Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Führung von Abgas aus einem Verbrennungsmotor gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine solche Anordnung zählt durch die DE 198 03 275 A1 zum Stand der Technik. Sie hat sich in der Praxis bewährt. Dennoch weist sie insofern Mängel auf, als dass die Anschlussstutzen der Leitungsstränge in den Bereichen mit einem Kopfflansch verschweißt werden, in welchen das Abgas die Innenwandungen berührt. Beim Schweißen auf den Innenwänden verbliebene Schweißspritzer könnten nämlich vom Abgas mitgerissen werden und in einen Turbolader oder Katalysator gelangen. Auch ist es denkbar, dass solche Schweißspritzer über eine Abgasrückführung in den Verbrennungsmotor gelangen können. Es ist dann nicht auszuschließen, dass Turbolader, Katalysator oder Verbrennungsmotor in einem erheblichen Umfang beschädigt werden können. Darüber hinaus kann es vorkommen, dass beim Anschweißen der Anschlussstutzen der Leitungsstränge an den Kopfflansch dieser sich verziehen kann. Folglich kann während des Betriebs des Verbrennungsmotors Abgas unerwünscht austreten.
Die WO 01/11209 A offenbart einen Abgaskrümmer zur Anbringung an einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine, der bevorzugt eine geringe Masse aufweist und kostengünstig herzustellen ist. Um eine Abdichtung zwischen dem Abgassammelgehäuse und dem Zylinderkopf zu erreichen, ist lediglich eine Dichtungseinrichtung zwischen dem Abgassammelgehäuse und dem Zylinderkopf notwendig, so dass auf aufwendige Schweißarbeiten verzichtet werden kann. Das Abgassammelgehäuse kann sich gegenüber dem Zylinderkopf ausdehnen und eine entsprechende Bewegung ausführen, so dass aufwendige Konstruktionen mit Gleitflanschen oder ähnlichem vermieden werden können. Die Verwendung dünner Bleche bei geringen Umformgraden führt zu geringen Material- und Herstellungskosten sowie dazu, dass dem Abgas eine geringe Wärmemenge entzogen wird.
Zwar führt der Verzicht auf Schweißarbeiten zu einer vereinfachten Herstellung der einzelnen Bauteile. Dies kann sich unter Umständen jedoch nachteilig in der Montage bemerkbar machen, wenn nämlich die einzelnen Bauteile vor dem Anschrauben auf den Zylinderkopf exakt positioniert werden müssen. Hier wäre es wünschenswert, wenn die einzelnen Komponenten eines Abgaskrümmers gewissermaßen vorkonfiguriert werden können, so dass bei der Montage die Wahrscheinlichkeit eines Montagefehlers verringert wird.
Der Erfindung liegt die Aufabe zugrunde, eine Anordnung zur Führung von Abgas aus einem Verbrennungsmotor zu schafffen, welche hinsichtlich der Funktion "Abgas leiten", "Dichten" und "Aufnahme von thermischen Belastungen" aufgegliedert ist und hinsichtlich der Montage optimiert ist.
Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Die Integration der Leitungsstränge in eine Haube führt zu einem luftspaltisolierten Gehäuse. Dadurch kann weniger Wärme in den Motorraum des Kraftfahrzeugs eindringen, so dass ein schnelles Ansprechen des Katalysators gewährleistet ist.
Ferner ist es von Bedeutung, dass die Anschlussstutzen der Leitungsstränge derart klemmend mit einem Grundblech des Gehäuses verspannt sind, dass thermisch bedingte Dehnungen einerseits über die Kupplungsstutzen sowie die die Kupplungsstutzen umfassenden Aufnahmen und andererseits über die Klemmverbindungen aufgenommen werden. Da die Klemmverbindungen als Schiebesitzbereiche gestaltet sind, können thermische Ausdehnungen problemlos ausgeglichen werden, so dass die Berücksichtigung wesentlich höherer Temperaturen möglich ist und eine deutlich längere Lebensdauer erreicht wird.
Von ganz besonderem Vorteil ist, dass die Anschlussstutzen nicht mehr verschweißt werden, so dass auch die durch Schweißspritzer bekannten Nachteile komplett in Fortfall gelangen. Die Betriebssicherheit wird merklich verbessert.
Zur klemmenden Verspannung der Haube am Grundblech besitzt die Haube in dem dem Grundblech benachbarten Randbereich einen umfangsseitigen Randsteg. Dieser Randsteg kann vertikal zur Erstreckungsebene des Grundblechs verlaufen. Randseitig des Grundblechs sind Zungen ausgebildet, welche aus der Ebene des Grundblechs herausgebogen und mit ihren Endabschnitten um den Randsteg der Haube gebogen werden.
Gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 2 sind die Anschlussstutzen mit Radialkragen versehen. Diese Radialkragen werden von mindestens einem Klemmblech übergriffen und mittels dieses Klemmblechs auf der Innenseite des Grundblechs des Gehäuses fixiert. Das Klemmblech ist so geformt, dass die Radialkragen zwischen dem Grundblech und dem Klemmblech Relativbewegungen aufgrund thermischer Belastungen durchführen können.
Obwohl es denkbar ist, dass mehrere Klemmbleche zur Fixierung der Anschlussstutzen am Grundblech vorgesehen werden, ist es aus Gründen der Fertigungsvereinfachung vorteilhaft, dass nur ein einziges Klemmblech angeordnet wird.
Jedes Klemmblech ist nach Patentanspruch 3 durch die Haube am Grundblech lagefixiert. Dazu besitzt die Haube benachbart dem Grundblech stufenartige Ausprägungen, zwischen denen und das Grundblech das Klemmblech begrenzt relativ verschiebbar eingesetzt ist.
Schließlich besteht noch eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Grundgedankens in den Merkmalen des Patentanspruchs 4. Danach umfasst die Haube mit einem stutzenartigen Endabschnitt das Ende eines Überleitstutzens des dem bogenförmigen Leitungsstutzen abgewandten T-förmigen Leitungsstrangs mit Abstand und ist hier mit einem Anschlussflansch versehen. Über diesen Anschlussflansch können dann weitere Bauteile direkt zugeordnet werden.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
In den Figuren 1 und 2 ist mit 1 eine Anordnung zur Führung von Abgas A aus einem nicht näher veranschaulichten Verbrennungsmotor V bezeichnet.
Die Anordnung 1 weist ein Gehäuse 2 aus Stahlblech auf, das sich aus einem Grundblech 3 sowie einer das Grundblech 3 überwölbenden Haube 4 zusammensetzt.
In der Haube 4 erstrecken sich ein bogenförmiger Leitungsstrang 5 und zwei T-förmige Leitungsstränge 6, 7. Alle Leitungsstränge 5-7 weisen benachbart zum Grundblech 3 Anschlussstutzen 8, 9, 10 mit Radialkragen 11, 12, 13 auf. Die Anschlussstutzen 8-10 verlaufen koaxial zu Ausnehmungen 22 im Grundblech 3.
An dem dem Anschlussstutzen 8 des bogenförmigen Leitungsstrangs 5 abgewandten Ende ist ein Kupplungsstutzen 14 vorgesehen, der relativ verschieblich in eine an diesen Kupplungsstutzen 14 angepasste Aufnahme 15 des dem bogenförmigen Leitungsstrang 5 benachbarten T-förmigen Leitungsstrangs 6 fasst. Dieser T-förmige Leitungsstrang 6 weist an dem seinem Anschlussstutzen 9 abgewandten Ende ebenfalls einen Kupplungsstutzen 16 auf, der relativ verschieblich in eine daran angepasste Aufnahme 17 am zweiten T-förmigen Leitungsstrang 7 fasst. Dieser zweite T-förmige Leitungsstrang 7 ist an dem seinem Anschlussstutzen 10 abgewandten Ende mit einem Überleitstutzen 18 versehen. Dieser durchsetzt einen stutzenartigen Endabschnitt 19 der Haube 4. Umfangsseitig dieses stutzenartigen Endabschnitts 19 ist ein in der Dicke deutlich größer als die Blechdicke der Haube 4 bemessener Anschlussflansch 20 angeschweißt.
Zur schweißlosen Lagefixierung der Anschlussstutzen 8-10 der Leitungsstränge 5-7 am Grundblech 3 dient ein stählernes Klemmblech 21, das im Bereich der Anschlussstutzen 8-10 mit daran angepassten Aussparungen 23 versehen ist. Randseitig der Aussparungen 23 ist das Klemmblech 21 derart S-förmig umgebördelt, dass es mit diesen Bördelungen 24 die Radialkragen 11-13 der Anschlussstutzen 8-10 an den Leitungssträngen 5-7 übergreift und unter Ausbildung von Schiebesitzen 25 die Radialkragen 11-13 am Grundblech lageorientiert.
Um das Klemmblech 21 schweißlos am Grundblech 3 festzulegen, ist die Wand der Haube 4 benachbart zum Grundblech 3 stufenartig verformt. Mit dieser Stufe 26 übergreift die Haube 4 die am Grundblech 3 anliegenden Bereiche des Klemmblechs 21 und fixiert diese am Grundblech 3.
Die klemmende Verspannung der Haube 4 mit dem Grundblech 3 und damit auch die klemmende Verspannung zwischen dem Klemmblech 21 und den Radialkragen 11-13 wird durch mehrere Zungen 27 bewirkt, die randseitig des Grundblechs 3 vorgesehen sind (Figur 2). Diese Zungen 27 umgreifen einen Randsteg 28 der Haube 4, der um 90° zur Erstreckungsebene des Grundblechs 3 abgewinkelt ist. Die freien Enden 29 der Zungen 27 werden gemäß den Pfeilen über die freie Längskante 30 des Randstegs 28 gebogen und auf diese Weise Haube 4 und Grundblech 3 miteinander klemmend verspannt.