DE10144795A1

DE10144795A1 - Exhaust gas manifold has exit flange side ends of individual tubes against inner wall of exit flange

Info

Publication number: DE10144795A1
Application number: DE2001144795
Authority: DE
Inventors: Wilfried Bien; Pierre Bonny; Michael Halves; Thomas Huelsberg; Uwe Kluesmann; Holger Nuhn; Ralf Puenjer; Olav Reinhardt; Dirk Riewert; Thorsten Sternal
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2001-09-12
Filing date: 2001-09-12
Publication date: 2003-04-03

Abstract

The exhaust gas manifold has at least two individual tubes from the cylinder head to a common exit flange. The exit flange side ends (7) of the individual tubes (2, 3, 4) lie against the inner wall of the exit flange (6). Their total exit cross sections fill the clear diameter of the exit flange with no gaps. The hydraulic cross section of each end is at least as great as that of the individual tubes.

Description

Die Erfindung betrifft einen Abgaskrümmer nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und ein Verfahren zur Herstellung desselben nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 10. The invention relates to an exhaust manifold according to the preamble of claim 1 and a method of manufacture the same according to the preamble of claim 10.

Ein Abgaskrürnmer gattungsgemäßer Bauart bzw. ein gattungsgemäßes Verfahren ist beispielsweise aus der DE 199 28 276 C2 bekannt. Der dort beschriebene Abgaskrümmer weist mehrere Einzelrohre auf, die in einem zweischaligen Sammelgehäuse zusammengeführt sind. Dabei ist das Sammelgehäuse beispielsweise gemäß Fig. 3 Y-förmig ausgebildet und umgibt mit seinen Öffnungen die Enden der Einzelrohre einerseits und den Abgasdurchlass des Ausgangsflansches andererseits. Sammelgehäuse und Einzelrohre sind von einem Schalenkörper gasdicht umschlossen, der einenends mit dem Eingangsflansch und anderenends mit dem Ausgangsflansch verschweißt ist. Ein derartiger Abgaskrümmer ist aufgrund der Anwesenheit des Sammelgehäuses relativ aufwendig und erfordert zusätzlichen Bauraum, der bei heutigen Motoren insgesamt nur sehr knapp bemessen ist. In der Herstellung des beschriebenen Sammelgehäuses zeigt sich die Ausbildung der Schalen recht aufwendig, da die Schalen Clipselemente aufweisen müssen und diese in einem Tiefziehprozess geeignet ausgeformt und anschließend geschnitten werden müssen. Metallgussschalen kommen für das Sammelgehäuse aufgrund der Elastizitätsvorbedingungen für das Clipsen nicht in Frage. Des weiteren treffen die Abgasströme der zusammengeführten Einzelrohre derart aufeinander, dass sich durch die entstehenden Turbulenzen ein Staudruck ausbildet, der eine möglichst schnelle und großvolumige Abgasabführung behindert, was zu einer Leistungsminderung des Motors führt. Dies umso mehr, wenn mehr als zwei Einzelrohre in dem Sammelgehäuse zusammengeführt werden. An exhaust gas generators generic type or a generic method is known for example from DE 199 28 276 C2. The exhaust manifold described therein has a plurality of individual tubes, which are brought together in a clam shell housing. In this case, the collection housing, for example, according to FIG. 3 Y-shaped and surrounds with its openings, the ends of the individual tubes on the one hand and the exhaust passage of the output flange on the other. The collecting housing and the individual tubes are enclosed in a gas-tight manner by a shell body, which is welded at one end to the inlet flange and at the other end to the outlet flange. Such exhaust manifold is relatively expensive due to the presence of the collecting housing and requires additional space, which is very short in today's engines in total. In the production of the described collection housing, the formation of the shells is quite complicated, since the shells must have clip elements and these must be suitably formed in a deep-drawing process and then cut. Metal casting shells are out of the question for the header due to the elasticity requirements for clipping. Furthermore, the exhaust gas flows of the merged individual tubes meet one another in such a way that a turbulence is formed by the resulting turbulences, which impedes the fastest possible and large-volume exhaust gas removal, which leads to a reduction in the performance of the engine. All the more so if more than two individual tubes are brought together in the collecting housing.

Des weiteren ist aus der EP 0 192 995 B1 bekannt, einen Abgaskrümmer aus Einzelrohren auszubilden, die in einem Trichter zusammengeführt sind, welcher mit dem Ausgangsflansch verbunden ist. Der Trichter hat bei der Zusammenführung dreier Einzelrohre auf der Einsteckseite die Querschnittsform eines dreiblättrigen Kleeblattes. Die Einzelrohre sind endseitig jeweils an ihrem den anderen Rohren abgewandten Teilumfang schräg angeschnitten, so dass die dadurch teilweise fehlende Wandung durch die Trichterwandung ergänzt wird. In Kombination mit der Trichterwandung nehmen die Wandungsabschnitte der Einzelrohrenden jeweils einen düsenartigen Verlauf, so dass die Strömungsgeschwindigkeit der abgeführten Abgase in diesem Bereich beschleunigt wird. Jedoch wird auch hier der abgeführte Volumenstrom vermindert, so dass die besagte motorleistungsvermindernde Stauwirkung eintritt. Des weiteren ist bei dem Trichter die Gasdichtigkeit dahingehend stark eingeschränkt, dass sich zwischen den Einzelrohren kreisförmigen Querschnittes in ihrer Bündellage ein nach außen offener dreieckiger Kanal ausbildet. Furthermore, it is known from EP 0 192 995 B1, a Exhaust manifold of single tubes form, which in a funnel merged, which connected to the output flange is. The funnel has three at the merge Single tubes on the Einsteckseite the cross-sectional shape of a trifoliate cloverleaf. The individual tubes are each at the end her obliquely facing away from the other tubes partial extent truncated, so that the partially missing wall by the funnel wall is supplemented. In combination with the Trichterwandung take the wall sections of the individual pipe ends each a nozzle-like course, so that the Flow rate of the exhaust gases discharged in this area is accelerated. However, here too the dissipated Volume flow is reduced, so that said engine power-reducing congestion occurs. Furthermore, in the funnel the Gas tightness severely limited to that between the individual tubes of circular cross-section in their Trellis layer forms an outwardly open triangular channel.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Abgaskrümmer bzw. ein gattungsgemäßes Verfahren dahingehend weiterzubilden, dass bei Gewährleistung der Dichtigkeit und in bauraumsparender Weise ein möglichst ungehinderte Abgasabführung erzielt wird. The invention is based on the object, a generic Exhaust manifold or a generic method to the effect to further develop that while ensuring the tightness and in space-saving way as unhindered as possible Exhaust gas removal is achieved.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 hinsichtlich des Abgaskrümmers und durch die Merkmale des Patentanspruches 10 hinsichtlich des Herstellungsverfahrens gelöst. The object is achieved by the features of the invention Claim 1 with respect to the exhaust manifold and by the Features of claim 10 regarding the Manufacturing process solved.

Gemäß der Erfindung wird von einem kreisförmigen Rohrquerschnitt im Zusammenführungsbereich abgerückt, so dass es durch die Formanpassung der Rohrenden der Einzelrohre aneinander möglich ist, alle Einzelrohre unmittelbar am Ausgangsflansch zu platzieren ohne die hohen Anforderungen an die Dichtigkeit des Abgaskrümmers aufgeben zu müssen. Dadurch entfallen jegliche Bauteile wie ein Sammelgehäuse oder Trichter, so dass nicht nur die Bauteilvielfalt vermindert sondern auch deutlich weniger Bauraum beansprucht wird. Des weiteren wird durch das Fehlen eines Zwischenbauteils zwischen den Einzelrohren und dem Ausgangsflansch die Strecke der Abgasführung zum Katalysator verkürzt, wodurch dessen Ansprechzeit verringert wird und dadurch die Schadstoffemissionen vermindert werden. Die Einzelrohre werden bei der Formanpassung der Rohrenden weitestgehend an den für die Abgasströmung relevanten hydraulischen Querschnitt angeglichen, so dass keine formbedingten Behinderungen in der Abführung des Volumenstromes des Abgases auftreten. Durch die im Ausgangsflansch separat zueinander liegenden Rohrenden wird eine parallele Strömungsführung der Abgasströmungen der Einzelrohre erreicht, was zu einer weiteren Verringerung des Staudruckes führt. Weiterhin ist hierzu gemäß der Erfindung wichtig, dass der hydraulische Querschnitt jedes Endes mindestens so groß ist wie der hydraulische Querschnitt des restlichen Einzelrohres, in anderem Falle daraus eine Verengung des Querschnittes resultiert, der zu einer Erhöhung des Staudruckes führen würde. Wenn es der Bauraum erlaubt, kann der hydraulische Querschnitt auch durchaus größer sein als der des restlichen Einzelrohres oder von Eingangsflansch bis zum Ausgangsflansch kontinuierlich zunehmen, wodurch der Abgasstrom aufgrund der geschaffenen stetig ansteigenden Expansionsmöglichkeit besonders effizient abgeführt wird. According to the invention is of a circular Tube cross section moved away in the merge area, allowing it through the shape adaptation of the pipe ends of the individual pipes to each other is possible, all individual tubes directly to the output flange place without the high demands on the tightness of the Having to give up exhaust manifold. This eliminates any Components like a collection box or funnel, so not only The variety of components reduces but also significantly less Space is claimed. Furthermore, by the absence an intermediate component between the individual tubes and the Output flange the route of the exhaust system to the catalyst shortened, whereby its response time is reduced and thereby the pollutant emissions are reduced. The single tubes be in the form adaptation of the pipe ends as far as possible to the relevant for the exhaust flow hydraulic cross section adjusted, so that no formal disabilities in the Dissipation of the volume flow of the exhaust gas occur. By the in the Output flange separately mutually pipe ends is a parallel flow guidance of the exhaust gas flows of Single tubes achieved, resulting in a further reduction of Back pressure leads. Furthermore, according to the invention, it is important to that the hydraulic cross section of each end at least as big is like the hydraulic cross section of the rest Single tube, in other cases, a constriction of the Cross-section results, leading to an increase in dynamic pressure would lead. If space permits, the hydraulic cross section also be quite larger than that of the remaining single pipe or from input flange to Output flange continuously increase, reducing the exhaust gas flow due to the created steadily increasing Expansion option is particularly efficiently dissipated.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden; im übrigen ist die Erfindung anhand zweier in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele nachfolgend näher erläutert; dabei zeigt: Advantageous embodiments of the invention can the Subclaims are taken; Otherwise, the invention is based on two embodiments shown in the drawings explained in more detail below; showing:

Fig. 1 in einer perspektivischen Darstellung einen erfindungsgemäßen Abgaskrümmer mit drei Einzelrohren, Fig. 1 a perspective view of an exhaust manifold according to the invention with three single pipes,

Fig. 2 in einer Ansicht von unten den Abgaskrümmer aus Fig. 1, Fig. 2, in a view from below the exhaust manifold of Fig. 1

Fig. 3 in einer perspektivischen Darstellung einen erfindungsgemäßen Abgaskrümmer mit vier Einzelrohren. Fig. 3 is a perspective view of an exhaust manifold according to the invention with four individual tubes.

In Fig. 1 ist ein Abgaskrümmer 1 dargestellt, der hier aus drei Einzelrohren 2, 3, 4 beinhaltet, jedoch mindestens zwei umfassen sollte. Die Einzelrohre 2, 3, 4 sind einenends mittels jeweils eines Eingangsflansches 5 an einen Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine angebracht. Es ist auch denkbar, die Einzelrohre 2, 3, 4 an einem gemeinsamen Eingangsflansch mit verschiedenen Durchlässen anzubringen. Anderenends sind die Einzelrohre 2, 3, 4 mit einem gemeinsamen Ausgangsflansch 6 verbunden. Die ausgangsflanschseitigen Enden 7 der Einzelrohre 2, 3, 4 liegen an der Innenwandung 8 des Ausgangsflansches 6 mit einem Teilumfang an und sind derart ausgebildet sind, dass ihre Austrittsquerschnitte gemeinsam den lichten Durchmesser des Ausgangsflansches 6 lückenlos ausfüllen. Der hydraulische Querschnitt jedes Endes 7 ist so groß wie der hydraulische Querschnitt des restlichen Einzelrohres 2, 3, 4. Die Enden 7 sind derart verformt, dass ihr Querschnitt einem Kreissegment entspricht, das 120° des Innendurchmessers des Ausgangsflansches 6 überdeckt (Fig. 2). In Fig. 1, an exhaust manifold 1 is shown, which here includes three individual tubes 2 , 3 , 4 , but should comprise at least two. The individual tubes 2 , 3 , 4 are attached at one end to a cylinder head of an internal combustion engine by means of an input flange 5 . It is also conceivable to attach the individual tubes 2 , 3 , 4 to a common inlet flange with different passages. At the other end, the individual tubes 2 , 3 , 4 are connected to a common outlet flange 6 . The output flange-side ends 7 of the individual tubes 2 , 3 , 4 are located on the inner wall 8 of the output flange 6 with a partial circumference and are designed such that their outlet cross-sections together fill the clear diameter of the output flange 6 gapless. The hydraulic cross section of each end 7 is as large as the hydraulic cross section of the remaining individual tube 2 , 3 , 4 . The ends 7 are deformed such that their cross-section corresponds to a circular segment which covers 120 ° of the inner diameter of the output flange 6 ( FIG. 2).

Die aneinander liegenden Enden 7 der Einzelrohre 2, 3, 4 sind miteinander an ihren Endkanten 9 verschweißt. Obwohl die Form des Austrittsquerschnittes der Einzelrohre 2, 3, 4 mehr oder minder stark abweichen kann, ist es von Vorteil, dass sie gleichgroß und symmetrisch zueinander sind, da somit eine paritätische gleichförmige Abgaszumischung zu dem Gesamtabgasstrom hinter dem Ausgangsflansch 6 ermöglicht wird, die Staudruck erzeugende und damit leitungsverringernde Druckdifferenzen der Einzelabgasströme verhindert. The abutting ends 7 of the individual tubes 2 , 3 , 4 are welded together at their end edges 9 . Although the shape of the outlet cross-section of the individual tubes 2 , 3 , 4 may differ more or less, it is advantageous that they are equal and symmetrical to each other, since thus a uniform uniform Abgaszumischung to the total exhaust gas flow is made possible behind the output flange 6 , the back pressure prevents generating and thus line-reducing pressure differences of the individual exhaust gas streams.

Zur Herstellung eines derartigen Abgaskrümmers 1 werden die Einzelrohre 2, 3, 4 bauraumgerecht vorgebogen und anschließend in Anpassung an Bauraum und an den hydraulischen Querschnitt verformt. Die Verformung betrifft überwiegend die Enden 7 der Einzelrohre 2, 3, 4, obwohl dies auch zusätzlich im mittleren Bereich 10 der Einzelrohre 2, 3, 4 denkbar ist. Die Verformung erfolgt mittels eines Umformwerkzeuges, vorzugsweise mittels eines Innenhochdruckwerkzeuges, wobei in verfahrensökonomisch einfacher Weise die Einzelrohre 2, 3, 4 zumindest an ihren ausgangsflanschseitigen Enden 7 durch den Schließvorgang eines Innenhochdruckumformwerkzeuges gequetscht und anschließend durch fluidischen Innenhochdruck bedarfs- und konturgerecht verformt werden, so daß sie ausgehend von einem kreisrunden Querschnitt eine derartige Gestalt annehmen, dass sie später an der Innenwandung des Ausgangsflansches 6 konturtreu anliegen und mit ihren Austrittsquerschnitten gemeinsam den lichten Durchmesser des Ausgangsflansches 6 lückenlos ausfüllen. Besonders günstig ist, wenn die Einzelrohre 2, 3, 4 als zusammenhängende Rohrschlange in das Umformwerkzeug eingelegt werden und dann einstückig verformt werden, da man hierbei sowohl im Vorrichtungsbau mehrere Werkzeuge einsparen kann und die sonst erforderlichen mehreren hintereinander folgenden Arbeitsschritte in einem einzigen Umformprozess erfolgen lassen kann. Anschließend wird die verformte Rohrschlange entsprechend in die Einzelrohre 2, 3, 4 beispielsweise mittels Laser aufgetrennt. In order to produce such an exhaust manifold 1 , the individual pipes 2 , 3 , 4 are pre-bent to suit the space required and then deformed in adaptation to installation space and to the hydraulic cross-section. The deformation mainly affects the ends 7 of the individual tubes 2 , 3 , 4 , although this is also conceivable in the central region 10 of the individual tubes 2 , 3 , 4 . The deformation takes place by means of a forming tool, preferably by means of an internal high-pressure tool, wherein in single-process simple manner, the individual tubes 2 , 3 , 4 squeezed at least at their output flange ends 7 by the closing process of a hydroforming and then deformed by fluidic internal high pressure demand and contour right, so that they assume starting from a circular cross-section of such a shape that later they rest on the inner wall of the output flange 6 and with their outlet cross-sections together fill the clear diameter of the output flange 6 gapless. It is particularly advantageous if the individual tubes 2 , 3 , 4 are inserted as a cohesive coil in the forming tool and then deformed in one piece, since this can save several tools both in jig and leave the otherwise required several successive steps in a single forming process can. Subsequently, the deformed coil is correspondingly separated into the individual tubes 2 , 3 , 4, for example by means of laser.

Anschließend werden die so geformten Einzelrohre 2, 3, 4 in den Ausgangsflansch 6 zusammengeführt hineingesteckt und an ihrem dem Ausgangsflansch 6 zugewandten Ende 7 mit diesem über den anliegenden Teilumfang hinweg unmittelbar verschweißt. Unter Umständen werden die Einzelrohre 2, 3, 4 miteinander separat verschweißt und danach in den Ausgangsflansch 6 gesteckt und dort verschweißt. Des weiteren werden die ausgangsflanschseitigen Enden 7 der Einzelrohre 2, 3, 4 an den einander zugewandten Umfangsbereichen, vorzugsweise an den Endkanten 9 miteinander verschweißt. Somit ist die Dichtigkeit zwischen den Einzelrohren 2, 3, 4 untereinander und dem Ausgangsflansch 6 gewährleistet. Subsequently, the individual tubes 2 , 3 , 4 thus formed are inserted into the outlet flange 6 and, at their end 7 facing the outlet flange 6 , they are welded directly to the latter via the adjoining partial circumference. Under certain circumstances, the individual tubes 2 , 3 , 4 are welded together separately and then inserted into the output flange 6 and welded there. Furthermore, the output flange-side ends 7 of the individual tubes 2 , 3 , 4 are welded together at the mutually facing peripheral regions, preferably at the end edges 9 . Thus, the tightness between the individual tubes 2 , 3 , 4 with each other and the output flange 6 is ensured.

Gemäß Fig. 3 kann der Abgaskrümmer 1 auch vierflutig ausgebildet sein, wobei zwei unmittelbar benachbarte Einzelrohre 11, 12, die zwei Zylindern der Brennkraftmaschine zugeordnet sind, deren zeitlicher Abstand in der Zündfolge mindestens 180°-Kurbelwinkel ist, vor dem Ausgangsflansch 6 zusammengeführt sind. Der weiterführende Rohrabschnitt 13 des Einzelrohres 11 ist dann mit dem Ausgangsflansch 6 verbunden. Aufgrund dessen, dass damit nur die Enden dreier Fluten im Ausgangsflansch 6 angeordnet sind, können - bei gleichbleibendem Innendurchmesser des Ausgangsflansches 6 - die Austrittsquerschnitte der Enden größer gestaltet werden als bei der Anordnung von vier Enden, wodurch bei diesem Ausführungsbeispiel die Abgasabführung verbessert wird. Infolge der weit auseinanderliegenden Zündzeitpunkte (≥ 180°-Kurbelwinkel) in den beiden Zylindern, denen die Einzelrohre 11 und 12 zugeordnet sind, treten keine gegenseitige Strömungsstörungen der Abgasströme der Einzelrohre 11 und 12 auf. According to FIG. 3, the exhaust manifold 1 can also be designed as four-flow, wherein two directly adjacent individual pipes 11 , 12 , which are assigned to two cylinders of the internal combustion engine whose time interval in the ignition sequence is at least 180 ° crank angle, are brought together in front of the output flange 6 . The continuing pipe section 13 of the single tube 11 is then connected to the output flange 6 . The output flange 6 with a constant inner diameter - - are the basis of which, so that only the ends of three surges in the outlet flange 6 is arranged can the outlet cross-sections of the ends are made larger than in the arrangement of four ends, whereby the exhaust-gas discharge is improved in this embodiment. Due to the far apart ignition (≥ 180 ° crank angle) in the two cylinders, which are associated with the individual tubes 11 and 12 , no mutual flow disturbances of the exhaust gas streams of the individual tubes 11 and 12 occur.

Die Zusammenführung ist durch eine Anbindung des Endes 14 des einen Einzelrohres 12 an eine in der Rohrwandung befindliche Einstecköffnung 15 des anderen Einzelrohres 11 gebildet. Hierbei wird Bauraum und Material für die Ausbildung des Abgaskrümmers 1 eingespart, da das Einzelrohr 12 relativ kurz ausgestaltet werden kann und nicht ausladend an den anderen Einzelrohren vorbei zum Ausgangsflansch 6 geführt werden muss. Sowohl die Einstecköffnung als auch das eingesteckte Ende 14 des Einzelrohres 12 sind derart zueinander angeordnet und ausgerichtet, dass die Abgasströmungsrichtung des im Einzelrohr 12 geführten Abgases im wesentlichen dem Zusammenführungsbereich der anderen Einzelrohre am Ausgangsflansch 6 zugewandt ist. Dadurch wird verhindert, dass das Abgas aus dem Einzelrohr 12 nicht zum Eingangsflansch des benachbarten Einzelrohres 11 strömt und den später von dort kommenden Abgasstrom behindert. Auch wird im wesentlichen vermieden, dass das Abgas direkt auf die im Zusammenführungsbereich 16 der beiden Abgasrohre 11 und 12 gegenüberliegende Wandung des Einzelrohres 11 prallt und dadurch einen Gegendruck zum weiteren Abgasstrom aus dem Einzelrohr 12 erzeugt, der motorleistungshemmend wirkt. The combination is formed by a connection of the end 14 of a single tube 12 to an insertion opening 15 of the other individual tube 11 located in the tube wall. Here, space and material for the formation of the exhaust manifold 1 is saved, since the single tube 12 can be made relatively short and does not have to be performed over the other individual tubes over to the output flange 6 . Both the insertion opening and the inserted end 14 of the single tube 12 are arranged and aligned with each other such that the exhaust gas flow direction of the guided in the single tube 12 exhaust gas is substantially facing the merge region of the other individual tubes on the output flange 6 . This prevents that the exhaust gas from the single tube 12 does not flow to the inlet flange of the adjacent single tube 11 and obstructs the exhaust gas flow coming from there later. Also, it is substantially avoided that the exhaust gas bounces directly on the merge region 16 of the two exhaust pipes 11 and 12 opposite wall of the single tube 11 and thereby generates a back pressure to the further exhaust gas flow from the single tube 12 , which acts as a motor power retardant.

Die Herstellung der Abgaskrümmer der beiden gezeigten Ausführungsbeispiele gleicht sich weitgehend. In Fig. 3 muß entweder die Rohrschlange länger sein als bei der dreiflutigen Ausführung oder mehrere Einzelrohre in das Umformwerkzeug eingebracht werden. Die Anbindung wird jedoch in vorteilhafter Weise gleichzeitig mit der Umformung der Einzelrohre bzw. der Rohrschlange ausgebildet, wobei während des Umformvorganges eines Einzelrohres oder einer Rohrschlange im Innenhochdruckumformwerkzeug an der Wandung des Einzelrohres 11 oder der Rohrschlange unter Zusammenwirkung des fluidischen Hochdruckes mit einer Zurückweichbewegung eines in einem Abzweig der Gravur des Umformwerkzeuges geführten Schiebers ein Dom ausgeformt wird. Dessen Kappe wird nach der Umformung innerhalb oder außerhalb des Umformwerkzeuges unter Bildung der Einstecköffnung 15 für das Einzelrohr 12 abgetrennt. Das Ende 14 des Einzelrohres 12 wird sodann in die Einstecköffnung 15 eingesteckt, wobei der Dom einen Schiebesitz für das Einzelrohr 12 bilden kann. Die beiden Einzelrohre 11 und 12 können auch am Rand der Einstecköffnung 15 miteinander verschweißt werden. Schließlich wird der so gebildete Abgaskrümmer in erwähnter Weise mit den Eingangsflanschen 5 und dem Ausgangsflansch 6 verschweißt. The production of the exhaust manifold of the two embodiments shown is similar to a large extent. In Fig. 3 either the coil must be longer than in the three-flow design or several individual tubes are introduced into the forming tool. However, the connection is advantageously formed simultaneously with the forming of the individual tubes or the tube coil, wherein during the forming process of a single tube or a coil in the hydroforming on the wall of the single tube 11 or the coil under the effect of fluidic high pressure with a backward movement in one Branch of the engraving of the forming tool guided slide a dome is formed. Its cap is separated after forming inside or outside the forming tool to form the insertion opening 15 for the single tube 12 . The end 14 of the single tube 12 is then inserted into the insertion opening 15 , wherein the dome can form a sliding fit for the single tube 12 . The two individual tubes 11 and 12 can also be welded together at the edge of the insertion opening 15 . Finally, the exhaust manifold thus formed is welded in the manner mentioned with the input flanges 5 and the output flange 6 .

Mittels des angesprochenen Innenhochdruckumformwerkzeug ist es möglich, zwei unterschiedliche Abgaskrürnmer gemäß den beschriebenen Ausführungsbeispielen in einem einzigen Werkzeug ohne besonderen apparativen Aufwand und ohne Umrüstung auszuformen, da für den dreiflutigen zuerst beschriebenen Abgaskrümmer 1 der Schieber im Abzweig des Umformwerkzeuges lediglich in seiner Nicht-Gebrauchsstellung verharren muss, während er für den genannten vierflutigen Abgaskrümmer gesteuert zurückweicht. By means of the mentioned hydroforming, it is possible to form two different Abgaskrürnmer according to the described embodiments in a single tool without special equipment and without retrofitting, since for the dreiflutigen first described exhaust manifold 1, the slide must remain in the branch of the forming tool only in its non-use position while backing off for the aforementioned four-flow exhaust manifold.

Um die Ansprechzeit des im Abgasstrang dem Ausgangsflansch 6 nachgeschalteten Katalysators zu verringern kann der Abgaskrümmer 1 luftspaltisoliert sein. Dabei umfasst dieser zwei miteinander fest und gasdicht verbundene Außenschalen, die die Einzelrohre mit Abstand umgeben. Die miteinander ein Hohlprofil bildenden Schalenbauteile sind am Ausgangsflansch 6 einerseits und an dem jeweiligen Eingangsflansch 5 andererseits sowie an ihrer gegenseitigen Auflagefläche verschweißt. Die Einzelrohre brauchen lediglich mit dem zugeordneten Eingangsflansch 5 verschweißt sein, jedoch im Ausgangsflansch 6 mit Schiebesitz angeordnet. In order to reduce the response time of the exhaust gas downstream of the output flange 6 catalyst, the exhaust manifold 1 may be air gap isolated. In this case, this comprises two fixed and gas-tight outer shells that surround the individual tubes at a distance. The mutually forming a hollow profile shell components are welded to the output flange 6 on the one hand and to the respective input flange 5 on the other hand and on their mutual bearing surface. The individual tubes need only be welded to the associated input flange 5 , but arranged in the output flange 6 with sliding fit.

Falls der Bauraum es zulässt, ist es sinnvoll, für die gegenüberliegende Zylinderbank spiegelbildliche Abgaskrümmer anzuordnen. If the space allows it, it makes sense for the opposite cylinder bank mirror image exhaust manifold to arrange.

Claims

1. Exhaust manifold having at least two individual tubes which are at one end attached by means of an inlet flange to a cylinder head of an internal combustion engine and the other end connected to a common outlet flange, characterized in that the ausgangsflanschseitigen ends (7) of the individual pipes (2, 3, 4; 11) on the inner wall ( 8 ) of the output flange ( 6 ) and are formed such that their outlet cross-sections together fill the clear diameter of the output flange ( 6 ) gapless, and that the hydraulic cross-section of each end ( 7 ) is at least as large as the hydraulic cross section of the remaining single tube ( 2 , 3 , 4 , 11 , 12 ).

2. Exhaust manifold according to claim 1, characterized in that each individual tube ( 2 , 3 , 4 , 11 ) at its the output flange ( 6 ) facing the end ( 7 ) is welded directly to this over a partial circumference.

3. Exhaust manifold according to claim 1, characterized in that the exhaust manifold ( 1 ) is air gap-insulated and has two firmly and gas-tight connected outer shells surrounding the individual tubes ( 2 , 3 , 4 , 11 , 12 ) and the output flange ( 6 ) on the one hand and welded to the respective input flange ( 5 ) on the other hand, and that the individual tubes ( 2 , 3 , 4 , 11 ) welded only to the associated input flange ( 5 ), but in the output flange ( 6 ) are arranged with sliding fit.

4. Exhaust manifold according to one of claims 1 to 3, characterized in that the output flange-side ends ( 7 ) of the individual tubes ( 2 , 3 , 4 , 11 ) are welded together at the mutually facing peripheral regions.

5. Exhaust manifold according to one of claims 1 to 4, characterized in that the individual tubes ( 2 , 3 , 4 , 11 , 12 ) are hydroformed.

6. Exhaust manifold according to one of claims 1 to 5, characterized in that immediately adjacent individual tubes ( 11 , 12 ), the cylinders of the internal combustion engine are assigned, the time interval in the firing order is at least 180 ° crank angle, in front of the output flange ( 6 ) are merged, wherein a further pipe section ( 13 ) of the individual tubes ( 11 ) with the output flange ( 6 ) is connected.

7. Exhaust manifold according to claim 6, characterized in that the merger is formed by a connection of the end ( 14 ) of a single tube ( 12 ) located in the pipe wall insertion opening ( 15 ) of the other single tube ( 11 ).

8. Exhaust manifold according to claim 7, characterized in that both the insertion opening ( 15 ) of a single tube ( 11 ) and the inserted end ( 14 ) of the other single tube ( 12 ) are arranged such that the exhaust gas flow direction substantially the merge region of the other Single tubes facing the output flange ( 6 ).

9. Exhaust manifold according to one of claims 1 to 8, characterized in that the outlet cross sections of the output flange-side ends ( 7 ) of the individual tubes ( 2 , 3 , 4 , 11 ) are the same size.

10. A method for producing an exhaust manifold with at least two individual tubes, which are attached at one end by means of an input flange to a cylinder head of an internal combustion engine and the other end connected to a common output flange, characterized in that the individual tubes ( 2 , 3 , 4 , 11 ) in the output flange ( 6 ) are inserted into it, being based on a circular cross-section at their output flange side ( 7 ) previously deformed by means of a forming such that they rest against the inner wall ( 8 ) of the output flange ( 6 ) and with their outlet cross-sections together clear Completely fill the diameter of the output flange ( 6 ), wherein the hydraulic cross section of each end ( 7 ) is at least as large as the hydraulic cross section of the remaining single tube ( 2 , 3 , 4 , 11 ).

11. The method according to claim 10, characterized in that the individual tubes ( 2 , 3 , 4 , 11 , 12 ) are bent to fit space.

12. The method according to any one of claims 10 or 11, characterized in that each individual tube ( 2 , 3 , 4 , 11 ) at its the output flange ( 6 ) facing the end ( 7 ) is welded directly to this over a partial circumference.

13. The method according to any one of claims 10 to 12, characterized in that the individual tubes ( 2 , 3 , 4 ; 11 ) are squeezed at least at their output flange-side ends ( 7 ) by the closing operation of a hydroforming and then deformed as required by fluidic internal high pressure.

14. The method according to any one of claims 10 to 13, characterized in that the individual tubes ( 2 , 3 , 441 , 12 ) are integrally deformed as a cohesive coil and that subsequently the tube coil in the individual tubes ( 2 , 3 , 4 , 11 , 12 ) is separated.

15. The method according to any one of claims 10 to 14, characterized in that immediately adjacent individual tubes ( 11 , 12 ), the cylinders of the internal combustion engine are assigned, the time interval in the firing order is at least 180 ° crank angle, in front of the output flange ( 6 ). are inserted into each other, wherein previously the pipe wall of one of the individual tubes ( 11 ) is cut to form an insertion opening ( 15 ), and that a further pipe section ( 13 ) of one of the individual tubes ( 11 ) with the output flange ( 6 ) is connected.

16. The method according to any one of claims 13 to 15, characterized in that during the forming process of a single tube ( 11 ) or a coil in the hydroforming on the wall of the single tube ( 11 ) or the coil under the interaction of the fluidic high pressure with a backward movement in one Branch of the engraving of the forming tool guided slide a dome is formed, the cap is subsequently separated to form an insertion opening ( 15 ) for a further single tube ( 12 ).

17. The method according to any one of claims 10 to 16, characterized in that two together forming a hollow profile shell components on the output flange ( 6 ) on the one hand and on the respective input flange ( 5 ) on the other hand and at their mutual bearing surface are welded together tightly and gas-tight, the Individual tubes ( 2 , 3 , 4 , 11 , 12 ) are enclosed by the shell components at a distance, and that the individual tubes ( 2 , 3 , 4 , 11 ) welded only to the associated input flange ( 5 ), but in the output flange ( 6 ) Sliding seat can be arranged.

18. Exhaust manifold according to one of claims 10 to 17, characterized in that the output flange-side ends ( 7 ) of the individual tubes ( 2 , 3 , 4 , 11 ) are welded together at the mutually facing peripheral regions.