EP1591636A1 - Air gap insulated exhaust manifold - Google Patents
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- EP1591636A1 EP1591636A1 EP05101601A EP05101601A EP1591636A1 EP 1591636 A1 EP1591636 A1 EP 1591636A1 EP 05101601 A EP05101601 A EP 05101601A EP 05101601 A EP05101601 A EP 05101601A EP 1591636 A1 EP1591636 A1 EP 1591636A1
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen luftspaltisolierten Abgaskrümmer einer Brennkraftmaschine, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The present invention relates to an air gap insulated Exhaust manifold of an internal combustion engine, in particular in one Motor vehicle, having the features of the preamble of Claim 1.
Ein derartiger Abgaskrümmer ist beispielsweise aus der DE 44 44 760 A1 bekannt und umfasst eine sich in einer Längsrichtung erstreckende Sammelleitung, eine in der Längsrichtung orientierte Auslassöffnung, mehrere quer zur Längsrichtung orientierte Einlassöffnungen und einen sich in der Längsrichtung erstreckenden, die Einlassöffnungen enthaltenden Flansch. Ein derartiger Abgaskrümmer wird dabei durch ein am Flansch angebrachtes Außenrohr sowie ein unter Ausbildung einer Luftspaltisolierung in das Außenrohr eingesetztes Innenrohr gebildet. Ein materialsparender Aufbau wird beim bekannten Abgaskrümmer dadurch erreicht, dass im Bereich wenigstens einer der Einlassöffnungen ein gasführender Außenrohrabschnitt vorgesehen ist, der von der jeweiligen Einlassöffnung zu einem zugeordneten, vom Flansch beabstandeten Innenrohreinlass führt. Such exhaust manifold is for example from the DE 44 44 760 A1 discloses and comprises a in a Longitudinally extending manifold, one in the Longitudinally oriented outlet opening, several across the Longitudinally oriented inlet openings and an in extending longitudinally, the inlet openings containing flange. Such exhaust manifold is doing by an outer tube attached to the flange and an under Forming an air gap insulation in the outer tube inserted inner tube formed. A material-saving Construction is achieved in the known exhaust manifold thereby in that in the region of at least one of the inlet openings Gas leading outer tube section is provided by the respective inlet opening to an associated, from the flange spaced inner tube inlet leads.
Bei dieser Bauweise wird berücksichtigt, dass die unmittelbar an die Einlassöffnung anschließenden Bereiche des Abgaskrümmers thermisch weniger stark belastet sind als die Sammelleitung, in welcher ein erhöhter Massenstrom an heißen Abgasen sowie eine Umlenkung der Abgase erfolgt. Durch das Weglassen des Innenrohrs im Bereich der Einlassöffnungen ergibt sich eine beachtliche Materialeinsparung.In this construction method is taken into account that the immediately adjacent to the inlet opening areas the exhaust manifold are thermally less stressed than the manifold, in which an increased mass flow hot exhaust gases and a diversion of the exhaust gases takes place. By omitting the inner tube in the area of Inlet openings results in a considerable Material savings.
Luftspaltisolierte, doppelwandige Abgaskrümmer finden bei Abgasanlagen von Brennkraftmaschinen, insbesondere von Kraftfahrzeugen, zunehmend Verwendung und sorgen für einen optimalen Betrieb eines nachgeordneten Katalysators. Zum einen bewirken sie eine reduzierte Wärmeabgabe des Abgases an die Umgebung, so dass das Abgas mit höherer Temperatur dem jeweiligen Katalysator zugeführt werden kann. Dies ist insbesondere während der Warmlaufphase der Brennkraftmaschine von Bedeutung, da dadurch der Katalysator besonders rasch seine Arbeitstemperatur erreichen kann. Zum anderen reduzieren die luftspaltisolierten Abgaskrümmer die Wärmebeaufschlagung von Komponenten, die z. B. im Motorraum benachbart zum Abgaskrümmer angeordnet sind.Air gap insulated, double-walled exhaust manifolds are included Exhaust systems of internal combustion engines, in particular of Motor vehicles, increasingly use and provide for one optimal operation of a downstream catalyst. To the they cause a reduced heat emission of the exhaust gas to the environment, so that the exhaust gas with higher temperature can be supplied to the respective catalyst. This is especially during the warm-up phase of Internal combustion engine of importance, since thereby the catalyst can reach its working temperature very quickly. To the others reduce the air gap insulated exhaust manifolds Heat application of components that z. B. in the engine compartment are arranged adjacent to the exhaust manifold.
Bei Abgaskrümmern dieser Art führt die Luftspaltisolierung zwangsläufig dazu, dass das Innenrohr höheren Temperaturen ausgesetzt ist als das Außenrohr. In der Folge dehnt sich das Innenrohr im Betrieb der Brennkraftmaschine stärker aus als das Außenrohr. Die sich daraus entwickelnde Problematik führt zu einem erhöhten konstruktiven Aufwand bei den bekannten herkömmlichen Abgaskrümmern. Beispielsweise kann das Innenrohr mehrteilig ausgestaltet sein, wobei die einzelnen Innenrohrteile über Schiebesitze aneinander beweglich gelagert sind. Auf diese Weise können sich die einzelnen Innenrohrteile zueinander bewegen, um eine thermische Ausdehnung zu kompensieren. Der damit verbundene Herstellungsaufwand ist jedoch vergleichsweise groß.In exhaust manifolds of this type, the air gap insulation inevitably cause the inner tube higher temperatures is exposed as the outer tube. In the episode stretches the inner tube in the operation of the internal combustion engine stronger as the outer tube. The resulting problematic leads to an increased design effort in the known conventional exhaust manifolds. For example, can the inner tube be configured in several parts, wherein the individual inner tube parts via sliding seats together are movably mounted. In this way, the move individual inner tube parts to each other to a compensate thermal expansion. The associated Production cost is relatively large.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für einen Abgaskrümmer der eingangs genannten Art eine vereinfachte Ausführungsform anzugeben, die insbesondere mit einem reduzierten Aufwand herstellbar ist.The present invention deals with the problem for an exhaust manifold of the type mentioned a to provide simplified embodiment, in particular with a reduced effort can be produced.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This problem is inventively achieved by the subject matter of independent claim solved. advantageous Embodiments are subject of the dependent claims.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, das Innenrohr ausschließlich in einem Fixierbereich am Außenrohr zu befestigen, der sich bezüglich einer Längserstreckung des Abgaskrümmers etwa mittig befindet. Diese Längserstreckung ist dabei durch die größte Dimension des Abgaskrümmers vorgegeben und verläuft im wesentlichen parallel zur Längsrichtung der Sammelleitung und des Flansches. In dieser Längsrichtung kommt es im Betrieb der Brennkraftmaschine zur größten thermisch bedingten Ausdehnung des Abgaskrümmers bzw. des Innenrohrs relativ zum Außenrohr. Durch die gezielte Positionierung des Fixierbereichs in der Mitte der Längserstreckung werden die zu erwartenden Relativbewegungen minimiert. Darüber hinaus sieht die Erfindung vor, das Innenrohr außerhalb des Fixierbereichs zumindest in der Längsrichtung relativ zum Außenrohr beweglich anzuordnen, was dazu führt, dass eine thermisch bedingte Ausdehnung des Innenrohrs relativ zum Außenrohr zumindest in der Längsrichtung nahezu spannungsfrei möglich ist. Thermische Spannungen können somit zumindest in der Längsrichtung vermieden werden. Hierdurch ergibt sich grundsätzlich die Möglichkeit, das Innenrohr einstückig auszugestalten; insbesondere ist eine mehrteilige Bauweise mit ineinander gesteckten Innenrohrteilen nicht erforderlich. Beachtenswert ist hierbei, dass gleichzeitig die materialsparenden Vorteile bekannter Abgaskrümmer nach wie vor genutzt werden können, da weiterhin im Bereich wenigstens einer Einlassöffnung ein gasführender Außenrohrabschnitt vorgesehen ist.The present invention is based on the general Thoughts, the inner tube exclusively in one Fix the fixing area on the outer tube, which is relative to a longitudinal extent of the exhaust manifold approximately in the middle located. This longitudinal extent is thereby the largest Dimension of the exhaust manifold predetermined and runs in substantially parallel to the longitudinal direction of the manifold and the flange. In this longitudinal direction it comes in Operation of the internal combustion engine for the largest thermal conditional expansion of the exhaust manifold and the inner tube relative to the outer tube. Through the targeted positioning of the Fixation area in the middle of the longitudinal extension are the minimized to expected relative movements. Furthermore the invention provides, the inner tube outside the Fixierbereichs at least in the longitudinal direction relative to To arrange the outer tube movable, which leads to a thermally induced expansion of the inner tube relative to Outer tube at least in the longitudinal direction almost tension-free is possible. Thermal stresses can thus avoided at least in the longitudinal direction. This basically gives the possibility that To design the inner tube in one piece; in particular, one is multi-part construction with nested ones Inner tube parts not required. Noteworthy here, that at the same time the material-saving advantages known exhaust manifold can still be used, as further in the area of at least one inlet opening Gas leading outer tube section is provided.
Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei welcher der Fixierbereich ausschließlich im Bereich derjenigen Einlassöffnung ausgebildet ist, die bezüglich der Längserstreckung des Abgaskrümmers etwa mittig angeordnet ist. Im Bereich dieser Einlassöffnung kann besonders einfach eine feste Verbindung zwischen Innenrohr und Außenrohr hergestellt werden. Beispielsweise wird das Innenrohr im Bereich der Einlassöffnung in das Außenrohr eingesteckt und mit diesem dort verlötet und/oder verschweißt.Particularly advantageous is an embodiment in which the fixation area only in the area of those Inlet opening is formed, with respect to the Longitudinal extent of the exhaust manifold arranged approximately centrally is. In the area of this inlet opening can be particularly simple a firm connection between inner tube and outer tube getting produced. For example, the inner tube is in Inserted the area of the inlet opening into the outer tube and soldered and / or welded there with this.
Eine andere vorteilhafte Ausführungsform ergibt sich dann, wenn die Auslassöffnung an einem Austrittsende eines Einlasstrichters für einen Katalysator angeordnet ist, wobei die Sammelleitung in diesen Einlasstrichter, insbesondere einstückig, übergeht. Auf diese Weise wird in den Abgaskrümmer eine zusätzliche Funktionalität, nämlich die des Einlasstrichters des Katalysators, integriert, was insgesamt den Herstellungsaufwand einer mit dem Abgaskrümmer ausgestatteten Abgasanlage reduziert. Dabei kann besonders preiswert das Prinzip der Luftspaltisolierung auch im Bereich des Einlasstrichters realisiert werden.Another advantageous embodiment results then, when the outlet opening at an outlet end of a Inlet funnel is arranged for a catalyst, wherein the manifold in this inlet funnel, in particular in one piece, passes over. This way, in the Exhaust manifold an additional functionality, namely the the inlet funnel of the catalyst, integrated, what Overall, the production cost of one with the exhaust manifold equipped exhaust system reduced. It can be special inexpensive the principle of air gap insulation also in the Area of the inlet funnel can be realized.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Further important features and advantages of the invention result from the subclaims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.
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.It is understood that the above and the hereinafter to be explained features not only in the each specified combination, but also in others Combinations or alone, without to leave the scope of the present invention.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder funktional gleiche oder ähnliche Bauteile beziehen.A preferred embodiment of the invention is in the Drawings and is shown in the following Description explained in more detail, wherein the same Reference signs to the same or functionally identical or refer to similar components.
Es zeigen, jeweils schematisch,
- Fig. 1
- eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Abgaskrümmer,
- Fig. 2
- eine Seitenansicht auf den Abgaskrümmer entsprechend einem Pfeil II in Fig. 1.
- Fig. 1
- a top view of an exhaust manifold according to the invention,
- Fig. 2
- a side view of the exhaust manifold according to an arrow II in Fig. 1st
Entsprechend den Fig. 1 und 2 umfasst ein Abgaskrümmer 1
nach der Erfindung eine Sammelleitung 2, die sich in einer
durch eine unterbrochene Linie angedeuteten Längsrichtung 3
erstreckt, eine Auslassöffnung 4, die im wesentlichen in der
Längsrichtung 3 orientiert ist, sowie mehrere, hier
exemplarisch drei Einlassöffnungen 5, die jeweils im
wesentlichen quer zur Längsrichtung 3 orientiert sind. Die
Orientierung der Öffnungen 4, 5 ergibt sich aus der
Normalrichtung der zugehörigen Öffnungsebene, in welcher die
jeweilige Öffnung 4, 5 liegt. Gleichzeitig entspricht die
Orientierung der jeweiligen Öffnung 4, 5 der
Hauptströmungsrichtung innerhalb der jeweiligen Öffnung 4,
5.Referring to FIGS. 1 and 2, an exhaust manifold 1 includes
According to the invention, a
Des Weiteren umfasst der Abgaskrümmer 1 einen Flansch 6, der
sich ebenfalls in der Längsrichtung 3 bzw. parallel dazu
erstreckt und der die Einlassöffnungen 5 enthält. Über den
Flansch 6 kann der Abgaskrümmer 1 an einem Motorblock einer
Brennkraftmaschine befestigt werden, z. B. mittels
Schrauben, die durch am Flansch 6 ausgebildete
Stecköffnungen 7 durchsteckbar sind. Der Abgaskrümmer 1
bildet somit einen Übergang von der Brennkraftmaschine zu
einem Abgasstrang der Brennkraftmaschine, insbesondere in
einem Kraftfahrzeug.Furthermore, the exhaust manifold 1 comprises a
Von der Sammelleitung 2 gehen Einzelleitungen 19 aus, welche
jeweils zu einer der Einlassöffnungen 5 führen. Des Weiteren
geht die Sammelleitung 2 bei der hier gezeigten, bevorzugten
Ausführungsform in einen Einlasstrichter 8 über, durch den
die Abgase in einen nachgeordneten Katalysator 9 gelangen,
der im Abgasstrang unmittelbar nach dem Abgaskrümmer 1
angeordnet ist.From the
Der Abgaskrümmer 1 besteht von seiner Auslassöffnung 4 bis
zu seinen Einlassöffnungen 5 aus einem Außenrohr 10 und aus
einem Innenrohr 11, welches unter Ausbildung einer
Luftspaltisolierung 12 in das Außenrohr 10 eingesetzt ist.
Dementsprechend handelt es sich hier um einen
luftspaltisolierten oder doppelwandigen Abgaskrümmer 1. Eine
konstruktive Besonderheit wird unter anderem darin gesehen,
dass im Bereich von wenigstens einer, hier im Bereich von
zwei Einlassöffnungen 5, nämlich im Bereich der beiden
rechts dargestellten Einlassöffnungen 5, jeweils ein
gasführender Außenrohrabschnitt 13 vorgesehen ist. Diese
Außenrohrabschnitte 13 führen dabei jeweils von der
zugehörigen Einlassöffnung 5 zu einem zugeordneten
Innenrohreinlass 14, der jeweils vom Flansch 6 beabstandet
angeordnet ist. Auf diese Weise erfolgt zwischen dem
jeweiligen Innenrohreinlass 14 und der zugeordneten
Einlassöffnung 5 die Gasführung nicht im Innenrohr 11,
sondern im Außenrohr 10. Dies ist deshalb möglich, weil im
Bereich der Einzelleitungen 19 die thermische Belastung
weniger stark ausgeprägt ist als stromab davon in der
Sammelleitung 2. Im Ergebnis kann durch die gasführenden
Außenrohrabschnitte 13 Material eingespart werden, nämlich
am Innenrohr 11. Gleichzeitig reduzieren sich dadurch die
Probleme, die im Zusammenhang unterschiedlicher
Wärmedehnungen entstehen können.The exhaust manifold 1 consists of its outlet opening 4 bis
to its
Erfindungsgemäß ist beim Abgaskrümmer das Innenrohr 11
ausschließlich in einem Fixierbereich 15 am Außenrohr 10
befestigt. Dieser Fixierbereich 15 ist gezielt so gewählt,
dass er bezüglich der Längsrichtung 3 etwa mittig zwischen
der links dargestellten Auslassöffnung 4 und der am weitest
von der Auslassöffnung 4 entfernten, rechts dargestellten
Einlassöffnung 5 angeordnet ist. Gleichzeitig ist das
Innenrohr 11 außerhalb dieses Fixierbereichs 15 zumindest in
der Längsrichtung 3 relativ zum Außenrohr 10 beweglich
angeordnet. Durch die mittige Fixierung des Innenrohrs 11 am
Außenrohr 10 wird die thermische Ausdehnung des Innenrohrs
11 in Richtung auf die Auslassöffnung 4 sowie in der
Gegenrichtung minimiert. Gleichzeitig werden
Relativbewegungen zwischen Innenrohr 11 und Außenrohr 10
außerhalb des Fixierbereichs 15 durch die vorgesehene
Beweglichkeit zwischen Innenrohr 11 und Außenrohr 10
ermöglicht. Thermische Spannungen können sich zumindest in
der Längsrichtung 3 beim erfindungsgemäßen Abgaskrümmer
daher nicht aufbauen. According to the invention, the
Bei der hier gezeigten bevorzugten Ausführungsform ist der
Fixierbereich 15 ausschließlich im Bereich der links
dargestellten Einlassöffnung 5 ausgebildet, also im Bereich
derjenigen Einlassöffnung 5, die bezüglich der Längsrichtung
3 etwa mittig zwischen der Auslassöffnung 4 und der davon am
weitesten entfernten, rechts dargestellten Einlassöffnung 5
liegt. Demzufolge ist der Fixierbereich 15 zweckmäßig
ringförmig ausgestaltet und erstreckt sich in
Umfangsrichtung der Einlassöffnung 5.In the preferred embodiment shown here is the
Im Bereich der dem Fixierbereich 15 zugeordneten
Einzelleitung 19 erstreckt sich das Innenrohr 11 zweckmäßig
im Fixierbereich 15 bis zum oder bis in den Flansch 6. Dabei
ist das Innenrohr 11 im Bereich der zugehörigen
Einlassöffnung 5 am Außerohr 10 befestigt. Das Außenrohr 10
ist seinerseits im Fixierbereich 15 am Flansch 6 befestigt.
Im Unterschied zu den anderen Einzelleitungen 19 ist bei der
dem Fixierbereich 15 zugeordneten Einzelleitung 19 das
Innenrohr 11 somit bis zur Einlassöffnung 5 geführt, so dass
der zugehörige Innenrohreinlass 14 im wesentlichen mit der
Einlassöffnung 5 zusammenfällt. Jedenfalls ist bei dieser
Einzelleitung 19 kein gasführender Außenrohrabschnitt 13
vorgesehen. Demnach sind die gasführenden
Außenrohrabschnitte 13 ausschließlich im Bereich derjenigen
Einlassöffnungen 5 vorgesehen, die außerhalb des
Fixierbereichs 15 liegen.In the area of the fixing
Eine Besonderheit wird auch in der Ausgestaltung des
Übergangs zwischen Innenrohr 11 und Außenrohr 10 gesehen,
der in derjenigen Einzelleitung 19 realisiert ist, die am
weitesten von der Einlassöffnung 5 entfernt ist und somit
zur rechts dargestellten Einlassöffnung 5 führt. In diesem
Übergang ist das Innenrohr 11 über einen Schiebesitz 16 im
Außenrohr 10 beweglich gelagert. Dieser Schiebesitz 16
ermöglicht dabei geführte Relativbewegungen zwischen
Innenrohr 11 und Außenrohr 10, die eine signifikante
Komponente in der Längsrichtung 3 aufweisen. In der
dargestellten Ausführungsform wird der Schiebesitz 16
exemplarisch durch mehrere lokal begrenzte Distanzelemente
17 realisiert, die im Bereich des zugehörigen
Innenrohreinlasses 14 umfangsmäßig verteilt angeordnet sind
und beispielsweise durch Ausprägungen unmittelbar am
Innenrohr 11 hergestellt sind. Derartige Distanzelemente 17
führen zu einem örtlich begrenzten, flächigen Kontakt
zwischen Innenrohr 11 und Außenrohr 10 und dienen zur
Positionierung des Innenrohrs 11 am Außenrohr 10.
Gleichzeitig ermöglichen derartige Distanzelemente 17
Relativverschiebungen der beiden Rohre 10, 11 aneinander.
Entlang des Innenrohrs 11 können weitere Distanzelemente 17
vorgesehen sein. Exemplarisch sind hier entlang des Umfangs
der Auslassöffnung 4 weitere Distanzelemente 17 vorgesehen.
Ebenfalls ist gegenüber der mit dem Fixierbereich 15
ausgestatteten Einlassöffnung 5 ein weiteres Distanzelement
17 ausgebildet.A special feature is also in the design of the
Transition between
Die Distanzelemente 17 können zusätzlich oder alternativ
auch am Außenrohr 10 durch Aus- oder Einprägungen
ausgebildet sein. The
Während der Schiebesitz 16 im Bereich derjenigen
Einlassöffnung 5, die am weitest vom Fixierbereich 15
entfernt ist, ohne weiteres vergleichsweise große
Relativverstellungen zwischen Innenrohr 11 und Außenrohr 10
ermöglicht, wird hier exemplarisch für den Bereich der
mittleren Einlassöffnung 5 eine andere Ausgestaltung
wiedergegeben, die alternativ oder wie hier kumulativ im
Bereich zumindest einer Einlassöffnung 5 zur Anwendung
kommen kann, die außerhalb des Fixierbereichs 15 liegt. Im
Bereich der mittleren Einlassöffnung 5 weist das Innenrohr
11 einen Innenrohreinlass 14 auf, der im wesentlichen
parallel zur zugeordneten Einlassöffnung 5, also quer zur
Längsrichtung 3 orientiert ist. Des Weiteren ist dieser
Innenrohreinlass 14 freistehend vor dem Außenrohrabschnitt
13 angeordnet, der von der zugehörigen Einlassöffnung 5 zum
Innenrohreinlass 14 führt. Freistehend bedeutet hier, dass
das Innenrohr 11 im Bereich des Innenrohreinlasses 14
zumindest parallel zur Längsrichtung 3 ein Spiel gegenüber
dem Außenrohr 10 aufweist, so dass sich in diesem Bereich
das Innenrohr 11 mit dem genannten Innenrohreinlass 14 in
der Längsrichtung 3 relativ zum Außenrohr 10 bewegen kann.
Gleichzeitig gewährleistet dieses Spiel die Ausbildung der
Luftspaltisolierung 12 in diesen Bereich. Ein besonderes
konstruktives Detail wird bei einer bevorzugten
Ausführungsform darin gesehen, dass die Dimensionen von
Innenrohr 11 und Außenrohr 10 zweckmäßig so aufeinander
abgestimmt sind, dass der zur Einlassöffnung 5 parallele
Innenrohreinlass 14 bei Betriebstemperatur etwa zentrisch
zur Einlassöffnung 5 ausgerichtet ist. Gleichzeitig können
die Dimensionen von Einlassöffnung 5 und Innenrohreinlass 14
vorteilhaft so aufeinander abgestimmt sein, dass ein
möglichst geringer Strömungswiderstand von der
Einlassöffnung 5 bis in das Innenrohr 11 vorliegt, um
Leckageströmungen in den Ringspalt zu vermeiden, der sich im
Bereich des Innenrohreinlasses 14 zwischen Außenrohr 10 und
Innenrohr 11 ausbildet. Im Kaltzustand ist der
Innenrohreinlass 14 bezüglich der Längsrichtung 3
exzentrisch versetzt zur zugeordneten Einlassöffnung 5
angeordnet, wodurch das Innenrohr 11 in diesem Bereich die
thermisch bedingte Dehnung quasi konstruktiv vorhält.While the sliding
Bei der hier gezeigten, bevorzugten Ausführungsform ist der
sich zum Katalysator 9 hin aufweitende Einlasstrichter 8 in
die Sammelleitung 2 integriert, d. h. der Einlasstrichter 8
bildet hier ebenfalls einen integralen Bestandteil des
Abgaskrümmers 1. Auf diese Weise kann der
strömungstechnische Übergang zwischen Sammelleitung 2 und
Einlasstrichter 8 bzw. Katalysator 9 widerstandsarm
realisiert werden, wobei gleichzeitig eine besonders
effektive Luftspaltisolierung bis zum Katalysator 9
realisiert werden kann.In the preferred embodiment shown here, the
to the
Das Außenrohr 10 wird üblicherweise aus zwei Halbschalen
zusammengebaut, die auf geeignete Weise hitzebeständig
miteinander fest verbunden sind, z. B. durch Bördelung,
Löten und/oder Schweißen. Bevorzugt wird nun eine
Ausführungsform, bei welcher das Innenrohr 11 einteilig
ausgebildet ist, d.h. das Innenrohr 11 bildet im fertig
montierten Zustand einen einzigen zusammenhängenden Körper.
Dabei kann das Innenrohr 11 tatsächlich aus einem Stück
hergestellt sein, z. B. mittels eines
Innenhochdruckumformverfahrens oder Hydroformverfahrens.
Ebenso ist es möglich, das Innenrohr 11 aus mehreren
Einzelteilen, vorzugsweise aus zwei Halbschalen,
zusammenzubauen, wobei die Einzelteile, also vorzugsweise
die Halbschalen, fest miteinander verbunden werden, z. B.
durch Bördelung, Löten und/oder Schweißen. Die einteilige
Bauweise für das Innenrohr 11 ermöglicht eine besonders
preiswerte Herstellung des Innenrohrs 11 und letztlich eine
entsprechend preiswerte Herstellung für den Abgaskrümmer 1.
Ermöglicht wird diese einteilige Bauweise des Innenrohrs 11
vor allem durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Fixierung
zwischen Innenrohr 11 und Außenrohr 10, die ausschließlich
in dem bezüglich der Längserstreckung des Abgaskrümmers 1
mittig angeordneten Fixierbereich 15 erfolgt. Durch die
mittige Fixierung, die hier zweckmäßig im Bereich derjenigen
Einlassöffnung 5 realisiert ist, die etwa in der Mitte der
Längserstreckung des Abgaskrümmers 1 angeordnet ist, erfolgt
die thermisch bedingte Ausdehnung in der Längsrichtung 3
nach beiden Seiten und fällt dadurch betragsmäßig relativ
klein aus. Quer zur Längsrichtung 3 ist die wärmebedingte
Ausdehnung vergleichsweise klein und kann unter anderem
durch elastische Biegeverformung des Innenrohrs 11
aufgefangen werden. The
Diese Biegeverformungen des Innenrohrs 11 können
insbesondere dadurch begünstigt werden, dass das Innenrohr
vorzugsweise eine kleinere Wandstärke besitzt als das
Außenrohr. Beispielsweise ist die Wandstärke des Innenrohrs
11 zumindest 50%, vorzugsweise zwischen 50% und 80% kleiner
als die Wandstärke des Außenrohrs 10. Hierdurch kann sich
das Innenrohr 11, insbesondere auch im Bereich der
Distanzelemente 17, zum Außenrohr 10 hin ausbeulen.
Beispielsweise kann die Außenschale 10 etwa 1,5 mm stark
sein, während die Innenschale etwa 0,3 bis 0,5 mm dick ist.
Darüber hinaus können die Innenschale 11 und die Außenschale
10 aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sein, um
die Belastbarkeit und Lebensdauer des Abgaskrümmers 1 zu
optimieren.These bending deformations of the
Zur Erzielung eines bevorzugten Beulverhaltens des
Innenrohrs 11 können z. B. die Distanzelemente 17 auf
geeignete Weise positioniert und dimensioniert werden.
Darüber hinaus können Sicken oder ähnliche
strukturversteifende Maßnahmen vorgesehen werden, um das
Beulverhalten gezielt zu beeinflussen.To achieve a preferred buckling behavior of the
Der Abgaskrümmer 1 umfasst hier außerdem eine
Anschlussstelle 18, für eine Abgassonde, insbesondere eine
Lambda-Sonde.The exhaust manifold 1 here also includes a
In der Luftspaltisolierung 12 können bei einer anderen
Ausführungsform hitzebeständige Lagermatten angeordnet sein,
um die Isolierwirkung, die Positionierwirkung sowie die
Halterung und Dämpfung des Innenrohrs 11 zu verbessern.
Insbesondere können derartige Lagermatten auch zur Erzielung
einer Spaltabdichtung eingesetzt werden. Vorzugsweise
erfolgt dabei eine gezielte lokal begrenzte Anordnung bzw.
Positionierung der dichtenden Lagermatten, z. B. am
Randbereich des frei endenden Innenrohreinlasses 14 bei der
mittleren Einlassöffnung 5 und/oder im Bereich der
Sensorhalterung 18.In the
Claims (13)
dadurch gekennzeichnet, dass der Fixierbereich (15) ausschließlich im Bereich derjenigen Einlassöffnung (5) ausgebildet ist, die bezüglich der Längsrichtung (3) etwa mittig zwischen der Auslassöffnung (4) und der am weitesten von der Auslassöffnung (4) entfernten Einlassöffnung (5) liegt.Exhaust manifold according to claim 1,
characterized in that the fixing region (15) is formed exclusively in the area of that inlet opening (5) which is approximately centrally with respect to the longitudinal direction (3) between the outlet opening (4) and the inlet opening (5) furthest from the outlet opening (4). lies.
dadurch gekennzeichnet, dass sich das Innenrohr (11) im Fixierbereich (15) bis zum oder bis in den Flansch (6) erstreckt und dort am Außenrohr (10) befestigt ist, wobei das Außenrohr (10) im Fixierbereich (15) am Flansch (6) befestigt ist.Exhaust manifold according to claim 2,
characterized in that the inner tube (11) in the fixing region (15) extends up to or into the flange (6) and is fixed there to the outer tube (10), wherein the outer tube (10) in the fixing region (15) on the flange ( 6) is attached.
dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich derjenigen Einlassöffnungen (5), die außerhalb des Fixierbereichs (15) liegen, jeweils ein gasführender Außenrohrabschnitt (13) vorgesehen ist.Exhaust manifold according to one of claims 1 to 3,
characterized in that in the region of those inlet openings (5) which lie outside of the fixing region (15), in each case a gas-conducting outer pipe section (13) is provided.
dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich wenigstens einer Einlassöffnung (5), die außerhalb des Fixierbereichs (15) liegt, das Innenrohr (11) über einen Schiebesitz (16) im Außenrohr (10) beweglich gelagert ist.Exhaust manifold according to one of claims 1 to 4,
characterized in that in the region of at least one inlet opening (5) which lies outside the fixing area (15), the inner tube (11) is movably mounted in the outer tube (10) via a sliding seat (16).
dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich wenigstens einer Einlassöffnung (5), die außerhalb des Fixierbereiches (15) liegt, das Innenrohr (11) einen Innenrohreinlass (14) aufweist, der im wesentlichen parallel zur zugeordneten Einlassöffnung (5) orientiert ist und freistehend vor einem zur jeweiligen Einlassöffnung (5) führenden Außenrohrabschnitt (13) angeordnet ist.Exhaust manifold according to one of claims 1 to 5,
characterized in that in the region of at least one inlet opening (5) which lies outside the fixing area (15), the inner tube (11) has an inner tube inlet (14) which is oriented substantially parallel to the associated inlet opening (5) and free-standing in front of one to the respective inlet opening (5) leading outer tube section (13) is arranged.
dadurch gekennzeichnet, dass Innenrohr (11) und Außenrohr (10) so aufeinander abgestimmt sind, dass der Innenrohreinlass (14) bei Betriebstemperatur etwa zentrisch zur zugeordneten Einlassöffnung (5) ausgerichtet ist und im Kaltzustand bezüglich der Längsrichtung (3) exzentrisch versetzt zur zugeordneten Einlassöffnung (5) angeordnet ist.Exhaust manifold according to claim 6,
characterized in that the inner tube (11) and outer tube (10) are coordinated so that the inner tube inlet (14) at operating temperature is approximately centrally aligned with the associated inlet opening (5) and in the cold state with respect to the longitudinal direction (3) eccentrically offset from the associated inlet opening (5) is arranged.
dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelleitung (2) in einen Einlasstrichter (8) für einen Katalysator (9) übergeht, wobei die Auslassöffnung (4) am Austrittsende des Einlasstrichters (8) angeordnet ist.Exhaust manifold according to one of claims 1 to 7,
characterized in that the collecting line (2) merges into an inlet funnel (8) for a catalytic converter (9), wherein the outlet opening (4) is arranged at the outlet end of the inlet funnel (8).
dadurch gekennzeichnet, dass das Innenrohr (11) einteilig ausgebildet ist.Exhaust manifold according to one of claims 1 to 8,
characterized in that the inner tube (11) is integrally formed.
dadurch gekennzeichnet, dass das Innenrohr (11) durch Innenhochdruckumformung hergestellt oder aus zwei Halbschalen zusammengebaut ist.Exhaust manifold according to claim 9,
characterized in that the inner tube (11) made by hydroforming or assembled from two half-shells.
dadurch gekennzeichnet, dass das Innenrohr (11) mittels lokal begrenzter Distanzelemente (17) am Außenrohr (10) positioniert ist, die am Innenrohr (11) und/oder am Außenrohr (10) ausgeprägt sind und Verschiebungen zwischen Innenrohr (11) und Außenrohr (10) in der Längsrichtung (3) zulassen.Exhaust manifold according to one of claims 1 to 10,
characterized in that the inner tube (11) by means of locally limited spacer elements (17) on the outer tube (10) is positioned, which are pronounced on the inner tube (11) and / or on the outer tube (10) and displacements between the inner tube (11) and outer tube ( 10) in the longitudinal direction (3).
dadurch gekennzeichnet, dass das Innenrohr (11) eine kleinere, insbesondere mindestens 50% kleinere, Wandstärke besitzt als das Außenrohr (10).Exhaust manifold according to one of claims 1 to 11,
characterized in that the inner tube (11) has a smaller, in particular at least 50% smaller, wall thickness than the outer tube (10).
dadurch gekennzeichnet, dass in der Luftspaltisolierung (12) wenigstens eine Lagermatte zumindest lokal begrenzt angeordnet ist.Exhaust manifold according to one of claims 1 to 12,
characterized in that in the air gap insulation (12) at least one bearing mat is arranged at least locally limited.
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