EP1329607B1 - Anordnung zur Führung von Abgas aus einem Verbrennungsmotor - Google Patents
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- F01N13/185—Mechanical joints the connection being realised by deforming housing, tube, baffle, plate, or parts thereof
Definitions
- the invention relates to an arrangement for guiding exhaust gas from an internal combustion engine according to the features in the preamble of patent claim 1.
- WO 01/11209 A discloses an exhaust manifold for attachment to a cylinder head of an internal combustion engine, which preferably has a low mass and is inexpensive to manufacture.
- a sealing means between the exhaust manifold and the cylinder head is necessary, so that can be dispensed with expensive welding.
- the exhaust manifold may expand relative to the cylinder head and perform a corresponding movement, so that complex constructions with sliding flanges or the like can be avoided.
- the use of thin sheets at low degrees of deformation leads to low material and manufacturing costs and to the fact that the exhaust gas, a small amount of heat is withdrawn.
- the invention is based on the task to schafffen an arrangement for guiding exhaust gas from an internal combustion engine, which is broken down with respect to the function "exhaust pipe”, “densities” and “recording of thermal loads” and is optimized in terms of assembly.
- the connecting pieces of the cable strands are clamped in such a clamping manner with a base plate of the housing that thermally induced expansions are taken up on the one hand via the coupling stubs and the receptacles comprising the coupling stubs and on the other hand via the clamping connections. Since the clamping connections are designed as sliding seat areas, thermal expansions can be easily compensated, so that the consideration of much higher temperatures is possible and a significantly longer life is achieved.
- the hood has in the edge region adjacent to the base plate a peripheral edge web.
- This edge web can run vertically to the extension plane of the base plate.
- Tongues are formed on the edge side of the base plate, which are bent out of the plane of the base plate and bent with their end sections around the edge web of the hood.
- the connecting pieces are provided with radial collar. These radial collars are overlapped by at least one clamping plate and fixed by means of this clamping plate on the inside of the base plate of the housing.
- the clamping plate is shaped so that the radial collar between the base plate and the clamping plate can perform relative movements due to thermal stress.
- Each clamping plate is fixed in position according to claim 3 by the hood on the base plate.
- the hood has next to the base plate step-like characteristics, between which and the base plate, the clamping plate limited is used relatively displaceable.
- the hood with a nozzle-like end portion includes the end of a Questionleitstutzens the arcuate pipe connecting piece facing away from the T-shaped wiring harness with distance and is here provided with a connection flange. Additional components can then be assigned directly via this connection flange.
- 1 denotes an arrangement for guiding exhaust gas A from an unspecified illustrated internal combustion engine V.
- the arrangement 1 comprises a housing 2 made of sheet steel, which is composed of a base plate 3 and a hood 4 overarching the base plate 3.
- an arcuate wiring harness 5 and two T-shaped strands of wire 6, 7 extend. All strands of wire 5-7 have adjacent to the base plate 3 connecting piece 8, 9, 10 with radial collar 11, 12, 13.
- the connecting pieces 8-10 extend coaxially with recesses 22 in the base plate 3.
- connection stub 8 of the arcuate wiring harness 5 end facing away from a coupling sleeve 14 the relatively displaceable in a matching to this coupling piece 14 receptacle 15 of the arcuate wiring harness 5 adjacent T-shaped wiring harness 6 summarizes.
- This T-shaped wiring harness 6 has at the end facing away from its connecting piece 9 also has a coupling socket 16 which holds relatively displaceable in a receptacle 17 adapted thereto on the second T-shaped wiring harness 7.
- This second T-shaped wiring harness 7 is provided at the end facing away from its connection piece 10 with a Kochleitstutzen 18. This passes through a nozzle-like end portion 19 of the hood 4.
- the peripheral side of this nozzle-like end portion 19 is welded in the thickness significantly larger than the sheet thickness of the hood 4 dimensioned connection flange 20.
- the position of the connecting piece 8-10 of the strands 5-7 on the base plate 3 is a steel Klemmblech 21, which is provided in the region of the connecting piece 8-10 with adapted recesses 23. Edge of the recesses 23, the clamping plate 21 is flanged so S-shaped that it overlaps with these flanges 24, the radial collar 11-13 of the connecting piece 8-10 to the line strands 5-7 and forming radial seats 11-13 on the base plate to form sliding seats position-oriented.
- the wall of the hood 4 adjacent to the base plate 3 is deformed stepwise. With this step 26, the hood 4 engages over the areas of the clamping plate 21 bearing against the base plate 3 and fixes them to the base plate 3.
- the clamping tension of the hood 4 with the base plate 3 and thus also the clamping tension between the clamping plate 21 and the radial collar 11-13 is effected by a plurality of tongues 27 which are provided on the edge side of the base plate 3 ( Figure 2). These tongues 27 surround an edge web 28 of the hood 4, which is angled at 90 ° to the plane of extension of the base plate 3. The free ends 29 of the tongues 27 are according to the arrows bent over the free longitudinal edge 30 of the edge web 28 and clamped in this way hood 4 and base plate 3 with each other by clamping.
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Führung von Abgas aus einem Verbrennungsmotor gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
- Eine solche Anordnung zählt durch die DE 198 03 275 A1 zum Stand der Technik. Sie hat sich in der Praxis bewährt. Dennoch weist sie insofern Mängel auf, als dass die Anschlussstutzen der Leitungsstränge in den Bereichen mit einem Kopfflansch verschweißt werden, in welchen das Abgas die Innenwandungen berührt. Beim Schweißen auf den Innenwänden verbliebene Schweißspritzer könnten nämlich vom Abgas mitgerissen werden und in einen Turbolader oder Katalysator gelangen. Auch ist es denkbar, dass solche Schweißspritzer über eine Abgasrückführung in den Verbrennungsmotor gelangen können. Es ist dann nicht auszuschließen, dass Turbolader, Katalysator oder Verbrennungsmotor in einem erheblichen Umfang beschädigt werden können. Darüber hinaus kann es vorkommen, dass beim Anschweißen der Anschlussstutzen der Leitungsstränge an den Kopfflansch dieser sich verziehen kann. Folglich kann während des Betriebs des Verbrennungsmotors Abgas unerwünscht austreten.
- Die WO 01/11209 A offenbart einen Abgaskrümmer zur Anbringung an einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine, der bevorzugt eine geringe Masse aufweist und kostengünstig herzustellen ist. Um eine Abdichtung zwischen dem Abgassammelgehäuse und dem Zylinderkopf zu erreichen, ist lediglich eine Dichtungseinrichtung zwischen dem Abgassammelgehäuse und dem Zylinderkopf notwendig, so dass auf aufwendige Schweißarbeiten verzichtet werden kann. Das Abgassammelgehäuse kann sich gegenüber dem Zylinderkopf ausdehnen und eine entsprechende Bewegung ausführen, so dass aufwendige Konstruktionen mit Gleitflanschen oder ähnlichem vermieden werden können. Die Verwendung dünner Bleche bei geringen Umformgraden führt zu geringen Material- und Herstellungskosten sowie dazu, dass dem Abgas eine geringe Wärmemenge entzogen wird.
- Zwar führt der Verzicht auf Schweißarbeiten zu einer vereinfachten Herstellung der einzelnen Bauteile. Dies kann sich unter Umständen jedoch nachteilig in der Montage bemerkbar machen, wenn nämlich die einzelnen Bauteile vor dem Anschrauben auf den Zylinderkopf exakt positioniert werden müssen. Hier wäre es wünschenswert, wenn die einzelnen Komponenten eines Abgaskrümmers gewissermaßen vorkonfiguriert werden können, so dass bei der Montage die Wahrscheinlichkeit eines Montagefehlers verringert wird.
- Der Erfindung liegt die Aufabe zugrunde, eine Anordnung zur Führung von Abgas aus einem Verbrennungsmotor zu schafffen, welche hinsichtlich der Funktion "Abgas leiten", "Dichten" und "Aufnahme von thermischen Belastungen" aufgegliedert ist und hinsichtlich der Montage optimiert ist.
- Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
- Die Integration der Leitungsstränge in eine Haube führt zu einem luftspaltisolierten Gehäuse. Dadurch kann weniger Wärme in den Motorraum des Kraftfahrzeugs eindringen, so dass ein schnelles Ansprechen des Katalysators gewährleistet ist.
- Ferner ist es von Bedeutung, dass die Anschlussstutzen der Leitungsstränge derart klemmend mit einem Grundblech des Gehäuses verspannt sind, dass thermisch bedingte Dehnungen einerseits über die Kupplungsstutzen sowie die die Kupplungsstutzen umfassenden Aufnahmen und andererseits über die Klemmverbindungen aufgenommen werden. Da die Klemmverbindungen als Schiebesitzbereiche gestaltet sind, können thermische Ausdehnungen problemlos ausgeglichen werden, so dass die Berücksichtigung wesentlich höherer Temperaturen möglich ist und eine deutlich längere Lebensdauer erreicht wird.
- Von ganz besonderem Vorteil ist, dass die Anschlussstutzen nicht mehr verschweißt werden, so dass auch die durch Schweißspritzer bekannten Nachteile komplett in Fortfall gelangen. Die Betriebssicherheit wird merklich verbessert.
- Zur klemmenden Verspannung der Haube am Grundblech besitzt die Haube in dem dem Grundblech benachbarten Randbereich einen umfangsseitigen Randsteg. Dieser Randsteg kann vertikal zur Erstreckungsebene des Grundblechs verlaufen. Randseitig des Grundblechs sind Zungen ausgebildet, welche aus der Ebene des Grundblechs herausgebogen und mit ihren Endabschnitten um den Randsteg der Haube gebogen werden.
- Gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 2 sind die Anschlussstutzen mit Radialkragen versehen. Diese Radialkragen werden von mindestens einem Klemmblech übergriffen und mittels dieses Klemmblechs auf der Innenseite des Grundblechs des Gehäuses fixiert. Das Klemmblech ist so geformt, dass die Radialkragen zwischen dem Grundblech und dem Klemmblech Relativbewegungen aufgrund thermischer Belastungen durchführen können.
- Obwohl es denkbar ist, dass mehrere Klemmbleche zur Fixierung der Anschlussstutzen am Grundblech vorgesehen werden, ist es aus Gründen der Fertigungsvereinfachung vorteilhaft, dass nur ein einziges Klemmblech angeordnet wird.
- Jedes Klemmblech ist nach Patentanspruch 3 durch die Haube am Grundblech lagefixiert. Dazu besitzt die Haube benachbart dem Grundblech stufenartige Ausprägungen, zwischen denen und das Grundblech das Klemmblech begrenzt relativ verschiebbar eingesetzt ist.
- Schließlich besteht noch eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Grundgedankens in den Merkmalen des Patentanspruchs 4. Danach umfasst die Haube mit einem stutzenartigen Endabschnitt das Ende eines Überleitstutzens des dem bogenförmigen Leitungsstutzen abgewandten T-förmigen Leitungsstrangs mit Abstand und ist hier mit einem Anschlussflansch versehen. Über diesen Anschlussflansch können dann weitere Bauteile direkt zugeordnet werden.
- Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
- Figur 1
- im Schema in vertikalen Längsschnitt eine Anordnung zur Führung von Abgas aus einem Verbrennungsmotor und
- Figur 2
- einen vertikalen Teilquerschnitt durch die Darstellung der Figur 1 entlang der Linie II-II in Richtung der Pfeile lla gesehen.
- In den Figuren 1 und 2 ist mit 1 eine Anordnung zur Führung von Abgas A aus einem nicht näher veranschaulichten Verbrennungsmotor V bezeichnet.
- Die Anordnung 1 weist ein Gehäuse 2 aus Stahlblech auf, das sich aus einem Grundblech 3 sowie einer das Grundblech 3 überwölbenden Haube 4 zusammensetzt.
- In der Haube 4 erstrecken sich ein bogenförmiger Leitungsstrang 5 und zwei T-förmige Leitungsstränge 6, 7. Alle Leitungsstränge 5-7 weisen benachbart zum Grundblech 3 Anschlussstutzen 8, 9, 10 mit Radialkragen 11, 12, 13 auf. Die Anschlussstutzen 8-10 verlaufen koaxial zu Ausnehmungen 22 im Grundblech 3.
- An dem dem Anschlussstutzen 8 des bogenförmigen Leitungsstrangs 5 abgewandten Ende ist ein Kupplungsstutzen 14 vorgesehen, der relativ verschieblich in eine an diesen Kupplungsstutzen 14 angepasste Aufnahme 15 des dem bogenförmigen Leitungsstrang 5 benachbarten T-förmigen Leitungsstrangs 6 fasst. Dieser T-förmige Leitungsstrang 6 weist an dem seinem Anschlussstutzen 9 abgewandten Ende ebenfalls einen Kupplungsstutzen 16 auf, der relativ verschieblich in eine daran angepasste Aufnahme 17 am zweiten T-förmigen Leitungsstrang 7 fasst. Dieser zweite T-förmige Leitungsstrang 7 ist an dem seinem Anschlussstutzen 10 abgewandten Ende mit einem Überleitstutzen 18 versehen. Dieser durchsetzt einen stutzenartigen Endabschnitt 19 der Haube 4. Umfangsseitig dieses stutzenartigen Endabschnitts 19 ist ein in der Dicke deutlich größer als die Blechdicke der Haube 4 bemessener Anschlussflansch 20 angeschweißt.
- Zur schweißlosen Lagefixierung der Anschlussstutzen 8-10 der Leitungsstränge 5-7 am Grundblech 3 dient ein stählernes Klemmblech 21, das im Bereich der Anschlussstutzen 8-10 mit daran angepassten Aussparungen 23 versehen ist. Randseitig der Aussparungen 23 ist das Klemmblech 21 derart S-förmig umgebördelt, dass es mit diesen Bördelungen 24 die Radialkragen 11-13 der Anschlussstutzen 8-10 an den Leitungssträngen 5-7 übergreift und unter Ausbildung von Schiebesitzen 25 die Radialkragen 11-13 am Grundblech lageorientiert.
- Um das Klemmblech 21 schweißlos am Grundblech 3 festzulegen, ist die Wand der Haube 4 benachbart zum Grundblech 3 stufenartig verformt. Mit dieser Stufe 26 übergreift die Haube 4 die am Grundblech 3 anliegenden Bereiche des Klemmblechs 21 und fixiert diese am Grundblech 3.
- Die klemmende Verspannung der Haube 4 mit dem Grundblech 3 und damit auch die klemmende Verspannung zwischen dem Klemmblech 21 und den Radialkragen 11-13 wird durch mehrere Zungen 27 bewirkt, die randseitig des Grundblechs 3 vorgesehen sind (Figur 2). Diese Zungen 27 umgreifen einen Randsteg 28 der Haube 4, der um 90° zur Erstreckungsebene des Grundblechs 3 abgewinkelt ist. Die freien Enden 29 der Zungen 27 werden gemäß den Pfeilen über die freie Längskante 30 des Randstegs 28 gebogen und auf diese Weise Haube 4 und Grundblech 3 miteinander klemmend verspannt.
-
- 1 -
- Anordnung
- 2 -
- Gehäuse
- 3 -
- Grundblech v. 2
- 4 -
- Haube v. 2
- 5 -
- bogenförmiger Leitungsstrang
- 6 -
- T-förmiger Leitungsstrang
- 7 -
- T-förmiger Leitungsstrang
- 8 -
- Anschlussstutzen v. 5
- 9 -
- Anschlussstutzen v. 6
- 10 -
- Anschlussstutzen v. 7
- 11 -
- Radialkragen v. 8
- 12 -
- Radialkragen v. 9
- 13 -
- Radialkragen v. 10
- 14 -
- Kupplungsstutzen v. 5
- 15 -
- Aufnahme v. 6
- 16 -
- Kupplungsstutzen v. 6
- 17 -
- Aufnahme v. 7
- 18 -
- Überleitstutzen v. 7
- 19 -
- Endabschnitt v. 4
- 20 -
- Anschlussflansch v. 2
- 21 -
- Klemmblech
- 22 -
- Ausnehmungen in 3
- 23 -
- Aussparungen in 21
- 24 -
- Bördelungen an 21
- 25 -
- Schiebesitze
- 26 -
- Stufe an 2
- 27 -
- Zungen an 3
- 28 -
- Randsteg v. 4
- 29 -
- freie Enden v. 27
- 30 -
- freie Längskante v. 28
- A -
- Abgas
- V -
- Verbrennungsmotor
Claims (4)
- Anordnung zur Führung von Abgas (A) aus einem Verbrennungsmotor (V), welche mindestens einen bogenförmigen Leitungsstrang (5) und T-förmige Leitungsstränge (6, 7) entsprechend der Zylinderzahl des Verbrennungsmotors (V) aufweist, die jeweils einen dem Verbrennungsmotor (V) benachbarten Anschlussstutzen (8, 9, 10) besitzen und über den Anschlussstutzen (8, 9, 10) abgewandte Kupplungsstutzen (14, 16) sowie die Kupplungsstutzen (14, 16) umfassende Aufnahmen (15, 17) Abgas (A) leitend relativ beweglich ineinander gefügt sind, wobei die Leitungsstränge (5, 6, 7) über ihre Anschlussstutzen (8, 9, 10) innerhalb eines aus einer Haube (4) und einem als Zylinderkopfflansch dienenden Grundblech (3) bestehenden Gehäuses (2) klemmend gefügt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Haube (4) durch dem Grundblech (3) am Umfang zugeordnete, einen Randsteg (28) an der Haube (4) übergreifende Zungen (27) mit dem Grundblech (3) klemmend verspannt ist.
- Anordnung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussstutzen (8, 9, 10) mit Radialkragen (11, 12, 13) versehen und über wenigstens ein die Radialkragen (11, 12, 13) übergreifendes Klemmblech (21) auf der Innenseite des Grundblechs (3) fixiert sind.
- Anordnung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Klemmblech (21) durch die Haube (4) am Grundblech (3) lagefixiert ist.
- Anordnung nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Haube (4) mit einem stutzenartigen Endabschnitt (19) das Ende eines Überleitstutzens (18) des dem bogenförmigen Leitungsstrang (5) abgewandten T-förmigen Leitungsstrangs (7) mit Abstand umfasst und hier mit einem Anschlussflansch (20) versehen ist.
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