaufende mechanisch beanspruchbare Kehl­ nähte für die Befestigung der Einzelabgasrohre aneinander und an den Eingangsflanschen sowie am Ausgangsflansch erforderlich sind. Bei der Luftspaltisolierung von den Abgasrohren braucht der Rohrbogen nicht innenhochdruckumgeformt zu sein, was werk­ zeugtechnisch vorteilig ist. Des weiteren zeigt die teilweise Luftspaltisolierung nach Anspruch 1 und 13 des Abgaskrümmers Vorteile durch die wesentliche einfachere Herstellung der luf­ tisolierspaltfreien Einzelabgasrohre. Aufgrund der Verringerung der Komplexität der Ausbildung der Abgasrohre wird die Prozeß­ sicherheit noch weiter verbessert. Die luftisolierspaltfreien Abgasrohre sind natürlich nur dort zu verwenden, wo keine hit­ zeempfindliche Teile des Kraftfahrzeuges in unmittelbarer Nähe angeordnet sind. Aufgrund des Entfalls des zweiten Rohres bei einem luftisolierspaltfreien einwandigen Abgasrohr wird zudem der Abgaskrümmer wesentlich leichter und erfordert auch weniger Bauraum.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteran­ sprüchen entnommen werden; im übrigen ist die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles nachfolgend näher erläutert; dabei zeigt:

Fig. 1 in einem seitlichen Schnitt den erfindungsgemäßen Abgas­ krummer mit angeschlossener Katalysatorhutze und mit unisolier­ tem Rohrbogen und Sammelrohr,

Fig. 2 in einem seitlichen Schnitt den erfindungsgemäßen Abgas­ krummer mit angeschlossener Katalysatorhutze und luftspaltiso­ liertem Rohrbogen und luftisolierspaltfreien verzweigten Abgas­ rohren,

Fig. 3 in einem seitlichen Schnitt den erfindungsgemäßen Abgas­ krümmer mit angeschlossener Katalysatorhutze gänzlich luftspal­ tisoliert.

In Fig. 1 ist ein Abgaskrümmer 1 dargestellt, der aus einem Rohrbogen 2, einem verzweigten Sammelrohr 3 und zwei dazwi­ schenliegenden verzweigten Abgasrohren, die T-Rohrstücke 4 und 5, besteht. Die vier Abgasrohre 2, 3,4, 5 sind mit einem ihrer Enden in Einzeleingangsflanschen 6 eingesteckt und mit diesen verschweißt. Die Eingangsflansche 6 werden an einem Zylinder­ kopf einer Brennkraftmaschine befestigt. Der Rohrbogen 2 und das Sammelrohr 3 werden jeweils durch ein einfaches Rohr gebil­ det, das keine Luftspaltisolierung aufweist. Das Sammelrohr 3 kann durch Innenhochdruckumformen eines geradlinigen Rohres hergestellt sein, dessen Abzweig 7 dabei ausgeblasen wird. Der Abzweig 7 wird anschließend im Kappenbereich unter Öffnung ei­ nes Durchgangs 8 beschnitten. Die T-Rohrstücke 4 und 5 sind als Doppelrohre durch Ineinanderstecken zweier geradliniger Rohre, einem Innenrohr 9 und einem Außenrohr 10, ausgebildet. Aus die­ sen geradlinigen Doppelrohren wird in einem Innenhochdruck-Um­ formwerkzeug ein doppelwandiger Abzweigstutzen 11 in einem ersten Umformschritt durch Fluidinnenhochdruck ausgeformt und in einem zweiten darauffolgenden Umformschritt ein auch den Ab­ zweigstutzen 11 umgebender Luftisolierspalt 12 ausgebildet. Aufgrund des Fluidhochdruckes und der Werkzeuggestaltung werden das Innenrohr 9 mit dem Außenrohr 10 beiderends und im Kappen­ bereich des Abzweigstutzens 11 umfänglich verklemmt. Danach wird ein doppelwandiger Kappenabschnitt vom Ende des Abzweig­ stutzens 11 unter Beibehaltung der Klemmung zwischen Innenrohr 9 und Außenrohr 10 abgetrennt, wobei eine Durchgangsöffnung 13 vom Innenrohr 9 nach außen entsteht. Das Ende des Abzweigstut­ zens 11 wird sodann mit dem Eingangsflansch 6 des Abgaskrümmers 1 zusammengesteckt und verschweißt. Die miteinander zu verbin­ denden Enden der verzweigten luftspaltisolierten Abgasrohre 4 und 5 werden zuerst unter "Öffnung" des jeweiligen Luftiso­ lierspaltes 12 beschnitten und dann ineinandergesteckt, wobei die Enden so ausgeformt sind, daß die Steckverbindungen der Au­ ßenrohre 10 und der Innenrohre 9 der zu verbindenden Abgasrohre mit Spiel erfolgen. Die miteinander steckverbundenen Außenroh­ renden der Abgasrohre werden an der Stelle ihrer Steckverbin­ dung unter Bildung einer umlaufenden Kehlnaht 27 miteinander verschweißt, während die Inennrohre 9 mit Schiebesitz aneinan­ der angeordnet sind. Am dem Rohrbogen 2 zugewandten Ende des T-Rohr­ stückes 4 bleibt der Luftisolierspalt ungeöffnet, d. h. es erfolgt an diesem Ende kein Beschnitt. Der Rohrbogen 2 wird in das Innenrohr 9 des T-Rohrstückes 4 eingesteckt und mit Innen­ rohr 9 und Außenrohr 10 dieses T-Rohrstückes 4 verschweißt. Um die Wärmespannungen, die im Motorbetrieb auftreten können, zu kompensieren, wird ein Gleiten der Flansche auf der Dichtfläche des Zylinderkopfes vorgesehen, welches über ein definiertes An­ zugsmoment der Flanschmuttern realisiert werden kann. Das dem Sammelrohr 3 zugewandte Ende des T-Rohrstückes 5 wird mit sei­ nem Außenrohr 10 in den einwandigen Abzweigstutzen 7 des Sam­ melrohres 3 eingesteckt und mit diesem verschweißt. Das Innen­ rohr 9 des T-Rohrstückes 5 ragt dabei frei in den Abzweigstut­ zen 7 hinein. Das Sammelrohr ist im übrigen in eine Katalysa­ torhutze 14 eingesteckt, die hier ebenfalls einwandig ausgebil­ det ist. Durch den Entfall des in der Regel am Sammelrohr ange­ brachten Ausgangsflansches kann der Katalysator sehr nahe an dem Abgaskrümmer 1 angeordnet werden, so daß trotz Teil­ luftspaltisolierung des Abgaskrümmers ein schnelleres Ansprin­ gen des Katalysators und Aufnahme seiner Funktionstätigkeit und somit eine Reduzierung der Schadstoffausstöße erreicht werden.

Fig. 2 zeigt eine Variante zum Ausführungsbeispiel der Fig. 1. In Abweichung zu diesem ist der Rohrbogen 15 luftspaltisoliert und das an das Sammelrohr 16 unmittelbar angeschlossene T-Rohr­ stück 17 luftisolierspaltfrei ausgebildet. Der Luftspalt 18 des Rohrbogens 15 kann dabei durch Innenhochdruckumformen eines gebogenen Doppelrohres ausgebildet werden. Alternativ dazu ist - wie hier dargestellt - ein Vorbiegen von Einzelrohren mög­ lich, die ineinandergeschoben werden, wobei das Innenrohr 19 so im Durchmesser dimensioniert ist, daß es umfänglich vom Außen­ rohr 20 beabstandet ist. Die Positionierung des Innenrohres 19 im Außenrohr 20 kann durch aufgeschobene Distanzringe erfolgen, wonach das eingangsflanschzugewandte Ende des Außenrohres im Durchmesser beispielsweise durch Einrollen so weit reduziert wird, daß es am Innenrohr 19 anliegt. Alternativ dazu ist dabei auch denkbar, daß das Innenrohr 19 beispielsweise durch Aufdor­ nen entsprechend aufgeweitet wird. Alsdann wird der Rohrbogen 15 in den Eingangsflansch 6 eingesteckt und mit diesem ver­ schweißt. Die Distanzringe können nun wieder entnommen werden, wonach der Rohrbogen 15 mit dem nächstliegenden luftspaliso­ lierten T-Rohrstück 21 zusammengesteckt wird. Diese werden - wie gehabt - am Außenrohr miteinander verschweißt. Die Inenn­ rohre sind aneinander im Schiebesitz angeordnet. Das luftiso­ lierspaltfreie T-Rohrstück 17 ist am anderen Ende des T-Rohr­ stückes 21 mit dessen Außenrohr zusammengesteckt und ver­ schweißt. Das Innenrohr des T-Rohrstückes 21 ragt nun frei in das Ende des T-Rohrstückes 17 hinein.

Eine weitere Variante ist in Fig. 3 dargestellt. Hier sind alle Abgasrohre 22, 23, 24, 25 und entsprechend auch die Katalysator­ hutze 26 luftspaltisoliert ausgebildet. Durch die luftspaltiso­ lierung letzterer wird das Einsetzen der Funktionstätigkeit des Katalysators noch weiter beschleunigt und damit die Schadstoff­ emissionen weiter herabgesetzt. Das Innenrohr des durch Innen­ hochdruckumformen entsprechend der oben geschilderten Ausbil­ dung der T-Rohrstücke erzeugten Sammelrohres 23 ist an einem Ende in das T-Rohrstück 25 und am Katalysator zugewandten Ende mit dem Innenrohr der Katalysatorhutze 26 mit Schiebesitz zu­ sammengesteckt. Die Außenrohre des T-Stückes 25, des Sammelroh­ res 23 und der Katalysatorhutze 26 sind entsprechend miteinan­ der verschweißt. Der Rohrbogen 22 stellt hier kein Innenhoch­ druckumformteil dar und wird wie ausgangs des Ausführungsbei­ spieles der Fig. 2 erwähnt hergestellt.

Anstatt eines direkten Anschlusses des Sammelrohres an die Ka­ talysatorhutze kann auch ein Ausgangsflansch zwischengeschaltet sein, an dem das Sammelrohr einerseits und die Katalysatorhutze andererseits befestigt ist und damit den Abgaskrümmer mit dem weiterführenden Abgasstrang der Abgasanlage verbindet.

Der Ausgangsflansch kann an der Wandung seiner Durchgangsöff­ nung eine zum Sammelrohr hin offene konzentrische Erweiterungs­ stufe aufweisen, an der das Außenrohr des Sammelrohres auf­ steht. Dabei ist das Außenrohr mit dem Ausgangsflansch ver­ schweißt. An der Wandung der Durchgangsöffnung ist stromab der Erweiterungsstufe ein radial nach innenstehender Ringwulst aus­ gebildet ist, an dem das Innenrohr des Sammelrohres im Schiebe­ sitz anliegt. Alternativ dazu kann das Innenrohr des Sammelroh­ res im Durchmesser kleiner dimensioniert sein als die Durch­ gangsöffnung des Ausgangsflansches stromab der Erweiterungsstu­ fe, wobei das Innenrohr frei in die Durchgangsöffnung hinein­ steht. Bei einer Luftspaltisolierung des Sammelrohres wird des­ sen mit dem Ausgangsflansch zusammenzusteckende Ende beschnit­ ten, wobei der Luftisolierspalt zwischen Innenrohr und Außen­ rohr des Sammelrohres stirnseitig geöffnet wird. Danach wird das beschnittene Ende in die Durchgangsöffnung des Ausgangs­ flansches eingesteckt, wobei das Außenrohr von einer konzentri­ schen Erweiterung der Durchgangsöffnung aufgenommen und mit dem Ausgangsflansch außenseitig unter Bildung einer umlaufenden Kehlnaht verschweißt wird. Das Innenrohr dieses Abgasrohres wird gleichzeitig mit der Anordnung des Außenrohres im Aus­ gangsflansch mit Schiebesitz in die Durchgangsöffnung einge­ führt.

Im übrigen gibt es noch anzumerken, daß der Rohrbogen bei einer Luftspaltisolierung in einem ersten Umformschritt durch Biegen eines Doppelrohres gebildet wird.

Des weiteren kann beim jeweiligen innenhochdruckumzuformenden verzweigten Abgasrohr im zweiten Umformschritt das Aufweiten des Außenrohres in einem von dem des ersten Umformschrittes un­ terschiedlichen Innenhochdruck-Umformwerkzeug erfolgen.

Weiterhin können die beiden in Klemmlage miteinander bündig ab­ schließenden Enden von Innen- und Außenrohr des jeweiligen luftspaltisolierten Abgasrohres in die Durchgangsöffnung des Eingangsflansches hineingesteckt und durch einen Schweißvor­ gang, vorzugsweise durch Laserschweißen, unter Bildung einer umlaufenden Kehlnaht zwischen der Durchgangsöffnungswandung und den Stirnseiten der Enden mit dem Eingangsflansch fest verbun­ den sein.

Weiterhin kann der eingangsseitige Flansch einen seine Durch­ gangsöffnung umgebenden zylindrischen Fortsatz aufweisen, mit dem er in den geöffneten Luftisolierspalt des zugehörigen luftspaltisolierten Abgasrohres gesteckt wird, wonach das Au­ ßenrohr des jeweiligen Abgasrohres unter Bildung jeweils einer umlaufenden Kehlnaht außen am Flanschfortsatz und das Innenrohr innen am Flanschfortsatz angeschweißt wird.

Weiterhin kann der Abzweigstutzen des verzweigten Abgasrohres mit einem im wesentlichen geradlinig verlaufenden entsprechend der Ausbildung des verzweigten Abgasrohres hinsichtlich einer Luftspaltisolierung gestaltetes Abgasrohr verbunden sein, wel­ ches an seinem anderen Ende mit dem Eingangsflansch verschweißt wird. Eine Luftspaltisolierung des geradlinigen Abgasrohres und des verzweigten Abgasrohres muß jedoch nicht gegeben sein.

Des weiteren kann das als Rohrbogen ausgebildete Abgasrohr mit einem geradlinig oder gebogen verlaufenden Verbindungsrohr einenends verbunden sein, das anderenends mit einem eingangs­ flanschabgewandten Ende eines verzweigten Abgasrohres verbunden wird.

Schließlich können bei Anordnung mehrerer verzweigter Abgasroh­ ren diese jeweils über ein geradlinig oder gebogen verlaufendes Verbindungsrohr miteinander verbunden werden.

Claims (30)

1. Gebauter luftspaltisolierter Abgaskrümmer einer Abgasanlage eines Kraftfahrzeuges, welcher aus zumindest zwei Abgasrohren mit an jeweils einem Ende angebrachten am Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeuges zu befestigenden Ein­ gangsflansch besteht,
wobei die Abgasrohre einen Rohrbogen und zumindest ein mit die­ sem verbundenes verzweigtes Rohrstück umfassen,
wobei bei der Anordnung von mehreren verzweigten Rohrstücken sich diese in Reihe aneinander anschließen und das letzte Rohr­ stück in dieser Reihe das Sammelrohr bildet, das mit einem Ende mit dem weiterführenden Abgasstrang der Abgasanlage verbunden ist,
wobei der Abgaskrümmer mindestens ein Abgasrohr aufweist, das als Doppelrohr mit einer Luftspaltisolierung zwischen einem äu­ ßeren und einem inneren Rohr ausgebildet ist, und mindestens ein luftisolierspaltfreies Abgasrohr besitzt,
wobei das Außenrohr und das Innenrohr des luftspaltisolierten Abgasrohres an dem Ende aneinander anliegen, das mit dem zuge­ ordneten Eingangsflansch zusammengesteckt und verschweißt ist, wobei wenigstens das luftisolierspaltfreie Abgasrohr an einem Ende mit einem Einzeleingangsflansch verschweißt ist,
und wobei das luftisolierspaltfreie Abgasrohr an einem ein­ gangsflanschabgewandten Ende mit dem Außenrohr eines luftspal­ tisolierten Abgasrohres zusammengesteckt und verschweißt ist.

2. Abgaskrümmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein verzweigtes Rohrstück luftspaltisoliert ist und daß dieses Rohrstück ein Innenhochdruckumformteil ist.

3. Abgaskrümmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrbogen luftspaltisoliert ist.

4. Abgaskrümmer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrbogen ein Innenhochdruckumformteil ist.

5. Gebauter luftspaltisolierter Abgaskrümmer einer Abgasanlage eines Kraftfahrzeuges, welcher aus zumindest zwei Abgasrohren mit an jeweils einem Ende angebrachten am Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeuges zu befestigenden Ein­ gangsflansch besteht,
wobei die Abgasrohre einen Rohrbogen und zumindest ein mit die­ sem verbundenes verzweigtes Rohrstück umfassen,
wobei jedes der Abgasrohre luftspaltisoliert und mit Ausnahme des Rohrbogens ein Innenhochdruckumformteil ist, wobei die Ab­ gasrohre als Doppelrohre ausgebildet, welche aus jeweils einem Innenrohr und einem dieses mit Abstand umgebendes Außenrohr be­ stehen und die an dem Ende, das mit dem zugeordneten Eingangs­ flansch zusammengesteckt und verschweißt ist, unter Klemmung aneinanderliegen,
wobei bei der Anordnung von mehreren verzweigten Rohrstücken sich diese in Reihe aneinander anschließen und das letzte Rohr­ stück in dieser Reihe das Sammelrohr bildet, das mit einem Ende mit dem weiterführenden Abgasstrang der Abgasanlage verbunden ist,
und wobei die Abgasrohre mit den einander zugewandten Enden un­ tereinander sowohl mit dem Außenrohr als auch mit dem Innenrohr zusammengesteckt und aneinander mit dem Außenrohr verschweißt sind, wobei die Innenrohre an ihren Enden mit Schiebesitz an­ einander angeordnet sind.

6. Abgaskrümmer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Ende des Sammelrohrs ein Ausgangsflansch befestigt ist, der den Abgaskrümmer mit dem weiterführenden Abgasstrang der Abgasanlage verbindet.

7. Abgaskrümmer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Sammelrohr mit dem zum weiterführenden Abgasstrang der Abgasanlage weisenden Ende unmittelbar mit einer Katalysator­ hutze verbunden ist.

8. Abgaskrümmer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Katalysatorhutze entsprechend der Ausbildung des Sam­ melrohres hinsichtlich des Luftisolierspaltes ausgebildet ist.

9. Abgaskrümmer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgaskrümmer mehrere luftspaltisolierte Abgasrohre be­ inhaltet, die nacheinander ineinandergesteckt sind, wobei so­ wohl die Außenrohre als auch die Innenrohre untereinander zu­ sammengesteckt sind und in der Stecklage die Außenrohre mitein­ ander verschweißt und die Innenrohre im Schiebesitz angeordnet sind.

10. Abgaskrümmer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr des mit dem luftspaltfreien Abgasrohr verbun­ denen luftspaltisolierten Abgasrohr in das Verbindungsende des luftspaltfreien Abgasrohres frei hineinragt.

11. Abgaskrümmer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Sammelrohr luftspaltisoliert ist, daß der Ausgangs­ flansch an der Wandung seiner Durchgangsöffnung eine zum Sam­ melrohr hin offene konzentrische Erweiterungsstufe aufweist, an der das Außenrohr des Sammelrohres aufsteht, wobei das Außen­ rohr mit dem Ausgangsflansch verschweißt ist, und daß an der Wandung der Durchgangsöffnung stromab der Erweiterungsstufe ein radial nach innenstehender Ringwulst ausgebildet ist, an dem das Innenrohr des Sammelrohres im Schiebesitz anliegt.

12. Abgaskrümmer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Sammelrohr luftspaltisoliert ist, daß der Ausgangs­ flansch an der Wandung seiner Durchgangsöffnung eine zum Sam­ melrohr hin offene konzentrische Erweiterungsstufe aufweist, an der das Außenrohr des Sammelrohres aufsteht, wobei das Außen­ rohr mit dem Ausgangsflansch verschweißt ist, und daß das In­ nenrohr des Sammelrohres im Durchmesser kleiner ist als die Durchgangsöffnung des Ausgangsflansches stromab der Erweite­ rungsstufe, wobei das Innenrohr frei in die Durchgangsöffnung hineinsteht.

13. Verfahren zur Herstellung eines gebauten luftspaltisolier­ ten Abgaskrümmers einer Abgasanlage eines Kraftfahrzeuges, welcher aus zumindest zwei Abgasrohren mit an jeweils einem En­ de angebrachten am Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeuges zu befestigenden Eingangsflansch zusammengefügt wird,

• - wobei die Abgasrohre von einem Rohrbogen und zumindest einem mit diesem verbundenen verzweigten Rohrstück gebildet werden,
• - wobei bei mehreren verzweigten Rohrstücken diese in Reihe an­ einander angeschlossen werden, von denen das letzte in dieser Reihe das Sammelrohr bildet, welches mit einem Ende mit dem weiterführenden Abgasstrang der Abgasanlage verbunden wird,
• - wobei mindestens ein Abgasrohr als Doppelrohr mit einer Luftspaltisolierung zwischen einem äußeren und einem inneren Rohr ausgebildet wird, welche durch Innenhochdruckumformen des Doppelrohres erfolgt, und mindestens ein Abgasrohr einwandig gestaltet ist und damit luftisolierspaltfrei bleibt,
• - wobei der Luftisolierspalt der Abgasrohre durch Innenhoch­ druckumformen infolge des Aufweitens des Außenrohres mittels des Fluidhochdruckes ausgebildet wird, wobei das Innenrohr mit dem Außenrohr beiderends umfänglich verklemmt wird,
• - wobei zumindest eines der derart ausgebildeten Doppelrohre zur Herstellung eines verzweigten luftspaltisolierten Abgasroh­ res ein doppelwandiger Abzweigstutzen in einem ersten Umform­ schritt durch Fluidinnenhochdruck ausgeformt wird und in einem zweiten darauffolgenden Umformschritt ein auch den Abzweigstut­ zen umgebender Luftisolierspalt ausgebildet wird,
• - wobei ein doppelwandiger Kappenabschnitt vom Ende des Ab­ zweigstutzens unter Beibehaltung der Klemmung zwischen Innen­ rohr und Außenrohr abgetrennt und die entstandene Durch­ gangsöffnung vom Innenrohr nach außen später mit einem Ein­ gangsflansch des Abgaskrümmers zusammengesteckt und verschweißt wird,
• - wobei die miteinander zu verbindenden Enden der verzweigten luftspaltisolierten Abgasrohre zuerst unter "Öffnung" des je­ weiligen Luftisolierspaltes beschnitten und dann ineinanderge­ steckt werden, wobei die Enden so ausgeformt sind, daß die Steckverbindungen der Außenrohre und der Innenrohre der zu ver­ bindenden Abgasrohre mit Spiel erfolgen,
• - wobei die miteinander steckverbundenen Außenrohrenden der Ab­ gasrohre an der Stelle ihrer Steckverbindung unter Bildung ei­ ner umlaufenden Kehlnaht miteinander verschweißt werden,
• - wobei das jeweils luftspaltisolierte Abgasrohr an einem Ende mit dem zugeordneten Eingangsflansch zusammengesteckt und ver­ schweißt wird,
• - wobei wenigstens das luftisolierspaltfreie Abgasrohr an einem Ende mit einem Einzeleingangsflansch verschweißt wird, und wobei das luftisolierspaltfreie Abgasrohr an einem ein­ gangsflanschabgewandten Ende mit dem Außenrohr eines luftspal­ tisolierten Abgasrohres zusammengesteckt und verschweißt wird.

14. Verfahren zur Herstellung eines gebauten luftspaltisolier­ ten Abgaskrümmers einer Abgasanlage eines Kraftfahrzeuges,

• - wobei der Abgaskrümmer durch luftspaltisolierte Einzelabgas­ rohre, die einen Rohrbogen und zumindest ein verzweigtes Abgas­ rohr umfassen, zusammengesetzt wird,
  welche als Doppelrohre durch Ineinanderstecken zweier Rohre, einem Innenrohr und einem Außenrohr, gebildet werden,
• - wobei der Luftisolierspalt der verzweigten Abgasrohre durch Innenhochdruckumformen infolge des Aufweitens des Außenrohres mittels des Fluidhochdruckes und der des Rohrbogens aufgrund eines kleineren Außendurchmessers des Ausgangsinnenrohres be­ züglich des Innendurchmessers des Ausgangsaußenrohres ausgebil­ det wird, wobei beim verzweigten Abgasrohr das Innenrohr mit dem Außenrohr beiderends umfänglich verklemmt wird,
• - wobei zumindest eines der derart ausgebildeten Doppelrohre zur Herstellung eines verzweigten luftspaltisolierten Abgasroh­ res ein doppelwandiger Abzweigstutzen in einem ersten Umform­ schritt durch Fluidinnenhochdruck ausgeformt wird und in einem zweiten darauffolgenden Umformschritt ein auch den Abzweigstut­ zen umgebender Luftisolierspalt ausgebildet wird,
• - wobei ein doppelwandiger Kappenabschnitt vom Ende des Ab­ zweigstutzens unter Beibehaltung der Klemmung zwischen Innen­ rohr und Außenrohr abgetrennt und die entstandene Durch­ gangsöffnung vom Innenrohr nach außen später mit einem Ein­ gangsflansch des Abgaskrümmers zusammengesteckt und verschweißt wird,
• - wobei die miteinander zu verbindenden Enden der verzweigten luftspaltisolierten Abgasrohre zuerst unter "Öffnung" des je­ weiligen Luftisolierspaltes beschnitten und dann ineinanderge­ steckt werden, wobei die Enden so ausgeformt sind, daß die Steckverbindungen der Außenrohre und der Innenrohre der zu ver­ bindenden Abgasrohre mit Spiel erfolgen,
• - wobei die miteinander steckverbundenen Außenrohrenden der Ab­ gasrohre an der Stelle ihrer Steckverbindung unter Bildung ei­ ner umlaufenden Kehlnaht miteinander verschweißt werden,
• - wobei das Innenrohr und das Außenrohr des Rohrbogens an einem Ende zur Anlage aneinander gebracht werden und anschließend in einen Einzeleingangsflansch eingesteckt und mit diesem ver­ schweißt werden.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein verbindungsfreies zylinderkopfabgewandtes Ende eines der verzweigten Abgasrohre, das ein Sammelrohr bildet, mit ei­ nem Ausgangsflansch zusammengesteckt und mit diesem verschweißt wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Doppelrohr durch Ineinanderstecken zweier geradliniger Rohre gebildet wird.

17. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrbogen durch Biegen eines Doppelrohres gebildet wird.

18. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausbildung des Rohrbogens ein Innenrohr und eine Außen­ rohr separat voneinander getrennt gebogen werden und anschlie­ ßend ineinandergeschoben werden.

19. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr des Rohrbogens an seinem eingangsflanschzuge­ wandten Ende vor dem Einstecken in den Eingangsflansch im Au­ ßenrohr bis zur Anlage an diesem aufgeweitet wird.

20. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Einstecken in den Eingangsflansch das Außenrohr des Rohrbogens an seinem eingangsflanschzugewandten Ende im Durch­ messer reduziert wird, bis das Außenrohr am Innenrohr anliegt.

21. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein verbindungsfreies zylinderkopfabgewandtes Ende eines der verzweigten Abgasrohre, das ein Sammelrohr bildet, mit ei­ nem einer luftspaltisolierten Katalysatorhutze zusammengesteckt und mit dieser verschweißt wird.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß das jeweilige Doppelrohr durch Ineinanderstecken zweier zu­ mindest an einem Ende aneinander liegender Rohre mit Spiel ge­ bildet wird.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß beim jeweiligen innenhochdruckumzuformenden verzweigten Ab­ gasrohr im zweiten Umformschritt das Aufweiten des Außenrohres in einem von dem des ersten Umformschrittes unterschiedlichen Innenhochdruck-Umformwerkzeug erfolgt.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden in Klemmlage miteinander bündig abschließenden Enden von Innen- und Außenrohr des jeweiligen luftspaltisolier­ ten Abgasrohres in die Durchgangsöffnung des Eingangsflansches hineingesteckt und durch einen Schweißvorgang, vorzugsweise durch Laserschweißen, unter Bildung einer umlaufenden Kehlnaht zwischen der Durchgangsöffnungswandung und den Stirnseiten der Enden mit dem Eingangsflansch fest verbunden werden.

25. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der eingangsseitige Flansch mit einem seine Durchgangsöff­ nung umgebenden zylindrischen Fortsatz in den geöffneten Lufti­ solierspalt gesteckt wird, wonach das Außenrohr des jeweiligen Abgasrohres unter Bildung jeweils einer umlaufenden Kehlnaht außen am Flanschfortsatz und das Innenrohr innen am Flanschfortsatz angeschweißt wird.

26. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem Ausgangsflansch zusammenzusteckende Ende eines verzweigten luftspaltisolierten Abschlußabgasrohres, also eines Sammelrohres beschnitten wird, wobei der Luftisolierspalt zwi­ schen Innenrohr und Außenrohr stirnseitig geöffnet wird, daß das beschnittene Ende in die Durchgangsöffnung des Ausgangs­ flansches eingesteckt wird, wobei das Außenrohr von einer kon­ zentrischen Erweiterung der Durchgangsöffnung aufgenommen und mit dem Ausgangsflansch außenseitig unter Bildung einer umlau­ fenden Kehlnaht verschweißt wird, und daß das Innenrohr dieses Abgasrohres gleichzeitig mit der Anordnung des Außenrohres im Ausgangsflansch mit Schiebesitz in die Durchgangsöffnung einge­ führt wird.

27. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Abzweigstutzen des verzweigten Abgasrohres mit einem im wesentlichen geradlinig verlaufenden entsprechend der Ausbil­ dung des verzweigten Abgasrohres hinsichtlich einer Luftspalti­ solierung gestaltetes Abgasrohr verbunden wird, welches an sei­ nem anderen Ende mit dem Eingangsflansch verschweißt wird.

28. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß das als Rohrbogen ausgebildete Abgasrohr mit einem geradli­ nig oder gebogen verlaufenden Verbindungsrohr einenends verbun­ den wird, das anderenends mit einem eingangsflanschabgewandten Ende eines verzweigten Abgasrohres verbunden wird.

29. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren verzweigten Abgasrohren diese jeweils über ein geradlinig oder gebogen verlaufendes Verbindungsrohr miteinan­ der verbunden werden.

30. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein luftisolierspaltfreies verzweigtes Abgasrohr aus einem Einzelrohr durch Innenhochdruckumformen ausgebildet wird.