DE10132164A1

DE10132164A1 - Schalldämpfer

Info

Publication number: DE10132164A1
Application number: DE10132164A
Authority: DE
Inventors: Rainer Diez
Original assignee: Friedrich Boysen GmbH and Co KG
Current assignee: Friedrich Boysen GmbH and Co KG
Priority date: 2000-07-06
Filing date: 2001-07-03
Publication date: 2002-01-17
Also published as: DE20011756U1

Abstract

Schalldämpfer für eine Brennkraftmaschine, insbesondere Kraftfahrzeug, mit einem flachen Gehäuse, dessen beide Flachseiten in einem mittleren Bereich zum Gehäuseinneren eingezogen ausgebildet und miteinander verbunden sind. Damit wird ein Schalldämpfer erhalten, welcher trotz flacher Bauweise und einem verhältnismäßig großen Volumen einen geringen Körperschall aufweist und dennoch einfach und kostengünstig in der Herstellung ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schalldämpfer für eine Brenn kraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug.

Schalldämpfer für Brennkraftmaschinen verwenden Resonanz- und Ab sorptionsräume, in welche die Abgase der Brennkraftmaschine geleitet werden. Die Größe der benötigten Räume ist dabei durch die erforderliche Schalldämpfung bestimmt, die ihrerseits von der Lärmintensität der Brennkraftmaschine und deren Frequenzverteilung abhängt. Andererseits sind Größe und Form des Schalldämpfers bei einem Kraftfahrzeug an die örtlichen Gegebenheiten, insbesondere den vorhandenen Platz anzupas sen.

In bestimmten Anwendungsfällen sind flache Schalldämpfergehäuse er forderlich. Aufgrund des erforderlichen Volumens der Schalldämpfer folgt daraus eine verhältnismäßig große Länge und/oder Breite des Schall dämpfers. Das Gehäuse weist daher großflächige Wände auf. Diese erzeu gen aber einen verhältnismäßig großen Körperschall.

Um den Körperschall derartiger Schalldämpfer zu reduzieren, ist es be kannt, im Schalldämpfergehäuse Zwischenwände vorzusehen, die quer zwischen den großflächigen Wänden angeordnet sind. Das Einbringen von Zwischenwänden ist jedoch aufwendig, und die Verringerung des Körper schalls nicht immer genügend.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Schalldämpfer an zubieten, welcher trotz flacher Bauweise und einem verhältnismäßig gro ßen Volumen einen geringen Körperschall aufweist und dennoch einfach und kostengünstig in der Herstellung ist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Schalldämpfer für eine Brenn kraftmaschine, insbesondere Kraftfahrzeug, mit einem flachen Gehäuse, dessen beide Flachseiten in einem mittleren Bereich zum Gehäuseinneren eingezogen ausgebildet und miteinander verbunden sind.

Durch die nach innen gezogene und miteinander verbundene Ausbildung der beiden Flachseiten des Gehäuses wird der Körperschall des Schall dämpfers überraschend stark reduziert. Er kann sogar annähernd zum Verschwinden gebracht werden.

Zugleich ist der erfindungsgemäße Schalldämpfer einfach in der Herstel lung. Die Ausbildung des Schalldämpfergehäuses mit nach innen gezoge nen Flachseiten kann grundsätzlich ohne zusätzlichen Arbeitsschritt bei der Herstellung des Schalldämpfergehäuses erreicht werden, beispielswei se indem die beiden Flachseiten des Schalldämpfergehäuses bei der Her stellung in dem betroffenen Bereich niedergeprägt werden. Zur Verbin dung der beiden Flachseiten in den eingezogenen Bereichen können diese dort miteinander verschweißt werden. Damit ist der erfindungsgemäße Schalldämpfer auch verhältnismäßig kostengünstig in der Herstellung.

Bevorzugt werden durch gasdichte Verbindung der Flachseiten minde stens zwei voneinander getrennte Dämpfungsräume geschaffen, die auf Wunsch als unterschiedliche Teilschalldämpfer ausgebildet werden kön nen. Das heißt, in einem einzigen Gehäuse sind zwei Schalldämpfer inte griert, die nach Bedarf unabhängig voneinander ausgestaltet werden kön nen.

Grundsätzlich können durch die eingezogene Ausbildung der beiden Flachseiten des Gehäuses auch mehr als zwei Dämpfungsräume geschaf fen werden. In jedem Fall ist es aber bevorzugt, wenn die Dämpfungsräu me untereinander in etwa ein gleiches Volumen umfassen. Dadurch wird die Reduzierung des Körperschalls optimiert, da die beiden Flachseiten des Schalldämpfergehäuses so in möglichst kleine Flächen unterteilt wer den. Bei zwei Dämpfungsräumen umfassen diese also bevorzugt etwa 50% des Gesamtvolumens des Schalldämpfergehäuses.

Die Herstellung des Schalldämpfergehäuses kann dadurch weiter verein facht werden, daß es aus zwei zueinander insbesondere im wesentlichen spiegelsymmetrischen Halbschalen gebildet wird. Die erfindungsgemäße Ausbildung des Schalldämpfergehäuses kann dadurch durch einfaches Prägen in einem einzigen Arbeitsgang erreicht werden.

Die beiden insbesondere aus geprägtem Blech bestehenden Halbschalen werden bevorzugt durch Falzen miteinander verbunden. Dies ist herstel lungstechnisch unaufwendig und führt zu einer guten Dauerhaltbarkeit des Schalldämpfers.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung sind die Dämpfungsräume jeweils über mindestens eine Öffnung miteinander verbunden. Dadurch kann das Abgas der Brennkraftmaschine innerhalb des Schalldämpfergehäuses unter den verschiedenen Dämpfungsräumen aufgeteilt werden, um eine optimale Schalldämpfung zu erreichen.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist mindestens ein Dämpfungsraum an einen anderen Dämpfungsraum im Nebenschluß an geschlossen. Der Dämpfungsraum wirkt dadurch als Resonanzschall dämpfer. Dabei ist es bevorzugt, wenn in die Öffnung zwischen den beiden Dämpfungsräumen ein Abgasrohrstück eingesetzt ist, welches in dem im Nebenschluß angeschlossenen Dämpfungsraum frei ausmündet und an dererseits an den Abgasstrom angeschlossen ist. Über die Länge des Ab gasrohrstückes kann dadurch in an sich bekannter Weise die Dämp fungsfrequenz des Resonanzschalldämpfers eingestellt werden.

Bei einer besonders einfachen und kostengünstigen Variante sind zwei über eine Öffnung miteinander verbundene Dämpfungsräume vorhanden, von denen der eine Dämpfungsraum als reiner Resonanzschalldämpfer und der andere Dämpfungsraum als reiner Absorptionsschalldämpfer ausgebildet ist. Durch den als reiner Absorptionsschalldämpfer ausgebil deten Dämpfungsraum ist dabei insbesondere ein Abgasrohr mit in der Rohrwand vorhandenen, geeigneten Austrittsöffnungen hindurchgeführt, während der als Resonanzschalldämpfer ausgebildete Dämpfungsraum über ein an dieses Abgasrohr angeschlossenes Abzweigrohrstück mit dem Abgasstrom in Nebenschluß verbunden ist.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind mindestens zwei Dämpfungsräume vorgesehen, die über zwei Öffnungen miteinander ver bunden sind. Auch hier ist in die beiden Öffnungen jeweils bevorzugt ein Abgasrohr eingesetzt. Durch diese Ausgestaltung können zwei durch strömte Dämpfungsräume geschaffen werden.

Die Dämpfungsräume können auch jeweils durch Trennwände weiter un terteilt sein. Die Trennwände können dabei geschlossen oder perforiert sein. Dadurch können die Dämpfungsräume beispielsweise als kombi nierte Absorptions- und Resonanzschalldämpfer ausgebildet werden. Ins gesamt werden dadurch die Variationsmöglichkeiten der Schalldämpfung vorteilhaft erhöht.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Es zeigen, jeweils in schematischer Darstellung,

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erste Variante des erfindungsgemä ßen Schalldämpfers,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Schalldämpfers von Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt durch eine zweite Variante des erfindungsgemä ßen Schalldämpfers und

Fig. 4 einen Schnitt durch eine dritte Variante des erfindungsgemä ßen Schalldämpfers.

Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Schalldämpfer umfaßt ein Schall dämpfergehäuse 1, welches eine flache Form mit einer oberen Flachseite 2 und einer unteren Flachseite 3 sowie dazwischen verlaufenden Schmal seiten 4 aufweist. Das Schalldämpfergehäuse 1 besteht aus zwei Halb schalen 1' und 1", die im wesentlichen zueinander spiegelsymmetrisch ausgebildet und randseitig durch Falzen miteinander verbunden sind.

Die beiden Halbschalen 1' und 1" sind in einem mittleren Bereich des Schalldämpfergehäuses 1 jeweils derart mit einer Niederprägung 5' und 5" ausgebildet, daß sie sich in diesem Bereich im zusammengebauten Zu stand berühren und gasdicht miteinander verbunden werden können, um zwei Dämpfungsräume 6 und 7 zu bilden. Zwischen den beiden Dämp fungsräumen 6 und 7 ist dabei eine Öffnung 8 ausgebildet. Außerdem ist der erste Dämpfungsraum 6 mit einer Eintrittsöffnung 9 und einer Aus trittsöffnung 10 ausgebildet. In die Eintrittsöffnung 9 und die Austrittsöff nung 10 des ersten Dämpfungsraumes 6 ist ein Abgasrohr 11 dichtend eingesetzt, welches in seiner Wand mit einer Perforation 12 versehen ist. Auf diese Weise gelangt Abgas I aus dem Abgasrohr 11 in den Dämp fungsraum 6, welcher mit Schallabsorptionsmaterial 13 ausgefüllt ist.

Das Abgasrohr 11 weist außerdem einen Abzweig 14 auf, welcher dichtend durch die Öffnung 8 zwischen dem ersten Dämpfungsraum 6 und dem zweiten Dämpfungsraum 7 geführt ist und in dem zweiten Dämpfungs raum 7 frei ausmündet. Der im übrigen geschlossene zweite Dämpfungs raum 7 ist dadurch im Nebenschluß an den Abgasstrom I angeschlossen. Er wirkt dadurch als Resonanzschalldämpfer, dessen Dämpfungsfrequenz über die Länge des Abzweiges 14 eingestellt werden kann.

Wie man sieht, weist der in den Fig. 1 und 2 dargestellte und be schriebene Schalldämpfer trotz verhältnismäßig großem Volumen keine großen Flachseiten 2, 3 auf. Der Körperschall dieses Schalldämpfers ist dadurch gering, obwohl keine Zwischenwände vorgesehen sind. Zudem umfaßt der Schalldämpfer zwei Teilschalldämpfer, die grundsätzlich belie big ausgebildet werden können. Damit kann eine gute Schalldämpfung erreicht werden.

Der in Fig. 3 dargestellte Schalldämpfer weist ein Gehäuse 1 auf, wel ches mit dem Gehäuse 1 der ersten Variante der Fig. 1 und 2 von der Form her übereinstimmt. Auch hier umfaßt das Gehäuse 1 zwei Halb schalen 1' und 1", die jeweils im wesentlichen spiegelsymmetrisch zuein ander ausgebildet und mit zwei einander berührenden, gasdicht mitein ander verbindbaren Niederprägungen 5' und 5" versehen sind. Dargestellt ist jedoch nur die eine Halbschale 1".

Auch dieser Schalldämpfer weist demnach eine obere Flachseite 2 und ei ne untere Flachseite 3 auf, die durch die Niederprägungen 5' und 5" un terteilt sind, so daß die Erzeugung von Körperschall weitgehend reduziert ist. Ebenso ist auch dieser Schalldämpfer durch die Niederprägungen 5' und 5" mit zwei Dämpfungsräumen 6 und 7 ausgebildet, die über eine Öffnung 8 miteinander verbunden sind und von denen der erste Dämp fungsraum 6 eine Eintrittsöffnung 9 und eine Austrittsöffnung 10 auf weist.

Im Unterschied zu der ersten Variante weisen die beiden Dämpfungsräu me jedoch zusätzlich Zwischenwände 15, 16 und 17 auf, nämlich eine ge schlossene Zwischenwand 15 und eine perforierte Zwischenwand 16 im ersten Dämpfungsraum 6 und eine perforierte Zwischenwand 17 im zwei ten Dämpfungsraum 7.

Das auch hier vorhandene Abgasrohr 11 ist wiederum in die Eintrittsöff nung 9 und die Austrittsöffnung 10 des ersten Dämpfungsraumes 6 dichtend eingesetzt und durch zugeordnete Öffnungen 18 und 19 in den Zwischenwänden 15 und 16 dichtend hindurchgeführt. In dem zwischen den beiden Zwischenwänden 15 und 16 gebildeten Teilraum 20 und dem zwischen der Zwischenwand 16 und der Austrittsöffnung 10 gebildeten Teilraum 21 weist das Abgasrohr 11 jeweils eine Perforation 12 und 12' auf, über welche Abgas I aus dem Abgasrohr 11 in die mit Absorptions material 13 und 13' gefüllten Zwischenräume 20 und 21 gelangt.

Der hier ebenfalls vorhandene Abzweig 14 des Abgasrohres 11 ist in dem zwischen der Zwischenwand 15 und der Eintrittsöffnung 9 gebildeten Teil raum 22 mit einer weiteren Perforation 12" versehen, über welche Abgas I auch in den dritten Teilraum 22 gelangt. Dieser ist jedoch ohne Absorpti onsmaterial ausgebildet und wirkt daher als Resonanzraum.

Das freie Ende 23 des Abzweigs 14 ist im zweiten Dämpfungsraum 7 durch eine zugeordnete Öffnung 24 in der dort vorhandenen Zwischen wand 17 dichtend geführt und mündet in einem Teilraum 25 frei aus. Über die perforierte Zwischenwand 17 steht der Teilraum 25 mit dem zweiten Teilraum 26 des Dämpfungsraumes 7 in Verbindung. Beide Teil räume 25 und 26 wirken so als abstimmbare Resonanzschalldämpfer.

Bei der in Fig. 4 dargestellten dritten Variante stimmt die Form des Ge häuses 1 wieder mit der Form der beiden zuvor beschriebenen Varianten weitgehend überein. Auch hier weist das Gehäuse 1 zwei Halbschalen 1' und 1" auf, die sich im Bereich jeweils einer Niederprägung 5' und 5" be rühren und gasdicht miteinander verbindbar sind. Dadurch werden wie der zwei Dämpfungsräume 6 und 7 gebildet, die jetzt allerdings durch zwei Öffnungen 8 und 8' miteinander in Verbindung stehen. Nichts desto trotz sind auch hier die obere Flachseite 2 und die untere Flachseite 3 durch die Niederprägungen 5' und 5" so unterteilt, daß das Gehäuse im Betrieb praktisch keinen Körperschall erzeugt.

Die beiden Dämpfungsräume 6 und 7 sind bei dieser Variante jeweils als kombinierte Absorptions- und Resonanzschalldämpfer ausgebildet. Hier für sind sie jeweils mit zwei Zwischenwänden 27, 28 bzw. 29, 30 ausgebil det. Beide Dämpfungsräume 6 und 7 werden dadurch jeweils in drei Teil räume 31, 32, 33 bzw. 34, 35, 36 unterteilt. Der erste Dämpfungsraum 7 weist außerdem wieder eine Eintrittsöffnung 9 und eine Austrittsöffnung 10 auf.

Ein in die Eintrittsöffnung 9 dichtend eingesetztes erstes Abgasrohr 37 mündet in den Teilraum 34 des zweiten Dämpfungsraumes 7 aus. Es ist sowohl in dem Teilraum 31 des ersten Dämpfungsraumes 6 als auch in dem Teilraum 34 des zweiten Dämpfungsraumes 7 mit einer Perforation 38, 38' ausgebildet. Ein zweites Abgasrohr 39 mündet mit seinem einen Ende ebenfalls in den Teilraum 34 des zweiten Dämpfungsraumes 7 und, nach Durchquerung des zweiten Teilraumes 35 und des dritten Teilrau mes 36 des zweiten Dämpfungsraumes 7 sowie des dritten Teilraumes 33 und des zweiten Teilraumes 32 des ersten Dämpfungsraumes 6, mit sei nem anderen Ende im ersten Teilraum 31 des ersten Dämpfungsraumes 6. Dabei ist es durch zugeordnete Öffnungen 40, 41, 42 und 43 in den Zwischenwänden 29, 30, 28 und 27 sowie durch die Öffnung 8' zwischen dem ersten Dämpfungsraum und zweiten Dämpfungsraum 7 dichtend geführt. In dem ersten Teilraum 34 und dem zweiten Teilraum 35 des zweiten Dämpfungsraumes 7 weist das Abgasrohr 39 außerdem jeweils eine Perforation 44, 44' auf.

Ein drittes Abgasrohr 45 ist in die Austrittsöffnung 10 des ersten Dämp fungsraumes 6 eingesetzt und mündet in den ersten Teilraum 31 des er sten Dämpfungsraumes 6 frei aus. Dabei ist es durch Öffnungen 46 und 47 in den Zwischenwänden 28 und 27 dichtend geführt und in den Teil räumen 32 und 33 des ersten Dämpfungsraumes 6 mit jeweils einer Per foration 48, 48' versehen. Die Teilräume 32, 33, 35 und 36 sind jeweils mit Absorptionsmaterial 13 ausgefüllt.

Das über das Abgasrohr 37 eintretende Abgas I gelangt über die Perforati on 38 in den ersten Teilraum 31 und von dort in das Abgasrohr 45. Aus dem Abgasrohr 45 gelangt das Abgas I über die Perforationen 48 und 48' in die Teilräume 32 und 33, die mit Absorptionsmaterial 13 gefüllt sind.

Über das Abgasrohr 37 gelangt das Abgas I außerdem in den Teilraum 34 und von dort über das Abgasrohr 39 zurück in den Teilraum 31, wo es sich mit dem dort vorhandenen Teilabgasstrom vereinigt. Außerdem ge langt das Abgas aus dem Abgasrohr 39 über die Perforation 44' in den Teilraum 35 und von dort über die perforierte Zwischenwand 30 in den Teilraum 36, die jeweils mit Absorptionsmaterial 13 ausgefüllt sind. Die Teilräume 32, 33, 35 und 36 wirken also als Absorptionsschalldämpfer, die Teilräume 31 und 34 als Resonanzschalldämpfer, die über die Länge der Abgasrohre 37 und 39 abstimmbar sind. Durch diese Ausgestaltung wird eine hohe Dämpfungswirkung erzielt.

Alle dargestellten Schalldämpfer zeichnen sich durch einen geringen Kör perschall aus, da trotz des verhältnismäßig großen Volumens und der fla chen Bauweise keine großen Flachseiten vorhanden sind. Außerdem sind die Gehäuse 1 der dargestellten Schalldämpfer jeweils verhältnismäßig einfach in der Herstellung, da sie aus zwei einfach geprägten Halbschalen zusammengesetzt sind.

Bezugszeichenliste

1

Schalldämpfergehäuse

1

' Halbschale

1

" Halbschale

2

obere Flachseite

3

untere Flachseite

4

Schmalseite

5

' Niederprägung

5

" Niederprägung

6

erster Dämpfungsraum

7

zweiter Dämpfungsraum

8

Öffnung

9

Eintrittsöffnung

10

Austrittsöffnung

11

Abgasrohr

12

Perforation

13

Absorptionsmaterial

14

Abzweig

15

Zwischenwand

16

Zwischenwand

17

Zwischenwand

18

Öffnung

19

Öffnung

20

Teilraum

21

Teilraum

22

Teilraum

23

freies Ende von

14

24

Öffnung

25

Teilraum

26

Teilraum

27

Zwischenwand

28

Zwischenwand

29

Zwischenwand

30

Zwischenwand

31

Teilraum

32

Teilraum

33

Teilraum

34

Teilraum

35

Teilraum

36

Teilraum

37

Abgasrohr

38

Perforation

38

' Perforation

39

Abgasrohr

40

Öffnung

41

Öffnung

42

Öffnung

43

Öffnung

44

Perforation

44

' Perforation

45

Abgasrohr

46

Öffnung

47

Öffnung

48

Perforation

48

' Perforation
I Abgasstrom

Claims

1. Schalldämpfer für eine Brennkraftmaschine, insbesondere Kraft fahrzeug, mit einem flachen Gehäuse (1), dessen beide Flachseiten (2, 3) in einem mittleren Bereich (5', 5") zum Gehäuseinneren einge zogen ausgebildet und miteinander verbunden sind.

2. Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Flachseiten (2, 3) in den eingezogenen Bereichen (5', 5") gasdicht miteinander verbunden sind und mindestens zwei Dämpfungsräume (6, 7) voneinander trennen.

3. Schalldämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsräume (6, 7) untereinander möglichst gleiche Volumina aufweisen.

4. Schalldämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) aus zwei zueinander insbesondere im wesentli chen spiegelsymmetrischen Halbschalen (1', 1") besteht.

5. Schalldämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Halbschalen (1', 1") aus geprägtem Blech bestehen und insbesondere durch Falzen miteinander verbunden sind.

6. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsräume (6, 7) über jeweils mindestens eine Öff nung (8) miteinander verbunden sind.

7. Schalldämpfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Dämpfungsraum (7) im Nebenschluß an einen anderen Dämpfungsraum (6) angeschlossen ist.

8. Schalldämpfer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in die Öffnung (8) zwischen mindestens zwei Dämpfungsräumen (6, 7) ein Abgasrohrstück (14) dichtend eingesetzt ist, welches in dem im Nebenschluß angeschlossenen Dämpfungsraum (7) frei ausmündet und andererseits an den Abgasstrom (1) angeschlossen ist.

9. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwei über eine Öffnung (8) miteinander verbundene Dämp fungsräume (6, 7) vorhanden sind, von denen der eine Dämpfungs raum (7) als reiner Resonanzschalldämpfer und der andere Dämp fungsraum (6) als reiner Absorptionsschalldämpfer ausgebildet sind.

10. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Dämpfungsräume (6, 7) vorgesehen sind, die über zwei Öffnungen (8, 8') miteinander verbunden sind, in die be vorzugt jeweils ein Abgasrohr (37, 39) eingesetzt ist.

11. Schalldämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Dämpfungsraum (6, 7) durch mindestens eine Trennwand (15, 16, 17) weiter unterteilt ist.

12. Schalldämpfer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Dämpfungsraum (6, 7) als kombinierter Ab sorptions- und Resonanzschalldämpfer ausgebildet ist.