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Die Erfindung betrifft einen Schalldämpfer für eine Abgasanlage eines von einer Brennkraftmaschine angetriebenen Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine und einer Abgasanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7.
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Aus der
US 2,658,580 sind bereits ein Schalldämpfer und ein Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art bekannt. Der bekannte Schalldämpfer besteht aus zwei Teilen, die jeweils in einer von zwei Zellen an der Unterseite des vorderen Teils des Fahrzeugs angeordnet sind und mit ihren Unterseiten einen Teil eines Unterbodens des Kraftfahrzeugs bilden. Der Schalldämpfer erstreckt sich über die gesamte Breite des vorderen Teils des Kraftfahrzeugs, wobei die beiden Teile an ihrer Unterseite mit in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs verlaufenden Kühlrippen versehen sind, um für eine schnelle Kühlung der Abgase zu sorgen. Die aus dem Schalldämpfer austretenden Abgase werden durch ein Abgasrohr unter dem Kraftfahrzeug hindurch nach hinten in Richtung von dessen Heck geführt.
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Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen zur Heckmontage geeigneten Schalldämpfer der eingangs genannten Art mit einem großen Dämpfervolumen bereitzustellen, der eine Optimierung der Luftströmung hinter dem Kraftfahrzeug gestattet. Weiter liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art mit einem am Heck montierten Schalldämpfer bereitzustellen, der eine Optimierung der Luftströmung hinter dem Kraftfahrzeug gestattet.
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Diese Aufgabe wird bei dem erfindungsgemäßen Schalldämpfer dadurch gelöst, dass der Schalldämpfer ein zur Montage am Heck des Kraftfahrzeugs bestimmter Endschalldämpfer ist und eine aerodynamisch wirksame Unterseite besitzt. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist hingegen dadurch gekennzeichnet, dass der Schalldämpfer ein am Heck des Kraftfahrzeugs angeordneter Endschalldämpfer mit einer aerodynamisch wirksamen Unterseite ist.
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Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Schalldämpfers als Endschalldämpfer mit einer aerodynamisch wirksamen Unterseite kann die Luftströmung hinter dem Fahrzeug optimiert werden, vorzugsweise indem die aerodynamisch wirksame Unterseite des Endschalldämpfers einen nach unten offenen und nach hinten erweiterten Strömungskanal bildet oder begrenzt, der nach Art eines Diffusors eine Verzögerung der Luftströmung und damit eine Verringerung der Luftgeschwindigkeit bewirkt, so dass es im Kanal zu einer statischen Druckerhöhung kommt.
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Eine besonders vorteilhafte Beeinflussung der Luftströmung hinter dem Kraftfahrzeug ist möglich, wenn der Kanal gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung im Längsschnitt gesehen nach oben zu durch eine in Strömungsrichtung der Luft bzw. zum Heck des Kraftfahrzeugs hin schräg nach oben geneigte Fläche begrenzt wird. Die Fläche kann vorteilhaft das Profil eines Flugzeugflügels besitzen.
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Um zu vermeiden, dass die unter dem Boden des Kraftfahrzeugs nach hinten strömende Luft vor dem Endschalldämpfer abgelenkt wird und nicht in den als Diffuser wirkenden Strömungskanal gelangt, ist in Fahrt- oder Strömungsrichtung unmittelbar vor dem Endschalldämpfer ein Luftleitelement angebracht, das in diesem Bereich des Kraftfahrzeugs dessen Unterboden bildet, der nicht nur eine Ablenkung der Luftströmung nach oben verhindert sondern auch für einen aerodynamisch günstigen Übergang zwischen der aerodynamisch wirksamen Unterseite des Endschalldämpfers und dem in Fahrt- oder Strömungsrichtung davor angeordneten Bereich des Kraftfahrzeugs sorgt.
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Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Endschalldämpfer einen unteren Teil eines Stoßfängerüberzugs eines hinteren Stoßfängers des Kraftfahrzeugs optisch nachbildet. Dadurch kann man dem Heck des Fahrzeug ein interessantes und dynamisches Aussehen verleihen, das noch gewinnt, wenn der Endschalldämpfer gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ohne Endrohre ausgebildet wird und stattdessen nur an seiner Rückseite unterhalb des Stoßfängerüberzugs mit einer oder vorteilhaft mehreren Abgasaustrittsöffnungen versehen wird, die zweckmäßig in der hinteren Begrenzungswand des Endschalldämpfers ausgespart sind.
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Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Endschalldämpfer aus einer Oberschale und einer Unterschale zusammengesetzt ist, von denen die letztere die aerodynamisch wirksame Unterseite des Endschalldämpfers bildet. Diese Bauweise gestattet es, der Unterschale und der Oberschale beim Formen in getrennten Formwerkzeugen unabhängig voneinander die jeweils optimale Form zu verleihen und die Oberschale und die Unterschale dann so zusammenzusetzen, dass sie einen vom Abgas durchströmten Hohlraum mit schalldämpfender Wirkung umschließen.
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Vorteilhaft kann die Oberschale kleiner als die Unterschale sein und nur einen Teil der Unterschale bedecken. Auf diese Weise kann die aerodynamisch wirksame Unterschale relativ groß ausgebildet werden, um ihre aerodynamische Wirksamkeit zu verbessern, während die geringere Baugröße der Oberschale außerhalb des Endschalldämpfers und oberhalb der Unterschale Platz für die Unterbringung einer Anhängerkupplung oder einer Reserveradmulde lässt, von denen die erstere zweckmäßig in Fahrtrichtung hinter einem Mittelteil des Endschalldämpfers und die letztere zweckmäßig in Fahrtrichtung vor dem Mittelteil des Endschalldämpfers angeordnet werden kann.
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Die Montage des Endschalldämpfers aus einer Unterschale und einer auf die Unterschale aufgesetzten Oberschale gestattet es zugleich, dass der Endschalldämpfer trotz einer verhältnismäßig flachen Bauweise ein verhältnismäßig großes Innenvolumen umgibt, wodurch die akustische Wirkung des Endschalldämpfers verbessert werden kann. Dadurch kann das Volumen eines in Strömungsrichtung der Abgase vor dem Endschalldämpfer angeordneten Mittelschalldämpfers erheblich verkleinert werden.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung begrenzen die Oberschale und die Unterschale gemeinsam zwei höhere Seitenteile und einen die Seitenteile verbindenden flacheren Mittelteil des Endschalldämpfers, dessen Abstand vom Boden etwas größer als derjenige der beiden Seitenteile ist. In Verbindung mit einer zum Heck hin ansteigenden Unterseite des Mittelteils bzw. des Endschalldämpfers wird unter dem Mittelteil der nach unten offene und nach hinten erweiterte, als Diffusor wirkende Strömungskanal gebildet, der nach beiden Seiten zu durch die weiter nach unten ragenden Seitenteile begrenzt wird.
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Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, den Endschalldämpfer aus zwei oder mehr gerollten Bauteilen und vorzugsweise aus drei gerollten Bauteilen zusammenzusetzen, von denen das mittlere einen kleineren Querschnitt aufweist und wie bei der Schalenbauweise einen flacheren Mittelteil des Schalldämpfers bildet, dessen aerodynamisch wirksame Unterseite die Oberseite des nach unten offenen und nach hinten erweiterten Diffusorkanals bildet.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von einigen in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen
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1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Endschalldämpfers;
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2 eine Oberseitenansicht des Endschalldämpfers aus 1;
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3 eine Unterseitenansicht des Endschalldämpfers aus 1 nach dem Einbau in eine Rohbau-Karosserie eines Pkw;
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4 eine perspektivische Ansicht entsprechend 1, jedoch zusammen mit Teilen der Karosserie und einer Anhängerkupplung;
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5 eine Oberseitenansicht des Endschalldämpfers, der Karosserieteile und der Anhängerkupplung aus 4;
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6 eine Unterseitenansicht des Endschalldämpfers und der Anhängerkupplung aus 4 nach dem Einbau in eine Rohbau-Karosserie;
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7 eine perspektivische Ansicht eines weiteren erfindungsgemäßen Endschalldämpfers zusammen mit Teilen eines Stoßfängers und eines Getriebes eines Pkw;
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8 eine Längsschnittansicht der Komponenten aus 7;
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9 eine perspektivische Ansicht entsprechend 7, jedoch mit einem zusätzlichen Luftleitelement;
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10 eine Längsschnittansicht der Komponenten aus 9;
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11 eine perspektivische Ansicht entsprechend 9, jedoch von einem leicht modifizierten Endschalldämpfer;
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12 eine Längsschnittansicht der Komponenten aus 11.
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Die in der Zeichnung dargestellten Endschalldämpfer 1 sind Teil einer Abgasanlage 2 eines Verbrennungsmotors (nicht dargestellt) eines Personenkraftfahrzeugs, die zusammen mit der Rohbau-Karosserie 3 des Personenkraftfahrzeugs in den 3 und 6 teilweise dargestellt ist.
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Wie am besten in den 1 bis 6 dargestellt, sind die Endschalldämpfer 1 in Schalenbauweise aus einer flachen einstückigen Unterschale 4 und einer flachen einstückigen Oberschale 5 zusammengesetzt, die entlang einer umlaufenden Naht 6 miteinander verbunden sind. Die Unterschale 4 und die Oberschale 5 sind jeweils aus Metallblech geformt und umschließen nach dem Zusammensetzen gemeinsam mehrere, nach außen gedämmte und vom Abgas durchströmte Kammern (nicht dargestellt). In diesen Kammern wird das Abgas in mehrere unterschiedlich lange Teilströme aufgeteilt, wobei es durch Reflexion, Absorption und Interferenzeffekte infolge phasenverschobener Überlagerung zu einer teilweisen Auslöschung der Schallwellen und damit zu einer hohen Dämpfung bei einem geringen Gegendruck kommt.
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Wie am besten in den 1 und 2 dargestellt, ist die Oberschale 5 kleiner als die Unterschale 4, so dass sie nur einen Teil der Unterschale 4 bedeckt, während ein anderer Teil 7 der Unterschale 4 unbedeckt bleibt. Die Unterschale 4 besitzt einen allgemein U-förmigen Umriss mit einem Jochteil 8 und zwei Schenkelteilen 9, während die Oberschale einen allgemein H-förmigen Umriss mit zwei allgemein parallelen Längsbalken 10 und einem dazu senkrechten Querbalken 11 besitzt. Die Längsbalken 10 der H-förmigen Oberschale 5 sind mit den Schenkelteilen 9 der U-förmigen Unterschale 4 deckungsgleich und bilden zwei Seitenteile 12 des Endschalldämpfers 1. Der Querbalken 11 der H-förmigen Oberschale 5 und der Jochteil 8 der U-förmigen Unterschale 4 bilden zusammen einen Mittelteil 13 des Endschalldämpfers 1, wobei der Querbalken 11 der H-förmigen Oberschale 5 schmaler ist als der Jochteil 8 der U-förmigen Unterschale 4, so dass die letztere zwischen den beiden Seitenteilen 12 des Endschalldämpfers 1 über die zur Fahrtrichtung entgegengesetzte Seite des Querbalkens 11 der H-förmigen Oberschale 5 übersteht und dort den unbedeckten Teil 7 der Unterschale 4 bildet.
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Die Oberschale 5 ist zur Versteifung mit eingeprägten Sicken 14 versehen, die in rechtwinklig ausgerichteten Scharen über die Oberschale 5 verlaufen. Wie in den 7, 9 und 10 dargestellt, kann die Unterschale 4 im Bereich der Seitenteile 12 mit flachen muldenförmigen Einprägungen 15 versehen sein, die aus aerodynamischen Gründen parallel zur Fahrtrichtung des Personenkraftwagens verlaufen. Der in 11 und 12 dargestellte Endschalldämpfer 1 weist hingegen im Bereich der beiden Seitenteile 12 eine glatte unterschale 4 bzw. Unterseite auf.
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Wie am besten in den 1, 8, 10 und 12 dargestellt, ist ein vorderer in Fahrtrichtung F des Personenkraftwagens weisender Teil des Endschalldämpfers 1 allgemein eben, während der hintere Teil des Endschalldämpfers 1 etwas nach oben gewölbt ist.
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Wie am besten in 1 und 4 dargestellt, weist der Endschalldämpfer 1 eine Abgaseintrittsöffnung 16 auf, die in einem der Seitenteile 12 angeordnet ist und allgemein in Fahrtrichtung weist. Wie am besten in 3 und 6 dargestellt, ist die Abgaseintrittsöffnung 16 mit einem Abgasrohr 17 verbunden, in das im Abstand vor dem Endschalldämpfer 1 noch ein Mittelschalldämpfer 18 eingebaut ist.
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Wie am besten in den 7, 9 und 11 dargestellt, weist der Endschalldämpfer 1 mehrere allgemein horizontale schlitzförmigen Abgasaustrittsöffnungen 19 auf, die an der zur Fahrtrichtung entgegengesetzten Rückseite 20 des Endschalldämpfers 1 angeordnet sind. Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen ist im Bereich der beiden Seitenteile 12 jeweils eine kürzere Abgasaustrittsöffnung 19 und im Bereich des Mittelteils 13 eine längere Abgasaustrittsöffnung 19 vorgesehen, jedoch kann die Anzahl und die Form der Abgasaustrittsöffnungen 19 je nach Fahrzeugmodell variieren. Die Abgasaustrittsöffnungen 19 sind entlang der umlaufenden Naht 6 zwischen der Oberschale 5 und der Unterschale 4 aus der Oberschale 5 und der Unterschale 4 ausgespart, so dass sie von der Rückseite 20 des Endschalldämpfers 1 begrenzt werden. Infolge der dadurch erzielten Integration der Abgasaustrittsöffnungen 19 in einen Körper des Endschalldämpfers 1 besitzt dieser keine Endrohre, was ihn unter ästhetischen Gesichtspunkten besonders ansprechend macht.
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Wie am besten in den 3, 6, 7, 9 und 11 dargestellt, ist der Endschalldämpfer 1 am Heck 22 des Personenkraftwagens angebracht, wobei er hinter den Rädern der Hinterachse 23 den hintersten Teil von dessen Unterboden bildet. Die Breite des Endschalldämpfers 1 entspricht im Wesentlichen dem Abstand der Räder der Hinterachse 23, so dass er sich nahezu über die gesamte Breite des Hecks 22 erstreckt.
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Wie am besten in den 8, 10 und 12 dargestellt, ist der Endschalldämpfer 1 in einer geneigten Ausrichtung unter dem Personenkraftwagen montiert, so dass sein hinterer Teil am Heck 22 des Personenkraftwagens einen größeren Bodenabstand als ein vordere Teil besitzt.
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Wie am besten in den 7, 9 und 11 dargestellt, ist außerdem die Unterschale 4 des Endschalldämpfers 1 im Bereich des flacheren Mittelteils 13 in Bezug zu den Seitenteilen 12 etwas nach oben versetzt, so dass der Mittelteil 13 des Endschalldämpfers 1 einen etwas größeren Bodenabstand als die beiden Seitenteile 12 besitzt. Darüber hinaus besitzt die Unterschale 4 des Endschalldämpfers 1 im Bereich des flacheren Mittelteils 13 entlang einer vertikalen Längsmittelebene des Personenkraftwagens ein aerodynamisch wirksames Profil, zum Beispiele ein Profil, das demjenigen eines Flugzeugflügels ähneln kann.
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Durch die zum Heck 22 hin nach oben geneigte Unterseite des Endschalldämpfers 1, den im Vergleich zu den Seitenteilen 12 etwas erhöhten Mittelteil 13 und das Profil der Unterseite des Mittelteils 13 besitzt die Unterseite des Endschalldämpfers 1 eine aerodynamisch wirksame Form, weil aufgrund der beiden zuerst genannten Merkmale zwischen den beiden Seitenteilen 12 des Endschalldämpfers 1 und unterhalb des Mittelteils 13 ein nach unten offener und sich zum Heck hin erweiternder Strömungs- oder Diffusorkanal 24 gebildet wird. In diesem Strömungs- oder Diffusorkanal 24 wird die zum Heck 22 strömende Luft infolge der Querschnittsvergrößerung verlangsamt. Dadurch kommt es in dem Strömungs- oder Diffusorkanal 24 zu einer statischen Druckerhöhung, welche die Abströmung der Luft am Heck 22 vorteilhaft beeinflusst. Durch das aerodynamisch wirksame Profil der Unterschale 4 des Mittelteils 13, wie zuvor angegeben, kann diese Wirkung noch verstärkt werden.
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Um einen möglichst großen Teil der während der Fahrt unter dem Personenkraftwagen hindurch tretenden Luft in den Strömungs- oder Diffusorkanal 24 zu lenken und für einen strömungsgünstigen Übergang zwischen dem Beginn des Strömungs- oder Diffusorkanals 24 und einem in Strömungsrichtung der Luft davor angeordneten Bereich des Personenkraftwagens zu sorgen, kann in Strömungsrichtung der Luft vor dem Strömungs- oder Diffusorkanal 24 ein Luftleitelement in Form einer abnehmbaren Blende 25 angeordnet sein, wie in den 9 bis 12 dargestellt.
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Wie am besten in den 7, 9 und 11 dargestellt, bildet die Rückseite 20 des Endschalldämpfers 1 den unteren Teil einer Stoßfängerverkleidung 26 ab, welche die Rückseite eines in den 4 und 5 dargestellten, oberhalb des Endschalldämpfers 1 angeordneten Stoßfängers bedeckt, dessen Stoßfängerquerträger 27 in 4 und 5 dargestellt ist. Am Übergang zwischen dem Heck 22 und den beiden Seiten des Personenkraftwagens folgt der untere Rand der Stoßfängerverkleidung 26 der Form des Endschalldämpfers 1, wobei in diesem Bereich zwei nach unten gezogene Seitenteile 28 der Stoßfängerverkleidung 26 die beiden Seitenteile 12 des Endschalldämpfers 1 bedecken und Personen vor einem direkten Kontakt mit dem Endschalldämpfer 1 schützen.
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Bei Personenkraftwagen mit einer verborgenen Anhängerkupplung 29 kann diese in Fahrtrichtung F vor dem Stoßfänger 27 und der Stoßfängerverkleidung 26 und hinter dem Mittelteil 13 des Endschalldämpfers 1 über dem nicht von der Oberschale 5 bedeckten Teil 7 der Unterschale 4 untergebracht werden, wie am besten in den 4 bis 6 dargestellt. In dem Fall ist der Teil 7 der Unterschale 4 jedoch etwa über die halbe Breite des Mittelteils 13 mit einer Öffnung 30 versehen, durch welche die verborgene Anhängerkupplung 29 ausgeschwenkt oder ausgefahren werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Endschalldämpfer
- 2
- Abgasanlage
- 3
- Rohbau-Karosserie
- 4
- Unterschale
- 5
- Oberschale
- 6
- Naht
- 7
- unbedeckter Teil der Unterschale
- 8
- Jochteil der Unterschale
- 9
- Schenkelteile der Unterschale
- 10
- Längsbalken der Oberschale
- 11
- Querbalken der Oberschale
- 12
- Seitenteile Endschalldämpfer
- 13
- Mittelteil Endschalldämpfer
- 14
- Sicken
- 15
- Einprägungen
- 16
- Abgaseintrittsöffnung
- 17
- Abgasrohr
- 18
- Mittelschalldämpfer
- 19
- Abgasaustrittsöffnungen
- 20
- Rückseite Endschalldämpfer
- 21
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- 22
- Heck
- 23
- Hinterachse
- 24
- Strömungs- oder Diffusorkanal
- 25
- Blende
- 26
- Stoßfängerverkleidung
- 27
- Stoßtängerquerträger
- 28
- Seitenteile Stoßfängerverkleidung
- 29
- Anhängerkupplung
- 30
- Öffnung
- F
- Fahrtrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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