DE102005020302A1

DE102005020302A1 - Muffler for use in internal combustion engine, has flexible material or polyethylene foil for locking individual resonator chambers of housing opposite interior of air supply line which radially extends from housing

Info

Publication number: DE102005020302A1
Application number: DE200510020302
Authority: DE
Inventors: Alois Puzik; Thomas Meier
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2005-04-03
Filing date: 2005-04-03
Publication date: 2006-10-05

Abstract

The muffler (1) has an air supply line (2) radially extended from a housing (3) in which several resonator chambers (5) are formed. The individual resonator chambers are locked opposite the interior (7) of the air supply line with the use of a flexible material (8). The flexible material is provided in the form a thin polyethylene film. Fluid-filled cushions or air cushions are arranged and fixed in the resonator chambers. The resonator chambers formed, preferably, in circular shape.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schalldämpfer zur Reduzierung der Geräuschemissionen in einer zur Luftzufuhr bestimmten Leitung, insbesondere einer Brennkraftmaschine, mit einem gegenüber der Leitung zumindest abschnittsweise radial erweiterten Gehäuse, welches mehrere Resonatorkammern einschließt.The The invention relates to a silencer for Reduction of noise emissions in a line intended for air supply, in particular an internal combustion engine, with one opposite the line at least partially radially expanded housing, which includes a plurality of resonator chambers.

Solche Schalldämpfer werden in der Praxis zur Reduzierung der Geräuschemissionen beispielsweise der Ladeluftgeräusche eines im Ansaugstrang angeordneten Turboladers einer Brennkraftmaschine, einer Lüftungsanlage mit Gebläse, Druckluftkompressoren etc. eingesetzt.Such silencer become in practice for the reduction of the noise emissions for example the charge air noise a turbocharger of an internal combustion engine arranged in the intake line, a ventilation system with fan, Compressed air compressors etc. used.

Schalldämpfer zur Reduzierung der Geräuschemissionen folgen verschiedenen Wirkprinzipien. Die Wirkung von Schalldämpfern nach dem Reflexionsprinzip beruht sowohl auf Reflexion der Schallwellen zur Schallquelle als auch auf Vervielfachung von Schallpunkten durch beispielsweise Loch- und Schlitztraufen die eine Verbesserung durch Interferenz bewirken. Die Dämpfung ist umso wirksamer, je zahlreicher die Reflexionsstellen sind. Der Reflexionsschalldämpfer besteht dabei aus Resonatorkammern, die durch Ausnehmungen mit dem Innenraum der Leitung verbunden sind. Reflexionsdämpfer haben besonders im tieffrequenten Bereich eine hohe Wirksamkeit.Muffler for Reduction of noise emissions follow different principles of action. The effect of silencers after The reflection principle is based both on reflection of the sound waves to the sound source as well as to multiplication of sound points by For example, hole and Schlitztraufen the improvement by Cause interference. The damping is more effective, the more numerous the reflection sites. Of the reflection silencer consists of resonator chambers, which pass through recesses with the Interior of the line are connected. Reflection damper have high efficiency, especially in the low-frequency range.

Die Wirkung von Schalldämpfern nach dem Absorptionsprinzip beruht demgegenüber daraus, dass die höheren Frequenzen durch Schluckstoffe absorbiert bzw. in Reibungswärme umgewandelt werden.The Effect of silencers By contrast, the absorption principle is based on the fact that the higher frequencies be absorbed by sweat or converted into frictional heat.

Bei Interferenz der Schallwellen wird ein Teil der Schallenergie beim Zusammentreffen ausgelöscht. Die verschieden langen Wege werden im Schalldämpfer durch den Zweifach-Kettenleiter erzielt.at Interference of the sound waves becomes a part of the sound energy when Clash extinguished. The different lengths are achieved in the muffler by the double-chain conductor.

Ein gattungsgemäßer Schalldämpfer nach dem Reflexionsprinzip ist beispielsweise Gegenstand der DE 199 43 246 A1 , die einen Schalldämpfer zur Herabminderung der Luftgeräusche im Ansaugstrang von Brennkraftmaschinen beschreibt. Der Schalldämpfer weist ein die Ansaug- bzw. Ladeluft führendes Ansaug- bzw. Ladeluftrohr und ein dieses im radialen Abstand umschließendes Resonatorgehäuse auf. Der Raum zwischen Ansaug- bzw. Ladeluftrohr und Resonatorgehäuse ist durch Zwischenwände in mehrere Resonatorkammern unterteilt, die durch Ausnehmungen in der Ansaug- bzw. Laderohrwand mit dem Innenraum des Ansaug- bzw. Laderohres verbunden sind. Das Resonatorgehäuse besitzt einen gerundeten Querschnitt, vorzugsweise Kreisquerschnitt, und umschließt konzentrisch das Ansaug- bzw. Ladeluftrohr. Die Zwischenwände sind orthogonal oder im Wesentlichen orthogonal zum jeweils zugeordneten Punkt der gemeinsamen Längsachse von Ansaug- bzw. Ladeluftrohr und Resonatorgehäuse angeordnet, derart, dass die Resonatorkammern gerundet ringförmig, vorzugsweise kreisringförmig ausgebildet sind.A generic muffler according to the reflection principle is for example the subject of DE 199 43 246 A1 , which describes a muffler for reducing the noise of air in the intake manifold of internal combustion engines. The silencer has a suction or charge air pipe leading the intake or charge air and a resonator housing enclosing this at a radial distance. The space between the intake or charge air pipe and the resonator housing is divided by intermediate walls into a plurality of resonator chambers, which are connected by recesses in the intake or charge tube wall to the interior of the intake or charging tube. The resonator housing has a rounded cross section, preferably circular cross section, and concentrically surrounds the intake or charge air pipe. The intermediate walls are orthogonal or substantially orthogonal to the respectively assigned point of the common longitudinal axis of the intake or charge air pipe and resonator housing, such that the resonator chambers are rounded, preferably of annular design.

Ein Absorptionsschalldämpfer ist beispielsweise durch die DE 296 18 736 U1 bekannt. Der Absorptionsschalldämpfer hat ein Dämpfungselement aus schallabsorbierendem Material, das zumindest teilweise mit einer dünnen Folie abgedeckt ist. welche mittels eines Netzwerkes, beispielsweise ein Maschendraht, enganliegend über das Dämpfungselement gespannt ist.An absorption silencer is for example by the DE 296 18 736 U1 known. The absorption silencer has a damping element of sound-absorbing material, which is at least partially covered with a thin film. which is tightly stretched over the damping element by means of a network, for example a wire mesh.

Bei einem Ladeluftkühler nach der DE 35 31 353 A1 mit einem Einlassstutzen zum Anschluss an einen Lader ist der Einlassstutzen mit einem im Durchmesser erweiterten Mündungsabschnitt versehen, in den ein Absorptionsschalldämpfer, bestehend aus einem rohrförmigen Schallabsorptionselement und einer Innenwand in Form eines zylindrischen Bauteils mit großflächigen Öffnungen, eingesetzt ist. Durch den Absorptionsschalldämpfer werden hochfrequente Pulsationen der Ladeluft, die bei Lastwechsel auftreten, von dem Ladeluftkühler ferngehalten bzw. so gedämpft, dass das Entstehen störender Geräusche unterbunden wird.In a charge air cooler after the DE 35 31 353 A1 with an inlet connection for connection to a loader, the inlet connection is provided with a diameter-extended mouth section, in which an absorption silencer, consisting of a tubular sound absorption element and an inner wall in the form of a cylindrical component with large openings, is used. Due to the absorption silencer, high-frequency pulsations of the charge air, which occur during load changes, are kept away from the intercooler or so damped that the generation of disturbing noises is prevented.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Schalldämpfer der eingangs genannten Art nach dem Reflexionsprinzip weiter zu verbessern.In front In this background, the invention is based on the object silencer of the type mentioned after the reflection principle continues to improve.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Schalldämpfer gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.These Task is solved with a silencer according to the characteristics of the claim 1. The dependent claims relate to particularly expedient developments the invention.

Erfindungsgemäß ist also ein Schalldämpfer vorgesehen, bei dem die Resonatorkammern gegenüber einem Innenraum der Leitung mittels eines flexiblen Elementes verschlossen sind. Die Erfindung geht dabei von der überraschenden Erkenntnis aus, dass das Dämpfungsvermögen der Resonanzkammern durch den luftdichten Abschluss mittels des als Abdeckung ausgeführten Elementes nicht nur verstärkt, sondern auch im Frequenzbereich erweitert wird.According to the invention is thus provided a muffler, in which the resonator chambers with respect to an interior of the conduit are closed by a flexible element. The invention works thereby from the surprising Recognizing that the damping capacity of the Resonance chambers through the airtight seal by means of the cover executed Element not only reinforced, but also in the frequency range is expanded.

Dabei erweist es sich als besonders vorteilhaft, wenn das Element eine dünne Folie aufweist, welche insbesondere im Randbereich der Ausnehmung mittels einer Adhäsionsverbindung fixiert wird. Die Wirkung des Schalldämpfers wird dadurch bei gegenüber dem Stand der Technik nahezu unveränderten äußeren Abmessungen des Schalldämpfers weiter verbessert.It proves to be particularly advantageous if the element has a thin film, which is fixed in particular in the edge region of the recess by means of an adhesive bond. The effect of the muffler is thereby further improved with respect to the prior art almost unchanged outer dimensions of the muffler.

Das Element kann dabei aus einem beliebigen flexiblen oder elastischen Material, beispielsweise auch aus einer Metallfolie bestehen. Besonders praxisgerecht ist hingegen eine Abwandlung der vorliegenden Erfindung, bei der die Folie als eine PE-Folie ausgeführt ist, die zugleich einen hohen Wirkungsgrad sowie eine einfache Anordnung in der Ausnehmung bei zugleich guter Beständigkeit gegenüber äußeren Einflüssen, beispielsweise Öl, aufweist.The Element can be made of any flexible or elastic Material, for example, consist of a metal foil. Especially practical is a modification of the present invention, in which the film is designed as a PE film, at the same time a high efficiency and a simple arrangement in the recess at the same time good resistance against external influences, such as oil.

Dabei lässt sich der Wirkungsgrad des Schalldämpfers weiter optimieren, wenn die Folie eine Materialstärke zwischen 10 μm und 60 μm, insbesondere 15 μm hat und dadurch ein optimales Resonanzverhalten hat.there let yourself the efficiency of the silencer further optimize if the film has a material thickness between 10 μm and 60 microns, in particular 15 microns has and thereby has an optimal resonance behavior.

Eine andere, ebenfalls besonders praxisgerechte Abwandlung der vorliegenden Erfindung wird dadurch erreicht, dass zumindest einzelne der Resonatorkammern eine Auskleidung mit einem fluidgefüllten Kissen, insbesondere Luftkissen aufweisen. Hierdurch wird die Herstellung wesentlich vereinfacht, weil die Kissen lediglich im Inneren der Resonatorkammern, insbesondere am inneren Umfang angeordnet werden und diese dadurch gegenüber dem Innenraum der Leitung abschließen. Dadurch können auch bereits vorhandene Schalldämpfer in einfacher Weise nachgerüstet werden. Zudem erfordert der erfindungsgemäße Schalldämpfer lediglich einen sehr geringen konstruktiven Aufwand.A Other, also particularly practical modification of the present Invention is achieved in that at least one of the resonator chambers a liner with a fluid filled cushion, in particular Have air cushion. As a result, the production is essential simplified because the cushions only in the interior of the resonator chambers, in particular be arranged on the inner circumference and this by compared to the Complete the interior of the pipe. Thereby can also existing silencers retrofitted in a simple way become. In addition, the silencer invention requires only a very low design effort.

Eine demgegenüber abgewandelte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schalldämpfers wird dadurch erreicht, dass die Resonatorkammern durch flexible, fluidgefüllte Kissen, insbesondere Luftkissen gebildet sind. Hierdurch kann auf zusätzliche Zwischenwände verzichtet werden, weil die einzelnen Resonatorkammern durch die einzelnen, in sich geschlossenen Kissen gebildet sind. Überraschend zeigt diese Anordnung sehr gute Dämpfungswerte über weite Frequenzbereiche, insbesondere zwischen 1 kHz und 10 kHz. Die Größe der einzelnen Kissen und die Foliestärke beeinflussen das Dämpfungsvermögen. Dadurch wird neben der Reduzierung des Bauraumes auch eine Minimierung des zur Herstellung erforderlichen Kostenaufwandes erreicht.A In contrast, modified embodiment of the muffler according to the invention is achieved by that the resonator chambers by flexible, fluid-filled cushion, in particular air cushions are formed. This can be additional partitions be omitted because the individual resonator through the individual, self-contained cushions are formed. Surprised this arrangement shows very good attenuation values over a wide range Frequency ranges, in particular between 1 kHz and 10 kHz. The size of each pillow and the foil strength affect the damping capacity. Thereby In addition to reducing the installation space, minimizing the achieved required for the production cost.

Besonders einfach ist auch eine Weiterbildung der vorliegenden Erfindung, bei welcher das Element oder das Kissen mittels einer Clips- oder Spreizringverbindung in einer Ausnehmung fixiert sind. Hierdurch wird eine einfache, insbesondere ohne Werkzeuge fixierbare Anordnung des Elements oder Kissen ermöglicht. Zudem kann die Clips- oder Spreizringverbindung lösbar ausgeführt werden und gestattet so einen Austausch des Elementes oder des Luftkissens im Servicefall.Especially simple is also a development of the present invention, in which the element or the pad by means of a clip or Spreizringverbindung are fixed in a recess. This will create a simple, in particular without tools fixable arrangement of the element or Cushion allows. In addition, the clips or Spreizringverbindung be performed detachable and thus allows an exchange of the element or the air cushion in case of service.

Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform wird dabei dann erreicht, wenn die Resonatorkammern ringförmig, vorzugsweise kreisringförmig ausgeführt sind und diese dadurch in einfacher Weise durch eine Aufweitung in der Luft führenden Leitung erreicht werden kann. Das Element kann dabei beispielsweise derart angeordnet sein, dass dieses in einer Flucht mit der Leitung liegt oder mit lediglich geringem radialen Versatz gegenüber der Leitung angeordnet ist.A particularly expedient embodiment is achieved when the resonator chambers annular, preferably are executed annular and this in a simple manner by a widening in the Air leading Line can be achieved. The element can for example be arranged so that this in alignment with the line is located or with only a slight radial offset relative to the Line is arranged.

Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt jeweils in einer Prinzipskizze inThe Invention leaves numerous embodiments to. To further clarify its basic principle is one of them shown in the drawing and will be described below. These shows each in a schematic diagram in

1 einen erfindungsgemäßen Schalldämpfer mit fünf durch Zwischenwände getrennte Resonatorkammern; 1 a silencer according to the invention with five separated by intermediate walls resonator chambers;

2 einen weiteren Schalldämpfer, dessen Resonatorkammern durch Kissen gebildet sind. 2 a further muffler whose resonator chambers are formed by cushions.

1 zeigt einen Schalldämpfer 1 zur Reduzierung der Geräuschemissionen in einer zur Luftzufuhr bestimmten Leitung 2 einer nicht gezeigten Brennkraftmaschine in einer Prinzipdarstellung. Der Schalldämpfer 1 hat ein gegenüber der Leitung 2 radial erweitertes Gehäuse 3, welches fünf durch Zwischenwände 4 unterteilte Resonatorkammern 5 aufweist. Die Resonatorkammern 5 sind durch Ausnehmungen 6 mit einem Innenraum 7 der Leitung 2 verbunden sind, die mittels eines flexiblen Elements 8 gegenüber dem Innenraum 7 luftdicht verschlossen sind. Das Element 8 ist dabei als eine PE-Folie mit einer Materialstärke von 0,015 mm ausgeführt. 1 shows a silencer 1 to reduce noise emissions in a duct dedicated to airflow 2 an internal combustion engine, not shown in a schematic diagram. The silencer 1 has one opposite the line 2 radially extended housing 3 which five through partitions 4 divided resonator chambers 5 having. The resonator chambers 5 are through recesses 6 with an interior 7 the line 2 connected by means of a flexible element 8th opposite the interior 7 are hermetically sealed. The element 8th is designed as a PE foil with a material thickness of 0.015 mm.

Demgegenüber zeigt 2 einen weiteren Schalldämpfer 9, dessen Resonatorkammern 10 durch fluidgefüllte Kissen 11 gebildet sind, die hierzu in ein Gehäuse 12 an einer Innwandfläche 13 angeordnet sind. Hierdurch kann auf zusätzliche Zwischenwände verzichtet werden, weil die einzelnen Resonatorkammern 10 durch die separaten, in sich geschlossenen Kissen 11 gebildet sind. Die fluidgefüllten Kissen 11 sind dabei an der Innwandfläche 13 des Gehäuses 12 radial angeordnet und weisen gegenüber der Leitung 2 einen radialen Versatz auf.In contrast, shows 2 another silencer 9 , whose resonator chambers 10 through fluid-filled pillows 11 are formed, this purpose in a housing 12 on an interior wall surface 13 are arranged. This makes it possible to dispense with additional intermediate walls, because the individual resonator chambers 10 through the separate, self-contained cushions 11 are formed. The fluid-filled pillows 11 are doing at the Innwandfläche 13 of the housing 12 arranged radially and facing the line 2 a radial offset.

Claims

Silencer ( 1 . 9 ) for reducing the noise emissions in an air supply Management ( 2 ), in particular an internal combustion engine, with a relative to the line ( 2 ) at least partially radially expanded housing ( 3 . 12 ), which has several resonator chambers ( 5 . 10 ), characterized in that at least individual resonator chambers ( 5 . 10 ) in relation to an interior ( 7 ) of the line ( 2 ) by means of at least one flexible element ( 8th ) are closed.

Silencer ( 1 . 9 ) according to claim 1, characterized in that the element ( 8th ) has a thin film.

Silencer ( 1 . 9 ) according to claim 2, characterized in that the film is designed as a PE film.

Silencer ( 1 . 9 ) according to claim 2 or 3, characterized in that the film has a material thickness between 10 microns and 60 microns, in particular 15 microns.

Silencer ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that at least one of the resonator chambers ( 5 ) have a lining with a fluid-filled cushion, in particular air cushion.

Silencer ( 19 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the resonator chambers ( 10 ) by flexible, fluid-filled cushions ( 11 ), in particular air cushions are formed.

Silencer ( 1 . 9 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the element ( 8th ) and / or the pillow ( 11 ) are fixed by means of a clip or Spreizringverbindung.

Silencer ( 1 . 9 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the resonator chambers ( 5 . 10 ) are annular, preferably annular.