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EP0861975A2 - Exhaust manifold flange for internal combustion engine - Google Patents

Exhaust manifold flange for internal combustion engine Download PDF

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Publication number
EP0861975A2
EP0861975A2 EP98102983A EP98102983A EP0861975A2 EP 0861975 A2 EP0861975 A2 EP 0861975A2 EP 98102983 A EP98102983 A EP 98102983A EP 98102983 A EP98102983 A EP 98102983A EP 0861975 A2 EP0861975 A2 EP 0861975A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
exhaust manifold
base part
manifold flange
flange
flange according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP98102983A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0861975A3 (en
Inventor
Hans-Jörg Dipl.-Ing. Kaifel
Hans A. Dipl.-Ing. Härle
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Haerle Hans A
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Harle Hans A
DaimlerChrysler AG
Daimler Benz AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harle Hans A, DaimlerChrysler AG, Daimler Benz AG filed Critical Harle Hans A
Publication of EP0861975A2 publication Critical patent/EP0861975A2/en
Publication of EP0861975A3 publication Critical patent/EP0861975A3/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features
    • F01N13/18—Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly
    • F01N13/1872—Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly the assembly using stamp-formed parts or otherwise deformed sheet-metal
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features
    • F01N13/08—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
    • F01N13/10—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits of exhaust manifolds
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/494—Fluidic or fluid actuated device making

Definitions

  • the invention relates to an exhaust manifold flange for a Internal combustion engine according to the preamble of claim 1 Art.
  • Exhaust manifolds are known from the prior art, the are designed as castings and cast on Have flange.
  • the exhaust manifold flange is also intended to do this contribute to the tightened conditions of the new exhaust gas laws to meet, have lower manufacturing costs and moreover, despite its light weight have sufficient bending stiffness.
  • this task is characterized by Part of claim 1 mentioned features solved.
  • the base part according to the invention made of sheet steel a significantly reduced weight of the entire exhaust manifold flange, because the steel sheet is very thin can be.
  • the base part according to the invention on its outer contour or all around with a flange.
  • Another advantage is that through the fixed in the receiving holes usable exhaust pipe a tight connection for discharging exhaust gas from an internal combustion engine arises.
  • the base part 4 There are also 2 mounting holes in the base part 4 for exhaust pipes or flue pipes 5.
  • the mounting holes 4 are also provided with flanges 6, which are arranged in a ring around the receiving bores 4.
  • the base part 2 is between the mounting holes 4 with additional intermediate recesses 8 provided.
  • the rigidity of the exhaust manifold flange 1, the intermediate cutouts 8 similar to the base part 2 and the mounting holes 4 Edging 9 on.
  • the dashed line in Fig. 1 represents that the intermediate recesses 8 attached in this way in the base part 2 are that the remaining residual areas are in the form of individual flanges Have 10. This represents a further optimization the rigidity of the exhaust manifold flange 1.
  • Base part 2 is formed by stamping to increase rigidity the exhaust manifold flange 1 to increase.
  • FIG. 2 is in addition to the representation according to FIG. 1 the welding of the exhaust pipe 5 with the mounting holes 4 shown on the flanges 6. This weld is facing one of the internal combustion engine Side of the exhaust manifold flange 1 performed.
  • the mounting holes 4 can be made very dimensionally will.
  • the receiving holes 4 can e.g. with a tolerance be carried out in the H7 area and the exhaust ports 5 have a small excess.
  • the resulting press fit increases the fatigue strength of the welded joint.
  • the extents or heights as well the wall thicknesses of the flanges 3, 6 and 9 can be seen.
  • the flanges 3, 6 and 9 are made by cold forming ironed, the extent of the extent being determined by the degree of deformation the flanges 3, 6 and 9 are affected can. There is a strain hardening of the flanges 3, 6 and 9.
  • the bending stiffness of the flanges 3, 6 and 9 achieved about two to four times as much large extent of the flanges 3, 6 and 9 based on the wall thickness of the base part 2 is an optimal value. In in practice, the wall thickness of the base part 2 is 2-4 mm, whereas the flanges 3, 6 and 9 extend of 6-10 mm.
  • the cut edges created by the forming on the Exhaust manifold flange 1 can be formed by molding, not shown Radii are rounded, with the risk of injury can be reduced by sharp edges.
  • the top edges of the flanges 3, 6 and 9 are remelted or alloyed. This contributes an additional increase in the bending stiffness of the exhaust manifold flange 1 at.
  • FIG. 3 shows a section through the exhaust manifold flange 1, with a circumferential elevation 11 on that of the internal combustion engine facing bottom of the base part 2 shown is.
  • the circumferential elevation 11 forms with the wall of the Internal combustion engine a sealing surface, with no additional Sealants are needed.
  • the exhaust manifold flange 1 does not lie with its entire area on the internal combustion engine, causing the pressure on the Sealing surface increases several times. This seal can be improved in that the circulation survey 11 is convex or conical.
  • the high of circumferential elevation 11 is usually between 0.1 - 2 mm.
  • the circumferential elevation 11 reduces the heat absorption of the exhaust manifold flange 1 in the start phase of Internal combustion engine.
  • the revolving elevation 11 with a revolving To provide recess 12.
  • the recess 12 can sealing ring, not shown, or any other Sealants are used, which is very simple can be trained.
  • the elevation 11 and the molded therein Recess 12 are in the enlarged view 4 can be seen more precisely.
  • the heat transfer between the exhaust manifold flange 1 and to reduce the internal combustion engine is the sealing surface provided with a ceramic coating, not shown.
  • FIG. 5 shows a section through the exhaust manifold flange 1, two different embodiments of the flanging 9 are shown.
  • Figures 6 to 8 show a further embodiment of the Exhaust manifold flange 1, which in this case as a single flange 1 is formed and only one receiving bore 4th for the not yet installed in this case and therefore Exhaust pipe 5 not shown.
  • Exhaust manifold flange 1 which in this case as a single flange 1 is formed and only one receiving bore 4th for the not yet installed in this case and therefore Exhaust pipe 5 not shown.
  • the single flange 1 is also circumferential Flanging 3, as well as the receiving bore 4 with a flange 6 is provided.
  • FIG. 8 shows the cross-section of the flanging 6 in more detail whose width extends in the direction of the base part 2 enlarged.
  • the flange 6 is on the receiving bore 4 opposite side in the form of a so-called Tractrix curve formed. This broadening of the flanging enlarged together with the formation of a tractrix curve the fatigue strength of the flare 6.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust Silencers (AREA)

Abstract

The manifold flange (1) consists of a base section (2) of sheet steel with beading (3), which extends at least approx. over the complete outer contour of the section. The section has holder bores (4) for one or more exhaust sockets (5), and the bores also have beading (6). The sockets are fitted, esp. welded into the bores. Fasteners have bores (7) in the base section. The holder bores are located between intermediate apertures (8) with beading (9). The side of the base section facing the IC engine has a raised part formed as sealing surface.

Description

Die Erfindung betrifft einen Abgaskrümmerflansch für eine Brennkraftmaschine nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.The invention relates to an exhaust manifold flange for a Internal combustion engine according to the preamble of claim 1 Art.

Aus dem Stand der Technik sind Abgaskrümmer bekannt, die als Gußteile ausgebildet sind und einen angegossenen Flansch aufweisen.Exhaust manifolds are known from the prior art, the are designed as castings and cast on Have flange.

Diese bekannten, an dem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine angebrachten Abgaskrümmerflansche haben jedoch den Nachteil, daß sie ein hohes Gewicht aufweisen und ihre Herstellung relativ teuer ist. Aus dem hohen Gewicht der bekannten Abgaskrümmerflansche resultiert der weitere Nachteil, daß diese in der Startphase der Brennkraftmaschine dem Abgas zuviel Wärme entziehen, so daß der nachgeschaltete Katalysator das Abgas nur verzögert konvertieren kann. This known, on the cylinder head of the internal combustion engine attached exhaust manifold flanges have the disadvantage, however, that they are heavy and their manufacture is relatively expensive. From the high weight of the known Exhaust manifold flanges result in the further disadvantage that this in the starting phase of the internal combustion engine the exhaust gas Extract too much heat, so that the downstream catalyst the exhaust gas can only convert with a delay.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Abgaskrümmerflansche ist, daß das hohe Gewicht und der weit von der Brennkraftmaschine entfernte Schwerpunkt des Abgaskrümmerflansches zu unerwünschten Schwingungen der Brennkraftmaschine führt. Dies ist insbesondere bei aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen hergestellten Brennkraftmaschinen problematisch.Another disadvantage of the known exhaust manifold flanges is that the heavy weight and the far from the internal combustion engine removed center of gravity of the exhaust manifold flange leads to undesirable vibrations of the internal combustion engine. This is particularly the case with aluminum or aluminum alloys manufactured internal combustion engines problematic.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Abgaskrümmerflansch zu schaffen, der ein niedriges Gewicht aufweist und somit zur Verbrauchsreduzierung der Brennkraftmaschine beitragen kann. Weiterhin soll der Abgaskrümmerflansch dazu beitragen, die verschärften Bedingungen der neuen Abgasgesetze erfüllen zu können, niedrigere Fertigungskosten aufweisen und darüber hinaus trotz seines geringen Gewichtes eine ausreichende Biegesteifigkeit aufweisen.It is therefore an object of the invention to provide an exhaust manifold flange to create, which has a low weight and thus contribute to reducing the consumption of the internal combustion engine can. The exhaust manifold flange is also intended to do this contribute to the tightened conditions of the new exhaust gas laws to meet, have lower manufacturing costs and moreover, despite its light weight have sufficient bending stiffness.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.According to the invention, this task is characterized by Part of claim 1 mentioned features solved.

Durch das erfindungsgemäße Basisteil aus Stahlblech ergibt sich ein erheblich verringertes Gewicht des gesamten Abgaskrümmerflansches, da das Stahlblech sehr dünn ausgebildet sein kann. Um dennoch eine hohe Steifigkeit zu erreichen, ist das Basisteil erfindungsgemäß an seiner Außenkontur bzw. umlaufend mit einer Umbördelung versehen. Durch die Umbördelungen, mit denen auch die wenigstens eine Aufnahmebohrung versehen ist, ergibt sich vorteilhafterweise eine weitere Erhöhung der Steifigkeit, insbesondere der Biegesteifigkeit, des erfindungsgemäßen Abgaskrümmerflansches.By the base part according to the invention made of sheet steel a significantly reduced weight of the entire exhaust manifold flange, because the steel sheet is very thin can be. In order to still achieve a high level of rigidity, is the base part according to the invention on its outer contour or all around with a flange. Through the Flanges with which the at least one receiving hole is provided, there is advantageously a further increase in stiffness, especially bending stiffness, of the exhaust manifold flange according to the invention.

Weiterhin ist von Vorteil, daß durch die fest in die Aufnahmebohrungen einsetzbaren Abgasstutzen eine dichte Verbindung zur Ausleitung von Abgas aus einer Brennkraftmaschine entsteht.Another advantage is that through the fixed in the receiving holes usable exhaust pipe a tight connection for discharging exhaust gas from an internal combustion engine arises.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und dem nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispiel.Further advantageous design options of the invention result from the subclaims and the following based on the drawing embodiment described in principle.

Es zeigt:

Fig. 1
eine Draufsicht auf eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Abgaskrümmerflansches;
Fig. 2
einen Schnitt nach der Linie II-II aus Fig. 1;
Fig. 3
einen Schnitt nach der Linie III-III aus Fig. 1;
Fig. 4
eine vergrößerte Darstellung gemäß der Linie IV aus Fig. 3;
Fig. 5
einen Schnitt nach der Linie V-V aus Fig. 1;
Fig. 6
eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Abgaskrümmerflansches;
Fig. 7
einen Schnitt nach der Linie VII-VII aus Fig. 6; und
Fig. 8
eine vergrößerte Darstellung gemäß der Linie VIII aus Fig. 7;
It shows:
Fig. 1
a plan view of an embodiment of the exhaust manifold flange according to the invention;
Fig. 2
a section along the line II-II of Fig. 1;
Fig. 3
a section along the line III-III of Fig. 1;
Fig. 4
an enlarged view along the line IV of Fig. 3;
Fig. 5
a section along the line VV of Fig. 1;
Fig. 6
a plan view of a further embodiment of the exhaust manifold flange according to the invention;
Fig. 7
a section along the line VII-VII of Fig. 6; and
Fig. 8
an enlarged view along the line VIII of Fig. 7;

Gemäß Fig. 1 ist ein Abgaskrümmerflansch 1 mit einem Basisteil 2, welches eine umlaufende Umbördelung 3 aufweist, dargestellt.1 is an exhaust manifold flange 1 with a Base part 2, which has a circumferential flange 3, shown.

Weiterhin befinden sich in dem Basisteil 2 Aufnahmebohrungen 4 für Abgasrohre bzw. Abgasstutzen 5. Die Aufnahmebohrungen 4 sind ebenfalls mit Umbördelungen 6 versehen, welche ringförmig um die Aufnahmebohrungen 4 angeordnet sind.There are also 2 mounting holes in the base part 4 for exhaust pipes or flue pipes 5. The mounting holes 4 are also provided with flanges 6, which are arranged in a ring around the receiving bores 4.

Zur Befestigung des Abgaskrümmerflansches 1 an einem Zylinderkopf einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine befinden sich Befestigungsmittel mit Bohrungen 7 in dem Basisteil 2. Zur Gewichtsersparnis ist das Basisteil 2 zwischen den Aufnahmebohrungen 4 mit zusätzlichen Zwischenaussparungen 8 versehen. Um die Steifigkeit des Abgaskrümmerflansches 1 zu erhöhen, weisen die Zwischenaussparungen 8 ähnlich wie das Basisteil 2 und die Aufnahmebohrungen 4 Umbördelungen 9 auf.For attaching the exhaust manifold flange 1 to a cylinder head an internal combustion engine, not shown itself fasteners with holes 7 in the Base part 2. To save weight, the base part 2 is between the mounting holes 4 with additional intermediate recesses 8 provided. The rigidity of the exhaust manifold flange 1, the intermediate cutouts 8 similar to the base part 2 and the mounting holes 4 Edging 9 on.

Die gestrichelte Linie in Fig. 1 stellt dar, daß die Zwischenaussparungen 8 derart in dem Basisteil 2 angebracht sind, daß die verbleibenden Restflächen die Form von Einzelflanschen 10 haben. Dies stellt eine weitere Optimierung der Steifigkeit des Abgaskrümmerflansches 1 dar.The dashed line in Fig. 1 represents that the intermediate recesses 8 attached in this way in the base part 2 are that the remaining residual areas are in the form of individual flanges Have 10. This represents a further optimization the rigidity of the exhaust manifold flange 1.

In einer weiteren - nicht dargestellten - Ausführungsform des Abgaskrümmerflansches 1 ist es möglich, daß das Basisteil 2 durch Prägestanzen umgeformt wird, um die Steifigkeit des Abgaskrümmerflansches 1 zusätzlich zu erhöhen. Darüber hinaus ist es möglich, das Basisteil 2 durch Planierstanzen mit einem nicht dargestellten glatten oder gestauchten Planierstempel zu richten und/oder den gesamten Abgaskrümmerflansch 1 kugelzustrahlen. Eine solche Maßnahme trägt vor allem zur Erhöhung der Dauerfestigkeit bei.In a further embodiment, not shown the exhaust manifold flange 1, it is possible that Base part 2 is formed by stamping to increase rigidity the exhaust manifold flange 1 to increase. In addition, it is possible to punch the base part 2 by leveling with a smooth or upset not shown Leveling stamp and / or the entire Exhaust manifold flange 1 Such a measure contributes above all to increasing the fatigue strength.

In Fig. 2 ist zusätzlich zu der Darstellung gemäß Fig. 1 die Verschweißung der Abgasstutzen 5 mit den Aufnahmebohrungen 4 an den Umbördelungen 6 dargestellt. Diese Verschweißung wird von einer der Brennkraftmaschine zugewandten Seite des Abgaskrümmerflansches 1 durchgeführt. Dabei können die Aufnahmebohrungen 4 sehr maßgenau hergestellt werden. Die Aufnahmebohrungen 4 können z.B. mit einer Toleranz im H7-Bereich ausgeführt sein und die Abgasstutzen 5 geringes Übermaß aufweisen. Die dadurch entstehende Preßpassung erhöht die Dauerfestigkeit der Schweißverbindung. Weiterhin sind in Fig. 2 die Erstreckungen bzw. Höhen sowie die Wanddicken der Umbördelungen 3, 6 und 9 erkennbar.2 is in addition to the representation according to FIG. 1 the welding of the exhaust pipe 5 with the mounting holes 4 shown on the flanges 6. This weld is facing one of the internal combustion engine Side of the exhaust manifold flange 1 performed. Here the mounting holes 4 can be made very dimensionally will. The receiving holes 4 can e.g. with a tolerance be carried out in the H7 area and the exhaust ports 5 have a small excess. The resulting press fit increases the fatigue strength of the welded joint. Furthermore, the extents or heights as well the wall thicknesses of the flanges 3, 6 and 9 can be seen.

Die Umbördelungen 3, 6 und 9 werden durch Kaltumformung abgestreckt, wobei durch den Umformgrad die Größe der Erstreckung der Umbördelungen 3, 6 und 9 beeinflußt werden kann. Es kommt dabei zu einer Kaltverfestigung der Umbördelungen 3, 6 und 9. Die Biegesteifigkeit der Umbördelungen 3, 6 und 9 erreicht bei einer ca. zwei bis vier mal so großen Erstreckung der Umbördelungen 3, 6 und 9 bezogen auf die Wandstärke des Basisteils 2 einen optimalen Wert. In der Praxis liegt die Wandstärke des Basisteils 2 bei 2-4 mm, wohingegen die Umbördelungen 3, 6 und 9 eine Erstreckung von 6-10 mm aufweisen.The flanges 3, 6 and 9 are made by cold forming ironed, the extent of the extent being determined by the degree of deformation the flanges 3, 6 and 9 are affected can. There is a strain hardening of the flanges 3, 6 and 9. The bending stiffness of the flanges 3, 6 and 9 achieved about two to four times as much large extent of the flanges 3, 6 and 9 based on the wall thickness of the base part 2 is an optimal value. In in practice, the wall thickness of the base part 2 is 2-4 mm, whereas the flanges 3, 6 and 9 extend of 6-10 mm.

Die durch die Umformung entstehenden Schnittkanten an dem Abgaskrümmerflansch 1 können durch Anformen von nicht dargestellten Radien abgerundet werden, womit die Verletzungsgefahr durch scharfe Kanten vermindert werden kann. Zusätzlich können in einer - nicht dargestellten - Ausführungsform der Erfindung die Oberkanten der Umbördelungen 3, 6 und 9 umgeschmolzen oder auflegiert werden. Dies trägt zu einer zusätzlichen Erhöhung der Biegesteifigkeit des Abgaskrümmerflansches 1 bei.The cut edges created by the forming on the Exhaust manifold flange 1 can be formed by molding, not shown Radii are rounded, with the risk of injury can be reduced by sharp edges. In addition can in a - not shown - embodiment the top edges of the flanges 3, 6 and 9 are remelted or alloyed. This contributes an additional increase in the bending stiffness of the exhaust manifold flange 1 at.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch den Abgaskrümmerflansch 1, wobei eine umlaufende Erhebung 11 an der der Brennkraftmaschine zugewandten Unterseite des Basisteils 2 dargestellt ist. Die umlaufende Erhebung 11 bildet mit der Wand der Brennkraftmaschine eine Dichtfläche, wobei dazu keine zusätzlichen Dichtmittel benötigt werden. Der Abgaskrümmerflansch 1 liegt dann nämlich nicht mit seiner gesamten Fläche an der Brennkraftmaschine an, wodurch der Druck an der Dichtfläche um ein mehrfaches ansteigt. Diese Abdichtung kann dadurch verbessert werden, daß die umlaufende Erhebung 11 konvex oder kegelförmig ausgebildet ist. Die Höhe der umlaufenden Erhebung 11 liegt meist zwischen 0,1 - 2 mm. Durch die umlaufende Erhebung 11 verringert sich die Wärmeaufnahme des Abgaskrümmerflansches 1 in der Startphase der Brennkraftmaschine.3 shows a section through the exhaust manifold flange 1, with a circumferential elevation 11 on that of the internal combustion engine facing bottom of the base part 2 shown is. The circumferential elevation 11 forms with the wall of the Internal combustion engine a sealing surface, with no additional Sealants are needed. The exhaust manifold flange 1 does not lie with its entire area on the internal combustion engine, causing the pressure on the Sealing surface increases several times. This seal can be improved in that the circulation survey 11 is convex or conical. The high of circumferential elevation 11 is usually between 0.1 - 2 mm. The circumferential elevation 11 reduces the heat absorption of the exhaust manifold flange 1 in the start phase of Internal combustion engine.

Will man jedoch eine zusätzliche Dichtung erhalten, ist es möglich, die umlaufende Erhebung 11 mit einer umlaufenden Vertiefung 12 zu versehen. In die Vertiefung 12 kann ein nicht dargestellter Dichtungsring oder ein beliebiges anderes Dichtmittel eingesetzt werden, welches sehr einfach ausgebildet sein kann. Die Erhebung 11 sowie die darin eingeformte Vertiefung 12 sind in der vergrößerten Darstellung gemäß Fig. 4 genauer erkennbar. However, if you want to get an additional seal, it is possible, the revolving elevation 11 with a revolving To provide recess 12. In the recess 12 can sealing ring, not shown, or any other Sealants are used, which is very simple can be trained. The elevation 11 and the molded therein Recess 12 are in the enlarged view 4 can be seen more precisely.

Um den Wärmedurchgang zwischen dem Abgaskrümmerflansch 1 und der Brennkraftmaschine zu verringern, ist die Dichtfläche mit einer nicht dargestellten Keramikbeschichtung versehen.The heat transfer between the exhaust manifold flange 1 and to reduce the internal combustion engine is the sealing surface provided with a ceramic coating, not shown.

Für das Rohmaterial des Abgaskrümmerflansches 1 können verschiedene Werkstoffe verwendet werden, unter anderem auch Stahlblech mit mehreren Blechschichten und unterschiedlichen Walzrichtungen. Durch eine gezielte Werkstoffauswahl können die Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen dem Abgaskrümmerflansch 1 und der Brennkraftmaschine abgestimmt werden. Es ist daher im Rahmen der Erfindung selbstverständlich auch ein Abgaskrümmerflansch aus Aluminium oder einer Aluminium- bzw. Magnesiumlegierung denkbar.For the raw material of the exhaust manifold flange 1, various Materials are used, among others Steel sheet with several sheet layers and different Rolling directions. Through a targeted selection of materials the coefficient of thermal expansion between the exhaust manifold flange 1 and matched the internal combustion engine will. It is therefore self-evident in the context of the invention also an exhaust manifold flange made of aluminum or an aluminum or magnesium alloy conceivable.

Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch den Abgaskrümmerflansch 1, wobei zwei verschiedene Ausführungsformen der Umbördelung 9 dargestellt sind.5 shows a section through the exhaust manifold flange 1, two different embodiments of the flanging 9 are shown.

Die Figuren 6 bis 8 zeigen eine weitere Ausführungsform des Abgaskrümmerflansches 1, der in diesem Fall als Einzelflansch 1 ausgebildet ist und nur eine Aufnahmebohrung 4 für den in diesem Fall noch nicht angebrachten und daher nicht abgebildeten Abgasstutzen 5 aufweist. Zur Bestückung einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern ist in diesem Fall eine entsprechende Anzahl an Einzelflanschen 1 zur Anbringung an dem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine vorzusehen.Figures 6 to 8 show a further embodiment of the Exhaust manifold flange 1, which in this case as a single flange 1 is formed and only one receiving bore 4th for the not yet installed in this case and therefore Exhaust pipe 5 not shown. For assembly an internal combustion engine with several cylinders is in this If there is a corresponding number of individual flanges 1 To be provided on the cylinder head of the internal combustion engine.

Der Einzelflansch 1 ist ebenfalls mit einer umlaufenden Umbördelung 3 versehen, wie auch die Aufnahmebohrung 4 mit einer Umbördelung 6 versehen ist. The single flange 1 is also circumferential Flanging 3, as well as the receiving bore 4 with a flange 6 is provided.

Aus Fig. 8 geht der Querschnitt der Umbördelung 6 genauer hervor, dessen Breite sich in Richtung des Basisteils 2 vergrößert. Die Umbördelung 6 ist auf ihrer der Aufnahmebohrung 4 abgewandten Seite in der Form einer sogenannten Traktrix-Kurve ausgebildet. Diese Verbreiterung der Umbördelung vergrößert zusammen mit der Ausformung einer Traktrix-Kurve die Dauerfestigkeit der Umbördelung 6.8 shows the cross-section of the flanging 6 in more detail whose width extends in the direction of the base part 2 enlarged. The flange 6 is on the receiving bore 4 opposite side in the form of a so-called Tractrix curve formed. This broadening of the flanging enlarged together with the formation of a tractrix curve the fatigue strength of the flare 6.

Selbstverständlich kann auch die Umbördelung 6 des in den Figuren 1 bis 5 dargestellten Abgaskrümmerflansches 1 mit einer Traktrix-Kurve ausgebildet sein.Of course, the flange 6 of the in Figures 1 to 5 shown exhaust manifold flange 1 with a tractrix curve.

Claims (11)

Abgaskrümmerflansch für eine Brennkraftmaschine, mit welchem wenigstens ein Abgasstutzen verbindbar ist und welcher Befestigungsmittel aufweist,
gekennzeichnet durch
folgende Merkmale: 1.1 ein Basisteil (2) aus Stahlblech, 1.2 das Basisteil (2) ist mit einer Umbördelung (3) versehen, die sich wenigstens annähernd über die gesamte Außenkontur des Basisteiles (2) erstreckt, 1.3 wenigstens eine Aufnahmebohrung (4) zur Aufnahme des wenigstens einen Abgasstutzens (5) in dem Basisteil (2), die mit einer Umbördelung (6) versehen ist, 1.4 der wenigstens eine Abgasstutzen (5) ist fest in die Aufnahmebohrung (4) einsetzbar, und 1.5 die Befestigungsmittel weisen Bohrungen (7) auf, die in dem Basisteil (2) angeordnet sind. Exhaust manifold flange for an internal combustion engine, with which at least one exhaust pipe can be connected and which has fastening means,
characterized by
following features: 1.1 a base part (2) made of sheet steel, 1.2 the base part (2) is provided with a flange (3) which extends at least approximately over the entire outer contour of the base part (2), 1.3 at least one receiving bore (4) for receiving the at least one exhaust nozzle (5) in the base part (2), which is provided with a flange (6), 1.4 the at least one exhaust pipe (5) can be inserted firmly into the receiving bore (4), and 1.5 the fastening means have bores (7) which are arranged in the base part (2). Abgaskrümmerflansch nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
der wenigstens eine Abgasstutzen (5) in das Basisteil (2) eingeschweißt ist.Exhaust manifold flange according to claim 1,
characterized in that
the at least one exhaust pipe (5) is welded into the base part (2). Abgaskrümmerflansch nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
sich in dem Basisteil (2) mehrere Aufnahmebohrungen (4) befinden, zwischen welchen Zwischenaussparungen (8) angeordnet sind.Exhaust manifold flange according to claim 1 or 2,
characterized in that
there are several receiving bores (4) in the base part (2), between which intermediate recesses (8) are arranged. Abgaskrümmerflansch nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Zwischenaussparungen (8) mit Umbördelungen (9) versehen sind.Exhaust manifold flange according to claim 3,
characterized in that
the intermediate recesses (8) are provided with flanges (9). Abgaskrümmerflansch nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Zwischenaussparungen (8) so ausgebildet sind, daß die verbleibende Restfläche für jede Aufnahmebohrung (4) jeweils wenigstens annähernd eine Einzelflanschform (10) aufweist.Exhaust manifold flange according to claim 3 or 4,
characterized in that
the intermediate recesses (8) are designed in such a way that the remaining area for each receiving bore (4) has at least approximately a single flange shape (10). Abgaskrümmerflansch nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Umbördelungen (3, 6, 9) jeweils eine ca. 2 bis 4 mal so große Erstreckung aufweisen wie die Wandstärke des Basisteiles (2).Exhaust manifold flange according to one of claims 1 to 5,
characterized in that
the flanges (3, 6, 9) each have an extension that is approximately 2 to 4 times as large as the wall thickness of the base part (2). Abgaskrümmerflansch nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
an der der Brennkraftmaschine zugewandten Seite des Basisteiles (2) eine als Dichtfläche ausgebildete umlaufende Erhebung (11) angeordnet ist.Exhaust manifold flange according to one of claims 1 to 6,
characterized in that
On the side of the base part (2) facing the internal combustion engine, a peripheral elevation (11) designed as a sealing surface is arranged. Abgaskrümmerflansch nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
die umlaufende Erhebung (11) konvex oder kegelförmig ausgebildet ist.Exhaust manifold flange according to claim 7,
characterized in that
the circumferential elevation (11) is convex or conical. Abgaskrümmerflansch nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
in die umlaufende Erhebung (11) eine Vertiefung (12) eingeformt ist.Exhaust manifold flange according to claim 7 or 8,
characterized in that
a depression (12) is formed in the peripheral elevation (11). Abgaskrümmerflansch nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Dichtfläche mit einer Keramikbeschichtung versehen ist.Exhaust manifold flange according to one of claims 7 to 9,
characterized in that
the sealing surface is provided with a ceramic coating. Abgaskrümmerflansch nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Breite der Umbördelung (6) der Aufnahmebohrung (4) sich in Richtung des Basisteiles (2) vergrößert, wobei die der Aufnahmebohrung (4) abgewandte Seite der Umbördelung (6) in Form einer Traktrix-Kurve ausgebildet ist.Exhaust manifold flange according to one of claims 1 to 10,
characterized in that
the width of the flange (6) of the receiving bore (4) increases in the direction of the base part (2), the side of the flange (6) facing away from the receiving bore (4) being designed in the form of a tractrix curve.
EP98102983A 1997-03-01 1998-02-20 Exhaust manifold flange for internal combustion engine Withdrawn EP0861975A3 (en)

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