DE102010039751A1

DE102010039751A1 - Exhaust pipe for an internal combustion engine

Info

Publication number: DE102010039751A1
Application number: DE102010039751A
Authority: DE
Inventors: Maximilian Bierl; Hans-Peter Graf
Original assignee: MAN Diesel and Turbo SE
Current assignee: MAN Energy Solutions SE
Priority date: 2010-08-25
Filing date: 2010-08-25
Publication date: 2012-03-01
Also published as: JP5524150B2; FI20115818L; FI20115818A0; FI20115818A7; CN102434259A; AT510350A2; KR20120019394A; JP2012047176A

Abstract

Abgasleitung (1, 1a, 1b, 1c, 1d) für eine Brennkraftmaschine, mit einer Rohrleitungsanordnung (10) und wenigstens einem innerhalb einer Längserstreckung der Rohrleitungsanordnung angeordneten Verformungskompensator (20) zum Aufnehmen von Verformungen der Rohrleitungsanordnung wobei die Rohrleitungsanordnung wenigstens einen seitlich an einer Wandung (11) dieser angeordneten Zylinderanschluss (40; 40a) für das Abgas eines Zylinders der Brennkraftmaschine aufweist. Mit der Erfindung wird eine Abgasleitung bereitgestellt, welche eine im Vergleich zum Stand der Technik geringere Komplexität aufweist. Dies wird u. a. dadurch erreicht, dass die Rohrleitungsanordnung und der wenigstens eine Verformungskompensator einstückig miteinander ausgebildet sind.Exhaust pipe (1, 1a, 1b, 1c, 1d) for an internal combustion engine, with a pipe arrangement (10) and at least one deformation compensator (20) arranged within a longitudinal extension of the pipe arrangement for absorbing deformations of the pipe arrangement, the pipe arrangement at least one on the side of a wall (11) this arranged cylinder connection (40; 40a) for the exhaust gas of a cylinder of the internal combustion engine. The invention provides an exhaust pipe which is less complex than the prior art. This will u. a. achieved in that the pipeline arrangement and the at least one deformation compensator are integrally formed with one another.

Description

Die Erfindung betrifft eine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgebildete Abgasleitung für eine Brennkraftmaschine.The invention relates to a trained according to the preamble of claim 1 exhaust pipe for an internal combustion engine.

Eine Abgasleitung der eingangsgenannten Art ist z. B. aus US 2 014 355 A bekannt. Bei dieser Abgasleitung weist die Rohrleitungsanordnung einen als separates Bauteil ausgebildeten Verformungskompensator auf, der über Gewindeflansche derart in die Rohrleitungsanordnung eingebracht ist, dass er zwei angrenzende separate Rohrsegmente der Rohrleitungsanordnung lösbar miteinander verbindet.An exhaust pipe of the type mentioned is z. B. off US 2 014 355 A known. In this exhaust pipe, the pipe assembly has a formed as a separate component deformation compensator, which is introduced via threaded flanges such in the piping arrangement that it connects two adjacent separate pipe segments of the pipe assembly releasably together.

Bei einer solchen Abgasleitung müssen für jede Einbindung eines Verformungskompensators entsprechende Verbindungsmittel, wie z. B. Flansche oder Spannschellenanschlüsse, vorgesehen sein, was die Komplexität der Abgasleitung erhöht.In such an exhaust pipe corresponding connection means must be for each integration of a deformation compensator, such. As flanges or clamp couplings, be provided, which increases the complexity of the exhaust pipe.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abgasleitung, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitzustellen, welche eine im Vergleich zum Stand der Technik geringere Komplexität aufweist.The invention has for its object to provide an exhaust pipe, according to the preamble of claim 1, which has a lower complexity compared to the prior art.

Dies wird mit einer Abgasleitung gemäß Anspruch 1 erreicht. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.This is achieved with an exhaust pipe according to claim 1. Further developments of the invention are defined in the dependent claims.

Gemäß der Erfindung weist eine Abgasleitung für eine Brennkraftmaschine eine Rohrleitungsanordnung und wenigstens einen innerhalb einer Längserstreckung der Rohrleitungsanordnung angeordneten Verformungskompensator zum Aufnehmen von insbesondere temperaturbedingten Verformungen der Rohrleitungsanordnung auf. Die erfindungsgemäße Abgasleitung zeichnet sich dadurch aus, dass die Rohrleitungsanordnung wenigstens einen seitlich an einer Wandung dieser angeordneten (bzw. radialen) Zylinderanschluss für das Abgas eines Zylinders der Brennkraftmaschine hat und dass die Rohrleitungsanordnung und der wenigstens eine Verformungskompensator einstückig miteinander ausgebildet sind, d. h. als ein einziges Bauteil aus einer einzigen gemeinsamen Materialstruktur hergestellt sind.According to the invention, an exhaust pipe for an internal combustion engine has a pipeline arrangement and at least one deformation compensator arranged within a longitudinal extension of the pipeline arrangement for accommodating in particular temperature-induced deformations of the pipeline arrangement. The exhaust pipe according to the invention is characterized in that the pipe assembly has at least one side of a wall arranged (or radial) cylinder connection for the exhaust gas of a cylinder of the internal combustion engine and that the pipe assembly and the at least one deformation compensator are integrally formed with each other, d. H. are made as a single component from a single common material structure.

Durch die einstückige Gestaltung der Rohrleitungsanordnung mit jedem vorgesehenen Verformungskompensator brauchen erfindungsgemäß keine Verbindungsmittel vorgesehen sein, was durch weniger Bauteile die Komplexität der Rohrleitungsanordnung und damit deren Gewicht und Kosten erheblich reduziert.Due to the one-piece design of the piping arrangement with each provided deformation compensator, according to the invention no connection means need to be provided, which considerably reduces the complexity of the piping arrangement and thus its weight and costs through fewer components.

Durch die Gewichtsreduzierung werden eine schwingende Masse der Abgasleitung sowie deren Wärmekapazität reduziert. Durch die geringere schwingende Masse werden Schwingungseinflüsse auf Zylinderköpfe der Brennkraftmaschine und eine Lateralanregung jedes Verformungskompensators reduziert. Mit der geringeren Wärmekapazität ermöglicht die erfindungsgemäße Abgasleitung eine kürzere Warmlaufphase für die Brennkraftmaschine und eine geringere Ansprechdauer eines ggf. nachgeschalteten Katalysators.The weight reduction reduces the oscillating mass of the exhaust pipe and its heat capacity. Due to the lower oscillating mass, vibration influences on cylinder heads of the internal combustion engine and a lateral excitation of each deformation compensator are reduced. With the lower heat capacity allows the exhaust pipe according to the invention a shorter warm-up phase for the internal combustion engine and a lower response time of a possibly downstream catalyst.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind entlang der Längserstreckung der Rohrleitungsanordnung eine Mehrzahl erfindungsgemäßer Zylinderanschlüsse vorgesehen, so dass die Rohrleitungsanordnung als Sammelleitung für das Abgas mehrerer Zylinder der Brennkraftmaschine ausgebildet ist.According to one embodiment of the invention, a plurality of cylinder connections according to the invention are provided along the longitudinal extent of the pipeline arrangement, so that the pipeline arrangement is designed as a manifold for the exhaust gas of several cylinders of the internal combustion engine.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind entlang der Längserstreckung der Rohrleitungsanordnung eine Mehrzahl erfindungsgemäßer Verformungskompensatoren mit axialem Abstand voneinander angeordnet.According to a further embodiment of the invention, a plurality of deformation compensators according to the invention are arranged at an axial distance from one another along the longitudinal extent of the pipeline arrangement.

Gemäß noch einer Ausführungsform der Erfindung ist jeder Verformungskompensator in Form einer Kompensationsstruktur per Umformung in die Wandung der Rohrleitungsanordnung eingeformt, wobei an den Verformungskompensator wenigstens ein kompensationsstrukturfreier Abschnitt der Rohrleitungsanordnung angrenzt. Bevorzugt ist die Kompensationsstruktur in Form einer Wellenstruktur bzw. Faltenbalgstruktur ausgebildet.According to yet another embodiment of the invention, each deformation compensator in the form of a compensation structure is shaped by deformation into the wall of the pipeline arrangement, wherein at least one compensation structure-free section of the pipeline arrangement adjoins the deformation compensator. The compensation structure is preferably designed in the form of a wave structure or bellows structure.

Bevorzugt kann die Rohrleitungsanordnung z. B. durch Rundwalzen und nachträgliches Verschweißen von Blech hergestellt werden, wobei die Kompensationsstruktur beim Rundwalzen ausgebildet wird, d. h. in einen Walzenabschnitt integriert ist.Preferably, the piping arrangement z. B. by circular rolling and subsequent welding of sheet metal, wherein the compensation structure is formed during the circular rolling, d. H. is integrated in a roll section.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind entlang der Längserstreckung der Rohrleitungsanordnung eine Mehrzahl erfindungsgemäßer kompensationsstrukturfreier Abschnitte mit axialem Abstand voneinander angeordnet. Bevorzugt wechseln sich entlang der Längserstreckung der Rohrleitungsanordnung Verformungskompensatoren und kompensationsstrukturfreie Abschnitte miteinander ab.According to a further embodiment of the invention, a plurality of compensation-structure-free sections according to the invention are arranged at an axial distance from one another along the longitudinal extent of the pipeline arrangement. Preferably, deformation compensators and compensation structure-free sections alternate with one another along the longitudinal extent of the pipeline arrangement.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind demnach eine Mehrzahl von sich mit kompensationsstrukturfreien Abschnitten abwechselnden Verformungskompensatoren einstückig bzw. als integrale Einheit in der Rohrleitungsanordnung vorgesehen.According to one embodiment of the invention, therefore, a plurality of deformation compensators alternating with compensation structure-free sections are provided integrally or as an integral unit in the pipeline arrangement.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist jeder Zylinderanschluss eine in der Wandung der Rohrleitungsanordnung ausgebildete Aufnahmeöffnung auf, in die ein Abgasrohr des Zylinders der Brennkraftmaschine einschiebbar ist.According to a further embodiment of the invention, each cylinder connection has a receiving opening formed in the wall of the pipe arrangement into which an exhaust pipe of the cylinder of the internal combustion engine can be inserted.

Auf diese Weise ist für die Einströmgeometrie an einem einzuschiebenden Ende des Abgasrohres eine größere konstruktive Freiheit gegeben, wobei gleichzeitig geringe Toleranzen realisierbar sind. In this way, a greater design freedom is given for the Einströmgeometrie at a push-in end of the exhaust pipe, at the same time small tolerances can be realized.

Gemäß noch einer Ausführungsform der Erfindung ist das Abgasrohr um ein vorbestimmtes Längenmaß dessen in die Aufnahmeöffnung eingeschoben, so dass es in einem vorbestimmten Winkel, bevorzugt einem Winkel von größer 0 Grad und kleiner 90 Grad zu einer Längsachse der Rohrleitungsanordnung, radial von der Rohrleitungsanordnung abzweigt, wobei das Abgasrohr außenumfänglich mit der Rohrleitungsanordnung verschweißt ist.According to yet another embodiment of the invention, the exhaust pipe is inserted by a predetermined length of its into the receiving opening, so that it branches off at a predetermined angle, preferably an angle of greater than 0 degrees and less than 90 degrees to a longitudinal axis of the pipe assembly, radially from the pipe assembly, wherein the exhaust pipe is externally circumferentially welded to the pipe assembly.

Bevorzugt ist jeder Zylinderanschluss so ausgebildet, dass in einem Eingeschoben-Zustand des Abgasrohrs des Zylinders eine Einströmrichtung des Abgasrohrs in einem Winkel von größer 0 Grad und kleiner 90 Grad zu einer Hauptströmungsrichtung der Rohrleitungsanordnung verläuft.Preferably, each cylinder port is formed so that in an inserted state of the exhaust pipe of the cylinder, an inflow direction of the exhaust pipe is at an angle of greater than 0 degrees and less than 90 degrees to a main flow direction of the piping arrangement.

Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist jeder Zylinderanschluss als radialer rohrförmiger Vorsprung der Rohrleitungsanordnung per Umformung aus deren Wandung herausgeformt, wobei die Aufnahmeöffnung von dem rohrförmigen Vorsprung gebildet ist.According to yet another embodiment of the invention, each cylinder port is shaped as a radial tubular projection of the pipe assembly by forming from the wall thereof, wherein the receiving opening is formed by the tubular projection.

Durch das Herausformen des Zylinderanschlusses kann auf einfache Weise die gewünschte Einströmrichtung des Abgasrohrs gleich mit vorgegeben werden, so dass komplizierte Gussgestaltungen entfallen können.Due to the shaping out of the cylinder connection, the desired inflow direction of the exhaust pipe can be given the same way in a simple manner so that complicated casting designs can be dispensed with.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der wenigstens eine Zylinderanschluss als in die Wandung der Rohrleitungsanordnung eingefügter Rohr-Sattelstutzen ausgebildet, wobei die Aufnahmeöffnung von dem Rohr-Sattelstutzen gebildet ist.According to one embodiment of the invention, the at least one cylinder connection is formed as inserted into the wall of the pipe assembly pipe saddle, wherein the receiving opening is formed by the pipe saddle.

Ein solcher Rohr-Sattelstutzen kann auf einfache Weise nachträglich auf die Rohranordnung aufgesattelt werden und kann z. B. als Normteil bezogen die gewünschte Einströmrichtung des Abgasrohrs gleich mit vorgegeben, sodass komplizierte Gussgestaltungen entfallen können.Such a pipe saddle can be easily retrofitted saddled onto the pipe assembly and z. B. as a standard part, the desired inflow direction of the exhaust pipe equal specified, so that complicated castings can be omitted.

Gemäß noch einer Ausführungsform der Erfindung ist in einen Innenumfang jedes Verformungskompensators der Rohrleitungsanordnung axial jeweils ein Leitrohr eingeschoben, welches die Kompensationsstruktur des Verformungskompensators axial überbrückt. Auf diese Weise können durch die Kompensationsstruktur ggf. hervorrufbare Verwirbelungen des Abgases vermieden werden.According to yet another embodiment of the invention, in each case a guide tube is axially inserted into an inner circumference of each deformation compensator of the pipeline arrangement, which axially bridges the compensation structure of the deformation compensator. In this way, if necessary, viable turbulences of the exhaust gas can be avoided by the compensation structure.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist jeder kompensationsstrukturfreie Abschnitt einen vorbestimmten Innendurchmesser auf, wobei dessen jeweiliges Leitrohr einen Außendurchmesser aufweist, der so dimensioniert ist, dass das Leitrohr spielfrei radial an dem Innendurchmesser des kompensationsstrukturfreien Abschnitts abgestützt ist.According to a further embodiment of the invention, each compensating structure-free section has a predetermined inner diameter, wherein the respective guide tube has an outer diameter which is dimensioned such that the guide tube is supported free of radial play on the inner diameter of the compensation structure-free section.

Somit kann jedes Leitrohr einfach und sicher radial in der Rohrleitungsanordnung gehalten werden und braucht nur noch punktuell gegen Verlagerung fixiert werden.Thus, each guide tube can be easily and safely held radially in the pipe assembly and need only be selectively fixed against displacement.

Gemäß nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist jeder Zylinderanschluss in einem kompensationsstrukturfreien Abschnitt der Rohrleitungsanordnung ausgebildet.According to a further embodiment of the invention, each cylinder port is formed in a compensation structure-free section of the piping arrangement.

Gemäß noch einer Ausführungsform der Erfindung ist die Rohrleitungsanordnung doppelwandig ausgebildet. Auf diese Weise können eine übermäßige Erwärmung der Abgasleitung und bei nachgeschaltetem Turbolader ein zu hoher Energieverlust des Abgases verhindert werden.According to yet another embodiment of the invention, the piping arrangement is double-walled. In this way, excessive heating of the exhaust pipe and downstream turbocharger excessive energy loss of the exhaust gas can be prevented.

Die Erfindung erstreckt sich ausdrücklich auch auf solche Ausführungsformen, welche nicht durch Merkmalskombinationen aus expliziten Rückbezügen der Ansprüche gegeben sind, womit die offenbarten Merkmale der Erfindung – soweit dies technisch sinnvoll ist – beliebig miteinander kombiniert sein können.The invention expressly extends to such embodiments, which are not given by combinations of features of explicit back references of the claims, whereby the disclosed features of the invention - as far as is technically feasible - can be combined with each other.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen und unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren detaillierter beschrieben.In the following the invention will be described in more detail by means of preferred embodiments and with reference to the attached figures.

1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer einseitig mit Zylinderanschlüssen für das Abgas von Zylindern einer Brennkraftmaschine versehenen Abgasleitung. 1 shows a schematic side view of an unilaterally provided with cylinder connections for the exhaust of cylinders of an internal combustion engine exhaust pipe.

2 zeigt eine schematische Seitenansicht einer zweiseitig mit Zylinderanschlüssen für das Abgas von Zylindern einer Brennkraftmaschine versehenen Abgasleitung. 2 shows a schematic side view of a two-sided provided with cylinder connections for the exhaust of cylinders of an internal combustion engine exhaust pipe.

3 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Abgasleitung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 3 shows a schematic side view of an exhaust pipe according to an embodiment of the invention.

4 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Abgasleitung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. 4 shows a schematic side view of an exhaust pipe according to another embodiment of the invention.

5 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Abgasleitung gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. 5 shows a schematic side view of an exhaust pipe according to yet another embodiment of the invention.

6 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Abgasleitung gemäß noch einer Ausführungsform der Erfindung. 6 shows a schematic side view of an exhaust pipe according to yet another embodiment of the invention.

7 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Abgasleitung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. 7 shows a schematic side view of an exhaust pipe according to another embodiment of the invention.

1 und 2 zeigen zwei Beispiele von bisher durch die Anmelderin hergestellten Abgasleitungen 100, 100a für eine Brennkraftmaschine (nicht gezeigt). 1 and 2 show two examples of previously produced by the applicant exhaust pipes 100 . 100a for an internal combustion engine (not shown).

Wie 1 zeigt, weist die Abgasleitung 100 eine Rohrleitungsanordnung 101 auf, die eine Mehrzahl von separaten Rohrsegmenten 102 aus z. B. Gusseisen aufweist. Innerhalb einer Längserstreckung der Rohrleitungsanordnung 101 ist jeweils zwischen zwei benachbarten Rohrsegmenten 102 ein Verformungskompensator 105 (in 1 nur einer gezeigt) zum Aufnehmen von Verformungen der Rohrleitungsanordnung 101 angeordnet. Zur Verbindung der einzelnen Rohrsegmente 102 und Verformungskompensatoren 105 sind an jeweiligen Längsenden dieser Bauteile jeweils Spannschellenanschlüsse 103 vorgesehen, die mit Spannschellen 104 zusammengehalten werden.As 1 shows, points the exhaust pipe 100 a piping arrangement 101 on which a plurality of separate pipe segments 102 from z. B. has cast iron. Within a longitudinal extension of the piping arrangement 101 is in each case between two adjacent pipe segments 102 a deformation compensator 105 (in 1 only one shown) for receiving deformations of the piping arrangement 101 arranged. For connecting the individual pipe segments 102 and strain compensators 105 are at respective longitudinal ends of these components each clamp clamps 103 provided with clamps 104 held together.

Jedes Rohrsegment 102 weist seitlich an einer Wandung dessen einen z. B. angegossenen Zylinderanschluss 106 für das Abgas eines Zylinders (nicht gezeigt) der Brennkraftmaschine auf.Every pipe segment 102 has side of a wall whose z. B. cast cylinder connection 106 for the exhaust gas of a cylinder (not shown) of the internal combustion engine.

In gleicher Weise weist die Abgasleitung 100a von 2 eine Rohrleitungsanordnung 101a auf, die eine Mehrzahl von separaten Rohrsegmenten 102a aus z. B. Gusseisen aufweist. Innerhalb einer Längserstreckung der Rohrleitungsanordnung 101a ist jeweils zwischen zwei benachbarten Rohrsegmenten 102a ein Verformungskompensator 105a zum Aufnehmen von Verformungen der Rohrleitungsanordnung 101a angeordnet. Zur Verbindung der einzelnen Rohrsegmente 102a und Verformungskompensatoren 105a sind an jeweiligen Längsenden dieser Bauteile jeweils Spannschellenanschlüsse 103a vorgesehen, die mit Spannschellen 104a zusammengehalten werden.In the same way, the exhaust pipe 100a from 2 a piping arrangement 101 on which a plurality of separate pipe segments 102 from z. B. has cast iron. Within a longitudinal extension of the piping arrangement 101 is in each case between two adjacent pipe segments 102 a deformation compensator 105a for receiving deformations of the piping arrangement 101 arranged. For connecting the individual pipe segments 102 and strain compensators 105a are at respective longitudinal ends of these components each clamp clamps 103a provided with clamps 104a held together.

Jedes Rohrsegment 102 weist beidseitig an einer Wandung dessen mehrere z. B. angegossene Zylinderanschlüsse 106a für das Abgas von Zylindern (nicht gezeigt) der Brennkraftmaschine auf.Every pipe segment 102 has on both sides of a wall whose several z. B. molded cylinder connections 106a for the exhaust gas of cylinders (not shown) of the internal combustion engine.

Durch die Erfindung können u. a. die Spannschellenanschlüsse 103, 103a und die Spannschellen 104, 104a sowie entsprechende Schweißnähte entfallen.Among other things, the tension clamp connections can be achieved by the invention 103 . 103a and the clamps 104 . 104a and corresponding welds are eliminated.

Nun werden unter Bezugnahme auf die 3 bis 7 Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.Now, referring to the 3 to 7 Embodiments of the invention described.

3 zeigt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Abgasleitung 1 für eine Brennkraftmaschine (nicht gezeigt) 3 shows a first embodiment of an exhaust pipe according to the invention 1 for an internal combustion engine (not shown)

Die Abgasleitung 1 weist eine Rohrleitungsanordnung 10 und innerhalb einer Längserstreckung der Rohrleitungsanordnung 10 eine Mehrzahl von Verformungskompensator 20 zum Aufnehmen von Verformungen der Rohrleitungsanordnung 10 auf.The exhaust pipe 1 has a piping arrangement 10 and within a longitudinal extent of the piping arrangement 10 a plurality of deformation compensator 20 for receiving deformations of the piping arrangement 10 on.

Verformungskompensatoren dienen u. a. zum Kompensieren von temperaturbedingten axialen Längenveränderungen, radialen Fehlausrichtungen und ggf. zum Dämpfen von Schwingungen. Beispiele für Verformungskompensatoren sind z. B. in DE 10 2004 021 799 B3 beschrieben.Deformation compensators are used, inter alia, to compensate for temperature-induced axial length changes, radial misalignments and possibly for damping vibrations. Examples of deformation compensators are z. In DE 10 2004 021 799 B3 described.

Die Rohrleitungsanordnung 10 und die Verformungskompensatoren 20 sind einstückig miteinander ausgebildet, d. h. aus einem durchgehenden Rohr geformt.The piping arrangement 10 and the strain compensators 20 are integrally formed with each other, that is formed from a continuous tube.

Jeder Verformungskompensator 20 ist z. B. per Walzumformen als wellenförmige bzw. faltenbalgförmige Kompensationsstruktur in eine Wandung 11 der Rohrleitungsanordnung 10 eingeformt, wobei an jeden Verformungskompensator 20 wenigstens ein kompensationsstrukturfreier Abschnitt 30 der Rohrleitungsanordnung 10 angrenzt.Every deformation compensator 20 is z. B. by roll forming as a wave-shaped or bellows-shaped compensation structure in a wall 11 the piping arrangement 10 molded, with each deformation compensator 20 at least one compensation structure-free section 30 the piping arrangement 10 borders.

Wie aus 3 ersichtlich, sind demnach entlang der Längserstreckung der Rohrleitungsanordnung 10 eine Mehrzahl erfindungsgemäßer Verformungskompensatoren 20 und eine Mehrzahl erfindungsgemäßer kompensationsstrukturfreier Abschnitte 30 mit axialem Abstand voneinander angeordnet, wobei sich Verformungskompensatoren 20 und kompensationsstrukturfreie Abschnitte 30 miteinander abwechseln.How out 3 can therefore be seen along the longitudinal extent of the piping arrangement 10 a plurality of deformation compensators according to the invention 20 and a plurality of compensation structure-free sections according to the invention 30 spaced apart axially, with deformation compensators 20 and compensation structure-free sections 30 alternate with each other.

Demnach sind in der Rohrleitungsanordnung 10 eine Mehrzahl von sich mit kompensationsstrukturfreien Abschnitten 30 abwechselnden Verformungskompensatoren 20 einstückig bzw. als integrale Einheit vorgesehen.Accordingly, in the piping arrangement 10 a plurality of sections having compensation structure-free sections 30 alternating deformation compensators 20 provided in one piece or as an integral unit.

Wie ferner aus 3 ersichtlich, weist jeder kompensationsstrukturfreie Abschnitt 30 seitlich an einer einzigen Längsseite der Wandung 11 der Rohrleitungsanordnung 10 einen Zylinderanschluss 40 für das Abgas eines Zylinders (nicht gezeigt) der Brennkraftmaschine auf.As further out 3 can be seen, each has a compensation structure-free section 30 laterally on a single longitudinal side of the wall 11 the piping arrangement 10 a cylinder connection 40 for the exhaust gas of a cylinder (not shown) of the internal combustion engine.

Damit sind entlang der Längserstreckung der Rohrleitungsanordnung 10 eine Mehrzahl von Zylinderanschlüssen 40, 40 vorgesehen, so dass die Rohrleitungsanordnung 10 als Sammelleitung für das Abgas mehrerer Zylinder der Brennkraftmaschine ausgebildet ist.Thus, along the longitudinal extent of the piping arrangement 10 a plurality of cylinder ports 40 . 40 provided so that the Piping arrangement 10 is designed as a manifold for the exhaust gas of several cylinders of the internal combustion engine.

Jeder Zylinderanschluss 40 weist eine in der Wandung 11 der Rohrleitungsanordnung 10 ausgebildete Aufnahmeöffnung 41 auf, in die ein Abgasrohr 50 eines jeweiligen Zylinders der Brennkraftmaschine einschiebbar bzw. um ein vorbestimmtes Längenmaß dessen eingeschoben und außenumfänglich mit der Rohrleitungsanordnung 10 verschweißt ist.Each cylinder connection 40 has one in the wall 11 the piping arrangement 10 trained receiving opening 41 on, in which an exhaust pipe 50 a respective cylinder of the internal combustion engine inserted or inserted by a predetermined length of measure and externally circumferentially with the pipe assembly 10 is welded.

Wie aus 3 ersichtlich, ist jedes Abgasrohr 50 so einschiebbar bzw. eingeschoben, dass es in einem vorbestimmten Winkel, hier z. B. einem Winkel von etwa 55 Grad zu einer Längsachse L der Rohrleitungsanordnung 10, radial von der Rohrleitungsanordnung 10 abzweigt. Damit ist jeder Zylinderanschluss 40 so ausgebildet, dass in einem Eingeschoben-Zustand des Abgasrohrs 50 eine Einströmrichtung ER des Abgasrohrs 50 in einem Winkel von etwa 55 Grad zu einer Hauptströmungsrichtung HR der Rohrleitungsanordnung 10 verläuft.How out 3 As can be seen, each exhaust pipe is 50 pushed or pushed so that it at a predetermined angle, here z. B. an angle of about 55 degrees to a longitudinal axis L of the pipe assembly 10 , radially from the piping arrangement 10 branches. This is every cylinder connection 40 designed so that in a pushed-in state of the exhaust pipe 50 an inflow direction ER of the exhaust pipe 50 at an angle of about 55 degrees to a main flow direction HR of the piping arrangement 10 runs.

Gemäß der in 3 gezeigten ersten Ausführungsform der Erfindung ist jeder Zylinderanschluss 40 als radialer rohrförmiger Vorsprung bzw. Dom der Rohrleitungsanordnung 10 bevorzugt hydraulisch aus deren Wandung 11 herausgeformt, wobei die Aufnahmeöffnung 41 von dem rohrförmigen Vorsprung gebildet ist.According to the in 3 shown first embodiment of the invention is each cylinder port 40 as a radial tubular projection or dome of the piping arrangement 10 preferably hydraulically from the wall 11 shaped out, with the receiving opening 41 is formed by the tubular projection.

In einen Innenumfang jedes Verformungskompensators 20 der Rohrleitungsanordnung 10 ist axial ein Leitrohr 60 eingeschoben, welches die Kompensationsstruktur des jeweiligen Verformungskompensators 20 axial bzw. entlang der Längserstreckung überbrückt.In an inner circumference of each deformation compensator 20 the piping arrangement 10 is axially a guide tube 60 inserted, which is the compensation structure of the respective deformation compensator 20 bridged axially or along the longitudinal extent.

Die kompensationsstrukturfreien Abschnitte 30 weisen einen vorbestimmten Innendurchmesser 31 auf, wobei die Leitrohre 60 an einem aufgeweiteten Ende dieser jeweils einen Außendurchmesser 61 aufweisen, der so dimensioniert ist, dass jedes Leitrohr 60 spielfrei radial an dem Innendurchmesser 31 des jeweiligen kompensationsstrukturfreien Abschnitts 30 abgestützt ist. Zur Lagefixierung sind die Leitrohre 60 zusätzlich z. B. mittels einer oder mehrerer Schrauben (nicht gezeigt) an der Rohrleitungsanordnung 10 befestigt.The compensation structure-free sections 30 have a predetermined inner diameter 31 on, with the guide tubes 60 at an expanded end of this one outer diameter 61 have, which is dimensioned so that each guide tube 60 clearance radially on the inner diameter 31 of the respective compensation structure-free section 30 is supported. To fix the position are the guide tubes 60 additionally z. B. by means of one or more screws (not shown) on the pipe assembly 10 attached.

4 zeigt eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Abgasleitung 1a für eine Brennkraftmaschine (nicht gezeigt). Die Abgasleitung 1a gemäß 4 ist bis auf einige wenige Unterschiede. identisch mit der Abgasleitung 1 gemäß 3. Aus diesem Grund werden im Folgenden nur die Unterschiede beschrieben, wobei in 4 für zu 3 gleiche Komponenten gleiche Bezugszeichen verwendet sind. 4 shows a second embodiment of an exhaust pipe according to the invention 1a for an internal combustion engine (not shown). The exhaust pipe 1a according to 4 is apart from a few differences. identical to the exhaust pipe 1 according to 3 , For this reason, only the differences are described below, in which 4 for too 3 same components are used the same reference numerals.

Im Unterschied zu 3 ist gemäß 4 jeder Zylinderanschluss 40a als in die Wandung 11 der Rohrleitungsanordnung 10 eingefügter Rohr-Sattelstutzen ausgebildet, wobei die Aufnahmeöffnung 41a von dem Rohr-Sattelstutzen gebildet ist.In contrast to 3 is according to 4 every cylinder connection 40a as in the wall 11 the piping arrangement 10 inserted pipe saddle formed with the receiving opening 41a is formed by the pipe saddle.

5 zeigt eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Abgasleitung 1b für eine Brennkraftmaschine (nicht gezeigt). Die Abgasleitung 1b gemäß 5 ist bis auf einige wenige Unterschiede identisch mit der Abgasleitung 1 gemäß 3 oder mit der Abgasleitung 1a gemäß 4. Aus diesem Grund werden im Folgenden nur die Unterschiede beschrieben, wobei in 5 für zu 3 bzw. 4 gleiche Komponenten gleiche Bezugszeichen verwendet sind. 5 shows a third embodiment of an exhaust pipe according to the invention 1b for an internal combustion engine (not shown). The exhaust pipe 1b according to 5 is identical to the exhaust pipe except for a few differences 1 according to 3 or with the exhaust pipe 1a according to 4 , For this reason, only the differences are described below, in which 5 for too 3 respectively. 4 same components are used the same reference numerals.

Im Unterschied zu 3 und 4 weist gemäß 5 jeder kompensationsstrukturfreie Abschnitt 30 seitlich an zwei einander diametral gegenüberliegenden Längsseiten der Wandung 11 der Rohrleitungsanordnung 10 jeweils einen Zylinderanschluss 40 (d. h. zwei gegenüberliegende und axial zueinander versetzte Zylinderanschlüsse 40) für das Abgas eines Zylinders (nicht gezeigt) der Brennkraftmaschine auf. Eine solche Anordnung von Zylinderanschlüssen 40 ist beispielsweise für als V-Motor ausgebildete Brennkraftmaschinen geeignet.In contrast to 3 and 4 according to 5 every compensation-structure-free section 30 laterally at two diametrically opposite longitudinal sides of the wall 11 the piping arrangement 10 one cylinder connection each 40 (ie, two opposed and axially offset cylinder ports 40 ) for the exhaust gas of a cylinder (not shown) of the internal combustion engine. Such an arrangement of cylinder connections 40 is suitable, for example, for engine designed as a V-engine.

6 zeigt eine vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Abgasleitung 1c für eine Brennkraftmaschine (nicht gezeigt). Die Abgasleitung 1c gemäß 6 ist bis auf einige wenige Unterschiede identisch mit der Abgasleitung 1 gemäß 3 oder mit der Abgasleitung 1a gemäß 4. Aus diesem Grund werden im Folgenden nur die Unterschiede beschrieben, wobei in 6 für zu 3 bzw. 4 gleiche Komponenten gleiche Bezugszeichen verwendet sind. 6 shows a fourth embodiment of an exhaust pipe according to the invention 1c for an internal combustion engine (not shown). The exhaust pipe 1c according to 6 is identical to the exhaust pipe except for a few differences 1 according to 3 or with the exhaust pipe 1a according to 4 , For this reason, only the differences are described below, in which 6 for too 3 respectively. 4 same components are used the same reference numerals.

Im Unterschied zu 3 und 4 weisen gemäß 6 die Zylinderanschlüsse 40 der kompensationsstrukturfreien Abschnitte 30 in zwei entgegengesetzte Richtungen. Mit anderen Worten ist der jeweilige Zylinderanschluss 40 von aufeinanderfolgenden kompensationsstrukturfreien Abschnitten 30 abwechselnd seitlich an zwei einander diametral gegenüberliegenden Längsseiten der Wandung 11 der Rohrleitungsanordnung 10 angeordnet. Auch eine solche Anordnung von Zylinderanschlüssen 40 ist beispielsweise für als V-Motor ausgebildete Brennkraftmaschinen geeignet.In contrast to 3 and 4 according to 6 the cylinder connections 40 the compensation structure-free sections 30 in two opposite directions. In other words, the respective cylinder port 40 of successive compensation structure-free sections 30 alternately laterally at two diametrically opposite longitudinal sides of the wall 11 the piping arrangement 10 arranged. Also, such an arrangement of cylinder connections 40 is suitable, for example, for engine designed as a V-engine.

7 zeigt eine fünfte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Abgasleitung 1d für eine Brennkraftmaschine (nicht gezeigt). Die Abgasleitung 1d gemäß 7 zeigt mögliche Abwandlungen der ersten bis vierten Ausführungsform (3–6) der Erfindung. Im Folgenden werden daher nur die Unterschiede beschrieben, wobei in 7 für zu den 3 bis 6 gleiche Komponenten gleiche Bezugszeichen verwendet sind. 7 shows a fifth embodiment of an exhaust pipe according to the invention 1d for an internal combustion engine (not shown). The exhaust pipe 1d according to 7 shows possible modifications of the first to fourth embodiments ( 3 - 6 ) the invention. In the following, therefore, only the differences are described, wherein in 7 for to the 3 to 6 same components are used the same reference numerals.

Wie aus 7 ersichtlich, können gemäß einer ersten Abwandlung einige oder alle Leitrohre 60 weggelassen sein. Zusätzlich oder alternativ dazu kann gemäß einer zweiten Abwandlung für hohe Abgasdrücke an einigen oder allen kompensationsstrukturfreien Abschnitten 30 und/oder einigen oder allen Abgasrohren 50 außenumfänglich eine Rohrverstärkung 70 angebracht sein.How out 7 can be seen, according to a first modification, some or all of the guide tubes 60 be omitted. Additionally or alternatively, according to a second modification, for high exhaust pressures at some or all of the compensation structure-free sections 30 and / or some or all exhaust pipes 50 outside a tube reinforcement 70 to be appropriate.

Gemäß einer in den Figuren nicht gezeigten sechsten Ausführungsform der Erfindung können die Abgasleitungen 1 bis 1d der ersten bis fünften Ausführungsform der Erfindung bzw. deren Rohrleitungsanordnung 10 doppelwandig ausgebildet sein.According to a sixth embodiment of the invention not shown in the figures, the exhaust pipes 1 to 1d the first to fifth embodiment of the invention or their piping arrangement 10 be formed double-walled.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Abgasleitungexhaust pipe
1a1a: Abgasleitungexhaust pipe
1b1b: Abgasleitungexhaust pipe
1c1c: Abgasleitungexhaust pipe
1d1d: Abgasleitungexhaust pipe
1010: RohrleitungsanordnungPiping arrangement
1111: Wandungwall
2020: VerformungskompensatorVerformungskompensator
3030: kompensationsstrukturfreier AbschnittCompensation structure-free section
3131: InnendurchmesserInner diameter
4040: Zylinderanschlusscylinder port
40a40a: Zylinderanschlusscylinder port
4141: Aufnahmeöffnungreceiving opening
41a41a: Aufnahmeöffnungreceiving opening
5050: Abgasrohrexhaust pipe
6060: Leitrohrguide tube
6161: Außendurchmesserouter diameter
7070: Rohrverstärkungpipe reinforcement
100; 100a100; 100a: Abgasleitungexhaust pipe
101; 101a101; 101: RohrleitungsanordnungPiping arrangement
102; 102a102; 102: Rohrsegmentpipe segment
103; 103a103; 103a: SpannschellenanschlussTension clamp connection
104; 104a104; 104a: Spannschelleclamp
105; 105a105; 105a: VerformungskompensatorVerformungskompensator
106; 106a106; 106a: Zylinderanschlusscylinder port
LL: Längsachselongitudinal axis
ERHE: Einströmrichtunginflow
HRMR: HauptströmungsrichtungMain flow direction

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 2014355 A [0002]
DE 102004021799 B3 [0046]

Claims

Exhaust pipe ( 1 . 1a . 1b . 1c . 1d ) for an internal combustion engine, with a piping arrangement ( 10 ) and at least one within a longitudinal extent of the piping arrangement ( 10 ) arranged deformation compensator ( 20 ) for receiving deformations of the piping arrangement ( 10 ), characterized in that the piping arrangement ( 10 ) at least one laterally on a wall ( 11 ) this arranged cylinder connection ( 40 ; 40a ) for the exhaust gas of a cylinder of the internal combustion engine and that the piping arrangement ( 10 ) and the at least one deformation compensator ( 20 ) are integrally formed with each other.

Exhaust pipe ( 1 . 1a . 1b . 1c . 1d ) according to claim 1, wherein the at least one deformation compensator ( 20 ) in the form of a compensation structure in the wall ( 11 ) of the piping arrangement ( 10 ) is formed, and wherein the deformation compensator ( 20 ) at least one compensation structure-free section ( 30 ) of the piping arrangement ( 10 ) adjoins.

Exhaust pipe ( 1 . 1a . 1b . 1c . 1d ) according to claim 2, wherein the at least one cylinder connection ( 40 ; 40a ) one in the wall ( 11 ) of the piping arrangement ( 10 ) formed receiving opening ( 41 ; 41a ), into which an exhaust pipe ( 50 ) of the cylinder of the internal combustion engine can be inserted,

Exhaust pipe ( 1 . 1a . 1b . 1c . 1d ) according to claim 3, wherein the exhaust pipe ( 50 ) by a predetermined length of its in the receiving opening ( 41 ; 41a ) is inserted so that it at a predetermined angle radially from the piping arrangement ( 10 ), and wherein the exhaust pipe ( 50 ) externally with the piping arrangement ( 10 ) is welded.

Exhaust pipe ( 1 . 1b . 1c . 1d ) according to claim 3 or 4, wherein the at least one cylinder connection ( 40 ) as a radial tubular projection of the piping arrangement ( 10 ) is formed out of the wall, and wherein the receiving opening ( 41 ) is formed by the tubular projection.

Exhaust pipe ( 1a ) according to claim 3 or 4, wherein the at least one cylinder connection ( 40a ) than in the wall ( 11 ) of the piping arrangement ( 10 ) inserted pipe saddle, and wherein the receiving opening ( 41a ) is formed by the pipe saddle.

Exhaust pipe ( 1 . 1a . 1b . 1c . 1d ) according to one of claims 2 to 6, wherein in an inner periphery of the at least one deformation compensator ( 20 ) of the piping arrangement ( 10 ) axially a guide tube ( 60 ), which shows the compensation structure of the at least one deformation compensator ( 20 ) axially bridged.

Exhaust pipe ( 1 . 1a . 1b . 1c . 1d ) according to claim 7, wherein the at least one compensation structure-free section ( 30 ) has a predetermined inner diameter ( 31 ), and wherein the guide tube ( 60 ) an outer diameter ( 61 ), which is dimensioned so that the guide tube ( 60 ) clearance radially at the inner diameter ( 31 ) of the compensation structure-free section ( 30 ) is supported.

Exhaust pipe ( 1 . 1a . 1b . 1c . 1d ) according to one of claims 2 to 8, wherein the at least one cylinder connection ( 40 ; 40a ) in the at least one compensation structure-free section ( 30 ) of the piping arrangement ( 10 ) is trained.

Exhaust pipe ( 1 . 1a . 1b . 1c . 1d ) according to one of claims 1 to 9, wherein the piping arrangement ( 10 ) is double-walled.