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Die
Erfindung betrifft einen Schalldämpfer für eine
Abgasanlage, insbesondere eines Verbrennungsmotors, gemäß der
Merkmalskombination des Patentanspruchs 1.
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Schalldämpfer
für Abgasanlagen werden bekanntermaßen unterschieden
nach Reflexionsschalldämpfern und Absorptionsschalldämpfern.
Der Reflexionsschalldämpfer enthält mehrere Kammern,
um das Prinzip der Schallreflexion zu nutzen. Beim mehrfachen Durchlaufen
der Innenräume kommt es zu einer Mittelung der Schalldruckamplitude,
was eine Reduzierung der Schalldruckspitzen zur Folge hat. Reflexionen
werden in einem Schalldämpfer durch Prallwände,
Querschnittserweiterungen und -verengungen erzeugt. Durch Reflexion
werden im Schalldämpfer hauptsächlich die tiefen
Frequenzen gedämpft. Ein Absorptionsschalldämpfer
enthält poröses Material, wie beispielsweise Steinwolle,
Glaswolle oder Glasfaser, das die Schallenergie teilweise absorbiert,
d. h., in Wärme umwandelt. Der Effekt der Schallabsorption
wird durch Mehrfachreflexion verstärkt. Durch Absorption
werden im Absorptionsschalldämpfer hauptsächlich
die oberen Frequenzen gedämpft. Im Regelfall sind in einer
Abgasanlage beide Verfahren kombiniert (vgl. Ausführungen
in Wikipedia, der freien Enzyklopädie, zum Stichwort „Schalldämpfer”).
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Aus
der
JP 2001-050027 ist
insoweit ein Schalldämpfer mit einem Gehäuse und
einem Gaseinlass und einem Gasauslass bekannt, dessen Gehäusewandung
aus Halbschalen gebildet ist. Die Gehäusewandung ist ferner
mehrlagig ausgebildet, wobei eine außen liegende und eine
dazu beabstandet angeordnete innen liegende Platine vorgesehen sind,
zwischen denen eine Wärmeisolierung, vorliegend Glaswolle,
angeordnet ist. Ferner ist die innenliegende Platine perforiert
ausgebildet, d. h., mit einer Mehrzahl von radial ausgerichteten Öffnungen
versehen. Eine ähnliche Lösung wird durch die
US 4 263 982 A beschrieben,
wobei im Unterschied zu vorstehendem Lösungsvorschlag die
Gehäusewandung des Schalldämpfers durch ein zylindrisches
Mittelteil und durch stirnseitige Öffnungen desselben abdeckende
Deckelteile gebildet ist, die ihrerseits den Gaseinlass bzw. Gasauslass
aufnehmen.
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Die
DE 20 2007 011 106
U1 beschreibt demgegenüber ein Gehäuse
für einen Schalldämpfer, dessen Gehäusemantel
und abgaslenkende Einbauten aus einem einzigen spiralförmig
gewickelten Stück Blech gebildet ist, wobei besagtes Blech
zur Beeinflussung der akustischen Eigenschaften des Schalldämpfers
im Inneren des Gehäuses zonenweise perforiert ist und wobei
die Wicklungen überwiegend beabstandet angeordnet sind,
so dass Reflexions- oder Resonanzkammern ausgebildet werden, die
mit Hilfe von besagten Perforationen akustisch gekoppelt sind.
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Schließlich
wird in der Beschreibungseinleitung der
DE 20 2006 011 238 U1 als
bekannt vorausgesetzt, die Gehäuse einer Abgasanlage nicht
aus einem einzigen dicken Blech herzustellen, sondern aus zwei direkt
aufeinander liegenden dünnen Blechen. Aufgrund der Tatsache,
dass diese Bleche sich wenigstens bereichsweise unabhängig
voneinander bewegen können, entsteht Reibung, die einen
Teil des Körperschalls vernichtet. Als nachteilig wird
hier herausgestellt, dass zwei dünne Bleche teurer als
ein dickes Blech sein sollen. Auch soll die Handhabung und Verarbeitung
der Bleche erschwert sein. Ferner ist ein erhöhtes Gewicht
eines derartigen mehrschaligen Aufbaus der Gehäusewandung
zu verzeichnen.
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Ausgehend
von einem Schalldämpfer der letztgenannten gattungsbildenden
Art, ist es Aufgabe der Erfindung, einen Schalldämpfer
für eine Abgasanlage zu schaffen, der bei Gewährleistung
einer ausreichenden, ggf. im Hinblick auf den Stand der Technik
verbesserten Schalldämmung und Schalldämpfung,
ein geringeres Gewicht aufweist. Des Weiteren soll ein derartiger
Schalldämpfer einfach und kostengünstig herstellbar
sein.
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Gelöst
wird die gestellte Aufgabe durch einen Schalldämpfer für
eine Abgasanlage, insbesondere eines Verbrennungsmotors, mit einem
wenigstens einen Gaseinlass und Gasauslass aufweisenden Gehäuse,
dessen Außenwandung zumindest partiell mehrlagig aus wenigstens
einer außen liegenden Platine und einer oder mehreren innen
liegenden Platinen gebildet ist, wobei die Platinen direkt aufeinander
liegen und Reibungsarbeit in Wärme umwandelnd und Körperschall
mindernd, zumindest bereichsweise relativ zueinander beweglich sind,
und wobei, die Gasdichtheit des Schalldämpfers gewährleistend,
zumindest eine der Platinen eine geschlossene Fläche aufweist,
während eine oder mehrere der anderen Platinen eine Loch-
und/oder Gitterstruktur aufweisen.
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Durch
diese einfache und kostengünstige Maßnahme ist
vorteilhaft bei einem Schalldämpfer der gattungsbildenden
Art ein geringes Gewicht mit einer ausreichenden oder im Hinblick
auf den Stand der Technik verbesserten Schalldämmung und Schalldämpfung
kombiniert.
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Die
Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen oder
Ausgestaltungen der Erfindung.
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Durch
die Wahl einer bestimmten Loch- und/oder Gitterstruktur sowie der
Verteilung derselben über die Fläche der betreffenden
Platine/n kann in Abhängigkeit von der erforderlichen Steifigkeit
der betreffenden Platine/n und der gewünschten Reibungsarbeit
vorteilhaft Einfluss auf das Schalldämmungs- und Schalldämpfungsverhalten
des Schalldämpfers Einfluss genommen werden. Die Art der Loch-
und/oder Gitterstruktur sowie deren Verteilung kann dabei rechnerisch
und/oder empirisch im Rahmen von Versuchen ermittelt sein. Weiter
können die Loch- und/oder Gitterstrukturen benachbarter,
aufeinander liegender und mit Loch- und/oder Gitterstrukturen versehener
Platinen derart zueinander angeordnet sein, dass ein oder mehrere
Löcher der demgemäß benachbarten Loch-
und/oder Gitterstrukturen weitestgehend gegenüberliegend
oder versetzt zueinander angeordnet sind. Durch diese Maßnahme
ist es gestattet, das Schalldämmungs- und Schalldämpfungsverhalten
des Schalldämpfers noch feiner und demgemäß anwendungsbezogener einzustellen.
Vorteilhaft kann das Gehäuse aus zumindest zwei zu Schalenelementen
umgeformten und randseitig fest verbundenen Platinenelementen mit
jeweils zwei oder mehr, eine Mehrlagigkeit realisierenden Einzel-Platinen
gebildet sein, wobei etwaige stirnseitige Öffnungen vermittels
Deckelelementen verschlossen sind, in denen der wenigstens eine Gaseinlass
oder Gasauslass eingebunden ist. Durch diese Maßnahme ist
eine einfache und kostengünstige Herstellung des Schalldämpfergehäuses
bzw. eine einfache und kostengünstige Verarbeitbarkeit der
Platinen gestattet, indem vorab hergestellte mehrlagige Platinenelemente
zur Weiterverarbeitung respektive zum Umformen und Fügen
bereitgestellt werden. Des Weiteren kann es auch angezeigt sein, das
Gehäuse aus einem gewickelten Platinenelement mit zwei
oder mehr, eine Mehrlagigkeit realisierenden Einzel-Platinen oder
aus einer oder mehreren gewickelten Einzel-Platinen zu bilden, wobei
etwaige stirnseitige Öffnungen vermittels Deckelelementen verschlossen
sind, in denen der wenigstens eine Gaseinlass oder Gasauslass eingebunden
ist. Auch hier bieten sich vorgefertigte mehrlagig ausgebildete
Platinenelemente zur Weiterverarbeitung an. Zweckmäßigerweise
bestehen besagte Platinen aus einem Metall, jedoch beschränkt
sich die Erfindung nicht auf diesen Werkstoff, sondern erfasst jedweden
anderen zur Ausbildung eines Gehäuses eines Schalldämpfers
geeigneten, insbesondere wärmeresistenten Werkstoff.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen schematisch
dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Es zeigen:
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1 den
Längsschnitt durch das Gehäuse eines erfindungsgemäß ausgebildeten
Schalldämpfers,
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2 den
Schnitt I-I nach 1,
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3 eine
erste mögliche Ausgestaltungsform einer das Gehäuse
des Schalldämpfers mit ausbildenden Platine, und
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4 eine
weitere mögliche Ausgestaltungsform einer das Gehäuse
des Schalldämpfers mit ausbildenden Platine.
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Die 1 und 2 zeigen äußerst
schematisch einen Schalldämpfer für eine Abgasanlage, insbesondere
eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs, mit einem einen Gaseinlass 1 und
einen Gasauslass 2 aufweisenden, vorliegend zylindrischem
Gehäuse 3, welches aus zwei zu Schalenelementen
umgeformten und randseitig durch Schweißung fest verbundenen
Platinenelementen 4, 5 gebildet ist. Komplettiert
ist das Gehäuse 3 durch zwei die stirnseitigen Öffnungen
verschließende Deckelelemente 6, 7, in
welche der Gaseinlass 1 bzw. Gasauslass 2 eingebunden
ist.
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Die
Außenwandung 8 des Gehäuses 3 des Schalldämpfers
bzw. jedes Platinenelement 4, 5 ist mehrlagig,
vorliegend zweilagig ausgebildet, und zwar aus einer außen
liegenden Platine 4a bzw. 5a und einer innen liegenden
Platine 4b bzw. 5b gebildet, welche direkt aufeinander
liegen, jedoch infolge Betrieb des Schalldämpfers respektive
des Verbrennungsmotors zumindest bereichsweise relativ zueinander
beweglich sind, wodurch Körperschall mindernd, vorteilhaft
Reibungsarbeit in Wärme umgewandelt wird.
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Vorzugsweise
bestehen besagte Platinen 4a, 4b, 5a, 5b aus
einem geeigneten Metallblech, insbesondere Stahlblech, jedoch ist
es auch denkbar, hierfür einen anderen geeigneten, insbesondere
wärmeresistenten Werkstoff einzusetzen. So kann es sich
anbieten, beispielsweise für die außen liegende Platine 4a, 5a einen
geeigneten Kunststoff vorzusehen.
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Wie
den 1 und 2 weiter zu entnehmen ist, verfügt
die außen liegende Platine 4a, 5a eines
jeden Platinenelementes 4, 5 über eine
Loch- und/oder Gitterstruktur 9, welche vorteilhaft das
Gewicht des Schalldämpfers verringert.
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Die
innen liegende Platine 4b, 5b weist dagegen eine
geschlossenen Fläche auf, wodurch die Gasdichtheit des
Schalldämpfers respektive dessen Gehäuses 3 gewährleistet
ist.
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Die
Art der Loch- und/oder Gitterstruktur 9 sowie deren Verteilung über
die Fläche der vorliegend außen liegenden Platine 4a, 5a ist
in Abhängigkeit von der erforderlichen Steifigkeit der
Platine 4a, 5a und der gewünschten Reibungsarbeit
rechnerisch und/oder empirisch im Rahmen von Versuchen ermittelbar.
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Wie
bereits oben ausgeführt, kann durch diese Maßnahme
vorteilhaft Einfluss auf das Schalldämmungs- und Schalldämpfungsverhalten
des Schalldämpfers Einfluss genommen werden. D. h., es
sind weitere Einstellmöglichkeiten geschaffen, das Schalldämmungs-
und Schalldämpfungsverhalten des Schalldämpfers
an ganz bestimmte Gegebenheiten und Anforderungen anzupassen.
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So
zeigen die 3 und 4 eine Abwicklung
der in Rede stehenden außenliegenden Platine 4a, 5a mit
unterschiedlich ausgebildeten Loch- und/oder Gitterstrukturen 9 sowie
Löchern 10 derselben. Danach sind sowohl geordnete
(3) als auch ungeordnete (4) Loch-
und/oder Gitterstrukturen 9 denkbar. Ferner sind Loch-
und/oder Gitterstrukturen 9 mit Löchern 10 denkbar,
die eine kreisrunde (3) oder eine von einer kreisrunden
abweichende (4) Lochstruktur aufweisen.
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Eine
einfache und kostengünstige Herstellung des Gehäuses 3 des
Schalldämpfers bzw. eine einfache und kostengünstige
Verarbeitbarkeit der Platinen 4a, 4b; 5a, 5b ist
gestattet, wenn dieselben vorab zu besagten mehrlagigen Platinenelementen 4; 5 komplettiert
und untereinander fixiert, ggf. bereits gefügt und im Anschluss
daran zur Weiterverarbeitung respektive zur etwaigen Umformung und
zum weiteren Fügen bereitgestellt werden (nicht näher dargestellt).
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Vorstehendes
Ausführungsbeispiel stellt im Wesentlichen auf ein Gehäuse 3 ab,
dessen Außenwandung 8 zweilagig ausgebildet und
aus schalenförmigen Platinenelementen 4, 5 gebildet
ist, wobei die jeweils außen liegende Platine 4a, 5a der
Platinenelemente 4, 5 gelocht respektive mit einer
oder mehreren Loch- und/oder Gitterstrukturen 9 ausgebildet
ist.
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Selbstverständlich
kann es auch angezeigt sein, statt dessen die innen liegende Platine 4b, 5b zur
Minderung des Gewichts des Schalldämpfers mit einer oder
mehreren Loch- und/oder Gitterstrukturen 9 zu versehen,
wobei dann die außen liegende Platine 4a, 5a gasdicht
ausgebildet und verarbeitet sein muss (nicht näher dargestellt).
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Des
Weiteren beschränkt sich die Erfindung nicht auf einen
zweilagigen Aufbau der Außenwandung 8 des Gehäuses 3 des
Schalldämpfers, sondern erfasst auch ein Gehäuse 3,
welches mehr als zwei direkt aufeinander liegende und zumindest
bereichsweise relativ zueinander bewegliche Platinen 4a, 4b...4n; 5a, 5b...5n aufweist,
wobei zumindest eine der Platinen 4a, 4b...4n; 5a, 5b...5n,
die Gasdichtheit des Schalldämpfers gewährleistend,
eine geschlossenen Fläche aufweist (nicht näher
dargestellt).
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Insoweit
kann es sich zur noch feineren Anpassung des Schalldämmungs-
und Schalldämpfungsverhalten des Schalldämpfers
an ganz bestimmte Gegebenheiten und Anforderungen anbieten, ggf.
benachbarte und aufeinander liegende Loch- und/oder Gitterstrukturen 9 der
oben beschriebenen Art derart definiert anzuordnen, dass ein oder mehrere
Löcher 10 der benachbarten Loch- und/oder Gitterstrukturen 9 weitestgehend
gegenüberliegend oder versetzt zueinander angeordnet sind
(nicht näher dargestellt).
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Schließlich
ist es auch gestattet, Schalldämpfer erfindungsgemäß auszubilden,
deren hier nicht näher dargestelltes Gehäuse 3 aus
einer oder mehreren, ggf. spiralförmig gewickelten Platinenelementen 4 und/oder
5 mit jeweils zwei oder mehr, eine Mehrlagigkeit realisierenden
Einzel-Platinen 4a, 4b...4n; 5a, 5b...5n oder
aus einer oder mehreren, ggf. spiralförmig gewickelten
Einzel-Platinen 4a, 4b...4n; 5a, 5b...5n gebildet
ist, wobei etwaige stirnseitige Öffnungen vermittels Deckelelementen 6, 7 verschlossen
sind, in denen wenigstens ein Gaseinlass 1 bzw. Gasauslass 2 eingebunden
ist.
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- 1
- Gaseinlass
- 2
- Gasauslass
- 3
- Gehäuse
- 4
- Platinenelement
- 4a
- außen
liegende Platine
- 4b
- innen
liegende Platine
- 5
- Platinenelement
- 5a
- außen
liegende Platine
- 5b
- innen
liegende Platine
- 6
- Deckelelement
- 7
- Deckelelement
- 8
- Außenwandung
- 9
- Loch-
und/oder Gitterstruktur
- 10
- Löcher
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2001-050027 [0003]
- - US 4263982 A [0003]
- - DE 202007011106 U1 [0004]
- - DE 202006011238 U1 [0005]