DE10131475B4 - Abgasschalldämpfer - Google Patents

Abgasschalldämpfer Download PDF

Info

Publication number
DE10131475B4
DE10131475B4 DE2001131475 DE10131475A DE10131475B4 DE 10131475 B4 DE10131475 B4 DE 10131475B4 DE 2001131475 DE2001131475 DE 2001131475 DE 10131475 A DE10131475 A DE 10131475A DE 10131475 B4 DE10131475 B4 DE 10131475B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
valve body
exhaust
gas
housing
supply line
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE2001131475
Other languages
English (en)
Other versions
DE10131475A1 (de
Inventor
Georg Wirth
Peter Dr. Zacke
Johannes Grupp
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eberspaecher Climate Control Systems GmbH and Co KG
Original Assignee
J Eberspaecher GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by J Eberspaecher GmbH and Co KG filed Critical J Eberspaecher GmbH and Co KG
Priority to DE2001131475 priority Critical patent/DE10131475B4/de
Priority to EP02009905A priority patent/EP1270883A3/de
Publication of DE10131475A1 publication Critical patent/DE10131475A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE10131475B4 publication Critical patent/DE10131475B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N1/00Silencing apparatus characterised by method of silencing
    • F01N1/16Silencing apparatus characterised by method of silencing by using movable parts
    • F01N1/165Silencing apparatus characterised by method of silencing by using movable parts for adjusting flow area

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust Silencers (AREA)

Abstract

Abgasschalldämpfer mit einem Gehäuse (2), das eine Gaszuleitung (4) und wenigstens eine Gasableitung (5) aufweist, wobei der Gaszuleitung (4) eine Ventilanordnung (10) zugeordnet ist, die in Abhängigkeit wenigstens eines Parameters den Eintrittsquerschnitt für das in das Gehäuse (2) eintretende Abgas verändert, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung (10) ein Führungsgehäuse (11) und einen darin axial verstellbar gelagerten Ventilkörper (14) sowie Antriebsmittel (18) zum axialen Verstellen des Ventilkörpers (14) im Führungsgehäuse (1.1) aufweist, wobei das Führungsgehäuse (11) radial gasdurchlässig ausgebildet ist und an einem im Gehäuse (2) endenden Endabschnitt (16) der Gaszuleitung (4) befestigt ist, derart, daß die axiale Verstellrichtung (15) des Ventilkörpers (14) im wesentlichen parallel zum Endabschnitt (16) verläuft, wobei der Ventilkörper (14) im Führungsgehäuse (11) zwischen einer ersten Endstellung, in welcher der Ventilkörper, (14) dem Austrittsende (9) angenähert ist und in welcher ein minimaler Eintrittsquerschnitt vorliegt, und einer zweiten Endstellung verstellbar ist, in welcher der Ventilkörper (14) vom Austrittsende (9) entfernt ist und in welcher ein maximaler Eintrittsquerschnitt vorliegt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Abgasschalldämpfer mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
  • Abgasschalldämpfer dieser Art werden insbesondere dazu verwendet, einerseits bei kleinen Abgasdurchsätzen niederfrequente Geräusche relativ stark zu dämpfen und andererseits bei größeren Abgasdurchsätzen einen übermäßigen Gegendruckanstieg und somit einen Leistungsverlust der jeweiligen Brennkraftmaschine zu vermeiden.
  • Aus der DE 195 03 322 A1 ist ein derartiger Abgasschalldämpfer bekannt, der ein Gehäuse mit einer Gaszuleitung und einer Gasableitunq aufweist. Dabei ist der Gaszuleitung eine Ventilanordnung zugeordnet, die in Abhängigkeit wenigstens eines Parameters den Eintrittsquerschnitt für das in das Gehäuse eintretende Abgas verändert. Die Ventilanordnung weist dabei einen über eine Überdruckdose verstellbar angetriebenen Ventilteller auf, der in einer Ausgangsstellung mittels einer Schraubendruckfeder ein Austrittsende der Gaszuleitung axial verschließt. Die Überdruckdose ist über eine Druckleitung mit der Gaszuleitung kommunizierend verbunden, so daß der Ventilteller in Abhängigkeit des Abgasgegendrucks, also des im anströmenden Abgas herrschenden Drucks, mehr oder weniger vom Austrittsende der Gaszuleitung abhebt. Der bekannte Abgasschalldämpfer besitzt einen relativ aufwendigen Aufbau, da die Überdruckdose außerhalb des Gehäuses des Abgasschalldämpfers angeordnet ist, so daß eine Kolbenstange zur Betätigung des Ventiltellers das Gehäuse abgedichtet durchdringen muß.
  • Desweiteren müssen bei der Montage und Herstellung des bekannten Abgasschalldämpfers relativ enge Toleranzen eingehalten werden, um eine ordnungsgemäße Funktion gewährleisten zu können.
  • Aus der DE 197 29 666 A1 ist ein weiterer Abgasschalldämpfer der eingangs genannten Art bekannt, bei dem die Ventilanordnung einen durch ein Wellrohr angetriebenen Ventilteller aufweist. Ein fixes Ende des Wellrohrs ist dabei in eine Aussparung des Gehäuses des Abgasschalldämpfers eingesetzt, wobei das Innere des Wellrohrs über eine im Schalldämpfergehäuse ausgebildete Öffnung mit der Atmosphäre in Verbindung steht. Desweiteren wird der Ventilteller mit Federmitteln in Schließrichtung gegen das Austrittsende der Gaszuleitung vorgespannt. In Abhängigkeit des im Gehäuse herrschenden Abgasdrucks wird der Ventilteller axial verstellt, um so den Eintrittsquerschnitt für das in das Gehäuse eintretende Abgas zu verändern. Zwar ist bei dieser Anordnung die Betätigungseinrichtung für den Ventilteller im Inneren des Gehäuses angeordnet, jedoch können auch hier Dichtungsprobleme auftreten, da das Innere des Wellrohrs über die genannte Gehäuseöffnung mit der Atmosphäre kommunizieren muß. Dementsprechend besitzt auch dieser bekannte Abgasschalldämpfer einen relativ aufwendigen Aufbau. Auch bei diesem Abgasschalldämpfer müssen bei der Herstellung und Montage relativ enge Toleranzen eingehalten werden, um eine ordnungsgemäße Funktion der Ventilanordnung gewährleisten zu können.
  • Das U.S.-Patent 5,801,343 offenbart einen Abgasschalldämpfer mit einer Ventilanordnung, welche einen axial verstellbaren Ventilkörper aufweist, der sich einem Endabschnitt einer Gaszuleitung annähern und sich von diesem entfernen kann. Dazu ist der Ventilkörper an einem Ende einer axial verschiebbaren Führungsstange angeordnet, welche an ihrem anderen Ende mit einem in einem Zylinder geführten Kolben verbunden ist.
  • Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für einen Abgasschalldämpfer der eingangs genannten Art einen relativ einfach realisierbaren Aufbau anzugeben.
  • Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, zum Steuern des Eintrittsquerschnitts einen Ventilkörper zu verwenden, der in einem am Austrittsende der Gaszuleitung befestigten Führungsgehäuse axial verstellbar gelagert ist. Durch diese Bauweise ergibt sich durch die Befestigung des Führungsgehäuses am Austrittsende der Gaszuleitung automatisch die gewünschte Positionierung für den Ventilkörper, so daß die Einhaltung von Montagetoleranzen vereinfacht ist. Darüber hinaus ist es möglich, die komplette Ventilanordnung innerhalb des Gehäuses des Abgasschalldämpfers unterzubringen, so daß Dichtungsprobleme vermieden werden können.
  • Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform können Führungsgehäuse, Ventilkörper und Antriebsmittel der Ventilanordnung als komplett montierbare Einheit ausgebildet sein. Durch diesen Vorschlag bildet die Ventilanordnung eine im Rahmen einer Vormontage montierbare Baugruppe, wodurch sich die Einhaltung von Herstellungs- und Montagetoleranzen vereinfacht. Desweiteren wird der Einbau dieser kompletten Einheit im Abgasschalldämpfer deutlich vereinfacht.
  • Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann der Ventilkörper aerodynamisch so geformt sein, daß am Ventilkörper eine Strömungsumlenkung um etwa 180° erfolgt. Durch diese Bauweise kann die kinetische Energie des anströmenden Abgases durch Impulsübertragung zur Einleitung einer Öffnungskraft genutzt werden, die den Ventilkörper vom Austrittsende der Gaszuleitung zu entfernen sucht. Diese Bauform eignet sich in besonderer Weise für eine rein passiv arbeitende Ventilanordnung, die den Eintrittsquerschnitt in Abhängigkeit des Abgasgegendrucks steuert.
  • Bei einer speziellen Ausführungsform kann der in der ersten Endstellung des Ventilkörpers vorliegende minimale Eintrittsquerschnitt so gewählt sein, daß durch diesen minimalen Eintrittsquerschnitt Abgas in das Gehäuse einströmen kann. Mit anderen Worten, das Austrittsende der Gaszuleitung ist in der ersten Endstellung des Ventilkörpers nicht verschlossen, sondern gewährleistet auch bei minimalem oder fehlendem Abgasgegendruck einen vorbestimmten, frei durchströmbaren Eintrittsquerschnitt. Durch diese Bauweise können unterhalb eines vorbestimmten Abgasgegendrucks Ventilbewegungen unterdrückt werden, die beispielsweise Ursache für eine Geräuschentwicklung sein können.
  • Bei einer anderen Ausführungsform können ein erster Angriffsbereich für eine den Ventilkörper in seine erste Endstellung antreibende Schließkraft der Antriebsmittel bezüglich der Anströmrichtung, mit welcher der Ventilkörper vom durch die Gaszuleitung zugeführten Abgas beaufschlagt wird, stromauf eines zweiten Angriffsbereichs für eine von der Anströmung erzeugten und den Ventilkörper in seine zweite Endstellung antreibenden Öffnungskraft angeordnet sein, derart, daß sich der Ventilkörper axial ausrichtet, wenn Schließkraft und Öffnungskraft gleichzeitig daran angreifen. Durch diese besondere Bauweise kann sich der Ventilkörper durch die daran angreifenden Strömungskräfte selbsttätig ausrichten, wodurch ein Kippen oder Verkanten oder Verklemmen des Ventilkörpers im Führungsgehäuse verhindert wird.
  • Bei einer besonderen Ausführungsform können die Antriebsmittel eine Schraubendruckfeder aufweisen, die sich einenends an einem dem Austrittsende der Gaszuleitung gegenüberliegenden Boden des Führungsgehäuses und anderenends an einer diesem Boden zugewandten Rückseite des Ventilkörpers abstützt und die den Ventilkörper entgegen dem Abgasdruck des ausströmenden Abgases in Richtung der ersten Endstellung antreibt. Diese Ausführungsform eignet sich insbesondere zur Realisierung einer rein passiv arbeitenden Ventilanordnung, bei der lediglich das Kräftegleichgewicht zwischen Federkraft und Strömungskraft die Position des Ventilkörpers bestimmt .
  • Zusätzlich oder alternativ können die Antriebsmittel ein Stellglied aufweisen, das am Ventilkörper angreift und diesen parameterabhängig aktiv verstellt. Bei dieser Ausführungsform kann die Steuerung des Ventilkörpers besonders einfach auch unabhängig vom Abgasgegendruck durchgeführt werden. Ebenso ist eine andere, beliebige Abhängigkeit vom Abgasgegendruck wählbar. Beispielsweise kann das Stellglied den Ventilkörper in Abhängigkeit wenigstens eines der folgenden Parameter durchführen: Abgasgegendruck, Abgastemperatur, Motordrehzahl, Motorlast, Lautstärke, Klang des Mündungsgeräusches. Durch die Berücksichtigung von wenigstens einem dieser Parameter kann das Dämpfungsverhalten des Schalldämpfers optimiert werden. Als Stellglied kann beispielsweise eine Unterdruckdose oder Überdruckdose oder ein elektrischer Antrieb verwendet werden.
  • Gemäß einer besonderen Weiterbildung können Ventilkörper und Schraubendruckfeder hinsichtlich ihrer Eigenfrequenzen so abgestimmt sein, daß sie bei vorbestimmten Frequenzen als akustischer Tilger wirken. Durch diese Bauweise werden Ventilköper und Schraubendruckfeder bei bestimmten, zu bedämpfenden Frequenzen zu gegenphasigen Resonanzschwingungen angeregt, wodurch sich eine starke Dämpfungswirkung einstellt.
  • 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 nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen 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 Beschreibung näher erläutert.
  • Es zeigen, jeweils schematisch,
    • 1 eine Schnittansicht durch einen erfindungsgemäßen Abgasschalldämpfer bei einer ersten Ausführungsform, wobei ein Ventilkörper seine erste Endstellung einnimmt,
    • 2 eine Schnittansicht wie in 1, jedoch bei einer anderen Ausführungsform, wobei der Ventilkörper seine zweite Endstellung einnimmt,
    • 3 eine Ansicht wie in 1, jedoch bei einer dritten Ausführungsform, und
    • 4 eine perspektivische Ansicht auf eine Einheit aus Führungsgehäuse, Ventilkörper und Antriebsmitteln nach der Erfindung.
  • Entsprechend den 1 bis 3 weist ein erfindungsgemäßer Abgasschalldämpfer 1 ein Gehäuse 2 auf, das einen Innenraum 3 besitzt und in das eine Gaszuleitung 9 und eine Gasableitung 5 einmünden. Optional kann außerdem eine Trennwand 6 im Gehäuse 2 ausgebildet sein, die den Innenraum 3 von einer Kammer 7 trennt, in der Dämpfungsmaterial untergebracht sein kann. Im Bereich dieser Kammer 7 kann die Gaszuleitung 4 perforiert ausgebildet sein; in 2 sind entsprechende Öffnungen 8 angedeutet. Zusätzlich oder alternativ kann auch die Trennwand 6 perforiert ausgebildet sein.
  • Die Gaszuleitung 4 endet im Innenraum 3 mit einem Austrittsende 9, dem eine Ventilanordnung 10 zugeordnet ist. Diese Ventilanordnung 10 besitzt ein Führungsgehäuse 11, das sich koaxial zu einer Achsrichtung 12 der Gaszuleitung 4 erstreckt. Das Gehäuse 11 ist in radialer Richtung gasdurchlässig ausgestaltet und ist an einem, der Gaszuleitung 4 zugewandten Ende 13 am Austrittsende 9 der Gaszuleitung 4 befestigt. Vorzugsweise ist das Führungsgehäuse 11 am Austrittsende 9 angeschweißt; ebenso ist es möglich, das Führungsgehäuse 11 auf eine beliebige andere Weise am Austrittsende 9 zu befestigen, wobei die gewählte Befestigungsmethode den im Abgasschalldämpfer 1 auftretenden Temperaturen standhalten muß.
  • Die Ventilanordnung 10 weist außerdem einen Ventilkörper 14 auf, der im Inneren des Führungsgehäuses 11 axial verstellbar gelagert ist. Dementsprechend verläuft die in 1 durch einen Doppelpfeil 15 symbolisch dargestellte Verstellrichtung bzw. Verstellbarkeit des Ventilkörpers 14 parallel zu einem Endabschnitt 16 der Gaszuleitung 4, der das Austrittsende 9 aufweist und an dem das Führungsgehäuse 11 befestigt ist. Dies hat zur Folge, daß die Verstellrichtung 15 des Ventilkörpers 14 parallel zu einer Anströmrichtung 17 verläuft, mit der die dem Abgasschalldämpfer 1 zugeführten Abgase durch die Gaszuleitung 9 strömen und auf den Ventilkörper 14 treffen.
  • Die Ventilanordnung 10 umfaßt außerdem Antriebsmittel 18, die in den hier gezeigten Ausführungsbeispielen eine Schraubendruckfeder 19 aufweisen können. Diese Schraubendruckfeder 19 stützt sich einenends an einem Boden 21 ab, der an einem vom Austrittsende 9 abgewandten Ende 20 des Führungskäfigs 11 ausgebildet ist. Anderenends stützt sich diese Schraubendruckfeder 19 an einer diesem Boden 21 gegenüberliegenden Rückseite 22 des Ventilkörpers 14 ab. Die Schraubendruckfeder 19 spannt den Ventilkörper 14 in seine in den 1 und 3 gezeigte erste Endstellung vor. Während diese Endstellung dem Austrittsende 9 der Gaszuleitung 4 angenähert ist, befindet sich der Ventilkörper 14 in seiner in 2 gezeigten zweiten Endstellung in einer vom Austrittsende 9 maximal entfernten Position.
  • Der Ventilkörper 14 besitzt einen zentralen kegel- oder kegelstumpfförmigen Dom 23, der in der ersten Endstellung des Ventilkörpers 14 gemäß den 1 und 3 in das Austrittsende 9 der Gaszuleitung 4 axial hineinragt. Desweiteren besitzt der Ventilkörper 19 eine den Dom 23 ringförmig umschließende, zum Austrittsende 9 hin offene U-förmige Rinne 24, deren radial innenliegende Innenwand durch die Außenwand des Doms 23 gebildet ist und deren radial außenliegende Außenwand parallel zur Achsrichtung 12 verläuft und im Inneren des Führungsgehäuses 11 axial gleitend verstellbar gelagert ist. Dabei stützt sich die Außenwand der Rinne 24 bzw. die Außenwand des Ventilkörpers 14 mit mehr oder weniger Spiel am Führungsgehäuse 11 radial ab. Auf diese Weise ist der Ventilkörper quasi "schwimmend" im Führungskäfig 11 gelagert. In der ersten Endstellung übergreift die Rinne 24 in radialer Richtung das Austrittsende 9, das heißt das Austrittsende 9 ragt in die Rinne 24 hinein.
  • Die spezielle Formgebung des Ventilkörpers 14 bewirkt eine Strömungsumlenkunq der Gasströmung 17, die aus dem Gaszulauf 4 auf den Ventilkörper 14 auftrifft, um etwa 180°. Durch diese Umkehrung der Strömungsrichtung erfolgt eine Impulsübertragung auf den Ventilkörper 14, wodurch dieser mit einer Öffnungskraft beaufschlagt ist, die den Ventilkörper 14 von der Austrittsöffnung 9 zu entfernen sucht. Dieser Öffnungskraft wirkt die Rückstellkraft oder Schließkraft der Schraubendruckfeder 19 entgegen.
  • In der ersten Endstellung des Ventilkörpers 14 liegt ein minimaler Eintrittsquerschnitt für die über die Gaszuleitung 4 zugeführten Abgase 17 vor. Im Unterschied dazu liegt bei der zweiten Endstellung des Ventilkörpers 14 ein maximaler Eintrittsquerschnitt für die über die Gaszuleitung 4 zugeführten Abgase 17 vor. Entsprechend den 1 und 3 ist die erste Endstellung des Ventilkörpers 14 so gewählt, daß der dann vorliegende minimale Eintrittsquerschnitt nicht Null ist, sondern einen Strömungsweg realisiert, durch den die über die Gaszuleitung 4 zugeführten Abgase 17 in das Innere 3 des Gehäuses 2 einströmen können. Dieser Aufbau kann für kleinere Abgasgegendrücke hinsichtlich der Vermeidung einer Geräuschentwicklung vorteilhaft sein.
  • Die Ventilanordnung 10 des erfindungsgemäßen Abgasschalldämpfers 1 arbeitet wie folgt:
    Bei kleinen Abgasgegendrücken, also bei kleinen Abgasgeschwindigkeiten stromauf der Ventilanordnung 10 ist die von der Abgasströmung 17 auf den Ventilkörper 14 übertragene Öffnungskraft kleiner als die von der Schraubendruckfeder 19 erzeugte Schließkraft, so daß sich der Ventilkörper 19 in seiner ersten Endstellung befindet und der minimale Eintrittsquerschnitt herrscht. Mit zunehmender Strömungsgeschwindigkeit bzw. mit zunehmendem Abgasgegendruck steigt die Öffnungskraft am Ventilkörper 14, so daß ab einem vorbestimmbaren Abgasgegendruck der Ventilkörper 14 entgegen der Federkraft der Schraubendruckfeder 19 in Richtung auf seine zweite Endstellung mehr oder weniger verstellt wird.
  • Damit es bei dieser Verstellbewegung nicht zu einem Kippen und Verkanten des Ventilkörpers 14 im Führungsgehäuse 11 kommt, ist ein erster Angriffsbereich 25, an dem sich die Schraubendruckfeder 19 am Ventilkörper 19 abstützt, bezüglich der Anströmrichtung 17 der Abgase stromauf eines zweiten Angriffsbereichs 26 angeordnet, an dem die von der Anströmung erzeugte Öffnungskraft im wesentlichem am Ventilkörper 19 angreift. Im vorliegenden Fall ist dieser zweite Angriffsbereich 26 im wesentlichen im Umkehrbereich der Rin ne 24 ausgebildet, während der erste Angriffsbereich im Zentrum des Doms 23 ausgebildet ist. Durch diese Maßnahmen erfolgt bei einer am Ventilkörper 14 durch die Anströmung erzeugten Impulskraft eine axiale Ausrichtung des Ventilkörpers 14, die ein Kippen und somit Verkanten oder Verklemmen des Ventilkörpers im Führungsgehäuse 11 verhindert.
  • Es ist zu beachten, daß der Eintrittsquerschnitt für das über die Gaszuleitung 4 zugeführte Abgas mit zunehmender Entfernung des Ventilkörpers 14 vom Austrittsende 9 der Gaszuleitung 4 überproportional stark zunimmt, wodurch ein übermäßiger Gegendruckanstieg stromauf der Ventilanordnung 10 vermieden werden kann. Bei großen Abgasvolumenströmen nimmt der Ventilkörper 14 seine zweite Endstellung gemäß 2 ein. Hierbei ist bemerkenswert, daß durch eine entsprechende Dimensionierung der Ventilanordnung 10, insbesondere des axialen Verstellwegs des Ventilkörpers 14, in der zweiten Endstellung ein Zustand erreicht wird, der auch bei einem ungedrosselten Schalldämpfer auftritt, in dem im Inneren eine Strömungsumkehr erzwungen wird. Insoweit reduziert sich die Drosselwirkung des Ventilkörpers 19; es stellt sich (bei großen Volumenströmen) quasi derselbe Strömungswiderstand wie bei fehlender Ventilanordnung 10 ein.
  • Während bei den Ausführungsformen der 1 und 3 die Gasableitung 5 ein Ausströmen der Abgase aus dem Inneren 3 des Gehäuses 2 etwa quer zur Einströmrichtung 17 ermöglicht, sind die bei der Ausführungsform gemäß 2 vorgesehenen zwei Gasableitungen 5 so orientiert, daß sie ein Ausströmen der Abgase aus dem Inneren 3 etwa in der Einströmrichtung ermöglichen. Es ist klar, daß grundsätzlich jede beliebige Orientierung für die ausströmenden Abgase bzw. für die Gasableitungen 5 realisierbar ist, insbesondere auch eine solche, bei der die Abgase entgegen der Einströmrichtung aus dem Gehäuse 2 ausströmen.
  • Bei der Ausführungsform gemäß 2 können die Antriebsmittel 18 Führungsmittel (27, 28) aufweisen, die eine radiale Abstützung der Schraubendruckfeder 19 ermöglichen und dadurch ein seitliches Ausbeulen der Schraubendruckfeder 19 verhindern. Diese Führungsmittel können beispielsweise durch eine im Inneren der Schraubendruckfeder 19 angeordnete zentrale Führungsstange 27 und/oder durch eine die Schraubendruckfeder 19 radial außen umhüllende, insbesondere teleskopische Führungshülse 28 gebildet sein. Für die Führungsstange 27 enthält der Dom 23 des Ventilkörpers 14 eine entsprechende Durchtrittsöffnung 29.
  • Entsprechend 3 können die Antriebsmittel 18 zusätzlich oder alternativ zur Schraubendruckfeder 19 ein Stellglied 30 aufweisen, das beispielsweise durch eine Druckdose, insbesondere Überdruckdose oder Unterdruckdose, oder durch einen elektrischen Antrieb gebildet sein kann. Dieses Stellglied 30 greift über eine Kolbenstange 31 am Ventilkörper 14 an, wodurch der Ventilkörper 14 durch eine entsprechende Betätigung des Stellglieds 30 axial verstellbar ist. Während bei den Ausführungsformen der 1 und 2 die Ventilanordnung 10 rein passiv arbeitet, kann die Ventilanordnung 10 bei der Ausführungsform gemäß 3 aktiv betrieben werden. Dementsprechend können relativ beliebige Parameter für die Steuerung der Ventilanordnung 10 verwendet werden. Zweckmäßig sind dabei Parameter, die Betriebszustände des Abgasschalldämpfers 1 und/oder einer Brennkraftmaschine, in deren Abgasstrang der Abgasschalldämfer 1 angeordnet ist, charakterisieren. Beispielsweise kann das Stellglied 30 eine aktive Verstellung des Ventilkörpers 14 in Abhängigkeit wenigstens eines der folgenden Parameter bewirken Abgasgegendruck, Abgastemperatur, Motordrehzahl, Motorlast, Lautstärke, Klang des Mündungsgeräusches. Die Berücksichtigung dieser Parameter kann insbesondere kennfeldmäßig realisiert werden. Bei dieser Bauweise ergeben sich somit vielfältige Abstimmungsmöglichkeiten zur Optimierung der Wirkung des Schalldämpfers 1.
  • 4 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Ventilanordnung 10, bei der Führungsgehäuse 11, Ventilkörper 19 und die nur symbolisch dargestellte Schraubendruckfeder 19 der Antriebsmittel 18 eine komplett montierbare Einheit bilden. Diese Einheit kann im Rahmen einer Vormontage zusammengebaut werden, wobei erforderliche Toleranzen relativ einfach eingehalten werden können. Der Einbau in den Schalldämpfer 1 vereinfacht sich dadurch.
  • Bei der Ausführungsform gemäß 4 ist das Führungsgehäuse 11 als Käfig ausgebildet, der mehrere, hier drei axial zueinander verlaufende Bänder oder Stäbe 32 aufweist. Diese Stäbe 32 sind koaxial zur Achsrichtung 12 angeordnet und in Umfangsrichtung vorzugsweise symmetrisch voneinander beabstandet angeordnet. Diese Stäbe 32 liegen radial außen am Ventilkörper 14 an und bilden die axiale Gleitführung für den Ventilkörper 14. Die Bänder 32 sind über den als Scheibe ausgebildeten Boden 21 miteinander verbunden, an dem sich die Schraubendruckfeder 19 axial abstützt. Das Führungsgehäuse 11 kann an der vom Boden 21 abgewandten Seite einen Hülsenkörper 33 aufweisen, an dem die Stäbe 32 befestigt sind. Durch diese Bauweise kann die so gebildete Einheit besonders einfach an der Gaszuleitung 4 befestigt werden.
  • An einem radial vom Hülsenkörper 33 abstehenden Ringkragen 34 können in axialer Richtung mehrere Distanzelemente 35 in Axialrichtung abstehen, an denen ein vorausgehender Rand 36 des Ventilkörpers 14 in dessen erster Endstellung zur Anlage kommen können. Durch diese Distanzelemente 35 wird der minimale Eintrittsquerschnitt definiert.
  • Bei einer besonderen Ausführungsform können der Ventilkörper 14 und die Schraubendruckfeder 19 so aufeinander abgestimmt werden, daß ihre Eigenfrequenzen oder Resonanzfrequenzen bei vorbestimmten spezifischen Frequenzen das aus Feder 19 und Ventilkörper 14 gebildete Schwingungssystem zu gegenphasigen Schwingungen anregen. Dadurch wirken Ventilkörper 14 und Schraubendruckfeder 19 als akustischer Tilger, der eine starke Bedämpfung der spezifischen Frequenzen ermöglicht.
  • Der Abgasschalldämpfer 1 kann in einem Abgasstrang einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, ange ordnet sein und dabei als Nachschalldämpfer oder als Vorschalldämpfer dienen.
  • Die Schraubendruckfeder 19 kann hinsichtlich Vorspannung und Kennlinie so gewählt werden, daß sich ein vorbestimmter Abgasgegendruck realisieren läßt. Bei der Auslegung der Schraubendruckfeder 19 können außerdem akustische Belange von besonderer Bedeutung sein. Die Vorspannung der Schraubendruckfeder 19 könnte beispielsweise bei der Vormontage durch ein zweiteiliges Führungsgehäuse 11 und durch kraftschlüssiges Anpassen der Gehäuselänge sehr genau eingestellt werden. Schraubendruckfedern 19 mit unterschiedlichen Drahtstärken und Steigungen können für den gewünschten Kraftverlauf passend zur Krafterzeugung des Ventilkörpers 14 ausgewählt werden. Als Federwerkstoff kommen bevorzugt warmfeste Legierungen aus austenitischen Edelstählen oder Nickelbasislegierungen zum Einsatz. Sie sind bis zu einer Dauergebrauchstemperatur von 600°C erhältlich, was den Einsatz im Nachschalldämpfer bei allen üblichen Motoren ermöglicht. Bei entsprechender Strömungsführung, ohne direktes Anblasen der Schraubendruckfeder 19 mit dem heißen Abgas, ist auch ein Einsatz im Bereich eines Vorschalldämpfers in der Nähe des Motors denkbar. Gegebenenfalls muß dann ein keramischer Werkstoff für die Schraubendruckfeder verwendet werden, wie z.B. Siliziumcarbid, Siliziumnitrid, Borcarbid oder Aluminiumoxid.
  • Durch geeignete Wahl des Abstandes, der Führungslänge und der Werkstoffpaarung zwischen Führungsgehäuse 11 und Ventil körper 14 kann ein Verklemmen und eine Geräuschentwicklung zwischen diesen Bauteilen vermieden werden. Gleichzeitig kann ausreichend Reibung gewährleistet werden, um ein unerwünschtes Schwingen bzw. Aufschaukeln der Bewegung aufgrund der pulsierenden Abgasströmung zu vermeiden. Zweckmäßigerweise wird hier bei der Abstimmung der Ventilkörpermasse, der Federkraft, der Federkennlinie und der Anregungsfrequenz ein Zusammentreffen von Resonanzen vermieden.
  • 1
    Abgasschalldämpfer
    2
    Gehäuse
    3
    Innenraum von 2
    4
    Gaszuleitung
    5
    Gasableitung
    6
    Trennwand
    7
    Kammer
    8
    Öffnung/Perforation
    9
    Austrittsende von 4
    10
    Ventilanordnung
    11
    Führungsgehäuse
    12
    Längsachse
    13
    erstes Ende von 11
    14
    Ventilkörper
    15
    Verstellbewegung von 14
    16
    Endabschnitt von 4
    17
    Anströmrichtung in 4
    18
    Antriebsmittel
    19
    Schraubendruckfeder
    20
    zweites Ende von 11
    21
    Boden von 11
    22
    Rückseite von 14
    23
    Dom
    24
    Rinne
    25
    erster Angriffsbereich
    26
    zweiter Angriffsbereich
    27
    FührungsstangeR
    28
    Führungshülse
    29
    Durchtrittsöffnung
    30
    Stellglied
    31
    Kolbenstange
    32
    Band/Stab
    33
    Hülsenkörper
    34
    Ringkragen
    35
    Distanzelement
    36
    vorausgehender Rand von 14

Claims (15)

  1. Abgasschalldämpfer mit einem Gehäuse (2), das eine Gaszuleitung (4) und wenigstens eine Gasableitung (5) aufweist, wobei der Gaszuleitung (4) eine Ventilanordnung (10) zugeordnet ist, die in Abhängigkeit wenigstens eines Parameters den Eintrittsquerschnitt für das in das Gehäuse (2) eintretende Abgas verändert, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung (10) ein Führungsgehäuse (11) und einen darin axial verstellbar gelagerten Ventilkörper (14) sowie Antriebsmittel (18) zum axialen Verstellen des Ventilkörpers (14) im Führungsgehäuse (1.1) aufweist, wobei das Führungsgehäuse (11) radial gasdurchlässig ausgebildet ist und an einem im Gehäuse (2) endenden Endabschnitt (16) der Gaszuleitung (4) befestigt ist, derart, daß die axiale Verstellrichtung (15) des Ventilkörpers (14) im wesentlichen parallel zum Endabschnitt (16) verläuft, wobei der Ventilkörper (14) im Führungsgehäuse (11) zwischen einer ersten Endstellung, in welcher der Ventilkörper, (14) dem Austrittsende (9) angenähert ist und in welcher ein minimaler Eintrittsquerschnitt vorliegt, und einer zweiten Endstellung verstellbar ist, in welcher der Ventilkörper (14) vom Austrittsende (9) entfernt ist und in welcher ein maximaler Eintrittsquerschnitt vorliegt.
  2. Abgasschalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Führungsgehäuse (11), Ventilkörper (14) und Antriebsmittel (18) als komplett montierbare Einheit ausgebildet sind.
  3. Abgasschalldämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (14) aerodynamisch so geformt ist, daß daran eine Strömungsumlenkung um etwa 180° erfolgt.
  4. Abgasschalldämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (14) einen zentralen kegel- oder kegelstumpfförmigen Dom (23) aufweist, der in der ersten Endstellung des Ventilkörpers (14) in das Austrittsende (9) der Gaszuleitung (4) hineinragt.
  5. Abgasschalldämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (14) eine den Dom (23) ringförmig umschließende, zum Austrittsende (9) offene U-förmige Rinne (24) aufweist, in die das Austrittsende (9) der Gaszuleitung (4) in der ersten Endstellung des Ventilkörpers (14) axial hineinragt.
  6. Abgasschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der in der ersten Endstellung des Ventilkörpers (14) vorliegende minimale Eintrittsquerschnitt so gewählt ist, daß durch diesen minimalen Eintrittsquerschnitt Abgas in das Gehäuse (2) einströmen kann.
  7. Abgasschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Angriffsbereich (25) für eine dem Ventilkörper (14) in seine erste Endstellung antreibende Schließkraft der Antriebsmittel (18) bezüglich der Anströmrichtung (17), mit welcher der Ventilkörper (14) vom Abgas aus der Gaszuleitung (4) beaufschlagt ist, stromauf eines zweiten Angriffsbereichs (26) für eine von der Anströmung erzeugten und den Ventilkörper (14) in seine zweite Endstellung antreibenden Öffnungskraft angeordnet ist, derart, daß sich der Ventilkörper (14) axial ausrichtet, wenn Schließkraft und Öffnungskraft gleichzeitig daran angreifen.
  8. Abgasschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsgehäuse (11) als Käfig ausgebildet ist und mehrere axial verlaufende Bänder oder Stäbe (32) aufweist, die in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind, den Ventilkörper (14) radial außen in axialer Richtung führen und die an einem vom Austrittsende (9) der Gaszuleitung (4) abgewandten Boden (21) miteinander verbunden sind.
  9. Abgasschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmittel (18) eine Schraubendruckfeder (19) aufweisen, die sich einenends an einem dem Austrittsende (9) der Gaszuleitung (4) gegenüberliegenden Boden (21) des Führungsgehäuses (11) und anderenends an einer diesem Boden (21) zugewandten Rückseite (22) des Ventilkörpers (14) abstützt und den Ventilkörper (14) entgegen dem Abgasdruck des ausströmenden Abgases in Richtung der ersten Endstellung antreibt.
  10. Abgasschalldämpfer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß Führungsmittel (27, 28) vorgesehen sind, welche die Schraubendruckfeder (19) radial abstützen.
  11. Abgasschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmittel (18) ein Stellglied (30) aufweisen, das am Ventilkörper (14) angreift und diesen parameterabhängig aktiv verstellt.
  12. Abgasschalldämpfer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der folgenden Größen einen Parameter bildet, in dessen Abhängigkeit das Stellglied (30) den Ventilkörper (14) aktiv verstellt: Abgasdruck im anströmenden Abgas (Abgasgegendruck), Abgastemperatur, Motordrehzahl, Motorlast, Lautstärke, Klang des Mündungsgeräusches.
  13. Abgasschalldämpfer zumindest nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß Ventilkörper (14) und Schraubendruckfeder (19) hinsichtlich ihrer Eigenfrequenzen so abgestimmt sind, daß sie bei vorbestimmten, zu bedämpfenden Frequenzen als akustischer Tilger wirken.
  14. Abgasschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgasschalldämpfer (1) in einem Abgasstrang einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, als Nachschalldämpfer oder als Vorschalldämpfer angeordnet ist.
  15. Abgasschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasableitung (5) oder wenigstens eine der Gasableitungen (5) so orientiert ist, daß sie ein Ausströmen der Abgase aus dem Gehäuse (2) etwa in der oder entgegen der oder quer zur Einströmrichtung (17) ermöglicht, die in der Gaszuleitung (4) vorliegt.
DE2001131475 2001-06-29 2001-06-29 Abgasschalldämpfer Expired - Fee Related DE10131475B4 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2001131475 DE10131475B4 (de) 2001-06-29 2001-06-29 Abgasschalldämpfer
EP02009905A EP1270883A3 (de) 2001-06-29 2002-05-03 Abgasschalldämpfer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2001131475 DE10131475B4 (de) 2001-06-29 2001-06-29 Abgasschalldämpfer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10131475A1 DE10131475A1 (de) 2003-01-23
DE10131475B4 true DE10131475B4 (de) 2004-01-08

Family

ID=7689963

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2001131475 Expired - Fee Related DE10131475B4 (de) 2001-06-29 2001-06-29 Abgasschalldämpfer

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP1270883A3 (de)
DE (1) DE10131475B4 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005004674A1 (de) * 2005-02-02 2006-08-03 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Vorrichtung zur Schalldämpfung von pulsierenden Gasströmen

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2414274A (en) * 2004-05-18 2005-11-23 Richard Bushell Dynamic exhaust system for vehicular i.c. engines
DE102004040631B3 (de) * 2004-08-21 2007-02-08 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Klappenanordnung
WO2011139932A1 (en) * 2010-05-05 2011-11-10 Ross Richard T High power to weight two stroke engine and exhaust system

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19729666A1 (de) * 1996-07-20 1998-01-22 Gillet Heinrich Gmbh Schalldämpfer mit variabler Dämpfungscharakteristik
US5801343A (en) * 1993-11-09 1998-09-01 Futaba Industrial Co., Ltd. Muffler for internal combustion engine

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4903486A (en) * 1987-12-01 1990-02-27 Larry K. Goodman Performance responsive muffler for internal combustion engines
DE8908244U1 (de) * 1989-07-06 1989-09-07 Heinrich Gillet Gmbh & Co Kg, 6732 Edenkoben, De
US5435347A (en) * 1993-07-22 1995-07-25 Donaldson Company, Inc. Exhaust systems for motorized vehicles

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5801343A (en) * 1993-11-09 1998-09-01 Futaba Industrial Co., Ltd. Muffler for internal combustion engine
DE19729666A1 (de) * 1996-07-20 1998-01-22 Gillet Heinrich Gmbh Schalldämpfer mit variabler Dämpfungscharakteristik

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005004674A1 (de) * 2005-02-02 2006-08-03 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Vorrichtung zur Schalldämpfung von pulsierenden Gasströmen
DE102005004674B4 (de) * 2005-02-02 2014-01-23 Eberspächer Exhaust Technology GmbH & Co. KG Vorrichtung zur Schalldämpfung von pulsierenden Gasströmen

Also Published As

Publication number Publication date
EP1270883A3 (de) 2004-01-02
EP1270883A2 (de) 2003-01-02
DE10131475A1 (de) 2003-01-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2955344B1 (de) Schalldämpfer
DE102007043147B4 (de) Kontinuierlich variabel abgestimmter Resonator
DE19729666C2 (de) Schalldämpfer mit variabler Dämpfungscharakteristik
EP1352172B1 (de) Schalldämpfer mit einer mehrzahl an resonanzkammern
DE10311201A1 (de) Schalldämpfer mit variabler Dämpfungscharakteristik
EP1213538B1 (de) Abgassystem mit Helmholtz-Resonator
DE10042012B4 (de) Vorrichtung zur Geräuschgestaltung bei einem Kraftfahrzeug
DE102009014688A1 (de) Schalldämpfer für ein Motorgerät
EP1510667A2 (de) Schalldämpfer
DE102005062284A1 (de) Brennkammer für eine Gasturbine
EP2000637B1 (de) Schalldämpfer
WO2014009364A1 (de) Frischluftanlagenkomponente
DE102012111558A1 (de) Regelvorrichtung für einen Abgasführungsabschnitt einer Turbine
DE102008015353A1 (de) Ladeeinrichtung
EP1507682B1 (de) Vorrichtung zur geräuschgestaltung bei einem kraftfahrzeug
EP1762709B1 (de) Schalldämpfer
DE10131475B4 (de) Abgasschalldämpfer
DE2951463A1 (de) Kompressoransaugsystem
DE102007042869A1 (de) Vorrichtung zur Reduzierung von Geräuschemissionen
DE19520157A1 (de) Schalldämpfer für Kraftfahrzeuge
WO2012072159A1 (de) Fluid-pulsationsdämpfer
DE10231238B4 (de) Geräuschdämpfungsvorrichtung
EP1400662A1 (de) Resonatorschalldämpfer
DE102014011618B4 (de) Abgasanlage für eine Brennkraftmaschine
EP3245396B1 (de) Fahrzeugschalldämpfer

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee