DE10106589C1

DE10106589C1 - Silencer with variable damping characteristics

Info

Publication number: DE10106589C1
Application number: DE2001106589
Authority: DE
Inventors: Bernd Fuhrmann; Anja Jester
Original assignee: Heinrich Gillet GmbH
Current assignee: Tenneco GmbH
Priority date: 2001-02-13
Filing date: 2001-02-13
Publication date: 2002-08-01
Anticipated expiration: 2021-02-14
Also published as: FR2820782A1; FR2820782B1

Abstract

Um die Dämpfungscharakteristik eines Schalldämpfers für pulsierende Gase in Abhängigkeit vom Druckverlust steuern zu können, ist eine Überdruckdose (1) mit einer von einer Feder (4) belasteten Membran (3) vorgesehen, deren Niederdruckseite mit der Atmosphäre und deren Hochdruckseite über eine in einem Führungsrohr (7) geführte hohle Kolbenstange (8) mit dem Inneren des Schalldämpfergehäuses in Verbindung steht. An der Kolbenstange (8) ist ein Ventilteller (9) befestigt, der im Ruhezustand eines der die pulsierenden Gase führenden Rohre verschließt. Konzentrisch zur Kolbenstange (8) und zum Ventilteller (9) ist ein Rohrstutzen (10, 11) am Führungsrohr (7) bzw. an der Überdruckdose (1) befestigt. Der Rohrstutzen (11) besitzt einen Ventilsitz (12) für den Ventilteller (9) und den Austritt der pulsierenden Gase ermöglichende Öffnungen (13).In order to be able to control the damping characteristics of a silencer for pulsating gases depending on the pressure loss, an overpressure box (1) with a membrane (3) loaded by a spring (4) is provided, the low pressure side of which is connected to the atmosphere and the high pressure side of which is via a guide tube (7) guided hollow piston rod (8) communicates with the interior of the muffler housing. A valve disk (9) is fastened to the piston rod (8) and closes one of the tubes carrying the pulsating gases in the idle state. A pipe socket (10, 11) is attached to the guide pipe (7) or to the overpressure box (1) concentrically with the piston rod (8) and the valve plate (9). The pipe socket (11) has a valve seat (12) for the valve plate (9) and openings (13) which allow the pulsating gases to escape.

Description

Die Erfindung betrifft Schalldämpfer mit variabler Dämpfungscharakteristik für pulsierende Gase gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to silencers with variable damping characteristics for pulsating gases according to the preamble of claim 1.

Ein Schalldämpfer mit variabler Akustik ist bekannt aus der US 2 072 372. Die bekannte Konstruktion verwendet als Schließorgan einen Drehteller, der mit der Kolbenstange einer Überdruckdose über ein Schub-Kurbel-Getriebe verbunden ist. Ein solcher, aus mehreren Teilen bestehender Antrieb ist umständlich und verschleißanfällig. Wegen der Sinusfunktion des Schub- Kurbel-Getriebes besteht eine äußerst ungünstige Abhängigkeit zwischen dem Druckverlust im Schalldämpfer und dem Grad der Öffnung des Rohrquerschnitts. Darüber hinaus ist die bekannte Konstruktion mehrfach mangelhaft.A silencer with variable acoustics is known from US 2,072,372. The known construction uses a turntable as a closing member, the with the piston rod of an overpressure can via a push-crank gear connected is. Such a drive consisting of several parts is cumbersome and prone to wear. Because of the sine function of the thrust Crank gearbox there is an extremely unfavorable dependency between the pressure drop in the silencer and the degree of opening of the Pipe cross section. In addition, the known construction is multiple inadequate.

Um der Kreisbewegung der Kurbel folgen zu können, müsste die Kolbenstange eine Schwenkbewegung ausführen. Dies erlaubt die offenbarte Konstruktion jedoch nicht, was ein starkes Indiz dafür ist, dass es sich nur um einen sogenannten papierenen Stand der Technik handelt.In order to be able to follow the circular movement of the crank, the Carry out a swiveling movement of the piston rod. This allows the However, the construction disclosed was not, which is a strong indication that it is only a so-called paper state of the art.

Ein letzter Mangel der bekannten Konstruktion ist dadurch bedingt, dass sich das Schließorgan am Ausgang des Schalldämpfers befindet. Wie jedes andere Hindernis in einer Gasströmung erzeugt auch das Schließorgan Strömungsrauschen. Dieses gelangt mit den den Schalldämpfer verlassenden Gasen ungedämpft ins Freie.A final shortcoming of the known construction is due to the fact that the closing element is located at the outlet of the silencer. Like everyone the closing element also creates another obstacle in a gas flow Flow noise. This comes with the silencer leaving gases undamped outdoors.

Aus der DE-C 195 03 322 ist jedoch ein Schalldämpfer mit variabler Dämpfungscharakteristik für pulsierende Gase bekannt, der sich durch eine besondere Einfachheit und Zuverlässigkeit auszeichnet. Ein erster Vorteil ist, dass die bewegten Teile lediglich eine Hubbewegung ausführen. Ein zweiter wesentlicher Vorteil ist dadurch bedingt, dass der Überdruck der Hochdruckseite der Membran durch die hohle Kolbenstange selbst zugeführt wird, so dass besondere Druckleitungen entfallen. Etwaige Undichtigkeiten in der Kolbenstangenführung haben keine negativen Auswirkungen.From DE-C 195 03 322, however, a silencer with a variable Damping characteristic for pulsating gases known, which is characterized by a distinguishes particular simplicity and reliability. A first advantage is that the moving parts only perform a lifting movement. On The second essential advantage is due to the fact that the overpressure of the High pressure side of the membrane fed through the hollow piston rod itself is, so that special pressure lines are eliminated. Any leaks in the piston rod guide have no negative effects.

Um das vom Ventilteller auch dieses Schalldämpfers erzeugte Strömungsrauschen am Ort des Geschehens selbst unwirksam zu machen, wird in der DE-C 195 03 322 vorgeschlagen, den Ventilsitz am Ende des Rohres anzuordnen, das die pulsierenden Gase in das Schalldämpfergehäuse hineinführt, so dass der Schalldämpfer selbst dieses Strömungsrauschen wieder beseitigen kann. Dabei müssen Eingangsrohr und Ventilteller exakt und vor allem wiederholgenau zueinander positioniert werden, damit alle Schalldämpfer einer Serie exakte akustische Eigenschaften bekommen. Diese exakte Positionierung hat sich jedoch in der Praxis als sehr aufwändig herausgestellt. So muss durch das Eingangsrohr beispielsweise eine Sonde eingeführt werden, mit deren Hilfe die Position des Ventiltellers im geschlossenen Gehäuse abgefühlt werden kann, bevor die Überdruckdose endgültig am Schalldämpfergehäuse befestigt wird. Dieses Verfahren ist Zeit- und kostenaufwändig und daher unbefriedigend.To that produced by the valve plate of this silencer To make flow noise ineffective at the scene itself, is proposed in DE-C 195 03 322, the valve seat at the end of Arrange the tube, which the pulsating gases in the Muffler housing leads in, so that the muffler itself this Can eliminate flow noise again. In doing so, input pipe and valve disc positioned precisely and above all repetitively so that all silencers in a series are exactly acoustic Get properties. However, this exact positioning has changed in practice as very complex. So through that Input tube, for example, a probe can be inserted, with the help of which the position of the valve plate can be sensed in the closed housing can before the overpressure can finally on the silencer housing is attached. This process is time consuming and costly and therefore unsatisfactory.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Schalldämpfer der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem Ventilteller und Ventilsitz einfach, schnell und sehr exakt zueinander positioniert werden können.The present invention is therefore based on the object Specify the silencer of the type mentioned at the valve plate and valve seat positioned simply, quickly and very precisely to each other can be.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Schalldämpfer mit den Merkmalen des Anspruchs 1.This task is solved by a silencer with the features of claim 1.

Der vorliegenden Erfindung liegt das Prinzip zugrunde, das Teilstück des gasführenden Rohrs, an dem sich der Ventilsitz befindet, nicht wie bisher am Schalldämpfergehäuse sondern an der Überdruckdose bzw. am Führungsrohr der Kolbenstange zu befestigen. Um den Austritt der pulsierenden Gase zu ermöglichen, ist dieses Rohrstück im Hubbereich des Ventiltellers mit Öffnungen, beispielsweise Schlitzen, versehen. Dadurch lässt sich die exakte Position des Ventilsitzes zum Ventilteller problemlos erfassen und justieren. Für die endgültige Montage des Schalldämpfers muss dann nur noch der Rohrstutzen mit dem entsprechenden Rohr im Schalldämpfergehäuse verbunden werden, in einfachster Weise durch Einstecken des einen Rohres in das andere.The present invention is based on the principle, the section of the gas-carrying pipe, on which the valve seat is located, not as before on the silencer housing but on the overpressure box or on Fasten the guide tube of the piston rod. To the exit of the To enable pulsating gases, this pipe section is in the stroke range of the Provide valve plates with openings, for example slots. Thereby the exact position of the valve seat relative to the valve plate can be easily achieved record and adjust. For the final assembly of the silencer then only the pipe socket with the corresponding pipe in the Silencer housings are connected in the simplest way Inserting one tube into the other.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung besitzt der Rohrstutzen im Hubbereich des Ventiltellers einen erweiterten Querschnitt. Dadurch hat der Ventilteller einen ausreichenden Abstand zum Rohrstutzen, so dass Vibrationen, ausgelöst durch die pulsierenden Gase oder andere Einflüsse, keine Geräusche verursachen können. Außerdem können die pulsierenden Gase leichter fließen.According to a preferred embodiment of the invention, the Pipe socket in the stroke area of the valve plate an enlarged cross section. This means that the valve head is at a sufficient distance from the pipe socket, so that vibrations triggered by the pulsating gases or others Influences, can not cause noise. In addition, the pulsating gases flow more easily.

Vorzugsweise ist der Rohrstutzen aus zwei Teilen zusammengesetzt. Dies erleichtert die mechanische Herstellung und insbesondere die Justierung des Ventilsitzes.The pipe socket is preferably composed of two parts. This facilitates the mechanical manufacture and in particular the adjustment of the Valve seat.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung verbleibt zwischen Ventilteller und Ventilsitz ein Luftspalt. Dadurch wird verhindert, dass der Ventilteller in der Ruheposition den Gasfluss völlig absperrt. Gleichzeitig steht der volle Gasdruck als Steuerdruck für die Membran zur Verfügung.According to a development of the invention, remains between the valve plate and Valve seat an air gap. This prevents the valve disc from being in the The rest position completely blocks the gas flow. At the same time, the full one Gas pressure available as control pressure for the membrane.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung sitzt auf der Kolbenstange ein Drahtring, der die Ruheposition der Membran und damit des Ventiltellers definiert. Dieser Drahtring dämpft zusätzlich etwaige durch die Druckpulsationen bedingte Vibrationen der Kolbenstange im Bereich der Ruheposition.According to one embodiment of the invention sits on the piston rod Wire ring, which is the rest position of the membrane and thus the valve plate Are defined. This wire ring also dampens any through Pressure pulsations caused vibrations of the piston rod in the area of the Rest position.

Die beigefügte Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch den aktiven Teil eines Schalldämpfers mit variabler Dämpfungscharakteristik für pulsierende Gase. The attached drawing shows a longitudinal section through the active part of a silencer with variable damping characteristics for pulsating Gases.

Man erkennt eine Überdruckdose 1, die durch eine Membran 3 in einen Überdruckbereich und einen Niederdruckbereich unterteilt ist. Der Niederdruckbereich steht über eine Öffnung 2 mit der umgebenen Atmosphäre in Verbindung. Die Niederdruckseite der Membran 3 ist durch eine Feder 4 beaufschlagt. Ein Drahtring 6 definiert die Ruheposition der Membran 3.An overpressure can 1 can be seen , which is divided by a membrane 3 into an overpressure area and a low pressure area. The low pressure area communicates with the surrounding atmosphere via an opening 2 . The low pressure side of the membrane 3 is acted upon by a spring 4 . A wire ring 6 defines the rest position of the membrane 3 .

An der Membran 3 ist eine Kolbenstange 8 befestigt, die in einem Führungsrohr 7 geführt ist. Am freien Ende der Kolbenstange 8 sitzt ein Ventilteller 9.A piston rod 8 is fastened to the membrane 3 and is guided in a guide tube 7 . At the free end of the piston rod 8 there is a valve disk 9 .

An der Überdruckdose 1 bzw. dem Führungsrohr 7 ist ein zweiteiliger Rohrstutzen 10, 11 befestigt, der die Kolbenstange 8, das Führungsrohr 7 und den Ventilteller 9 umgibt. Im Hubbereich des Ventiltellers 9 ist der Rohrstutzen 11 aufgeweitet, so dass ein Ventilsitz 12 entsteht. Außerdem besitzt der Rohrstutzen 11 im Hubbereich des Ventiltellers 9 eine Anzahl von Schlitzen 13, durch die die pulsierenden Gase G bei geöffnetem Ventil 9, 12 den Rohrstutzen 11 verlassen können.At the pressure box 1 and the guide tube 7 is a two-piece pipe socket 10 attached 11 surrounding the piston rod 8, the guide tube 7 and the valve disk. 9 In the stroke area of the valve plate 9 , the pipe socket 11 is widened, so that a valve seat 12 is created. In addition, the pipe socket 11 has a number of slots 13 in the stroke area of the valve plate 9 , through which the pulsating gases G can leave the pipe socket 11 when the valve 9 , 12 is open.

Der Rohrstutzen 10, 11 ist zweiteilig ausgeführt, um die Montage und insbesondere die Justage zwischen Ventilteller 9 und Ventilsitz 12 zu vereinfachen.The pipe socket 10 , 11 is made in two parts in order to simplify the assembly and in particular the adjustment between valve plate 9 and valve seat 12 .

Die Kolbenstange 8 ist hohl und steht über einen Überdruckanschluss 5 mit der Überdruckseite der Membran 3 in Verbindung. Auf diese Weise wird der Druck der in den Rohrstutzen 11 einströmenden Gase G als Steuerdruck auf die Membran 3 geleitet, die sich daraufhin gegen den Druck der Feder 4 bewegt und dabei den Spalt 14 zwischen Ventilsitz 12 und Ventilteller 9 zunehmend öffnet.The piston rod 8 is hollow and is connected to the overpressure side of the membrane 3 via an overpressure connection 5 . In this way, the pressure of the gases G flowing into the pipe socket 11 is passed as a control pressure to the membrane 3 , which then moves against the pressure of the spring 4 and thereby increasingly opens the gap 14 between the valve seat 12 and valve plate 9 .

Claims

1. Silencer with variable damping characteristics for pulsating gases, comprehensive
a housing with pipes carrying the gases,
an overpressure can ( 1 ) with
a low pressure connection ( 2 ),
a membrane ( 3 ) loaded by a spring ( 4 ),
a hollow piston rod ( 8 ) guided in a guide tube ( 7 )
and an overpressure connection ( 5 ) through the piston rod ( 8 ) into one of the pipes carrying the gases,
and a valve plate ( 9 ) on the piston rod ( 8 ) which closes one of the pipes carrying the gases in the idle state,
characterized by the characteristics:
A pipe socket ( 10 , 11 ) is fastened concentrically to the piston rod ( 8 ) and valve plate ( 9 ) on the guide pipe ( 7 ) or on the pressure cell ( 1 ),
the pipe socket ( 11 ) has
a valve seat ( 12 ) for the valve plate ( 9 ),
and openings ( 13 ) allowing the pulsating gases to escape.

2. Silencer according to claim 1, characterized by the feature:

- The pipe socket ( 10 , 11 ) has an enlarged cross section in the stroke area of the valve plate ( 9 ).

3. Silencer according to claim 1 or 2, characterized by the feature:

- The pipe socket ( 10 , 11 ) is composed of two parts.

4. Silencer according to one of claims 1 to 3, characterized by The characteristic:

- In the idle state, an air gap ( 14 ) remains between valve plate ( 9 ) and valve seat ( 12 ).

5. Silencer according to one of claims 1 to 4, characterized by the feature:

- On the piston rod ( 8 ) is a wire ring ( 6 ), which defines the rest position of the membrane ( 4 ) or the valve plate ( 9 ).