(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気系のアセンブリユニットであって、
パイプソケットと前記パイプソケットの外側に配置されたブラケットとを含む、鋳造材料からなる接続ファンネルと、
前記接続ファンネルの前記ブラケットに固定された接続部を有するパイプと、を含み、
前記パイプソケットが、前記パイプの前記接続部を越えて前記パイプの内部へ突出し、前記パイプソケットが、前記パイプの内壁から少なくとも前記パイプの肉厚分だけ離間され、
前記接続ファンネルの前記パイプソケットが、前記パイプの内壁から前記パイプソケットまでの距離が一定である第１の部分と、前記第１の部分に隣接し、前記パイプの内壁から前記パイプソケットまでの距離が前記第１の部分における前記距離に対して継続して増加していく第２の部分とを有し、前記第２の部分が、前記第１の部分と前記接続ファンネルの本体との間に配置された、アセンブリユニット。
【請求項２】
前記接続ファンネルの前記パイプソケットが、前記パイプの前記接続部を越えて、０．８ｃｍ以上３ｃｍ未満か、１ｃｍ以上１０ｃｍ未満か、１．５ｃｍ以上３ｃｍ未満か、または１ｃｍ以上１０ｃｍ未満、前記パイプの内部へ突出する、請求項１に記載のアセンブリユニット。
【請求項３】
前記接続ファンネルの前記パイプソケットが、前記パイプの前記接続部を越えて、０．８ｃｍ以上か、１ｃｍ以上か、１．５ｃｍ以上か、２ｃｍ以上か、または３ｃｍ以上、前記パイプの内部へ突出する、請求項１に記載のアセンブリユニット。
【請求項４】
前記接続ファンネルの前記パイプソケットが、前記パイプの前記接続部を越えて、１０ｃｍ未満または３ｃｍ以下、前記パイプの内部へ突出する、請求項３に記載のアセンブリユニット。
【請求項５】
前記接続ファンネルの前記パイプソケットが、前記パイプの内壁から、０．８ｍｍ以上か、１ｍｍ以上か、１．５ｍｍ以上か、３ｍｍ以上か、５ｍｍ以上か、または７ｍｍ以上、離間された、請求項１から４のうちの１項に記載のアセンブリユニット。
【請求項６】
前記接続ファンネルの前記パイプソケットが、前記パイプの内壁から、３ｃｍ未満または７ｍｍ以下、離間された、請求項５に記載のアセンブリユニット。
【請求項７】
前記接続ファンネルの前記パイプソケットが、前記パイプの肉厚の少なくとも２倍か、前記パイプの肉厚の少なくとも５倍か、または前記パイプの肉厚の少なくとも１０倍に相当する肉厚を有する、請求項１から６のうちの１項に記載のアセンブリユニット。
【請求項８】
前記接続ファンネルが、第１端接続ファンネルであり、
第２端パイプソケットと前記第２端パイプソケットの外側に配置された第２端ブラケットとを含む、鋳造材料からなる第２端接続ファンネルをさらに含み、
前記パイプが、前記第２端接続ファンネルの前記第２端ブラケットに固定された第２端接続部を有し、前記第２端パイプソケットが、前記パイプの前記第２端接続部を越えて前記パイプの内部へ突出し、前記第２端パイプソケットが、前記パイプの内壁から少なくとも前記パイプの肉厚分だけ離間された、請求項１から７のうちの１項に記載のアセンブリユニット。
【請求項９】
前記接続ファンネルの前記パイプソケットと前記ブラケットとが一緒に、前記ブラケットを形成する短い脚部と前記パイプソケットを形成する長い脚部とを有するように形成されたＵ字形断面を有し、前記短い脚部および前記長い脚部のそれぞれが前記パイプに向けられ、前記Ｕ字形断面の底部が前記パイプの内部と流体接続する、請求項１から８のうちの１項に記載のアセンブリユニット。
【請求項１０】
前記パイプの前記接続部と前記接続ファンネルの前記ブラケットとの間の接続が、溶接シームまたははんだ付けシームによって確立された、請求項１から９のうちの１項に記載のアセンブリユニット。
【請求項１１】
前記接続ファンネルの前記ブラケットが、前記パイプの内側または外側に配置され、前記パイプの長手方向において１ｍｍ以上か、２ｍｍ以上か、または３ｍｍ以上前記パイプと重複することと、
前記パイプが、前記接続ファンネルの前記ブラケットから１．５ｍｍ未満か、１．０ｍｍ未満か、または０．５ｍｍ未満離間されたことと、
のうちの少なくとも１つである、請求項１から１０のうちの１項に記載のアセンブリユニット。
【請求項１２】
少なくとも１つの接続ファンネルの前記パイプソケットが、少なくとも１つのブラケットの長さの少なくとも１．２５倍か、少なくとも１．５倍か、少なくとも２倍か、または少なくとも３倍に相当する長さを有する、請求項１から１１のうちの１項に記載のアセンブリユニット。
【請求項１３】
前記接続ファンネルの前記パイプソケットと前記ブラケットとが、それらの全周にわたって気密的に互いに接続された、請求項１から１２のうちの１項に記載のアセンブリユニット。
【請求項１４】
排気系用アセンブリユニットであって、
パイプソケットと前記パイプソケットの外側に配置されたブラケットとを含む、鋳造材料からなる接続ファンネルと、
前記接続ファンネルの前記ブラケットに固定された接続部を有するパイプと、を含み、
前記パイプソケットが、前記パイプの前記接続部を越えて前記パイプの内部へ突出し、前記パイプソケットが、前記パイプの内壁から少なくとも前記パイプの肉厚分だけ離間され、
前記接続ファンネルの前記パイプソケットと前記ブラケットとが一緒に、前記ブラケットを形成する短い脚部と前記パイプソケットを形成する長い脚部とを有するように形成されたＵ字形断面を有し、
前記短い脚部および前記長い脚部のそれぞれが前記パイプに向けられ、前記Ｕ字形断面の底部が前記パイプの内部と流体接続し、
前記接続ファンネルの前記パイプソケットが、前記パイプの内壁から前記パイプソケットまでの距離が一定である第１の部分と、前記第１の部分に隣接し、前記パイプの内壁から前記パイプソケットまでの距離が前記第１の部分における前記距離に対して継続して増加していく第２の部分とを有し、前記第２の部分が、前記第１の部分と前記接続ファンネルの本体との間に配置された、排気系用アセンブリユニット。
【請求項１５】
前記接続ファンネルが、第１端接続ファンネルであり、
第２端パイプソケットと前記第２端パイプソケットの外側に配置された第２端ブラケットとを含む、鋳造材料からなる第２端接続ファンネルをさらに含み、
前記パイプが、前記第２端接続ファンネルの前記第２端ブラケットに固定された第２端接続部を有し、前記第２端パイプソケットが、前記パイプの前記第２端接続部を越えて前記パイプの内部へ突出し、前記第２端パイプソケットが、前記パイプの内壁から少なくとも前記パイプの肉厚分だけ離間された、請求項１４に記載の排気系用アセンブリユニット。
【請求項１６】
内燃機関によって動作する車両のための排気系であって、
内燃機関との接続用に設計された内燃接続排気エルボと、
排気管を介して前記排気エルボと流体接続するテールパイプと、
請求項１から１５のうちの１項に記載のアセンブリユニットと、を含み、
前記アセンブリユニットの前記接続ファンネルと前記パイプとが、前記排気エルボと前記テールパイプとの間に配置され、前記排気エルボおよび前記テールパイプの両方と流体接続する、排気系。
【請求項１７】
内燃機関によって動作する車両のための排気系であって、
内燃機関との接続用に設計された内燃接続排気エルボと、
排気管を介して前記排気エルボと流体接続するテールパイプと、
アセンブリユニットと、を含み、
前記アセンブリユニットが、
パイプソケットと前記パイプソケットの外側に配置されたブラケットとを含む、鋳造材料からなる接続ファンネルと、
前記接続ファンネルの前記ブラケットに固定された接続部を有するパイプと、を含み、
前記パイプソケットが、前記パイプの前記接続部を越えて前記パイプの内部へ突出し、前記パイプソケットが、前記パイプの内壁から少なくとも前記パイプの肉厚分だけ離間され、前記アセンブリユニットの前記接続ファンネルと前記パイプとが、前記排気エルボと前記テールパイプとの間に配置され、前記排気エルボおよび前記テールパイプの両方と流体接続し、
前記接続ファンネルの前記パイプソケットが、前記パイプの内壁から前記パイプソケットまでの距離が一定である第１の部分と、前記第１の部分に隣接し、前記パイプの内壁から前記パイプソケットまでの距離が前記第１の部分における前記距離に対して継続して増加していく第２の部分とを有し、前記第２の部分が、前記第１の部分と前記接続ファンネルの本体との間に配置された、排気系。
【請求項１８】
前記接続ファンネルの前記パイプソケットが、前記パイプの前記接続部を越えて、０．８ｃｍ以上３ｃｍ未満か、１ｃｍ以上１０ｃｍ未満か、１．５ｃｍ以上３ｃｍ未満か、または１ｃｍ以上１０ｃｍ未満、前記パイプの内部へ突出し、
前記接続ファンネルの前記パイプソケットが、前記パイプの内壁から、０．８ｍｍ以上か、１ｍｍ以上か、１．５ｍｍ以上か、または３ｍｍ以上、離間され、
前記接続ファンネルの前記ブラケットが、前記パイプの内側または外側に配置され、前記パイプの長手方向において１ｍｍ以上前記パイプと重複することと、
前記パイプが、前記接続ファンネルの前記ブラケットから１．５ｍｍ未満離間されたことと、
のうちの少なくとも１つである、請求項１７に記載の排気系。
【請求項１９】
前記接続ファンネルの前記パイプソケットが、前記パイプの肉厚の少なくとも２倍に相当する肉厚を有する、請求項１７から１８のうちの１項に記載の排気系。
【請求項２０】
前記接続ファンネルが、第１端接続ファンネルであり、
第２端パイプソケットと前記第２端パイプソケットの外側に配置された第２端ブラケットとを含む、鋳造材料からなる第２端接続ファンネルをさらに含み、
前記パイプが、前記第２端接続ファンネルの前記第２端ブラケットに固定された第２端接続部を有し、前記第２端パイプソケットが、前記パイプの前記第２端接続部を越えて前記パイプの内部へ突出し、前記第２端パイプソケットが、前記パイプの内壁から少なくとも前記パイプの肉厚分だけ離間された、請求項１７から１９のうちの１項に記載の排気系。
【請求項２１】
前記接続ファンネルの前記パイプソケットと前記ブラケットとが一緒に、前記ブラケットを形成する短い脚部と前記パイプソケットを形成する長い脚部とを有するように形成されたＵ字形断面を有し、前記短い脚部および前記長い脚部のそれぞれが前記パイプに向けられ、前記Ｕ字形断面の底部が前記パイプの内部と流体接続する、請求項１７から２０のうちの１項に記載の排気系。
【請求項２２】
前記パイプの前記接続部と前記接続ファンネルの前記ブラケットとの間の接続が、溶接シームまたははんだ付けシームによって確立され、
前記接続ファンネルの前記パイプソケットと前記ブラケットとが、それらの全周にわたって気密的に互いに接続された、請求項１７から２１のうちの１項に記載の排気系。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願への相互参照
本出願は、２０１４年１月１６日付で出願されたドイツ特許出願第ＤＥ１０  ２０１４  １００  ４７２．８号の優先権を主張するものであり、この出願の内容全体を参照により本明細書に援用する。
【０００２】
本発明は、耐久性が改善された、異なる材料からなる部品で構成された排気系のためのアセンブリユニットに関する。
【背景技術】
【０００３】
鋳造材料、特に鋳鉄、およびシートメタル材料からなる部品が、排気系において使用されている。鋳造材料からなる部品は、連続的に変化していく形状または複雑な流路を形成する場合に特に使用され、シートメタル材料からなる部品は、ある程度の長さにわたって一定の断面を維持する場合に使用される。鋳造材料からなる部品の一例は排気エルボであり、シートメタル材料からなる部品の一例は排気管である。鋳造材料からなる部品とシートメタル材料からなる部品との間の接続は、はんだ付けまたは溶接によって確立されることが多い。シートメタル材料からなる部品と永久的に接続された鋳造材料からなる部品を、本明細書においてはアセンブリユニットと称する。
【０００４】
肉厚の違いにも起因し得るが、鋳造材料からなる材料とシートメタル材料からなる材料は熱膨張特性が異なるため、アセンブリユニット全体の漏れにつながる可能性があるという問題が、鋳造材料からなる部品とシートメタル材料からなる部品との接続領域において頻繁に発生する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これに基づいて、本発明は、耐久性が改善された、異なる材料からなる部品で構成された排気系のアセンブリユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
排気系のアセンブリユニットの実施形態は、鋳造材料からなる少なくとも１つの接続ファンネルと、少なくとも１つのパイプとを有し、これにより、少なくとも１つの接続ファンネルと少なくとも１つのパイプとの両方が、高温の排気ガスを流れさせるために設計される。上記少なくとも１つの接続ファンネルは、パイプソケットと、少なくとも１つのブラケットとを有する。ブラケットはパイプソケットの外側に配置される。上記パイプの接続部は、上記少なくとも１つの接続ファンネルのブラケットに固定される。この場合のパイプソケットは、パイプの接続部を越えてパイプの内部へ突出し、かつ、パイプの内壁から少なくともパイプの純粋な肉厚分だけ離間される。
【０００７】
パイプソケットが接続部を越えてパイプの内部へ突出し、かつ、パイプの内壁から離間されることにより、パイプソケットは、接続部に対して断熱材としての役割を果たす。これは、パイプ内を案内される高温の排気ガスが、接続部から離れたパイプソケットの中を案内されるためである。このため、試験においては、接続部の温度を絶対的に１００℃だけまたは相対的に１３％下げることができた。
【０００８】
本明細書においては、パイプの接続部は、パイプの部分であって、接続ファンネルのブラケットと平らに位置する部分（表面が接続ファンネルのブラケットに沿って位置するもしくは延在する部分）またはこのブラケットと平行に延びる部分であると定義する。さらに、接続部は、パイプを接続ファンネルのブラケットに固定するはんだまたは溶接シームのような助剤が位置するパイプの部分を含む。
【０００９】
一実施形態によると、アセンブリユニットが全体として２つの接続ファンネルを有するように、対応して設計された接続ファンネルがパイプの両端のそれぞれに固定される。
【００１０】
一実施形態によると、上記少なくとも１つの接続ファンネルは、パイプの周りに均等に分布して配置された３つ以上のブラケットを有する。複数のブラケットが使用される場合、接続ファンネルとパイプとの間の接続の気密性は、接続ファンネルの本体によって保証され得る。
【００１１】
一実施形態によると、上記少なくとも１つの接続ファンネルは、環状または楕円形の断面を有する正確に１つのブラケットを有する。このようなブラケットは、円形または楕円形の断面を有するパイプを保持するのによく適している。
【００１２】
一実施形態によると、上記パイプソケットは、環状または楕円形の断面を有し、よって、円形または楕円形の断面を有するパイプ内に配置されるのによく適している。
【００１３】
一実施形態によると、上記少なくとも１つの接続ファンネルのパイプソケットは、パイプの接続部を越えて、０．８ｃｍ以上、特に１ｃｍ以上、特に１．５ｃｍ以上、特に２ｃｍ以上、更に特には３ｃｍ以上、パイプの内部へ突出する。一実施形態によると、接続ファンネルおよび接続部の長さは、接続ファンネルの領域においてパイプの軸方向またはパイプの対称軸と平行に延びる直線に沿って計測される。このような寸法の接続ファンネルは、パイプと鋳造材料からなる接続ファンネルとの間の接続に対する断熱材として用いられるのに特によく適していることが分かった。
【００１４】
一実施形態によると、上記少なくとも１つの接続ファンネルのパイプソケットは、上記パイプの接続部を越えて１０ｃｍ未満、特に３ｃｍ以下、パイプの内部へ突出する。パイプソケットの長さを上記より大きくしてもパイプと接続ファンネルとの間の接続における断熱のこれ以上の本質的改善は達成されないことが分かった。一実施形態によると、上記少なくとも１つの接続ファンネルのパイプソケットは、上記パイプの接続部を越えて１ｃｍ以上２ｃｍ以下、パイプの内部へ突出する。
【００１５】
一実施形態によると、上記少なくとも１つの接続ファンネルのパイプソケットは、上記パイプの内壁から、０．８ｍｍ以上、特に１ｍｍ以上、特に１．５ｍｍ以上、特に３ｍｍ以上、特に５ｍｍ以上、更に特には７ｍｍ以上、離間される。上記の距離では、パイプソケットによって接続部へ伝達される輻射熱が過度に大きくなることを防止できる。
【００１６】
一実施形態によると、上記少なくとも１つの接続ファンネルのパイプソケットは、上記パイプの内壁から、３ｃｍ未満、特に７ｍｍ以下、離間される。距離を上記より大きくしても断熱がこれ以上本質的に改善されることはないことが分かった。さらに、パイプソケットとパイプの内壁との間の距離が一層大きくなるにつれて、そこへ流れ込む排気ガスの渦動が強くなり、よって、接続部への熱伝導が大きくなり得る。一実施形態によると、上記少なくとも１つの接続ファンネルのパイプソケットは、上記パイプの内壁から、１ｍｍ以上５ｍｍ以下、離間される。
【００１７】
一実施形態によると、上記少なくとも１つの接続ファンネルのパイプソケットは、上記パイプの内壁からパイプソケットまでの距離が一定である第１の部分を有する。さらに、上記少なくとも１つの接続ファンネルのパイプソケットは、上記パイプの内壁からパイプソケットまでの距離が上記第１の部分における該距離に対して継続して増加していく第２の部分を有する。ここで、第２の部分は、第１の部分に隣接し、かつ、第２の部分は、第１の部分と、パイプソケットをブラケットに接続する接続ファンネルの本体との間に配置される。このことにより、パイプソケットとブラケットとの間の距離は、パイプの端に向かって増加し、パイプの端で最大となる。よって、パイプソケットとブラケットとの間の熱出力が低いことが保証され得る。
【００１８】
一実施形態によると、上記少なくとも１つの接続ファンネルのパイプソケットは、上記パイプの肉厚の少なくとも２倍、特に少なくとも５倍、更に特には少なくとも１０倍に相当する肉厚を有する。したがって、パイプとパイプソケットの肉厚は互いに大きく異なる。
【００１９】
一実施形態によると、上記少なくとも１つの接続ファンネルのパイプソケットと少なくとも１つのブラケットとが一緒にＵ字形断面を有し、これにより、「Ｕ」は、短い脚部と長い脚部とを有する。「Ｕ」の短い脚部はブラケットを形成し、「Ｕ」の長い脚部はパイプソケットを形成する。両方の脚部がパイプに向けられ、Ｕ字形の底部はパイプの内部と流体接続（fluid connection）する。
【００２０】
一実施形態によると、上記パイプの接続部と上記接続ファンネルのブラケットとの間の接続は、溶接シームまたははんだ付けシームを介して確立される。このような接続は、高い費用対効果で気密的に確立され得る。
【００２１】
一実施形態によると、上記少なくとも１つの接続ファンネルの少なくとも１つのブラケットは、パイプの内側または外側に配置され、パイプの長手方向において１ｍｍ以上、特に２ｍｍ以上、更に特には３ｍｍ以上、パイプと重複する。この重複により、パイプへのブラケットの配置と、接続ファンネルとパイプとの間の気密な接続の提供とが容易になる。
【００２２】
一実施形態によると、上記パイプは、上記少なくとも１つの接続ファンネルの少なくとも１つのブラケットから、１．５ｍｍ未満、特に１．０ｍｍ未満、更に特には０．５ｍｍ未満、離間される。このため、パイプとブラケットとの間には、ブラケットへのパイプの挿入を容易にするほんのわずかなクリアランスが存在する。このクリアランスが過度に大きいと、パイプをブラケットに気密に固定することが困難になる。また、ブラケットへのパイプの良好な嵌合によって、溶接シームまたははんだ付けシームの負荷が軽減される。
【００２３】
一実施形態によると、上記少なくとも１つの接続ファンネルのパイプソケットとブラケットとは、それらの全周にわたって、特には気密的に、互いに接続される。
【００２４】
一実施形態によると、上記パイプは、シートメタル材料、特に鋼板、更に特には低合金鋼板で構成される。このようなパイプは、軽量で、高い費用対効果で製造可能であり、したがって、排気系において広く用いられている。
【００２５】
一実施形態によると、上記少なくとも１つの接続ファンネルのパイプソケットは、少なくとも１つのブラケットの長さの少なくとも１．２５倍、特に少なくとも１．５倍、特に少なくとも２倍、更に特には少なくとも３倍に相当する長さを有する。ここで、この長さは、接続ファンネルの領域においてパイプの軸方向またはパイプの対称軸と平行に計測される。
【００２６】
内燃機関によって動作する車両のための排気系の実施形態は、排気エルボと、テールパイプと、上記のようなアセンブリユニットとを有する。この場合の排気エルボは、内燃機関への接続用に設計され、テールパイプは、排気管を介して排気エルボと流体接続する。さらに、アセンブリユニットの少なくとも１つの接続ファンネルとパイプとは、排気エルボとテールパイプとの間の排気配管に沿って配置され、よって、排気エルボおよびテールパイプの両方と流体接続する。
【００２７】
上記の排気系のアセンブリユニットは、乗用車に使用されるのに特によく適しているが、本発明は、アセンブリユニットの乗用車における使用に限定されるわけではない。例えば、排気系のアセンブリユニットは、トラックに使用されてもよい。トラックに使用される場合、上記で規定された直径は２．５倍〜３倍大きくされ得る。
【００２８】
なお、ここで、本明細書および請求項において特徴を列挙するために用いられる「含む（comprise）」、「有する（have）」、「含む（include）」、「含有する（contain）」、および「備える（with）」という用語ならびにそれらの文法的変化は、一般に、例えば方法のステップ、手段、領域、大きさ等のような特徴を非制限的に列挙するものであるとみなすことができ、他のもしくは追加の特徴または他のもしくは追加の特徴のグループの存在を何ら除外するものではない。
【００２９】
本発明のさらなる特徴は、以下の代表的な実施形態の説明ならびに請求項および図面から明らかになる。図面において、同一または類似の構成要素は、同一または類似の参照符号によって示されている。なお、本発明は以下に説明する代表的な実施形態の実施形態に限定されるわけではなく、添付の特許請求の範囲によって定められる。特に、本発明に係る実施形態における個々の特徴は、以下に挙げる例とは異なる数および組合せで実施され得る。さらに、図面は縮尺に忠実なものではない。本発明の代表的な実施形態についての以下の説明においては、添付の図を参照する。本発明を特徴付ける種々の新規な特徴は、本開示に添付されてその一部をなす請求項において詳細に指摘される。本発明、その動作上の利点、およびその使用によって達成される特定の目的のより良い理解のために、本発明の好適な実施形態を示した添付の図面および説明事項を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る、少なくとも１つの接続ファンネルとパイプとで構成されたアセンブリユニットの長手方向断面を示す概略図である。
【図２】図２は、第２の実施形態に係る、少なくとも１つの接続ファンネルとパイプとで構成されたアセンブリユニットの長手方向断面を示す概略図である。
【図３】図３は、第３の実施形態に係る、少なくとも１つの接続ファンネルとパイプとで構成されたアセンブリユニットの長手方向断面を示す概略図である。
【図４】図４は、第４の実施形態に係る、２つの接続ファンネルとこれらの接続ファンネルの間に配置されたパイプとで構成されたアセンブリユニットの長手方向断面および横断面を示す概略図である。
【図５】図５は、図１〜図４のアセンブリユニットのうちの１つが用いられた排気系を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図面を参照して、図１に長手方向断面を概略的に示した第１の実施形態において、アセンブリユニット１は、低合金鋼からなる完全には図示されていないパイプ３と、該パイプ３に固定された鋳鉄からなる少なくとも１つの接続ファンネル（connection funnel）２とで構成される。パイプ３の端（図示せず）には同一または違った接続ファンネルが設けられ得る。
【００３２】
図示した実施形態において、パイプ３は、内径５８ｍｍおよび外径６０ｍｍの円形断面を有する。よって、このパイプの肉厚Ｄ４は正確に１ｍｍである。パイプ３は、接続ファンネル２に対向する端において、延在方向に垂直に切断されている。本発明は上記のようなパイプに限定されないことを強調する。例えば、外径が１１０ｍｍで肉厚が０．８ｍｍ〜１．５ｍｍのパイプを代わりに用いてもよい。接続ファンネルの寸法をそれに合わせて変えることが必要である。
【００３３】
接続ファンネル２は、環状断面を有するパイプソケット２１を有し、該パイプソケットは、同様に環状断面を有するブラケット２２の内側に同心状に配置される。よって、ブラケット２２は、パイプソケット２１の径方向外側に配置され、パイプソケット２１から離間される。図示した実施形態において、ブラケット２２の内壁とパイプソケット２１の外壁との間の距離は正確に２０ｍｍである。本発明は上記の距離に限定されないことを強調する。例えば、ブラケットの内壁とパイプソケットの外壁との間の距離は１．８ｍｍ〜６．５ｍｍの間で選択されてもよい。
【００３４】
さらに、パイプソケット２１の長さＬ２は４０ｍｍであり、ブラケット２２の長さＬ４である２０ｍｍの２倍に相当する。したがって、パイプソケット２１は、ブラケット２２よりも２０ｍｍの長さＬ３だけパイプ３の内部へ突出する。本発明は上記の寸法に限定されないことを強調する。例えば、パイプソケットの長さＬ２は、２５ｍｍ〜４０ｍｍであってもよい。さらに、パイプソケットは、ブラケットよりも例えば１０ｍｍ〜２０ｍｍの長さＬ３だけパイプの内部へ突出してもよい。
【００３５】
パイプソケット２１の肉厚Ｄ３は１０ｍｍであり、よって、パイプ３の肉厚Ｄ４の１０倍である。本発明は上記の肉厚に限定されないことを強調する。例えば、パイプの肉厚Ｄ４は、１．５ｍｍ〜２．５ｍｍ、特に２ｍｍであってもよい。
【００３６】
パイプ３はブラケット２２と重複し、該ブラケットは、パイプ３の外壁を１５ｍｍだけ囲む。ここで、パイプ３の外壁とブラケット２２の内壁との間には１ｍｍのクリアランスＤ２が存在する。この重複領域において、パイプ３は、溶接シーム４によって、その全周にわたって接続ファンネル２のブラケット２２に気密に固定される。
【００３７】
溶接シーム４とパイプ３のブラケット２２との重複部分とが一緒に接続部３１を確立する。パイプ３の接続部３１を越えて１０ｍｍの長さＬ１だけパイプ３の内部へ突出するパイプソケット２１が長さＬ２を有することが明らかである。ここで、パイプ３の外壁とブラケット２２の内壁との間の最大クリアランスＤ２が片側に配置された場合、パイプ３の内壁からパイプソケット２１の外側までの最小距離Ｄ１は１８ｍｍである。本発明は上記のようなパイプの内壁からパイプソケットの外側までの最小距離に限定されないことを強調する。例えば、パイプの内壁からパイプソケットの外側までの距離Ｄ１は１ｍｍ〜５ｍｍの間で選択されてもよい。
【００３８】
接続ファンネル２のパイプソケット２１とブラケット２２とは一緒にＵ字形断面を有し、これにより、パイプソケット２１はパイプ３の内部に配置される「Ｕ」の長い脚部を形成し、ブラケット２２はパイプ３の外部に配置される「Ｕ」の短い脚部を形成し、Ｕ字形の底部はパイプ３の内部と流体接続する。
【００３９】
パイプ３の外壁とブラケット２２との間に溶接シーム４によって周方向の気密な接続が形成されるため、パイプ３内を案内される排気ガスは、パイプソケット２１の外側とブラケット２２の内側との間およびパイプソケット２１の外側とパイプ３の内側との間に形成された空間に入り込むことはできるが、そこへ流れ続けることはできず、それにより、比較的静的な排気ガスの覆い（blanket）が形成される。この排気ガスの覆いは、接続部３１においてパイプソケット２１をパイプ３から隔離するのに貢献し、よって、溶接シーム４の熱負荷の軽減に役立つ。
【００４０】
接続ファンネル２は、パイプソケット２１と反対側の端に、パイプソケット２１と比較して内径が小さくなった接続継手（connection fitting）２３を有する。
【００４１】
アセンブリユニット１’の第２の実施形態について、図２を参照しながら以下に説明する。この第２の実施形態は上記の第１の実施形態と非常に類似しているため、以下では相違点のみを扱い、その他の点では第１の実施形態を参照する。
【００４２】
図２に長手方向断面を概略的に示した第２の実施形態は、特に、接続ファンネル２’のパイプソケット２１に加えてブラケット２２がパイプ３の内部に配置されるようにパイプ３が接続ファンネル２’のブラケット２２を囲んでいる点で、上記の第１の実施形態と異なる。ここで、パイプ３は、パイプ３の長手方向において５ｍｍの長さＬ５だけブラケット２２と重複する。
【００４３】
パイプソケット２１の外側は、ブラケット２２の内側から１０ｍｍの距離Ｄ５だけ離間される。パイプ３の内壁とブラケット２２の外側との間の最大クリアランスＤ２は、第２の実施形態においても１ｍｍであり、溶接シーム４によって気密に封止される。
【００４４】
第２の実施形態においても接続ファンネル２’はパイプソケット２１と反対側の端に接続継手２３を有するが、この第２の実施形態における接続継手は、パイプソケット２１と比較して内径が大きくなっている。
【００４５】
本発明に係るアセンブリユニットの第３の実施形態について、図３を参照しながら以下に説明する。図３に長手方向断面を概略的に示したアセンブリユニット１’’の第３の実施形態は、図１に示したアセンブリユニット１の第１の実施形態と非常に類似しているため、以下では相違点のみを扱い、その他の点では第１の実施形態の説明を参照する。
【００４６】
図３に示したアセンブリユニット１’’は、接続ファンネル２’’が第１の部分Ａ１と第２の部分Ａ２とから構成されたパイプソケット２１を有する点においてのみ、図１に示したアセンブリユニット１と異なる。第１の部分Ａ１において、パイプソケット２１の外側は、パイプ３の内壁からの距離Ｄ１が一定であり、第２の部分Ａ２において、パイプソケット２１の外側は、パイプ３の内壁からの距離Ｄ１が継続して増加していく。ここで、第２の部分Ａ２は、パイプソケット２１の第１の部分Ａ１に直接隣接し、パイプソケット２１の第１の部分Ａ１と接続ファンネル２’’の本体との間に配置されている。よって、パイプソケット２１の第１の部分Ａ１は、第２の部分Ａ２よりもパイプ３の内部の奥側に挿入された位置にある。したがって、パイプソケット２１は、パイプ３およびパイプソケット２１の長手方向において内径が変化する漏斗形状を有する。本実施形態においては、パイプソケット２１と接続ファンネル２’’の本体との接続箇所においてパイプソケット２１からブラケット２２までの距離が増加している。
【００４７】
本発明に係るアセンブリユニット１’’’の第４の実施形態について、図４を参照しながら以下に説明する。ここで、図４の左側には長手方向断面が概略的に示され、図４の右側にはＡ−Ａ断面軸に沿った横断面が概略的に示されている。
【００４８】
図４から明らかなように、アセンブリユニット１’’’は、パイプ３の両端にミラー反転配置された、同一の構造を持つ２つの接続ファンネル２’’’および２*を有する。これらの接続ファンネル２’’’、２*の構造は、図１に示した構造と非常に類似しているので、第１の実施形態の説明を参照する。
【００４９】
パイプ３’は、接続ファンネル２’’’および２*と対向する両端に、パイプ３’の直径が大きくなった部分を有する。これにより、パイプ３’と接続ファンネル２’’’または２*との間の流れ抵抗が減少するように接続ファンネル２’’’および２*のパイプソケット２１にパイプ３’とほぼ同じ内径を形成することがより容易になる。アセンブリユニット１’’’全体が排気ガス触媒を形成するように、パイプ３’は、その内部に、モノリス５とそれを取り囲むガラス繊維材料からなる断熱マットとを収容する。
【００５０】
図４の右側に横断面を示すように、図示した実施形態におけるブラケット２２とパイプソケット２１との両方がそれぞれ環状断面を有する。
【００５１】
最後に、内燃機関によって動作する車両のための排気系の実施形態について、図５を参照しながら説明する。
【００５２】
図５に概略的に示した排気系は、内燃機関７に接続された排気エルボ８を有する。図４に示した構造を持つアセンブリユニット１’’’は、排気エルボ８とテールパイプ９との間に排気管を介して配置される。よって、テールパイプ９は、アセンブリユニット１’’’を介して排気エルボ８と流体接続する。
【００５３】
本発明の原理の適用を例示するために、本発明の特定の実施形態について図示および詳細に説明したが、本発明がこのような原理から逸脱することなく別様に具体化され得ることが理解されよう。上記の排気系のアセンブリユニットは、乗用車に使用されるのに特によく適しているが、本発明は、アセンブリユニットの乗用車における使用に限定されない。例えば、排気系のアセンブリユニットは、トラックに使用されてもよい。トラックに使用される場合、上記で規定された直径は２．５倍〜３倍大きくされ得る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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