DE102006024944A1 - Exhaust pipe section and method for attaching a nozzle to an exhaust pipe - Google Patents

Exhaust pipe section and method for attaching a nozzle to an exhaust pipe Download PDF

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Abstract

Ein Abgasleitungsabschnitt hat eine einen Durchbruch (16) aufweisende Wandung (10) und einen an der Wandung (10) im Bereich des Durchbruchs (16) von außen befestigten Stutzen (12) mit einem kontinuierlich konvex gekrümmten Endabschnitt (14). Die Wandung (10) ist in dem den Durchbruch (16) umgebenden Abschnitt (26) als Vertiefung (28) ausgebildet, in der der Endabschnitt (14) zumindest teilweise aufgenommen ist. Außerdem wird ein Verfahren zur Befestigung eines Stutzens (12) mit einem kontinuierlich konvex gekrümmten Endabschnitt (14) an einer Abgasleitung beschrieben.An exhaust pipe section has an opening (16) having a wall (10) and on the wall (10) in the region of the opening (16) fixed from the outside nozzle (12) having a continuously convexly curved end portion (14). The wall (10) is formed in the portion (26) surrounding the aperture (16) as a recess (28) in which the end portion (14) is at least partially received. In addition, a method for fastening a nozzle (12) with a continuously convexly curved end portion (14) on an exhaust pipe is described.

Description

Die Erfindung betrifft einen Abgasleitungsabschnitt mit einer einen Durchbruch aufweisenden Wandung und einem an der Wandung im Bereich des Durchbruchs von außen befestigten Stutzen, der einen kontinuierlich konvex gekrümmten Endabschnitt hat. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Befestigung eines Stutzens mit einem kontinuierlich konvex gekrümmten Endabschnitt an einer Abgasleitung.The The invention relates to an exhaust pipe section with a Breakthrough wall and one on the wall in the area the breakthrough from the outside fixed nozzle, which has a continuously convexly curved end portion. Furthermore The invention relates to a method for attaching a nozzle with a continuously convexly curved end portion at one Exhaust pipe.

Bei Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere in Kraftfahrzeugen, können verschiedene Sonden zur Erfassung von Abgasparametern vorgesehen sein, beispielsweise Lambda-Sonden, Druckfühler, Temperaturfühler und dergleichen. Über diese Sonden wird beispielsweise die Einspritzung bei den Verbrennungskraftmaschinen oder auch die Abgasnachbehandlung, z.B. die Regeneration von Partikelfiltern, gesteuert. Zur Halterung einer Sonde ist ein Sondenstutzen vorgesehen, der in der DE 42 24 251 C1 einen kugelkalottenförmigen, in die Abgasleitung teilweise hineinragenden und an der Wandung befestigten Endabschnitt besitzt. Durch diese Form läßt sich der Sondenstutzen als Standardteil herstellen, da er unter verschiedensten Winkellagen an der Wandung angeschweißt werden kann, abhängig von dem jeweiligen zur Verfügung stehenden Bauraum. Darüber hinaus können auch andere Funktionsteile als Sonden an einem Stutzen mit dem Inneren der Abgasleitung in Verbindung stehen, z. B. Druckleitungen oder Einspritzelemente.In internal combustion engines, especially in motor vehicles, various probes for detecting exhaust gas parameters may be provided, for example, lambda probes, pressure sensors, temperature sensors and the like. About these probes, for example, the injection in the internal combustion engines or the exhaust aftertreatment, such as the regeneration of particulate filters controlled. For holding a probe, a probe neck is provided, which in the DE 42 24 251 C1 has a spherical cap, in the exhaust pipe partially protruding and fixed to the wall end portion. By this form, the probe neck can be produced as a standard part, since it can be welded to the wall under various angular positions, depending on the available space available. In addition, other functional parts can be connected as probes on a nozzle with the interior of the exhaust pipe, for. B. pressure lines or injection elements.

Allerdings hat sich gezeigt, daß bei der Befestigung des Stutzens an der Abgasleitung, beispielsweise durch Schweißen, im Bereich des Durchbruchs unerwünschtes Material wie Schweißspritzer durch einen zwischen dem Stutzen und der Abgasleitung vorhandenen Spalt in die Abgasleitung gelangen kann.Indeed has been shown that at the attachment of the nozzle to the exhaust pipe, for example by welding, in the area of breakthrough undesirable Material like spatter through an existing between the nozzle and the exhaust pipe gap can get into the exhaust pipe.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Abgasleitungsabschnitt mit einem Stutzen bzw. ein Verfahren zu dessen Herstellung zu schaffen, bei dem dieses Problem nicht auftritt.task The invention is therefore an exhaust pipe section with a To provide neck or a process for its preparation, in which this problem does not occur.

Erfindungsgemäß ist dazu bei einem Abgasleitungsabschnitt der eingangs genannten Art vorgesehen, daß die Wandung in dem den Durchbruch umgebenden Abschnitt als Vertiefung ausgebildet ist, in der der Endabschnitt zumindest teilweise aufgenommen ist. Die Wandung der Abgasleitung erstreckt sich also vom Durchbruch ausgehend über einen gewissen Bereich unmittelbar an der Außenfläche des Stutzens entlang, wodurch sich eine Art Abdichtung zwischen dem Stutzen und der Abgasleitung ergibt, die ein Eindringen von unerwünschtem Material in die Abgasleitung verhindert.According to the invention is this provided in an exhaust pipe section of the type mentioned, that the Wall in the section surrounding the breakthrough as a recess is formed, in which the end portion at least partially received is. The wall of the exhaust pipe thus extends from the breakthrough starting over a certain area immediately along the outer surface of the nozzle along, thereby a kind of seal between the nozzle and the exhaust pipe indicates the penetration of unwanted material into the exhaust pipe prevented.

Vorzugsweise ist der Endabschnitt an einem äußeren Rand der Vertiefung mit der Wandung verbunden. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß keine bei der Befestigung des Stutzens anfallenden Schweißspritzer oder ähnliches unerwünschtes Material in die Abgasleitung gelangen kann, da die Verbindung von Abgasleitung und Stutzen in einem Bereich erfolgt, der, bezogen auf die Mittelachse des Stutzens, weit außerhalb des Durchbruchs angeordnet ist.Preferably is the end portion at an outer edge the depression connected to the wall. This will ensure that no welding spatter arising during attachment of the nozzle or similar undesirable Material can get into the exhaust pipe, since the connection of Exhaust pipe and nozzle in an area that is related placed on the central axis of the nozzle, far outside the aperture is.

Insbesondere handelt es sich bei der Vertiefung um einen konkaven, eingedrückten Wandabschnitt, der sich vergleichsweise einfach fertigen läßt.Especially if the recess is a concave, indented wall section, which can be comparatively easily finished.

Bevorzugt weist der Stutzen eine zentrische Öffnung mit einem Gewinde auf, die der Anordnung bzw. Arretierung eines Funktionsteils, insbesondere einer Sonde, dienen.Prefers the socket has a central opening with a thread, the arrangement or locking of a functional part, in particular a Probe, serve.

Was den Endabschnitt anbelangt, so sollte dieser ähnlich wie im Stand der Technik ausgeführt sein, nämlich derartig konvex, daß er unter verschiedenen Winkellagen relativ zur Wandung befestigt werden kann, und zwar ohne Vorsehen eines Adapterstücks oder dergleichen.What As far as the end portion is concerned, it should be similar to the prior art be executed namely so convex that he be attached under different angular positions relative to the wall can, without providing an adapter or the like.

Um eine sichere Lagerung des Stutzens zu erreichen, sollte die Vertiefung im wesentlichen komplementär zu dem in ihr aufgenommenen Teil des Endabschnitts gestaltet sein. Dies bedeutet insbesondere, daß, wenn der Stutzen und somit der Endabschnitt gegenüber der Normalen der Wandung verkippt ist, auch die Vertiefung entsprechend asymmetrisch ausgeführt ist.Around to achieve a safe storage of the neck, the indentation should essentially complementary to the part of the end section taken up in it. This means in particular that when the nozzle and thus the end portion opposite the Normal of the wall is tilted, also the depression accordingly asymmetric design is.

Insbesondere wird der Stutzen durch Schweißen an der Wandung befestigt, er kann jedoch auch angelötet oder angeklebt sein. Auch in den beiden letztgenannten Fällen bietet die erfindungsgemäße Ausgestaltung Vorteile dahingehend, daß kein unerwünschtes, bei der Befestigung anfallendes Material in die Abgasleitung gelangen kann.Especially is the nozzle by welding attached to the wall, but it can also be soldered or be glued on. Also offers in the latter two cases the embodiment of the invention Advantages in that no unwanted, get stuck in the attachment material in the exhaust pipe can.

Gemäß eines zweiten Aspektes der Erfindung ist ein Verfahren zur Befestigung eines Stutzens vorgesehen, das die folgenden Schritte aufweist: Zunächst wird ein Durchbruch in einer Wandung der Abgasleitung hergestellt, insbesondere durch Stanzen. Anschließend wird ein den Durchbruch umgebender Abschnitt der Wandung zur Bildung einer konkaven Vertiefung eingedrückt. Die Krümmung der Vertiefung ist dabei der Krümmung des Endabschnitts in einem Kontaktabschnitt angepaßt. Schließlich wird der Stutzen mit dem Endabschnitt in die Vertiefung eingesetzt und der Endabschnitt mit der Wandung verbunden. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich insbesondere durch seine Einfachheit und damit Kostengünstigkeit aus. Es stellt sicher, daß ein standardisierter Stutzen für unterschiedlichste Abgasleitungen verwendet werden kann; lediglich die Ausrichtung der Vertiefung ist von der Ausrichtung des Stutzens im konkreten Anwendungsfall abhängig.According to a second aspect of the invention, a method for fastening a nozzle is provided, which comprises the following steps: First, a breakthrough in a wall of the exhaust pipe is made, in particular by punching. Subsequently, a portion surrounding the aperture of the wall is pressed to form a concave depression. The curvature of the recess is adapted to the curvature of the end portion in a contact portion. Finally, the nozzle is inserted with the end portion in the recess and the end portion connected to the wall. The inventive method is characterized in particular by its simplicity and thus cost-effectiveness out. It ensures that a standardized nozzle can be used for a wide variety of exhaust pipes; only the orientation of the recess depends on the orientation of the nozzle in a specific application.

Wie bereits erwähnt wird der Endabschnitt vorteilhaft an einem äußeren Rand der Vertiefung mit der Wandung verbunden, der außerhalb des Durchbruchs angeordnet ist.As already mentioned the end portion is advantageously at an outer edge of the recess with the Wall connected to the outside the breakthrough is arranged.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform anhand der beigefügten Zeichnung. In dieser zeigt:Further Features and advantages of the invention will become apparent from the following Description of a preferred embodiment with reference to the accompanying drawings. In this shows:

1 einen Längsschnitt durch einen Abgasleitungsabschnitt gemäß dem Stand der Technik; und 1 a longitudinal section through an exhaust pipe section according to the prior art; and

2 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Abgasleitungsabschnitt. 2 a longitudinal section through an exhaust pipe section according to the invention.

1 zeigt einen Abgasleitungsabschnitt einer Verbrennungskraftmaschine gemäß dem Stand der Technik. Die Abgasleitung wird durch ein Abgasrohr mit einer zylindrischen Wandung 10 definiert. An der Wandung 10 ist ein Stutzen 12 befestigt, der einen konvex gekrümmten Endabschnitt 14 aufweist, welcher zum Teil durch einen Durchbruch 16 ins Innere des Rohres, d.h. in die Abgasleitung hineinragt. Der Stutzen 12 hat eine zentrische Öffnung 18 mit einem Gewinde 20 zur Aufnahme eines Funktionsteils, insbesondere einer Sonde. Unmittelbar am Rand des Durchbruchs 16 ist der Stutzen 12 an der Wandung 10 befestigt, hier angeschweißt. Die Schweißnaht trägt das Bezugszeichen 22. Ungünstig bei der gezeigten Ausgestaltung ist, daß beim Herstellen der Schweißnaht 22 Schweißspritzer durch einen Spalt 24 zwischen dem Endabschnitt 14 und dem Rand des Durchbruchs 16 in das Abgasrohr fallen können. 1 shows an exhaust pipe section of an internal combustion engine according to the prior art. The exhaust pipe is through an exhaust pipe with a cylindrical wall 10 Are defined. On the wall 10 is a neck 12 attached, which has a convexly curved end portion 14 which is partly due to a breakthrough 16 into the interior of the tube, that projects into the exhaust pipe. The stub 12 has a centric opening 18 with a thread 20 for receiving a functional part, in particular a probe. Immediately on the edge of the breakthrough 16 is the neck 12 on the wall 10 attached, welded here. The weld bears the reference numeral 22 , Unfavorable in the embodiment shown is that during manufacture of the weld 22 Spatter through a gap 24 between the end section 14 and the edge of the breakthrough 16 can fall into the exhaust pipe.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung, die eben dieses Problem vermeidet, ist in 2 gezeigt. Dabei tragen gleiche oder funktionsgleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen, und es wird lediglich auf die Unterschiede zum Stand der Technik eingegangen. Erfindungsgemäß ist die Wandung 10 in einem den Durchbruch 16 umgebenden Abschnitt 26 als Vertiefung 28 ausgebildet, in der der Endabschnitt 14 zu einem großen Teil aufgenommen ist. Bei der Vertiefung 28 handelt es sich um einen konkaven eingedrückten Wandabschnitt, der im wesentlichen komplementär zu dem in ihm aufgenommenen Teil des Endabschnitts 14 gestaltet ist. Wie auch im Stand der Technik ist der konvex gekrümmte Endabschnitt 14 des Stutzens 12 insbesondere kugelkalottenförmig. Er kann aber auch eine andere, zu seiner Mittelachse A symmetrische oder unsymmetrische Form haben, z.B. im weitesten Sinne ei- oder kuppelförmig ausgeführt sein. Da die Form des Endabschnitts 14 die Form der Vertiefung 28 vorgibt, die in das Innere der Abgasleitung ragt, sollte die Krümmung des Endabschnitts 14 im Hinblick auf einen möglichst geringen Strömungswiderstand und geringe Turbulenzen hin ausgeführt sein.The embodiment of the invention, which avoids just this problem, is in 2 shown. The same or functionally identical components bear the same reference numerals, and it is only discussed the differences from the prior art. According to the invention, the wall is 10 in a breakthrough 16 surrounding section 26 as a depression 28 formed in the end portion 14 is recorded to a large extent. At the recess 28 it is a concave indented wall portion which is substantially complementary to the part of the end portion received therein 14 is designed. As in the prior art, the convexly curved end portion 14 of the neck 12 in particular spherical cap. However, it can also have another, symmetrical or asymmetrical to its central axis A shape, for example, in the broadest sense one or dome-shaped. Because the shape of the end section 14 the shape of the depression 28 pretending that projects into the interior of the exhaust pipe, the curvature of the end portion should 14 be executed with regard to the lowest possible flow resistance and low turbulence out.

Um sicherzustellen, daß kein unerwünschtes Material in die Abgasleitung gelangen kann, ist der Endabschnitt 14 an einem äußeren Rand 30 der Vertiefung 28 mit der Wandung 10 verbunden, hier verschweißt. Alternativ könnte der Endabschnitt 14 auch an die Wandung 10 angelötet oder angeklebt sein.To ensure that no unwanted material can get into the exhaust pipe is the end portion 14 on an outer edge 30 the depression 28 with the wall 10 connected, welded here. Alternatively, the end section could 14 also on the wall 10 be soldered or glued.

Durch die konvexe Ausbildung des Endabschnitts 14 kann der Stutzen 12 in unterschiedlichen Winkellagen relativ zur Wandung 10 eingebaut werden. Im gezeigten Beispiel ist der Stutzen 12 gegenüber der Querschnittsebene B des Abgasrohres um einen Winkel α verkippt. Alternativ oder zusätzlich kann der Stutzen 12 auch in der Querschnittsebene B des Rohres verkippt sein.Due to the convex design of the end section 14 can the neck 12 in different angular positions relative to the wall 10 to be built in. In the example shown is the nozzle 12 tilted relative to the cross-sectional plane B of the exhaust pipe by an angle α. Alternatively or additionally, the nozzle 12 be tilted in the cross-sectional plane B of the tube.

Zur Befestigung des Stutzens 12 an der Wandung 10 des Abgasrohres wird zunächst der Durchbruch 16 in der Wandung 10 hergestellt, z.B. durch Stanzen oder durch Laserschneiden. Anschließend wird der den Durchbruch 16 umgebende Abschnitt 26 eingedrückt, um die konkave Vertiefung 28 zu bilden, deren Krümmung der Krümmung des Endabschnitts 14, zumindest in einem Kontaktabschnitt zwischen Endabschnitt 14 und Vertiefung 28, angepaßt ist. Es ist natürlich auch möglich, den Durchbruch 16 in einem Arbeitsgang mit der Vertiefung 28 herzustellen. Der Stutzen 12 wird mit dem Endabschnitt 14 in die Vertiefung 28 eingesetzt und schließlich der Endabschnitt 14 am äußeren Rand 30 der Vertiefung 28 mit der Wandung 10 verbunden.For attachment of the neck 12 on the wall 10 the exhaust pipe is the breakthrough first 16 in the wall 10 manufactured, eg by punching or by laser cutting. Then the breakthrough 16 surrounding section 26 indented to the concave depression 28 whose curvature is the curvature of the end portion 14 , at least in a contact portion between end portion 14 and deepening 28 , is adapted. Of course it is also possible the breakthrough 16 in one operation with the recess 28 manufacture. The stub 12 becomes with the end section 14 into the depression 28 used and finally the end section 14 on the outer edge 30 the depression 28 with the wall 10 connected.

1010
Wandungwall
1212
StutzenSupport
1414
Endabschnittend
1616
Durchbruchbreakthrough
1818
Öffnungopening
2020
Gewindethread
2222
SchweißnahtWeld
2424
Spaltgap
2626
Abschnittsection
2828
Vertiefungdeepening
3030
Randedge
AA
Mittelachsecentral axis
BB
QuerschnittsebeneCross-sectional plane
αα
Winkelangle

Claims (10)

Abgasleitungsabschnitt, mit einer einen Durchbruch (16) aufweisenden Wandung (10) und einem an der Wandung (10) im Bereich des Durchbruchs (16) von außen befestigten Stutzen (12), der einen kontinuierlich konvex gekrümmten Endabschnitt (14) hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung (10) in dem den Durchbruch (16) umgebenden Abschnitt (26) als Vertiefung (28) ausgebildet ist, in der der Endabschnitt (14) zumindest teilweise aufgenommen ist.Exhaust pipe section, with a breakthrough ( 16 ) having wall ( 10 ) and one on the wall ( 10 ) in the area of the breakthrough ( 16 ) from the outside attached spigot ( 12 ), which has a continuously convexly curved end section (FIG. 14 ), characterized in that the wall ( 10 ) in which the breakthrough ( 16 ) surrounding section ( 26 ) as a recess ( 28 ) is formed, in which the end portion ( 14 ) is at least partially included. Abgasleitungsabschnitt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Endabschnitt (14) an einem äußerem Rand (30) der Vertiefung (28) mit der Wandung (10) verbunden ist.Exhaust pipe section according to claim 1, characterized in that the end section ( 14 ) on an outer edge ( 30 ) of the depression ( 28 ) with the wall ( 10 ) connected is. Abgasleitungsabschnitt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, es sich bei der Vertiefung (28) um einen konkaven eingedrückten Wandabschnitt handelt.Exhaust line section according to claim 1 or 2, characterized in that it is in the recess ( 28 ) is a concave indented wall section. Abgasleitungsabschnitt einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stutzen (12) eine zentrische Öffnung (18) mit einem Gewinde (20) aufweist.Exhaust line section according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting piece ( 12 ) a centric opening ( 18 ) with a thread ( 20 ) having. Abgasleitungsabschnitt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Endabschnitt (14) so konvex ausgeführt ist, daß der Stutzen (12) unter verschiedenen Winkellagen relativ zur Wandung (10) befestigt werden kann.Exhaust pipe section according to one of the preceding claims, characterized in that the end section ( 14 ) is designed so convex that the neck ( 12 ) under different angular positions relative to the wall ( 10 ) can be attached. Abgasleitungsabschnitt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung (28) im wesentlichen komplementär zu dem in ihr aufgenommenen Teil des Endabschnitts (14) gestaltet ist.Exhaust pipe section according to one of the preceding claims, characterized in that the recess ( 28 ) substantially complementary to the part of the end section ( 14 ) is designed. Abgasleitungsabschnitt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stutzen (12) durch Schweißen, Löten oder Kleben an der Wandung (10) befestigt ist.Exhaust line section according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting piece ( 12 ) by welding, soldering or gluing on the wall ( 10 ) is attached. Verfahren zur Befestigung eines Stutzens (12) mit einem kontinuierlich konvex gekrümmten Endabschnitt (14) an einer Abgasleitung, gekennzeichnet durch folgende Schritte: – Herstellen eines Durchbruchs (16) in einer Wandung (10) der Abgasleitung, insbesondere durch Stanzen, – Eindrücken eines den Durchbruch (16) umgebenden Abschnitts (26) zur Bildung einer konkaven Vertiefung (28), deren Krümmung der des Endabschnitts (14) in einem Kontaktabschnitt angepaßt ist, – Einsetzen des Stutzens (12) mit dem Endabschnitt (14) in die Vertiefung (28) und – Verbinden des Endabschnitts (14) mit der Wandung (10).Method for fastening a nozzle ( 12 ) with a continuously convexly curved end section ( 14 ) on an exhaust pipe, characterized by the following steps: - producing a breakthrough ( 16 ) in a wall ( 10 ) of the exhaust pipe, in particular by punching, - impressing a breakthrough ( 16 ) surrounding section ( 26 ) to form a concave depression ( 28 ) whose curvature is that of the end portion ( 14 ) is adapted in a contact section, - insertion of the nozzle ( 12 ) with the end section ( 14 ) into the depression ( 28 ) and - connecting the end section ( 14 ) with the wall ( 10 ). Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Endabschnitt (14) an einem äußeren Rand (30) der Vertiefung (28) mit der Wandung (10) verbunden wird.Method according to claim 8, characterized in that the end section ( 14 ) on an outer edge ( 30 ) of the depression ( 28 ) with the wall ( 10 ) is connected. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchbruch (16) im selben Arbeitsgang wie das Eindrücken des den Durchbruch (16) umgebenden Abschnitts (26) hergestellt wird.Method according to claim 8 or 9, characterized in that the breakthrough ( 16 ) in the same operation as impressing the breakthrough ( 16 ) surrounding section ( 26 ) will be produced.
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