DE102004049446A1

DE102004049446A1 - Vorrichtung zur Absenkung von Strömungsgeräuschen

Info

Publication number: DE102004049446A1
Application number: DE102004049446A
Authority: DE
Inventors: Marcus Dipl.-Wirt. Ing. Türk; Dietrich Prof. Dr. Ing. Denker
Original assignee: Umfotec Umformtechnik GmbH; Umfotec GmbH
Current assignee: DENKER, DIETRICH, PROF. DR.-ING., DE; Umfotec GmbH
Priority date: 2004-10-08
Filing date: 2004-10-08
Publication date: 2006-04-20

Abstract

Vorrichtung zur Absenkung von Strömungsgeräuschen, insbesondere zur Anordnung zwischen einem Turbolader und einem Verbrennungsmotor, mit einem Einlassstück, einem einem Auslassrohr zugewandten Auslassstück, mit einem das Einlassstück und das Auslassstück miteinander verbindenden Mantel, der in Form einer Ausbuchtung mindestens eine Volumenkammer aufweist, die den von einem zwischen Einlassstück und Auslassstück angeordneten Innenrohr umschlossenen Innenraum vergrößert und über Öffnungen im Innenrohr mit dem Innenraum verbunden ist, wobei Einlassstück, Auslassstück, Volumenkammer und Auslassrohr eine Rohrdämpfereinheit bilden, die einstückig aus einem Kunststoff geformt ist, und wobei das Innenrohr von dem Einlassstück her in die Rohrdämpfereinheit einsteckbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Absenkung von Strömungsgeräuschen, insbesondere zur Anordnung zwischen einem Turbolader und einem Verbrennungsmotor, mit einem Einlassstück, einem einem Auslassrohr zugewandten Auslassstück, mit einem das Einlassstück und das Auslassstück miteinander verbindenden Mantel, der in Form einer Ausbuchtung mindestens eine Volumenkammer aufweist, die den von einem zwischen Einlassstück und Auslassstück angeordneten Innenrohr umschlossenen Innenraum vergrößert und über Öffnungen im Innenrohr mit dem Innenraum verbunden ist.
Bei Verwendung von beispielsweise Abgasturboladern in Verbindung mit Verbrennungsmotoren kommt es in Folge hoher Drehzahlen, nicht beherrschbaren Unwuchten sowie Störungen durch fertigungsbedingte Verzüge (z.B. Schaufeln), zu unerwünschten Strömungsgeräuschen. Diese Strömungsgeräusche werden durch entsprechende Vorrichtungen bzw. Dämpfer breitbandig abgesenkt. Die Vorrichtungen bzw. die Dämpfer sind zwischen Turbolader und Verbrennungsmaschine bzw. zwischen Turbolader und einem der Verbrennungsmaschine vorgelagerten Luftkühler angeordnet.

Eine solche Vorrichtung zur Absenkung von Strömungsgeräuschen ist beispielsweise aus der DE 199 56 172 A1 bekannt. Die bekannte Vorrichtung weist ein Einlassstück auf, das üblicherweise über ein flexibles Rohr bzw. Schlauchstück mit dem Ausgang des Turboladers verbunden wird. Das Auslassstück der Dämpfungsvorrichtung wird mit einem Ende eines Auslassrohres verbunden, welches zum Luftkühler bzw. Verbrennungsmotor hinführt. Das dem Auslassstück abgewandte freien Ende des Auslassrohres wird üblicherweise über ein flexibles Schlauchstück mit dem Luftkühlereingang verbunden. Der Luftkühlerausgang wird dann über ein weiteres Rohrstück mit dem Verbrennungsmotor verbunden.

Nachteilig bei der bekannten Vorrichtung, die sich prinzipiell bewährt hat, ist, dass sie relativ aufwendig zu montieren ist und für Verbindungselemente, wie Schellen etc., kostbaren Bauraum benötigt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die bekannte Vorrichtung so zu verbessern, dass sie bei mindestens gleicher Dämpfung kostengünstig, einfach und platzsparend eingebaut werden kann.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruches 1 dadurch gelöst, dass Einlassstück, Auslassstück, Volumenkammer und Auslassrohr eine Rohrdämpfereinheit bilden, die einstückig aus einem Kunststoff geformt ist, und dass das Innenrohr von dem Einlassstück her in die Rohrdämpfereinheit einsteckbar ist.

Dadurch, dass das Auslassrohr direkt an das Auslassstück angeformt ist, werden keine zusätzlichen Verbindungselemente und entsprechender Einbauraum für diese benötigt. Durch die einstückige Bauweise der Rohrdämpfereinheit wird zudem die Montage vereinfacht. Durch die Formung aus Kunststoff kann bei Bedarf von einer kreisrunden Form abgewichen werden. Die Rohrdämpfereinheit einschließlich Auslassrohr kann leichter und kostengünstiger an den vorhandenen Bauraum angepasst werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Rohrdämpfereinheit in einem Blasformverfahren aus Kunststoff geformt. Die an sich bekannten Blasformverfahren ermöglichen eine relativ kostengünstige Herstellung der Rohrdämpfereinheit. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, die Rohrdämpfereinheit in einem Spritzgießverfahren herzustellen. Bei beiden Herstellungsverfahren lassen sich die Konturen der Rohrdämpfereinheit an die örtlichen Gegebenheiten und enge Bauräume anpassen.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind zwei radial in einem Winkel zueinander angeordnete Domkammern als Volumenkammern vorgesehen. Die Domkammern können beispielsweise einander gegenüberliegenden und einen Winkel von 180° bilden. Zusätzlich können auch Domkammern in Längsrichtung hintereinander angeordnet werden.

Alternativ sind die Volumenkammern als mindestens als zwei in Längsrichtung hintereinander angeordnete Ringkammern ausgebildet.

Grundsätzlich ist es auch möglich, nur eine Volumenkammer oder mehr als zwei Volumenkammern vorzusehen.

Die vorgesehene Dämpfung ergibt sich aus den Volumina der Volumenkammern und aus der Größe der Öffnungen im Innenrohr, die den Innenraum des Innenrohres mit den Volumenkammern verbinden.

Um eine breitbandige Dämpfung zu erhalten, ist es von Vorteil, die Domkammern mit unterschiedlichen Volumen und entsprechenden Öffnungen im Innenrohr auszubilden und aufeinander abzustimmen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Öffnungen des Innenrohres schlitzförmig ausgebildet.

Durch die entsprechende Anpassung der Schlitze an die Volumina der Volumenkammern entstehen die bekannten Wirkmechanismen in der Art von Helmholtz und/oder λ/4-Resonatoren, die der Schallminderung der Gesamtanordnung dienen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft veranschaulicht sind.
In den Zeichnungen zeigen:
1: eine räumliche Darstellung einer Vorrichtung zur Absenkung von Strömungsgeräuschen mit Domkammern und Innenrohr als Explosionszeichnung,
2: eine räumliche Darstellung teilweise im Schnitt einer Vorrichtung zur Absenkung von Strömungsgeräuschen mit eingesetztem Innenrohr und Domkammern,
3: eine räumliche Darstellung einer Vorrichtung zur Absenkung von Strömungsgeräuschen mit Ringkammern und Innenrohr als Explosionszeichnung und
4: eine räumliche Darstellung teilweise im Schnitt einer Vorrichtung zur Absenkung von Strömungsgeräuschen mit Ringkammern und eingesetztem Innenrohr.
Eine Vorrichtung 1 zur Absenkung von Strömungsgeräuschen besteht im Wesentlichen aus einer Rohrdämpfereinheit 2 und einem Innenrohr 3.
Die Rohrdämpfereinheit 2 besteht aus einem einem nicht dargestellten Turbolader zugewandten Einlassstück 4, das über einen Mantel 5 mit einem Auslassstück 6 in Verbindung steht. Der Mantel 5 weist eine Mehrzahl von Ausbuchtungen auf, die als Volumenkammern 7 ausgebildet sind. In den 1 und 2 sind die Volumenkammern 7 als Domkammern 8 ausgebildet. Zwei Domkammern 8 bilden dabei ein erstes Domkammerpaar, die quer zur Längsrichtung 9 einander gegenüberliegend, d.h. in einem Winkel von 180° zueinander, angeordnet sind. Zwei weitere Domkammern 8 bilden ein zweites Paar gegenüberliegender Domkammern und sind in Längsrichtung zu dem nicht dargestellten Verbrennungsmotor hin hinter dem ersten Domkammerpaar angeordnet.
Das Innenrohr 3 ist in drei Rohrabschnitte 10, 11, 12 unterteilt, die über Stege 13, 14 miteinander verbunden sind. Die durch die Stege 13, 14 gebildeten Zwischenräume bilden schlitzförmige Öffnungen 15, 16 des Innenrohres 3 als Verbindung von dem von dem Innenrohr 3 umschlossenen Innenraum 17 zu den Volumenkammern 7 bzw. Domkammern 8.
Entsprechend den 3 und 4 sind die Volumenkammern 7 als zwei in Längsrichtung 9 hintereinander angeordnete Ringkammern 18 ausgebildet.
An das dem Einlassstück abgewandte Auslassstück 6 ist ein Auslassrohr 19 angeformt. Das Auslassrohr 19 ist somit integraler Bestandteil der Rohrdämpfereinheit 2.
Zur Herstellung wird die Rohrdämpfereinheit 2 einstückig in einem Blasrohrverfahren aus einem Kunststoff geformt. Zur Montage wird das Innenrohr 3 vom Einlassstück 4 her in die Rohrdämpfereinheit 2 eingesteckt. Anschließend kann das Einlassstück über eine nicht dargestellte Verbindung mit dem Auslass des nicht dargestellten Turboladers verbunden werden. Das freie Ende 20 des Auslassrohres 19 wird über ein nicht dargestelltes flexibles Verbindungsstück mit dem Eingang eines ebenfalls nicht dargestellten Luftkühlers verbunden.

Claims

Vorrichtung zur Absenkung von Strömungsgeräuschen, insbesondere zur Anordnung zwischen einem Turbolader und einem Verbrennungsmotor, mit einem Einlassstück, einem einem Auslassrohr zugewandten Auslassstück, mit einem das Einlassstück und das Auslassstück miteinander verbindenden Mantel, der in Form einer Ausbuchtung mindestens eine Volumenkammer aufweist, die den von einem zwischen Einlassstück und Auslassstück angeordneten Innenrohr umschlossenen Innenraum vergrößert und über Öffnungen im Innenrohr mit dem Innenraum verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass Einlassstück (4), Auslassstück (6), Volumenkammer (7) und Auslassrohr (19) eine Rohrdämpfereinheit (2) bilden, die einstückig aus einem Kunststoff geformt ist, und dass das Innenrohr (3) von dem Einlassstück (4) her in die Rohrdämpfereinheit (2) einsteckbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrdämpfereinheit (2) in einem Blasformverfahren geformt wurde.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrdämpfereinheit (2) in einem Spritzgießverfahren geformt wurde.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Volumenkammer (7) als eine radial angeordnete Domkammer ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Domkammern (8) in einem Winkel zueinander angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Domkammern (8) in Längsrichtung (9) hintereinander angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Domkammern (8) ein unterschiedliches Volumen aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Volumenkammer (7) als eine umlaufende Ringkammer (18) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Ringkammern (18) in Längsrichtung (9) hintereinander angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringkammern (18) ein unterschiedliches Volumen aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (15, 16) des Innenrohres (3) schlitzförmig ausgebildet sind.