CN102748111A - 消声器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于尤其是机动车的内燃机的排气装置的消声器(1)，该消声器带有包围消声器容积(7)的、并且具有至少一个平的壁区域(6)的壳体(2)，带有至少一个进气管(3)和至少一个排气管(4)，并且带有至少一个用于将消声器(1)固定在保持结构处的支架(5)。当这样的平的壁区域(6)的至少一个壁区段(11)由带有夹层结构的平的轻型结构板(12)构成时，轻型结构方式被简化。

Description

消声器

技术领域

本发明涉及一种用于尤其是机动车的内燃机的排气装置的消声器。

背景技术

通常，消声器包括包围消声器容积的壳体以及至少一个进气管和至少一个排气管。经由进气管和排气管，消声器可被流体地联接到其余的排气装置处。此外，消声器可具有至少一个支架，消声器以该支架可被固定在例如内燃机或优选地车辆的保持结构处。在车辆应用的情形中如下是通常的，即，沿着车辆的底部敷设排气装置。用于固定壳体的保持结构于是由车辆或者车身的底部区域构成。因为在底部区域中仅相对少的安装空间可供使用，所以消声器可被相对平整地设计，其中，其壳体具有至少一个平的壁区域，其在经装配的状态中例如面对车辆的底部或面对车道。

为了降低车辆的燃料消耗，降低车辆重量是有意义的。相应地同样存在如下目标，即，尽可能轻地设计排气装置或者其部件。因此对于消声器而言同样存在如下需求，即，其以降低的壁厚来制造。在此，具有至少一个平的壁区域的壳体是有问题的。这样的平的壁区域的壁厚越小，振动激发的倾向越大，这可导致干扰性噪音以及导致机械的固定位置的损伤。

发明内容

本发明致力于如下问题，即，为先前所提及的类型的消声器给出一种改善的实施方式，其尤其地适用于轻型结构方式的实现。

该问题根据本发明通过独立权利要求的对象来解决。有利的实施方式是从属权利要求的对象。

本发明基于如下总体思想，即，在其壳体具有至少一个平的壁区域的消声器的情形中，这样的平的壁区域的至少一个壁区段借助于平的轻型结构板来实现。此类轻型结构板具有空腔结构或夹层结构且特征在于在较低的重量的情形中的较高的抗弯刚度。这样的抗弯的轻型结构板具有非常低的振动激发的倾向，从而使得不期望的声音辐射的危险以及消声器的由于振动的机械负荷降低。

适宜地，轻型结构板的夹层结构可具有内壳板、外壳板和布置在内壳板与外壳板之间的支撑结构，其将内壳板和外壳板彼此支撑和/或彼此固定。在平的轻型结构板内，内壳板和外壳板大致上彼此平行地延伸。在此，支撑结构可具有大量单独的小室，其经由共同的壁被彼此分开，其中，这些分隔壁垂直于内壳板且垂直于外壳板地延伸。支撑结构的此类小室结构也可标称为蜂窝结构或“Honeycomb(蜂巢)”。此类夹层结构的特征在于在低重量的情形中的极其高的坚固性。

根据另一种实施方式，相应的轻型结构板可嵌入到平的壁区域包含的、且由平的区域的开口边缘围上的开口中。换而言之，为了壳体的实现，平的壁区域装备有至少一个开口，以便于将单独制造的轻型结构板嵌入到其中。在此，相应的轻型结构板气密地封闭相应的开口。为了能够固定地且气密地连接相应的轻型结构板与附属的开口边缘，轻型结构板的夹层结构可在处在外部的、环绕的边缘区域中被压缩，以便于构造可特别简单地与环绕的开口边缘连接(例如借助于粘接、钎焊连接或焊接)的凸缘。

根据一种有利的实施方式，相应的支架可被固定在相应的轻型结构板之外的平的壁区域处。轻型结构板因此不承担支承的功能，而是仅用于气密地限定消声器容积。

额外地或备选地可在壳体中布置有内部基板，例如以便于在壳体处支撑至少一个管子(例如进气管和/或排气管和/或其它管子)。同样地，该内部基板可被固定在相应的轻型结构板之外的平的壁区域处，以便于同样地与此相关地使轻型结构板免除保持功能。

根据一种特别有利的实施方式，相应的平的壁区域可完全由轻型结构板构成。在该情况中，相应的平的壁区域完全由平的轻型结构板代替，其中，同样地此处适宜地可作如下设置，即，轻型结构板不承担支承的功能，而是仅用于气密地限定消声器容积。

在另一种实施方式的情形中，壳体可具有至少一个不平的壁区域，其在下面也可标称为弯曲的壁区域。这样的不平的壁区域的至少一个壁区段可根据一种有利的实施方式由气密的薄膜(或箔片，Folie)构成。此类薄膜相对常规的壁的特征在于显著降低的壁厚。例如，此类薄膜具有最大0.5mm的、优选地最大0.3mm的且尤其地最大0.1mm的壁厚。此类薄膜不可具有支承功能，而仅用于气密地限定消声器容积。薄膜可数层地或多层地设计，由此相应的壁区段可被特别便宜地实现。备选地如下同样是可能的，即，数层地或多层地配置相应的薄膜，以便于改善其坚固性、抗压强度和热绝缘。

弯曲的薄膜适宜地如此地弯曲使得，其相对在消声器容积中主导的内压是足够形状稳定的。例如，弯曲的壁区域为此向外地、即由消声器容积离开地拱起。

根据一种备选的实施方式，这样的不平的壁区域的至少一个壁区段可由带有夹层结构的、空间上弯曲的轻型结构板构成。按照弯曲的壁区域的三维的形状，经相应地弯曲的轻型结构板因此同样可得到使用。尤其地如下是可能的，即，不仅包括至少一个平的壁区域而且包括至少一个不平的壁区域的较大的、壳体的区段由一件式的轻型结构板制造，其互补于相应的壳体区段，包括至少一个平的区域和至少一个不平的区域。

根据另一种有利的实施方式可设置有如下支承结构，在其处固定有进气管、排气管、支架和轻型结构板。因此，支承结构承担在消声器内全部的支承功能，且因此使得相应的轻型结构板的期望的去负荷成为可能。

尤其地由此可实现如下实施方式，即，在该实施方式中壳体仅由平的和弯曲的轻型结构板或者由平的轻型结构板和薄膜构成。

优选地，支承结构自支承地设计，而具有其平的和不平的壁区域的壳体不是自支承地设计，而是尤其实现消声器容积的气密性。

适宜地，在壳体中可布置有至少一个管子，其同样被固定在支承结构处。同时，通过将管子包含到支承结构中可被用于加固支承结构。

特别有利的是如下实施方式，在该实施方式中支承结构被设计成框架结构。支承结构于是具有多个用于固定进气管、排气管、支架和轻型结构板的节点。此外，支承结构于是包括多个用于连接节点的梁。此类框架式的支承结构可特别坚固地且同时轻质地配置。

根据一种优选的实施方式，壳体可以以壳罩式结构方式(Schalenbauweise)设计，从而使得壳体具有至少两个壳罩元件，其中，壳罩元件中的至少一个不仅具有至少一个平的壁区域而且具有至少一个不平的壁区域。通过壳体的壳罩式结构如下是尤其可能的，即，以如下方式在壳体的内部中安置支承结构，即，壳罩绕支承结构闭合。

壳体同样可具有有棱角的棱边和棱角，该壳体尤其地可由合适的棱边体或棱角体构成，以便于将相邻的轻型结构板和/或薄膜和/或常规的壁区段彼此连接。

本发明的另外的重要的特征和优点由从属权利要求、由附图且由借助附图的附属的附图描述得出。

显然，前面所提及的且在下面还将说明的特征不仅可以在相应地给出的组合中、而且可以在其它组合中或者独立使用，而不离开本发明的范畴。

附图说明

本发明的优选的实施例在附图中示出且在下面的描述中作详细说明，其中，相同的附图文字针对相同的或类似的或功能相同的构件。

其中，分别示意地

图1示出了穿过消声器的强烈简化的纵截面，

图2示出了图1中的消声器的转过90°的纵截面，

图3示出了如图1中那样的、然而在另一实施方式的情形中的消声器的纵截面，

图4示出了图3中的消声器的转过90°的纵截面。

具体实施方式

根据图1至4，消声器1包括壳体2、至少一个进气管3、至少一个排气管4和至少一个支架5。消声器1适于装配在优选机动车的内燃机的排气装置中。消声器1非常适于布置在车辆底部的区域中。为此，壳体2具有至少一个平的壁区域6，该平的壁区域在消声器1的安装状态中例如可面对所提及的、车辆的底部或者车道。同样地，这样的平的壁区域6可面对直线延伸的通道壁，该通道壁处在用于安置排气装置的、车辆的底部区域中。

壳体2包围消声器容积7，所述消声器容积一方面用于构造用于废气的流动路径且另一方面用于提供共振容积和/或吸收容积和/或反射容积和/或膨胀容积。在壳体2中可布置有至少一个内部基板8，借助该内部基板将至少一个管子支撑在壳体2处。在图1至4的例子中设置有三个此类内部基板8，其中布置在左侧的内部基板8将进气管3支撑在壳体2处，而在右侧示出的内部基板8将排气管4支撑在壳体2处。处在两个外部的内部基板8之间的中间的内部基板将另一管子9支撑在壳体2处。显然，消声器1的内部结构此处仅纯粹示例性地来理解，从而其它通常的结构对于排气导向和消声而言同样是可以设想的。

借助相应的支架5(在图2和4的例子中各示出了两个支架5)，消声器1可被固定在此处未示出的保持结构处。该保持结构可适宜地由车辆的底部区域构成。相应的支架5可装备有弹性体支承物10，以便于使得在壳体2与相应的保持结构之间的隔振成为可能。

在此处所介绍的消声器1的情形中，至少在平的壁区域6中一个中至少一个壁区段11由具有夹层结构的平的轻型结构板12构成。在图1和2的例子中，两个在图1的截面上对置的平的壁区域6相应地具有两个分别由这样的轻型结构板12构成的壁区段11。在根据图2的截面上对置的平的壁区域6分别仅具有一个通过这样的轻型结构板12构成的壁区段11。因此，在图1和2中所示出的实施方式的壳体2处总共设置有六个轻型结构板12。

相应的轻型结构板12具有夹层结构，从而使得相应的轻型结构板12由多个零件组装且是空心的。适宜地，相应的轻型结构板12分别具有内壳板13、外壳板14和支撑结构15。在此，相应的支撑结构15布置在内壳板13与外壳板14之间且将内壳板13和外壳板14彼此支撑。此外，支撑结构15适宜地同样引起内壳板13在外壳板14处的固定。通常，内壳板13和外壳板14大致上彼此平行地延伸，而支撑结构15例如在很大程度上相对于内壳板13和外壳板14的平面横向地延伸。适宜地，支撑结构15构成大量蜂窝或小室，其小室壁垂直于内壳板13和外壳板14的平面延伸且分别将两个相邻的小室彼此分开。因此，支撑结构15同样可标称为小室结构或蜂窝结构。

备选地，轻型结构板12的夹层结构可具有在两个盖板(即可被焊接、粘接或钎焊的内壳板13和外壳板14)之间的抗剪的支撑结构15。例如，支撑结构15为此可具有两个支撑板，其相应地在正面处具有大量的、例如通过深冲制造的、单侧突出的突起部，该突起部例如以彼此直角地布置的行和列布置。两个支撑板以待彼此定向的正面被如此地彼此叠放，即，其中一个支撑板的突起部在另一支撑板处、在相邻的突起部之间的间隙中、在支撑板的法向上贴靠，并且反之亦然。此外，突起部和间隙适宜地如此地确定尺寸或者彼此协调使得，其中一个支撑板的突起部相对于支撑板的法向横向地贴靠在另一支撑板的与此相邻的突起部处。由此可创造一种极端抗剪的支撑结构15。最后，内壳板13和外壳板14可安放在支撑板的背面上，并且由此封闭互补于突起部的凹陷部。

适宜地，轻型结构板12可在内部被穿孔。例如，夹层结构的相应的内壳板13可被穿孔。由此，可以使得用于大致上空心的夹层结构的内部空间的压力均衡成为可能。此外如下是可能的，即，缩小在轻型结构板12上的温度梯度。此外，通过穿孔可达到夹层结构的排水或者冷凝液自夹层结构的蒸发。

在图1和2中所示出的实施方式的情形中，相应的轻型结构板12被嵌入到开口16中，该开口为此在附属的平的壁区域6中构造。在此，上述的开口16由平的壁区域6的开口边缘17围上，经由其轻型结构板12被固定在平的壁区域6处。为此，轻型结构板12可沿着环绕的外边缘18被相应地平整。为了构造外边缘18，夹层结构例如可如此程度地压缩，直至内壳板13和外壳板14接触。相应的轻型结构板12的外边缘18可以合适的方式气密地与平的壁区域6的开口边缘17连接(例如通过粘接、钎焊或焊接)。

内部基板8在图1和2所示出的实施方式的情形中适宜地固定在平的壁区域6处，也就是说在相应的轻型结构板12之外，从而使得相应的轻型结构板12不承担支承功能。

在图3和4中所示出的实施方式的情形中，相应的平的壁区域6大致上完全由轻型结构板12构成。相应地，两个在根据图3的截面上对置的平的壁区域6相应地完全由这样的轻型结构板12构成。同样地，两个在根据图4的截面上对置的平的壁区域6相应地完全由这样的轻型结构板12构成。同样地，轻型结构板12此处又具有带有内壳板13、外壳板14和支撑结构15的夹层结构。

根据图1至4，壳体2可额外于平的壁区域6具有至少一个不平的或弯曲的壁区域19。如果该弯曲的壁区域19如在图1和2中所示出的实施方式的情形中那样具有支承的功能，则弯曲的壁区域19以常规的方式可以构成为至少0.5mm、优选地至少0.7mm的并且尤其是至少1.0mm的常规壁厚的实心壁。与此区别地，图3和4示出了如下实施方式，在其中弯曲的壁区域19在很大程度上被与其支承功能分离，并且相应地由气密的薄膜20构成。此类薄膜20相对常规的壁的特征在于降低的壁厚。优选地，薄膜20具有最大0.5mm的、优选地最大0.3mm的并且尤其是最大0.1mm的壁厚。

相对于此类薄膜20备选地，同样可使用弯曲的轻型结构板，该轻型结构板于是同样具有带有内壳板13、外壳板14和支撑结构15的夹层结构。于是尤其是可实现如下壳罩体，在该壳罩体中弯曲的轻型结构板一体式地过渡到平的轻型结构板12。

为了使轻型结构板12和薄膜20免除支承功能，根据图3和4消声器1可装备有支承结构21。该支承结构21承担在消声器1内的支承的功能。为此，尤其是进气管3、排气管4和相应的支架5固定在该支承结构21处。适宜地，轻型结构板12也可以固定在支承结构21处。此外在图3和4的例子中，薄膜20固定在支承结构21处。尤其地，薄膜20由此由支承结构21延伸直至轻型结构板12中的一个。

支承结构21自支承地配置，而由轻型结构板12和由薄膜20构成的壳体2非自支承地设计。以该方式，壳体2承担用于气密地包围消声器容积7的密封功能，而支承结构21承担支承功能。

在图3和4中所示出的实施方式的情形中，取消内部基板8。进气管3和排气管4直接固定在支承结构21处。同样地，额外的管子9也固定在支承结构21处。

例如，支承结构21设计成框架结构。该支承结构为此包括多个节点22和多个用于连接节点22的梁23。例如，在图3和4中相应地在左侧与管段24连接地设置有节点22，以便可以可靠地支撑进气管3。在图3和4中在右侧与另外的管段25连接地设置有节点22，借助其有效地支撑排气管4。在另外的管子9的区域中与环26相联系地设置另外的节点22，以便于可靠地支撑另外的管子9。此外，轻型结构板12经由另外的节点22支撑在支承结构21处。同样地，支架5经由此类节点22被固定在支承结构21处。

在图3和4中所示出的例子的情形中，支承结构21设计成处在内部的支承结构21，其大致上由气密的、由非支承式的壳体2构成的套包围。然而备选地如下实施方式同样是可以设想的，在其中支承结构处在外部地设计，从而使得气密的由非支承式的壳体2构成的套大致上安置在支承结构21内。

适宜地，壳体2以壳罩式结构方式配置，从而使得其具有至少两个壳体壳罩。每个壳体壳罩于是具有至少一个轻型结构板12，并且可选地具有弯曲的壁区域19，该弯曲的壁区域可由薄膜20或由弯曲的轻型结构板构成。通过壳罩式结构方式可如下是可能的，即，将支承结构21在很大程度上敷设进壳体2的内部。

Claims (13)

1.用于尤其是机动车的内燃机的排气装置的消声器，

-带有包围消声器容积(7)的、且具有至少一个平的壁区域(6)的壳体(2)，

-带有至少一个进气管(3)和至少一个排气管(4)，

-带有至少一个用于将所述消声器(1)固定在保持结构处的支架(5)，

-其中，这样的平的壁区域(6)的至少一个壁区段(11)由具有夹层结构的平的轻型结构板(12)构成。

2.根据权利要求1所述的消声器，其特征在于，所述夹层结构具有内壳板(13)、外壳板(14)和在内壳板(13)与外壳板(14)之间布置的支撑结构(15)，所述支撑结构将内壳板(13)和外壳板(14)彼此支撑和/或彼此固定。

3.根据权利要求2所述的消声器，其特征在于，所述内壳板(13)被穿孔。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的消声器，其特征在于，相应的所述轻型结构板(12)被嵌入到所述平的壁区域(6)包含的、并且由所述平的壁区域(6)的开口边缘(17)围上的开口(16)中。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的消声器，其特征在于，相应的所述支架(5)和/或至少一个内部基板(8)固定在相应的所述轻型结构板(12)之外的所述平的壁区域(6)处。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的消声器，其特征在于，相应的所述平的壁区域(6)完全由轻型结构板(12)构成。

7.根据权利要求1至3和6中任一项所述的消声器，其特征在于，所述壳体(2)具有至少一个不平的壁区域(19)，其中，这样的不平的壁区域(19)的至少一个壁区段由气密的薄膜(20)构成。

8.根据权利要求1至3和6和7中任一项所述的消声器，其特征在于，设置有支承结构(21)，在所述支承结构处固定有所述进气管(3)、所述排气管(4)、所述支架(5)和相应的所述轻型结构板(12)。

9.根据权利要求8所述的消声器，其特征在于，所述支承结构(21)自支承地设计，而所述壳体(2)非自支承地设计。

10.根据权利要求8或9所述的消声器，其特征在于，在所述壳体(2)中布置有至少一个管子(9)，所述管子固定在所述支承结构(21)处。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的消声器，其特征在于，所述支承结构(21)具有多个用于固定所述进气管(3)、所述排气管(4)、所述支架(5)和所述轻型结构板(12)的节点(22)和多个用于连接所述节点(22)的梁(23)。

12.根据权利要求8至11中任一项所述的消声器，其特征在于，

-所述支承结构(21)大致上布置在设计成气密的、非支承式的套的壳体(2)之内，或

-所述支承结构(21)大致上布置在设计成气密的、非支承式的套的壳体(2)之外。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的消声器，其特征在于，所述壳体(2)以壳罩式结构方式设计。

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