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HINTERGRUND
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(a) Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Doppelschalldämpfer, und insbesondere einen Doppelschalldämpfer, welcher ein sportliches Auspuffgeräusch erzeugt und einen Wärme- bzw. Hitzeübergang vom Abgas an die Umgebung des Doppelschalldämpfers minimiert.
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(b) Hintergrund
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Im Allgemeinen ist ein Doppelschalldämpfer eine Einrichtung, welche ein von einer internen Verbrennungskraftmaschine erzeugtes Geräusch reduziert, wobei ein ausgeglichenes Design erforderlich ist, um allen Geräuscheffekten und der Motorleistung zu genügen, da ein (Strömungs-)Widerstand gegen den Abgasstrom eine erhöhte Reduzierung der Motorleistung bedeutet, wenn sich der Geräuschpegel erhöht.
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Dabei ist es wichtig, um ein Auspuffgeräusch zu erzeugen, welches einen sportlicheren ”Klang” des Doppelschalldämpfers bereitstellt, ein Hochfrequenzgeräusch so weit wie möglich zu reduzieren und ein so genanntes ”Groll”-Geräusch innerhalb einer Tieffrequenz- und Mittenfrequenzbandbreite in geeigneter Weise zu erhöhen.
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1 zeigt die Struktur eines herkömmlichen Doppelschalldämpfers einschließlich einer Mehrzahl von Trennwänden 2 in einem Gehäuse 1, um den Innenraum des Gehäuses 1 in eine Mehrzahl von Kammern 3a, 3b, 3c, 3d und 3e zu unterteilen. Ein Ende eines Einlassrohres 4 ist in der fünften Kammer 3e angeordnet, während das Einlassrohr 4 die dritte Kammer 3c, welche in der Mitte des Gehäuses 1 gebildet ist, und die vierte Kammer 3d, welche an die dritte Kammer 3c angrenzt, durchläuft, wobei Enden eines Hilfsrohres 5, welche durch die zweite Kammer 3b verlaufen, jeweils in der ersten Kammer 3a und der dritten Kammer 3c angeordnet sind. Enden eines ersten Auspuffrohres 6a, welche die erste Kammer 3a und die zweite Kammer 3b durchlaufen, sind auf einer Seite des Gehäuses 1 und der dritten Kammer 3c angeordnet, und Enden eines zweiten Auspuffrohres 6b, welche die vierte Kammer 3d und die fünfte Kammer 3e durchlaufen, sind auf der gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 1 sowie an der dritten Kammer 3c angeordnet.
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Das heißt, Abgas, welches durch das Einlassrohr einströmt, verlässt die vierte Kammer, strömt durch die dritte Kammer und tritt dann in einem Endrohr durch das erste und das zweite Auspuffrohr aus. Jedoch ist in herkömmlichen Doppelschalldämpfern dieses ”Grollen” bzw. ”Grummeln” nicht ausreichend, um einen tatsächlich sportlichen Sound zu erzeugen, da das Abgasgeräusch durch Expansion und Interferenz gedämpft bzw. geschwächt ist, während das Abgas durch die vierten und dritten Kammern hindurchströmt.
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Da überdies die erste Kammer, die dritte Kammer und die vierte Kammer Bereiche sind, welche dem Abgas direkt ausgesetzt sind, sind insbesondere die dritten und vierten Kammern in dem Strömungsweg, durch welchen das Abgas strömt und somit Wärme bzw. Hitze auf Komponenten übertragen wird, welche das Gehäuse, wie z. B. den Kofferraum bzw. die Stoßdämpfer, umgeben. Diese Komponenten könnten mit der Zeit durch die Hitze beschädigt werden.
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Der oben beschriebene Stand der Technik dient lediglich dem Verständnis des Hintergrundes der vorliegenden Erfindung, sollte jedoch nicht als dem Fachmann bereits bekannter Stand der Technik betrachtet werden.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Die vorliegende Erfindung wurde hinsichtlich des Versuches gemacht, die oben beschriebenen, mit dem Stand der Technik zusammenhängenden Probleme zu lösen. Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, einen Doppelschalldämpfer bereitzustellen, welcher einen sportlichen Auspuffklang bereitgestellt und einen Wärme- bzw. Hitzeübergang vom Abgas zur Umgebung des Schalldämpfers minimiert.
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Unter einem Aspekt stellt die vorliegende Erfindung einen Doppelschalldämpfer mit folgenden Merkmalen bereit: ein Einlassrohr, durch dessen eines Ende ein Abgas von dem Motor strömt; ein Auslass- bzw. Auspuffrohr, dessen eines Ende mit einem entgegengesetzten Ende des Einlassrohres verbunden ist, welches sich am entgegengesetzten Ende des Einlassrohres verzweigt, wobei es zu der einen Seite und der entgegengesetzten Seite des Doppelschalldämpfers verläuft, so dass das Abgas von dem Einlassrohr durch ein entgegengesetztes Ende ausgestoßen wird; ein Gehäuse, welches das Einlassrohr und das Auslass- bzw. Auspuffrohr umgibt, um zur äußeren Umgebung hin eine Ummantelung des Endes des Einlassrohres und des entgegengesetztes Endes des Auspuffrohres zu bilden; und ein geräuschabsorbierendes Material, welches im Gehäuse angeordnet ist, um den Innenraum des Gehäuses auszufüllen, mit Ausnahme des verbleibenden Raumes, wo sich das Einlassrohr und das Auslassrohr befinden.
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Das Einlassrohr kann eine um den Umfang herum gebildete punktierte Öffnung aufweisen. Das Abgasrohr kann ebenso eine um den Umfang herum gebildete punktierte Öffnung aufweisen. Das Einlassrohr und das Auslassrohr können an der einen Seite und der entgegengesetzten Seite des Doppelschalldämpfers miteinander durch ein Verbindungsrohr in der Form eines ”Y” verbunden sein. Das Auslassrohr kann am einen Ende und am entgegengesetzten Ende durch Verbinden einer Mehrzahl von in Reihe bzw. hintereinander verbundenen Rohren hergestellt sein.
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Der Schalldämpfer kann weiterhin eine im Gehäuse angeordnete Trennwand umfassen, so dass der Innenraum des Gehäuses unterteilt sein kann. Das Auspuffrohr kann ebenso durch die Trennwand hindurch verlaufen.
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Die Trennwand kann eine punktierte Öffnung aufweisen, welche in einem mittleren Bereich davon ausgebildet ist. Die Trennwände können an der einen Seite und der entgegengesetzten Seite des Gehäuses in symmetrischer Weise um das Einlassrohr herum bereitgestellt sein. Eine Mehrzahl der Trennwände ist im Gehäuse angeordnet, wobei das Auspuffrohr durch Verbinden einer Mehrzahl von Rohren in Reihe bzw. hintereinander hergestellt sein kann, so dass lediglich ein Rohr eine Trennwand einmal durchläuft. Zusätzlich kann das geräuschabsorbierende Material aus Glasfasern) sein.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die obigen und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden nun detailliert mit Bezug auf bestimmte beispielhafte Ausführungsformen davon erläutert, welche in den begleitenden Zeichnungen dargestellt sind und welche hierin im Folgenden lediglich dem Zwecke der Darstellung dienen und somit die vorliegende Erfindung nicht beschränken, und wobei:
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1 eine Abschnittsansicht ist, welche einen Doppelschalldämpfer gemäß des Standes der Technik zeigt;
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2 eine Abschnittsansicht ist, welche punktierte Öffnungen zeigt, welche in einem Einlassrohr eines Doppelschalldämpfers gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gebildet sind;
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3 eine Abschnittsansicht ist, welche punktierte Öffnungen zeigt, welche in einem Einlassrohr und einem Auslass- bzw. Abgasrohr des Doppelschalldämpfers gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gebildet sind; und
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4 eine Ansicht ist, welche eine Konfiguration einer Trennwand gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Es wird davon ausgegangen, dass die beigefügten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind, sondern eine vereinfachte Darstellung verschiedener bevorzugter Merkmale zeigen, welche für die grundlegenden Prinzipien der Erfindung typisch sind. Die speziellen Design Features der vorliegenden Erfindung, wie sie hierin offenbart ist, einschließlich beispielsweise spezieller Abmessungen, Ausrichtungen, Stellen bzw. Orte und Formen werden teilweise durch die besondere beabsichtigte Anwendung und Umgebung, in der die Erfindung verwendet werden soll, bestimmt.
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In den Figuren beziehen sich Bezugszeichen auf gleiche bzw. äquivalente Teile der vorliegenden Erfindung in praktisch allen Figuren der Zeichnung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Im Folgenden wird ein Doppelschalldämpfer gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
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Es wird davon ausgegangen, dass der Begriff ”Fahrzeug” bzw. ”zum Fahrzeug gehörig” bzw. andere ähnliche Begriffe, wie sie hierin verwendet werden, allgemein Motorfahrzeuge umfasst, wie z. B. Passagierautomobile, einschließlich Sports Utility Vehicles (SUVs), Busse, Lastwagen, verschiedene kommerzielle Fahrzeuge, Wasserkraftfahrzeuge einschließlich einer Vielzahl von Booten und Schiffen, Luftfahrzeuge und dergleichen, und schließlich Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor, Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge, mit Wasserstoff betriebene Fahrzeuge und mit anderen alternativen Kraftstoffen betriebene Fahrzeuge (z. B. Kraftstoffe, welche nicht aus Erdöl gewonnen werden) umfasst.
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2 ist eine Abschnittsansicht, welche in einem Einlassrohr eines Doppelschalldämpfers gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gebildete punktierte Öffnungen zeigt, und 3 ist eine Abschnittsansicht, welche auf einem Einlassrohr und einem Auslass- bzw. Auspuffrohr des Doppelschalldämpfers gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gebildete punktierte Öffnungen zeigt. Ein Doppelschalldämpfer gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Einlassrohr 10, ein Auslass- bzw. Abgas- oder Auspuffrohr 20, ein Gehäuse 30 sowie ein geräuschabsorbierendes Material 50 umfassen.
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Mit Bezug auf 2 und 3 kann unter Betrachtung der Gesamtkonfiguration des Doppelschalldämpfers gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dieser folgende Merkmale umfassen: ein Einlassrohr 10, in dessen eines Ende Abgas von einem Motor einströmt; ein Auslassrohr 20, dessen eines Ende mit einem gegenüberliegenden Ende des Einlassrohres 10 verbunden ist, wobei sich dieses am entgegengesetzten Ende des Einlassrohres 10 verzweigt und hin zu der einen Seite und zu der entgegengesetzten Seite verläuft, so dass das Abgas von dem Einlassrohr 10 durch entgegengesetzte Enden des Auspuffrohres ausgestoßen wird; ein Gehäuse 30, welches eine Form aufweist, um das Einlassrohr 10 und die Auspuffrohre 20 in der Weise abdeckt, dass das Ende des Einlassrohres 10 und die entgegengesetzten Enden der Auspuffrohre 20 zur Außenseite, d. h. Umgebung, hin weisen; und ein geräuschabsorbierendes Material 50, welches in dem Gehäuse 30 angeordnet ist, um den Innenraum des Gehäuses 30 damit auszufüllen, mit Ausnahme des verbleibenden Raumes, wo sich das Einlassrohr 10 und die Abgasrohre 20 befinden.
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Zusätzlich zu der obigen Beschreibung weist das erste Einlassrohr 10 ein mit dem Motor verbundenes Ende auf, durch welches das vom Motor ausgestoßene Abgas strömt, wobei das einströmende Abgas durch die mit dem Einlassrohr 10 verbundenen Auspuffrohre 20 ausgestoßen wird.
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Wie hierin in 2 dargestellt ist, kann das Einlassrohr 10 eine Mehrzahl von punktierten Öffnungen 12 entlang seines Umfanges aufweisen. Überdies kann, wie in 3 dargestellt ist, das Auspuffrohr 20 ebenso wie das Einlassrohr 10 eine Mehrzahl von punktierten Öffnungen 24 entlang ihrer Umfänge aufweisen. Somit ist das Hochfrequenzgeräusch im Abgasgeräusch reduziert, und das Abgasgeräusch weist ein geringes Geräusch in unteren und mittleren Frequenzbändern auf.
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Die Auspuffrohre 20 umfassen ein erstes Auspuffrohr 21 und ein zweites Auspuffrohr 22, während Enden des ersten Auspuffrohres 21 und des zweiten Auspuffrohes 22 mit den entgegengesetzten Enden des Einlassrohres 10 verbunden sind. Das erste Auspuffrohr 21 verzweigt sich vom entgegengesetzten Ende des Einlassrohres 10 um etwa 90 Grad in eine erste Richtung, und das zweite Auspuffrohr 22 verzweigt sich von dem entgegengesetzten Ende des Einlassrohres 10 hin zu der entgegengesetzten Seite, d. h. um etwa 90 Grad in eine zweite entgegengesetzte Richtung, so dass das vom Einlassrohr 10 durchströmte Abgas durch die entgegengesetzten Enden der ersten und zweiten Auspuffrohre 21 und 22 ausgestoßen wird.
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Hierbei können das Einlassrohr 10, das erste Auspuffrohr 21 sowie das zweite Auspuffrohr 22 über ein Y-geformtes Verbindungsrohr verbunden sein, um insgesamt eine Verbindung in einer ”T”-Form zu bilden. D. h., da das Verbindungsrohr eine ”Y”-Form bildet, expandiert der Innenraum von dem Einlassrohr 10 zum ersten Auspuffrohr 21 und zum zweiten Auspuffrohr 22 nicht. Somit kann der sportliche Auspuffklang bzw. das sportliche Auspuffgeräusch in effizienterer Weise erzielt werden.
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Zusätzlich können sowohl das erste Auspuffrohr 21 sowie das zweite Auspuffrohr 22 jeweils durch Verbinden einer Mehrzahl von hintereinander angeordneten Rohren gebildet werden. D. h., das erste Auspuffrohr 21 kann durch Verbinden eines ersten Einlassrohres 21a und eines ersten Auslassrohres 21b hergestellt werden, und das zweite Auspuffrohr 22 kann durch Verbinden eines zweiten Einlassrohres 22a und eines zweiten Auslassrohres 22b hergestellt werden.
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In diesem Fall kann ein Ende des ersten Einlassrohres 21a und ein Ende des zweiten Einlassrohres 22a mit dem Verbindungsrohr verbunden werden, und das entgegengesetzte Ende des ersten Einlassrohres 21a sowie das entgegengesetzte Ende des zweiten Einlassrohres 22a können in separater Weise mit einem Ende des ersten Auslassrohres 21b sowie einem Ende des zweiten Auslassrohres 22b verbunden werden, wobei das entgegengesetzte Ende des ersten Auslassrohres 21b und das entgegengesetzte Ende des zweiten Auslassrohres 22b zu beiden Seiten des Gehäuses 30 herausgeführt werden können. Somit ist das Auspuffrohr 20 durch Verbinden der zwei Rohre hergestellt, so dass es möglich ist, eine Beschädigung an dem Auspuffrohr 20 durch thermische Deformation während thermischer Expansion aufgrund einer Umgebungstemperaturdifferenz zwischen dem Auspuffrohr 20 und dem Schalldämpfer zu vermeiden.
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Das Gehäuse kann das Einlassrohr 10 und die Auspuffrohre 20 umgeben bzw. abdecken, während das Ende des Einlassrohres 10, durch welches das Abgas strömt, und das entgegengesetzte Ende der Auspuffrohre 20, durch welche das Abgas ausgestoßen wird, sich nach außen hin, d. h. zur Umgebung, erstrecken können. Hierbei sind Trennwände 40 in dem Gehäuse 30 angeordnet, um den Innenraum des Gehäuses 30 in eine Mehrzahl von Kammern zu unterteilen. Da die Trennwände in dem Gehäuse 30 angeordnet sind, durchdringen die Auspuffrohre 20 die Trennwände 40.
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4 zeigt eine Konfiguration der Trennwände 40. Mit Bezug auf 4 können die Trennwände 40 punktierte Öffnungen 42 aufweisen, welche in einem Mittenbereich davon gebildet sind, so dass die punktierten Öffnungen 42 ein Brummgeräusch des sehr niedrigen Frequenzbandes reduzieren, welches entlang eines Pfades nach außen abgeführt wird, durch welchen das Abgas strömt. Zusätzlich können die Trennwände 40 in symmetrischer Weise um das Einlassrohr 10 herum an einer Innenseite und einer entgegengesetzten Seite des Gehäuses 30 bereitgestellt werden. D. h., dadurch ist eine Steifigkeit des Gehäuses 30 gegeben, und ein reflektierendes Geräusch sowie ein Geräuschemix können durch die Trennwände 40 minimiert werden.
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Überdies kann, wie oben beschrieben ist, eine Mehrzahl der Trennwände 40 in dem Gehäuse 30 angeordnet sein, und weiterhin kann das Auspuffrohr 20 durch Verbinden einer Mehrzahl von hintereinander angeordneten Rohren, d. h. in Reihe, verbunden sein, so dass lediglich eine Trennwand 40 in jedem Rohrstück angeordnet ist. D. h., die Trennwände 40 sind durch das erste Einlassrohr 21a sowie das erste Auslassrohr 21b eingefügt, womit das erste Auspuffrohr 21 nach und nach gebildet wird, und die Trennwände 40 werden durch das zweite Einlassrohr 22a und das zweite Auslassrohr 22b eingefügt, wodurch das zweite Auspuffrohr 22 gebildet wird, so dass die Auspuffrohre 20 in einfacher Weise verbunden und wieder getrennt werden können.
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Das geräuschabsorbierende Material 50 kann in dem Gehäuse 30 angeordnet sein, insbesondere im Innenraum des Gehäuses 30, mit Ausnahme für den Raum, wo sich das Einlassrohr 10 und die Auspuffrohre 20 befinden. In diesem Fall kann das geräuschabsorbierende Material 40 aus Glaswolle bestehen, welches wie Glasfasermaterial wirkt. D. h., da das geräuschabsorbierende Material 50 im Inneren des Gehäuses 30 angeordnet ist, mit Ausnahme des Raumes, durch welchen das Einlassrohr 10 und das Auslassrohr 20 verlaufen, wird das Hochfrequenzgeräusch reduziert, und eine nach außen abgestrahlte Temperatur kann in beträchtlicher Weise verringert werden, so dass eine Umgebungstemperatur um den Schalldämpfer herum reduziert werden kann.
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Somit stellt der Doppelschalldämpfer gemäß der vorliegenden Erfindung im Vergleich zum Doppelschalldämpfer gemäß des Standes der Technik ein sportlich klingendes Abgasgeräusch bereit, insbesondere ein Abgasgeräusch innerhalb des Bereiches von etwa 200 Hz bis 400 Hz, d. h. das kritische Frequenzband des so genannten sportlichen Auspuffklanges, und zwar aufgrund eines eher linearen Motorgeräusches, wenn der Motor drehzahlmäßig hochgefahren wird. Überdies wird gemäß dem Doppelschalldämpfer der vorliegenden Erfindung ein Niedrigfrequenz-Bandgeräusch in einem Schwingungsbereich reduziert, Geräusch, welches höher als das niedere Band ist, erhöht, und ein sportlicher ”grollender” Klang erhöht, so dass der sportliche Abgasklang maximiert werden kann.
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Wie oben beschrieben, wird aufgrund des geräuschabsorbierenden Materials im Innenraum des Gehäuses, mit Ausnahme für den verbleibenden inneren Bereich, wo das Einlassrohr und das Auspuffrohr verlaufen, Wärme bzw. Hitze nicht vom Gehäuse nach außen abgestrahlt, um eine äußere Temperatur des Schalldämpfers zu verringern, so dass ein Wärme- bzw. Hitzeübergang zur Umgebung des Schalldämpfers minimiert werden kann. Überdies reduzieren die in dem Einlassrohr und den Trennwänden gebildeten punktierten Öffnungen zusammen mit dem geräuschabsorbierenden Material ein Hochfrequenz-Bandbreitengeräusch und Niedrigfrequenz-Bandbreitengeräusch innerhalb des Schwingungsbereiches, während Geräusch erhöht wird, welches höher als das Niederfrequenzband ist, wodurch der sportliche so genannte ”grollende” Klang erhöht werden kann, so dass das sportliche Abgasgeräusch bzw. -klang maximiert werden kann.
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Während die vorliegende Erfindung in Bezug auf die spezifischen Ausführungsformen dargestellt und beschrieben wurde, ist es für den Fachmann offensichtlich, dass die vorliegende Erfindung in verschiedener Hinsicht verbessert werden kann, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
