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(11) | EP 0 733 789 B1 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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| (54) |
Fächerartiger Abgaskrümmer für mehrzylindrige Brennkraftmaschinen Fan-shaped exhaust manifold for multi-cylinder internal combustion engines Collecteur d'échappement en forme d'éventail pour moteurs à combustion interne multicylindre |
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| Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
▷ Aufgrund der Stecktechnik können innerhalb eines relativ großen Bereiches Längentoleranzen der Einzelteile beim Zusammensetzen des Fächerkrümmers ohne Beeinträchtigung der Schweißqualität oder der Innenoberfläche des Abgasrohres ausgeglichen werden.
▷ Die erforderlichen Schweißnähte sind alle von gleicher Art und Anordnung, nämlich umlaufende Kehlnäht; sie können alle in einer einzigen Werkstückaufspannung geschweißt werden.
▷ Die einzusteckenden Rohrenden müssen nicht in aufwendiger Weise geformt werden (z.B. keine D-Form), sondern brauchen lediglich unter einem bestimmten Winkel abgeschnitten zu werden.
▷ Über die Länge hinweg erforderlich werdende Änderungen des Rohrquerschnitts hinsichtlich Querschnittsform und/oder Querschnittsfläche können ohne weiteres an den im IHU-Verfahren hergestellten Rohrabschnitten der zweiten Sammelebene ohne Mehrkosten angeformt werden.
▷ Es entstehen beim Zusammensetzen und -schweißen des Fächerkrümmers keine strömungshinderlichen Stufen.
▷ Durch die beiden zuvor genannten Gründe lassen sich gute Strömungsverhältnisse in dem Abgassammler gewährleisten.
▷ Aufgrund dieser Möglichkeit braucht bei der Bemessung des lichten Strömungsquerschnittes der Abgasleitungen keine "Reserve" berücksichtigt zu werden; vielmehr darf ohne fertigungsbedingte Funktionseinbuße an der unteren Bemessungsgrenze dimensioniert werden, was einer - geringeren - Rohrgröße, den Kosten und dem Gewicht des Fächerkrümmers zugute kommt.
▷ Es wird eine kostengünstige Fertigung ermöglicht, da die für eine Halbschalen-Bauweise erforderlichen, gesonderten Verzweigungsstücke und deren Zwischenfügen vermieden wird.
▷ Der Fächerkrümmer benötigt im Vergleich zu einer Ausführung mit gesonderten Verzweigungsstücken in Halbschalenbauweise wesentlich weniger Einzelteile, und zwar beispielsweise bei einem Fächerkrümmer mit endseitig vier Rohrabschnitten der ersten Sammelebene nur sechs Einzelteile gegenüber sonst 14 Einzelteilen.
▷ Es sind wesentlich weniger Schweißnähte zum Zusammenschweißen der geringeren Teilezahl erforderlich, und zwar beim gewählten Beispiel insgesamt nur fünf Umfangsnähte im Vergleich zu acht Umfangsnähten zuzüglich sechs Längsnähten an den halbschalig zusammengesetzten Verzweigungsstücken.
▷ die Einzelrohrabschnitte (1, 2, 3, 4) der ersten Sammelebene (16) sind bis in den Bereich der Vereinigung zur zweiten Sammelebene (17) hinein im Durchmesser und in der Querschnittsform gleichbleibend ausgebildet und dort endseitig annähernd eben und unter einem bestimmten Winkel beschnitten,
▷ die für sich nahtlos ausgebildeten, im Innenhochdruck-Umformverfahren (IHU-Verfahren) hergestellten Rohrabschnitte (5, 6) der zweiten Sammelebene (17) reichen mit einem integrierten Überstand (19, 19') - entgegen der Strömungsrichtung (7) - baulich bis vor die Vereinigungsstelle (12, 12') der beiden zugehörigen Einzelrohrabschnitte (1 und 4 bzw. 2 und 3) der ersten Sammelebene (16) und weisen dort eine integrierte, Y-artige Vereinigungsstelle (9, 10) mit Öffnungen (13, 13', 14, 14') zum stirnseitigen und umfangsseitigen Anschließen je eines Einzelrohrabschnittes (1, 2, 3, 4) der ersten Sammelebene (16) auf,
▷ die Einzelrohrabschnitte (1, 2, 3, 4) der ersten Sammelebene (16) sind jeweils in die offenen, durchmessergrößeren Öffnungen (13, 13', 14, 14') der Y-artigen Vereinigungsstelle (9, 10) des Rohrabschnittes (5, 6) der zweiten Sammelebene (17) eingesteckt und sind dort jeweils mittels einer umlaufenden Kehlnaht (15) dichtend angeschweißt,
▷ einer der Rohrabschnitte (5) der zweiten Sammelebene (17) reicht mit einem Überstand (20) in Strömungsrichtung (7) baulich bis hinter die Vereinigungsstelle (12") der Rohrabschnitte (5, 6) der zweiten Sammelebene (17) und weist nahe seines stromab liegenden Endes eine weitere Y-artige Vereinigungsstelle (11) zum seitlichen Anschließen eines anderen Rohrabschnittes (6) der zweiten Sammelebene (17) auf, wobei das Ende des Rohrabschnittes (5) mit der weiteren Y-artige Vereinigungsstelle (11) mit seinem stromab liegenden Ende in den Überstand (20) in die dritte Sammelebene (18) übergeht,
▷ der andere Rohrabschnitt (6) der zweiten Sammelebene (17) ist in die durchmessergrößere Öffnung (22) der weiteren Y-artigen Vereinigungsstelle (11) des einen Rohrabschnittes (5) der zweiten Sammelebene (17) eingesteckt und ist dort mittels einer umlaufenden Kehlnaht (15) dichtend angeschweißt.
the individual tube sections (1, 2, 3, 4) of the first manifold level (16) are of
constant diameter and cross-section shape as far as the area where they join to form
the second manifold level (17), where they are cut at the ends approximately evenly
and at a determined angle,
the in themselves seamless tube sections (5, 6) of the second manifold level (17)
are formed by the internal high-pressure forming (IHPF) process, and in the direction
from which the flow (7) is coming, have integral extensions (19, 19') projecting structurally
beyond the confluence points (12, 12') of the two respectively associated individual
tube sections (1 and 4 or 2 and 3) of the first manifold level (16), where they comprise
an integrated Y-shaped junction (9, 10) with apertures (13, 13', 14, 14') for the
end and side connection in each case of one of the individual tube sections (1,2,
3, 4) of the first manifold level (16),
the individual tube sections (1, 2, 3, 4) of the first manifold level (16) are each
pushed into the open apertures (13, 13', 14, 14') with larger diameters of the Y-shaped
junctions (9, 10) of the tube sections (5, 6) of the second manifold level (17), and
are welded therein by a circumferential fillet weld (15) to prevent leakage,
one of the tube sections (5) of the second manifold level (17) projects structurally
with an extension (20) in the flow direction (7) to beyond the confulence point (12")
of the tube sections (5, 6) of the second manifold level (17) and near its downstream
end has another Y-shaped junction (11) for the side connection of another tube section
(6) of the second manifold level (17), such that the end of the tube section (5) comprising
the said other Y-shaped junction (11), with its downstream end constituting the extension
(20), forms the transition to the third manifold level (18),
the other tube section (6) of the second collection level (17) is pushed into the
aperture (22) with larger diameter of the other Y-shaped junction (11) of the first
tube section (5) of the second manifold level (17), and is welded therein by a circumferential
fillet weld (15) to prevent leakage.
◆ les tronçons de tuyau individuels (1, 2, 3, 4) du premier plan de collecte (16) sont réalisés à diamètre et forme de section droite constants jusque dans la zone de jonction menant au deuxième plan de collecte (17), zone dans laquelle leurs extrémités sont coupées approximativement suivant des plans de coupe et sous un angle déterminé,
◆ les tronçons de tuyau (5, 6) du deuxième plan de collecte (17) sont fabriqués en eux-mêmes sans joint selon le procédé de formage à haute pression interne ou procédé IHU ("Innenhochdruck-Umformverfahren") et s'étendent structurellement, par une saillie (19, 19') intégrée - dirigée en sens contraire à la direction d'écoulement (7) - jusque devant le point de jonction (12, 12') des deux tronçons de tuyau individuels coordonnés (1 et 4 respectivement 2 et 3) du premier plan de collecte (16) et présentent à cet endroit un point de jonction (9, 10) intégré, à peu près en Y, présentant des ouvertures (13, 13', 14, 14') pour le raccordement de chaque fois un tronçon de tuyau individuel (1, 2, 3, 4) du premier plan de collecte (16) respectivement à une extrémité et à la périphérie,
◆ les tronçons de tuyau individuels (1, 2, 3, 4) du premier plan de collecte (16) sont emboîtés chacun dans les ouvertures (13, 13', 14, 14') de plus grand diamètre et qui sont ouvertes du point de jonction (9, 10) en Y du tronçon de tuyau (5, 6) du deuxième plan de collecte (17), auquel ils sont soudés chacun de façon étanche par un joint en congé circonférentiel (15),
◆ l'un des tronçons de tuyau (5) du deuxième plan de collecte (17) s'étend structurellement, par une saillie (20) dirigée dans la direction d'écoulement (17), jusque derrière le point de jonction (12") des tronçons de tuyau (5, 6) du deuxième plan de collecte (17) et présente, près de son extrémité située en aval, un point de jonction supplémentaire (11) à peu près en Y pour le raccordement latéral d'un autre tronçon de tuyau (6) du deuxième plan de collecte (17), l'extrémité du tronçon de tuyau (5), comprenant le point de jonction supplémentaire (11) en Y, s'étendant dans le troisième plan de collecte (18), en s'y raccordant, par son extrémité côté aval dans la saillie (20),
◆ l'autre tronçon de tuyau (6) du deuxième plan de collecte (17) est emboîté dans l'ouverture (22), de plus grand diamètre, du point de jonction supplémentaire (11) en Y dudit tronçon de tuyau (5) du deuxième plan de collecte (17), tronçon de tuyau auquel il est soudé de façon étanche par un joint en congé circonférentiel (15).