DE60306609T2 - Abgaskrümmer für Kraftfahrzeug mit einem Flanschträger für ein Bauteil - Google Patents

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Description

  • Insbesondere betrifft die Erfindung einen Abgaskrümmer für ein Kraftfahrzeug jener Art, die eine innere Abgasförderleitung aufweist, die mindestens eine Gasaustrittsöffnung eines Zylinderkopfes eines Verbrennungsmotors des Fahrzeugs mit einer Gaseintrittsöffnung eines Bauteils einer Abgasleitung des Fahrzeugs, insbesondere einer Eintrittsöffnung eines Turboladers verbindet, jener Art, bei der mindestens ein stromaufwärtiges Ende der inneren Leitung einen Teil eines ersten Flansches zur Befestigung des Krümmers am Zylinderkopf bildet, jener Art, bei der ein stromabwärtiges Ende der Leitung einen Teil von Mitteln zur Verbindung mit der Eintrittsöffnung des Bauteils bildet, und jener Art, die Mittel zur Abstützung des Bauteils durch den Krümmer umfasst.
  • Es kommt oft vor, dass Verbrennungsmotoren durch einen Turbolader aufgeladen werden, um ihre Leistungsfähigkeit zu verbessern. Der Turbolader gestattet insbesondere die Erhöhung ihres Wirkungsgrads und ihrer Leistung.
  • Gemäß einer aus dem Stand der Technik bekannten allgemeinen Konstruktion weist der Turbolader eine Turbine und einen Verdichter auf, die von einer Turboladerwelle getragen werden. Die Turbine ist in einem zylindrischen im Wesentlichen rotationssymmetrischen Turbinengehäuse untergebracht, das im Allgemeinen eine tangentiale Öffnung zur Versorgung der Turbine aufweist.
  • Der Turbolader wird durch die sich aus der Verbrennung des Kraftstoffes in den Brennkammern des Motors ergebenden Abgase, die bis zur Versorgungsöffnung des Turbinengehäuses geleitet werden, drehangetrieben. Die Abgase werden mittels den Zylinderkopf des Motors durchquerenden Abgaskanälen aus den Brennkammern ausgetrieben und dann von einem Abgaskrümmer aufgenommen, der sie von dem Zylinderkopf bis zum Turbolader führt.
  • Der Abgaskrümmer besteht in erster Linie aus mindestens einer Leitung, die den Abgasstrom bis zum Turbolader leiten soll, und zwei Flanschen zur Befestigung der Leitung. Die Leitung weist mindestens eine Eintrittsöffnung, die mit den Abgaskanälen des Zylinderkopfes verbunden ist, sowie eine Austrittsöffnung, die mit dem Turbolader verbunden ist, auf.
  • Der erste Befestigungsflansch, der gemeinhin stromaufwärtiger Flansch bezüglich der Gasströmungsrichtung genannt wird, gestattet es, die Eintrittsöffnung der Leitung an einer Außenwand des Zylinderkopfes des Motors zu befestigen und dicht damit zu verbinden. Der zweite Befestigungsflansch, der gemeinhin als stromabwärtiger Flansch bezeichnet wird, gestattet es, die Austrittsöffnung der Leitung an dem Turbolader zu befestigen und dicht damit zu verbinden.
  • Des Weiteren besteht eine Funktion des Krümmers darin, das Gewicht des Turboladers zumindest teilweise zu tragen. Somit werden das Gewicht und die durch den Turbolader ausgeübten Kräfte nacheinander mittels des stromabwärtigen Flansches, der Leitung und dann des stromaufwärtigen Flansches auf den Zylinderkopf übertragen. Des Weiteren ist der Abgaskrümmer dazu ausgelegt, durch den Turbolader erzeugten Schwingungen entgegenzuwirken.
  • Es ist bekannt, dass der Abgaskrümmer, das heißt die Leitung(en) und der stromaufwärtige sowie der stromabwärtige Befestigungsflansch, einstückig, zum Beispiel durch Gießen aus Gusseisen oder aus Stahl, hergestellt werden.
  • Allerdings weisen die im Krümmer zirkulierenden Abgase eine hohe Temperatur auf, und die mechanischen Eigenschaften des Abgaskrümmers werden gemäß diesen Temperaturen modifiziert. Der mechanische Widerstand des Abgaskrümmers gegenüber mechanischen Belastungen des Turboladers wird zum Beispiel deutlich vermindert. Des Weiteren werden diese abträglichen Wirkungen der Temperatur durch die beim Gießen erhaltenen sehr massiven Formen des stromaufwärtigen und des stromabwärtigen Befestigungsflansches begünstigt.
  • In Anbetracht der immer kompakter werdenden gegenwärtigen Motoren, wird darüber hinaus der zum Einbau des Turboladers und allgemeiner der Abgassysteme zu Verfügung stehende Platz immer eingeschränkter. Die physische Annäherung zwischen dem Turbolader und dem Zylinderkopf erfordert somit einen kürzeren Abgaskrümmer. Der stromabwärtige Flansch, der die Befestigung des Turboladers an dem Abgaskrümmer gestattet, wird dann aufgrund der technischen Zwänge, die mit der kompakten und komplexen Form des Abgaskrümmers verbunden sind, schwer zu gießen.
  • Wenn das Fahrzeug mit einer Katalysator-Abgasentgiftungsvorrichtung ausgestattet ist, ist es schließlich allgemein erforderlich, dass die Abgase den schnellen Temperaturanstieg dieser Vorrichtung über eine Erregungstemperatur, damit die Vorrichtung wirksam wirkt, hinaus bewirken.
  • Die aus Gusseisen oder Stahl hergestellten Krümmer wiesen jedoch eine sehr hohe Wärmeträgheit auf, das heißt, die Temperatur der Leitung steigt nur langsam an. Solange der Krümmer nicht warm ist, werden die Abgase gekühlt, wenn sie in dem Krümmer zirkulieren. Somit kann der Katalysator seine Erregungstemperatur erst dann erreichen, wenn der Krümmer erwärmt worden ist. Ein solcher Krümmer ist somit für die Leistung des Katalysators abträglich.
  • Des Weiteren ist die Verwendung von gemeinhin als „Turbokrümmern" bezeichneten Vorrichtungen bekannt. Ein Turbokrümmer besteht aus einem Turbolader, der einen integrierten Abgaskrümmer aufweist, welcher mit dem Gehäuse des Turboladers einstückig ausgebildet ist. Die Abgase werden dann durch mehrere im Turbokrümmer integrierte Eintrittsleitungen direkt am Versorgungseinlass des Turboladers aufgefangen. Somit ist zwischen dem Turbokrümmer und dem Zylinderkopf nur ein einziger Flansch vorgesehen. Das Platzbedarfproblem der durch Gießen hergestellten Teile ist teilweise gelöst.
  • Jedoch ist die Herstellung eines solchen Turbokrümmers sehr teuer. Des Weiteren ist jeder Turbokrümmer im Allgemeinen speziell an eine gegebene Motorart angepasst und kann aus diesem Grunde nicht an andere Motorarten angepasst werden.
  • Somit ist es erforderlich, eine Turbokrümmerart zu konzipieren und herzustellen, die für jede Motorart ausgeführt ist, während der gleiche Turbolader herkömmlicherweise an verschiedene Motorarten angepasst werden kann, indem einfach der Abgaskrümmer gewechselt wird.
  • Des Weiteren wird der Teil des Turbokrümmers, der den Abgaskrümmer bildet, einstückig mit dem Gehäuse des Turboladers hergestellt, das im Allgemeinen aus Gusseisen besteht. Ein solcher Turbokrümmer löst somit nicht das mit der Wärmeträgheit des Abgaskrümmers verbundene Problem.
  • Darüber hinaus ist bekannt, dass der Abgaskrümmer in erster Linie aus einer Leitung und einem getrennten stromaufwärtigen sowie stromabwärtigen Flansch besteht. Der stromaufwärtige sowie der stromabwärtige Flansch sind durch Schweißen an der Leitung befestigt, die einen Teil eines zum Beispiel aus Blech hergestellten Elements bildet.
  • Ein solches Element weist eine sehr geringe Wärmeträgheit auf, das heißt, dass die Temperatur des Elements sehr schnell ansteigt. Somit führen die Abgase sehr wenig Wärme ab, wenn sie in einem solchen Abgaskrümmer zirkulieren, weil dieser nicht lange kalt bleibt. Dadurch können die Abgase einen sich stromabwärts des Turboladers befindenden Katalysator schnell nach dem Anlassen des Motors erregen.
  • Allerdings weist ein Turbolader eine sehr große Masse auf, die starre und widerstandsfähige Haltemittel erfordert, um Schwingungsbelastungen zu widerstehen. Die Blechleitung weist jedoch weder eine Starrheit noch einen Widerstand aus, die bzw. der dazu ausreicht, die mechanischen Belastungen des Turboladers aufzunehmen. Ein solcher Abgaskrümmer kann also einen Turbolader nicht lange ohne Beschädigung abstützen.
  • Eine solche Kombination aus einem Krümmer mit einem Turbolader wird zum Beispiel in der DE 195 48 175 A offenbart.
  • Zur Behebung dieser Nachteile schlägt die Erfindung einen Abgaskrümmer der oben beschriebenen Art vor, bei dem die Gasverbindungsmittel des Turboladers von seinen Abstützungsmitteln am Krümmer entkoppelt sind.
  • Gemäß diesem Ziel schlägt die Erfindung einen Abgaskrümmer der oben beschriebenen Art vor, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützungsmittel unabhängig von den Verbindungsmitteln sind und dass sie einen von dem ersten Flansch getragenen zweiten Flansch bilden.
  • Gemäß anderen Merkmalen der Erfindung:
    • – wird der Teil der Abgasförderleitung, der zwischen dem ersten Flansch und den Verbindungsmitteln angeordnet ist, durch ein aus einem dünnen Blech hergestelltes Element begrenzt,
    • – besteht der erste Flansch aus einer starren Platte, die in einem mittleren Teil mindestens eine Öffnung aufweist, die das stromaufwärtige Ende der inneren Leitung bildet, und die an ihrem Umfang Bohrungen zur Befestigung des ersten Flansches an dem Zylinderkopf aufweist,
    • – weisen die Verbindungsmittel eine Fußplatte auf, die das stromabwärtige Ende der inneren Leitung bildet und von der eine innere zylindrische Anlagefläche an einer komplementären zylindrischen Anlagefläche des Elements aus dünnem Blech angebracht und dann damit verschweißt wird, und von der eine freie Endfläche an einer komplementären Fläche eines Fußes des Bauteils positioniert und befestigt werden soll,
    • – ist die Fußplatte ringförmig und weist der Fuß des Bauteils mindestens eine rotationssymmetrische äußere Anlagefläche auf und weisen die Verbindungsmittel einen Kragen auf, der den Umfang der ringförmigen Fußplatte und die äußere rotationssymmetrische Anlagefläche des Fußes des Bauteils radial und axial umschließt,
    • – sind der Umfang der ringförmigen Fußplatte und die äußere Anlagefläche des Fußes des Bauteils kegelstumpfförmig und weisen eine gleiche und entgegengesetzte Konizität auf, ist der Kragen gespalten und weist mindestens eine einen „V"-förmigen Querschnitt aufweisende Kehle auf, die nach Zusammenfügung des Fußes des Bauteils und der Fußplatte an dem kegelstumpfförmigen Umfang der Fußplatte und an der kegelstumpfförmigen äußeren Anlagefläche des Fußes des Bauteils angebracht werden kann, um sie radial und axial festzulegen,
    • – sind der Umfang der ringförmigen Fußplatte und der äußeren Anlagefläche des Fußes des Bauteils zylindrisch und weisen den gleichen Durchmesser auf, ist der Kragen gespalten und weist mindestens eine einen „U"-förmigen Querschnitt aufweisende Kehle auf, die nach Zusammenfügung des Fußes des Bauteils und der Fußplatte an dem zylindrischen Umfang der Fußplatte und an der äußeren zylindrischen Anlagefläche des Fußes des Bauteils angebracht werden kann, um sie radial und axial festzulegen,
    • – weist der zweite Flansch eine im Wesentlichen vertikale Platte auf, von der ein unteres Ende mit dem Umfang des ersten Flansches verschweißt ist und von der ein oberes Ende mindestens ein horizontales Paar Ansätze zur senkrechten Befestigung an der Platte aufweist, die im Wesentlichen zur Fußplatte weisen und Mittel zur Befestigung an dem Bauteil aufweisen,
    • – sind die Befestigungsansätze des zweiten Flansches auf beiden Seiten der vertikalen Ränder der Platte angeordnet und weisen jeweils mindestens zwei Bohrungen auf, die jeweils auf eine Bohrung des anderen Ansatzes ausgerichtet sind und jeweils einen den Körper des Bauteils durchquerenden Befestigungsbolzen aufnehmen sollen.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der Lektüre der folgenden ausführlichen Beschreibung hervor, für deren Verständnis auf die angehängten Figuren Bezug genommen wird, darin zeigen:
  • 1 eine perspektivische Ansicht eines Verbrennungsmotors, der von einem Turbolader aufgeladen wird, welcher mit einem erfindungsgemäß ausgeführten Abgaskrümmer ausgestattet ist;
  • 2 eine perspektivische Ansicht eines gemäß einem vorigen Stand der Technik hergestellten Abgaskrümmers;
  • 3 eine perspektivische Montagedetailansicht des Abgaskrümmers von 1;
  • 4 eine auseinander gezogene, perspektivische Detailansicht eines Abgaskrümmers von 1.
  • In der folgenden Beschreibung werden identische, analoge oder ähnliche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
  • In 1 ist ein Verbrennungsmotor 10 für ein Kraftfahrzeug dargestellt worden, dessen Abgase ein Bauteil einer Abgasleitung (nicht dargestellt) des Kraftfahrzeugs, zum Beispiel einen Turbolader 12, speisen.
  • In der Folge der vorliegenden Anmeldung wird das Bauteil dem Turbolader 12 gleichgesetzt, es versteht sich jedoch, dass diese Konfiguration die Erfindung nicht einschränkt und dass jegliches Bauteil der Abgasleitung des Fahrzeug für die Durchführung der Erfindung geeignet sein könnte.
  • Der Motor 10 weist insbesondere einen Zylinderkopf 14 nach 1 auf. Der Zylinderkopf 14 weist vier (nicht dargestellte) Abgasabführkanäle auf, die die Abgase aus den Brennkammern des Motors 10 jeweils bis zu einer Austrittsöffnung der Abgase, die in einer vorderen Außenwand 16 des Zylinderkopfs 14 mündet, abführen sollen.
  • Der Motor 10 weist einen Abgaskrümmer 18 auf, der gemäß den Lehren der Erfindung ausgeführt ist. Der Krümmer 18 ist zwischen dem Zylinderkopf 14 des Motors 10 und dem Turbolader 12 angeordnet.
  • Bekanntermaßen weist der Abgaskrümmer 18 eine (nicht dargestellte) innere Abgasförderleitung auf, die mindestens eine Gasaustrittsöffnung des Zylinderkopfs 14, die in der vorderen Außenwand 16 ausgebildet ist, mit einer Gaseintrittsöffnung des Turboladers 12 verbindet.
  • Bekanntermaßen bildet mindestens ein (nicht dargestelltes) Vorderende der inneren Leitung einen Teil eines ersten Befestigungsflansches 20 des Krümmers 18 am Zylinderkopf 14. Analog dazu bildet ein (nicht dargestelltes) Hinterende der Leitung einen Teil von Mitteln 22 zur Verbindung mit der Eintrittsöffnung des Turboladers 12. Des Weiteren weist der Krümmer 18 Mittel 24 zur Abstützung des Bauteils 12 durch den Krümmer 18 auf.
  • Die Merkmale und Vorteile der Erfindung werden angesichts der Beschreibung eines Krümmers 18 gemäß dem Stand der Technik, der in 2 dargestellt worden ist, besser verständlich.
  • Der Krümmer 18 von 2 weist eine innere Leitung auf, von der ein Teil durch ein aus Blech hergestelltes gebogenes Element 26 komplexer Form, das auch als „Plenum" bezeichnet wird, begrenzt wird.
  • Das Element 26 weist an einem ersten Ende 28, das insbesondere durch Schweißen an dem ersten Flansch 20 befestigt ist, eine (nicht dargestellte) große, längliche Öffnung auf, durch die die Abgase eintreten. Das Element 26 weist an seinem gegenüberliegenden Ende 30 eine zentrierte kreisförmige obere Öffnung 32 auf, durch die die Abgase austreten.
  • Die längliche Öffnung des ersten Endes 28 ist groß genug, die aus (nicht dargestellten) Öffnungen, die durch den ersten Flansch 20 ausgebildet sind und mit Abgaskanälen des Zylinderkopfs 14 zusammenfallen, stammenden Abgase aufzunehmen, wobei der Zylinderkopf 14 bei einem Zylinderkopf mit vier Zylindern zum Beispiel vier Kanäle aufweist. Die durch den ersten Flansch 18 ausgebildeten Öffnungen bilden das stromaufwärtige Ende der inneren Leitung.
  • Wie in 2 dargestellt, besteht der erste Flansch 20 zur Befestigung 28 aus einer starren Platte mit im Wesentlichen vertikaler Ausrichtung, die vorgesehen ist, damit das Ende 28 des Elements 26 um die Öffnungen des ersten Flansches 20 herum angebracht werden kann.
  • Der erste Flansch 20 weist an seinem Umfang Bohrungen 34 auf, die den Abgaskrümmer 18 an der vorderen Außenwand 16 des Zylinderkopfs 14 positionieren und ihn zum Beispiel mittels die Bohrungen durchquerenden Bolzen und (nicht dargestellten) komplementären Muttern, die an der freien Fläche 36 des ersten Flansches 20 anliegen, befestigen sollen.
  • Eine analoge Konfiguration ist in 1 dargestellt, in der die Bolzen 33 und die zugehörigen Muttern 35 die Festlegung des Flansches 20 gestatten.
  • In dem herkömmlichen Ausführungsbeispiel von 2 werden die Mittel 24 zur Abstützung des Turboladers 12 und die Verbindungsmittel 22 von einem stromabwärtigen Flansch 38 in Form einer starren Platte getragen, die um die obere kreisförmige Gasaustrittsöffnung 32 ausgeführt ist.
  • Der Umfang des stromabwärtigen Flansches 38 weist mindestens zwei Bohrungen 40 mit vertikaler Achse auf, die die Positionierung und die Befestigung einer (nicht dargestellten) entsprechenden Fußplatte des Turboladers 12 am Abgaskrümmer 18 gestatten sollen.
  • Gemäß dieser Ausführungsform stützt das Element 26 des Abgaskrümmers 18 der oben beschriebenen Art das Gewicht des Turboladers 12, wenn der Krümmer 18 am Zylinderkopf 14 befestigt und der Turbolader 12 am stromabwärtigen Flansch 38 des Abgaskrümmers 18 montiert ist. Die Biegung 42 des Elements 26 muss insbesondere einer starken Konzentration von mechanischen und thermischen Belastungen standhalten.
  • Um diesen Nachteil zu überwinden, schlägt die Erfindung, wie in den 3 und 4 dargestellt, einen Abgaskrümmer 18 der oben beschriebenen Art vor, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützungsmittel 24 unabhängig von den Verbindungsmitteln 22 sind und dass sie einen von dem ersten Flansch 20 getragenen zweiten Flansch 44 bilden.
  • Bei dieser Konfiguration ist analog zu dem Krümmer nach dem Stand der Technik das Element 26, das den Teil der Abgasförderleitung trägt, der zwischen dem ersten Flansch 20 und den Verbindungsmitteln 22 angeordnet ist, aus einem dünnen Blech hergestellt. Wie in 4 dargestellt, soll das Element 26 die die in dem ersten Flansch 20 ausgebildeten Öffnungen 27 verlassenden Abgase auffangen.
  • Allerdings weisen die in den 3 und 4 dargestellten Verbindungsmittel 22 im Gegensatz zum Krümmer 18 von 2 eine Fußplatte 46 auf, die das stromabwärtige Ende der inneren Leitung bildet und von der eine innere zylindrische Anlagefläche 48 an einer komplementären zylindrischen Anlagefläche 49 des den Teil der inneren Leitung aus dünnem Blech bildenden Elements 26 angebracht und damit verschweißt wird.
  • Eine freie Endfläche 50 der Fußplatte 46 soll an einer (nicht dargestellten) komplementären Fläche des Fußes 52 des in 1 dargestellten Turboladers 12 eingestellt und befestigt werden.
  • Bei den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung, und diese nicht einschränkend, ist die Fußplatte 46 ringförmig und weist der Fuß 52 des Turboladers 12 mindestens eine rotationssymmetrische äußere Anlagefläche auf. Bei dieser Konfiguration weisen die Verbindungsmittel 22, wie in 3 dargestellt, einen Kragen 54 auf, der den Umfang 56 der ringförmigen Fußplatte 46 und die äußere rotationssymmetrische Anlagefläche des Fußes 52 des in 1 dargestellten Turboladers 12 radial und axial umschließt.
  • Es kommen zwei Ausführungsformen des Kragens 54, des Fußes 52 des Turboladers und der Fußplatte 46 in Betracht.
  • Gemäß einer ersten Ausführungsform, die in den 3 und 4 dargestellt worden ist, sind der Umfang der ringförmigen Fußplatte 46 und die äußere Anlagefläche des Fußes 52 des Turboladers 12 zylindrische und weisen den gleichen Durchmesser auf. Wie in 3 dargestellt, ist der Kragen 54 gespalten und weist zwei Abschnitte 61 auf, die durch eine Schraube 63 und eine Mutter 65 aneinandergeklemmt werden können. Der Kragen 54 weist mindestens eine einen „U"-förmigen Querschnitt aufweisende Kehle 58 auf, die nach Zusammenfügung des Fußes 52 des Turbolader 12 und der Fußplatte 46 an dem zylindrischen Umfang 56 der Fußplatte 46 und an der äußeren zylindrischen Anlagefläche des Fußes 52 des Turboladers angebracht werden kann, um sie radial und axial festzulegen.
  • Gemäß einer (nicht dargestellten) zweiten Ausführungsform sind der Umfang der ringförmigen Fußplatte und die äußere Anlagefläche des Fußes des Bauteils kegelstumpfförmig und weisen eine gleiche und entgegengesetzte Konizität auf, und ist der Kragen gespalten. Der Kragen weist mindestens eine einen „V"-förmigen Querschnitt aufweisende Kehle auf, die nach Zusammenfügung des Fußes des Bauteils und der Fußplatte an dem kegelstumpfförmigen Umfang der Fußplatte und an der kegelstumpfförmigen äußeren Anlagefläche des Fußes des Bauteils angebracht werden kann, um sie radial und axial festzulegen.
  • Erfindungsgemäß weisen die Abstützungsmittel 44 einen zweiten Flansch 44 auf, der eine im Wesentlichen vertikale Platte 60 aufweist, von der ein unteres Ende 62 einen Ansatz bildet, der mit dem Umfang des ersten Flansches 20 verschweißt ist, und von der ein oberes Ende 64 mindestens ein horizontales Paar 66 Ansätze 68 zur senkrechten Befestigung an der Platte 60 aufweist. Die Ansätze 66 weisen im Wesentlichen zur Fußplatte 46 und weisen Mittel zur Befestigung an dem Turbolader 12 auf.
  • Insbesondere sind die Befestigungsansätze 68 des zweiten Flansches 44 auf beiden Seiten der vertikalen Ränder 70 der Platte 60 angeordnet und weisen jeweils mindestens zwei Bohrungen 72 auf, die jeweils auf eine Bohrung 72 des anderen Ansatzes 68 ausgerichtet sind.
  • Es versteht sich, dass die Platte 60 auch mehr als ein Paar 68 Ansätze 66 aufweisen könnte.
  • Wie in den 1 bis 3 dargestellt, sollen diese Bohrungen 72 jeweils einen eine Bohrung 76 des Körpers des Turboladers 12 durchquerenden Befestigungsbolzen 74 aufnehmen.
  • Somit werden die durch den Turbolader 12 erzeugten Kräfte, wie zum Beispiel das Gewicht und die Schwingungen, direkt von dem zweiten Flansch 44 aufgenommen und dann mittels des ersten Flansches 20 auf den Zylinderkopf 14 übertragen. Auf diese Weise werden diese Kräfte nicht auf das Element 26 aus dünnem Blech übertragen.
  • Dank eines Krümmers 18 besteht die einzige Funktion des Elements 26 aus dünnem Blech darin, die Abgase bis zum Turbolader 12 zu leiten, während die Funktionen der Abstützung und des Haltens des Turboladers 12 durch die beiden Flansche 20 und 44 gewährleistet werden. Somit wird das Element 26 im Gegensatz zu dem gemäß dem Stand der Technik ausgeführten Krümmer 20 von 2 nicht allgemein mechanischen Belastungen ausgesetzt, die sich aus dem Vorhandensein des Turboladers 12 ergeben.
  • Des Weiteren steigt die Temperatur des Elements 26 dank seiner geringen Wärmeträgheit ab Beginn des Passierens der Abgase schnell an.
  • Der erfindungsgemäße Krümmer ist somit sowohl im Hinblick auf Widerstand als auch Gewicht und Wärmeträgheit besonders vorteilhaft.

Claims (9)

  1. Abgaskrümmer (18) für ein Kraftfahrzeug jener Art, die eine innere Abgasförderleitung aufweist, die mindestens eine Gasaustrittsöffnung eines Zylinderkopfes (14) eines Verbrennungsmotors (10) des Fahrzeugs mit einer Gaseintrittsöffnung eines Bauteils (12) einer Abgasleitung des Fahrzeugs, insbesondere einer Eintrittsöffnung eines Turboladers (12) verbindet, jener Art, bei der mindestens ein stromaufwärtiges Ende der inneren Leitung einen Teil eines ersten Flansches (20) zur Befestigung des Krümmers (18) am Zylinderkopf (14) bildet, jener Art, bei der ein stromabwärtiges Ende (30) der Leitung einen Teil von Mitteln (22) zur Verbindung mit der Eintrittsöffnung des Bauteils bildet, und jener Art, die Mittel (24) zur Abstützung des Bauteils (12) durch den Krümmer (18) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützungsmittel (24) unabhängig von den Verbindungsmitteln (22) sind und dass sie einen von dem ersten Flansch (20) getragenen zweiten Flansch (44) bilden.
  2. Abgaskrümmer (18) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Teil der Abgasförderleitung, der zwischen dem ersten Flansch (20) und den Verbindungsmitteln (22) angeordnet ist, durch ein aus einem dünnen Blech hergestelltes Element (26) begrenzt wird.
  3. Abgaskrümmer (18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Flansch (20) aus einer starren Platte besteht, die in einem mittleren Teil mindestens eine Öffnung aufweist, die das stromaufwärtige Ende der inneren Leitung bildet, und die an ihrem Umfang Bohrungen (34) zur Befestigung des ersten Flansches (20) an dem Zylinderkopf (14) aufweist.
  4. Abgaskrümmer (18) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsmittel (22) eine Fußplatte (46) aufweisen, die das stromabwärtige Ende (30) der inneren Leitung bildet und von der eine innere zylindrische Anlagefläche (48) an einer komplementären zylindrischen Anlagefläche (49) des Elements (26) aus dünnem Blech angebracht und dann damit verschweißt wird, und von der eine freie Endfläche (50) an einer komplementären Fläche eines Fußes (52) des Bauteils (12) positioniert und befestigt werden soll.
  5. Abgaskrümmer (18) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Fußplatte (46) ringförmig ist und dass der Fuß (52) des Bauteils (12) mindestens eine rotationssymmetrische äußere Anlagefläche aufweist und dass die Verbindungsmittel (22) einen Kragen (54) aufweisen, der den Umfang (56) der ringförmigen Fußplatte (46) und die äußere rotationssymmetrische Anlagefläche des Fußes (52) des Bauteils (12) radial und axial umschließt.
  6. Abgaskrümmer (18) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Umfang der ringförmigen Fußplatte (46) und die äußere Anlagefläche des Fußes (52) des Bauteils (12) kegelstumpfförmig sind und eine gleiche und entgegengesetzte Konizität aufweisen, dass der Kragen (54) gespalten ist und dass er mindestens eine einen „V"-förmigen Querschnitt aufweisende Kehle aufweist, die nach Zusammenfügung des Fußes (52) des Bauteils (12) und der Fußplatte (46) an dem kegelstumpfförmigen Umfang der Fußplatte (46) und an der kegelstumpfförmigen äußeren Anlagefläche des Fußes (52) des Bauteils (12) angebracht werden kann, um sie radial und axial festzulegen.
  7. Abgaskrümmer (18) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Umfang (56) der ringförmigen Fußplatte (46) und der äußeren Anlagefläche des Fußes (52) des Bauteils (12) zylindrisch sind und den gleichen Durchmesser aufweisen, dass der Kragen (54) gespalten ist und dass er mindestens eine einen „U"-förmigen Querschnitt aufweisende Kehle (58) aufweist, die nach Zusammenfügung des Fußes (52) des Bauteils (12) und der Fußplatte (46) an dem zylindrischen Umfang (56) der Fußplatte (46) und an der äußeren zylindrischen Anlagefläche des Fußes (52) des Bauteils (12) angebracht werden kann, um sie radial und axial festzulegen.
  8. Abgaskrümmer (18) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Flansch (44) eine im Wesentlichen vertikale Platte (60) aufweist, von der ein unteres Ende (62) mit dem Umfang des ersten Flansches (20) verschweißt ist und von der ein oberes Ende (64) mindestens ein horizontales Paar (66) Ansätze (68) zur senkrechten Befestigung an der Platte (60) aufweist, die im Wesentlichen zur Fußplatte (46) weisen und Mittel zur Befestigung an dem Bauteil (12) aufweisen.
  9. Abgaskrümmer (18) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsansätze (68) des zweiten Flansches (44) auf beiden Seiten der vertikalen Ränder (70) der Platte (60) angeordnet sind und dass sie jeweils mindestens zwei Bohrungen (72) aufweisen, die jeweils auf eine Bohrung (72) des anderen Ansatzes (68) ausgerichtet sind und jeweils einen den Körper des Bauteils (12) durchquerenden Befestigungsbolzen (74) aufnehmen sollen.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012223981A1 (de) * 2012-12-20 2014-06-26 Friedrich Boysen Gmbh & Co. Kg Abgaskrümmer

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE527909C2 (sv) * 2004-04-29 2006-07-11 Saab Automobile Förbränningsmotor
ITMI20052445A1 (it) * 2005-12-22 2007-06-23 Iveco Spa Supporto di un gruppo turbocompressore con uno o piu'collettori di scarico non strutturali per un motore
FR2897893B1 (fr) * 2006-02-27 2008-04-11 Renault Sas Dispositif de fixation de turbocompresseur
FR2903449B1 (fr) * 2006-07-07 2008-09-12 Renault Sas Agencement pour la fixation d'un turbocompresseur sur un moteur a combustion d'un vehicule automobile
FR2910389A1 (fr) * 2006-12-22 2008-06-27 Renault Sas Dispositif de fixation par pince d'un turbocompresseur sur un bloc cylindres
FR2916731B1 (fr) * 2007-05-31 2009-07-17 Renault Sas Agencement pour l'assemblage d'organes auxiliaires d'un moteur a combustion et procede d'assemblage mettant en oeuvre ledit agencement
DE102007062660A1 (de) * 2007-12-24 2009-06-25 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Abgaskrümmer
US7730867B2 (en) 2008-02-14 2010-06-08 Gm Global Technology Operations, Inc. Engine including a self-adjusting thermally compliant bracket
GB2470051B (en) * 2009-05-07 2013-08-07 Cummins Turbo Tech Ltd Turbocharger mounting arrangement and method
FR3022583B1 (fr) * 2014-06-23 2016-07-01 Renault Sa "agencement pour le maintien en position d'un turbocompresseur par rapport a une bequille au moyen d'une pince elastique"

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6145289Y2 (de) * 1981-05-19 1986-12-19
DE3529542A1 (de) * 1985-08-17 1987-02-26 Daimler Benz Ag Anordnung eines russfilters im abgassystem einer brennkraftmaschine mit einem abgasturbolader
US5261237A (en) * 1992-11-30 1993-11-16 Benson Steven R Oil drain and turbo assembly support
DE19548175A1 (de) * 1995-12-22 1997-06-26 Audi Ag Befestigung eines Turbinengehäuses
JP4503168B2 (ja) * 2000-11-16 2010-07-14 林田工業株式会社 内燃機関用排気ダクトの接続治具
DE10150527A1 (de) * 2000-11-27 2002-06-20 Abb Turbo Systems Ag Baden Stützfuss für einen Turbolader
WO2002073010A2 (de) * 2001-01-29 2002-09-19 Haerle Hans A Abgaskrümmer

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012223981A1 (de) * 2012-12-20 2014-06-26 Friedrich Boysen Gmbh & Co. Kg Abgaskrümmer

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