(57)【要約】  本発明は、複数の並んでいるマニホルドパイプモジュール（１．１〜１．４）を有する自動車のためのモジュール式排気マニホルド１に関する。モジュール式排気マニホルド１は、それを介して前記マニホルドパイプモジュール（１．１〜１．４）の複数の入口接続片（１．１ａ〜１．４ａ）が自動車のシリンダヘッドに接続され得る少なくとも１つのエンジンフランジ（２．１〜２．４）と、合流パイプモジュール（１．３，１．４）として構成されると共に接触フランジ（１．５）を有し、それを介して当該排気マニホルドが自動車の排気系に接続され得るようになっている少なくとも１つのマニホルドパイプモジュール（１．３，１．４）と、を備える。各マニホルドパイプモジュール（１．１〜１．４）は、結合の目的のために、挿入深さｔまでそれぞれ２つのマニホルドパイプモジュールの嵌まり合いを許容する長さａの重合輪郭（１．１ｂ〜１．４ｂ）を有しており、少なくとも２つのマニホルドパイプモジュールが形状において同一であり、５ｍｍ乃至３０ｍｍまたは１０ｍｍまたは１５ｍｍまたは２０ｍｍまたは２５ｍｍの挿入深さｔの変動が、重合輪郭１．１ｂ〜１．４ｂの長さａの形態によって得られる。本発明は更に、複数の並んでいるマニホルドパイプモジュール（１．１〜１．４）からマニホルドを製造するための方法に関する。
2014518351.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の並んでいる一重壁のマニホルドパイプモジュール（１．１〜１．４）と、それを介して前記マニホルドパイプモジュール（１．１〜１．４）の複数の入口接続片（１．１ａ〜１．４ａ）が自動車のシリンダヘッドに接続され得る少なくとも１つのエンジンフランジ（２．１〜２．４）と、を備え、
合流パイプモジュール（１．３，１．４）として構成されると共に接触フランジ（１．５）を有する少なくとも１つのマニホルドパイプモジュール（１．３，１．４）が設けられ、当該マニホルドパイプモジュールを介して当該排気マニホルド（１）が自動車の排気系に接続され得るようになっており、
各マニホルドパイプモジュール（１．１〜１．４）は、結合の目的のために、挿入深さｔまでそれぞれ２つのマニホルドパイプモジュールの嵌まり合いを確保する長さａの重合輪郭（１．１ｂ〜１．４ｂ）を有しており、少なくとも２つのマニホルドパイプモジュールが形状において同一である、という自動車のモジュール式排気マニホルド（１）であって、
前記マニホルドパイプモジュール（１．１〜１．４）は、板金からなると共にそれぞれただ１つの入口接続片（１．１ａ〜１．４ａ）を有し、
前記重合輪郭（１．１ｂ〜１．４ｂ）の長さａの形態は、少なくとも５ｍｍ乃至１００ｍｍの挿入深さｔの変動を許容し、
前記挿入深さｔは、前記マニホルドパイプモジュール（１．２）をこれに挿入された前記マニホルドパイプモジュール（１．１）に溶接することによって、固定されている
ことを特徴とするモジュール式排気マニホルド。
【請求項２】
各マニホルドパイプモジュール（１．１〜１．４）は、外側シェルモジュール（３．１〜３．４）が設けられて、エアギャップで隔離された二重壁モジュールである
ことを特徴とする請求項１にモジュール式排気マニホルド。
【請求項３】
複数の並んでいるマニホルドパイプモジュール（１．１〜１．４）と、それを介して前記マニホルドパイプモジュール（１．１〜１．４）の複数の入口接続片（１．１ａ〜１．４ａ）が自動車のシリンダヘッドに接続され得る少なくとも１つのエンジンフランジ（２．１〜２．４）と、を備え、
合流パイプモジュール（１．３，１．４）として構成されると共に接触フランジ（１．５）を有する少なくとも１つのマニホルドパイプモジュール（１．３，１．４）が設けられ、当該マニホルドパイプモジュールを介して当該排気マニホルド（１）が自動車の排気系に接続され得るようになっており、
各マニホルドパイプモジュール（１．１〜１．４）は、結合の目的のために、挿入深さｔまでそれぞれ２つのマニホルドパイプモジュールの嵌まり合いを確保する長さａの重合輪郭（１．１ｂ〜１．４ｂ）を有しており、少なくとも２つのマニホルドパイプモジュールが形状において同一である、という自動車のモジュール式排気マニホルド（１）であって、
前記マニホルドパイプモジュール（１．１〜１．４）は、板金からなり、各マニホルドパイプモジュール（１．１〜１．４）は、外側シェルモジュール（３．１〜３．４）が設けられて、エアギャップで隔離された二重壁モジュールであり、
各マニホルドパイプモジュール及び各外側シェルモジュール（１．１〜３．４）ごとに、ただ１つの入口接続片（１．１ａ〜３．４ａ）があり、
前記重合輪郭（１．１ｂ〜３．４ｂ）の長さａの形態は、少なくとも５ｍｍ乃至１００ｍｍの挿入深さｔの変動を可能とし、
前記挿入深さｔは、前記外側シェルモジュール（３．２）をこれに挿入された前記外側シェルモジュール（３．１）に溶接することによって固定されている
ことを特徴とするモジュール式排気マニホルド。
【請求項４】
前記外側シェルモジュール（３．１〜３．４）は、開閉式シェルとして構成されており、
前記入口接続片（１．１ａ〜１．４ａ）の領域において、前記外側シェルモジュール（３．１〜３．４）は、気密となるように、前記エンジンフランジ（２．１〜２．４）に接続されており、
前記マニホルドパイプモジュール（１．１〜１．４）は、気密となるように、前記外側シェルモジュール（３．１〜３．４）、及び／または、前記エンジンフランジ（２．１〜２．４）に接続されている
ことを特徴とする請求項２又は３に記載のモジュール式排気マニホルド。
【請求項５】
全マニホルドパイプモジュール（１．１〜１．４）は、合流パイプモジュール（１．３，１．４）または第１マニホルドパイプモジュール（１．１）を除いて、形状において同一であるか、あるいは、全マニホルドパイプモジュール（１．１〜１．４）は、形状において同一である
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のモジュール式排気マニホルド。
【請求項６】
前記マニホルドパイプモジュール（１．１〜１．４）は、互いに対向して配置され得る２つの結合面（１．１ｃ〜１．４ｃ）を有する開閉式シェルとして構成されており、
前記結合面（１．１ｃ〜１．４ｃ）は、前記入口接続片（１．１ａ〜１．４ａ）の領域において、ルートペネトレーション溶接されている
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のモジュール式排気マニホルド。
【請求項７】
前記マニホルドパイプモジュール（１．１〜１．４）は、開閉式シェルのデザインの代わりに、ハイドロフォーム部として構成されているか、あるいは、ダブルシェルマニホルドパイプモジュールとして構成されている
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のモジュール式排気マニホルド。
【請求項８】
前記マニホルドパイプモジュール（１．１〜１．４）は、先細形状の重合輪郭（１．１ｂ）を有し、
当該マニホルドパイプモジュール（１．１〜１．４）が接続される前記外側シェルモジュール（３．１〜３．４）は、対応する領域において拡大部の形態の重合輪郭（３．２ｂ）を有する
ことを特徴とする請求項２乃至７のいずれかに記載のモジュール式排気マニホルド。
【請求項９】
シール要素（４）が設けられており、それによって前記第１マニホルドパイプモジュール（１．１）または前記外側シェルモジュール（３．１）が自由端でシールされている
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載のモジュール式排気マニホルド。
【請求項１０】
前記マニホルドパイプモジュール（１．１〜１．４）は、前記重合輪郭（１．１ｂ〜１．４ｂ）の領域に、シール（５．１〜５．３）を有している
ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載のモジュール式排気マニホルド。
【請求項１１】
それらの各々が、少なくとも１つの結合面（１．１ｃ〜１．４ｃ）とただ１つの入口接続片（１．１ａ〜１．４ａ）とを有する、複数の並んでいるマニホルドパイプモジュール（１．１〜１．４）から形成されるシングルシェルのマニホルドを製造する方法であって、
ａ）開閉式シェルとして構成されるか、あるいは、２つのシェルからなる、各マニホルドパイプモジュール（１．１〜１．４）が、閉じられ、且つ、前記結合面（１．１ｃ〜１．４ｃ）の領域において気密に接続され、
ｂ）エンジンフランジ（２．１〜２．４）が、前記入口接続片（１．１ａ〜１．４ａ）に溶接され、
ｃ）複数のそのようなマニホルドパイプモジュール（１．１〜１．４）は、接続されるシリンダヘッドの排気経路の数内で、重合輪郭（１．１ｂ〜１．４ｂ）によって嵌め合わされ、
ｄ）嵌まり合いの時、挿入深さｔは、シリンダヘッドの各構造、及び、当該構造から生じる、接続されるシリンダヘッドの排気経路の間の距離に合うように、調整され、
ｅ）２つのマニホルドパイプモジュール（１．１〜１．４）は、それぞれ、気密の溶接によって直接的に接続される
ことを特徴とする方法。
【請求項１２】
それらの各々が、少なくとも１つの結合面（１．１ｃ〜１．４ｃ）と１つの入口接続片（１．１ａ〜１．４ａ）とを有する、複数の並んでいるマニホルドパイプモジュール（１．１〜１．４）から形成されるエアギャップで隔離されたダブルシェルのマニホルドを製造する方法であって、
ａ）２つのシェルからなるか、あるいは、開閉式シェルとして構成される、各マニホルドパイプモジュール（１．１〜１．４）が、閉じられ、且つ、前記結合面（１．１ｃ〜１．４ｃ）の領域において気密に接続され、
ｂ）閉じられたマニホルドパイプモジュール（１．１〜１．４）は、開閉式シェルとして構成された外側シェルモジュール（３．１〜３．４）内に置かれ、
ｃ）前記外側シェルモジュール（３．１〜３．４）は、気密となるように、前記結合面（１．１ｃ〜１．４ｃ）の領域において閉じられ、
ｄ）エンジンフランジ（２．１〜２．４）が、前記入口接続片（１．１ａ〜１．４ａ）に溶接され、
ｅ）複数のそのようなサブモジュールは、接続されるシリンダヘッドの排気経路の数内で、それぞれの重合輪郭（１．１ｂ〜１．４ｂ）によって嵌め合わされ、
ｆ）嵌まり合いの時、挿入深さｔは、シリンダヘッドの各構造、及び、当該構造から生じる、接続されるシリンダヘッドの排気経路の間の距離に合うように、調整され、
ｅ）２つのサブモジュールは、それぞれ、前記外側シェル（３．１〜３．４）を溶接することによって、互いに直接的に接続される
ことを特徴とする方法。
【請求項１３】
前記入口接続片（１．１ａ〜１．４ａ）は、前記エンジンフランジ（２．１〜２．４）に接続される前に、短縮され、当該短縮は、設置スペースの状態に応じてなされる
ことを特徴とする請求項１１又は１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１マニホルドパイプモジュール（１．１）、及び／または、前記外側シェル（３．１）は、自由端となっている前記重合輪郭（３．１ｂ）の領域において、あるいは、自由端（１．１ｅ）の領域において、シール要素（４）によってシールされる
ことを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
異なるシリンダヘッド構造のためのモジュール式排気マニホルドの完成品のために、少なくとも３つの同一形状のシングルシェルまたはダブルシェルのマニホルドパイプモジュール（１．１〜１，４）を使用する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の並んでいる一重壁のマニホルドパイプモジュールと、それを介して前記マニホルドパイプモジュールの複数の入口接続片が自動車のシリンダヘッドに接続され得る少なくとも１つのエンジンフランジと、を備え、合流パイプモジュールとして構成されると共に接触フランジを有する少なくとも１つのマニホルドパイプモジュールが設けられ、当該マニホルドパイプモジュールを介して当該排気マニホルドが自動車の排気系に接続され得るようになっており、各マニホルドパイプモジュールは、結合の目的のために、挿入深さｔまでそれぞれ２つのマニホルドパイプモジュールの嵌まり合いを確保する長さａの重合輪郭を有しており、少なくとも２つのマニホルドパイプモジュールが形状において同一である、という自動車のモジュール式排気マニホルドに関する。
【０００２】
本発明は更に、それらのそれぞれが、少なくとも１つの結合面と１つの入口接続片とを有する、複数の並んでいるマニホルドパイプモジュールから形成されるマニホルドを製造する方法に関し、当該方法によれば、開閉式シェルとして構成される各マニホルドパイプモジュールが閉じられ、前記結合面の領域において気密に接続され、エンジンフランジは、前記入口接続片に溶接される。
【背景技術】
【０００３】
その異なるモジュールが形状において少なくとも部分的に同一である鋳造のモジュール式排気マニホルドは、ＵＳ４，２８８，９８８Ａから既に知られている。高い工程信頼性を十分に確保することを求めるのであれば、鋳造部分の壁部は、比較的厚いものであることが求められ得る。
【０００４】
開閉式シェルとして構成される排気マニホルドの分岐したソケットが、ＤＥ１０１ ４９ ３８１ Ａ１から知られている。板金部分は、切断され、そして深絞りされ、トリムされる。これは、最終工程において接続フランジが溶接されるように、成型工程によって続けられる。したがって、複数の分岐したソケットが、深絞り工程において増大されたふくらみ数を伴って、１部材（ワンピース）の要素として製造され得る。
【０００５】
その内側パイプモジュールがハイドロフォーム部分として構成されたダブルシェルのモジュール式排気マニホルドが、ＤＥ１０３ ２８ ０２７ Ａ１から知られている。このモジュールは、押し込み嵌め、または、プラグタイプコネクター（ＤＥ ４３ ３９ ２９０ Ｃ２から公知）によって、互いに接続され得るようになっており、外側シェルを介して互いに溶接され得る。外側シェルを考慮すると、押し込み嵌めは、どのような場合でも外側シェルの溶接可能なカバーが設けられるように、溶接前の製造関連誤差の補償を確実にしている。異なるモジュールは、モジュール式システムの要素として設けられ得る。このような態様で形成されたマニホルドは、第１の円弧状のモジュールから始まって細くなる、つまり、パイプの断面が連続的に増加する。それゆえ、しかしながら、異なる形状を有する、つまり、形状において同一でないモジュールが、１つのマニホルドの設計のために求められる。
【０００６】
その内側パイプモジュールがハイドロフォーム部分として構成されたダブルシェルのモジュール式排気マニホルドは、ＤＥ １９９ ２３ ５５７ Ａ１からも知られている。更に、内側マニホルドパイプのために同一の要素を使用することが記載されており、前記部分は、４気筒の排気マニホルドから６気筒または８気筒の排気マニホルドの製造を可能にしている。
【０００７】
ＪＰ９ ２９６ ７２５ Ａは、鋳造のモジュール式排気マニホルドを記載しており、接続されるマニホルドパイプモジュールは、嵌め合いのために構成された重合輪郭を有している。前記重合輪郭または押し込み要素の追加の使用は、熱応力または熱膨張によるマニホルドパイプモジュール間の相対移動を可能にする。この目的のために、適切な湾曲形状の補償スリーブまたは蛇腹スリーブが、前述の重合輪郭の領域において設けられており、前記スリーブは、一方では２つの接続されたモジュールの間の気密度を、他方ではそれに接続されるマニホルドパイプモジュール間の補償を、確保している。
【発明の概要】
【０００８】
本発明の目的は、簡易、且つ、コストに効果的な設計が確保されるように、モジュール式排気マニホルドを構成及び配置することである。
【０００９】
本発明によれば、前記目的は、マニホルドパイプモジュールが板金からなり、それぞれただ１つの入口接続片を有するという事実、及び、重合輪郭の長さａの形態が、少なくとも５ｍｍ乃至１５ｍｍだけ、または、少なくとも５ｍｍ乃至１００ｍｍだけ、または、少なくとも４ｍｍと１０１ｍｍとの間の他の９６の整数値だけ、の挿入深さｔの変動を許容し、挿入深さｔがマニホルドパイプモジュールをこれに挿入されたマニホルドパイプモジュールに溶接することによって固定されるという事実、によって達成されている。長さａが、少なくとも２ｍｍ分、挿入深さｔの所望の変動を超える場合、つまり、少なくとも７ｍｍ乃至１０２ｍｍであるか、または、６ｍｍと１０３ｍｍとの間の他の９６の整数値を有しても、有利であり得る。それによって、異なるシリンダヘッドのシリンダ排出口の間の変動する距離を特に考慮することなく、マニホルドパイプモジュール間の距離が十分な範囲に変動され得て、それゆえマニホルドパイプモジュールが形状において変動するマニホルドを構成するために用いられ得る。発明的な寸法は、一方で、嵌め合わされた重合輪郭が接続される（例えば、溶接またははんだ付けによって）ことを許容し、他方で、嵌め合わされた内側パイプの間の、熱によって引き起こされる相対移動を許容するのに十分である、２ｍｍという最小の重なりを保証する。後者は、内側パイプの長さだけが冷えた設置状態から始まって増えて、その結果、重なりが増えることで、許容される。
【００１０】
更に、各重合輪郭は、その短縮によって所望の設置空間の状態に調整され得る。それによって、特に全ての想定され得るシリンダヘッドのために長い（大きい）長さを有するマニホルドパイプモジュールの１つまたは少数のみの形状を製造するという背景に対して、挿入深さｔ、または、重合輪郭の重なりが、好適かつ所望の寸法に低減され得る。
【００１１】
前述したＤＥ１０３ ２８ ０２７Ａ１またはＤＥ １９９ ２３ ５５７Ａ１から知られており、原理的に長さを変更することが可能な、押し込み嵌め（部材）、または、プラグタイプコネクターは、それらが、熱により引き起こされる内側パイプ間の相対移動または製造関連誤差の補償を可能とするだけであるため、不十分である。異なるシリンダヘッドの形状を考慮しない距離の追加的変動は、プラグタイプコネクターの領域においてパイプ断面が円錐形という理由だけでは、ここで説明された排気マニホルドによって許容され得ない。
【００１２】
有利には、各マニホルドパイプモジュールに、隔離された外側シェルモジュールが設けられ得て、エアギャップで隔離された二重壁のモジュールとなり得る。従って、開閉式シェルとして構成されたマニホルドパイプモジュールは、もはや、気密である必要はなく、モジュールの接続工程は最小に減少され得る。しかしながら、外側シェルモジュール、または、この態様で形成された外側シェルは、必ず気密である必要がある。
【００１３】
前記目的は、マニホルドパイプモジュールが板金からなり、各マニホルドパイプモジュールは、外側シェルモジュールが設けられて、エアギャップで隔離された二重壁シェルモジュールであり、モジュールごとに入口接続片が１つだけあるという事実、及び、重合輪郭の長さａの形態が、５ｍｍ乃至１００ｍｍの挿入深さｔの変動を可能とし、挿入深さｔが、外側シェルモジュールをこれに挿入された外側シェルモジュールに溶接することによって固定されているという事実、によっても、達成される。
【００１４】
外側シェルモジュールが開閉式シェルとして構成され、入口接続片の領域において、外側シェルモジュールが気密となるようにエンジンフランジに接続されており、マニホルドパイプモジュールが気密となるように外側シェルモジュール及び／またはエンジンフランジに接続されている場合、本発明にとって特に重要となり得る。外側シェルモジュールは、同様にエンジンフランジの領域における気密性を保証するために、入口接続片の領域において、ルートペネトレーション溶接をされなければならない。
【００１５】
これに関連して、合流パイプモジュール及び／または第１マニホルドパイプモジュールに関しての２以下の例外だけを伴い、全てのマニホルドパイプモジュールを同一に形作ることにも利点があり得る。それによって、マニホルドを形成するために用いられ得るただ１つのマニホルドパイプモジュールの形状が、せいぜい製造されることが必要である。これが望まれない場合（例えば、設置スペースの理由で）、前述の１つの形状に加えて、合流パイプモジュールのための１つのさらに追加的な形状及び／または第１マニホルドパイプモジュールのための１つのさらに追加的な形状を、一列に設けることが、必要となり得る。
【００１６】
マニホルドパイプモジュールが、互いに対向して配置され得る２つの結合面を有する開閉式シェルとして構成されており、結合面が入口接続片の領域においてルートペネトレーション溶接されている場合、有利となり得る。開閉式シェルは、２つの利点を有する。一方では、その製造が、ハイドロフォーム部分のそれよりも安い。他方では、均一の壁の厚さが再現され得て、そのことは、Ｔ形状のハイドロフォーム部分を伴う際には常に保証され得ない。
【００１７】
発明的な形状および配置に関連して、開閉式シェルのデザインの代わりに、ハイドロフォーム部分の形態、または、２つの離れたシェルからなるダブルシェルマニホルドパイプモジュールの形態、でのマニホルドパイプモジュールは、特に、特定の機械設備コストがより小さくされた、より多くの部品点数を伴って、有利となり得る。
【００１８】
マニホルドパイプモジュールが、先細形状の重合輪郭を有し、当該マニホルドパイプモジュールが接続される外側シェルモジュールが対応する接続領域において拡大部の形態の重合輪郭を有する場合、原理的に有利となり得る。従って、対応する接続領域において形成されたマニホルドパイプモジュールと外側シェルモジュールとの間の隙間は、狭くされないか、または、少なくともわずかに狭くなる。直径が変化した重合領域乃至重合部分、つまりマニホルドパイプモジュールの先細部と外側シェルモジュールの拡大部、は、２つが重なる領域での壁の厚さを二重化するための十分なスペースを付与する。マニホルドパイプモジュールの重合輪郭は、同様に嵌め合されなければならない外側シェルモジュールのためにそれ以上アクセスできない、嵌め合わされるマニホルドパイプモジュール間のガイドとして機能する。
【００１９】
シール要素が設けられており、それによって第１マニホルドパイプモジュールまたは外側シェルモジュールが自由端でシールされている場合、有利となり得る。一列（並列）の状態での第１モジュールの自由端は、マニホルドパイプモジュールが同一の要素であるため、シールされなければならない。最後のマニホルドパイプモジュールまたは合流パイプモジュールの自由端は、排気系への接続のための接触フランジを有し、それはシールされる必要がない。
【００２０】
マニホルドパイプモジュールが、重合輪郭の領域に、鉛リングのようなシールを有している場合、有利となり得る。シール乃至シールリングは、滑るように嵌められるべき重合輪郭上及び／または挿入されるべき重合輪郭上に設けられ得る。嵌め合わされたマニホルドパイプモジュール間の接続は、シール乃至シールリングによってシールされる。追加的または代替的に、対応するシールは、それぞれの外側シェルモジュールのためにも設けられ得る。シールリングは、接続される２つのモジュール間に設置され、内側シェルと外側シェルとの間で十分に高い程度に径方向に押圧され、この態様での押し込み嵌めが気密となるように、設置される。この目的のために、シールリングは、保持形状によって、内側シェル及び／又は外側シェルのいずれかに、軸方向に嵌め合い式及び／または非嵌め合い式に固定され、シールリングの軸方向での位置決めが、少なくとも内側シェルまたは外側シェルに関して固定される。
【００２１】
マニホルドパイプモジュールが伸張要素によって連結される場合、有利となり得る。前記伸張要素は、例えば、接続されるマニホルドパイプモジュールの双方に接続される、折り畳み式パイプか、折り畳み式パイプ部分か、蛇腹式伸張接続部材であり得る。この接続を形成するために、隣接するマニホルドパイプモジュール間の距離の、または、接続されるマニホルドパイプモジュール間の距離の、十分に広い変動を許容する重合輪郭を用い得る。代替的に、ダブルシェルの解決策のために、対応する伸張要素は、それぞれの外側シェルモジュールのために設けられ得る。当該伸張要素は、接続されるそれぞれの前面側を収容するためのアダプターとしても用いられ得る。この目的のために、伸張要素は、適切な重合輪郭を有する。
【００２２】
これに関連して、排気マニホルドが、前述の請求項のいずれかによる重大な効果（適用）のために構成される場合、有利となり得る。
【００２３】
本発明の方法によれば、複数のそのようなマニホルドパイプモジュールが、接続されるシリンダヘッドの排気経路の数内で、重合輪郭によって嵌め合わされ、嵌まり合いの時、挿入深さｔが、シリンダヘッドの各構造、及び、当該構造から生じる、接続されるシリンダヘッドの排気経路の間の距離に合うように、調整され、２つのマニホルドパイプモジュールが、それぞれ、気密となるように溶接によって接続され、それらが直接的に接続される場合、有利となり得る。
【００２４】
これに関連して、本発明のダブルシェルマニホルドを製造するための方法によれば、閉じられたマニホルドパイプモジュールが開閉式シェルとして構成された外側シェルモジュール内に置かれ、外側シェルモジュールが結合面の領域において閉じられ、そこで型締めまたは固く接着することによって気密となるように閉じられ、エンジンフランジが入口接続片に溶接され、外側シェルモジュール及び一体化されたマニホルドパイプモジュールからなる複数のそのようなサブモジュールが、接続されるシリンダヘッドの排気経路の数内で、それぞれの重合輪郭によって嵌め合わされ、嵌まり合いの時、挿入深さｔが、シリンダヘッドの各構造、及び、当該構造から生じる接続されるシリンダヘッドの排気経路の間の距離に合うように調整され、２つのサブモジュールがそれぞれ気密となるように外側シェルモジュールを溶接することによって互いに接続されて、それらが直接的に接続される場合、有利となり得る。
【００２５】
連結は、型締めによって、または、固く接着することによって、または、内側シェルと外側シェルとの間に配置され内側シェルと外側シェルとに径方向に接触してシールするシールリングを用いることによって、なされ得る。
【００２６】
入口接続片が、エンジンフランジに接続される前に切断によって短縮され、当該短縮が、設置スペースの状態に応じてなされる場合、有利となり得る。従って、モジュールは、同様にシリンダヘッドからの距離に関しても、設置スペースの状態に合わせて調整され得る。
【００２７】
外側シェルモジュールが気密となるようにエンジンフランジに接続され、マニホルドパイプモジュールが気密となるように外側シェルモジュール及び／またはエンジンフランジに接続される場合、有利となり得る。有利には、両方のモジュールは、１の操作で前記フランジに接続され、この場合、３つの要素が、１つの溶接シームによって処理され得る。
【００２８】
内側シェルを外側シェルに接続し、その後、外側シェルをフランジに接続することも可能である。
【００２９】
外側シェルモジュールが出口フランジに接続される時、マニホルドパイプモジュールのためのガイドが設けられる場合、有利となり得る。重合輪郭によって互いに関連するマニホルドパイプモジュールをガイドすることは、外側シェルモジュールとマニホルドパイプモジュールとの間の適正な距離を保証する。
【００３０】
第１マニホルドパイプモジュール、及び／又は、外側シェルモジュールが、自由端あるいは開放している重合輪郭の領域において、シール要素によって、シールされている場合、有利となり得る。従って、モジュール式マニホルドは、別箇のエンドパイプピースを使用することなく、簡易でコスト上効果的な態様で同一の要素から製造され得る。シングルシェルマニホルドまたは同様にダブルシェルマニホルドのために使用されるシール要素は、常に同一であり、内側シェル又は外側シェルをそれの前面においてシールするように機能する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
本発明の更なる利点及び詳細が、特許請求の範囲及び詳細な説明に説明されており、図示されている。
【図１ａ】図１ａは、モジュール式排気マニホルドの断面図を示している。
【図１ｂ】図１ｂは、図１ａによる斜視図を示している。
【図２】図２は、他の実施の形態の断面図を示している。
【図３】図３は、４つのモジュールを有する図２の実施の形態による断面図を示している。
【図４】図４は、４つのモジュールを有する排気マニホルドの断面図を示しており、追加的にシールを示している。
【図５】図５は、シールの変更された配置を有する、図４による実施の形態を示している。
【図６】図６は、モジュール間の伸張要素を有する、モジュール式マニホルドの断面図を示している。
【図７ａ】図７ａは、モジュール式ダブルシェルマニホルドの断面図を示している。
【図７ｂ】図７ｂは、図７ａによる斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図１ａによる排気マニホルド１は、３つのマニホルドパイプモジュール１．１〜１．３を備えている。各マニホルドパイプモジュールは、夫々に１つのエンジンフランジ２．１〜２．３が取り付けられる入口接続片１．１ａ〜１．３ａを有している。第１マニホルドパイプモジュール１．１は、円弧状であり、一方、２つのマニホルドパイプモジュール１．２，１．３は、形状において同一である。マニホルドパイプモジュール１．２，１．３は、基本的にＴ型形状であり、長さａの重合輪郭１．１ｂ，１．２ｂによって、挿入深さｔまで嵌め合わされている。第３マニホルドパイプモジュール１．３の重合輪郭１．３ｂは、更に詳細には図示されない排気系に接続するための接触フランジ１．５を受け入れるように機能する。前述のエンジンフランジ２．１〜２．３は、シリンダヘッド（図示せず）またはシリンダ排出口（図示せず）に接続するために機能する。
【００３３】
第１マニホルドパイプモジュール１．１は円弧状であり、第２及び第３マニホルドパイプモジュール１．２，１．３とは対照的に、他のパイプ湾曲部に比べて先細りでない直径を有する重合輪郭１．１ｂを有している。原理的に、重合輪郭１．１ｂのテーパは、同様に想定することができる。それと対照的に、図示されたマニホルドパイプモジュール１．１〜１．３間の重合輪郭は、直径を減少させる代わりに直径を増大させることによっても、実現され得る。拡大部は、隣接するマニホルドパイプモジュールに適切な挿入深さに滑るように嵌め合される。
【００３４】
各マニホルドパイプモジュール１．１〜１．３は、適切な結合面１．２ｃ，１．３ｃによって、図示のパイプ形状に保持及び接続された開閉式部分として構成されている。円弧状の第１マニホルドパイプモジュール１．１は、開閉式部分として構成されておらず、なぜなら、パイプにおける簡易な円弧状は、簡易的で基本的な形状だからである。各入口接続片１．１ａ〜１．３ａの直径は、いずれも先細りではない。これは、各エンジンフランジ２．１〜２．３が適切に大きい内径を有するからである。
【００３５】
重合輪郭１．１ｂ，１．２ｂによって、マニホルドパイプモジュール１．１〜１．３の外形は、入口接続片１．１ａ〜１．３ａの間、または、エンジンフランジ２．１〜２．３の間の距離に関して変動され得る。挿入深さｔを変動させることによって、前述のエンジンフランジ２．１〜２．３の間の距離は、実現可能な挿入深さの範囲内で変動され得て、異なるエンジンまたはシリンダヘッドの形状に、この範囲まで調整され得る。重合輪郭の長さａは、約１５ｍｍであり、挿入深さｔは、原理的に１５ｍｍより大きくならず、２つのエンジンフランジ間の距離が正確に１３ｍｍだけ変動され得るという大きい距離が使用された場合には、２ｍｍという最小寸法まで減少され得る。
【００３６】
図２の例示的な実施の形態によれば、全ての３つのマニホルドパイプモジュール１．１〜１．３は、形状において同一である。第２マニホルドパイプモジュール１．２は、第１マニホルドパイプモジュール１．１の重合輪郭１．１ｂに滑るように嵌められており、一方、第３マニホルドパイプモジュール１．３は、第２マニホルドパイプモジュール１．２の重合輪郭１．２ｂに滑るように嵌められている。第１マニホルドパイプモジュール１．１の開放端１．１ｅは、シール要素４によってシールされており、一方、第３マニホルドパイプモジュール１．３の開放端１．３ｅは、図１ａ及び図１ｂの例示的な実施の形態のように、下流の排気系に接続するための接触フランジ１．５を有している。
【００３７】
図３の例示的な実施の形態によれば、モジュール式排気マニホルド１は、図２の例示的な実施の形態とは対照的に、合計で４つのマニホルドパイプモジュール１．１〜１．４を、有している。図２の例示的な実施の形態に対応する、マニホルドパイプモジュール１．１〜１．４は、対応する重合輪郭１．１ｂ〜１．３ｂによって嵌め合わされ、マニホルドパイプモジュール１．１の開放端１．１ｅは、対応してシール要素４が設けられており、第４マニホルドパイプモジュール１．４は、開放端１．４ｅに接触フランジ１．５を有している。
【００３８】
図４による例示的な実施の形態においては、４つのマニホルドパイプモジュール１．１〜１．４が同様に設けられている。図１ａ〜図３とは対照的に、各重合輪郭１．１ｂ〜１．４ｂは、隣接するマニホルドパイプモジュールが滑らかに嵌め合わされることを可能とする拡径部として構成されている。更に、シールリング５．１〜５．４が、この態様に構成された重合輪郭の領域において設けられており、当該シールリングは、円筒状の重合輪郭１．２ｂ〜１．４ｂにその縁部に沿ってシールするように接触している。シールを支えるマニホルドパイプモジュール１．１〜１．３は、対応する開放端において、シールリング５．１〜５．３を支持乃至固定するための保持形状１．１ｄ〜１．３ｄを有している。保持形状１．１ｄ〜１．４ｄは、主直径部に比較して拡大する円環状拡大部として構成されており、当該円環状拡大部は、その前面の拡大部と協働することで、各シールリング５．１が、この態様で形成された、その厚さ部分の上であってリング状の溝内に埋め込まれ、軸方向にずれることができない。第４マニホルドパイプモジュール１．４の開放端の領域において、設けられるシールリングのための前述の保持形状は設けられず、なぜならば、接触フランジ１．５が開放端１．４ｅに取り付けられるからである。この態様において、第４マニホルドパイプモジュール１．４の形状は、３つの第１マニホルドパイプモジュール１．１〜１．３のそれとは異なっている。図５の例示的な実施の形態も、マニホルドパイプモジュール１．１〜１，４の間にシールリング５．２〜５．４を設けている。図４による実施の形態とは対照的に、図５の実施の形態は、各シールリング５．２〜５．４のための保持形状１．２ｄ〜１．４ｄを設けており、当該保持形状は、各重合輪郭１．２ｂ〜１．４ｂにおいて設けられている。保持形状１．２ｄ〜１．４ｄは、前記の重合輪郭１．２ｂ〜１．４ｂの環状溝形状の拡張部分として構成されており、各シールリング５．２〜５．４は、前記の環状溝内で縁部に沿って密着しており、一方で、滑るように嵌め合わされた後にそれぞれ挿入されたマニホルドパイプモジュール１．１〜１．３の各開放端に接触してシールしている。第１マニホルドパイプモジュール１．１の開放端１．１ｅは、シール要素４を有しており、第１マニホルドパイプモジュール１．１の開放端１．１ｅは更に、重合輪郭１．１ｂの前側端において拡径部１．１ｆを有している。シール要素４は、前記拡径部１．１ｆ内に配置されている。
【００３９】
図６による例示的な実施の形態によれば、それぞれ１つの伸張要素６．１〜６．３が、４つのマニホルドパイプモジュール１．１〜１．４の間に設けられている。前記伸張要素によって、マニホルドパイプモジュール１．１〜１．４は、気密となるように、且つ、適切な柔軟性を表出するように接続されており、各マニホルドパイプモジュール１．１〜１．４の各開放端は、重合輪郭のない筒状となり、各伸張要素は、対応するより大きい直径を付与され、各開放端に滑らかに嵌め合わされる。シール要素４のように、伸張要素及びフランジ１．５，２．１〜２．４は、気密となるように各マニホルドパイプモジュールに接続されている（好ましくは、溶接または半田付けによって）。
【００４０】
図７ａの例示的な実施の形態によれば、排気マニホルド１は、エアギャップで隔離されたダブルシェル排気マニホルドとして、構成されている。この目的のために、各マニホルドパイプモジュール１．１〜１．４は、別個の外側シェルモジュール３．１〜３．４を有し、各マニホルドパイプモジュール１．１〜１．４及び各外側シェルモジュール３．１〜３．４は、隣接するマニホルドパイプモジュール、同様に隣接する外側シェルモジュール３．１〜３．４が互いに嵌まる或いは嵌まり合うことによって、別個の重合輪郭１．１ｂ〜１．１ｃ、３．２ｂ〜３．４ｂを有する。マニホルドパイプモジュール１．１〜１．３の重合輪郭１．１ｂ〜１．４ｂは、テーパーとして構成されており、一方、外側シェルモジュール３．２〜３．４の各重合輪郭３．２ｂ〜３．４ｂは、拡径部として構成されており、生成される空隙は、重合輪郭の領域においてより小さくならず、つまり他の領域におけるよりも小さくならない。シール要素４は、マニホルドパイプモジュール１．１の開放端１．１ｅにおいて挿入されており、また外側シェルモジュール３．１の開放端３．１ｅに接触しており、そこで気密となるように外側シェルモジュール３．１に接続され得る。接触フランジ１．５は、マニホルドパイプモジュール１．４の開放端３．４ｅ、同様に外側シェルモジュール３．４の開放端に滑るように嵌め合わされており、所望の気密となるように接続され得る。図７ｂによる例示的な実施の形態に示されるように、各外側シェルモジュール３．１〜３．４は、重合輪郭３．１ｂ〜３．４ｂの各領域において、または、各入口接続片３．１ａ〜３．４ａ或いは図７ａによる各開放端の領域において、特定的にルートペネトレーション溶接された結合面３．１ｃ〜３．４ｃを有している。これによって、各エンジンフランジ２．１〜２．４または接触フランジ１．５またはシール要素４への気密結合が、保証されている。
【符号の説明】
【００４１】
１  排気マニホルド
１．１  マニホルドパイプモジュール
１．１ａ  入口接続片
１．１ｂ  重合輪郭
１．１ｃ  結合面
１．１ｄ  保持形状
１．１ｅ  自由、開放端
１．１ｆ  拡径部
１．２  マニホルドパイプモジュール
１．２ａ  入口接続片
１．２ｂ  重合輪郭
１．２ｃ  結合面
１．２ｄ  保持形状
１．３  マニホルドパイプモジュール、合流パイプモジュール
１．３ａ  入口接続片
１．３ｂ  重合輪郭
１．３ｃ  結合面
１．３ｄ  保持形状
１．３ｅ  自由、開放端
１．４  マニホルドパイプモジュール、合流パイプモジュール
１．４ａ  入口接続片
１．４ｂ  重合輪郭
１．４ｃ  結合面
１．４ｄ  保持形状
１．４ｅ  自由、開放端
１．５  接触フランジ
２．１  エンジンフランジ
２．２  エンジンフランジ
２．３  エンジンフランジ
２．４  エンジンフランジ
３．１  外側シェルモジュール
３．１ａ  入口接続片
３．１ｂ  重合輪郭
３．１ｃ  結合面
３．１ｅ  自由、開放端
３．２  外側シェルモジュール
３．２ａ  入口接続片
３．２ｂ  重合輪郭
３．２ｃ  結合面
３．３  外側シェルモジュール
３．３ａ  入口接続片
３．３ｂ  重合輪郭
３．３ｃ  結合面
３．４  外側シェルモジュール
３．４ａ  入口接続片
３．４ｂ  重合輪郭
３．４ｃ  結合面
３．４ｅ  自由、開放端
４  シール要素
５．１  シール、シールリング
５．２  シール、シールリング
５．３  シール、シールリング
５．４  シール、シールリング
６．１  伸張要素
６．２  伸張要素
６．３  伸張要素
ａ  長さ
ｔ  挿入深さ
【図１ａ】
2014518351.tif 000003
【図１ｂ】
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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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【図６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【国際調査報告】
2014518351.tif 000012
2014518351.tif 000013
2014518351.tif 000014
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