DE19827276A1 - Abgaskrümmerflansch für eine Verbrennungskraftmaschine - Google Patents
Abgaskrümmerflansch für eine VerbrennungskraftmaschineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Abgaskrümmerflansch für eine
Verbrennungskraftmaschine nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
Zur Schadstoffminimierung in Abgasströmen von
Verbrennungskraftmaschinen wird neuerdings bevorzugt
sogenannte Sekundärluft und/oder rückgeführtes Abgas in den
Verbrennungsraum der Kraftmaschine eingespeist. Dadurch wird
die Verbrennungsreaktion der Kraftmaschine in der Weise
beeinflußt, daß sich die Bildung von unerwünschten
Reaktionsprodukten wie NOx und SOx wesentlich verringert.
Die Einspeisung der Sekundärluft und/oder des zurückgeführten
Abgases erfolgt bei bekannten Ausführungsformen vorzugsweise
über Luftführungssysteme, die externer Bestandteil von
Schmiede- und Gußkrümmerflanschen sind. Die dazu notwendigen
Verbindungskanäle von einem Lufteinführungssystem zum
Abgaskrümmerflansch und somit zum Verbrennungsraum sind
jedoch mit einem großen Herstellungsaufwand und damit hohen
Herstellungskosten verbunden.
Das führte dazu, Abgaskrümmerflansche in Mehrschichtbauweise
(Sandwichbauweise von mindestens drei Schichten) so zu
konzipieren, daß in ihrer mittleren Schicht Aussparungen in
Form von Kanälen eingebracht sind. Die betreffenden Schichten
(Einzelflansche) sind dabei regelmäßig als Stanzflansche
gefertigt und werden anschließend über Aufnahmevorrichtungen
kongruent übereinander gelegt und verlötet. Das zur
Hartlötung der Einzelschichten notwendige Kupferlot wird in
Form von Lotpaste in dafür vorgesehene Aussparungen
(Lotdepots) der der untersten Schicht überlagerten
Einzelflansche eingebracht. Zur Sicherstellung der Kongruenz,
also Lagestabilität der Einzelschichten, müssen die einzelnen
Teilflansche vor dem Löt- bzw. Wärmebehandlungsprozeß
zusätzlich an mehreren Stellen miteinander verschweißt
werden.
Der Fertigungsablauf läßt sich wie folgt zusammenfassen:
- 1. Herstellung der einzelnen Stanzflansche mit Lotdepots
- 2. Deckungsgleiches Übereinanderpositionieren der Einzelschichten in speziellen Aufnahmevorrichtungen
- 3. Verschweißen der Einzelschichten am Umfang des Flanschpakets
- 4. Lotpastenaufbringung in die Lotdepots
- 5. Hartlöten der Einzelschichten und der Rohrstutzen unter Schutzgasatmosphäre.
Auf diese Weise hergestellte Ausführungsformen sind mit einem
enormen Material- und Energieeinsatz verbunden. Dies führt zu
einer hohen Umwelt- bzw. Ressourcenbelastung. Daneben trägt
das hohe Gewicht zu einer ungünstigen
Kraftstoffverbrauchsbilanz in Kraftfahrzeugen bei.
Neben dem sehr kostenaufwendigen Herstellungsprozeß bei Guß-
und Schmiedegaskrümmerflanschen sind die Nachteile bei
Schichtflanschkonzeptionen noch vielfältiger und somit
detaillierter zu betrachten.
Im Zusammenhang mit der Herstellung von
"Abgaskrümmerflanschen mit Sekundär- und/oder
Abgasrückführkanälen" durch Sandwichbauweise können sich
nämlich folgende Problemstellungen ergeben:
- a) Das prozeßsichere Verlöten der relativ großflächigen Schichtflansche verlangt eine sehr gute Ebenheit der jeweils aufeinanderliegenden Einzelflanschflächen. Ungleichmäßigkeiten in den Flanschflächen führen zu veränderten kapillaren Füllkräften und somit zu unterschiedlichen Lötqualitäten, was in einer mangelhaften Festigkeit der Lötverbindung resultieren kann.
- b) Für das komplette Verlöten dieser relativ großflächigen Schichten werden große Lotmengen benötigt, die die Gesamtfertigungskosten nach oben treiben.
- c) Das zur Erhaltung der Lagestabilität der Einzelschichten notwendige vorhergehende Verschweißen ist ein zusätzlicher energie- und kostenträchtiger Fertigungsschritt.
- d) Die bisher eingesetzte Kanalkonfiguration ist material- und fertigungstechnisch sehr kostenintensiv, da die komplette mittlere Flanschschicht lediglich dazu dient, um Volumen für den Sekundärluftkanal zu schaffen. Ein großer Teil der um den Kanal verbleibenden Flanschschichtmasse ist somit von nichtfunktionaler Bedeutung und stellt unnötigerweise beinahe 30% des Gesamtgewichtes des Flansches dar.
- e) Die für den Lötprozeß notwendige komplette Erwärmung (eine 100%ige Wärmedurchdringung ist erforderlich) des Flanschpakets auf Löttemperaturen bis zu ca. 1080°C ist aufgrund der relativ großen und kompakten Flanschpaketmasse nur mit hohem Energieaufwand möglich.
- f) Der durch den Lötprozeß verursachte Wärmeverzug in Form von konkaven bzw. von konvexen Flächenkrümmungen des Flanschpakets muß durch eine kostenintensive Nachbearbeitung ausgeglichen werden.
- g) Das Verschweißen von Krümmer und gelötetem Flanschpaket kann aufgrund der lokalen Erwärmung des Hartlotes auf Schweißtemperatur zur Diffusion der Lotschmelze in die Schweißverbindung führen, was zu Festigkeitsverlusten der Schweißnaht führen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen
Abgaskrümmerflansch bereit zustellen, der kostengünstiger, mit
vergleichsweise geringerem Material- und Energieaufwand und
damit ressourceschonender hergestellt werden kann. Dabei soll
eine Gewichtseinsparung erzielt werden, mit der sich eine
Verringerung des Kraftstoffverbrauchs in
Verbrennungskraftmaschinen von Kraftfahrzeugen herbeiführen
läßt.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
In den Unteransprüchen sind vorteilhafte und zweckmäßige
Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung angegeben.
Die Erfindung geht von einem Abgaskrümmerflansch für eine
Verbrennungskraftmaschine aus, der ein Basisteil mit
Ausnehmungen für Abgasstutzen und Öffnungen zu
Zylinderzugängen im Motorblock der Kraftmaschine sowie
Zuführungsmittel für Sekundärluft und/oder rückgeführtes
Abgas umfaßt, wobei die Zuführungsmittel mit den Öffnungen zu
den Zylinderzugängen in Verbindung stehen. Der Kern der
Erfindung liegt nun darin, daß die Zuführungsmittel einen
unmittelbar auf dem Basisteil angeordneten Kanal umfassen, zu
dessen Ausbildung wenigstens ein Deckelement vorgesehen ist,
das sich lediglich über einen Teilbereich des Basisteils
erstreckt. Durch diesen vereinfachten Aufbau wird eine
deutliche Material- und Gewichtseinsparung zu im Stand der
Technik bekannten Abgaskrümmerflanschen mit integrierten
Sekundärluft- bzw. Abgasrückführkanälen erzielt.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung
sind zur Befestigung des Abgaskrümmerflansches und/oder zur
sicheren Verbindung der Öffnungen im Basisteil mit den
Zylinderzugängen am Motorblock im wenigstens einen
Deckelement und im Basisteil übereinander angeordnete
Bohrungen vorgesehen, die von einer Schraubverbindung
durchdrungen werden können. Diese Maßnahme hat den Vorteil,
daß die Befestigung des Deckelements auf dem Basisteil, die
Befestigung des Abgaskrümmerflansches und die Herstellung
einer dichten Verbindung des Sekundär- bzw.
Abgasrückführkanals am Motorblock durch jeweils die gleichen
Schraubenverbindungen erfolgt. Weiterhin wird hierdurch
verhindert, sofern das Deckelement, wie weiter unten
beschrieben, mit dem Basisteil verlötet wird, daß ein
Aufwerfen oder Aufplatzen der Lötstellen vor allem bei hohen
Motortemperaturen auftritt.
Bei einer besonders bevorzugten weiteren Ausgestaltung der
Erfindung ist in wenigstens einer Bohrungsanordnung für die
Anbringung einer Schraubverbindung ein Hülsenelement derart
eingepaßt, daß die Hülse nach einer vorbestimmten Verformung
des wenigstens einen Deckelements und/oder des Basisteils
durch die Kräfte der Schraubverbindung bzw. -verbindungen
weitere Verformungskräfte auf wenigstens das Deckelement
auf nimmt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das
Hülsenelement so ausgestaltet, daß es sich zur Aufnahme von
Kräften, die unerwünschte Verformungen verursachen würden,
zwischen einer Anlagefläche der Schraubverbindung und dem
Motorblock abstützt. Durch diese erfindungsgemäßen Maßnahmen
läßt sich das Deckelement zur Ausbildung des Kanals aus
vergleichsweise dünnwandigem elastischem Material herstellen,
ohne dadurch Gefahr zu laufen, daß das Deckelement an den
Schraubenverbindungen soweit nachgibt, bis eine Ablösung des
gesamten Krümmerflansches insbesondere im Bereich der
Verbindungsöffnungen zum Motorblock stattfindet. Dies würde
zu einer Fehlfunktion des Motors führen. Der Einsatz von
einem dünnwandigen Deckelement spart Herstellungskosten und
reduziert das Gewicht des Abgaskrümmerflansches, was letzten
Endes den Kraftstoffverbrauch herabsetzt.
Um eine gasdichte Ausbildung des Kanals zu erhalten, ist es
außerdem vorteilhaft, wenn die Elemente zur Kanalausbildung
mit dem Basisteil verlötet oder ähnlich verbunden werden.
Insbesondere bei der Verwendung von erfindungsgemäßen
Hülsenelementen, läßt sich eine besonders effektive Verlötung
erreichen. Denn die Hülsenelemente können vor der Verlötung
als Positionshilfen zur exakten Anordnung des Deckelements
auf dem Basisteil eingesetzt werden, indem sie durch die
Bohrungen im Deckelement und Basisteil eingesteckt und ggf.
verklemmt werden. Vorteilhafterweise läßt sich die Hülse über
eine Presspassung fixieren. Damit ist ein Heften des
Deckelements auf dem Basisteil z. B. durch Schweißpunkte vor
der Verlötung entbehrlich.
Um ein Ablösen der Krümmerflansches bei hohen Temperaturen
der Verbrennungskraftmaschine sicher zu vermeiden, ist es im
weiteren von Vorteil, wenn am Basisteil Mittel zur
Versteifung des Basisteils vorgesehen sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Mittel zur
Versteifung eine Umbördelung, die sich wenigstens teilweise
über die Außenkontur des Basisteils erstreckt. In diesem
Zusammenhang ist es überdies bevorzugt, wenn das Basisteil
aus einem Stahlblech hergestellt wird.
Zur Erzielung einer besonders einfachen Konstruktion ist es
darüber hinaus bevorzugt, wenn zur Ausbildung des Kanals das
Deckelement schalenförmig ist und auf dem Basisteil aufliegt.
Für den Fall einer Umbördelung am Basisteil ist es für diese
Ausführungsform weiterhin vorteilhaft, wenn die aufgekanteten
Bereiche am Deckelement zur Ausbildung der Schale durch
geeignete Abmessungen des Deckelements an der Umbördelung des
Basisteils anliegen, so wie wenn gewissermaßen zwei Schalen
mit der offenen Seite exakt passend ineinandergelegt werden.
Auch in diesem Fall ist ein vorhergehendes Fixieren des
Deckelements durch das paßgenaue Einlegen vor z. B. einem
Verlötungsvorgang nicht erforderlich. Die aneinanderliegenden
Umbördelungen bzw. Aufkantungen bieten dabei gute Flußwege
für das Lot. Über die Höhe der Aufkantung am Deckelement bzw.
der Umbördelung am Basisteil kann zusätzlich der
Kanalquerschnitt bestimmt werden.
In einer ebenfalls vorteilhaften Ausführungsform der
Erfindung ist das Deckelement ein Deckblech, das zur
Ausbildung des Kanals kongruent auf einem auf dem Basisteil
aufliegenden Zwischenblech mit Aussparungen für die
Kanalführungen angeordnet ist. Dies stellt eine
vergleichsweise einfache Lösungsmöglichkeit dar, bei der die
Kanalteile z. B. durch einfaches Ausstanzen hergestellt
werden können.
Um am Basisteil vorhandene Umbördelungen für die Kanalbildung
nutzen zu können, ist es außerdem bevorzugt, wenn das
Deckelement eine L- oder U-Profilform aufweist.
Zur Verwendung von Standardbauteilen für die Kanalausbildung,
ist es darüber hinaus vorteilhaft, wenn das Deckelement ein
Vierkantrohr umfaßt, das auf das Basisteil aufgesetzt wird.
Außerdem ist es vorteilhaft, wenn das Deckelement aus einem
Teil des Basisteils gebildet wird, indem dieses zu einem
Kastenprofil gebogen wird. Auf diese Weise kann das
Basiselement mit Sekundär- und/oder Abgasrückführungskanal
aus einem einzigen Blech gefertigt werden.
Schließlich ist es besonders bevorzugt, wenn die Abgasstutzen
in das Basisteil eingelötet sind. Dadurch wird ein Vorzug des
Flansches und ggf. eine Rißbildung am Flansch vermieden, die
bei einem sonst üblichen Schweißvorgang auftreten.
Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den
Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung
unter Angabe weiterer Vorteile und Einzelheiten näher
erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 einen ersten erfindungsgemäßen
Abgaskrümmerflansch in der Draufsicht,
Fig. 1A-F Schnittansichten des Ausführungsbeispiels
aus Fig. 1 gemäß den in Fig. 1
eingezeichneten Schnittlinien A-A bis
F-F,
Fig. 2 eine Seitenansicht des
Ausführungsbeispiels nach Fig. 1,
Fig. 3 ein zweites erfindungsgemäßes
Ausführungsbeispiel eines
Abgaskrümmerflansches in der Draufsicht,
Fig. 3A eine Schnittansicht des
Ausführungsbeispiels nach Fig. 3 entlang
der Schnittlinie A-A in Fig. 3,
Fig. 4 ein drittes erfindungsgemäßes
Ausführungsbeispiel eines
Abgaskrümmerflansches in der Draufsicht
und
Fig. 4A-F verschiedene Schnittansichten des
Ausführungsbeispiels nach Fig. 4 entlang
der in Fig. 4 eingezeichneten
Schnittlinien A-A bis F-F.
In den Fig. 1 und 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der
Erfindung dargestellt. Die Schnitte A-A bis F-F gemäß der
Fig. 1A-1F sollen das Ausführungsbeispiel weiter
verdeutlichen. Dieses Ausführungsbeispiel umfaßt einen
Basisteil 1 mit vier Aufnahmeöffnungen 2 für jeweils einen
Abgasstutzen 14 (siehe Fig. 1A) entsprechend der Anzahl von
Zylindern eines Motors. Weiterhin weist dieser
Abgaskrümmerflansch ein entlang der Krümmeraufnahmeöffnungen
verlaufendes Zwischenblech 3 auf, das eine Aussparung 4
besitzt (gestrichelt dargestellt in Fig. 1) und zusammen mit
einem kongruenten Deckblech 5 einen unmittelbar auf dem
Basisteil 1 angeordneten Sekundärluft- und/oder
Abgasrückführkanal ausbildet. Das Zwischenblech 3 wird mit
dem Basisteil 1 und dem Deckblech 5 z. B. verlötet, um die
gewünschte Gasdichtigkeit des Sekundärluft- und/oder
Abgasrückführkanals zu erhalten. Weiterhin wird das Basisteil
1 gemeinsam mit dem Zwischenblech 3 und dem Deckblech 5 über
Schraubverbindungen 6 (nur in der Schnittansicht von Fig. 1A
dargestellt) beispielsweise an einem Motorblock (nicht
gezeigt) befestigt. Dazu sind im Basisteil 1 und im
Deckblech 5 Bohrungen 7, 8 vorgesehen (siehe Fig. 1A). Zur
weiteren Befestigung des Abgaskrümmerflansches an einem
Motorblock sind am Basisteil 1 über jeder Aufnahmeöffnung 2
weitere Bohrungen 13 positioniert. Um einen Zugang des
Sekundärluftkanals zur entsprechenden Zylinderöffnung an
einem Motorblock zu schaffen, weist das Basisteil 1
Öffnungen 9 auf, die von der Aussparung 4 des
Zylinderblechs 3 umfaßt werden. Das Deckblech 5 besitzt zur
Einspeisung von Sekundärluft und/oder rückgeführtem Abgas in
die Aussparung 4 des Kanals einen Zuführstutzen 10. Die
Aufnahmeöffnungen 2 sowie der Umfang des Basisteils 1 mit
Ausnahme der Längsseite, an welcher der Sekundärluft-
und/oder Abgasrückführkanal verläuft, weisen
Umbördelungen 11, 12 auf. Durch die Umbördelungen erhält das
Basisteil eine sehr hohe Steifigkeit, insbesondere
Biegesteifigkeit, so daß bei einer vorgegebenen
Maximalbiegesteifigkeit der gesamte Flansch aus sehr dünnem
Stahlblech, d. h. mit sehr geringem Materialeinsatz,
hergestellt werden kann.
In Fig. 3 und 3A ist ein zweites erfindungsgemäßes
Ausführungsbeispiel eines Abgaskrümmerflansches dargestellt,
bei dem ein im Vergleich zum ersten Ausführungsbeispiel
ähnliches Basisteil 20 verwendet wird. Das Basisteil umfaßt
ebenfalls vier Aufnahmeöffnungen 21 für eine entsprechende
Anzahl von Abgasstutzen.
Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel wird jedoch zur
Ausbildung des Sekundärluft- und/oder Abgasrückführkanals nur
ein Deckelement 22 eingesetzt, das dazu schalenförmig
ausgeformt ist (siehe hierzu abschnittsweise Darstellung in
Fig. 3 sowie Fig. 3A). Das schalenförmige Deckelement 22
sitzt direkt auf dem Basisteil 20 auf, wobei das dadurch
gebildete Kanalvolumen mit Öffnungen 23 in Verbindung steht,
die einen Zugang zu entsprechenden Zylinderöffnungen an einem
Motorblock schaffen. Zur Befestigung dieses
Abgaskrümmerflansches mit z. B. Schrauben sind am
Basisteil 20 und im Deckelement 22 Bohrungen 24, 25 bzw.
oberhalb der Aufnahmeöffnungen 21 Bohrungen 26 vorgesehen.
In den deckungsgleich übereinanderliegenden Bohrungen 24 und
25 ist wie in Fig. 3A ersichtlich, jeweils eine Hülse 27
eingesteckt. Die Hülse 27 besitzt einen Kragen 28, der auf
dem Deckelement 22 aufliegt. Die erfindungsgemäße Hülse 27
hat mehrere Vorteile. Zunächst dient sie als Positionierhilfe
für das Deckelement 22 vor einem z. B. Hartverlötungsprozeß.
Dazu wird die Hülse 27 durch die Bohrung 24 im Deckelement 22
und in die Bohrung 25 des Basisteils gesteckt. Bei paßgenauer
Ausgestaltung der Hülse (diese kann auch wie bei einer
Preßpassung leicht eingepreßt werden) ist das Deckelement 22
bezüglich dem Basisteil 20 exakt positioniert und fixiert, so
daß ein Anbringen beispielsweise von Schweißheftpunkten vor
einem Hartverlötungsprozeß entfallen kann. Allerdings wird
der Hartverlötungsprozeß so ausgeführt, daß die Hülse 27 in
der Bohrung 25 des Basisteils 20 nach wie vor bewegbar ist.
Durch diese Maßnahme wird beim Anziehen einer Schraube 29,
deren Schraubenkopf 30 auf dem Kragen 28 der Hülse 27
aufliegt, das Deckelement 22 nur soweit verformt, bis das in
der Bohrung 25 des Basisteils 20 befindliche Ende der Hülse
27 an einem nicht dargestellten Motorblock anstößt.
In Fig. 3A ist der entspannte Zustand dargestellt, in welchem
das in der Bohrung 25 sich befindliche Ende der Hülse 27 zur
Auflagefläche 31 des Basisteils 20, die im eingebauten
Zustand auf einem Motorblock aufliegt, einen geringen Abstand
"x" besitzt. Nur in diesem Bereich ist eine Verformung des
Deckelements 22 zugelassen. Durch diese Maßnahme wird somit
vermieden, daß ein aus z. B. dünnem Blech hergestelltes
Deckelement 22 soweit nachgibt bis sich das Basisteil 20 von
einem Motorblock abheben kann, was letzten Endes zu einer
Undichtigkeit zwischen Zuführkanälen zu einem Motorblock und
den Öffnungen 23 im Basisteil 20 führen kann. Durch die Größe
des Abstandes x zwischen dem Ende der Hülse 27 und der
Auflagefläche 31 des Basisteils in entspanntem Zustand kann
die Größe der Anpreßkraft auf das Deckelement 22 und somit
das Basisteil 20 so eingestellt werden, daß es zu keiner
bleibenden Verformung des Deckelements kommt.
Im Schnittbild von Fig. 3A ist in der linken Hälfte
ausschnittsweise ein in die Aufnahmeöffnungen 21 eingesetzter
Abgasstutzen 32 dargestellt. Dieser kann z. B. anstatt eines
Schweißprozesses eingelötet werden, um Rißbildung bei der
hohen thermischen Belastung während des Schweißens im Flansch
zu vermeiden. Um die Steifigkeit des Basisteils 20 zu
erhöhen, weist dieses mit Ausnahme des Umfangbereichs, an dem
das Deckelement 22 verläuft, eine Umbördelung 33 auf.
Ein drittes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel ist in
Fig. 4 und den dazugehörigen Schnitten gem. Fig. 4A-F
entlang der Schnittlinien A-A bis F-F dargestellt. Das
Ausführungsbeispiel umfaßt ein zum ersten Ausführungsbeispiel
identisches Basisteil 40 mit dem einzigen Unterschied, daß
die äußere Umbördelung 41 am Basisteil 40 voll umfänglich
ist. Vergleichbare Konstruktionselemente sind daher mit
gleichen Bezugszeichen versehen.
In das Basisteil 40 ist zur Ausbildung eines Sekundärluft-
und/oder Abgasrückführkanals ein schalenförmiges
Deckelement 42 derart eingelegt, daß die aufgekanteten
Bereiche des Deckelementes 42 an der umfänglichen
Umbördelung 41 des Basisteils 40 mit Ausnahme eines
Abschnitts im Bereich der beiden äußeren Aufnahmeöffnungen 2
für Abgasstutzen 43 (nur in Fig. 4A angedeutet) anliegen. Um
im Bereich der beiden äußeren Aufnahmeöffnungen 2 für
Abgasstutzen 43 für das dort endende Deckelement 42 die an
den Endstellen fehlende Umbördelung zu ersetzen, sind
Stegelemente 44 vorgesehen (siehe Fig. 4), die diese Aufgabe
übernehmen. Um ein dichtes Kanalsystem zu erhalten, wird das
Deckelement mit dem Basisteil entlang der Umkantung des
Deckelements verlötet. Durch diese Schalenbauweise ergibt
sich eine sehr hohe Steifigkeit des Abgaskrümmerflansches, so
daß vorteilhafterweise die Einzelschalen (Basisteil 40 sowie
Deckelement 42) aus sehr dünnem, z. B. Stahlblech, d. h. mit
sehr geringem Materialeinsatz, hergestellt werden können.
Gemäß den Schnittzeichnungen Fig. A bis Fig. F sind das
Basisteil 40 und das Deckelement 42 konstruktiv so
ausgebildet, daß sie in einfacher Weise lagestabil mit
jeweils den offenen Seiten zueinander zeigend
ineinandergesteckt und ggf. verpreßt werden können. Neben der
in der Zeichnung dargestellten Kanalausbildung lassen sich
auch problemlos größere Kanalquerschnitte durch Variation der
Höhe der Umbördelung 41 des Basisteils 40 und/oder der
Umkantung des Deckelements 42 erzielen. Zur Befestigung des
Abgaskrümmerflansches sind im Basisteil 40 und ggf. im
Deckelement 42 Bohrungen 13, 45, 46 vorgesehen (siehe
insbesondere Fig. 4A, in welcher eine Schraubverbindung 47
angedeutet ist).
Um zu verhindern, daß an den Stellen, an welchen der
Abgaskrümmerflansch zusammen mit dem Basisteil 40 und dem
Deckelement 42 verschraubt wird, sich das Deckelement 42 in
unerwünschter Weise verformt, sind diese Stellen durch
Hülsen- bzw. Abstützelemente 48 unterlegt bzw. abgestützt.
Bei den erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen entfallen
jedenfalls die im Stand der Technik eingangs aufgeführten
Arbeitsschritte 1-3. Durch den geringen Materialeinsatz
werden Ressourcen geschont und durch die Gewichtseinsparung
von über 50% im Vergleich zu herkömmlichen Ausführungsformen
kann eine Kraftstoffeinsparung bei Kraftfahrzeugen erzielt
werden. Das wiederum führt zu einer Umweltschonung. Bei den
erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen tritt überdies keine
Wechselwirkung von Lotschmelze und Schweißverbindungen bzw.
keine problematische Lotdiffusion auf. Insgesamt sind die
Fertigungskosten auch durch einen wesentlich geringeren
Lotmengeneinsatz stark vermindert.
1
Basisteil
2
Aufnahmeöffnung
3
Zwischenblech
4
Aussparung
5
Deckblech
6
Schraubenverbindung
7
Bohrung
8
Bohrung
9
Öffnung
10
Zuführungsstutzen
11
Umbördelung
12
Umbördelung
13
Bohrung
14
Abgasstutzen
20
Basisteil
21
Aufnahmeöffnung
22
Deckelement
23
Öffnung
24
Bohrung
25
Bohrung
26
Bohrung
27
Hülse
28
Kragen
29
Schrauben
30
Schraubenkopf
31
Aufladefläche
32
Abgasstutzen
33
Umbördelung
40
Basisteil
41
Umbördelung
42
Deckelement
43
Abgasstutzen
44
Stegelemente
45
Bohrung
46
Bohrung
47
Schraubverbindung
48
Hülsenelement
Claims (13)
1. Abgaskrümmerflansch für eine Verbrennungskraftmaschine,
Abgasstutzen (14, 32, 43) und Öffnungen (9, 33) zu
Zylinderzugängen am Motorblock der Kraftmaschine sowie
Zuführungsmittel für Sekundärluft und/oder rückgeführtes
Abgas umfaßt, wobei die Zuführungsmittel mit den Öffnungen zu
den Zylinderzugängen in Verbindung stehen, dadurch
gekennzeichnet, daß die Zuführungsmittel einen unmittelbar
auf dem Basisteil angeordneten Kanal umfassen, zu dessen
Ausbildung wenigstens ein Deckelement (5, 22, 42) vorgesehen
ist, das sich lediglich über einen Teilbereich des Basisteils
(1, 20, 40) erstreckt.
2. Abgaskrümmerflansch nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Befestigung des Abgaskrümmerflansches
und/oder zur sicheren Verbindung der Öffnungen im Basisteil
mit den Zylinderzugängen am Motorblock im wenigstens einen
Deckelement (5, 22, 42) und im Basisteil (1, 20, 40)
übereinander angeordnete Bohrungen (7, 8; 24, 25; 45, 46)
vorgesehen sind, die von einer Schraubverbindung (6, 29, 47)
durchdrungen werden können.
3. Abgaskrümmerflansch nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß in wenigstens einer
Bohrungsanordnung (7, 8; 24, 25; 45, 46) ein
Hülsenelement (27, 48) derart eingepaßt ist, daß die Hülse
nach einer vorbestimmten Verformung des wenigstens einen
Deckelements und/oder des Basisteils auf Grund der Kräfte der
Schraubverbindung weitere Verformungskräfte auf wenigstens
das Deckelement aufnimmt.
4. Abgaskrümmerflansch nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Elemente (3, 5, 22, 42) zur Kanalausbildung mit dem
Basisteil (1, 20, 40) verlötet sind.
5. Abgaskrümmerflansch nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am
Basisteil (1, 20, 40) Mittel zur Versteifung des Basisteils
vorgesehen sind.
6. Abgaskrümmerflansch nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Mittel zur Versteifung eine
Umbördelung (11, 12, 33, 41) umfassen, die sich wenigstens
teilweise über die Außenkontur des Basisteils erstreckt.
7. Abgaskrümmerflansch nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das
Basisteil (1, 20, 40) aus einem Stahlblech besteht.
8. Abgaskrümmerflansch nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine
Deckelement (22, 42) schalenförmig ist und zur Ausbildung des
Kanals auf dem Basisteil aufliegt.
9. Abgaskrümmerflansch nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine Deckelement
ein Deckblech (5) ist, das zur Ausbildung des Kanals
kongruent auf einem auf dem Basisteil aufliegenden
Zwischenblech (3) mit Aussparungen (4) für die Kanalführung
angeordnet ist.
10. Abgaskrümmerflansch nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine Deckelement
ein L- oder U-Profil aufweist, daß zur Ausbildung des Kanals
mit einem entsprechend vorbereiteten Bereich des Basisteils
zusammenwirkt.
11. Abgaskrümmerflansch nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine Deckelement
ein Vierkantrohr umfaßt, das auf das Basisteil aufgesetzt
wird.
12. Abgaskrümmerflansch nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß das Deckelement aus einem Teil
des Basisteils gebildet wird, indem dieser zu einem
Kastenprofil gebogen wird.
13. Abgaskrümmerflansch nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der
Abgasstutzen (14, 32, 43) in das Basisteil (1, 20, 40)
eingelötet ist.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19827276A DE19827276A1 (de) | 1997-10-02 | 1998-06-19 | Abgaskrümmerflansch für eine Verbrennungskraftmaschine |
| EP98955335A EP1019618A1 (de) | 1997-10-02 | 1998-09-15 | Abgaskrümmerflansch für eine verbrennungskraftmaschine |
| DE19881446T DE19881446D2 (de) | 1997-10-02 | 1998-09-15 | Abgaskrümmerflansch für eine Verbrennungskraftmaschine |
| PCT/DE1998/002737 WO1999018336A1 (de) | 1997-10-02 | 1998-09-15 | Abgaskrümmerflansch für eine verbrennungskraftmaschine |
| AU12233/99A AU1223399A (en) | 1997-10-02 | 1998-09-15 | Exhaust collector flange for an internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19743803 | 1997-10-02 | ||
| DE19744982 | 1997-10-13 | ||
| DE19827276A DE19827276A1 (de) | 1997-10-02 | 1998-06-19 | Abgaskrümmerflansch für eine Verbrennungskraftmaschine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE19827276A1 true DE19827276A1 (de) | 1999-04-08 |
Family
ID=26040561
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19827276A Withdrawn DE19827276A1 (de) | 1997-10-02 | 1998-06-19 | Abgaskrümmerflansch für eine Verbrennungskraftmaschine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE19827276A1 (de) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10062169A1 (de) * | 2000-12-14 | 2002-06-20 | Volkswagen Ag | Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung |
| DE10218103A1 (de) * | 2002-04-23 | 2003-11-20 | Boysen Friedrich Gmbh Co Kg | Abgaskrümmer für einen Verbrennungsmotor und Verfahren zur Herstellung eines solchen Abgaskrümmers |
| WO2014000866A1 (de) * | 2012-06-26 | 2014-01-03 | Deutz Aktiengesellschaft | Brennkraftmaschine mit abstandhülse mit mittenzentrierung |
-
1998
- 1998-06-19 DE DE19827276A patent/DE19827276A1/de not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE10062169A1 (de) * | 2000-12-14 | 2002-06-20 | Volkswagen Ag | Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung |
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| EP1365121A1 (de) * | 2002-04-23 | 2003-11-26 | Friedrich Boysen GmbH & Co. KG | Abgaskrümmer für einen Verbrennungsmotor und Verfahren zur Herstellung eines solchen Abgaskrümmers |
| WO2014000866A1 (de) * | 2012-06-26 | 2014-01-03 | Deutz Aktiengesellschaft | Brennkraftmaschine mit abstandhülse mit mittenzentrierung |
| US9695775B2 (en) | 2012-06-26 | 2017-07-04 | Deutz Aktiengesellschaft | Internal combustion engine having a spacer sleeve with a centering device |
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