DE102017131281B4

DE102017131281B4 - Schalldämpferanordnung

Info

Publication number: DE102017131281B4
Application number: DE102017131281.1A
Authority: DE
Inventors: Harald Knapp; Bastian Thomas; David Windgassen; Christian Scheller
Original assignee: KESSTECH GmbH
Current assignee: KESSTECH GmbH
Priority date: 2017-12-22
Filing date: 2017-12-22
Publication date: 2020-08-13
Anticipated expiration: 2037-12-23
Also published as: DE102017131281A1

Abstract

Schalldämpferanordnung zum Anschluss an einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs, mit- einem ersten Endschalldämpfer (1), der ein Gehäuse (3) mit einem Einlass (5) und einem Auslass (7) aufweist, und mit- einem zweiten Endschalldämpfer (2), der ein Gehäuse (4) mit einem Einlass (6) und einem Auslass (8) aufweist,- wobei der zweite Endschalldämpfer (2) eine Verschlussklappe (9) aufweist, durch die der Auslass (8) des zweiten Endschalldämpfers (2) verschließbar ist, dadurch gekennzeichnet,- dass in dem Gehäuse (3) des ersten Endschalldämpfers (1) und in dem Gehäuse (4) des zweiten Endschalldämpfers (2) jeweils mindestens eine erste Öffnung (11; 12) ausgebildet ist, durch die hindurch ein erster Strömungsweg (S1) zwischen dem ersten Endschalldämpfer (1) und dem zweiten Endschalldämpfer (2) hindurchgeht,- dass in dem ersten Endschalldämpfer (1) auslassseitig der mindestens einen ersten Öffnung (11) eine Strömungssperre (13) zum Umlenken von in den ersten Endschalldämpfer einströmendem Abgas in den ersten Strömungsweg (S1) ausgebildet ist, und- dass in dem Gehäuse (3) des ersten Endschalldämpfers (1) und in dem Gehäuse (4) des zweiten Endschalldämpfers (2) jeweils mindestens eine zweite Öffnung (16; 17) ausgebildet ist, durch die hindurch ein zweiter Strömungsweg (S2) zwischen dem zweiten Endschalldämpfer (2) und dem ersten Endschalldämpfer (1) geht, der durch einen Mittelschalldämpfer (14) zur Verfügung gestellt wird,- wobei die mindestens zweite Öffnung (16) in dem ersten Endschalldämpfer (1) auslassseitig der Strömungssperre (13) in dem Gehäuse (3) des ersten Endschalldämpfers (1) ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schalldämpferanordnung zum Anschluss an einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs, mit einem ersten Endschalldämpfer, der ein Gehäuse mit einem Einlass und einem Auslass aufweist, und mit einem zweiten Endschalldämpfer, der ein Gehäuse mit einem Einlass und einem Auslass aufweist, wobei der zweite Endschalldämpfer eine Verschlussklappe aufweist, durch die der Auslass des zweiten Endschalldämpfers verschließbar ist.
Die Erfindung ist ferner gerichtet auf ein Verfahren zum Reduzieren des Schalldruckpegels einer Schalldämpferanordnung mit einem ersten und einem zweiten Endschalldämpfer.
Die Erfindung ist insbesondere auf Motorräder mit einem Verbrennungsmotor anwendbar. Die Abgase des Verbrennungsmotors werden aus Endschalldämpfern ausgelassen, die auch die Aufgabe haben, die Geräuschemissionen zu reduzieren. Die zulässigen Maximalwerte von Geräuschemissionen sind von Land zu Land unterschiedlich. Aus dem Stand der Technik sind Motorräder mit einem, zwei oder noch mehr Endschalldämpfern bekannt. Die Erfindung ist gerichtet auf Kraftfahrzeuge mit mindestens zwei, vorzugsweise genau zwei, Endschalldämpfern.
Die Formenvielfalt von bekannten Endschalldämpfern ist sehr groß. Es sind kurze und lange, schmale und breite, gerade und abgeknickte Endschalldämpfer bekannt. Insbesondere aus den USA sind so genannte „Drag Pipes“ bekannt, die im Wesentlichen aus einem durchgehenden geraden Rohr ohne Schalldämpfung bestehen. Derartige Drag Pipes sind sehr schlank und haben insoweit ein minimalistisches Design. Allerdings sind derartige Abgasanlagen in einigen Ländern aufgrund ihrer hohen Geräuschemissionen verboten.
Aus dem Stand der Technik sind Schalldämpferanordnungen mit Klappen bekannt, durch die bei Betätigung der Klappen die Geräuschemissionen reduziert werden können. Ist die Klappe geöffnet, führt dies zu einem niedrigen Abgas-Gegendruck und einem erhöhtem Leistungspotential. Bei geschlossener Klappe verringert sich der Schalldruckpegel. Auch Zwischenstellungen der Klappe sind möglich. Die Betätigung der Klappe kann manuell oder automatisch in Abhängigkeit von Drehzahl, Geschwindigkeit, dem gewählten Gang und/oder weiteren Stellgrößen erfolgen.
Schalldämpferanordnungen mit Klappen sind beispielsweise aus der DE 10 2010 003 301 Al und der DE 20 2012 002 948 U1 bekannt.
Derartige Schalldämpferanordnungen mit Klappen haben sich bewährt. Allerdings führt ihre Konstruktion teilweise zu einer vergleichsweise breiten Bauweise.
Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schalldämpferanordnung mit mindestens zwei Endschalldämpfern zu schaffen, die eine möglichst schlanke Konstruktion aufweist und deren Geräuschemission darüber hinaus angepasst werden kann.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Schalldämpferanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 18.
In dem Gehäuse des ersten Endschalldämpfers und in dem Gehäuse des zweiten Endschalldämpfers ist jeweils mindestens eine erste Öffnung ausgebildet, durch die hindurch ein erster Strömungsweg zwischen dem ersten Endschalldämpfer und dem zweiten Endschalldämpfer hindurchgeht. In dem ersten Endschalldämpfer ist auslassseitig der mindestens einen ersten Öffnung eine Strömungssperre zum Umlenken von in den ersten Endschalldämpfer einströmendem Abgas in den ersten Strömungsweg ausgebildet. In dem Gehäuse des ersten Endschalldämpfers und in dem Gehäuse des zweiten Endschalldämpfers ist jeweils mindestens eine zweite Öffnung ausgebildet, durch die hindurch ein zweiter Strömungsweg zwischen dem zweiten Endschalldämpfer und dem ersten Endschalldämpfer geht, der durch einen Mittelschalldämpfer zur Verfügung gestellt wird. Die mindestens zweite Öffnung in dem ersten Endschalldämpfer ist auslassseitig der Strömungssperre in dem Gehäuse des ersten Endschalldämpfers ausgebildet.
Im Betrieb wird Abgas von dem Verbrennungsmotor über Krümmer und ggf. einen Katalysator in die beiden Endschalldämpfer geführt. In dem ersten Endschalldämpfer sorgt die Strömungssperre dafür, dass das Abgas den Endschalldämpfer nicht geradlinig seiner Länge nach durchdringen kann. Das Abgas wird durch die erste Öffnung aus dem Gehäuse des ersten Endschalldämpfers geführt. Vorzugsweise ist zwischen der ersten Öffnung des ersten Endschalldämpfers und der ersten Öffnung des zweiten Endschalldämpfers ein Kanal ausgebildet, der den ersten Strömungsweg begrenzt. Das Abgas tritt in die erste Öffnung des zweiten Endschalldämpfers ein. Dort vermischt sich das Abgas mit dem bereits im zweiten Endschalldämpfer befindlichen Abgas. Bei geöffneter Klappe tritt das Abgas durch den Auslass des zweiten Endschalldämpfers aus. In diesem Fall erreicht die Schalldämpferanordnung ihren minimalen Abgas-Gegendruck.
Sofern eine reduzierte Lautstärke gewünscht ist, wird die Klappe des zweiten Endschalldämpfers geschlossen. Vorzugsweise ist die Klappe am Ende des Gehäuses des zweiten Endschalldämpfers angeordnet. Das Abgas wird also gestaut, verlässt den zweiten Endschalldämpfer durch seine zweite Öffnung und wird durch die zweite Öffnung des ersten Endschalldämpfers zurück in den ersten Endschalldämpfer geleitet. Dort tritt es aus dem ersten Endschalldämpfer aus.
Die Geräuschdämpfung erfolgt bei Schalldämpferanordnungen grundsätzlich über Reflexion und über Absorption. Durch eine mehrfache Umlenkung wird eine Reflexionsdämmung geschaffen. Dadurch, dass bei geschlossener Klappe das Abgas zurück aus dem zweiten Endschalldämpfer in den ersten Endschalldämpfer geleitet wird, wird der Schall mehrfach reflektiert, was eine Schalldämmung zur Folge hat. Mit geschlossener Klappe ist die erfindungsgemäße Schalldämpferanordnung also leiser als mit geöffneter Klappe.
Anforderungsgemäß wird angestrebt, dass die Schalldämpferanordnung besonders schlank ausgebildet ist. In diesem Zusammenhang wird vorgeschlagen, dass der Mittelschalldämpfer eine Trennwand aufweist, die den ersten von dem zweiten Strömungsweg trennt. Vorzugsweise stellt der Mittelschalldämpfer also sowohl den ersten Strömungsweg als auch den zweiten Strömungsweg zur Verfügung.
Vorteilhafterweise geht der erste Strömungsweg durch eine erste Kammer und der zweite Strömungsweg durch eine zweite Kammer des Mittelschalldämpfers hindurch. Eine derartige Konstruktion baut kompakt und ist einfach aufgebaut.
Vorstehend wurde bereits die Reflexionsdämpfung angesprochen. Um einen größeren Dämmungsgrad des Schalls zu erreichen, kann vorgesehen sein, dass das Abgas mehrfach umgelenkt wird, bevor es ausgelassen wird. In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Mittelschalldämpfer mindestens ein Umlenkblech zum Umlenken von in den Mittelschalldämpfer eintretendem Abgas aufweist. Vorzugsweise ist das mindestens eine Umlenkblech in der zweiten Kammer ausgebildet. Die Umlenkung des Abgases bewirkt eine Reflexionsdämmung, so dass bei einer mehrfachen Umlenkung des Abgases durch eine Mehrzahl von Umlenkblechen eine höhere Schalldämmung vorliegt. Zweckmäßig begrenzt das mindestens eine Umlenkblech den zweiten Strömungsweg.
Vorzugsweise weist der Mittelschalldämpfer mindestens zwei Umlenkbleche auf, die insbesondere versetzt zueinander angeordnet sein können. Dadurch, dass die Umlenkbleche versetzt zueinander angeordnet sind, wird der Strömungsweg des Abgases länger, was ebenfalls eine zusätzliche Schalldämpfung bewirkt.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse des ersten und/oder des zweiten Endschalldämpfers eine Wand des Mittelschalldämpfers bildet. Eine derartige Konstruktion ist sehr kompakt und aus wenigen Teilen aufgebaut, da der Mittelschalldämpfer keine gesonderte Wand benötigt, sondern die Außenwand von dem Gehäuse des ersten und/oder des zweiten Endschalldämpfers gebildet wird. Dabei ist es denkbar, dass lediglich das Gehäuse des ersten Endschalldämpfers eine Wand des Mittelschalldämpfers bildet. Ebenfalls denkbar ist es, dass lediglich die Wand des zweiten Endschalldämpfers eine Wand des Mittelschalldämpfers bildet. Als besonders vorteilhaft wird es jedoch angesehen, wenn sowohl das Gehäuse des ersten als auch das Gehäuse des zweiten Endschalldämpfers eine Wand des Mittelschalldämpfers bilden. Vorzugsweise begrenzt das Gehäuse des ersten und/oder des zweiten Endschalldämpfers den ersten und/oder den zweiten Strömungsweg.
Wie bereits zuvor ausgeführt, wird eine minimalistische schlanke Form der Schalldämpferanordnung angestrebt. Hierzu gehört auch, dass der Mittelschalldämpfer möglichst nicht oder kaum sichtbar ist. Vorteilhafterweise ist der Mittelschalldämpfer zumindest teilweise zwischen dem ersten Endschalldämpfer und dem zweiten Endschalldämpfer angeordnet.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die beiden Endschalldämpfer zwischen sich einen Spalt begrenzen und dass sich der Mittelschalldämpfer zumindest teilweise in den Spalt hineinerstreckt. Eine derartige Ausführungsform hat mehrere Vorteile. Zum einen ist sie platzsparend. Ferner ist auch hier der Mittelschalldämpfer kaum sichtbar. Schließlich kann der Raum zwischen dem ersten und dem zweiten Endschalldämpfer insoweit für den Mittelschalldämpfer genutzt werden, als der Spalt zusätzlichen Platz für die Ausbreitung und Umlenkung des Abgases bietet. Auch auf kleinem Raum ist also eine gute Dämpfungsleistung möglich.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der erste Strömungsweg und/oder der zweite Strömungsweg durch das Gehäuse des ersten und/oder des zweiten Endschalldämpfers hindurchgehen. Der jeweilige Strömungsweg führt also direkt von dem Endschalldämpfer durch den Mittelschalldämpfer in den anderen Endschalldämpfer. Diese Konstruktion ist einfach, kompakt und platzsparend.
Im Rahmen der Erfindung wird versucht, den Mittelschalldämpfer möglichst klein auszugestalten und so am Motorrad zu montieren, dass er möglichst kaum sichtbar ist. Andererseits besteht eine Aufgabe darin, dass der Mittelschalldämpfer ein bestimmtes Dämpfungsvermögen aufweist. In diesem Zusammenhang wird es als besonders vorteilhaft vorgeschlagen, wenn die mindestens zweite Öffnung des zweiten Endschalldämpfers und die mindestens zweite Öffnung des ersten Endschalldämpfers in Längsrichtung der Schalldämpferanordnung versetzt zueinander angeordnet sind. Hierdurch wird der Weg, den das Abgas durch den Mittelschalldämpfer nehmen muss, sehr lang. Gleichzeitig gelangt das Abgas (in Ausströmrichtung) sehr weit vorne in den ersten Endschalldämpfer, was zur Folge hat, dass das Abgas noch einen langen Weg im ersten Endschalldämpfer nimmt, in dem es ebenfalls gedämpft werden kann, bevor es austritt. Dies gilt vor allem dann, wenn in Längsrichtung der Schalldämpferanordnung die mindestens zweite Öffnung des ersten Endschaldämpfers weiter einlassseitig angeordnet ist als die mindestens zweite Öffnung des zweiten Endschalldämpfers.
Erfindungsgemäß sind bei jedem Endschalldämpfer mindestens eine erste und eine zweite Öffnung vorgesehen. Dies soll den Fall umfassen, dass auch mehrere erste Öffnungen und mehrere zweite Öffnungen vorgesehen sein können. Vorzugsweise wird die erste und/oder die zweite Öffnung des ersten und/oder des zweiten Endschalldämpfers durch eine Perforation in dem jeweiligen Gehäuse gebildet. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die jeweilige mindestens zweite Öffnung durch eine Perforation gebildet wird. Während die mindestens erste Öffnung des ersten und des zweiten Endschalldämpfers dazu dient, den Abgasstrom mit einem geringen Widerstand von dem ersten in den zweiten Endschalldämpfer zu führen, kann durch eine perforierte Ausbildung der zweiten Öffnungen der beiden Endschalldämpfer eine zusätzliche Schalldämmung herbeigeführt werden.
Wie bereits vorstehend erwähnt, gibt es neben der Reflexionsdämmung auch die Absorptionsdämpfung. Bei letzterer erfolgt eine Schallreduktion durch Dissipation. Hierzu ist in dem jeweiligen Gehäuse des Endschalldämpfers ein Absorptionsdämpfer eingebaut, der vorzugsweise eine Dämmmatte zum Beispiel aus Glasfaser oder dergleichen aufweist, in die Teile des Schalls dissipieren. Absorptionsdämpfer weisen auch einen geringen Teil an Reflexionsdämmung auf.
In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass zumindest der erste Endschalldämpfer auslassseitig der Strömungssperre einen Absorptionsdämpfer aufweist. Während bei offener Verschlussklappe sämtliches Abgas (bis auf einen ganz geringen Teil des Abgases) aus dem zweiten Endschalldämpfer im Wesentlichen ungedämpft oder nur geringfügig gedämpft entweicht, wird das Abgas bei geschlossener Verschlussklappe in den ersten Endschalldämpfer umgeleitet und sowohl im Mittelschalldämpfer als auch noch einmal erheblich durch den Absorptionsdämpfer gedämpft.
Vorzugsweise weisen beide Endschalldämpfer einen Absorptionsdämpfer auf. Diese sorgen für eine weitere Verringerung des Schallpegels, sofern dies gewünscht oder gesetzlich nötig ist.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse jeweils ein Katalysator aufgenommen ist. Hierzu ist vorteilhafterweise das jeweilige Gehäuse endseitig aufgeweitet und weist vorzugsweise einlassseitig mindestens einen Schlitz auf, so dass die Katalysatoren über eine Schelle in dem Gehäuse fixiert werden können. Die Katalysatoren übernehmen, neben dem katalytischen Effekt, einen tragenden Teil der Schalldämpferanordnung, indem sie die eigentlichen Endschalldämpfer mit dem vorgeschalteten Krümmer kraft- und/oder stoff- und/oder formschlüssig verbinden. Für den Fall einer kraftschlüssigen Anbindung kann diese mittels Schellen, rückseitig angebrachter Schraubverbindung oder einer Presspassung erfolgen. Für den Fall einer stoffschlüssigen Verbindung, kann diese mittels Schweißanbindung erfolgen. Für den Fall einer formschlüssigen Verbindung, dann diese entweder über die Katalysator- und Rohrgeometrie, oder aber mittels Passstift erfolgen. Auch ist eine Kombination der genannten Verbindungsmöglichkeiten denkbar (z.B. krümmerseitiger Stoffschluss und dämpferseitiger Kraftschluss).
Zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe ist das erfindungsgemäße Verfahren zum Reduzieren des Schalldrucks einer Schalldämpferanordnung mit einem ersten und einem zweiten Endschalldämpfer erfindungsgemäß gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

■ Abgas wird in den ersten und den zweiten Endschalldämpfer eingeführt,
■ der zweite Endschalldämpfer wird vorzugsweise endseitig geschlossen,
■ das Abgas aus dem ersten Endschalldämpfer wird in den zweiten Endschalldämpfer geleitet und mit dem Abgas des zweiten Endschalldämpfers vereint,
■ das vereinte Abgas wird aus dem zweiten Endschalldämpfer heraus in einen Mittelschalldämpfer geführt,
■ das vereinte Abgas wird aus dem Mittelschalldämpfer in den ersten Endschalldämpfer geführt und aus dem ersten Endschalldämpfer herausgeführt.

Vorzugsweise wird das Abgas in dem Mittelschalldämpfer mindestens einmal umgelenkt, bevor es in den ersten Endschalldämpfer geführt wird. Eine mehrfache Umlenkung verstärkt die Schalldämpfung.
Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass das Abgas in dem ersten Endschalldämpfer einer Absorptionsdämpfung unterzogen wird, bevor es aus dem ersten Endschalldämpfer ausgelassen wird. Durch die Absorptionsdämpfung wird eine zusätzliche Schalldämpfung erreicht.
Vorteilhafterweise erfolgt die Absorptionsdämpfung erst nach dem Einleiten des Abgases aus dem Mittelschalldämpfer in den ersten Endschalldämpfer. Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass das Abgas in dem zweiten Endschalldämpfer ebenfalls einer Absorptionsdämpfung unterzogen wird, die allerdings geringer ist als die Absorptionsdämpfung in dem ersten Endschalldämpfer.
Im Folgenden wird die Erfindung im Zusammenhang mit der anhängenden Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispiels näher im Detail erläutert. Die Zeichnung zeigt in:

1: in einer schematischen Darstellung eine perspektivische teil-geschnittene Vorderansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Schalldämpferanordnung;
2: in einer schematischen Darstellung eine perspektivische Rückansicht des Ausführungsbeispiels nach 1; und
3: in einer schematischen Darstellung eine Prinzipskizze des Abgasweges bei geschlossener Verschlussklappe.

1 zeigt eine Schalldämpferanordnung mit einem ersten Endschalldämpfer 1 und einem zweiten Endschalldämpfer 2. Der erste Endschalldämpfer 1 weist ein Gehäuse 3 auf. Der zweite Endschalldämpfer 2 weist ein Gehäuse 4 auf. Vorzugsweise sind die Gehäuse 3, 4 im Querschnitt kreisrund ausgebildet. Vorliegend ist der erste Endschalldämpfer 1 (im Montagezustand) unten angeordnet und der zweite Endschalldämpfer 2 oben. Dies kann auch anders herum sein.
Abgas, das von einem (nicht gezeigten) Verbrennungsmotor kommt, wird in die beiden Endschalldämpfer 1, 2 eingeführt. Hierzu weist der erste Endschalldämpfer 1 einen Einlass 5 und der zweite Endschalldämpfer 2 einen Einlass 6 auf. Ferner weist der erste Endschalldämpfer 1 einen Auslass 7 und der zweite Endschalldämpfer 2 ebenfalls einen Auslass 8 auf. In dem Auslass 8 ist eine Verschlussklappe 9 angeordnet, durch die der Auslass 8 verschlossen werden kann. Die Verschlussklappe 9 ist in einer geöffneten Stellung dargestellt. Sie ist um eine Schwenkachse 10 in eine Schließstellung schwenkbar. Dann kann kein Abgas mehr aus dem Endschalldämpfer 2 austreten.
Der erste Endschalldämpfer 1 weist eine erste Öffnung 11 auf. Auch der zweite Endschalldämpfer 2 weist eine erste Öffnung 12 auf. In dem ersten Endschalldämpfer 1 ist eine Strömungssperre 13 angeordnet, die den Strömungsquerschnitt des ersten Endschalldämpfers sperrt, so dass kein Abgas hindurchtreten kann. Aufgrund der Strömungssperre wird das Abgas umgeleitet und durch die Öffnung 11 aus dem ersten Endschalldämpfer 1 und die erste Öffnung 12 in den zweiten Endschalldämpfer geleitet.
Mit dem Bezugszeichen 14 ist ein Mittelschalldämpfer gekennzeichnet, der im Wesentlichen hinter den beiden Endschalldämpfern 1, 2 (also auf der dem Motorad zugewandten Seite) angeordnet ist und sich in einen Spalt 15 hineinerstreckt, der zwischen den beiden Endschalldämpfern 1, 2 ausgebildet ist. Der Mittelschalldämpfer 14 steht mit den beiden Endschalldämpfern in Strömungsverbindung. Abgase, die in den Endschalldämpfer 1 eintreten, werden vorzugsweise durch den Mittelschalldämpfer 14 in den zweiten Endschalldämpfer geleitet.
Der erste Endschalldämpfer 1 weist eine zweite Öffnung 16 auf. Der zweite Endschalldämpfer weist eine zweite Öffnung 17 auf. Vorzugsweise sind die Öffnungen 16, 17 jeweils in den Gehäusen 3, 4 ausgebildet. Vorliegend sind die Öffnungen 16, 17 perforiert ausgebildet, bestehen also aus einer Mehrzahl von kleinen Öffnungen 18. Durch die Perforation wird das aus dem zweiten Endschalldämpfer 2 in den Mittelschalldämpfer eintretende Abgas gedämmt. Gleiches gilt für das Abgas, das aus dem Mittelschalldämpfer 14 in den ersten Endschalldämpfer eintritt.
Der zweite Endschalldämpfer 2 weist einen Absorptionsdämpfer 19 auf. Der erste Endschalldämpfer 1 weist ebenfalls einen Absorptionsdämpfer 20 auf. Die beiden Absorptionsdämpfer 19, 20 weisen jeweils eine Dämmschicht 21 auf, die sich zwischen einem perforierten Blech 22 und der jeweiligen Gehäuse 3, 4 erstreckt. Die Dämmschicht 21 kann beispielsweise eine Glasfasermatte sein. Das Blech 22 hält die Dämmschicht 21 an der Innenwand des jeweiligen Gehäuses 3, 4. Abstandshalter 23 stützen das Blech 22 und die Dämmschicht 21 an dem jeweiligen Gehäuse 3, 4 ab.
Die dargestellte Schalldämpferanordnung ist mit einer geöffneten Verschlussklappe 9 dargestellt. In diesem Zustand tritt Abgas in die beiden Einlässe 5, 6 ein. Das in den ersten Endschalldämpfer 1 eintretende Abgas wird von der Strömungssperre 13 aufgehalten und gelangt durch die Öffnung 11 und die Öffnung 12 in den zweiten Endschalldämpfer 2. Von hier aus wird es zusammen mit dem Abgas, das durch den Einlass 6 in den zweiten Endschalldämpfer 2 eingetreten ist, durch den zweiten Endschalldämpfer 2 geführt, passiert den fakultativen Absorptionsdämpfer 19 und tritt aus dem Auslass 8 aus der Schalldämpferanordnung aus. Bei geöffneter Verschlussklappe 9 erhält man einen minimalen Abgas-Gegendruck und eine maximale Performance.
Wird die Verschlussklappe 9 geschlossen, kann kein oder kaum Abgas mehr aus dem Auslass 8 austreten. Vielmehr wird im Wesentlichen das gesamte Abgas durch die Öffnung 17 aus dem zweiten Endschalldämpfer in den Mittelschalldämpfer 14 und von diesem durch die Öffnung 16 in den ersten Endschalldämpfer 1 geleitet. Aufgrund der Strömungssperre 13 bewegt sich das Abgas in Richtung Auslass 7 und passiert den Absorptionsdämpfer 20, wo eine Schallpegelreduktion erfolgt. Eine geschlossene Klappe 9 führt also zu einem schallpegelreduzierten Betrieb der Schalldämpferanordnung.
2 zeigt die Schalldämpferanordnung nach 1 von hinten. Aus Übersichtsgründen weist der Mittelschalldämpfer 14 keine Rückenplatte auf, damit dessen Innenleben zu sehen ist. Grundsätzlich wird der Mittelschalldämpfer 14 mit einer Rückenplatte verschlossen.
Die Betätigung der Verschlussklappe 9 (1) erfolgt über einen Stellmotor 24, der über ein kardanisches Gestänge 25 mit der Drehachse 10 der Verschlussklappe 9 verbunden ist. Der Stellmotor 24 ist im montierten Zustand der Schalldämpferanordnung auf der Rückseite des zweiten Endschalldämpfers 2 angeordnet, so dass er nicht sichtbar ist.
Auf die Dämpfungsfunktion der perforierten Öffnungen 17, 18 wurde bereits vorstehend eingegangen. Der Mittelschalldämpfer 14 weist vorliegend zwei Umlenkbleche 26, 27 auf, die vorzugsweise versetzt zueinander angeordnet sind. Das Abgas muss also einen mäanderartigen Strömungsweg nehmen. Hierdurch tritt eine zusätzliche Dämmung ein. Vorzugsweise ist die Öffnung 18 näher an der (in 2 lediglich angedeuteten) Strömungssperre 13 angeordnet als die Öffnung 17. Das durch die Öffnung 17 eintretende Abgas muss also einen langen Weg nehmen, bevor es in den ersten Endschalldämpfer 1 eintritt. Darüber hinaus muss das Abgas einen Großteil des ersten Endschalldämpfers 1 durchströmen, was (auch aufgrund der Länge des Schallabsorbers 20) eine hohe Schalldämpfung zur Folge hat.
Wie es aus 2 besonders gut hervorgeht, bilden die Außenwände der Gehäuse 3, 4 die Innenwände des Mittelschalldämpfers 14. Dies schafft eine einfache und schlanke Konstruktion.
Der Mittelschalldämpfer 14 stellt ferner die Strömungsverbindung zwischen der Öffnung 11 und der Öffnung 12 zur Verfügung. Hierzu weist er vorzugsweise eine erste Kammer 28 auf. Grundsätzlich ist es vorstellbar, dass die Strömungsverbindung unabhängig von dem Mittelschalldämpfer 14 ausgebildet ist. Allerdings ist die integrale Lösung besonders platzsparend. Die Umlenkbleche 26, 27 sind in einer zweiten Kammer 29 angeordnet. Die erste Kammer 28 und die zweite Kammer 29 werden durch eine Trennwand 30 getrennt, damit kein Abgas direkt von der ersten Kammer in die zweite Kammer gelangen kann. Das Umlenkblech 27 schließt vorzugsweise an die die Trennwand 30 an. Das Umlenkblech 26 weist einen Abstand zur Trennwand 30 auf.
Vorzugsweise ist in die Gehäuse 3, 4 ein Katalysator K eingesteckt. Hierzu ist das Gehäuse 3, 4 jeweils an seinem Einlass aufgeweitet. Das Gehäuse bildet zweckmäßig in seinem Endbereich einen Anschlag L, der die Einstecktiefe des Katalysators K begrenzt. Die Gehäuse 3, 4 weisen ferner vorzugsweise mindestens einen Schlitz M auf. Vorzugsweise sind mindestens zwei Schlitze M vorgesehen. Mittels einer Schelle N, die vorliegend nur schematisch angedeutet ist, kann der Katalysator in dem Gehäuse fixiert werden.
3 zeigt eine Prinzipskizze, aus der noch einmal der Strömungsverlauf bei geschlossener Verschlussklappe 9 hervorgeht. Abgas gelangt durch den Einlass 5 in den ersten Endschalldämpfer 1 und wird aufgrund der Strömungssperre 13 durch eine Öffnung 11 in einem ersten Strömungsweg S1 in den zweiten Endschalldämpfer 2 geleitet. Aufgrund der geschlossenen Verschlussklappe 9 kann das Abgas nicht aus dem zweiten Endschalldämpfer austreten, sondern gelangt durch die zweite Öffnung 17 in einem zweiten Strömungsweg S2 in den Mittelschalldämpfer 14 und aus diesem durch die zweite Öffnung 18 in den ersten Endschalldämpfer 1. Aus diesem tritt das Abgas aus dem Auslass 7 heraus.
Bezugszeichenliste

1: Endschalldämpfer
2: Endschalldämpfer
3: Gehäuse
4: Gehäuse
5: Einlass
6: Einlass
7: Auslass
8: Auslass
9: Verschlussklappe
10: Drehachse
11: erste Öffnung
12: erste Öffnung
13: Strömungssperre
14: Mittelschalldämpfer
15: Spalt
16: zweite Öffnung
17: zweite Öffnung
18: kleine Öffnungen (Perforation)
19: Absorptionsdämpfer
20: Absorptionsdämpfer
21: Dämmschicht
22: perforiertes Blech
23: Abstandshalter
24: Stellmotor
25: Gestänge
26: Umlenkblech
27: Umlenkblech
28: erste Kammer
29: zweite Kammer
30: Trennwand
S1: erster Strömungsweg
S2: zweiter Strömungsweg
K: Katalysator
L: Anschlag
M: Schlitz
N: Schelle

Claims

Schalldämpferanordnung zum Anschluss an einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs, mit - einem ersten Endschalldämpfer (1), der ein Gehäuse (3) mit einem Einlass (5) und einem Auslass (7) aufweist, und mit - einem zweiten Endschalldämpfer (2), der ein Gehäuse (4) mit einem Einlass (6) und einem Auslass (8) aufweist, - wobei der zweite Endschalldämpfer (2) eine Verschlussklappe (9) aufweist, durch die der Auslass (8) des zweiten Endschalldämpfers (2) verschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, - dass in dem Gehäuse (3) des ersten Endschalldämpfers (1) und in dem Gehäuse (4) des zweiten Endschalldämpfers (2) jeweils mindestens eine erste Öffnung (11; 12) ausgebildet ist, durch die hindurch ein erster Strömungsweg (S1) zwischen dem ersten Endschalldämpfer (1) und dem zweiten Endschalldämpfer (2) hindurchgeht, - dass in dem ersten Endschalldämpfer (1) auslassseitig der mindestens einen ersten Öffnung (11) eine Strömungssperre (13) zum Umlenken von in den ersten Endschalldämpfer einströmendem Abgas in den ersten Strömungsweg (S1) ausgebildet ist, und - dass in dem Gehäuse (3) des ersten Endschalldämpfers (1) und in dem Gehäuse (4) des zweiten Endschalldämpfers (2) jeweils mindestens eine zweite Öffnung (16; 17) ausgebildet ist, durch die hindurch ein zweiter Strömungsweg (S2) zwischen dem zweiten Endschalldämpfer (2) und dem ersten Endschalldämpfer (1) geht, der durch einen Mittelschalldämpfer (14) zur Verfügung gestellt wird, - wobei die mindestens zweite Öffnung (16) in dem ersten Endschalldämpfer (1) auslassseitig der Strömungssperre (13) in dem Gehäuse (3) des ersten Endschalldämpfers (1) ausgebildet ist.
Schalldämpferanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelschalldämpfer (14) eine Trennwand (30) aufweist, die den ersten Strömungsweg (S1) von dem zweiten Strömungsweg (S2) trennt.
Schalldämpferanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Strömungsweg (S1) durch eine erste Kammer (28) und der zweite Strömungsweg (S2) durch eine zweite Kammer (29) des Mittelschalldämpfers (14) hindurchgeht.
Schalldämpferanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelschalldämpfer (14) mindestens ein Umlenkblech (26, 27) zum Umlenken von in den Mittelschalldämpfer (14) eintretendem Abgas aufweist.
Schalldämpferanordnung nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Umlenkblech (26,27) in der zweiten Kammer (29) angeordnet ist.
Schalldämpferanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelschalldämpfer (14) mindestens zwei Umlenkbleche (26, 27) zum Umlenken von in den Mittelschalldämpfer einströmendem Abgas aufweist.
Schalldämpfer nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Umlenkbelche (26,27) versetzt zueinander angeordnet sind.
Schalldämpferanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3; 4) des ersten und/oder des zweiten Endschalldämpfers (1; 2) eine Wand des Mittelschalldämpfers bilden.
Schalldämpferanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelschalldämpfer (14) zumindest teilweise zwischen dem ersten Endschalldämpfer (1) und dem zweiten Endschalldämpfer (2) angeordnet ist.
Schalldämpferanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Endschalldämpfer (1; 2) zwischen sich einen Spalt (15) begrenzen und dass sich der Mittelschalldämpfer zumindest teilweise in den Spalt hineinerstreckt.
Schalldämpferanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Strömungsweg (S1) und/oder der zweite Strömungsweg (S2) durch das Gehäuse (3; 4) des ersten und/oder des zweiten Endschalldämpfers (1; 2) hindurchgehen.
Schalldämpferanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Öffnung (11;12) und/oder die zweite Öffnung (16; 17) des ersten und/oder des zweiten Endschalldämpfers (1; 2) durch eine Perforation in dem jeweiligen Gehäuse (3; 4) gebildet wird.
Schalldämpferanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der erste Endschalldämpfer (1) einen Absorptionsdämpfer (20) aufweist, der auslassseitig der Strömungssperre (13) angeordnet ist.
Schalldämpferanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass beide Endschalldämpfer (1; 2) einen Absorptionsdämpfer (19; 20) aufweisen.
Schalldämpferanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (3; 4) einlassseitig jeweils ein Katalysator (K) aufgenommen ist.
Schalldämpferanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuse (3; 4) zur Aufnahme eines Katalysators (K) an ihrem Einlass aufgeweitet sind und/oder einen Anschlag (L) aufweisen.
Schalldämpferanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuse(3; 4) einlassseitig mindestens einen Schlitz (M) aufweisen.
Verfahren zum Reduzieren des Schalldruckpegels einer Schalldämpferanordnung mit einem ersten und einem zweiten Endschalldämpfer (1; 2), wobei ■ Abgas in den ersten und den zweiten Endschalldämpfer (1; 2) eingeführt wird, ■ der zweite Endschalldämpfer (2) geschlossen wird, ■ das Abgas aus dem ersten Endschalldämpfer (1) in den zweiten Endschalldämpfer (2) geleitet und mit dem Abgas des zweiten Endschalldämpfers vereint wird, ■ das vereinte Abgas aus dem zweiten Endschalldämpfer (2) heraus in einen Mittelschalldämpfer (14) geführt wird, ■ das vereinte Abgas aus dem Mittelschalldämpfer (14) in den ersten Endschalldämpfer geführt und aus dem ersten Endschalldämpfer herausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgas in dem Mittelschalldämpfer (14) mindestens einmal umgelenkt wird, bevor es in den ersten Endschalldämpfer (1) geführt wird.
Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgas in dem ersten Endschalldämpfer (1) einer Absorptionsdämpfung unterzogen wird, bevor es aus dem ersten Endschalldämpfer (1) ausgelassen wird.