EP1548245A2 - Auspuffkrümmer - Google Patents

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EP1548245A2
EP1548245A2 EP04027814A EP04027814A EP1548245A2 EP 1548245 A2 EP1548245 A2 EP 1548245A2 EP 04027814 A EP04027814 A EP 04027814A EP 04027814 A EP04027814 A EP 04027814A EP 1548245 A2 EP1548245 A2 EP 1548245A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
shell
manifold
exhaust
exhaust manifold
cylinder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP04027814A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1548245A3 (de
Inventor
Wilfried Bien
Pierre Bonny
Markus Brown
Thomas Hülsberg
Uwe KLÜSSMANN
Norbert Kreutzig
Holger Nuhn
Ralf Pünjer
Olav Reinhardt
Thorsten Sternal
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
DaimlerChrysler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DaimlerChrysler AG filed Critical DaimlerChrysler AG
Publication of EP1548245A2 publication Critical patent/EP1548245A2/de
Publication of EP1548245A3 publication Critical patent/EP1548245A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/08—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
    • F01N13/10—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits of exhaust manifolds
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/18—Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/18—Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly
    • F01N13/1872—Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly the assembly using stamp-formed parts or otherwise deformed sheet-metal

Definitions

  • the invention relates to an exhaust manifold for connection an exhaust with at least one cylinder of an internal combustion engine and a shell manifold as at least one component an exhaust manifold.
  • Exhaust manifolds are used in motor vehicles Internal combustion engines of the discharge of exhaust gases, which in a Combustion in cylinders of internal combustion engines arise. These exhaust manifolds are usually designed tube-like and can be divided into pipe strings in different ways or be branched.
  • the exhaust manifolds usually have one of a number the cylinder of the engine corresponding number Inlets, each of these inlets with a respective Cylinder, for example via a flange as a connector, connected is.
  • the with the cylinders of the internal combustion engine connected inlets of such an exhaust manifold are fastened in a so-called main strand or collection strand. Starting from this main strand can be a corresponding Outlet connected to the exhaust via a flange be.
  • the resulting in the cylinders exhaust gases are accordingly via the outlets connected to the cylinders, the main branch and the outlet leading away from the main branch in derived the exhaust.
  • the exhaust manifold according to the invention for connecting an exhaust with at least one cylinder of an internal combustion engine has at least one shell manifold, wherein the at least a shell manifold of at least two by mechanical Molded together assembled shell molds is. It is provided that the at least one Shell manifold has at least one inlet. Of the Shell manifold of the exhaust manifold according to the invention is so formed such that the at least one inlet in the at least one cylinder opens. Thus, a special compact design of at least one shell manifold or realized the exhaust manifold.
  • the at least one Shell manifold thus has a particularly high stability on. Due to this construction can on pipe pieces, as they For example, in the document DE 199 28 276 C2 are required, be waived. Such Minimization of individual parts causes, for example, a Optimization of the production of the exhaust manifold.
  • the at least one inlet of the at least one Shell manifold of the exhaust manifold according to the invention can arranged over one on the at least one cylinder Flange attached to the cylinder. It can the at least one inlet of the at least one shell manifold be attached to the flange by welding. A in particular gas-tight attachment of the at least one Shell manifold on the flange is also above each other to provide appropriate connection. The flange in turn, it is preferably attached gas-tight to the cylinder.
  • the mechanical form closure can be achieved by clamping, riveting, Clipping, pressing, crimping, folding or by other suitable mechanical joining measures are realized, in which the Both shell molds are connected to each other.
  • Adjacent adjacent edges of two shell molds For example, they can be meandering or zigzag-shaped be. Such trained edges can thus due their structuring intertwined, what the invention provided positive connection additional Gives support.
  • the two shell molds are made after mechanical Positive locking when needed advantageously load adapted in some areas by means of resistance welding or Resistance soldering connected.
  • resistance welding or Resistance soldering connected.
  • all thermal, electronic as well as thermoelectronic joining measures leading to Connecting two components made of metal are suitable for Application come.
  • This connection can be through the Fügeolinookie punctiform but also partially seam-shaped be educated. This measure serves an additional purpose Consolidation of the connection between the two shell molds, the can be realized in a simple and cost-effective manner.
  • the exhaust manifold off two shell manifolds may one of Shell manifold inserted in the other shell manifolds be.
  • the exhaust manifold can be compensated thereby that adjacent shell manifolds through a simple sliding seat be joined together.
  • the exhaust side outlet of the first shell manifold on the pushed the motor-side inlet of the second shell manifold is so that the engine side inlet the exhaust side Enclosure encloses, encompasses or envelops.
  • An advantage of the invention is that the Shell manifold or the exhaust manifold made low can be. With appropriate execution, the number the components compared to known exhaust manifolds be significantly reduced. It can be provided that the exhaust manifold only has a shell manifold. This one shell manifold has one of the number of Cylinder corresponding number of engine-side inlets and an exhaust side outlet. Of course, the Exhaust manifold also from any number of shell manifolds be educated.
  • the shell manifolds may be T-shaped, for example.
  • a Shell manifold as a bent pipe section with only two Openings, so an inlet and an outlet formed.
  • Such a piece of pipe can in turn consist of at least two joined mold shells by mechanical positive locking be composed.
  • the at least one shell manifold as gas-conducting Inner part is formed, which enclosed by an outer shell or is enveloped.
  • the at least one Shell elbow shielded to the outside gas-tight.
  • the shell, which encloses the at least one shell manifold is gas-tight.
  • between the at least one shell manifold and the Outer shell to be an air gap.
  • exhaust manifold is therefore a Air gap insulated exhaust manifold.
  • the shell manifold according to the invention is at least one Component of an exhaust manifold for connecting an exhaust system with at least one cylinder of an internal combustion engine educated.
  • This shell manifold is made of at least two joined together by mechanical positive closure shell molds composed and has at least one inlet on.
  • the shell manifold according to the invention is so formed such that the at least one inlet in the at least one cylinder opens.
  • the invention provides a total of an exhaust manifold, in both under thermal and under mechanical stress dimensional stability is ensured.
  • the exhaust manifold 1 shown schematically in Fig. 1 is composed of three shell manifolds 3, 9, 17.
  • the first Shell manifold 3 has three tubular openings, namely an outlet 6 and two inlets 5, 7.
  • a first inlet 5 is a flange 23 on a first cylinder of a not shown mounted internal combustion engine, so that the Inlet 5 opens directly into this cylinder.
  • Such Attachment may be provided by welding.
  • the outlet 6 of the first shell manifold 3 is at a Exhaust or a catalyst aligned. to Compensation of thermally induced expansions, which in a Operation of the internal combustion engine arise is provided that the outlet 6 in an opening 26 of a flange 25, which is attached to the exhaust or the catalyst, is movably arranged.
  • About another inlet 7 is the first shell manifold 3 with the second shell manifold. 9 connected.
  • This second shell manifold 9 also has a Outlet 13 and two inlets 11, 15 on and it is provided that the inlet 11, for example via a Flange 23 on a second cylinder of the internal combustion engine is attached, so flows into this cylinder.
  • the outlet 13 of the second shell manifold 9 is in the Inlet 7 of the first shell manifold 3 is inserted. This This may allow a cross section or a Diameter of the second shell manifold 9 smaller than a Cross section or diameter of the first shell 3 is. This is between the first shell manifolds 3 and the second shell manifold 9 provided a sliding seat, whereby thermally induced expansions of the shell manifold or the exhaust manifold can be compensated.
  • the second inlet 15 of the second shell manifold 9 is at This version provided with an extension 12.
  • this extension 12 makes it possible to have an outlet 21 of a third shell manifold 17 in the inlet 15 of the second Insert shell manifold 9, so that a sliding seat between the two shell manifolds 9, 17 is provided.
  • the third shell manifold 17 is with an inlet 19 at a third cylinder of the internal combustion engine attached. This attachment can via a flange 23rd take place so that this inlet 19 into the third cylinder empties.
  • each of the three shell manifolds 3, 9, 17 from two mold shells 4, 10, 14, 20, 18, 28 is composed.
  • the lower mold shell 14 In the first shell manifold 3 is adjacent to the upper shell mold 4, the lower mold shell 14 partially visible. These two shell molds 4, 14 are about mechanical shaping joined together, the compound along a Meander-shaped joint seam 2 takes place.
  • the third shell manifold 17 comprises two shell molds 18, 28, the mechanical positive engagement with each other are connected and along a meandering joint seam 16th abut.
  • a lower partial shell 27 with the flanged or to see bent edge 29, in which the three shell manifolds 3, 9, 17 are to be embedded (Fig. 2).
  • this lower partial shell 27 is a second, with respect to the Edge 29 largely mirror-symmetrical design Part shell set, so that the three shell manifolds 3, 9, 17 wrapped in an assembled state of a shell are.
  • Fig. 2 shows the exhaust manifold 1 in an assembled Status.
  • each two shell molds 4, 14, 10, 20, 18, 28 is in this illustration by means of a meander-shaped joint 2 along the first shell manifold 3 between the shell molds 4 and 14, a corresponding joint seam 8 between the shell molds 10 and 20 along the second shell manifold 9 and a corresponding joint seam 16 between the shell molds 18 and 28th along the third shell manifold 17.
  • the lower Form shells 14, 20, 28 are enveloped by a partial shell 27, this sub-shell 27 has a crimped or curved Edge 29 on.
  • FIG. 2 shows how the inlets 5, 11, 19 of the shell manifolds 3, 9, 17 on the flanges 23rd are attached. It is envisaged that these flanges 23 at Cylinders of an internal combustion engine, not shown here are arranged so that the inlets 5, 11, 19 in this Cylinder open.
  • FIG. 3 shows the second shell manifold 9 in a state before the two shell molds 10, 20 connected to each other are.
  • a meandering formed edge 8a of upper shell mold 10 as well as a meandering trained Edge 8b of the lower shell mold 20 shown.
  • the upper mold shell 10 has a motor-side partial inlet 15a on
  • the lower shell mold 20th has a motor-side oriented part inlet 15b.
  • the edges 8a, 8b After connecting the two shell molds 10, 20 by mechanical positive connection to form the second Shell manifold 9 are the edges 8a, 8b to each other and thus forming the joint seam 8.
  • the two exhaust side Partial outlets 13a, 13b form the exhaust-side outlet 13. Accordingly, the two motor-side partial inlets form 15a, 15b, the engine-side inlet 15 of the second Shell manifold 9.
  • Fig. 4 shows a shell manifold 31, which like the shell manifold 9 is formed largely T-shaped.
  • This Shell manifold 31 includes an upper shell mold 32 and a lower mold shell 34, which according to the invention by mechanical Positive locking are joined together. These two shell molds 32, 34 abut each other along the joint seam 30.
  • Of the Shell manifold 31 has an exhaust side outlet 33 and two motor-side inlets 35, 37.
  • the inlet via a flange with a cylinder of an internal combustion engine is connected.
  • Exhaust-side outlet 33 can either in a motor-side Inlet of an adjacently arranged Shell manifold be inserted or it may also be provided be that the exhaust-side outlet 33 into a flange opens, via which the shell manifold 31 connected to an exhaust is.
  • the engine-side inlet 37 has due to the Extension 36 has an enlarged diameter so that it possible is an exhaust side outlet of an adjacent arranged shell manifold in the engine side inlet of the Insert shell manifold 31.
  • Fig. 5 shows an upper mold shell 39 also largely T-shaped shell manifold 38, the one exhaust side outlet 42 and two engine-side inlets 44, 46, wherein the engine-side inlet 44 due the extension 48 a larger diameter than the exhaust side outlet 42 has.
  • the upper mold shell 39 has a beaded edge 40 at a suitably trained edge of the lower Form shell 41 is to create.
  • the two shell molds 39, 41 via mechanical Mated form fit. It can be provided that the two shell molds 39, 41 along the edge pointwise welded, soldered, molded or riveted.

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Abstract

Der erfindungsgemäße Auspuffkrümmer (1) zur Verbindung eines Auspuffs mit mindestens einem Zylinder eines Verbrennungsmotors weist mindestens einen Schalenkrümmer (3,9,18) auf, wobei der mindestens eine Schalenkrümmer (3,9,18) aus zwei durch mechanischen Formschluß aneinandergefügten Formschalen (4,14,10,20,18,28) gefertigt und derart ausgebildet ist, dass der mindestens eine Einlass (5,11,19) in den mindestens einen Zylinder mündet. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Auspuffkrümmer zur Verbindung eines Auspuffs mit mindestens einem Zylinder eines Verbrennungsmotors und einen Schalenkrümmer als mindestens eine Komponente eines Auspuffkrümmers.
Auspuffkrümmer dienen bei Kraftfahrzeugen mit Verbrennungsmotoren der Ableitung von Abgasen, die bei einer Verbrennung in Zylindern von Verbrennungsmotoren entstehen. Diese Auspuffkrümmer sind in der Regel rohrartig ausgebildet und können auf unterschiedliche Weise in Rohrstränge unterteilt bzw. verzweigt sein.
Die Auspuffkrümmer besitzen in der Regel eine einer Anzahl der Zylinder des Verbrennungsmotors entsprechende Anzahl an Einlässen, wobei jeder dieser Einlässe mit einem jeweiligen Zylinder, beispielsweise über einen Flansch als Verbindungsstück, verbunden ist. Die mit den Zylindern des Verbrennungsmotors verbundenen Einlässe eines derartigen Auspuffkrümmers sind in einem sogenannten Hauptstrang oder Sammelstrang befestigt. Von diesem Hauptstrang ausgehend kann ein entsprechender Auslass über einen Flansch mit dem Auspuff verbunden sein. Die in den Zylindern entstehenden Abgase werden demnach über die mit den Zylindern verbundenen Auslässe, den Hauptstrang und den von dem Hauptstrang wegführenden Auslass in den Auspuff abgeleitet.
Zur Herstellung derartiger Auspuffkrümmer sind unterschiedliche Verfahren bekannt. Hierfür kann beispielsweise die sogenannte IHU-Technik zur Anwendung kommen. Allerdings ist diese kosten- und fertigungsintensiv, was zu relativ hohen Bauteilpreisen führt.
In der Druckschrift DE 199 28 276 C2 ist ein Auspuffkrümmer beschrieben, der einen über einen Flansch mit einem Auspuff verbundenen Sammler aufweist. An diesem Sammler sind mehrere separate Rohrstücke befestigt, die jeweils eine Verbindung des Sammlers mit jeweils einem Zylinder bereitstellen. Der Sammler besteht aus zwei Blechformteilen, die mittels Klammern oder Klipsen steckverbunden sind. Die gesamte aus dem Sammler und den davon abgehenden Rohrstücken ausgebildete Anordnung ist von einer Abdeckschale umgeben. Bei dieser Ausgestaltung des Auspuffkrümmers mit einer rein mechanischen Verbindung von abgasführenden Formteilen kann es unter Umständen zu einem Versagen des Abgassystems kommen, weil hohe Abgastemperaturen und Pulsation ein Fließen des Materials an den mechanischen Verklammerungsstellen hervorrufen können. Während eines Langzeitbetriebs kann es so zu einem Lösen der Verbindung und zu Klappergeräuschen kommen.
Vor diesem Hintergrund soll eine Ausgestaltung eines Auspuffkrümmers verbessert werden.
Hierzu wird ein Auspuffkrümmer mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein Schalenkrümmer mit den Merkmalen des Patentanspruchs 14 vorgestellt.
Der erfindungsgemäße Auspuffkrümmer zur Verbindung eines Auspuffs mit mindestens einem Zylinder eines Verbrennungsmotors weist mindestens einen Schalenkrümmer auf, wobei der mindestens eine Schalenkrümmer aus mindestens zwei durch mechanischen Formschluß aneinandergefügten Formschalen zusammengesetzt ist. Dabei ist vorgesehen, dass der mindestens eine Schalenkrümmer mindestens einen Einlass aufweist. Der Schalenkrümmer des erfindungsgemäßen Auspuffkrümmers ist so ausgebildet, dass der mindestens eine Einlass in den mindestens einen Zylinder mündet. Somit wird eine besonders kompakte Bauweise des mindestens einen Schalenkrümmers bzw. des Auspuffkrümmers realisiert. Der mindestens eine Schalenkrümmer weist dadurch eine besonders hohe Stabilität auf. Durch diese Bauweise kann auf Rohrstücke, wie sie beispielsweise in der Druckschrift DE 199 28 276 C2 erforderlich sind, verzichtet werden. Eine derartige Minimierung von Einzelteilen bewirkt beispielsweise auch eine Optimierung der Fertigung des Auspuffkrümmers.
Der mindestens eine Einlass des mindestens einen Schalenkrümmers des erfindungsgemäßen Auspuffkrümmers kann über einen an dem mindestens einen Zylinder angeordneten Flansch an dem Zylinder befestigt sein. Dabei kann der mindestens eine Einlass des mindestens einen Schalenkrümmers an dem Flansch durch Schweißen befestigt sein. Eine insbesondere gasdichte Befestigung des mindestens einen Schalenkrümmers an dem Flansch ist auch über jede andere geeignete Verbindungsmaßnahme bereitzustellen. Der Flansch wiederum ist an dem Zylinder vorzugsweise gasdicht befestigt.
Der mechanische Formschluß kann durch Verklammern, Vernieten, Verclipsen, Pressen, Bördeln, Falzen oder durch andere geeignete mechanische Fügemaßnahmen realisiert werden, bei der die beiden Formschalen miteinander verbunden werden.
Aneinanderzufügende benachbarte Ränder zweier Formschalen können beispielsweise mäander- oder zickzackförmig ausgebildet sein. Derartig ausgebildete Ränder können somit aufgrund ihrer Strukturierung ineinandergreifen, was der erfindungsgemäß bereitgestellten formschlüssigen Verbindung zusätzlichen Halt verleiht.
Die beiden Formschalen werden nach erfolgtem mechanischem Formschluß bei Bedarf vorteilhafterweise belastungsangepaßt in Teilbereichen mittels Widerstandsschweißen oder Widerstandslöten verbunden. Allgemein können für eine derartige Verbindung sämtliche thermischen, elektronischen als auch thermoelektronischen Fügemaßnahmen, die zum Verbinden zweier Bauteile aus Metall geeignet sind, zur Anwendung kommen. Diese Verbindung kann durch die Fügemaßnahme punktuell aber auch abschnittsweise nahtförmig ausgebildet sein. Diese Maßnahme dient einer zusätzlichen Festigung der Verbindung zwischen den beiden Formschalen, die auf einfache und kostengünstige Weise realisiert werden kann.
Ist beispielsweise vorgesehen, dass der Auspuffkrümmer aus zwei Schalenkrümmern ausgebildet ist, so kann einer der Schalenkrümmer in den anderen Schalenkrümmer eingeschoben sein. Dabei ist ein auspuffseitiger Auslass eines ersten Schalenkrümmers mit einem motorseitigen Einlass eines benachbart angeordneten zweiten Schalenkrümmers verbunden. Bei einer derartigen Ausgestaltung können temperaturbedingte Längenänderungen des Auspuffkrümmers dadurch kompensiert werden, dass benachbarte Schalenkrümmer durch einen einfachen Schiebesitz ineinandergefügt werden. Hierbei ist vorgesehen, dass der auspuffseitige Auslass des ersten Schalenkrümmers auf den motorseitigen Einlass des zweiten Schalenkrümmers geschoben ist, so dass der motorseitige Einlass den auspuffseitigen Auslass umschließt, umgreift oder umhüllt.
Zur Realisierung des Schiebesitzes kann der eine Schalenkrümmer an dem motorseitigen Einlass erweitert und/oder der andere Schalenkrümmer an dem auspuffseitigen Auslass verjüngt sein. In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der eine Schalenkrümmer einen größeren Durchmesser als der andere, einzuschiebende Schalenkrümmer aufweist.
Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass der Schalenkrümmer bzw. der Auspuffkrümmer günstig gefertigt werden kann. Bei entsprechender Ausführung kann die Anzahl der Bauteile im Vergleich zu bekannten Auspuffkrümmern deutlich reduziert werden. Hierbei kann vorgesehen sein, dass der Auspuffkrümmer lediglich einen Schalenkrümmer aufweist. Dieser eine Schalenkrümmer besitzt eine der Anzahl der Zylinder entsprechende Anzahl an motorseitigen Einlässen und einen auspuffseitigen Auslass. Selbstverständlich kann der Auspuffkrümmer auch aus einer beliebigen Anzahl von Schalenkrümmern ausgebildet sein.
Die Schalenkrümmer können beispielsweise T-förmig sein. In einer besonders einfachen Ausgestaltung ist ein Schalenkrümmer als ein gebogenes Rohrstück mit lediglich zwei Öffnungen, also einem Einlass und einem Auslass, ausgebildet. Ein derartiges Rohrstück kann wiederum aus mindestens zwei aneinandergefügten Formschalen durch mechanischen Formschluß zusammengesetzt sein.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der mindestens eine Schalenkrümmer als gasführendes Innenteil ausgebildet ist, das von einer Außenschale umschlossen bzw. umhüllt ist. Somit ist der mindestens eine Schalenkrümmer nach außen gasdicht abgeschirmt. Die Schale, die den mindestens einen Schalenkrümmer umschließt, ist gasdicht. Des Weiteren kann in bevorzugter Ausgestaltung zwischen dem mindestens einen Schalenkrümmer und der Außenschale ein Luftspalt sein. Ein auf diese Weise bereitgestellter Auspuffkrümmer ist demnach ein luftspaltisolierter Auspuffkrümmer.
Der erfindungsgemäße Schalenkrümmer ist als mindestens eine Komponente eines Auspuffkrümmers zum Verbinden einer Auspuffanlage mit mindestens einem Zylinder eines Verbrennungsmotors ausgebildet. Dieser Schalenkrümmer ist aus mindestens zwei durch mechanischen Formschluß aneinandergefügten Formschalen zusammengesetzt und weist mindestens einen Einlass auf. Dabei ist der erfindungsgemäße Schalenkrümmer so ausgebildet, dass der mindestens eine Einlass in den mindestens einen Zylinder mündet.
Mit der Erfindung wird insgesamt ein Auspuffkrümmer bereitgestellt, bei dem sowohl unter thermischer als auch unter mechanischer Belastung Formstabilität gewährleistet ist.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
Fig. 1
zeigt eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Auspuffkrümmers in einer ersten schematischen Darstellung.
Fig. 2
zeigt den erfindungsgemäßen Auspuffkrümmer in einer bevorzugten Ausgestaltung in einer zweiten schematischen Darstellung.
Fig. 3
zeigt eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schalenkrümmers bei einem Zusammenbau in schematischer Darstellung.
Fig. 4
zeigt eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schalenkrümmers in schematischer Darstellung.
Fig. 5
zeigt eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schalenkrümmers in schematischer Darstellung.
Die Figuren werden zusammenhängend und übergreifend beschrieben. Gleiche Bezugszeichen bedeuten gleiche Bauteile.
Der in Fig. 1 schematisch dargestellte Auspuffkrümmer 1 ist aus drei Schalenkrümmern 3, 9, 17 zusammengesetzt. Der erste Schalenkrümmer 3 weist drei rohrartige Öffnungen auf, nämlich einen Auslass 6 sowie zwei Einlässe 5, 7. Ein erster Einlass 5 ist über einen Flansch 23 an einem ersten Zylinder eines nicht abgebildeten Verbrennungsmotors befestigt, so dass der Einlass 5 direkt in diesen Zylinder mündet. Eine derartige Befestigung kann durch Schweißen bereitgestellt sein.
Der Auslass 6 des ersten Schalenkrümmers 3 ist zu einem Auspuff oder einem Katalysator hin ausgerichtet. Zur Kompensation thermisch bedingter Ausdehnungen, die bei einem Betrieb des Verbrennungsmotors entstehen, ist vorgesehen, dass der Auslass 6 in einer Öffnung 26 eines Flansches 25, der an dem Auspuff bzw. dem Katalysator befestigt ist, beweglich angeordnet ist. Über einen weiteren Einlass 7 ist der erste Schalenkrümmer 3 mit dem zweiten Schalenkrümmer 9 verbunden. Auch dieser zweite Schalenkrümmer 9 weist einen Auslass 13 sowie zwei Einlässe 11, 15 auf und es ist vorgesehen, dass der Einlass 11 beispielsweise über einen Flansch 23 an einem zweiten Zylinder des Verbrennungsmotors befestigt ist, also in diesen Zylinder mündet.
Der Auslass 13 des zweiten Schalenkrümmers 9 ist in den Einlass 7 des ersten Schalenkrümmers 3 eingeschoben. Dies kann dadurch ermöglicht sein, dass ein Querschnitt bzw. ein Durchmesser des zweiten Schalenkrümmers 9 kleiner als ein Querschnitt bzw. Durchmesser des ersten Schalenkrümmers 3 ist. Hierdurch wird zwischen dem ersten Schalenkrümmer 3 und dem zweiten Schalenkrümmer 9 ein Schiebesitz bereitgestellt, wodurch thermisch bedingte Ausdehnungen der Schalenkrümmer bzw. des Auspuffkrümmers kompensiert werden.
Der zweite Einlass 15 des zweiten Schalenkrümmers 9 ist bei dieser Ausführung mit einer Erweiterung 12 versehen. Durch diese Erweiterung 12 ist es möglich, einen Auslass 21 eines dritten Schalenkrümmers 17 in den Einlass 15 des zweiten Schalenkrümmers 9 einzuschieben, so dass ein Schiebesitz zwischen den beiden Schalenkrümmern 9, 17 bereitgestellt ist. Außerdem ist der dritte Schalenkrümmer 17 mit einem Einlass 19 an einem dritten Zylinder des Verbrennungsmotors befestigt. Diese Befestigung kann über einen Flansch 23 erfolgen, so dass dieser Einlass 19 in den dritten Zylinder mündet.
Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass jeder der drei Schalenkrümmer 3, 9, 17 aus jeweils zwei Formschalen 4, 10, 14, 20, 18, 28 zusammengesetzt ist.
Bei dem ersten Schalenkrümmer 3 ist neben der oberen Formschale 4 auch die untere Formschale 14 teilweise zu erkennen. Diese beiden Formschalen 4, 14 sind über mechanische Formgebung aneinandergefügt, wobei die Verbindung entlang einer mäanderförmigen Fügenaht 2 erfolgt.
Des weiteren ist bei dem zweiten Schalenkrümmer 9 neben der oberen Formschale 10 auch die untere Formschale 20 zum Teil erkennbar. Auch diese beiden Formschalen 10, 20 sind über mechanischen Formschluß entlang einer mäanderförmigen Fügenaht 8 aneinandergefügt.
Ebenso der dritte Schalenkrümmer 17 umfaßt zwei Formschalen 18, 28, die über mechanischen Formschluß miteinander verbunden sind und entlang einer mäanderförmigen Fügenaht 16 aneinanderstoßen.
Außerdem ist in Fig. 1 eine untere Teilschale 27 mit dem gebördelten bzw. umgebogenen Rand 29 zu erkennen, in den die drei Schalenkrümmer 3, 9, 17 einzubetten sind (Fig. 2). Auf diese untere Teilschale 27 ist eine zweite, in Bezug auf die Kante 29 weitgehend spiegelsymmetrisch ausgebildete Teilschale aufzusetzen, so dass die drei Schalenkrümmer 3, 9, 17 in einem zusammengebauten Zustand von einer Schale umhüllt sind.
Fig. 2 zeigt den Auspuffkrümmer 1 in einem zusammengesetzten Zustand.
Der erfindungsgemäße Formschluß zwischen jeweils zwei Formschalen 4, 14, 10, 20, 18, 28 ist in dieser Darstellung anhand einer mäanderförmig ausgebildeten Fügennaht 2 entlang dem ersten Schalenkrümmer 3 zwischen den Formschalen 4 und 14, einer entsprechenden Fügenaht 8 zwischen den Formschalen 10 und 20 entlang dem zweiten Schalenkrümmer 9 sowie einer entsprechenden Fügenaht 16 zwischen den Formschalen 18 und 28 entlang dem dritten Schalenkrümmer 17 gezeigt. In dieser Darstellung ist jeweils nur die obere Formschale 4, 10, 18 jedes der drei Schalenkrümmer 3, 9, 17 erkennbar. Die unteren Formschalen 14, 20, 28 sind von einer Teilschale 27 umhüllt, diese Teilschale 27 weist einen gebördelten bzw. gebogenen Rand 29 auf.
Des weiteren ist in Figur 2 dargestellt, wie die Einlässe 5, 11, 19 der Schalenkrümmer 3, 9, 17 an den Flanschen 23 befestigt sind. Es ist vorgesehen, dass diese Flansche 23 an hier nicht dargestellten Zylindern eines Verbrennungsmotor angeordnet sind, so dass die Einlässe 5, 11, 19 in diese Zylinder münden.
Fig. 3 zeigt den zweiten Schalenkrümmer 9 in einem Zustand, bevor die beiden Formschalen 10, 20 miteinander verbunden sind. Hierbei ist ein mäanderförmig ausgebildeter Rand 8a der oberen Formschale 10 als auch ein mäanderförmig ausgebildeter Rand 8b der unteren Formschale 20 dargestellt. Des Weiteren ist ein auspuffseitiger Teilauslass 13a der oberen Formschale 10 sowie ein auspuffseitiger Teilauslass 13b der unteren Formschale zu erkennen. Die obere Formschale 10 weist einen motorseitigen Teileinlass 15a auf, die untere Formschale 20 weist einen motorseitig orientierte Teileinlass 15b auf.
Nach dem Verbinden der beiden Formschalen 10, 20 durch mechanischen Formschluß zur Bildung des zweiten Schalenkrümmers 9 liegen die Ränder 8a, 8b aneinander an und bilden somit die Fügenaht 8. Die beiden auspuffseitigen Teilauslässe 13a, 13b bilden den auspuffseitigen Auslass 13. Entsprechend bilden die beiden motorseitigen Teileinlässe 15a, 15b den motorseitigen Einlass 15 des zweiten Schalenkrümmers 9.
Fig. 4 zeigt einen Schalenkrümmer 31, der wie der Schalenkrümmer 9 weitgehend T-förmig ausgebildet ist. Dieser Schalenkrümmer 31 umfaßt eine obere Formschale 32 und eine untere Formschale 34, die erfindungsgemäß durch mechanischen Formschluß zusammengefügt sind. Diese beiden Formschalen 32, 34 stoßen entlang der Fügenaht 30 aneinander. Der Schalenkrümmer 31 weist einen auspuffseitigen Auslass 33 sowie zwei motorseitige Einlässe 35, 37 auf. Hierbei kann vorgesehen sein, dass der Einlass über einen Flansch mit einem Zylinder eines Verbrennungsmotors verbunden ist. Der auspuffseitige Auslass 33 kann entweder in einen motorseitigen Einlass eines benachbart angeordneten Schalenkrümmers eingefügt sein oder es kann auch vorgesehen sein, dass der auspuffseitige Auslass 33 in einen Flansch mündet, über den der Schalenkrümmer 31 mit einem Auspuff verbunden ist. Der motorseitige Einlass 37 weist aufgrund der Erweiterung 36 einen vergrößerten Durchmesser auf, so dass es möglich ist, einen auspuffseitigen Auslass eines benachbart angeordneten Schalenkrümmers in den motorseitigen Einlass des Schalenkrümmers 31 einzuschieben.
Fig. 5 zeigt eine obere Formschale 39 eines ebenfalls weitgehend T-förmig ausgebildeten Schalenkrümmers 38, der einen auspuffseitigen Auslass 42 sowie zwei motorseitige Einlässe 44, 46 aufweist, wobei der motorseitige Einlass 44 aufgrund der Erweiterung 48 einen größeren Durchmesser als der auspuffseitige Auslass 42 aufweist. Außerdem ist eine untere Formschale 41 des Schalenkrümmers 38 teilweise erkennbar. Die obere Formschale 39 weist einen gebördelten Rand 40 auf, an den ein entsprechend ausgebildeter Rand der unteren Formschale 41 anzulegen ist. Entlang von diesen beiden Rändern sind die beiden Formschalen 39, 41 über mechanischen Formschluß zusammengefügt. Hierbei kann vorgesehen sein, dass die beiden Formschalen 39, 41 entlang dem Rand punktweise verschweißt, verlötet, formgepreßt oder vernietet sind.

Claims (15)

  1. Auspuffkrümmer zur Verbindung einer Auspuffanlage mit mindestens einem Zylinder eines Verbrennungsmotors, der mindestens einen Schalenkrümmer (3, 9, 17, 31, 38) aufweist, wobei der mindestens eine Schalenkrümmer (3, 9, 17, 31, 38) aus mindestens zwei durch mechanischen Formschluß aneinandergefügten Formschalen (4, 14, 10, 20, 18, 28, 32, 34, 39) zusammengesetzt ist und mindestens einen Einlass (5, 11, 19, 35, 46) aufweist, wobei der Schalenkrümmer (3, 9, 17, 31, 38) so ausgebildet ist, dass der mindestens eine Einlass (5, 11, 19, 35, 46) in den mindestens einen Zylinder mündet.
  2. Auspuffkrümmer nach Anspruch 1, bei dem der mindestens eine Schalenkrümmer (3, 9, 17, 31, 38) zur Befestigung an dem mindestens einen Zylinder ausgebildet ist.
  3. Auspuffkrümmer nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der mindestens eine Schalenkrümmer (3, 9, 17, 31, 38) über einen an dem mindestens einen Zylinder angeordneten Flansch (23) zu befestigen ist.
  4. Auspuffkrümmer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der mindestens eine Schalenkrümmer (3, 9, 17, 31, 38) durch Schweißen zu befestigen ist.
  5. Auspuffkrümmer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die mindestens zwei Formschalen (4, 14, 10, 20, 18, 28, 32, 34, 39) des mindestens einen Schalenkrümmers (3, 9, 17, 31, 38) durch Verklammern aneinandergefügt sind.
  6. Auspuffkrümmer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die mindestens zwei Formschalen (4, 14, 10, 20, 18, 28, 32, 34, 39) des mindestens einen Schalenkrümmers (3, 9, 17, 31, 38) durch Verbördeln aneinandergefügt sind.
  7. Auspuffkrümmer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die mindestens zwei Formschalen (4, 14, 10, 20, 18, 28, 32, 34, 39) des mindestens einen Schalenkrümmers (3, 9, 17, 31, 38) durch Vernieten aneinandergefügt sind.
  8. Auspuffkrümmer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die mindestens zwei Formschalen des mindestens einen Schalenkrümmers (3, 9, 17, 31, 38) durch Verclipsen aneinandergefügt sind.
  9. Auspuffkrümmer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die mindestens zwei Formschalen (4, 14, 10, 20, 18, 28, 32, 34, 39) des mindestens einen Schalenkrümmers (3, 9, 17, 31, 38) zusätzlich durch eine thermische Fügemaßnahme punktuell verbunden sind.
  10. Auspuffkrümmer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, der aus mindestens zwei Schalenkrümmern (3, 9, 17, 31, 38) ausgebildet ist, wobei einer der Schalenkrümmer (3, 9, 17, 31, 38) in den anderen Schalenkrümmer (3, 9, 17, 31, 38) eingeschoben ist.
  11. Auspuffkrümmer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem der mindestens eine Schalenkrümmer (3, 9, 17, 31, 38) als gasführendes Innenteil, das von einer Außenschale (27) umschlossen ist, ausgebildet ist.
  12. Auspuffkrümmer nach Anspruch 11, bei dem die den mindestens einen Schalenkrümmer (3, 9, 17, 31, 38) umschließende Außenschale (27) gasdicht ausgebildet ist.
  13. Auspuffkrümmer nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem zwischen der den mindestens einen Schalenkrümmer (3, 9, 17, 31, 38) umschließenden Außenschale (27) und dem mindestens einen Schalenkrümmer (3, 9, 17, 31, 38) ein Luftspalt vorhanden ist.
  14. Schalenkrümmer als mindestens eine Komponente eines Auspuffkrümmers (1) zum Verbinden einer Auspuffanlage mit mindestens einem Zylinder eines Verbrennungsmotors, der aus mindestens zwei durch mechanischen Formschluß aneinandergefügten Formschalen (4, 14, 10, 20, 18, 28, 32, 34, 39) zusammengesetzt ist, mindestens einen Einlass (5, 11, 19, 35, 46) aufweist, und so ausgebildet ist, dass der mindestens eine Einlass (5, 11, 19, 35, 46) in den mindestens einen Zylinder mündet.
  15. Schalenkrümmer nach Anspruch 14, der als gasführendes Innenteil eines luftspaltisolierten Auspuffkrümmers (1) ausgebildet ist.
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