EP1596049B1 - Verbindungsvorrichtung - Google Patents

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EP1596049B1
EP1596049B1 EP05004529A EP05004529A EP1596049B1 EP 1596049 B1 EP1596049 B1 EP 1596049B1 EP 05004529 A EP05004529 A EP 05004529A EP 05004529 A EP05004529 A EP 05004529A EP 1596049 B1 EP1596049 B1 EP 1596049B1
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pipe
exhaust
gas inlet
shaped
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Martin Bayha
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Dr Ing HCF Porsche AG
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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
    • F01N13/18—Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly
    • F01N13/1838—Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly characterised by the type of connection between parts of exhaust or silencing apparatus, e.g. between housing and tubes, between tubes and baffles
    • F01N13/1844—Mechanical joints
    • 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
    • F01N13/1805—Fixing exhaust manifolds, exhaust pipes or pipe sections to each other, to engine or to vehicle body
    • F01N13/1827—Sealings specially adapted for exhaust systems

Definitions

  • the invention relates to a connecting device according to the preamble of patent claim 1.
  • a connecting device for exhaust pipes is known, the end formed and formed in cross-section V-shaped connecting elements. Furthermore, from the WO 02/066801 A1 a connecting device for exhaust pipes, in which the one exhaust pipe is provided an outwardly directed connecting flange and the further subsequent exhaust pipe with a cross-sectionally approximately V-shaped connecting element.
  • the object of the invention is to provide an improved connection device for exhaust pipes, so that a replacement of a catalyst from one of the exhaust pipes is simplified and, moreover, a decrease in the gas temperature is avoided before the catalyst.
  • the advantages achieved by the invention are that on the one hand a quick and easy replaceability of a catalyst from the receiving tube is ensured by means of the connecting device and on the other hand, the gas flow guide before the catalyst should not be limited.
  • This is achieved essentially by connecting a cross-sectionally V-shaped ring element with an end flange of the exhaust gas inlet tube, which is supported with one of its oblique surfaces on an opposing inclined surface of an angularly angular ring element.
  • This ring member is connected to the receiving tube, wherein the V-shaped ring member and the angular Ring element are overlapped together by a V-shaped clamp of a connecting device together.
  • This design and arrangement of the connecting device, the flow path in the exhaust gas inlet tube unhindered by the device and the connecting device can be closed in a simple manner and opened to remove the catalyst.
  • the end flange of the exhaust gas inlet tube extends radially outward and is arranged in a plane with an opposite connecting flange of the V-shaped ring member which engages over the receiving tube from the outside.
  • the angular ring member is arranged with a leg in the region of the insulation of the catalyst and connected to the receiving tube in this area, the further adjoining leg engages over the inclined surface of the V-shaped ring member from the outside and corresponding thereto is arranged.
  • the exhaust gas inlet tube and the receiving tube are each connected to an annular cross-section annular element, both of which have a mounting flange projecting radially in a plane, which faces and with each other are connectable.
  • the angular ring element connected to the receiving tube lies with its one leg in the region of the insulation of the catalyst and is connected to the receiving tube.
  • the angular ring element is integrally formed on the end side of the gas inlet tube and the V-shaped further ring element is fastened with a leg on the receiving tube in the region of the insulation.
  • An exhaust system 1 includes, inter alia, an exhaust gas inlet pipe 2, which with a receiving tube 3 for a catalyst 4 via a connecting device 5; 5a; 5b is connected.
  • the catalyst 4 is surrounded by an insulation 6 and arranged in the receiving tube 3, wherein an exhaust gas stream 8 coming from the engine in the direction of arrow the exhaust gas inlet pipe 2 and subsequently flows through the catalyst 4 and the insulation 6 is to prevent heat dissipation.
  • the connecting device 5; 5a; 5b provided.
  • This consists in a first embodiment. of the Fig. 1 and 2 from an end flange 9 on an end face of the exhaust gas inlet pipe 2, which extends in a plane XX radially outward.
  • a cross-sectionally V-shaped ring member 10 is connected, which for this purpose has a the frontal flange 9 opposite mounting surface 11 and the flange 9 and this mounting surface 11 are connected to each other via a weld or soldering 12.
  • the V-shaped ring element 10 comprises two roof-shaped inclined surfaces 14, 15, wherein the one inclined surface 15 of the ring member 10 is trimmed to another angular ring member 16 which is connected to the receiving tube 3 for the catalyst 4 fixed via a weld or soldering 17.
  • the ring member 16 acc. Fig. 2 is executed in cross-section angularly with legs which form inclined surfaces 18, 19, wherein the one inclined surface 18 with the receiving tube 3 and the other, employed at an obtuse inclined angle inclined surface is arranged corresponding to the inclined surface 15 of the ring member 10 for connection.
  • the end flange 9 of the exhaust gas inlet pipe 2 is provided with an opening cross section to the catalyst 4, which corresponds approximately to the diameter of the catalyst 4.
  • the insulation 6 in the receiving tube 3 for the catalyst 4 extends almost to the end face of the catalyst 4 and in the region of the insulation 6, the angular ring member 16 is arranged and connected to the receiving tube 3.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbindungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Aus der DE 199 59 955 C2 ist eine Verbindungsvorrichtung für Abgasrohre bekannt, die endseitig angeformte und im Querschnitt V-förmig ausgebildete Verbindungselemente aufweisen. Des Weiteren ist aus der WO 02/066801 A1 eine Verbindungsvorrichtung für Abgasrohre bekannt, bei denen das eine Abgasrohr einen nach außen gerichteten Verbindungsflansch und das weitere anschließende Abgasrohr mit einem im Querschnitt etwa V-förmigen Verbindungselement versehen ist.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Verbindungsvorrichtung für Abgasrohre zu schaffen, damit eine Auswechslung eines Katalysators aus einem der Abgasrohre vereinfacht wird und darüber hinaus eine Abnahme der Gastemperatur vor dem Katalysator vermieden wird.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale beinhalten die Unteransprüche.
  • Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile bestehen darin, dass zum einen eine schnelle und einfache Auswechselbarkeit eines Katalysators aus dem Aufnahmerohr mittels der Verbindungsvorrichtung gewährleistet ist und zum anderen soll die Gasströmungsführung vor dem Katalysator nicht eingeschränkt sein. Dies wird im Wesentlichen dadurch erzielt, indem mit einem stirnseitigen Flansch des Abgaseintrittsrohres ein im Querschnitt V-förmiges Ringelement verbunden ist, das mit einer seiner Schrägflächen an einer gegenüberstehenden Schrägfläche eines im Querschnitt winkelförmigen Ringelements abgestützt ist. Dieses Ringelement ist mit dem Aufnahmerohr verbunden, wobei das V-förmige Ringelement und das winkelförmige Ringelement gemeinsam von einer V-förmigen Spannschelle einer Verbindungsvorrichtung zusammenhaltend übergriffen sind.
  • Durch diese Ausbildung und Anordnung der Verbindungsvorrichtung ist der Strömungsverlauf im Abgaseintrittsrohr unbehindert durch die Vorrichtung und die Verbindungsvorrichtung kann in einfacher Weise geschlossen und zur Herausnahme des Katalysators geöffnet werden.
  • Des Weiteren ist nach der Erfindung vorgesehen, dass der stirnseitige Flansch des Abgaseintrittsrohres sich radial nach außen erstreckt und in einer Ebene mit einem gegenüberstehenden Verbindungsflansch des V-förmigen Ringelements angeordnet ist, das das Aufnahmerohr von außen übergreift. Durch diese Ausbildung des Verbindungselements am Abgaseintrittsrohr wird ein minimaler Bauraum benötigt und die Ausmündungsfläche des Abgasaustrittsrohres entspricht nahezu dem Durchmesser bzw. dem Einmündungsquerschnitt des Katalysators.
  • Ferner ist nach der Erfindung vorgesehen, dass das winkelförmige Ringelement mit einem Schenkel im Bereich der Isolierung des Katalysators angeordnet und mit dem Aufnahmerohr in diesem Bereich verbunden ist, wobei der weitere anschließende Schenkel die Schrägfläche des V-förmigen Ringelements von außen übergreift und korrespondierend mit diesem angeordnet ist. Durch die Verbindung des winkelförmigen Ringelements mit seinem einen Schenkel auf dem Aufnahmerohr im Bereich der Isolierung des Katalysators wird keine nachteilige Abnahme der Gastemperatur vor dem Katalysator erzeugt, so dass die Abgastemperatur nicht durch thermische Massen herabgesetzt wird.
  • Nach einer nicht erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass das Abgaseintrittsrohr sowie das Aufnahmerohr jeweils mit einem im Querschnitt winkelförmigen Ringelement verbunden ist, die beide einen in einer Ebene radial vorragenden Befestigungsflansch aufweisen, welche gegenüberstehend und miteinander verbindbar sind. Auch bei dieser Vorrichtung liegt das mit dem Aufnahmerohr verbundene winkelförmige Ringelement mit seinem einen Schenkel im Bereich der Isolierung des Katalysators und ist mit dem Aufnahmerohr verbunden. Durch diese Vorrichtung wird eine einfache schnell zu lösende und zu schließende Verbindungsvorrichtung von Abgasrohren geschaffen, die ebenfalls alle Vorteile der vorgenannten Vorrichtung umfasst, wie insbesondere die Strömungsführung und die Gastemperatur vor dem Katalysator.
  • Nach einer nicht erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das winkelförmige Ringelement endseitig des Gaseintrittsrohres angeformt und das V-förmige weitere Ringelement ist mit einem Schenkel am Aufnahmerohr im Bereich der Isolierung befestigt.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen 1 und 2 dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
  • Es zeigen
    • Fig. 1
    einen Schnitt durch eine Verbindungsvorrichtung zwischen einem Gaseintrittsrohr und einem Aufnahmerohr für einen Katalysator,
    Fig. 2
    eine schaubildliche Darstellung eines Teiles der Abgasanlage mit der Verbindungsvorrichtung,
    Fig. 3
    eine nicht erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung zwischen dem Abgaseintrittsrohr und dem Aufnahmerohr für einen Katalysator und
    Fig. 4
    eine nicht erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung zwischen dem Abgaseintrittsrohr und dem Aufnahmerohr für einen Katalysator.
  • Eine Abgasanlage 1 umfasst u.a. ein Abgaseintrittsrohr 2, welches mit einem Aufnahmerohr 3 für einen Katalysator 4 über eine Verbindungsvorrichtung 5; 5a; 5b verbunden ist. Der Katalysator 4 ist von einer Isolierung 6 umgeben und im Aufnahmerohr 3 angeordnet, wobei ein Abgasstrom 8 vom Motor kommend in Pfeilrichtung das Abgaseintrittsrohr 2 und nachfolgend den Katalysator 4 durchströmt und die Isolierung 6 einen Wärmeabfluss verhindern soll.
  • Damit ein schnelles und unkompliziertes Auswechseln des Katalysators 4 aus dem Aufnahmerohr 3 erfolgen kann, ist die Verbindungsvorrichtung 5; 5a; 5b vorgesehen. Diese besteht in einem ersten Ausführungsbeispiel gem. der Fig. 1 und 2 aus einem stirnseitigen Flansch 9 an einer Stirnseite des Abgaseintrittsrohres 2, der sich in einer Ebene X-X radial nach außen erstreckt. Mit diesem Flansch 9 ist ein im Querschnitt V-förmiges Ringelement 10 verbunden, das hierzu eine dem stirnseitigen Flansch 9 gegenüberstehende Befestigungsfläche 11 aufweist und der Flansch 9 und diese Befestigungsfläche 11 über eine Schweißung oder Lötung 12 miteinander verbunden sind.
  • Das V-förmige Ringelement 10 umfasst zwei dachförmig ausgerichtete Schrägflächen 14, 15, wobei die eine Schrägfläche 15 des Ringelements 10 einem weiteren winkelförmigen Ringelement 16 zugerichtet ist, das mit dem Aufnahmerohr 3 für den Katalysator 4 fest über eine Schweißung oder Lötung 17 verbunden ist.
  • Das Ringelement 16 gem. Fig. 2 ist im Querschnitt winkelförmig mit Schenkeln ausgeführt, die Schrägflächen 18, 19 bilden, wobei die eine Schrägfläche 18 mit dem Aufnahmerohr 3 und die weitere, unter einem stumpfen Winkel angestellte Schrägfläche korrespondierend mit der Schrägfläche 15 des Ringelements 10 zur Verbindung angeordnet ist. Eine Klemmverbindung der beiden Ringelemente 10 und 16 bzw. 10a und 16a der Rohre 2 und 3 erfolgt über eine umgreifende V-förmige Spannschelle S einer Verbindungsvorrichtung 5; 5b, welche die Ringelemente 10, 16 bzw. 10a, 16a übergreift und zusammenspannt.
  • Der stirnseitige Flansch 9 des Abgaseintrittsrohres 2 ist mit einem Mündungsquerschnitt zum Katalysator 4 versehen, der in etwa dem Durchmesser des Katalysators 4 entspricht. Die Isolierung 6 im Aufnahmerohr 3 für den Katalysator 4 erstreckt sich nahezu bis zur Stirnfläche des Katalysators 4 und im Bereich der Isolierung 6 ist das winkelförmige Ringelement 16 angeordnet und mit dem Aufnahmerohr 3 verbunden.

Claims (3)

  1. Verbindungsvorrichtung für Rohre einer Abgasanlage, wobei das eine Rohr als Abgaseintrittsrohr und das weitere anschließende Rohr als Aufnahmerohr für einen mit einer Isolierung versehenen Katalysator ausgeführt ist und das Abgaseintrittsrohr mit dem Aufnahmerohr über eine Klemmverbindung lösbar miteinander verbunden sind, wobei mit einem stirnseitigen Flansch (9) des Abgaseintrittsrohres (2) ein im Querschnitt V-förmiges Ringelement (10) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Ringelement (10) mit einer seiner Schrägflächen (15) an einer gegenüberstehenden Schrägfläche (19) eines im Querschnitt winkelförmigen Ringelements (16) abgestützt ist und mit dem Aufnahmerohr (3) verbunden ist, wobei das V-förmige Ringelement (10) und das winkelförmige Ringelement (16) gemeinsam von einer V-förmigen Spannschelle (S) einer Verbindungsvorrichtung (5) zusammenhaltend übergriffen sind, wobei der stirnseitige Flansch (9) des Abgaseintrittsrohres (2) sich radial nach außen erstreckt und in einer Ebene (X-X) mit einem gegenüberstehenden Verbindungsflansch (11) des V-förmigen Ringelements (10) angeordnet ist, welches das Aufnahmerohr (3) von außen übergreift.
  2. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das winkelförmige Ringelement (16) mit einem Schenkel (18) im Bereich der Isolierung (6) des Katalysators (4) angeordnet und mit dem Aufnahmerohr (3) verbunden ist, wobei der weitere anschließende Schenkel mit der Schrägfläche (19) die Schrägfläche (15) des V-förmigen Ringelements (10) von außen übergreift und korrespondierend mit dieser angeordnet ist.
  3. Verbindungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannschelle (S) das V-förmige Ringelement (10) und das weitere winkelförmige Ringelement (16) unter einer Klemmwirkung von außen übergreift.
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