DE102005026376A1 - Fahrzeugschalldämpfer - Google Patents
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugschalldämpfer, mit entgegengesetzten, äußeren Stirnwänden, einer durch Wickeln eines Blechteils gebildeten, geschlossenen äußeren Umfangswand, wenigstens einem Schalldämpfereinsatz, wenigstens einem Einlaß- und wenigstens einem Auslaßrohr.
- Die Erfindung betrifft insbesondere einen querliegenden Nachschalldämpfer. Schalldämpfer werden, was die Herstellung der Umfangswand anbelangt, in zwei Herstellungsarten unterteilt, nämlich Schalldämpfer in Schalenbauweise und solche in Wickelbauweise. Bei der Schalenbauweise werden zwei tiefgezogene Bleche randseitig miteinander verbunden, während bei der Wickelbauweise ein Blech um einen Kern gewickelt und geschlossen wird, anschließend der Einsatz und die Außenböden seitlich eingeschoben werden und dann axial durch Falzen geschlossen wird.
- Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugschalldämpfer in Wickelbauweise. Üblicherweise sind der Gaseinlaß und der Gasauslaß an den Stirnwänden vorgesehen, und zwar wahlweise an einander gegenüberliegenden Seiten oder an derselben Seite. Auch bekannt ist, den Gaseinlaß durch eine Umfangswand in den Schalldämpfer zu führen, wobei die Einlaßrohre an der Umfangswand mit ihrem Ende verschweißt sind.
- Die Erfindung betrifft einen Abgasschalldämpfer, bei dem die Verbindung zwischen dem der Umfangswand zugeordneten Rohr und der Umfangswand selbst stabiler und weniger belastet ist.
- Dies wird bei einem Abgasschalldämpfer der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß sich eines der Rohre durch die Umfangswand ins Schalldämpferinnere erstreckt und an der Umfangswand und dem Einsatz befestigt ist. Das Rohr ist damit nicht ausschließlich über die Umfangswand mit dem Abgasschalldämpfer verbunden, sondern wird folglich an zwei voneinander beabstandeten Stellen am und im Abgasschalldämpfer gelagert. Dies hat auch den Vorteil, daß eine zweite außerhalb des Abgasschalldämpfers bislang vorgesehene fahrzeugseitige Lagerung nahe der Umfangswand entfallen kann. Die Befestigung des Rohres am Einsatz ist nicht auf eine axiale Gleitlagerung, die nur radial zur Längserstreckung des Rohres wirken würde, beschränkt. Vielmehr ist das Rohr in seiner axialen wie in seiner radialen Richtung mit dem Einsatz fest verbunden.
- Die Befestigung des Rohres am Einsatz erfolgt vorzugsweise durch mechanisches Umformen. Diese Befestigungsart ist weniger korrosionsanfällig als Schweißen. Weitere Vorteile gegenüber Schweiße sind der geringere Verzug der Bauteile und die höhere Festigkeit.
- Ein mechanisches Umformen läßt sich auch vom Rohrinneren aus erreichen, was dahingehend vorteilhaft ist, daß das Rohrende bei zuvor geschlossener Umfangswand von außerhalb nicht mehr zugänglich ist.
- Das Rohr und der Einsatz werden üblicherweise miteinander verpreßt.
- Es bietet sich an, das gesamte Rohr auf seinem Umfang im Bereich der Anlagefläche am Einsatz mit diesem zu verbinden. Alternativ ist auch ein segmentweises Verbinden des Umfangs möglich.
- Der Einsatz hat gemäß der bevorzugten Ausführungsform wenigstens eine innere Stirnwand zur Bildung einer Kammer, an der eine Haltewand befestigt ist, an welcher wiederum das Rohr angebracht ist. Üblicherweise liegt die Haltewand jedoch befestigt zwischen zwei gegenüberliegenden Stirnwänden.
- Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, daß der Einsatz, an dem das Rohr befestigt ist, in Längsrichtung des Schalldämpfers nur durch das Rohr gehalten ist. Diese bevorzugte Ausführungsform erlaubt eine ungehinderte Wärmedehnung des Einsatzes in axialer Richtung (axial bezogen auf die Schalldämpferachse).
- Es sind jedoch auch mehr als ein über die Umfangswand mit dem Schalldämpferinneren gekoppeltes Rohr möglich, sogenannte mehrflutige Systeme (insbesondere 2- und 4-flutige Systeme). Hier sieht die Erfindung z.B. vor, die beiden in das Innere hineinragenden Rohre an ihren freien Endstücken an zwei nebeneinanderliegenden Einsätzen zu befestigen.
- Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den nachfolgenden Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
-
1 eine Explosionsansicht einer zweiflutigen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugschalldämpfers, -
1a eine Prinzipskizze der Umfangswand des erfindungsgemäßen Schalldämpfers, -
2 eine vergrößerte Ansicht des mittleren Bereichs des Schalldämpfers nach1 , -
3 eine Ansicht, teilweise im Schnitt, eines einflutigen Schalldämpfers nach der Erfindung, -
4 und5 Schnittansichten durch den Bereich der Anbindung des Einlaßrohres an den Einsatz gemäß zwei verschiedener Ausführungsformen; und -
6 schematisch einen Schnitt durch den Bereich der Anbindung des Einlaßrohres an den Einsatz gemäß einer alternativen Ausführungsform. - In
1 ist ein querliegender, zweiflutiger Fahrzeugabgasschalldämpfer, im folgenden kurz Fahrzeugschalldämpfer oder nur Schalldämpfer genannt, dargestellt. Der Schalldämpfer hat ein Außengehäuse, welches aus entgegengesetzten äußeren Stirnwänden3 ,5 und einer Umfangswand7 besteht, welche in1a vereinfacht dargestellt ist. Die Umfangswand7 wird aus einem Blechteil gewickelt, wobei der außenliegende Längsrand9 mit dem innenliegenden Randabschnitt nach dem Wickeln verschweißt wird. Alternativ können die beidne Längsränder auch durch Falzen miteinander verbunden sein. - In
1 ist die Umfangswand zur besseren Sichtbarkeit des Schalldämpferinneren weggelassen. Das Schalldämpferinnere kann in zwei Hälften unterteilt werden, nämlich in eine linke und eine rechte Hälfte. Diese Hälften sind durch Stirnwände11 ,13 , welche axial einen Abstand voneinander haben, getrennt. Die linke Hälfte hat weitere, mit Durchströmöffnungen15 versehene Stirnwände17 ,19 , die die linke Hälfte in insgesamt drei Kammern34 ,36 ,37 unterteilen. Ein Auslaßrohr21 in jeder Hälfte ist mit nicht dargestellten Öffnungen am Außenumfang versehen und ragt durch die Stirnwände3 ,5 ,17 und19 hindurch, wobei es zumindest an der Stirnwand3 bzw.5 angeschweißt ist. Zwischen den Stirnwänden11 ,19 ist eine Haltewand23 aus Blech angeordnet, welche an den Stirnwänden11 ,19 angeschweißt ist. - Wie in
2 zu erkennen ist, ist die Stirnwand19 über weitere Verbindungsrohre25 ,27 unterschiedlichen Querschnitts mit den Stirnwänden3 und17 verbunden. Die Stirnwände17 ,19 ,11 bilden zusammen mit den Rohren25 ,27 und der Haltewand23 einen Schalldämpferinsatz, welcher vom Blechteil umgeben wird. - Die Haltewand
23 hat, wie in2 gut zu sehen ist, kreuzförmige Einprägungen29 , die ihre Stabilität erhöhen. Ein Einlaßrohr31 ragt durch eine Öffnung in der Umfangswand7 (siehe2 ) und ist an dieser über den gesamten Rohrumfang angeschweißt. Das Einlaßrohr31 erstreckt sich weiter in das Schalldämpferinnere und ragt auch noch durch eine relativ paßgenaue Öffnung in der Haltewand23 hindurch (siehe auch4 und5 ). Die Haltewand hat im Bereich der Durchtrittsöffnung für das Einlaßrohr31 einen hülsenförmigen, durch plastisches Umformen erzeugten Rand33 . - In den
1 und2 ist zu erkennen, daß in der linken Hälfte das Einlaßrohr31 kurz nach Durchtritt durch die Haltewand23 endet. Mit einem Abstand davon beginnt ein Verbindungsrohr27 mit einer 90°-Abwinklung. Das Rohr27 erstreckt sich durch fluchtende Durchströmöffnungen15 der Stirnwände17 ,19 . - Wie aus dem Vergleich zwischen der linken und der rechten Hälfte zu erkennen ist, mündet das Einlaßrohr
31 des rechten Stranges in ein dickeres Verbindungsrohr35 , welches in eine mittlere Kammer37 führt. Das Auslaßrohr39 des rechten Stranges mündet ebenfalls in diese mittlere Kammer37 . Darüber hinaus sind auch im rechten Strang weitere Rohre25 zwischen den Stirnwänden5 ,11 ,17 ,19 vorgesehen, wobei entsprechende Stirnwände die bereits für die linke Hälfte eingeführten Bezugszeichen tragen. Einige der Rohre25 können als nicht gasdurchströmte Stabilisierungsstangen zwischen den Stirnwänden ausgebildet sein. - Auch das Auslaßrohr
39 ragt durch die äußere Stirnwand5 hindurch und ist an dieser angeschweißt. In die aufgeweiteten Enden der Auslaßrohre21 ,39 werden außenseitig sogenannte Endrohre41 gesteckt. Entsprechendes gilt für die Einlaßrohre31 . Auch diese haben ein nach außen gewandtes aufgeweitetes Ende, in das sogenannte Zwischenrohre43 gesteckt werden. - Die Herstellung des erfindungsgemäßen Abgasschalldämpfers wird im folgenden erläutert. Zuerst werden die Einsätze bestehend aus den innenliegenden Stirnwänden und den Verbindungsrohren sowie der Haltewand
23 hergestellt und mit den äußeren Stirnwänden3 ,5 verbunden. Ein Blech wird um einen Kern gewickelt und, wie in1a dargestellt, verschweißt. In der Umfangswand7 sind bereits die Öffnungen zum Durchtritt der Einlaßrohre31 vorgesehen. Anschließend werden die Einsätze von beiden Seiten axial in die Umfangswand7 , den sogenannten Mantel, eingeschoben, und die Stirnwände3 ,5 werden mit dem Mantel7 verbunden. - Die Einlaßrohre
31 werden durch diese Öffnungen hindurchgesteckt, bis sie auch durch die entsprechenden Öffnungen in den Haltewänden23 ragen. - Anschließend werden die Einlaßrohre
31 mit den zugeordneten Haltewänden23 befestigt und zwar durch mechanisches Umformen. Hierzu dringt ein Werkzeug, z.B. eine Art Prägewerkzeug oder zirkulierende Rollen, in das Innere des entsprechenden Rohres31 ein. Das Rohr31 wird z.B. auf dem gesamten Rohrumfang im Bereich des hülsenartigen Randes33 nach außen plastisch unter Bildung einer Nut verformt, wobei der Rand33 umgeformt wird. Rohr31 und Haltewand23 werden auf diese Weise axial und radial miteinander form- und kraftschlüssig verbunden und verpreßt. - Die zwischen den beiden verformten Abschnitten bildende Nut trägt das Bezugszeichen
51 . In4 ist auch der wulstartige Fortsatz53 , der sich in der Haltewand23 gebildet hat, gut zu erkennen. - Anstatt einer geschlossen umlaufenden Nut
51 können Rohr31 und Haltewand23 auch segmentweise miteinander verpreßt werden, wie in5 dargestellt. Hier wurde das Rohr31 nur an wenigen Abschnitten55 , die umfangsmäßig voneinander beabstandet sind, nach außen gedrückt, unter Bildung von Wülsten53 im Rand33 . - Zur radialen Sicherung kann auch eine Preßpassung zwischen den beiden Teilen vorgesehen sein.
- In
6 ist schematisch eine Alternativ zum in den4 und5 gezeigten Umformen gezeigt. Der Unterschied zu den Ausführungsform der4 und5 besteht darin, daß das Rohr31 axial gesehen vor und hinter dem Rand33 plastisch nach außen, also in radialer Richtung, verformt wird. Dabei wird der Rand33 nicht verformt. Die sich ergebenden Wülste sichern den Rand33 in axialer Richtung. Es ist auch möglich, das Rohr31 nur abschnittsweise, ähnlich wie in5 gezeigt, vor und nach dem Rand33 zu verformen. - Eine andere Möglichkeit der Umformung besteht darin, z.B. das durch die Öffnung hindurchragende freie Endstück des Rohres
31 endseitig nach außen umzubördeln, was zu einer Sicherung in einer axialen Richtung führt. - Die Ausführungsform nach
3 entspricht im wesentlichen der in den bislang beschriebenen Figuren gezeigten Ausführungsform, so daß im folgenden nur noch auf die Unterschiede eingegangen werden muß. Funktionsgleiche Teile erhalten die zuvor schon eingeführten Bezugszeichen. - Auch dieser querliegende Abgasschalldämpfer ist mit einer gewickelten Umfangswand
7 versehen. Der Schalldämpfer ist einflutig und besitzt nur ein zentrales Einlaßrohr31 . Dieses Einlaßrohr31 ist, ebenso wie bei den zuvor erwähnten Ausführungsbeispielen, an der Umfangswand7 angeschweißt und ragt durch diese und durch die Haltewand23 hindurch. Nach der Haltewand23 ist das Rohr31 aufgeweitet, und zwar am Umfang an mehreren voneinander beabstandeten Abschnitten55 . Ein hülsenartiger Rand33 kann hier gegebenenfalls entfallen, was im übrigen auch für die zuvor erwähnte Ausführungsform gilt. Der zentrale Einsatz im Schalldämpferinneren besteht aus den Stirnwänden11 ,19 , der Haltewand23 sowie Verbindungsrohren oder entsprechenden -stangen25 . Dieser Einsatz ist in axialer Richtung A nur durch das Einlaßrohr31 positioniert. Das Auslaßrohr39 ragt mit einem Schiebesitz durch die Stirnwand19 . Durch diese Ausbildung werden auf die Wände bei der Erwärmung und Abkühlung des Schalldämpfers geringere Kräfte ausgeübt, folglich sind sämtliche Einzelteile weniger Spannungen ausgesetzt, was auch für die Schweißnähte zur Befestigung der Rohre21 ,31 ,39 ,41 gilt. - Anstatt des Einlaßrohres
31 können natürlich auch die Auslaßrohre21 ,39 durch die Umfangswand7 hindurchtreten. - Die Haltewand
23 ist vorzugsweise im rechten Winkel zur Längsachse X des durch sie hindurchtretenden Einlaßrohres31 ausgerichtet.
Claims (9)
- Fahrzeugschalldämpfer, mit entgegengesetzten äußeren Stirnwänden (
3 ,5 ), einer durch Wickeln eines Blechteils gebildeten, geschlossenen äußeren Umfangswand (7 ), wenigstens einem Schalldämpfereinsatz, wenigstens einem Einlaßrohr (31 ) und wenigstens einem Auslaßrohr (21 ,39 ), dadurch gekennzeichnet, daß sich eines der Rohre (31 ) durch die Umfangswand (7 ) ins Schalldämpferinnere erstreckt und an der Umfangswand (7 ) und am Einsatz befestigt ist. - Fahrzeugschalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das sich durch die Umfangswand (
7 ) hindurch erstreckende Rohr (31 ) durch mechanisches Umformen an dem Einsatz befestigt ist. - Fahrzeugschalldämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das sich durch die Umfangswand (
7 ) erstreckende Rohr (31 ) und der Einsatz miteinander verpreßt sind. - Fahrzeugschalldämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das sich durch die Umfangswand (
7 ) erstreckende Rohr (31 ) auf einem gesamten Rohrumfang mit dem Einsatz verbunden ist. - Fahrzeugschalldämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das sich durch die Umfangswand (
7 ) erstreckende Rohr (31 ) vom Rohrinneren aus mechanisch umgeformt ist, um mit dem Einsatz verbunden zu werden. - Fahrzeugschalldämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz wenigstens eine innere Stirnwand (
11 ,13 ,17 ,19 ) zur Bildung einer Kammer hat und daß an der inneren Stirnwand (11 ,19 ) eine Haltewand (23 ) befestigt ist, an der das sich durch die Umfangswand (7 ) erstreckende Rohr (31 ) arretiert ist. - Fahrzeugschalldämpfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltewand (
23 ) zwischen zwei inneren Stirnwänden (11 ,13 ,19 ) liegt, an denen sie befestigt ist. - Fahrzeugschalldämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz, an dem das sich durch die Umfangswand (
7 ) erstreckende Rohr (3 ) befestigt ist, in Längsrichtung (A) des Schalldämpfers nur durch das Rohr (31 ) gehalten ist. - Fahrzeugschalldämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei durch die Umfangswand (
7 ) in das Schalldämpferinnere hineinragende Rohre (31 ) vorgesehen sind, die an ihren freien Endstücken an zwei nebeneinanderliegenden Einsätzen befestigt sind.
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