DE10107040A1 - Kraftfahrzeug-Schalldämpfer - Google Patents

Abstract

Ein Schalldämpfer für die Abgasanlage eines verbrennungsmotorisch angetriebenen Kraftfahrzeugs umfaßt ein Gehäuse mit einem aus einem zweilagigen Blech gefertigten Mantel (1). Zwischen dem Innenblech (8) und dem Außenblech (7) des Mantels (1) besteht ein durch Abstandshalter definierter Luftringspalt (12). In dem Innenblech (8) oder in dem Außenblech (7) ist mindestens ein Entlüftungsloch (13) vorgesehen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schalldämpfer für die Abgasanlage eines verbrennungsmotorisch ange­ triebenen Kraftfahrzeugs, umfassend ein Gehäuse mit ei­ nem aus einem zweilagigen Blech gefertigten Mantel.

Die Gehäusemäntel von modernen Kraftfahrzeugschall­ dämpfern werden vielfach aus einem zweilagigen Blech hergestellt, dessen einzelne Lagen aus unterschied­ lichem Material bestehen. Während die äußere, für die mechanische Festigkeit ausgelegte Lage zumeist aus einem Baustahl besteht, wird zur Herstellung der Innen­ lage, die dem stark korrosiven Abgas-Kondensat ausge­ setzt ist, Edelstahl verwendet. Trotz des mit dem zwei­ lagigen Aufbau des Gehäusemantels verbundenen Aufwands ist eine solche Bauweise noch immer kostengünstiger als die Herstellung eines funktionsgleichen Schalldämpfers mit einem einlagigen, aus Edelstahl bestehenden Ge­ häusemantel. Dies hängt mit den extremen Preisunter­ schieden für Edelstahl einerseits und Baustahl anderer­ seits zusammen.

Ein bei bekannten Kraftfahrzeugschalldämpfern mit einem aus einem zweilagigen Blech gefertigten Mantel immer wieder zu beobachtendes Problem ist die Verformung des (relativ dünnwandigen) Innenblechs in das Innere des Schalldämpfers hinein kurzfristig nach der Inbetrieb­ nahme des Kraftfahrzeugs.

Hieraus leitet sich die der vorliegenden Erfindung zu­ grundeliegende Aufgabenstellung ab, die darin besteht, einen Schalldämpfer der eingangs angegebenen Art zu schaffen, bei dem auch bei einer besonders dünnwandigen Ausführung des Innenblechs dieses seine ursprüngliche Form im Betrieb des Kraftfahrzeugs zuverlässig beibe­ hält.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der vorliegenden Erfin­ dung dadurch, daß zwischen dem Innenblech und dem Außenblech des Mantels ein durch Abstandshalter defi­ nierter Luftringspalt besteht, wobei in dem Innenblech oder in dem Außenblech mindestens ein Entlüftungsloch vorgesehen ist. Von besonderer Bedeutung für den er­ findungsgemäßen Schalldämpfer ist somit, daß das Innen­ blech und das Außenblech des Gehäusemantels über geeig­ nete Abstandshalter großflächig auf einem solchen Ab­ stand zueinander gehalten werden, daß ein zumindest im wesentlichen in Umfangsrichtung durchgehender, ununter­ brochener Luftringspalt zwischen den beiden Lagen des Mantels entsteht, welcher über mindestens ein in dem Innenblech oder aber dem Außenblech angeordnetes Ent­ lüftungsloch zum Inneren des Schalldämpfers bzw. in die Umgebung belüftet ist. Die erfindungsgemäß vorgesehenen Abstandshalter sorgen somit insbesondere auch in Bereichen starker Krümmung, wie sie bei typischen ova­ len Schalldämpfern vorkommen, für die Möglichkeit eines Gasaustausches zwischen den beiden Blechen. Dies ist ein bedeutender Aspekt des erfindungsgemäßen Schall­ dämpfers gegenüber bekannten Schalldämpfern mit einem aus einem zweilagigen Blech gefertigten Gehäusemantel. Bei letzteren war insbesondere bei einem ovalen Quer­ schnitt durch die besonders feste Anlage des Innen­ blechs an dem Außenblech in den Bereichen starker Krüm­ mung der untere Bereich jedenfalls dann, wenn in diesem Bereich weder im Innenblech noch im Außenblech ein Ent­ lüftungsloch vorgesehen war, hermetisch abgekapselt. Dies wird verantwortlich gemacht dafür, daß es nach Inbetriebnahme des Schalldämpfers aufgrund der hohen Be­ triebstemperaturen zu einer Verdampfung zwischen den beiden Lagen eingeschlossener Rückstände aus dem Ferti­ gungsprozeß (Öl, Wasser, Emulsionen oder dergleichen) und infolge hiervon zu einer starken Druckentwicklung mit der weiter oben beschriebenen Konsequenz der Ver­ formung des Innenblechs in das Innere des Schall­ dämpfers hinein kam. Die Anordnung von Entlüftungs­ löchern in der unteren Hälfte des Schalldämpfers hätte indessen zu anderen gravierenden Problemen geführt, in­ dem - bei Anordnung des mindestens einen Entlüftungs­ loches in dem Innenblech - stark korrosives Kondensat an das nicht korrosionsfeste Außenblech gelangt wäre bzw. - bei Anordnung des mindestens einen Entlüftungs­ lochs im Außenblech - salzhaltiges Spritzwasser durch das betreffende Entlüftungsloch zwischen das Innenblech und das Außenblech gelangt wäre und dort, begünstigt durch die hohen Temperaturen, zu schnell voran­ schreitenden Korrosionsschäden geführt hätte.

In Anwendung der vorliegenden Erfindung kann indessen das mindestens eine in dem Innenblech oder aber in dem Außenblech vorgesehene Entlüftungsloch insbesondere im Hinblick auf die Salzwasser- und Kondensatproblematik optimiert angeordnet werden. Konkret heißt dies, daß bei geeigneter Ausführung des Schalldämpfers durch den erfindungsgemäß vorgesehenen, durch die Abstandshalter gewährleisteten Luftringspalt bereits ein einziges in dem Innenblech oder aber in dem Außenblech angeordnetes Entlüftungsloch ausreichend ist, um Gase, die an belie­ biger Stelle zwischen den beiden Blechen durch ver­ dampfende Fertigungsrückstände entstehen, abzuführen. Jenes Entlüftungsloch kann dabei, sofern es in dem Außenblech vorgesehen wird, an einer spritzwassergeschützen Position angeordnet sein; und wird jenes Ent­ lüftungsloch im Innenblech vorgesehen, so kann es im Bereich der oberen Hälfte des Schalldämpfers angeordnet werden, so daß das Eindringen von Kondensat durch jenes Entlüftungsloch zwischen das Innenblech und das Außen­ blech ausgeschlossen ist. Auch wirkt sich der Umstand, daß in Anwendung der vorliegenden Erfindung im allge­ meinen ein einziges Entlüftungsloch ausreicht, um den gesamten Zwischenraum zwischen dem Innenblech und dem Außenblech zu belüften, vorteilhaft dahingehend aus, daß die Fläche, durch die im Falle der Anordnung des Entlüftungslochs im Außenblech Spritzwasser hindurch zwischen das Innenblech und das Außenblech gelangen kann, minimal ist.

Die erfindungsgemäß vorgesehenen, den Luftringspalt de­ finierenden Abstandshalter können gemäß einer bevor­ zugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung in Form einer Oberflächenstruktur des Innenblechs ausgeführt sein. Dies ist zwar besonders günstig, hingegen keines­ wegs zwingend. So kommt beispielsweise auch die Ausfüh­ rung der Abstandshalter in Form einer Oberflächenstruk­ tur des Außenblechs in Betracht. Auch können sowohl das Innenblech wie das Außenblech zur Herstellung entspre­ chender Abstandshalter eine geeignete Oberflächenstruk­ tur aufweisen. Eine weitere Möglichkeit der Realisie­ rung der erfindungsgemäß vorgesehenen Abstandshalter besteht darin, zwischen das Innenblech und das Außen­ blech eine entsprechend strukturierte Zwischenlage ein­ zufügen, beispielsweise in Form eines Drahtgeflechts. All diese weiteren Möglichkeiten ändern indessen nichts daran, daß sich unter Herstellungsgesichtspunkten die Ausführung der Abstandshalter in Form einer Oberflächenstruktur des Innenblechs als besonders günstig er­ weist.

Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Oberflä­ chenstruktur punktuelle Erhöhungen des Innenblechs bzw. des Außenblechs umfaßt. Dies gewährleistet vergleichs­ weise große Kanäle zwischen den Berührungspunkten des Innenblechs und des Außenblechs, durch die hindurch verdampfende Reststoffe zu dem Entlüftungsloch gelangen und durch dieses entweichen können. Die Höhe der vor­ stehend angegebenen Erhöhungen beträgt besonders bevor­ zugt zwischen dem 0,5-fachen und dem zweifachen Wert der Dicke des betreffenden Blechs. Dabei sind die Er­ höhungen besonders bevorzugt gleichmäßig über das be­ treffende Blech verteilt. Ihre Ausdehnung ist so ge­ wählt, daß sie besonders bevorzugt zwischen 2% und 20% der Oberfläche des betreffenden Blechs ausmachen.

Mit besonders großem Vorteil läßt sich die vorliegende Erfindung realisieren bei einem solchen Schalldämpfer der gattungsgemäßen Art, dessen Mantel aus einem ebenen zweilagigen Blechzuschnitt gewickelt ist. Gegenüber Schalldämpfern in Halbschalenbauweise kommt hier der Vorteil der vollumfänglichen Verbindung des Bereichs zwischen den beiden Blechen durch den durchgehenden Luftringspalt besonders zum Tragen.

Es versteht sich, daß über die Länge des Schalldämpfers mehrere der vorstehend erläuterten Luftringspalte ange­ ordnet sein können, die nicht notwendigerweise mitein­ ander in Verbindung stehen müssen. In diesem Falle wäre jeder der isolierten Luftringspalte über ein eigenes Belüftungsloch zu belüften.

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand ei­ nes in der Zeichnung veranschaulichten bevorzugten Aus­ führungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 leinen schematischen Querschnitt durch einen Ab­ gasschalldämpfer nach der vorliegenden Erfin­ dung,

Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt durch den Ab­ gasschalldämpfer nach Fig. 1 und

Fig. 3 eine Draufsicht auf das Innenblech des Gehäuses des Schalldämpfers nach den Fig. 1 und 2.

Der in der Zeichnung veranschaulichte Schalldämpfer um­ faßt ein Gehäuse mit einem Mantel 1 und zwei endseitig angeordneten Abschlußböden 2. Der Innenraum 3 des Schalldämpfers ist durch zwei Trennböden 4 in insgesamt drei Funktionskammern unterteilt. In die mittlere Funk­ tionskammer münden dabei ein den zuströmseitigen Ab­ schlußboden und den benachbarten Trennboden durch­ setzendes Abgaszuströmrohr 5 und ein den abströmseiti­ gen Abschlußboden und dem benachbarten Trennboden durchsetzendes Abgasabströmrohr 6.

Der Schalldämpfer weist einen ovalen Querschnitt auf. Der Mantel 1 des Gehäuses ist aus einem ebenen, zweila­ gigen Blechzuschnitt gewickelt. Das Außenblech 7 ist relativ dickwandig ausgeführt; es besteht aus Baustahl. Demgegenüber ist das Innenblech 8 relativ dünnwandig ausgeführt; es besteht aus Edelstahl.

Das Innenblech 8 weist eine Oberflächenstruktur in Form von gleichmäßig über das Blech verteilt angeordneten punktförmigen Noppen 9 auf. Jene Noppen 9, die sich etwa um die Stärke des Innenblechs 8 nach außen gegenüber dem übrigen Innenblech 10 erheben, bilden Ab­ standshalter 11, durch welche das Innenblech 8 und das Außenblech 7 zur Bildung eines Luftringspalts 12 auf einen definierten Abstand zueinander gebracht werden. Der Luftringspalt 12 umgibt das Innenblech 8 über des­ sen gesamte Umfangsfläche. Er ist über ein in dem In­ nenblech 8 vorgesehenes, in dem oberen Scheitelbereich angeordnetes Entlüftungsloch 13 in das Innere 3 des Schalldämpfers hinein entlüftet. Alternativ hierzu käme eine Entlüftung des Luftringspalts 12 in die Umgebung über ein in dem Außenblech 7 angeordnetes Entlüftungs­ loch in Betracht. Es versteht sich, daß im Bereich der Stirnkanten 14 des Schalldämpfers der Luftringspalt 12 durch geeignete Maßnahmen dicht verschlossen ist, bei­ spielsweise durch Bördelnähte, welche die Abschlußböden 2 und das Außenblech 7 des Gehäusemantels 1 miteinander verbinden.

Claims (8)

1. Schalldämpfer für die Abgasanlage eines verbren­ nungsmotorisch angetriebenen Kraftfahrzeugs, umfas­ send ein Gehäuse mit einem aus einem zweilagigen Blech gefertigten Mantel (1), mit den folgenden Merkmalen:

• - Zwischen dem Innenblech (8) und dem Außenblech (7) des Mantels (1) besteht ein durch Abstandshalter (11) definierter Luftringspalt (12);
• - in dem Innenblech (8) oder in dem Außenblech (7) ist mindestens ein Entlüftungsloch (13) vorgesehen.

2. Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß genau ein Entlüftungsloch (13) vorgesehen ist.

3. Schalldämpfer nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine Entlüftungsloch (13) in der oberen Hälfte des Innenblechs (8) bzw. des Außen­ blechs (7) angeordnet ist.

4. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalter (11) in Form einer Ober­ flächenstruktur des Innenblechs (8) ausgeführt sind.

5. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalter (11) in Form einer Ober­ flächenstruktur des Außenblechs (7) ausgeführt sind.

6. Schalldämpfer nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenstruktur punktuelle Erhöhungen (9) des Innenblechs (8) bzw. des Außenblechs (7) um­ faßt.

7. Schalldämpfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Erhöhungen (9) zwischen dem 0,5- fachen und dem 2-fachen Wert der Dicke des betref­ fenden Blechs (7, 8) beträgt.

8. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (1) aus einem ebenen zweilagigen Blechzuschnitt gewickelt ist.