DE102014114254A1

DE102014114254A1 - Passive silencer with Helmholtz resonator for multi-flow exhaust systems

Info

Publication number: DE102014114254A1
Application number: DE102014114254.3A
Authority: DE
Inventors: Michael Ihring
Original assignee: Eberspaecher Exhaust Technology GmbH and Co KG
Current assignee: Eberspaecher Exhaust Technology GmbH and Co KG
Priority date: 2014-09-30
Filing date: 2014-09-30
Publication date: 2016-03-31

Abstract

Ein passiver Schalldämpfer (10) für eine Abgasanlage weist ein gasdichtes Schalldämpfergehäuse (10a), wenigstens drei an dem Schalldämpfergehäuse (10a) ausgebildete Anschlüsse (20a, 20b, 20c, 20d), ein in dem Schalldämpfergehäuse (10a) angeordnetes Mischgehäuse (10c) und wenigstens ein in dem Schalldämpfergehäuse (10a) angeordnetes Resonatorrohr (10d) auf. Das Schalldämpfergehäuse (10a) umschließt ein Innenvolumen, welches ein Helmholtz-Volumen (10e) umfasst. Wenigstens ein Anschluss (20a, 20b) der wenigstens drei Anschlüsse (20a, 20b, 20c, 20d) ist dafür ausgebildet, in der Abgasanlage geführtes Abgas in das Schalldämpfergehäuse (10a) einzuführen. Wenigstens ein anderer Anschluss (30a, 30b) der wenigstens drei Anschlüsse (20a, 20b, 20c, 20d) ist dafür ausgebildet, Abgas aus dem Schalldämpfergehäuse (10a) abzuführen. Das Mischgehäuse (10c) ist in dem Innenvolumen angeordnet und stellt wenigstens eine Mischkammer (10b, 10b') bereit, die eine Fluidverbindung zwischen einigen oder allen der wenigstens drei Anschlüsse (20a, 20b, 20c, 20d) bereitstellt. Das wenigstens eine Resonatorrohr (10d) weist zwei Öffnungen (10f, 10k) auf. Eine Öffnung (10f) des wenigstens einen Resonatorrohres (10d) mündet in die wenigstens eine Mischkammer. Die andere Öffnung (10f) des wenigstens einen Resonatorrohres (10d) mündet in das vom Schalldämpfergehäuse (10a) umschlossene Helmholtz-Volumen (10e). Das Mischgehäuse (10c) weist an seiner Außenseite wenigstens eine von wenigstens einem Materialstreifen (10h) abgedeckte Vertiefung auf, welche zusammen mit dem wenigstens einen Materialstreifen (10h) das wenigstens eine Resonatorrohr (10d) bildet.A passive muffler (10) for an exhaust system comprises a gas-tight muffler housing (10a), at least three ports (20a, 20b, 20c, 20d) formed on the muffler housing (10a), a mixing housing (10c) and muffler housings (10a) at least one resonator tube (10d) arranged in the muffler housing (10a). The muffler housing (10a) encloses an internal volume which comprises a Helmholtz volume (10e). At least one port (20a, 20b) of the at least three ports (20a, 20b, 20c, 20d) is adapted to introduce exhaust gas routed in the exhaust system into the muffler housing (10a). At least one other port (30a, 30b) of the at least three ports (20a, 20b, 20c, 20d) is adapted to exhaust exhaust gas from the muffler housing (10a). The mixing housing (10c) is disposed in the interior volume and provides at least one mixing chamber (10b, 10b ') that provides fluid communication between some or all of the at least three ports (20a, 20b, 20c, 20d). The at least one resonator tube (10d) has two openings (10f, 10k). An opening (10f) of the at least one resonator tube (10d) opens into the at least one mixing chamber. The other opening (10f) of the at least one resonator tube (10d) opens into the Helmholtz volume (10e) enclosed by the silencer housing (10a). The mixing housing (10c) has on its outer side at least one of at least one strip of material (10h) covered depression, which forms the at least one resonator tube (10d) together with the at least one strip of material (10h).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen passiven Schalldämpfer mit Helmholtz-Resonator für eine mehrflutige Abgasanlage eines verbrennungsmotorisch betriebenen Fahrzeugs.The present invention relates to a passive muffler with Helmholtz resonator for a multi-flow exhaust system of a combustion engine operated vehicle.

Unabhängig von der Bauform eines Verbrennungsmotors (beispielsweise Hubkolbenmotor, Rotationskolbenmotor oder Freikolbenmotor) werden infolge der hintereinander ablaufenden Arbeitstakte (insbesondere Ansaugen und Verdichten eines Kraftstoff-Luftgemischs, Arbeiten und Ausstoßen des verbrannten Kraftstoff-Luftgemischs) Geräusche erzeugt. Diese durchlaufen zum einen als Körperschall den Verbrennungsmotor und werden außen am Verbrennungsmotor als Luftschall abgestrahlt. Zum anderen durchlaufen die Geräusche als Luftschall zusammen mit dem verbrannten Kraftstoff-Luftgemisch eine mit dem Verbrennungsmotor in Fluidverbindung stehende Abgasanlage. Dabei treten zu den vom Verbrennungsmotor hervorgerufenen Geräuschen häufig noch Strömungsgeräusche hinzu. Die Geräusche, welche die Abgasanlage durchlaufen, werden Abgasgeräusche genannt. Regardless of the design of an internal combustion engine (for example reciprocating engine, rotary piston engine or free-piston engine) noises are generated as a result of the successive operating cycles (in particular suction and compression of a fuel-air mixture, working and expelling the combusted fuel-air mixture). These go through as a structure-borne noise the internal combustion engine and are radiated outside the internal combustion engine as airborne sound. On the other hand, the noise as airborne sound, together with the combusted fuel-air mixture, pass through an exhaust system in fluid communication with the internal combustion engine. In doing so, flow noises often occur in addition to the noises produced by the internal combustion engine. The sounds that pass through the exhaust system are called exhaust noise.

Diese Geräusche werden häufig als nachteilig empfunden. Zum einen gibt es gesetzliche Vorgaben zum Lärmschutz, die von Herstellern von verbrennungsmotorisch betriebenen Fahrzeugen einzuhalten sind. Diese gesetzlichen Vorgaben geben in der Regel einen im Betrieb des Fahrzeugs maximal zulässigen Schalldruck vor. Zum anderen versuchen Hersteller, den von ihnen hergestellten verbrennungsmotorisch betriebenen Fahrzeugen eine charakteristische Geräuschentwicklung aufzuprägen, welche zum Image des jeweiligen Herstellers passen und die Kunden ansprechen soll. Diese charakteristische Geräuschentwicklung lässt sich bei modernen Motoren mit geringem Hubraum häufig nicht mehr auf natürlichem Wege sicherstellen.These sounds are often perceived as detrimental. On the one hand, there are legal requirements for noise protection that manufacturers of combustion engine-powered vehicles must comply with. These legal requirements usually specify a maximum permissible sound pressure during operation of the vehicle. On the other hand, manufacturers are trying to impose a characteristic noise development on the combustion engine-driven vehicles they produce, which matches the image of the respective manufacturer and should appeal to the customers. This characteristic noise development is often no longer ensured naturally in modern low-displacement engines.

Die den Verbrennungsmotor als Körperschall durchlaufenden Geräusche lassen sich gut dämmen und stellen daher in der Regel kein Problem hinsichtlich des Lärmschutzes dar. The noise that passes through the internal combustion engine as structure-borne sound can be well insulated and therefore generally poses no problem with regard to noise protection.

Die eine Abgasanlage des Verbrennungsmotors zusammen mit dem verbrannten Kraftstoff-Luftgemisch als Luftschall durchlaufenden Abgasgeräusche werden durch vor der Mündung der Abgasanlage angeordnete Schalldämpfer reduziert, welche ggf. vorhandenen Katalysatoren nachgeschaltet sind. Derartige Schalldämpfer können beispielsweise nach dem Absorptions- und/oder Reflexionsprinzip arbeiten. Dabei werden unter anderem Resonanzabsorber verwendet, die nach dem Prinzip eines Helmholtz-Resonators arbeiten. The an exhaust system of the internal combustion engine together with the combusted fuel-air mixture as airborne noise exhaust emissions are reduced by arranged in front of the mouth of the exhaust system muffler, which are possibly downstream of existing catalysts. Such silencers can work, for example, according to the absorption and / or reflection principle. Among other things, resonance absorbers are used which operate on the principle of a Helmholtz resonator.

Ein Helmholtz-Resonator besteht aus einem ein Luftvolumen umschließenden Körper, der einen Resonatorhals mit einer Öffnung aufweist, über welche das Luftvolumen mit der Umgebung verbunden ist. Das Luftvolumen wird aufgrund der Öffnung im Resonatorhals nicht vollständig von dem Körper umschlossen, und lässt sich gedanklich in ein erstes und zweites Luftvolumen unterteilen. Das erste Luftvolumen wird durch die Geometrie des Resonatorhalses festgelegt und erstreckt sich von der Öffnung des Resonatorhalses über die ganze Länge des Resonatorhalses. Damit hängt die Größe des ersten Luftvolumens vom Querschnitt und der Länge des Resonatorhalses ab. Der Querschnitt des Resonatorhalses kann sich dabei über die Länge des Resonatorhalses ändern, oder aber auch konstant sein. Weiter kann sich der Resonatorhals geradlinig erstrecken, oder gekrümmt verlaufen. Das zweite Luftvolumen grenzt im Inneren des Körpers unmittelbar an das erste Luftvolumen an, und ist damit von der Öffnung des Körpers durch den Resonatorhals getrennt. Das zweite Luftvolumen ist größer als das erste Luftvolumen, und wird durch die Geometrie des Körpers außerhalb des Resonatorhalses festgelegt. Beispielsweise kann am Übergang zwischen dem ersten und zweiten Luftvolumen eine Wand des Körpers eine Öffnung aufweisen, oder sich das Vorzeichen einer Krümmung der Wand des Körpers ändern. Auch ein fließender Übergang ist möglich; hierdurch wird eine analytische Bestimmung des Helmholtz-Resonators jedoch erschwert. Durch die Elastizität des Luftvolumens im Inneren des Körpers in Kombination mit der trägen Masse der im Resonatorhals befindlichen Luft entsteht ein mechanisches Masse-Feder-System. Dieses Masse-Feder-System weist in Abhängigkeit von der Form des Luftvolumens eine Resonanzfrequenz (Eigenfrequenz) (bei einer Kugelform) oder mehrere Resonanzfrequenzen (Eigenfrequenzen) (bei einer Abweichung von der Kugelform) auf. Diese Eigenfrequenz hängt unter anderem von dem Volumen des eingeschlossenen Luftvolumens, der Querschnittsfläche der Öffnung am Resonatorhals, der Länge des Resonatorhalses und einem von der Form und Ausbildung (z. B. rund, eckig, schlitzförmig) der Mündung abhängigen Mündungskorrekturfaktor ab.A Helmholtz resonator consists of an air volume enclosing body having a resonator neck with an opening through which the volume of air is connected to the environment. The air volume is not completely enclosed by the body due to the opening in the resonator neck, and can be thoughtfully divided into a first and second air volume. The first air volume is determined by the geometry of the resonator neck and extends from the opening of the resonator neck over the entire length of the resonator neck. Thus, the size of the first volume of air depends on the cross section and the length of the resonator neck. The cross section of the resonator neck can change over the length of the resonator neck, or it can also be constant. Furthermore, the resonator neck can extend in a straight line or run in a curved manner. The second volume of air directly adjoins the first volume of air inside the body, and is thus separated from the opening of the body by the resonator neck. The second volume of air is greater than the first volume of air, and is determined by the geometry of the body outside the resonator neck. For example, at the transition between the first and second volumes of air, a wall of the body may have an opening, or the sign of a curvature of the wall of the body may change. Even a smooth transition is possible; However, this makes an analytical determination of the Helmholtz resonator difficult. The elasticity of the air volume inside the body in combination with the inertial mass of the air in the resonator neck creates a mechanical mass-spring system. Depending on the shape of the air volume, this mass-spring system has a resonance frequency (natural frequency) (in the case of a spherical shape) or several resonance frequencies (natural frequencies) (in the case of a deviation from the spherical shape). This natural frequency depends, inter alia, on the volume of the trapped air volume, the cross-sectional area of the opening on the resonator neck, the length of the resonator neck and an orifice correction factor that depends on the shape and design (eg, round, angular, slot-shaped) of the orifice.

Helmholtz-Resonatoren weisen den Vorteil auf, dass sie aufgrund ihrer ausgeprägten Eigenfrequenzen gut dazu geeignet sind, bestimmte Frequenzen zu filtern. Nachteilig an Helmholtz-Resonatoren ist, dass sie einen relativ komplexen Aufbau aufweisen und damit teuer in der Herstellung sind. Dies gilt insbesondere für mehrflutige Abgasanlagen.Helmholtz resonators have the advantage that they are well suited due to their pronounced natural frequencies to filter certain frequencies. A disadvantage of Helmholtz resonators is that they have a relatively complex structure and are therefore expensive to manufacture. This is especially true for multi-flow exhaust systems.

Ein passiver Schalldämpfer mit Helmholtz-Resonator wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. Es wird betont, dass 1 nicht den Stand der Technik sondern den Ausgangspunkt der Erfindung zeigt. A passive muffler with Helmholtz resonator is hereafter referred to 1 described. It is emphasized that 1 does not show the state of the art but the starting point of the invention.

Der in 1 gezeigte passive Schalldämpfer 1 weist ein Gehäuse 1a aus Stahlblech auf, dessen Wand von Einlassrohren 2a, 2b und Auslassrohren 3a, 3b einer zweiflutigen Abgasanlage durchdrungen wird. Dabei erfolgt die Verbindung der Einlassrohre 2a, 2b und Auslassrohre 3a, 3b mit dem Gehäuse 1a gasdicht. Die Einlassrohre 2a, 2b und Auslassrohre 3a, 3b sind ebenfalls aus Stahlblech gebildet und münden in eine im Inneren des Gehäuses 1a angeordnete Mischkammer 1b. Die Mischkammer 1b wird von einem Mischgehäuse 1c aus Stahlblech gebildet. Wände des Mischgehäuses 1c werden von den Einlassrohren 2a, 2b und Auslassrohren 3a, 3b durchsetzt. Dabei erfolgt auch die Verbindung der Einlassrohre 2a, 2b und Auslassrohre 3a, 3b mit dem Mischgehäuse 1c gasdicht. In die Mischkammer 1b mündet ein Ende eines Resonatorrohrs 1d, welches ebenfalls aus Stahlblech gebildet ist, und die Wand des Mischgehäuses 1c durchsetzt. Hierfür weist die Wand des Mischgehäuses 1c eine Öffnung 1f auf. Das andere freie Ende des Resonatorrohrs 1d mündet in ein freies Volumen 1e des Gehäuses 1a. Das Resonatorrohr 1d ist gebogen, um ohne Vergrößerung eines Durchmessers des Gehäuses 1a eine ausreichende Länge bereitzustellen. Das freie Volumen 1e bildet so das Helmholtz-Volumen und das Resonatorrohr 1d das Helmholtz-Rohr eines Helmholtz-Resonators. Die Mischkammer 1b ist erforderlich, um das Resonatorrohr 1d gleichzeitig an beide Rohre 2a, 2b, 3a, 3b der zweiflutigen Abgasanlage anzubinden. Anderenfalls wären für jedes Rohr 2a, 2b, 3a, 3b ein eigener Helmholtz-Resonator erforderlich. The in 1 shown passive silencer 1 has a housing 1a made of sheet steel, the wall of inlet pipes 2a . 2 B and outlet pipes 3a . 3b a double-flow exhaust system is penetrated. In this case, the connection of the inlet pipes takes place 2a . 2 B and outlet pipes 3a . 3b with the housing 1a gas-tight. The inlet pipes 2a . 2 B and outlet pipes 3a . 3b are also formed of sheet steel and open into one inside the housing 1a arranged mixing chamber 1b , The mixing chamber 1b is from a mixing box 1c made of sheet steel. Walls of the mixing housing 1c be from the inlet pipes 2a . 2 B and outlet pipes 3a . 3b interspersed. In this case, the connection of the inlet pipes takes place 2a . 2 B and outlet pipes 3a . 3b with the mixing housing 1c gas-tight. In the mixing chamber 1b opens one end of a Resonatorrohrs 1d , which is also formed of sheet steel, and the wall of the mixing housing 1c interspersed. For this purpose, the wall of the mixing housing 1c an opening 1f on. The other free end of the resonator tube 1d flows into a free volume 1e of the housing 1a , The resonator tube 1d is bent to increase without enlarging a diameter of the housing 1a to provide a sufficient length. The free volume 1e thus forms the Helmholtz volume and the resonator tube 1d the Helmholtz tube of a Helmholtz resonator. The mixing chamber 1b is required to the resonator tube 1d at the same time on both pipes 2a . 2 B . 3a . 3b to connect the twin-flow exhaust system. Otherwise would be for each tube 2a . 2 B . 3a . 3b a separate Helmholtz resonator required.

Ersichtlich ist dieser Aufbau sehr aufwändig, da in dem Gehäuse 1a des passiven Schalldämpfers 1 ein Mischgehäuse 1c und ein Resonatorrohr 1d angeordnet und gehaltert werden müssen. Obviously, this structure is very complex, since in the housing 1a of the passive silencer 1 a mixed housing 1c and a resonator tube 1d must be arranged and held.

Ausführungsformen sind auf einen passiven Schalldämpfer mit Helmholtz-Resonator für eine mehrflutige Abgasanlage eines verbrennungsmotorisch betriebenen Fahrzeugs gerichtet, welcher einen besonders einfachen und robusten Aufbau aufweist. Dabei wird unter einer mehrflutigen Abgasanlage eine Abgasanlage verstanden, bei welcher dem passiven Schalldämpfer über mehrere Einlassrohre Abgas zugeführt und/oder von dem passiven Schalldämpfer über mehrere Auslassrohre Abgas abgeführt wird. Dabei kann die Zahl der Einlassrohre gleich oder verschieden von der Zahl der Auslassrohre sein. Embodiments are directed to a passive muffler with Helmholtz resonator for a multi-flow exhaust system of an internal combustion engine powered vehicle, which has a particularly simple and robust construction. Here, a multiple-flow exhaust system is understood to mean an exhaust system in which exhaust gas is supplied to the passive silencer via a plurality of inlet pipes and / or exhaust gas is exhausted from the passive silencer via a plurality of outlet pipes. In this case, the number of inlet pipes may be equal to or different from the number of outlet pipes.

Ausführungsformen eines passiven Schalldämpfers für eine Abgasanlage weisen ein gasdichtes Schalldämpfergehäuse, wenigstens drei an dem Schalldämpfergehäuse ausgebildete Anschlüsse, ein in dem Schalldämpfergehäuse angeordnetes Mischgehäuse und wenigstens ein in dem Schalldämpfergehäuse angeordnetes Resonatorrohr auf. Dabei handelt es sich bei dem Resonatorrohr und den wenigstens drei Anschlüssen um unterschiedliche Elemente. Das Schalldämpfergehäuse umschließt ein Innenvolumen, welches ein Helmholtz-Volumen umfasst. Wenigstens ein Anschluss der wenigstens drei Anschlüsse ist dafür ausgebildet, in der Abgasanlage geführtes Abgas in das Schalldämpfergehäuse einzuführen. Wenigstens ein anderer Anschluss der wenigstens drei Anschlüsse ist dafür ausgebildet, Abgas aus dem Schalldämpfergehäuse abzuführen. Das Mischgehäuse ist in den Innenvolumen angeordnet und stellt wenigstens eine Mischkammer bereit, die eine Fluidverbindung zwischen einigen oder allen der wenigstens drei Anschlüsse bereitstellt. Das wenigstens eine Resonatorrohr weist zwei Öffnungen auf. Eine Öffnung des wenigstens einen Resonatorrohres mündet in die wenigstens eine Mischkammer, und steht so mit der wenigstens einen Mischkammer in Fluidverbindung. Die andere Öffnung des wenigstens einen Resonatorrohres mündet in das vom Schalldämpfergehäuse umschlossene Helmholtz-Volumen, und steht so mit dem Helmholtz-Volumen in Fluidverbindung. Das Mischgehäuse weist an seiner Außenseite wenigstens eine von wenigstens einem Materialstreifen abgedeckte Vertiefung auf, welche zusammen mit dem wenigstens einen Materialstreifen das wenigstens eine Resonatorrohr bildet. Embodiments of a passive muffler for an exhaust system include a gas-tight muffler housing, at least three ports formed on the muffler housing, a mixing housing disposed in the muffler housing, and at least one resonator tube disposed in the muffler housing. In this case, the resonator tube and the at least three connections are different elements. The muffler housing encloses an internal volume, which includes a Helmholtz volume. At least one port of the at least three ports is configured to introduce exhaust gas routed in the exhaust system into the muffler housing. At least one other port of the at least three ports is configured to exhaust exhaust gas from the muffler housing. The mixing housing is disposed in the interior volume and provides at least one mixing chamber providing fluid communication between some or all of the at least three ports. The at least one resonator tube has two openings. An opening of the at least one resonator tube opens into the at least one mixing chamber, and is thus in fluid communication with the at least one mixing chamber. The other opening of the at least one resonator tube opens into the Helmholtz volume enclosed by the muffler housing, and is thus in fluid communication with the Helmholtz volume. The mixing housing has on its outer side at least one of at least one strip of material covered recess which forms the at least one resonator tube together with the at least one strip of material.

Da das Resonatorrohr einfach durch eine Vertiefung im Mischgehäuse gebildet wird, welche durch einen Materialstreifen abgedeckt ist, kann das Resonatorrohr besonders kostengünstig bereitgestellt werden. Da eine separate Halterung des Resonatorrohrs im Schalldämpfer nicht erforderlich ist, ist der sich so ergebende Aufbau besonders robust. Since the resonator tube is simply formed by a depression in the mixing housing, which is covered by a strip of material, the resonator tube can be provided in a particularly cost-effective manner. Since a separate mounting of the resonator tube in the muffler is not required, the resulting structure is particularly robust.

Dabei können die Fluidverbindungen jeweils wahlweise unmittelbar, d. h. ohne Durchströmen eines weiteren Bauteils (insbesondere Rohres), oder mittelbar, das heißt unter Durchströmung eines weiteren Bauteils (insbesondere Rohres) bereitgestellt werden. In this case, the fluid compounds can each optionally directly, d. H. without flowing through a further component (in particular tube), or indirectly, that is to say under flow through a further component (in particular tube).

Der Begriff "gasdichtes Schalldämpfergehäuse" schließt ausdrücklich ein, dass eine Wand des Gehäuses von den wenigstens drei Anschlüssen durchsetzt wird, wofür entsprechende Öffnungen in der Wand des Schalldämpfergehäuses vorgesehen sein können. Die wenigstens drei Anschlüsse sind dann in diesen Öffnungen gasdicht gegen die Wand des Schalldämpfergehäuses abgedichtet. Alternativ können die Anschlüsse auch einstückig mit dem Schalldämpfergehäuse ausgebildet sein, beispielsweise wenn das Schalldämpfergehäuse aus zwei Halbschalen aus Blechmaterial zusammengesetzt ist.The term "gas-tight muffler housing" expressly includes that a wall of the housing is penetrated by the at least three terminals, for which corresponding openings may be provided in the wall of the muffler housing. The at least three ports are then sealed gas-tight in these openings against the wall of the muffler housing. Alternatively, the connections can also be formed integrally with the muffler housing, for example when the muffler housing is composed of two half-shells of sheet metal material.

Das Helmholtz-Volumen umfasst das Innenvolumen des Schalldämpfergehäuses, soweit dieses nicht von anderen Komponenten (wie beispielsweise dem Mischgehäuse oder den Anschlüssen) belegt ist. Das Helmholtz-Volumen ist von außerhalb des Schalldämpfergehäuses nur mittelbar über wenigstens einen Anschluss, die wenigstens eine Mischkammer und das wenigstens eine Resonatorrohr zugänglich. Da das Helmholz-Volumen bis auf das wenigstens eine Resonatorrohr geschlossen ist, findet selbst dann nur ein geringer Fluidaustausch der Abgasanlage mit dem Helmholz-Volumen statt, wenn die wenigstens eine Mischkammer mit Fluid (z. B. Abgas) beaufschlagt wird.The Helmholtz volume includes the internal volume of the muffler housing, as far as it is not occupied by other components (such as the mixing housing or the connections) is. The Helmholtz volume is accessible from outside the muffler housing only indirectly via at least one connection, the at least one mixing chamber and the at least one resonator tube. Since the Helmholz volume is closed except for the at least one resonator tube, only a small fluid exchange of the exhaust system with the Helmholz volume takes place even if the at least one mixing chamber is acted upon by fluid (eg exhaust gas).

Das Helmholtz-Volumen weist eine konstante Größe auf. Das wenigstens eine Resonatorrohr bildet ein Helmholtzrohr. Die Resonatorfrequenzen (Eigenfrequenzen) des so aus dem Helmholtz-Volumen und dem Resonatorrohr gebildeten Helmholtz-Resonators hängen unter anderem von der wirksamen Länge des das Helmholtzrohr bildenden wenigstens einen Resonatorrohres ab. The Helmholtz volume has a constant size. The at least one resonator tube forms a Helmholtz tube. The resonator frequencies (natural frequencies) of the Helmholtz resonator thus formed from the Helmholtz volume and the resonator tube depend inter alia on the effective length of the Helmholtz tube forming at least one resonator tube.

Gemäß einer Ausführungsform ist das Schalldämpfergehäuse und/oder das Mischgehäuse aus zwei miteinander verbundenen Halbschalen aus Metallblech (insbesondere Stahlblech, insbesondere Edelstahlblech) gebildet. Da für die Fertigung des Mischgehäuses dann ohnehin ein Pressschritt erforderlich ist, kann die das wenigstens eine Resonatorrohr bildende wenigstens eine Vertiefung ohne zusätzlichen Aufwand in das Mischgehäuse eingebracht werden. Es ist auch möglich, dass sich das Schalldämpfergehäuse und das Mischgehäuse eine Schale teilen, so dass der Schalldämpfer dann insgesamt aus drei Schalen (zwei äußeren Schalen und einer innenliegenden Schale) gebildet ist.According to one embodiment, the muffler housing and / or the mixing housing of two interconnected half shells made of sheet metal (in particular sheet steel, in particular stainless steel sheet) is formed. Since a pressing step is required anyway for the production of the mixing housing, the at least one cavity forming the at least one resonator tube can be introduced into the mixing housing without additional effort. It is also possible that the muffler housing and the mixing housing share a shell, so that the muffler is then a total of three shells (two outer shells and an inner shell) is formed.

Gemäß einer Ausführungsform weist die von dem wenigstens einen Materialstreifen abgedeckte wenigstens eine Vertiefung im Mischgehäuse eine größte Breite auf, welche zwischen dem 1-fachen und dem 10-fachen oder zwischen dem 1-fachen und dem 5-fachen einer maximalen Tiefe der wenigstens einen Vertiefung gemessen senkrecht zum wenigstens einen Materialstreifen entspricht. Somit ist die Vertiefung relativ flach, was eine Fertigung vereinfacht. According to one embodiment, the at least one recess in the mixing housing covered by the at least one strip of material has a greatest width which is between 1 and 10 times or between 1 and 5 times a maximum depth of the at least one recess measured perpendicular to at least one strip of material corresponds. Thus, the recess is relatively flat, which simplifies manufacturing.

Gemäß einer Ausführungsform ist pro Vertiefung genau ein Materialstreifen vorgesehen. Gemäß einer Ausführungsform ist genau eine durch genau einen Materialstreifen abgedeckte Vertiefung vorgesehen, die genau ein Resonatorrohr bildet. According to one embodiment, exactly one strip of material is provided per recess. According to one embodiment, precisely one recess covered by exactly one strip of material is provided which forms exactly one resonator tube.

Gemäß einer Ausführungsform weist das wenigstens eine Resonatorrohr einen über seine Länge Querschnitt auf, dessen Fläche gleich oder größer als der Fläche einer Resonatoröffnung ist, über welche das wenigstens eine Resonatorrohr in die wenigstens eine Mischkammer mündet. Gemäß einer Ausführungsform weisen alle Resonatorrohre über ihre jeweilige Länge jeweils einen Querschnitt auf, dessen jeweilige Fläche gleich oder größer als die Fläche einer jeweiligen Resonatoröffnung ist, über welche das jeweilige Resonatorrohr in die zugehörige Mischkammer mündet. Entspricht der Querschnitt des Resonatorrohres über die ganze Länge des Resonatorrohres dem Querschnitt der Resonatoröffnung, so ist es möglich, die wenigstens eine Eigenfrequenz des so gebildeten Helmholtz-Resonators relativ genau zu berechnen. Alternativ kann die wenigstens eine Eigenfrequenz des Helmholtz-Resonators analytisch bestimmt werden.According to one embodiment, the at least one resonator tube has a cross-section over its length whose area is equal to or greater than the area of a resonator opening, via which the at least one resonator tube opens into the at least one mixing chamber. According to one embodiment, all resonator tubes each have, over their respective length, a cross-section whose respective area is equal to or greater than the area of a respective resonator opening, via which the respective resonator tube opens into the associated mixing chamber. If the cross section of the resonator tube over the entire length of the resonator tube corresponds to the cross section of the resonator opening, it is possible to calculate the at least one natural frequency of the Helmholtz resonator thus formed relatively accurately. Alternatively, the at least one natural frequency of the Helmholtz resonator can be determined analytically.

Gemäß einer Ausführungsform stellt das Mischgehäuse eine einzige Mischkammer bereit, die sich über die ganze Länge des Mischgehäuses erstreckt und das gesamte Innenvolumen des Mischgehäuses einnimmt. According to one embodiment, the mixing housing provides a single mixing chamber, which extends over the entire length of the mixing housing and occupies the entire internal volume of the mixing housing.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform stellt das Mischgehäuse eine erste Mischkammer bereit, in welche wenigstens ein Anschluss mündet. Weiter stellt das Mischgehäuse wenigstens zwei Leitungen für Abgas bereit, deren eines Ende jeweils in die erste Mischkammer mündet, und deren anderes Ende mit wenigstens einem nicht in die Mischkammer mündenden Anschluss in Fluidverbindung steht. Dann braucht die das wenigstens eine Resonatorrohr bildende Vertiefung im Mischgehäuse nicht eigens ausgebildet zu werden, da sich eine derartige Vertiefung automatisch zwischen den beiden vom Mischgehäuse bereitgestellten Leitungen ergibt, sofern das Mischgehäuse und die Leitungen aus zwei Halbschalen gebildet sind. Gemäß einer Ausführungsform stellt das Mischgehäuse dann eine zweite Mischkammer bereit, in welche die Anschlüsse münden, welche nicht in die erste Mischkammer münden. Dann mündet ein Ende der wenigstens zwei Leitungen in die zweite Mischkammer. Somit können die zwei Leitungen zwei Fluidverbindungen zwischen den beiden Mischkammern bereitstellen. According to an alternative embodiment, the mixing housing provides a first mixing chamber into which at least one port opens. Furthermore, the mixing housing provides at least two lines for exhaust gas, one end of which in each case opens into the first mixing chamber, and the other end of which is in fluid communication with at least one connection which does not open into the mixing chamber. Then, the depression forming the at least one resonator tube does not need to be specially formed in the mixing housing, since such depression automatically results between the two conduits provided by the mixing housing, provided that the mixing housing and the conduits are formed from two half-shells. According to one embodiment, the mixing housing then provides a second mixing chamber, into which the connections open, which do not open into the first mixing chamber. Then, one end of the at least two lines opens into the second mixing chamber. Thus, the two conduits can provide two fluid connections between the two mixing chambers.

Gemäß einer Ausführungsform weist der passiver Schalldämpfer genau einen Anschluss auf, der dafür ausgebildet ist, Abgas in das Schalldämpfergehäuse einzuführen, und genau zwei Anschlüsse auf, die dafür ausgebildet sind, Abgas aus dem Schalldämpfergehäuse abzuführen. Gemäß einer alternativen Ausführungsform weist der passiver Schalldämpfer genau zwei Anschlüsse auf, die dafür ausgebildet sind, Abgas in das Schalldämpfergehäuse einzuführen, und genau einen Anschluss auf, der dafür ausgebildet ist, Abgas aus dem Schalldämpfergehäuse abzuführen. Gemäß einer alternativen Ausführungsform weist der passive Schalldämpfer genau zwei Anschlüsse auf, die dafür ausgebildet sind, Abgas in das Schalldämpfergehäuse einzuführen, und genau zwei Anschlüsse auf, die dafür ausgebildet sind, Abgas aus dem Schalldämpfergehäuse abzuführen.According to one embodiment, the passive muffler has exactly one port adapted to introduce exhaust gas into the muffler housing and exactly two ports configured to exhaust exhaust gas from the muffler housing. According to an alternative embodiment, the passive muffler has exactly two ports adapted to introduce exhaust gas into the muffler housing and exactly one port adapted to exhaust exhaust gas from the muffler housing. According to an alternative embodiment, the passive muffler has exactly two ports adapted to introduce exhaust gas into the muffler housing and exactly two ports adapted to exhaust exhaust gas from the muffler housing.

Gemäß einer Ausführungsform ist der wenigstens eine Materialstreifen plan und an drei Seiten mit dem Mischgehäuse verbunden. Gemäß einer Ausführungsform ist der wenigstens eine Materialstreifen bandförmig und an seinen beiden langen Kanten und an einer schmalen Kante mit dem Mischgehäuse verbunden. Diese Verbindung kann beispielsweise durch Löten, Schweißen oder Kleben erfolgen. Diese Verbindung kann ganz oder weitgehend luftdicht sein. According to one embodiment, the at least one strip of material is flat and connected on three sides with the mixing housing. According to one embodiment, the at least one strip of material is band-shaped and connected at its two long edges and at a narrow edge to the mixing housing. This connection can be done for example by soldering, welding or gluing. This compound can be completely or largely airtight.

Gemäß einer Ausführungsform weist der passive Schalldämpfer weiter eine Trennwand auf, welche das Schalldämpfergehäuse durchsetzt und das Innenvolumen des Schalldämpfergehäuses in das Helmholtz-Volumen und ein von dem Helmholtz-Volumen getrenntes Volumen unterteilt. Dabei durchsetzt die Trennwand nicht auch im Schalldämpfergehäuse angeordnete Komponenten wie beispielsweise das Mischgehäuse und die Anschlüsse, sondern grenzt an diese an. Dabei kann die Verbindungsstelle zwischen der Trennwand und den im Schalldämpfergehäuse angeordneten Komponenten weitgehend luftdicht sein. Beispielsweise kann die Verbindungsstelle eine durchgehende oder partielle Schweißnaht aufweisen, oder kann sich die Trennwand eng an die Komponenten anschmiegen. Eine völlige Luftdichtheit ist möglich, aber nicht zwingend erforderlich.According to one embodiment, the passive muffler further comprises a partition which penetrates the muffler housing and divides the interior volume of the muffler housing into the Helmholtz volume and a volume separated from the Helmholtz volume. In this case, the partition does not penetrate also arranged in the muffler housing components such as the mixing housing and the connections, but adjacent to this. In this case, the connection point between the partition wall and the components arranged in the muffler housing can be largely airtight. For example, the joint may have a continuous or partial weld, or the partition may closely conform to the components. Complete airtightness is possible, but not mandatory.

Gemäß einer Ausführungsform weisen dann die Anschlüsse und/oder das Mischgehäuse in einem Abschnitt, in dem sie in dem vom Helmholtz-Volumen durch die Trennwand abgetrennten Volumen im Inneren des Schalldämpfergehäuses angeordnet sind, Öffnungen auf. Somit kann der passive Schalldämpfer zwei Abschnitte aufweisen, die unterschiedliche Dämpfungsmechanismen verwenden. Gemäß einer Ausführungsform ist dann in dem vom Helmholtz-Volumen durch die Trennwand abgetrennten Volumen im Inneren des Schalldämpfergehäuses ein Dämmmaterial wie beispielsweise Mineralwolle angeordnet. According to one embodiment, the ports and / or the mixing housing then have openings in a section in which they are arranged in the volume separated from the Helmholtz volume by the partition wall inside the muffler housing. Thus, the passive muffler may have two sections using different damping mechanisms. According to one embodiment, an insulating material such as mineral wool is then arranged in the volume separated from the Helmholtz volume by the partition inside the muffler housing.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform bildet dann das vom Helmholtz-Volumen durch die Trennwand abgetrennte Volumen im Inneren des Schalldämpfergehäuses ein zweites Helmholtz-Volumen, in welches eine Öffnung eines zweiten Resonatorrohres, welches zwei Öffnungen aufweist, mündet. Die andere Öffnung des zweiten Resonatorrohres mündet in die wenigstens ein Mischkammer. Das Mischgehäuse weist an seiner Außenseiten eine von einem zweiten Materialstreifen abgedeckte zweite Vertiefung auf, welche das zweite Resonatorrohr bildet. According to an alternative embodiment, the volume separated from the Helmholtz volume by the partition wall then forms a second Helmholtz volume in the interior of the muffler housing into which an opening of a second resonator tube having two openings opens. The other opening of the second resonator tube opens into the at least one mixing chamber. The mixing housing has on its outer sides a second recess covered by a second strip of material, which forms the second resonator tube.

Gemäß einer Ausführungsform ist das Schalldämpfergehäuse und/oder das Mischgehäuse und/oder die Anschlüsse und/oder der Materialstreifen und/oder die Trennwand aus Edelstahl oder Stahlblech gebildet.According to one embodiment, the silencer housing and / or the mixing housing and / or the connections and / or the material strip and / or the partition wall are formed from stainless steel or sheet steel.

Gemäß einer Ausführungsform erstreckt sich das wenigstens eine Resonatorrohr geradlinig. According to one embodiment, the at least one resonator tube extends in a straight line.

Gemäß einer Ausführungsform sind die beiden Öffnungen des wenigstens einen Resonatorrohrs an Endabschnitten des Resonatorrohres angeordnet. Die Öffnungen können sich gegenüber liegen, müssen dies aber nicht.According to one embodiment, the two openings of the at least one resonator tube are arranged at end portions of the resonator tube. The openings may be opposite, but they do not have to.

Gemäß einer Ausführungsform sind die Anschlüsse ausgebildet, mit Abgasleitungen der Abgasanlage verbunden zu werden.According to one embodiment, the connections are designed to be connected to exhaust pipes of the exhaust system.

Gemäß einer Ausführungsform handelt es sich bei der Abgasanlage um die Abgasanlage eines verbrennungsmotorisch betriebenen Fahrzeugs.According to one embodiment, the exhaust system is the exhaust system of an internal combustion engine operated vehicle.

In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass die in dieser Beschreibung und den Ansprüchen zur Aufzählung von Merkmalen verwendeten Begriffe "umfassen", "aufweisen", "beinhalten", "enthalten" und "mit", sowie deren grammatikalische Abwandlungen, generell als nichtabschließende Aufzählung von Merkmalen, wie z. B. Verfahrensschritten, Einrichtungen, Bereichen, Größen und dergleichen aufzufassen sind, und in keiner Weise das Vorhandensein anderer oder zusätzlicher Merkmale oder Gruppierungen von anderen oder zusätzlichen Merkmalen ausschließen. In this context, it is to be understood that the terms used in this specification and claims to include features include "comprise," "include," "include," "contain," and "with," as well as their grammatical variations, generally non-exhaustive of features such. Process steps, facilities, areas, sizes and the like, and in no way preclude the presence of other or additional features or groupings of other or additional features.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Ansprüchen sowie den Figuren. In den Figuren werden gleiche bzw. ähnliche Elemente mit gleichen bzw. ähnlichen Bezugszeichen bezeichnet. Es wird darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf die Ausführungsformen der beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern durch den Umfang der beiliegenden Patentansprüche bestimmt ist. Insbesondere können die einzelnen Merkmale bei erfindungsgemäßen Ausführungsformen in anderer Anzahl und Kombination als bei den untenstehend angeführten Beispielen verwirklicht sein. Bei der nachfolgenden Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung wird auf die beiliegenden Figuren Bezug genommen, von denenFurther features of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments in conjunction with the claims and the figures. In the figures, the same or similar elements are denoted by the same or similar reference numerals. It should be understood that the invention is not limited to the embodiments of the described embodiments, but is determined by the scope of the appended claims. In particular, the individual features in embodiments according to the invention can be realized in a different number and combination than in the examples given below. In the following explanation of an embodiment of the invention reference is made to the accompanying figures, of which

1 schematisch einen Querschnitt durch einen passiven Schalldämpfer zeigt, welcher den Ausgangspunkt der vorliegenden Erfindung bildet; 1 schematically shows a cross section through a passive silencer, which forms the starting point of the present invention;

2A schematisch eine Aufsicht auf einen passiven Schalldämpfer gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt; dabei ist ein Gehäuse des Schalldämpfers freigeschnitten; 2A schematically shows a plan view of a passive silencer according to a first embodiment of the invention; while a housing of the muffler is cut free;

2B schematisch einen Querschnitt durch den Schalldämpfer aus 2A entlang der Schnittlinie A-A zeigt; 2 B schematically a cross section through the muffler 2A along the section line AA shows;

2C schematisch einen Querschnitt durch ein zentrales Element des Schalldämpfers aus 2A entlang der Schnittlinie B-B zeigt; 2C schematically a cross section through a central element of the muffler 2A along the section line BB shows;

2D schematisch eine Aufsicht auf ein zentrales Element des Schalldämpfers aus 2A zeigt; und 2D schematically a plan view of a central element of the muffler 2A shows; and

3 schematisch eine teilweise freigeschnittene Aufsicht auf einen passiven Schalldämpfer gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeit. 3 schematically a partially cutaway view of a passive silencer according to a second embodiment of the invention time.

Obwohl die voranstehenden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung lediglich beispielhaft erläutert worden sind, werden die Fachleute erkennen, dass zahlreiche Modifikationen, Hinzufügungen und Ersetzungen möglich sind, ohne von dem Schutzbereich und Geist der in den nachfolgenden Ansprüchen offenbarten Erfindung abzuweichen.Although the foregoing embodiments of the present invention have been illustrated by way of example only, those skilled in the art will recognize that many modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention disclosed in the following claims.

Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 2A bis 2D eine erste Ausführungsform der Erfindung beschrieben. The following is with reference to the 2A to 2D a first embodiment of the invention described.

Wie gut aus den 2A und 2B ersichtlich, weist der passive Schalldämpfer 10 ein Schalldämpfergehäuse 10a auf. 2B ist eine Querschnittsansicht des Schalldämpfers 10 aus 2A entlang der Schnittlinie A-A, gesehen von rechts nach links (bezogen auf 2A).How good of the 2A and 2 B can be seen, the passive muffler 10 a silencer housing 10a on. 2 B is a cross-sectional view of the muffler 10 out 2A along the section line AA, seen from right to left (referring to 2A ).

Das Schalldämpfergehäuse 10a umschließt einen Innenraum 10e und legt so ein Innenvolumen fest. Das Schalldämpfergehäuse 10a wird von vier Anschlüssen 20a, 20b, 30a und 30b durchdrungen, wobei die Anschlüsse 20a, 20b, 30a, 30b luftdicht gegenüber einer Wandung des Schalldämpfergehäuses 10a abgedichtet sind. In der Folge ist das Schalldämpfergehäuse 10a insgesamt luftdicht. The silencer housing 10a encloses an interior 10e and thus defines an internal volume. The silencer housing 10a gets from four connections 20a . 20b . 30a and 30b penetrated, with the connections 20a . 20b . 30a . 30b airtight against a wall of the muffler housing 10a are sealed. As a result, the muffler housing 10a altogether airtight.

Die Anschlüsse 20a, 20b und 30a, 30b weisen jeweils einen kreisförmigen Querschnitt auf und sind jeweils mit Abgasleitungen einer Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs verbindbar. Die beiden Anschlüsse 20a, 20b sind jeweils dazu ausgebildet, Abgas in das Schalldämpfergehäuse 10a einzuführen. Die beiden Anschlüsse 30a, 30b sind jeweils dazu ausgebildet, Abgas aus dem Schalldämpfergehäuse 10a abzuführen. Die Strömungsrichtung des Abgases ist in der 2A und der 2D durch Pfeile symbolisiert. The connections 20a . 20b and 30a . 30b each have a circular cross-section and are each connectable to exhaust pipes of an exhaust system of a motor vehicle. The two connections 20a . 20b are each adapted to exhaust into the muffler housing 10a introduce. The two connections 30a . 30b are each adapted to exhaust from the muffler housing 10a dissipate. The flow direction of the exhaust gas is in the 2A and the 2D symbolized by arrows.

Im Inneren des Schalldämpfergehäuses 10a sind die Anschlüsse 20a, 20b, 30a, 30b luftdicht mit Verbindungsabschnitten 10i, 10j eines Mischgehäuses 10c verbunden. Das Mischgehäuse 10c stellt in seinem Inneren eine Mischkammer 10b bereit, die sich in der gezeigten Ausführungsform über die gesamte Länge und Breite des Mischgehäuses 10c erstreckt. Die Anschlüsse 20a, 20b, 30a und 30b münden sämtlich in diese Mischkammer 10b. Inside the muffler housing 10a are the connections 20a . 20b . 30a . 30b airtight with connecting sections 10i . 10j a mixed housing 10c connected. The mixing housing 10c inside it creates a mixing chamber 10b prepared in the embodiment shown over the entire length and width of the mixing housing 10c extends. The connections 20a . 20b . 30a and 30b all lead into this mixing chamber 10b ,

In das Mischgehäuse 10c ist außen eine Vertiefung angebracht, welche besonders gut aus den 2B und 2D ersichtlich ist. 2D ist eine Querschnittsansicht des Schalldämpfers 10 aus 2A entlang der Schnittlinie B-B.In the mixing housing 10c outside is a recess attached, which is particularly good from the 2 B and 2D is apparent. 2D is a cross-sectional view of the muffler 10 out 2A along the section line BB.

Diese Vertiefung ist an drei Seiten mit einem geraden Blechstreifen 10h aus Edelstahl abgedeckt und bildet so ein sich geradlinig erstreckendes Resonatorrohr 10d. Das Resonatorrohr 10d steht über eine Öffnung 10f im Mischgehäuse 10c mit der Mischkammer 10b in Fluidverbindung. Das der Öffnung 10f gegenüberliegende Ende 10k des Resonatorrohrs 10d mündet in ein nicht von anderen Komponenten belegtes Innenvolumen des Schalldämpfergehäuses 10a, welches im Folgenden als Helmholtz-Volumen 10e bezeichnet wird. This recess is on three sides with a straight sheet metal strip 10h covered in stainless steel and thus forms a rectilinearly extending resonator tube 10d , The resonator tube 10d stands over an opening 10f in the mixing housing 10c with the mixing chamber 10b in fluid communication. That of the opening 10f opposite end 10k of the resonator tube 10d opens into an interior volume of the silencer housing which is not occupied by other components 10a , hereinafter referred to as Helmholtz volume 10e referred to as.

Wie gut aus den 2B und 2C ersichtlich, ist das Mischgehäuse 10c aus zwei miteinander verschweißten Halbschalen aus Edelstahlblech gebildet, wobei in die in den Figuren oben angeordnete Halbschale die Vertiefung eingebracht ist, welche das Resonatorrohr 10d bildet. Auch das Schalldämpfergehäuse 10a ist in der gezeigten Ausführungsform aus zwei Halbschalen aus Stahlblech gebildet, wobei die Halbschalen auch die Anschlüsse 20a, 20b, 30a, 30b bilden.How good of the 2 B and 2C can be seen, is the mixing housing 10c formed from two welded together half-shells made of stainless steel, wherein in the upper half of the shell arranged in the figures, the recess is introduced, which the resonator tube 10d forms. Also the silencer housing 10a is formed in the embodiment shown of two half shells made of sheet steel, wherein the half shells and the terminals 20a . 20b . 30a . 30b form.

In der gezeigten Ausführungsform beträgt ein größte Breite des Resonatorrohrs 10d gemessen parallel zur Öffnung 10k das 2,2-fache des größten Durchmessers der in die Mischkammer 10b mündenden Öffnung 10f. Eine maximale Tiefe der das Resonatorrohr 10d bildenden Vertiefung beträgt in der gezeigten Ausführungsform bezogen auf den Metallstreifen 10h zwei Drittel des Durchmessers der Öffnung 10f, welche in die Mischkammer 10b mündet. Die Länge 10g des Resonatorrohrs 10d beträgt in der gezeigten Ausführungsform das 10,5-fache des Durchmessers der in die Mischkammer 10b mündenden Öffnung 10f. Der sich ergebende Querschnitt des Resonatorrohrs 10d entspricht über die gesamte Länge des Resonatorrohrs 10d dem Querschnitt der Öffnung 10f der in die Mischkammer 10b mündenden Öffnung 10f. In the embodiment shown, a largest width of the resonator tube 10d measured parallel to the opening 10k 2.2 times the largest diameter in the mixing chamber 10b opening up 10f , A maximum depth of the resonator tube 10d forming depression is in the illustrated embodiment with respect to the metal strip 10h two thirds of the diameter of the opening 10f which enter the mixing chamber 10b empties. The length 10g of the resonator tube 10d is in the embodiment shown, 10.5 times the diameter of the in the mixing chamber 10b opening up 10f , The resulting cross section of the resonator tube 10d corresponds over the entire length of the resonator tube 10d the cross section of the opening 10f in the mixing chamber 10b opening up 10f ,

Das Helmholtz-Volumen 10e wirkt beim Betrieb des so gebildeten passiven Schalldämpfers 10 als Feder und das in dem Resonanzrohr 10d stehende Abgas als Masse eines Helmholtz-Resonators mit einer charakteristischen Eigenfrequenz. Auf diese Weise ist der passive Schalldämpfer gut geeignet, gezielt bestimmte Frequenzspektren des mit dem Abgas geführten Schalls zu dämpfen. The Helmholtz volume 10e acts during operation of the passive silencer thus formed 10 as a spring and that in the resonance tube 10d standing exhaust gas as the mass of a Helmholtz resonator with a characteristic natural frequency. In this way, the passive silencer is well suited specifically to attenuate certain frequency spectra of the guided with the exhaust sound.

Im Folgenden wir unter Bezugnahme auf die 3 eine zweite Ausführungsform eines passiven Schalldämpfers beschrieben. Die in 3 gezeigte Ausführungsform ist der vorstehend beschriebenen Ausführungsform sehr ähnlich. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird daher insbesondere auf Unterschiede zu der vorstehend beschriebenen ersten Ausführung eingegangen und ansonsten auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen.Below we refer to the 3 a second embodiment of a passive muffler described. In the 3 The embodiment shown is very similar to the embodiment described above. To avoid repetition, therefore, particular attention is drawn to differences from the first embodiment described above and otherwise referred to the above statements.

Der Schalldämpfer 10' gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von dem Schalldämpfer 10 der vorbeschriebenen ersten Ausführungsform dadurch, dass das Innenvolumen des Schalldämpfergehäuses 10a von einer Trennwand 10m aus Edelstahl in zwei voneinander getrennte Volumina unterteilt wird. Dabei durchsetzt die Trennwand 10m zwar das Schalldämpfergehäuse 10a des Schalldämpfers 10', nicht jedoch das im Schalldämpfergehäuse 10a angeordnete Mischgehäuse 10c mit dem Resonatorrohr 10d; vielmehr ist die Trennwand 10m luftdicht gegenüber diesen abgedichtet. Das in der 3 rechts angeordnete Innenvolumen des Schalldämpfergehäuses 10a bildet weiterhin ein Helmholtz-Volumen 10e, welches über das Resonanzrohr 10b und die Öffnung 10f mit einer Mischkammer 10b des Mischgehäuses 10c in Fluidverbindung steht. The silencer 10 ' according to the second embodiment differs from the muffler 10 the above-described first embodiment in that the inner volume of the muffler housing 10a from a partition 10m stainless steel divided into two separate volumes. This penetrates the partition 10m Although the muffler housing 10a of the muffler 10 ' , but not in the silencer housing 10a arranged mixing housing 10c with the resonator tube 10d ; rather, the dividing wall 10m sealed airtight to these. That in the 3 right inner volume of the muffler housing 10a continues to form a Helmholtz volume 10e , which over the resonance tube 10b and the opening 10f with a mixing chamber 10b of the mixing housing 10c is in fluid communication.

Das von dem Helmholtz-Volumen 10e durch die Trennwand 10m getrennte in 3 links angeordnete Innenvolumen des Schalldämpfergehäuses 10a ist teilweise mit Dämmwolle 10p verfüllt und steht über Öffnungen 10o in den Anschlüssen 20a und 20b sowie Abschnitten des Mischgehäuses 10c mit diesen in Fluidverbindung. That of the Helmholtz volume 10e through the partition 10m separate in 3 left inner volume of the muffler housing 10a is partly with insulating wool 10p filled and stands over openings 10o in the connections 20a and 20b as well as sections of the mixing housing 10c with these in fluid communication.

Auch wenn in 3 nur ein kleiner Teil des von dem Helmholtz-Volumen 10e durch die Trennwand 10m getrennten Innenvolumens des Schalldämpfergehäuses 10a mit der Dämmwolle 10p verfüllt ist, ist es alternativ auch möglich, das gesamte von dem Helmholtz-Volumen 10e getrennte Innenvolumen mit Dämmwolle zu verfüllen oder aber auch auf die Dämmwolle gänzlich zu verzichten. Weiter ist es alternativ auch möglich, die Öffnungen lediglich in den Anschlüssen oder lediglich in Teilen des Mischgehäuses vorzusehen.Even if in 3 only a small part of the Helmholtz volume 10e through the partition 10m separate internal volume of the muffler housing 10a with the insulating wool 10p is filled, it is also possible, the entire of the Helmholtz volume 10e To fill separate inner volumes with insulating wool or to completely dispense with the insulating wool. Further, it is alternatively also possible to provide the openings only in the terminals or only in parts of the mixing housing.

Weiter unterscheidet sich die in 3 gezeigte zweite Ausführungsform von der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform dadurch, dass das Mischgehäuse 10c zwei durch zwei gerade Rohrabschnitte 40a und 40b voneinander beabstandete Mischkammern 10b und 10b' aufweist. Somit münden die beiden eingangsseitigen Anschlüsse 20a und 20b des Schalldämpfers 10' in die in 3 links angeordnete Mischkammer 10b, und münden die beiden ausgangsseitigen Anschlüsse 30a und 30b des Schalldämpfers 10' in die in 3 rechts angeordnete Mischkammer 10b'. Die beiden Mischkammern 10b und 10b' stehend über die von dem Mischgehäuse 10c ausgebildeten Rohrabschnitte 40a und 40b miteinander in Fluidverbindung.Next, the in 3 shown second embodiment of the first embodiment described above in that the mixing housing 10c two through two straight pipe sections 40a and 40b spaced apart mixing chambers 10b and 10b ' having. Thus, the two input-side connections open 20a and 20b of the muffler 10 ' in the in 3 left mixing chamber 10b , and open the two output side ports 30a and 30b of the muffler 10 ' in the in 3 right arranged mixing chamber 10b ' , The two mixing chambers 10b and 10b ' standing over the of the mixing housing 10c trained pipe sections 40a and 40b in fluid communication with each other.

Wie in der vorstehenden ersten Ausführungsform kann das Mischgehäuse 10c und mit ihm die beiden Mischkammern 10b, 10b' und die beiden Rohrabschnitte 40a, 40b aus zwei miteinander verbundenen Halbschalen gebildet sein. Da in der zweiten Ausführungsform von dem Mischgehäuse 10c zwei gerade Rohrabschnitte 40a und 40b bereitgestellt werden, ergibt sich zwischen diesen beiden Rohrabschnitten 40a, 40b automatisch eine Vertiefung, die sich von der einen Mischkammer 10b zur anderen Mischkammer 10b' erstreckt. In der gezeigten Ausführungsform wird diese Vertiefung an drei Seiten durch ein gerades Metallblech 10h abgedeckt und bildet so das Resonatorrohr 10d.As in the above first embodiment, the mixing housing 10c and with him the two mixing chambers 10b . 10b ' and the two pipe sections 40a . 40b be formed of two interconnected half shells. As in the second embodiment of the mixing housing 10c two straight pipe sections 40a and 40b be provided results between these two pipe sections 40a . 40b automatically a depression extending from the one mixing chamber 10b to the other mixing chamber 10b ' extends. In the embodiment shown, this recess is on three sides by a straight metal sheet 10h covered and thus forms the resonator tube 10d ,

Auch wenn in den vorstehenden Ausführungsformen jeweils zwei Anschlüsse 20a, 20b und 30a, 30b zum Zuführen bzw. Abführen von Abgas gezeigt sind, so ist dies nicht erforderlich. Die Anzahl der zuführenden Anschlüsse kann auch von der Anzahl der abführenden Anschlüsse verschieden sein. Beispielsweise kann statt der beiden getrennten Anschlüsse 20a und 20b ein gemeinsamer das Abgas zuführende Anschluss vorgesehen sein oder statt der beiden getrennten das Abgas abführenden Anschlüsse 30a und 30b ein gemeinsamer das Abgas abführenden Anschluss vorgesehen sein. Although in the above embodiments, two terminals each 20a . 20b and 30a . 30b This is not necessary for supplying or discharging exhaust gas. The number of supplying ports may also be different from the number of laxative ports. For example, instead of the two separate ports 20a and 20b a common connection supplying the exhaust gas may be provided or instead of the two separate connections discharging the exhaust gas 30a and 30b a common exhaust-discharging port may be provided.

Weiter kann alternativ auch ein zweites Helmholtz-Volumen mit einem zweiten Helmholtz-Rohr vorgesehen sein. So kann beispielsweise in Abwandlung der in 3 gezeigten zweiten Ausführungsform das in der 3 linke, durch die Trennwand 10m von dem Helmholtz-Volumen 10e getrennte, Innenvolumen ein zweites Helmholtz-Volumen bilden. Dieses zweite Helmholtz-Volumen kann zusammen mit einem in 3 nicht gezeigten zweiten Resonatorrohr, welches beispielsweise an der Unterseite des Mischgehäuses 10c zwischen den beiden Rohrabschnitten 40a, 40b ausgebildet sein kann, einen zweiten Helmholtz-Resonator bilden. Auch das zweite Resonatorrohr kann einfach durch teilweises verschließen der zwischen den Rohrabschnitten 40a, 40b bestehenden Vertiefungen mit einem Blechstreifen gebildet sein, wobei für eine Fluidverbindung mit beispielsweise der in 3 rechten Mischkammerkammer 10b' in dem Mischgehäuse 10c eine zweite Öffnung vorgesehen sein kann. Die so gebildeten zwei Helmholtz-Resonatoren können auf unterschiedliche Eigenfrequenzen abgestimmt sein. Further, alternatively, a second Helmholtz volume may be provided with a second Helmholtz tube. Thus, for example, in a modification of the in 3 shown in the second embodiment 3 left, through the partition 10m from the Helmholtz volume 10e separate, inner volume to form a second Helmholtz volume. This second Helmholtz volume can be combined with an in 3 not shown second resonator tube, which, for example, at the bottom of the mixing housing 10c between the two pipe sections 40a . 40b may be formed to form a second Helmholtz resonator. Also, the second resonator tube can easily by partially close the between the pipe sections 40a . 40b existing recesses may be formed with a metal strip, wherein for fluid communication with, for example, the in 3 right mixing chamber 10b ' in the mixing housing 10c a second opening may be provided. The two Helmholtz resonators thus formed can be tuned to different natural frequencies.

Claims

Passive silencer ( 10 ) for an exhaust system, comprising: a gas-tight silencer housing ( 10a ), which encloses an internal volume which has a Helmholtz volume ( 10e ); at least three on the silencer housing ( 10a ) trained connections ( 20a . 20b . 20c . 20d ), whereby at least one connection ( 20a . 20b ) is adapted to exhaust gas in the muffler housing ( 10a ) and at least one connection ( 30a . 30b ) is adapted to exhaust from the muffler housing ( 10a ) a mixing housing arranged in the internal volume ( 10c ), which at least one mixing chamber ( 10b . 10b ' ) providing fluid communication between the at least three ports ( 20a . 20b . 20c . 20d ) provides; and at least one resonator tube ( 10d ) with two openings ( 10f . 10k ), wherein an opening ( 10f ) into the at least one mixing chamber ( 10b . 10b ' ), and the other opening ( 10k ) into the muffler housing ( 10a ) enclosed Helmholtz volumes ( 10e ) opens; the mixing housing ( 10c ) on its outside at least one of at least one strip of material ( 10h ) which has the at least one resonator tube ( 10d ).

Passive silencer ( 10 ) according to claim 1, wherein at least one of the muffler housing ( 10a ) and the mixing housing ( 10c ) is formed of two interconnected half-shells of sheet metal.

Passive silencer ( 10 ) according to one of claims 1 or 2, wherein the at least one or exactly one strip of material ( 10h ) covered at least one or exactly one depression in the mixing housing ( 10c ) has a maximum width measured between 1 and 10 times or between 1 and 5 times a maximum depth of the at least one recess perpendicular to the at least one strip of material ( 10h ) corresponds.

Passive silencer ( 10 ) according to one of claims 1 to 3, wherein the at least one resonator tube ( 10d ) has a cross-section whose surface is the surface of a resonator ( 10f ), over which the at least one resonator tube ( 10d ) into the at least one mixing chamber ( 10b . 10b ' ), or larger than the area of the resonator opening ( 10f ), over which the at least one resonator tube ( 10d ) into the at least one mixing chamber ( 10b . 10b ' ) opens.

Passive silencer ( 10 ) according to one of claims 1 to 4, wherein the mixing housing ( 10c ) a first mixing chamber ( 10b ) into which at least one connection ( 20a . 20b ), and wherein the mixing housing further at least two lines ( 40a . 40b ) for exhaust gas, one end of which in each case into the first mixing chamber ( 10b . 10b ' ), and the other end with at least one not in the mixing chamber ( 10b . 10b ' ) connection ( 20a . 20b . 20c . 20d ) is in fluid communication.

Passive silencer ( 10 ) according to claim 5, wherein the mixing housing ( 10c ) a second mixing chamber ( 10b ' ) into which the connections ( 30a . 30b ), which do not enter the first mixing chamber ( 10b ); and wherein one end of the at least two lines ( 40a . 40b ) into the second mixing chamber ( 10b ' ) opens.

Passive silencer ( 10 ) according to one of claims 1 to 6, comprising: exactly one connection ( 20a . 20b ), which is adapted to exhaust gas in the muffler housing ( 10a ) and exactly two ports ( 30a . 30b ), which are adapted to exhaust gas from the muffler housing ( 10a ) or exactly two ports ( 20a . 20b ), which are adapted to exhaust gas in the muffler housing ( 10a ) and exactly one port ( 30a . 30b ), which is adapted to exhaust gas from the muffler housing ( 10a ) or exactly two ports ( 20a . 20b ), which are adapted to exhaust gas in the muffler housing ( 10a ) and exactly two ports ( 30a . 30b ), which are adapted to exhaust gas from the muffler housing ( 10a ) dissipate.

Passive silencer ( 10 ) according to one of claims 1 to 7, wherein the strip of material ( 10h ) plan and on three sides with the mixing housing ( 10c ) connected is.

Passive silencer ( 10 ) according to one of claims 1 to 8, further comprising a partition wall ( 10m ), which the silencer housing ( 10a ) and the internal volume of the silencer housing ( 10a ) into the Helmholtz volume ( 10e ) and one of the Helmholtz volumes ( 10e ) divided volume.

Passive silencer ( 10 ) according to claim 9, wherein at least one of the terminals ( 20a . 20b . 20c . 20d ) and the mixing housing ( 10c ) in a section in which they are published in the Helmholtz volume ( 10e ) through the partition ( 10m ) separated volume inside the muffler housing ( 10a ), openings ( 10o ) exhibit.

Passive silencer ( 10 ) according to claim 10, wherein in the Helmholtz volume ( 10e ) through the partition wall ( 10m ) separated volume inside the muffler housing ( 10a ) an insulating material ( 10p ) is arranged.

Passive silencer ( 10 ) according to claim 9, wherein the von Helmholtz volume ( 10e ) through the partition wall ( 10m ) separated volumes inside the silencer housing ( 10a ) forms a second Helmholtz volume into which an opening of a second resonator tube opens, which has two openings, wherein the other opening in the at least one mixing chamber ( 10b . 10b ' ), wherein the mixing housing ( 10c ) has on its outer sides covered by a second strip of material second recess which forms the second resonator tube.