DE10120974C1 - Abgasschalldämpfer - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schalldämpfer (1) für einen Abgasstrang einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einem wannenförmigen, selbsttragenden Bodenteil (3) aus Metall, das einen von zwei einander gegenüberliegenden Seitenwänden (8) und zwei einander gegenüberliegenden Stirnwänden (6, 7) eingefaßten Boden (8) aufweist und das Querwände (10 und 11) enthält, die mit dem Boden (5) und/oder mit den Seitenwänden (8) fest verbunden sind und im wesentlichen parallel zu den Stirnwänden (6, 7) verlaufen. Ein Zuströmrohr (13) durchdringt die erste Stirnwand (6) und die Querwände (10, 11), ist mit der ersten Stirnwand (6) fest verbunden und stützt sich radial an den Querwänden (10, 11) ab. Ein Abströmrohr (16) durchdringt die zweite Stirnwand (7) und die Querwände (10, 11), ist mit der zweiten Stirnwand (7) fest verbunden und stützt sich radial an den Querwänden (10, 11) ab. Des weiteren ist ein wannenförmiger Deckel (4) aus Kunststoff vorgesehen, der das Bodenteil (3) im zusammengebauten Zustand gasdicht verschließt.
Description
Die Erfindung betrifft einen Schalldämpfer für einen Ab
gasstrang einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines
Kraftfahrzeugs.
Bei modernen Kraftfahrzeugen muß der Abgasstrang zunehmend
komplexere Aufgaben erfüllen, wie z. B. Abgasreinigung und
Schalldämpfung. Leistungsfähige Komponenten bauen regelmäßig
relativ groß und besitzen ein entsprechend hohes Gewicht,
wodurch auch der Abgasstrang insgesamt ein hohes Gewicht
aufweist. Es besteht das Bedürfnis, den Abgasstrang bei
gleicher Leistungsfähigkeit leichter auszubilden.
Aufgrund der relativ hohen Abgastemperaturen werden Schall
dämpfer üblicherweise aus Stahlblechen gefertigt. Die Ver
wendung leichterer Werkstoffe, wie z. B. Leichtmetalle oder
Kunststoffe scheitert bislang an den hohen Herstellungsko
sten und/oder an den im Hinblick auf Temperatur, chemische
Beständigkeit (z. B. Salz und Kondensat) und Festigkeit ex
tremen Materialbelastungen. Weitere Probleme entstehen bei
der Einbindung der Edelstahlrohre des Abgasstrangs in einen
Schalldämpfer aus einem derartigen leichten Werkstoff.
Aus der DE 200 00 155 U1 ist ein Schalldämpfer der eingangs
genannten Art bekannt, der ein Gehäuse aufweist, das ein-
und ausgangsseitig an Rohrleitungen des Abgasstrang an
schließbar ist. Innerhalb des Gehäuses sind Funktionselemen
te aufgenommen. Um bei diesem Schalldämpfer Gewicht einspa
ren zu können, ist das Gehäuse aus einem glasfaserverstärk
ten und hitzestabilisierten Polyphthalamid (PPA) ausgebil
det.
Um das Kunststoffgehäuse des bekannten Schalldämpfers vor
den heißen Abgasen zu schützen, kann dieses eine Wärmedäm
mungsschicht, beispielsweise aus Steinwolle, aufweisen. Die
Rohrleitungen des Abgasstrangs sind in Aufnahmestutzen des
Gehäuses eingeführt, wobei jeweils zwischen der Rohrleitung
und dem zugehörigen Aufnahmestutzen ein eingepaßter Hitze-
und Quetschring, z. B. aus Teflon oder in Form eines verdich
teten und gepreßten Drahtgestricks, angeordnet ist.
Der bekannte Schalldämpfer muß über die daran angeschlosse
nen Rohrleitungen am Fahrzeug gehaltert werden, denn Befe
stigungsmittel, die am Kunststoffgehäuse angreifen, sind un
geeignet, da das Kunststoffgehäuse unter der herrschenden
Temperaturbelastung relativ weich ist und zum Kriechen
neigt. Des weiteren erhöht sich der Aufwand zur Anbindung
des Abgasstranges an die Fahrzeugkarosserie, da über das im
Betrieb weiche Kunststoffgehäuse keine Momente zwischen den
daran angeschlossenen Rohrleitungen übertragen werden kön
nen. Insoweit reduziert sich durch die Verwendung dieses bekannten
Schalldämpfers die Stabilität des Abgasstrangs.
Gleichzeitig erschwert sich dadurch das Handling des kom
pletten Abgasstrangs bei seiner Montage am Fahrzeug.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem,
für einen Schalldämpfer der eingangs genannten Art eine Aus
führungsform anzugeben, die ein reduziertes Gewicht aufweist
und dabei eine hinreichende Stabilität für den Abgasstrang
gewährleistet.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch einen Schalldämp
fer mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, das Ge
häuse des Schalldämpfers aus einer Unterschale (Bodenteil)
und aus einer Oberschale (Deckel) aufzubauen, wobei die Un
terschale selbsttragend und aus Metall hergestellt und fest
mit einem Zuströmrohr und einem Abströmrohr verbunden ist,
während die Oberschale aus einem Kunststoff hergestellt ist.
Durch diese Bauweise besitzt die Unterschale mit den darin
fest eingebunden Rohren eine hohe Steifigkeit und Stabili
tät, während die Oberschale ein Leichtbauelement darstellt.
Insgesamt ergibt sich somit für das Gehäuse des erfindungs
gemäßen Schalldämpfers die erforderliche Stabilität sowie
eine erhebliche Gewichtsreduzierung. Wesentlich ist hierbei
die Aufteilung der Gehäusefunktionen, nämlich einerseits die
Bereitstellung einer geforderten Stabilität und Festigkeit,
was vom Bodenteil erfüllt wird, und andererseits die Bereitstellung
eines zur Schalldämpfung erforderlichen Volumens,
was vom Deckel erfüllt wird.
Das Zuströmrohr und das Abströmrohr des Schalldämpfers sind
dabei an die entsprechenden Rohre des Abgasstrang anschließ
bar oder bilden bereits Bestandteile oder Abschnitte des Ab
gasstrangs. Erfindungsgemäß ist im Bodenteil wenigstens eine
Querwand fest eingebaut, an der sich die am Bodenteil befe
stigten Rohre radial abstützen. Durch diese Bauweise kann
das Bodenteil bzw. der Schalldämpfer Momente übertragen, die
zwischen den Rohren wirken.
Entsprechend einer besonders vorteilhaften Ausführungsform
können von Abgas durchströmte Bereiche des Schalldämpfers,
wie z. B. Rohrbereiche und Raumbereiche, im wesentlichen im
Bodenteil angeordnet und/oder ausgebildet sein. Durch diese
Bauweise wird erreicht, daß die heißen Abgase sich im we
sentlichen nur im hitzebeständigen Bodenteil aufhalten, ohne
den Kunststoff-Deckel direkt zu beaufschlagen. Dies ermög
licht eine funktionale Trennung zwischen Gasführung im Bo
denteil und Bereitstellung eines zur Schalldämpfung erfor
derlichen Volumens im Deckel.
Das Bodenteil weist zwei von einem Boden nach oben abgewin
kelte, einander gegenüberliegende Stirnwände auf, von denen
die eine vom Zuströmrohr und die andere vom Abströmrohr
durchdrungen und mit dem jeweiligen Rohr fest verbunden ist.
Bei einer speziellen Weiterbildung können diese Stirnwände
jeweils eine größere Höhe aufweisen, als dazwischen angeordnete,
ebenfalls vom Boden abgewinkelte, einander gegenüber
liegend angeordnete Seitenwände, wobei die Höhe im wesentli
chen senkrecht zum Boden gemessen ist. Durch diese Bauweise
ist zwischen den heißen, gasführenden Rohren und dem Kunst
stoff-Deckel ein relativ großer Abstand realisierbar, wo
durch sich die thermische Belastung des Kunststoff-Deckels
reduziert. Gleichzeitig wird im thermisch weniger stark be
lasteten Bereich der Seitenwände der Deckel entsprechend
vergrößert, wodurch sich der der Gewichtsvorteil des Deckels
stärker auswirkt.
Da der Deckel erfindungsgemäß aus Kunststoff hergestellt
ist, kann die Außenkontur des Deckels entsprechend einer
vorteilhaften Weiterbildung besonders einfach an die jewei
lige Einbausituation des Schalldämpfers im Abgasstrang bzw.
am Fahrzeug angepaßt werden. Durch entsprechende Herstel
lungsverfahren, wie z. B. Tiefziehen oder Blasformen, lassen
sich relativ komplizierte dreidimensionale Formen für den
Deckel realisieren, die mit Stahlblech nicht oder nur mit
einem erheblich größeren Aufwand möglich sind. Dementspre
chend ist es beim erfindungsgemäßen Schalldämpfer möglich,
vorhandene Einbauräume erheblich besser auszunutzen, um gro
ße Dämpfungsvolumina zu realisieren.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Schalldämpfers erleichtert
sich die Anbindung des Abgasstrangs an die Fahrzeugkarosse
rie sowie dessen Montage, da Befestigungsmittel direkt am
stabilen Bodenteil des Schalldämpfers angreifen können.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus
der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nach
stehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der je
weils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kom
binationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den
Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den
Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Be
schreibung näher erläutert.
Es zeigen, jeweils schematisch,
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht auf einen geschnittenen
Schalldämpfer nach der Erfindung, wobei ein Deckel
von einem Unterteil abgehoben ist,
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht auf ein Unterteil des
erfindungsgemäßen Schalldämpfers, jedoch bei einer
anderen Ausführungsform,
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht auf einen Schalldämpfer
wie in Fig. 2, jedoch bei einer geschnittenen Dar
stellung und mit vom Unterteil abgehobenem Deckel.
Entsprechend Fig. 1 weist ein erfindungsgemäßer Schalldämp
fer 1 ein Gehäuse 2 auf, das zweischalig aufgebaut ist. Der
Schalldämpfer 1 ist für den Einbau in einen nicht gezeigten
Abgasstrang einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines
Kraftfahrzeuges, vorgesehen. Dieses Gehäuse 2 besitzt somit
ein wannenförmiges Bodenteil 3 sowie einen dazu passenden,
wannenförmigen Deckel 4. Das Bodenteil 3 weist einen Boden 5
auf, der von zwei einander gegenüberliegenden Stirnwänden 6
und 7 sowie von zwei, sich zwischen den Stirnwänden 6, 7 er
streckenden, einander gegenüberliegenden Seitenwänden 8 ein
gefaßt ist. In Fig. 1 ist der Schnitt so gelegt, daß ledig
lich eine der Seitenwände 8 dargestellt ist. Auf diese Weise
erhält das Bodenteil 3 eine selbsttragende Struktur. Das Bo
denteil 3 ist aus einem Metall, z. B. aus Stahlblech, herge
stellt. Bevorzugt wird hierbei ein Tiefziehverfahren, bei
dem die Stirnwände 6, 7 und die Seitenwände 8 vom Boden 5
ausgeformt werden.
In das Bodenteil 3 ist etwa mittig ein U-Profilteil 9 einge
setzt, das aus Metall besteht und dessen U-Schenkel zwei
Querwände, nämlich eine erste Querwand 10 und eine zweite
Querwand 11, ausbilden, die sich im Bodenteil 3 voneinander
beabstandet und parallel zu den Stirnwänden 6 oder 7 er
strecken. Das U-Profilteil 9 ist an seiner Basis 12 mit dem
Boden 5, z. B. durch eine Schweißverbindung, fest verbunden.
Ebenso können die Querwände 10 und 11 mit den Seitenwänden
8, z. B. durch Schweißnähte, fest verbunden sein. Durch die
Einbindung dieser Querwände 10 und 11 erhöht sich die Stei
figkeit und Stabilität des Bodenteils 3. Die Querwände 10
und 11 können auch als Einzelteile in das Bodenteil 3 einge
baut sein.
Der Schalldämpfer 1 umfaßt außerdem ein Zuströmrohr 13,
durch das die heißen Abgase und der zu bedämpfende Schall in
das Gehäuse 2 eintreten. Dieses Zuströmrohr 13 durchdringt
dabei die dem Betrachter zugewandte erste Stirnwand 6 sowie
beide Querwände 10 und 11 und endet mit einem nur teilweise
sichtbaren Mündungsende 14 in einem Zuströmraum 15. Dieser
Zuströmraum 15 ist seitlich von den Seitenwänden 8, der
zweiten Querwand 11 und der vom Betrachter abgewandten zwei
ten Stirnwand 7 begrenzt. Das Zuströmrohr 13 ist mit der er
sten Stirnwand 6 fest verbunden, insbesondere verschweißt
oder verlötet. Darüber hinaus stützt sich das Zuströmrohr 13
an den Querwänden 10 und 11 jeweils in radialer Richtung ab,
ohne daß dabei eine in Achsrichtung des Zuströmrohrs 13
wirksame Fixierung zwischen dem Zuströmrohr 13 und den Quer
wänden 10 und 11 vorgesehen sein muß. Dementsprechend ergibt
sich für das Zuströmrohr 13 in den Querwänden 10 und 11 dann
eine Art Schiebesitz. Diese Lagerung ermöglicht Relativbewe
gungen zwischen dem Zuströmrohr 13 und den Querwänden 10 und
11, die aufgrund thermischer Belastungen auftreten können.
Alternativ kann das Zuströmrohr 13 auch fest mit den Quer
wänden 10 und 11 verbunden sein, wobei Wärmedehnungen des
Zuströmrohrs 13 dann durch elastische Verformungen der Quer
wände 10,11 aufgenommen werden. Des weiteren besitzt der
Schalldämpfer 1 ein Abströmrohr 16, das die zweite Stirnwand
7 sowie die beiden Querwände 11 und 10 durchdringt und mit
einem Mündungsende 17 in einem Abströmraum 18 mündet. Dieser
Abströmraum 18 ist seitlich durch die Seitenwände 8, die er
ste Stirnwand 3 und die erste Querwand 10 begrenzt. Auch das
Abströmrohr 16 ist mit der zweiten Stirnwand 7 fest verbun
den und in den Querwänden 10, 11 axial verschiebbar gelagert
oder damit fest verbunden, wobei in beiden Fällen eine ra
diale Abstützung des Abströmrohrs 16 an den Querwänden 10
und 11 realisiert ist.
Bei der hier gezeigten Ausführungsform verlaufen die Rohre
13 und 16 parallel zueinander und parallel zum Boden 5. Au
ßerdem sind die Rohre 13 und 16 relativ nahe am Boden 5 an
geordnet. Des weiteren sind die Mündungsenden 14 und 17 je
weils auf den Boden 5 ausgerichtet, um mit den heißen Abga
sen gezielt den hitzebeständigen Boden 5 zu beaufschlagen.
Insbesondere ermöglicht diese Anordnung das Austreiben von
Kondensat, das sich am Boden 5, z. B. im Winter, ansammeln
kann.
Die Querwände 10 und 11 trennen im Gehäuse 2 zwischen dem
Zuströmraum 15 und dem Abströmraum 18 außerdem einen Zwi
schenraum 19 ab. Des weiteren ist ein beidseitig axial offe
nes Kopplungsrohr 20 vorgesehen, das beide Querwände 10 und
11 durchdringt und somit eine kommunizierende Verbindung
zwischen Zuströmraum 15 und Abströmraum 18 schafft. Auf die
se Weise werden im Zuströmraum 15 sowie im Abströmraum 18
innerhalb des Strömungsweges der Abgase mehrere Quer
schnittssprünge ausgebildet, die einer Schallübertragung in
das Abströmrohr 16 entgegenwirken. Das Kopplungsrohr 20 ist
ebenfalls aus einem hitzebeständigen Metall hergestellt und
ist vorzugsweise mit wenigstens einer der Querwände 10 und
11 fest verbunden. Somit trägt auch das Kopplungsrohr 20 zur
Erhöhung der Steifigkeit des Bodenteils 3 bei.
Bei den hier gezeigten Ausführungsformen ist lediglich das
Kopplungsrohr 20 im Bereich des Zwischenraums 19 perforiert
ausgestaltet. Ebenso sind Ausführungsformen möglich, bei de
nen alternativ oder zusätzlich zum Kopplungsrohr 20, das Zu
strömrohr 13 und/oder das Abströmrohr 16 im Bereich des Zwi
schenraums 19 und/oder die Querwände 10 und/oder 11 perfo
riert ausgestaltet sind.
Im Bereich des Zwischenraums 19 ist dieses Kopplungsrohr 20
perforiert ausgestaltet und besitzt dementsprechend eine
Vielzahl radialer Öffnungen 21. Der sich in den einzelnen
Räumen 15, 18 und 19 ausbreitende Schall kann dabei durch
geeignete Maßnahmen bedämpft werden. Die erzielbare Dämp
fungswirkung, insbesondere die zu bedämpfenden Frequenzen
sind über die Dimensionierung der Volumina der einzelnen
Räume 15, 18, 19 beeinflußbar. Die im Abgasstrang auftreten
den Schallwellen erfordern relativ großvolumige Räume 15,
18, 19 zu ihrer Bedämpfung. Dementsprechend benötigt das Ge
häuse 2 des Schalldämpfers 1 ein relativ großes Volumen.
Dieses Volumen wird durch den Deckel 4 bereitgestellt. Die
ser Deckel 4 wird erfindungsgemäß aus einem Kunststoff her
gestellt. Dies ist möglich, da sämtliche gasführenden Ele
mente und Bereiche des Schalldämpfers 1 im wesentlichen im
Bodenteil 3 angeordnet bzw. ausgebildet sind. Die Führung
der heißen Abgase erfolgt dabei gezielt so, daß ausschließlich
die hitzebeständigen Metallteile des Schalldämpfers 1,
also Bodenteil 3, Rohr 13, 16, 20 und Querwände 10, 11, di
rekt von den heißen Abgasen beaufschlagt werden. Zu diesem
Zweck ist auch das Kopplungsrohr 20 relativ nahe am Boden 5
angeordnet und parallel zum Zuströmrohr 13 bzw. zum Abström
rohr 16 ausgerichtet.
Von besonderer Bedeutung ist hierbei außerdem, daß die
Stirnwände 6 und 7 bezüglich einer senkrecht zum Boden 5 ge
messenen Höhe eine größere Höhe aufweisen, als die Seiten
wände 8. Hierdurch wird gewährleistet, daß die heißesten
Stellen des Schalldämpfers 1 einen relativ großen Abstand
zum Deckel 4 aufweisen. Die Stirnwände 6 und 7 sind insbe
sondere durch eine Fahrtwindbeaufschlagung soweit kühlbar,
daß der daran angeschlossene Deckel 4 keinen kritischen Tem
peraturen ausgesetzt ist. Die weniger hoch ausgebildeten
Seitenwände 8 ermöglichen eine Vergrößerung des Deckels 4 in
diesem Bereich, um den Gewichtsvorteil des Deckels 4 stärker
ausnutzen zu können.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 ist der Deckel 4 an
seiner Innenseite mit einer Innenverkleidung 22 ausgeklei
det. Diese Innenverkleidung 22 besteht zweckmäßig aus einem
schallabsorbierenden und thermoisolierenden Material, wo
durch zum einen der sich in den Räumen 15, 18, 19 ausbrei
tende Schall absorbiert und zum anderen eine Überhitzung des
Kunststoff-Deckels 4 verhindert wird.
Die Innenverkleidung 22 besteht beispielsweise aus einem
temperaturbeständigen Filz, der auf die Innenseite des Dec
kels 4 aufgeklebt oder aufgeschmolzen ist. Ein derartiger
Filz kann insbesondere aus E-Glasfasern oder Quarzglasfasern
hergestellt werden. Ein derartiger Filz kann sowohl aus ge
nadelten oder vernähten Filamentgelegen als auch aus tep
pichartigen, senkrecht zur jeweiligen Auflagefläche stehen
den Fasern mit rückseitiger Verklebung oder Verknüpfung be
stehen. Neben ihrer thermischen Isolationswirkung ermögli
chen diese Filze außerdem eine Bedämpfung der Druckpulsatio
nen innerhalb des jeweiligen Raumes 15, 18, 19 durch Absorp
tion.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform erstrecken sich
die Querwände 10 und 11 jeweils vom Boden 5 bis zu einer
Decke 23 an der Innenseite des Deckels 4. Insbesondere kön
nen vom Bodenteil 3 abgewandte Endkanten 24 der Querwände 10
und 11 in entsprechende Aufnahmen im Deckel 4 und/oder in
der Innenverkleidung 22 aufgenommen sein. Entsprechendes
gilt für seitliche Kanten der Querwände 10 und 11, die über
die Seitenwände 8 des Unterteils 3 vorstehen. Wichtig ist
hierbei, daß die einzelnen Räume 15, 18, 19 auch innerhalb des
Deckels 4 hinreichend gegeneinander abgedichtet sind, um
heiße Leckageströmungen im Kunststoff-Deckel 4 zu vermeiden.
Bei der hier gezeigten Ausführungsform besitzen sowohl das
Bodenteil 3 als auch der Deckel 4 jeweils einen Bund 25 bzw.
26, die jeweils vollständig umlaufend ausgebildet und zuein
ander komplementär geformt sind. Im Bereich dieser Bünde 25,
26 können Bodenteil 3 und Deckel 4 beispielsweise durch Kle
ben und/oder Nieten und/oder Formschluß, z. B. durch aufge
steckte, klammernde C-Profile, fest miteinander verbunden
werden. Ebenso ist es möglich, im Bereich der Bünde 25 eine
Nut-Feder-Verbindung zu realisieren, bei der der eine Bund
eine Nut enthält, in die eine am anderen Bund ausgebildete
Feder oder in die der als Feder ausgebildete andere Bund
einsteckbar ist. Zusätzlich können dann eine formschlüssige
Verrastung und/oder eine Verklebung vorgesehen sein. Alter
nativ oder zusätzlich kann der Kunststoff-Bund des Deckels 4
auf den Metall-Bund des Bodenteils 3 aufgeschmolzen oder mit
diesem verschweißt sein, wodurch eine Stoffschlußverbindung
erreicht wird. Bei Bedarf kann in jedem Fall genietet
und/oder geschraubt werden.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 bilden die Räume 15,
18, 19 jeweils Reflektionskammern, die außerdem durch die
Innenverkleidung 22 bedämpft sind.
Entsprechend den Fig. 2 und 3 ist bei einer anderen Ausfüh
rungsform zwischen dem Boden 5 des Unterteils 3 und der Dec
ke 23 des Deckels 4 ein Zwischenboden 27 angeordnet, der
mittels einer Vielzahl von Durchbrüchen 28 akustisch durch
lässig ausgestaltet ist. Bei dieser Ausführungsform erstrec
ken sich die Querwände 10 und 11 vom Boden 5 bis zu diesem
Zwischenboden 27 und bilden für diesen eine Unterstützung.
Der Zwischenboden 27 kann im Bereich des Bundes 25 an den
Stirnwänden 6, 7 und optional auch an den Querwänden 10 und
11 befestigt sein. Alternativ ist es möglich, den Zwischenboden
27 im oder am Deckel 4 zu befestigen. Der Zwischenbo
den 27 besteht vorzugsweise aus Metall.
Durch den Zwischenboden 27 wird im Deckel 4 ein vom Boden
teil 3 abgewandter Hohlraum 29 abgetrennt, der sich zwischen
dem Zwischenboden 27 und der Decke 23 erstreckt. Zweckmäßig
ist dieser Hohlraum 29 mit einem schallabsorbierenden Mate
rial 30 befüllt oder ausgefüllt, das im vorliegenden Bei
spiel durch einen Vollkörper gebildet sein kann. Als schall
absorbierendes Material eignet sich auch hierbei ein tempe
raturbeständiges Filz der oben genannten Art sowie wie eine
geeignete, hitzebeständige Wolle. Das schallabsorbierende
Material 30 wird mittels des Zwischenbodens 27 im Hohlraum
29 positioniert, derart, daß ein Mitreißen des ggf. losen
Materials, z. B. Filz oder Wolle, mit dem Abgas verhindert
wird. Bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 2 und 3 bilden
die Räume 15, 18, 19 Reflektionskammern, während der mit Ab
sorptionsmaterial 30 gefüllte Hohlraum 29 eine Absorptions
kammer darstellt.
Entsprechend Fig. 2 können am Bodenteil 3 Befestigungsmittel
31 angreifen, die hier in Form von Stäben ausgebildet sind,
die beispielsweise an das Bodenteil 3 angeschweißt sind. Mit
Hilfe dieser Befestigungsmittel 31 kann das Bodenteil 3 und
somit der gesamte Schalldämpfer 1 über Dämpfungsmittel, z. B.
Aufhängungsgummis an einer nicht gezeigten Fahrzeugkarosse
rie befestigt werden. Insoweit können herkömmliche Aufhän
gungsmethoden verwendet werden, wodurch sich insgesamt die
Handhabung und Befestigung des mit dem Schalldämpfer 1 aus
gestatteten Abgasstrangs vereinfacht.
Bei der Ausführungsform der Fig. 2 und 3 ist im Bereich der
Seitenwände 8 im Unterschied zur Ausführungsform gemäß Fig.
1 kein Bund ausgebildet. Die Befestigung des Deckels 4 am
Bodenteil 3 erfolgt hier durch eine Verklebung von seitli
chen Schürzen 32, die am Deckel 4 ausgebildet sind und die
Seitenwände 8 überlappen, wenn der Deckel 4 auf das Boden
teil 3 aufgesetzt ist. Bei Bedarf kann zusätzlich genietet
und/oder geschraubt werden.
Als Werkstoffe für das Bodenteil 3 eignen sich in besonderer
Weise ein- oder mehrlagige Edelstahlbleche oder aluminierte
Stahlbleche. Für die Querwände 10 und 11 sowie für die ver
wendeten Rohre 13, 16 und 20 sowie gegebenenfalls für den
Zwischenboden 27 eignen sich in besonderer Weise einlagige
Stahl- oder Edelstahlbleche, die zur akustischen Abstimmung
außerdem örtlich perforiert sein können.
Für den Deckel 4 eigenen sich temperaturbeständige, spritz
bare Kunststoffe, wie z. B. Polyphenylenesulfide, Polyarsul
fone, Polyethersulfone, Polyetheretherketone, Polyetherketo
neketone, Polyimide, Bismaleimide und Cyanate Ester.
Um auch bei den hohen Temperaturen relativ hohe Steifig
keitswerte aufweisen zu können, können Verstärkungsfasern
aus Glas, Aramid, Keramik oder Kohle im Spritzgut zum Ein
satz kommen. Ebenso ist es möglich, Verstärkungsfasergelege
in der Spritzform anzuordnen und dann mit dem jeweiligen
Kunststoff zu umspritzen. Anstelle von Thermoplasten können
auch Duroplaste verwendet werden, die zweckmäßig ebenfalls
faserverstärkt sind. Beispielsweise eignen sich hierfür Po
lyester-, Epoxy-, Phenol- und Melaminharze.
Zur Herstellung des Kunststoff-Deckels 4 eigenen sich fol
gende Fertigungsverfahren: Spritzen in Formen, Blasen aus
Vorformen, Ziehen im weichen Zustand, Einlegen imprägnierter
Fasergelege (Prepregs) und Ausheizen in der Form, Laminieren
von Fasergelegen in der Form (Walzen, Spritzen), wobei die
jeweilige Reaktion mit Licht oder Wärme ausgelöst wird.
1
Schalldämpfer
2
Gehäuse
3
Bodenteil
4
Deckel
5
Boden
6
erste Stirnwand
7
zweite Stirnwand
8
Seitenwand
9
U-Profilteil
10
erste Querwand
11
zweite Querwand
12
Basis von
9
13
Zuströmrohr
14
Mündungsende von
13
15
Zuströmraum
16
Abströmrohr
17
Mündungsende von
16
18
Abströmraum
19
Zwischenraum
20
Kopplungsrohr
21
radiale Öffnung von
20
22
Innenverkleidung von
4
23
Decke von
4
24
Oberkante von
10
,
11
25
Bund von
3
26
Bund von
4
27
Zwischenboden
28
Öffnung in
27
29
Hohlraum in
4
30
schallabsorbierendes Material
31
Befestigungsmittel
32
Schürze
Claims (12)
1. Schalldämpfer für einen Abgasstrang einer Brennkraftma
schine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs,
mit einem wannenförmigen, selbsttragenden Bodenteil (3) aus Metall, das einen von zwei einander gegenüberliegenden Seitenwänden (8) und zwei einander gegenüberliegenden Stirnwänden (6, 7) eingefaßten Boden (5) aufweist und das wenigstens eine Querwand (10, 11) enthält, die mit dem Bo den (5) und/oder mit den Seitenwänden (8) fest verbunden ist und im wesentlichen parallel zu den Stirnwänden (6, 7) verläuft,
mit einem Zuströmrohr (13) das die erste Stirnwand (6) und die wenigstens eine Querwand (10, 11) durchdringt, mit der ersten Stirnwand (6) fest verbunden ist und sich radial an der wenigstens einen Querwand (10, 11) abstützt,
mit einem Abströmrohr (16), das die zweite Stirnwand (7) und die wenigstens eine Querwand (10, 11) durchdringt, mit der zweiten Stirnwand (7) fest verbunden ist und sich ra dial an der wenigstens einen Querwand (10, 11) abstützt,
mit einem wannenförmigen Deckel (4) aus Kunststoff, der das Bodenteil (3) gasdicht verschließt.
mit einem wannenförmigen, selbsttragenden Bodenteil (3) aus Metall, das einen von zwei einander gegenüberliegenden Seitenwänden (8) und zwei einander gegenüberliegenden Stirnwänden (6, 7) eingefaßten Boden (5) aufweist und das wenigstens eine Querwand (10, 11) enthält, die mit dem Bo den (5) und/oder mit den Seitenwänden (8) fest verbunden ist und im wesentlichen parallel zu den Stirnwänden (6, 7) verläuft,
mit einem Zuströmrohr (13) das die erste Stirnwand (6) und die wenigstens eine Querwand (10, 11) durchdringt, mit der ersten Stirnwand (6) fest verbunden ist und sich radial an der wenigstens einen Querwand (10, 11) abstützt,
mit einem Abströmrohr (16), das die zweite Stirnwand (7) und die wenigstens eine Querwand (10, 11) durchdringt, mit der zweiten Stirnwand (7) fest verbunden ist und sich ra dial an der wenigstens einen Querwand (10, 11) abstützt,
mit einem wannenförmigen Deckel (4) aus Kunststoff, der das Bodenteil (3) gasdicht verschließt.
2. Schalldämpfer nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß von Abgas durchströmte Bereiche des Schalldämpfers (1)
im wesentlichen im Bodenteil (3) angeordnet und/oder ausge
bildet sind.
3. Schalldämpfer nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwei zueinander parallele Querwände (10, 11) vorgesehen
sind, die beide vom Zuströmrohr (13) und vom Abströmrohr
(16) durchdrungen sind und die im Inneren des Schalldämpfers
(1) einen von der zweiten Stirnwand (7) begrenzten Zuström
raum (15), in den das Zuströmrohr (13) einmündet, einen von
der ersten Stirnwand (6) begrenzten Abströmraum (18), in den
das Abströmrohr (16) einmündet, und einen von den Querwänden
(10, 11) begrenzten Zwischenraum (19) voneinander trennen,
wobei ein beidseitig offenes Kopplungsrohr (20) beide Quer
wände (10, 11) durchdringt und den Zuströmraum (15) mit dem
Abströmraum (18) kommunizierend verbindet.
4. Schalldämpfer nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Kopplungsrohr (20) in der Nähe des Bodens (5), zu
mindest im wesentlichen innerhalb des Bodenteils (3) ange
ordnet ist.
5. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Deckel (4) an seiner Innenseite mit einer Innenver
kleidung (22) ausgekleidet ist, die aus einem schallabsor
bierenden und/oder thermoisolierenden Material besteht.
6. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stirnwände (6, 7) des Bodenteils (3) jeweils eine
größere Höhe aufweisen als die Seitenwände (8) des Boden
teils (3), wobei die Höhe im wesentlichen senkrecht zum Bo
den (5) des Bodenteils (3) gemessen ist.
7. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß sich jede Querwand (10, 11) vom Boden (5) bis zu einer
Decke (23) des Deckels (4) erstreckt.
8. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Inneren des Schalldämpfers (1) zwischen dem Boden (5)
und einer Decke (23) des Deckels (4) ein akustisch durchläs
siger Zwischenboden (27) angeordnet ist, wobei sich jede
Querwand (10, 11) vom Boden (5) bis zum Zwischenboden (27)
erstreckt, wobei der Zwischenboden (27) im Deckel (4) einen
vom Bodenteil (3) abgewandten Hohlraum (29) abtrennt, der
mit einem schallabsorbierenden Material (30) be- und/oder
ausgefüllt ist.
9. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß Zuströmrohr (13) und Abströmrohr (16) und - soweit vor
handen - das Kopplungsrohr (20) im wesentlichen parallel zum
Boden (5) verlaufen.
10. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Außenkontur des Deckels (4) an die jeweilige Einbau
situation des Schalldämpfers (1) angepaßt ist.
11. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Schalldämpfer (1) mit Befestigungsmitteln (31) an
einer Fahrzeugkarosserie befestigt ist, wobei die Befesti
gungsmittel (31) schalldämpferseitig nur am Bodenteil (3)
angreifen.
12. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Deckel (4) mit dem Bodenteil (3) verbunden ist durch
Verkleben und/oder durch wenigstens eine auf nach außen ab
stehende Bünde (25, 26) von Deckel (4) und Bodenteil (3) auf
gesteckte C-förmige Klammer und/oder durch eine Nut-Feder-
Verbindung und/oder durch eine Rastverbindung und/oder durch
Aufschmelzen des Kunststoff-Deckels (4) auf das Metall-
Bodenteil (3) und/oder durch Anschweißen des Kunststoff-
Deckels (4) am Metall-Bodenteil (3) und/oder durch Nieten
und/oder durch Schrauben.
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