DE10243884A1 - Resonatorschalldämpfer - Google Patents

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Abstract

The silencer consists of a sleeve (11) inserted in the exhaust pipe that has an integral Helmholz resonator. This has a number of chambers (13) coupled by tapered orifices (12). The greater the included angle of the taper the thinner the wall section (s) of the sleeve tube for a required resonance frequency.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft einen Schalldämpfer nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a silencer the preamble of claim 1.

Aus der DE 198 18 873 ist ein Schalldämpfer für eine Brennkraftmaschine mit einem Abgasturbolader und nachgeordnetem Ladeluftkühler bekannt. Dieser basiert auf dem Prinzip eines Helmholtz-Resonators und enthält wenigstens eine Kammer, die durch ein Lochblech vom zugeordneten Strömungskanal getrennt ist. Dabei kann dieser Schall dämpfer im Abgasturbolader oder in den zu- oder abführenden Strömungskanälen angeordnet sein. Die Lochtiefe und damit die wirksame Resonatorhalslänge wird allein über die konstante Blechdicke des Lochblechs bestimmt. Hier ergibt sich der Nachteil, dass bei dem gewünschten zu dämpfenden Frequenzbereich auf Grund des oft sehr geringen zur Verfügung stehenden Bauraums und der durch die durch die Stärke des Lochblechs fest vorgegebene Resonatorhalslänge ein Kompromiss eingegangen werden muss.From the DE 198 18 873 is known a silencer for an internal combustion engine with an exhaust gas turbocharger and downstream charge air cooler. This is based on the principle of a Helmholtz resonator and contains at least one chamber which is separated from the associated flow channel by a perforated plate. This sound damper can be arranged in the exhaust gas turbocharger or in the supply or discharge flow channels. The hole depth and thus the effective resonator neck length is determined solely by the constant plate thickness of the perforated plate. The disadvantage here is that a compromise has to be made in the frequency range to be damped due to the often very small installation space available and the resonator neck length which is predetermined by the thickness of the perforated plate.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, die oben aufgeführten Nachteile zu vermeiden und einen Schalldämpfer zu schaffen, der leicht herzustellen ist, einen geringen Bauraum einnimmt und eine sehr große Variabilität bei dem zu dämpfenden Frequenzbereich besitzt. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.The object of the invention is those listed above Avoid disadvantages and create a silencer that is lightweight is to produce, takes up little space and a very size variability with the one to be damped Frequency range. This task is characterized by the characteristics of the Claim 1 solved.

Vorteile der ErfindungAdvantages of invention

Der erfindungsgemäße Schalldämpfer arbeitet nach dem Prinzip eines Helmholtz-Resonators, wobei wenigstens ein schallführendes Element dieses Schalldämpfers wenigstens eine Resonatorkammer enthält, die durch ein Lochblech vom korrespondierenden Strömungskanal getrennt ist. Das Lochblech kann hierbei in Form einer Röhre oder sonstigen in Sich geschlossenen Elementes oder auch nur als Fragment geeignet zur Trennung von Resonatorkammer und strömungsführendem Kanal ausgeführt sein. Hierbei weist das Lochblech im direkten Bereich der darin angeordneten Löcher an wenigstens einem Loch eine im Vergleich zur restlichen Wanddicke des Lochblechs veränderte Wandstärke auf. Auf diese Weise lässt sich der zu dämpfende Frequenzbereich besser steuern, ohne die Dauer und Schwingfestigkeit des Lochblechs nennenswert zu beein flussen. Ebenso vorteilhaft ist hier, dass mit nur einem Lochblech viele verschiedene Schalldämpfer mit entsprechenden Dämpfungscharakteristiken realisiert werden können. So lässt sich die veränderte Wandstärke an wenigstens einem Loch des Lochblechs durch nachträgliche Maßnahmen, wie z. B. Senken, Schleifen und sonstige im Stand der Technik bekannte Maßnahmen realisieren. Das Lochblech kann hierfür aus Metall sein; es ist jedoch auch denkbar, dass es aus einem spritzgießfähigen Material besteht und die veränderten Wandstärken im Bereich wenigstens eines Loches durch entsprechende Auslegung des Spritzgießwerkzeuges hergestellt wird. Die Querschnittsform der im Lochblech angeordneten Löcher kann unabhängig von der veränderten Wandstärke gewählt und ausgeführt werden. Dadurch, dass die Resonatorhalslänge, also die Tiefe des Loches im Vergleich zur Lochblechstärke variiert wird, lässt sich so auf geringstem Raum ein breiter zu dämpfender Frequenzbereich realisieren. Vorzugsweise lässt sich dieser Schalldämpfer in einer Brennkraftmaschine, speziell einer aufgeladenen Brennkraftmaschine einsetzen. Es ist aber durchaus denkbar, diesen Schalldämpfer in weiteren im Stand der Technik bekannten schallführenden Leitungen bzw. Vorrichtungen anzuordnen. Hier sind als Beispiel Druckluftleitungen zu nennen.The silencer according to the invention works on the principle a Helmholtz resonator, where at least one that carries sound Element of this silencer contains at least one resonator chamber through a perforated plate from the corresponding flow channel is separated. The perforated plate can be in the form of a tube or other self-contained element or just as a fragment suitable for separating the resonator chamber and the flow-carrying one Channel. Here, the perforated plate in the direct area of the arranged therein holes at least one hole compared to the remaining wall thickness of the perforated sheet changed Wall thickness on. That way the one to be dampened Better control frequency range without the duration and vibration resistance of the perforated plate. It is equally advantageous here that with just one perforated sheet using many different silencers corresponding damping characteristics can be realized. So lets the changed Wall thickness at least one hole in the perforated plate by subsequent measures, such as B. lowering, grinding and other measures known in the art realize. The perforated plate can be made of metal; However, it is also conceivable that it consists of an injection moldable material and the changed wall thickness in the area of at least one hole by appropriate design of the injection mold will be produced. The cross-sectional shape of the arranged in the perforated plate Holes can independently from the changed Wall thickness chosen and accomplished become. Because the length of the resonator neck, i.e. the depth of the hole compared to the perforated plate thickness is varied, leaves a broader frequency range to be damped is thus realized in the smallest space. Preferably leaves this silencer in an internal combustion engine, especially a supercharged internal combustion engine deploy. But it is quite conceivable to put this silencer in further sound-conducting lines or devices known in the prior art to arrange. Compressed air lines are an example here.

Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schalldämpfers zeichnet sich dadurch aus, dass die veränderte Wandstärke durch eine kegelförmige Senkung mit einem definierten Winkel zwischen den Senkflächen realisiert ist. Hierbei ist die gedämpfte Frequenz ab hängig vom Winkel zwischen den Senkflächen. Je größer der zwischen den Senkflächen eingeschlossene Winkel ist, desto höher ist die zu dämpfende Frequenz. Die Senkung kann auf der zur Kammer hin führenden Seite oder auf der zum Strömungskanal führenden Seite des Lochblechs angeordnet sein. Bevorzugt ist sie in Richtung der Resonatorkammer ausgebildet.An embodiment of the silencer according to the invention draws is characterized by the fact that the changed Wall thickness through a conical countersink is realized with a defined angle between the countersunk surfaces. in this connection is the damped frequency dependent on the angle between the countersinks. The bigger the trapped between the countersinks Angle is the higher is the one to be dampened Frequency. The lowering can lead to the chamber Side or on the flow channel leading Be arranged side of the perforated plate. It is preferably in the direction the resonator chamber.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die Veränderung der Wandstärke im direkten Bereich der darin angeordneten Löcher durch eine, wenigstens eine Stufe umfassende, stufenweise Verringerung der Wandstärke realisiert werden. Die Anzahl der Stufen hierbei kann beliebig gewählt werden und ist abhängig von dem gewünschten zu dämpfenden Frequenzbereich und der im Lochblech vorhandenen Wandstärke. In der bevorzugten einstufigen Variante der Verringerung der Wandstärke ergibt sich der Vorteil einer exakt definierten neuen Resonatorhalslänge.In a further embodiment of the Invention can change the wall thickness in the direct area of the holes arranged therein by one, at least implemented a step-by-step, step-by-step reduction in wall thickness become. The number of levels can be chosen arbitrarily and is dependent of the desired one to be dampened Frequency range and the wall thickness in the perforated plate. In the preferred one-step variant of reducing the wall thickness the advantage of a precisely defined new resonator neck length.

Weiterhin lässt sich eine Verringerung der Wandstärke in einer weiteren Ausgestaltung durch eine im wesentlichen halbkugelförmige Senkung realisieren. Durch empirische Versuche lässt sich der wirksame Frequenzbereich des Dämpfers in Abhängigkeit des Kugeldurchmessers feststellen.There is also a reduction the wall thickness in a further embodiment by an essentially hemispherical countersink realize. The effective frequency range can be determined by empirical tests the damper dependent on of the ball diameter.

Die oben dargestellten Verringerungen der Wandstärke im direkten Bereich wenigstens eines Loches im Lochblech sind durch die einfache Realisierung durch im Stand der Technik bekannte Senkmittel oder durch besondere Ausformung des Spritzgießwerkzeuges gekennzeichnet. Ebenso lässt sich jedoch eine Ausgestaltung der Erfindung realisieren, die durch eine gezielte Materialanhäufung im Bereich der im Lochblech angeordneten Löcher gekennzeichnet ist. Auch durch eine Vergrößerung der Wandstärke im Bereich der Resonatorlöcher lässt sich eine Verschiebung des wirksamen Frequenzbereiches erreichen. Die Wandmaterialanhäufung kann durch eine besondere Ausformung des Spritzgießwerkzeuges oder sonstigen Stand der Technik bekannte Maßnahmen in der Metallverarbeitung zur lokalen Verstärkung von Wandbereichen realisiert werden.The above-described reductions in wall thickness in the direct area of at least one hole in the perforated plate are due to the simple implementation by means of lowering means known in the prior art or by a special shape of the spray casting tool marked. However, an embodiment of the invention can also be implemented, which is characterized by a targeted accumulation of material in the region of the holes arranged in the perforated plate. The effective frequency range can also be shifted by increasing the wall thickness in the area of the resonator holes. The accumulation of wall material can be realized by a special shaping of the injection molding tool or other measures known in the art in metal processing for the local reinforcement of wall areas.

Eine weitere Möglichkeit, die Wandstärke im interessierenden Lochbereich zu verändern, ist eine lochkongruente Ummantelung oder Einbindung wenigstens eines weiteren Lochblechs. Hierbei muss das weitere Lochblech eine zum ersten Lochblech korrespondierende Form aufweisen und wird direkt mit exakter Lochüberdeckung mittels Klebeverfahren, Schweißverfahren, Clipsverfahren oder über sonstige im Stand der Technik bekannten Verbindungsarten mit dem ersten Lochblech verbunden. Als vorteilhaft erweist sich hier die damit verbundene Nachrüst- bzw. Umrüstmöglichkeit eines vorhandenen Schalldämpfers.Another way of looking at the wall thickness in the Change hole area, is a hole-congruent casing or integration of at least one further perforated sheet. Here, the further perforated plate must be a have the first perforated plate corresponding shape and is directly with exact hole coverage by means of adhesive processes, welding processes, Clip process or other known types of connection with the first perforated plate in the prior art connected. The associated retrofit or retooling of an existing silencer.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist der erfindungsgemäße Schalldämpfer in eine Strömungsleitung einer Brennkraftmaschine zwischen einem Abgasturbolader und einer Ladeluftkühlung angeordnet. Hier wird der Schalldämpfer bevorzugt nahe der größten Schall abgebenden Quelle, nämlich dem Abgasturbolader angeordnet. Vorzugsweise besitzt der Schalldämpfer hier den gleichen Querschnitt wie die Strömungsleitung und wird zwischen Abgasturbolader und Strömungsleitung zum Ladeluftkühler eingesetzt. Alternativ lässt sich denken, dass der erfindungsgemäße Schalldämpfer die Strömungsleitung zwischen Abgasturbolader und Ladeluftkühler selbst darstellt.According to an embodiment of the invention the silencer according to the invention in a flow line an internal combustion engine between an exhaust gas turbocharger and Intercooling arranged. Here the silencer is preferred close to the greatest sound source, namely arranged the exhaust gas turbocharger. The muffler preferably has here the same cross section as the flow line and is between Exhaust gas turbocharger and flow line to the intercooler used. Alternatively leaves think that the silencer according to the invention the flow line between exhaust gas turbocharger and intercooler itself.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der erfindungsgemäße Schalldämpfer in einem schallführenden Element im Inneren eines Abgasturboladers einer Brennkraftmaschine angeordnet. Hier ist eine Nutzung in oder an sämtlichen schallführenden Teilen des Abgasturboladers denkbar und möglich. Beispielsweise sind hier Ein- oder Auslass des Verdichters inklusive der damit verbundenen Leitungen oder auch Ein- oder Auslass der Turbine mit den damit zusammengehörenden Leitungen zu nennen. Hierbei kann der Schalldämpfer einzeln oder in Kombination mit weiteren Schalldämpfern in verschiedenen Positionen eingesetzt werden.In a further embodiment of the Invention is the silencer according to the invention in a sound guiding Element inside an exhaust gas turbocharger of an internal combustion engine arranged. Here is a use in or on all sound-conducting Parts of the exhaust gas turbocharger conceivable and possible. For example here inlet or outlet of the compressor including the associated one Lines or also inlet or outlet of the turbine with it belonging together To name lines. The silencer can be used individually or in combination with additional silencers can be used in different positions.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der erfindungsgemäße Schalldämpfer in einem schallführenden Element in einer abgasseitigen Leitung der Brennkraftmaschine angeordnet. Da abgasseitig ebenfalls Schallwellen in bestimmten Frequenzbereichen zu dämpfen sind, ist es ebenso möglich, diesen Schalldämpfer an einem oder mehreren Punkten im Abgasleitungssystem anzuordnen. Dabei kann der Schalldämpfer als Flanschverbindung zwischen zwei Leitungsteilen dienen oder aber in die Leitung integriert sein. Weiterhin kann der erfindungsgemäße Schalldämpfer in Kombination mit sonstigen im Stand der Technik bekannten Schalldämpfern kombiniert werden.According to a further embodiment the invention is the silencer according to the invention in a sound-conducting Element arranged in an exhaust pipe of the internal combustion engine. Since there are also sound waves in certain frequency ranges on the exhaust side to dampen are, it is also possible this silencer to be arranged at one or more points in the exhaust pipe system. there can the silencer serve as a flange connection between two line parts or in the line must be integrated. Furthermore, the muffler according to the invention in Combination combined with other mufflers known in the prior art become.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Schalldämpfer mit einer Kombination von Lochreihen mit unterschiedlichen Wandstärken des Lochblechs zur breitbandigeren Schalldämpfung versehen ist. Durch die unterschiedlichen Wandstärken im Bereich einzelner Löcher oder auch Lochreihen lässt sich ein besonders breites Spektrum von Frequenzen dämpfen. Die unterschiedlichen Wandstärken können wie oben beschrieben durch nachträgliche Bearbeitung oder schon im Herstellprozess des Lochblechs erzielt werden. Vorzugsweise wird der Schalldämpfer hier Kombinationen von Lochreihen mit jeweils unterschiedlichen Wandstärken des Lochblechs bei den Lochreihen aufweisen.Another embodiment of the invention is characterized in that the silencer with a combination from rows of holes with different wall thicknesses of the perforated plate to the broadband soundproofing is provided. Due to the different wall thicknesses in the area of individual holes or also leaves rows of holes attenuate a particularly broad spectrum of frequencies. The different wall thicknesses can as described above by subsequent processing or already can be achieved in the manufacturing process of the perforated plate. Preferably the silencer here combinations of rows of holes with different ones wall thickness of the perforated plate in the rows of holes.

Eine alternative Lösung ist darin zu sehen, einen Schalldämpfer insbesondere für eine Brennkraftmaschine mit Turbolader, wobei wenigstens ein schallführendes Element wenigstens eine Kammer enthält, die durch ein Lochblech vom korrespondierenden Strömungskanal getrennt ist und dadurch nach dem Prinzip eines Helmholtz-Resonators aufgebaut ist, vorzusehen. Erfindungsgemäß weist das Lochblech im direkten Bereich der darin angeordneten Löcher bei jedem Loch eine kegelförmige Senkung auf, wobei der Winkel zwischen den Senkflächen zwischen 60 und 150 ° beträgt. Weiterhin erfolgen die Senkungen aus Richtung der Resonatorkammer. Hierbei ist das Resonatorrohr aus Metall und die Senkungen werden mechanisch von außen eingebracht.An alternative solution is in seeing a silencer especially for an internal combustion engine with a turbocharger, at least one sound-conducting Element contains at least one chamber through a perforated plate from the corresponding flow channel is separated and thus according to the principle of a Helmholtz resonator is built to provide. According to the invention, the perforated plate points directly Area of the holes arranged therein a conical one for each hole Lowering, with the angle between the lower surfaces between 60 and 150 °. Farther the subsidence takes place from the direction of the resonator chamber. in this connection the resonator tube is made of metal and the depressions become mechanical from the outside brought in.

In einer weiteren Ausgestaltung dieses Schalldämpfers beträgt die Wandstärke des Lochblechs in den nicht angesenkten Bereichen zwischen 0,5 und 5 mm und der Lochdurchmesser zwischen 1 und 20 mm.In a further embodiment of this silencer, the wall thickness is Perforated sheet in the non-countersunk areas between 0.5 and 5 mm and the hole diameter between 1 and 20 mm.

Es ist vorteilhaft, den radialen Abstand zwischen Lochblech und einer äußeren Begrenzungswand zwischen 1 und 40 mm betragen zu lassen.It is advantageous to use the radial Distance between perforated plate and an outer boundary wall between To be 1 and 40 mm.

Ebenso vorteilhaft ist es, bei diesem Schalldämpfer das Verhältnis zwischen Kammervolumen und Summe der Lochblechen zwischen 4 und 40 cm3 pro cm2 betragen zu lassen.It is also advantageous for this silencer to have the ratio between the chamber volume and the sum of the perforated sheets between 4 and 40 cm 3 per cm 2 .

Die Veränderung der Wandstärke des Lochblechs ergibt eine Änderung der wirksamen Resonatorhalslänge. Allerdings hat sich gezeigt, dass eine zu geringe Wandstärkenänderung nur eine sehr geringe Veränderung der zu dämpfenden Frequenz ergibt. Bei den bisher bekannten Lösungen durfte die Wandstärke nicht zu weit herabgesetzt werden um das Lochblech nicht zu stark zu schwächen und keinen Ausfall vorzuprogrammieren. Durch die nur partiell vorgenommene Verringerung der Wandstärke durch eine Senkung im Lochbereich wird dieser Nachteil vermieden und es lassen sich so sehr kleine Resonatorhalslängen realisieren und dementsprechend der zu dämpfende Frequenzbereich in Richtung der höheren Frequenzen verschieben.The change in the wall thickness of the perforated plate results in a change in the effective resonator neck length. However, it has been shown that a change in wall thickness which is too small results in only a very small change in the frequency to be damped. In the previously known solutions, the wall thickness could not be reduced too far in order not to weaken the perforated plate too much and not to pre-program a failure. By only partially reducing the wall thickness A lowering in the hole area avoids this disadvantage and very small resonator neck lengths can be realized and accordingly the frequency range to be damped is shifted in the direction of the higher frequencies.

Der erfindungsgemäße Schalldämpfer wird vorteilhaft in einer Brennkraftmaschine mit wenigstens einem Abgasturbolader eingesetzt, wobei er dort ansaugseitig und/oder abgasseitig eingesetzt werden kann.The silencer according to the invention is advantageous in one Internal combustion engine used with at least one exhaust gas turbocharger, where it can be used on the intake side and / or exhaust side can.

Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und der Zeichnung hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei der Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.These and other features of preferred Further developments of the invention go beyond the claims from the description and the drawing, the individual Characteristics for each alone or in several in the form of sub-combinations the embodiment of the invention and in other fields be realized and advantageous also for yourself protectable versions can represent for the protection is claimed here.

Zeichnung Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in der Zeichnung anhand von schematischen Ausführungsbeispielen beschrieben. Hierbei zeigtDrawing More details of the Invention are shown in the drawing using schematic exemplary embodiments described. Here shows

1 Schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Schalldämpfers in einer besonderen Ausführungsform 1 Schematic view of a silencer according to the invention in a special embodiment

2 Darstellung der Korrelation zwischen Senkwinkel und Resonatorhalslänge 2 Representation of the correlation between countersink angle and resonator neck length

3 Darstellung des Einflusses des Senkwinkels auf das Dämpfungsmaß Beschreibung der Ausführungsbeispiele Die 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsform der Erfindung. Dargestellt wird ein Schalldämpfer 10, bestehend aus einem Lochblech 11 und einer Resonatorkammerwand 14. Das Lochblech 11 weist eine im wesentlichen zylindrische Form auf und trennt den im Innern des Lochblechs 11 verlaufenden Strömungskanal von zwei Resonatorkammern 13. Diese werden durch die, das Lochblech 11 im radialen Abstand umgebende, Resonatorkammerwand 14 gebildet, wobei die Kammern 13 durch eine Trennwand 15 voneinander getrennt werden. Im Bereich der Resonatorkammern 13 weist das Lochblech 11 Aussparungen 12 auf, welche zur Erzeugung des Helmholtz-Effekts dienen und über den gesamten Umfang verteilt sind. Die Ausparungen 12 sind im Lochblech 11 in Richtung der Resonatorkammerwand 14 angesenkt wobei die beiden Lochreihen jeweils einen unterschiedlichen Senkwinkel aufweisen. Hierdurch ergibt sich eine breitbandige Dämpfung des emittierten Schalls, da durch die unterschiedlichen Senkwinkel unterschiedliche Resonatorhalslängen erzielt werden. In der dargestellten Figur ist das Lochblech 11 aus Metall mit Möglichkeiten an den jeweiligen Enden mit weiterführenden Leitungsteilen oder Einem Abgasturbolader verbunden zu werden. Die Resonatorkammerwand besteht aus einem Kunststoff, wie z.B. Polyamid 6.6 (PA 6.6) und wird mit dem Lochblech dichtend über Verklebung oder sonstige im Stand der Technik bekannten Verbindungsverfahren verbunden. Die Senkungen der Ausparungen 12 werden vor der Verbindung von Lochblech 11 und Resonatorkammerwand 14 mechanisch, mit definierten Senkwinkeln, eingebracht. Durch die Senkungen weicht die wirksame Resonatorhalslänge von der ursprünglichen Resonatorhalslänge, nämlich der Lochblechwandstärke s, ab. 3 Representation of the influence of the countersink angle on the damping dimension Description of the exemplary embodiments 1 shows a schematic view of an embodiment of the invention. A silencer is shown 10 consisting of a perforated plate 11 and a resonator chamber wall 14 , The perforated sheet 11 has a substantially cylindrical shape and separates the inside of the perforated plate 11 extending flow channel from two resonator chambers 13 , These are through the perforated plate 11 Radially surrounding resonator chamber wall 14 formed, the chambers 13 through a partition 15 be separated from each other. In the area of the resonator chambers 13 shows the perforated plate 11 recesses 12 which serve to generate the Helmholtz effect and are distributed over the entire scope. The recesses 12 are in the perforated plate 11 towards the resonator chamber wall 14 The two rows of holes each have a different countersink angle. This results in broadband damping of the emitted sound, since different resonator neck lengths are achieved through the different angles of depression. In the figure shown is the perforated plate 11 made of metal with possibilities at the respective ends to be connected to further pipe parts or an exhaust gas turbocharger. The resonator chamber wall consists of a plastic, such as, for example, polyamide 6.6 (PA 6.6), and is connected to the perforated plate in a sealing manner by adhesive bonding or other connection methods known in the prior art. The cuts in the recesses 12 before connecting perforated sheet 11 and resonator chamber wall 14 mechanically, with defined countersinking angles. Due to the reductions, the effective resonator neck length deviates from the original resonator neck length, namely the perforated plate wall thickness s.

Die 2 zeigt den Zusammenhang zwischen Senkwinkel α und Resonatorhalslänge s. Der 1 entsprechende Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. In der 2 sind 3 Schnitte des Lochblechs 11 im Bereich der Aussparungen 12 mit jeweils unterschiedlichen Senkungen und unterschiedlichen Senkwinkeln αi zu erkennen. Der untere Ausschnitt zeigt ein Lochblech 11 im Bereich einer Aussparung 12, welches keine Senkung aufweist, was dem Stand der Technik entspricht, und wobei die wirksame Resonatorhalslänge s; der Wandstärke s des Lochblechs 11 entspricht. Ein Weg die zu dämpfende Frequenz anzuheben, ist die wirksame Resonatorhalslänge si zu veringern. Der mittlere Ausschnitt der 2 zeigt widerum ein Lochblech 11 im Bereich einer Aus sparung 12 mit einer Senkung unter dem Senkwinkel α2. Hieraus resultiert eine Veringerung der Resonatorhalslänge zur wirksamen Resonatorhalslänge s2. Im oberen Ausschnitt ist der Senkwinkel αi gegenüber dem mittleren Ausschnitt noch zu einem Senkwinkel α1 vergrößert worden. Aufgrund des vergrößerten Senkwinkels α1 ergibt sich wiederum eine veringerte Resonatorhalslänge s,. Es ist also zu erkennen, dass eine Senkung im Bereich der Aussparungen 12 des Lochblechs 11 zu einer Reduzierung der wirksamen Resonatorhalslänge si führt, wobei eine Vergrößerung des Senkwinkels αi zu weiterer Reduzierung Reduzierung der wirksamen Resonatorhalslänge si führt. So läßt sich also eine Resonatorhalslängenreduzierung bei im wesentlichen gleichbleibender Wandstärke s des Lochblechs 11 ohne nennenswerte Schwächung desselben erzielen.The 2 shows the relationship between the countersink angle α and the resonator neck length s. The 1 corresponding components are provided with the same reference numerals. In the 2 are 3 cuts of the perforated plate 11 in the area of the recesses 12 with different subsidence and different subsidence angles α i . The lower section shows a perforated plate 11 in the area of a recess 12 , which has no depression, which corresponds to the prior art, and wherein the effective resonator neck length s; the wall thickness s of the perforated plate 11 equivalent. One way of increasing the frequency to be damped is to reduce the effective resonator neck length s i . The middle section of the 2 shows a perforated plate 11 in the area of a recess 12 with a lowering at the lowering angle α 2 . This results in a reduction in the resonator neck length to the effective resonator neck length s 2 . In the upper section, the countersink angle α i has been increased to a countersink angle α 1 compared to the middle section. Due to the increased angle of depression α 1 , there is again a reduced resonator neck length s. So it can be seen that a reduction in the area of the recesses 12 of the perforated plate 11 leads to a reduction in the effective resonator neck length s i , an increase in the depression angle α i leading to a further reduction in the effective resonator neck length s i . So it is possible to reduce the length of the resonator neck while the wall thickness s of the perforated plate remains essentially the same 11 achieve without significant weakening of the same.

Die Auswirkungen der Reduzierung der wirksamen Resonatorhalslänge si auf die zu dämpfende Frequenz F ist in 3 dargestellt. Deutlich ist die grundsätzliche Wirkung von Helmholtz-Resonatoren mit einem Dämpfungsmaß über 20 dB gegenüber einer Leitung mit gleichem Durchmesser ohne Schalldämpfer zu erkennen. Weiterhin zeigt sich eine Verlagerung der gedämpften Frequenzen bei unterschiedlichen bzw. keinen Senkungen im Bereich der Aussparungen 12 des Lochblechs 11. Der getestete Schalldämpfer weist eine vollumfängliche Lochreihe mit einer ebenso vollumfänglichen, konzentrischen Resonatorkammer auf. Bei einer Anwenkung der Ausparungen gegenüber den nicht angesenkten Aussparungen verschiebt sich die gedämpfte Frequenz in Richtung der höheren Frequenzen. Vergrößert man nun den Senkwinkel αi, so ergibt sich eine weitere Verschiebung der Dämpfungsfrequenz in Richtung der höheren Frequenzen. Dieses bestätigt die zu 2 getroffene Aussage einer Veringerung der wirksamen Resonatorhalslänge si bei Vergrößerung des Senkwinkels αi. Über die in Testreihen gewonnenen Ergebnisse und durch die Anwendung mehrerer Lochreihen mit unterschiedlichen Senkwinkeln läßt sich so ein exakt auf das zu dämpfende Frequenzspektrum abgestimmter Breitbandresonator mit geringem Platzbedarf und Herstellungskosten realisieren.The effect of reducing the effective resonator neck length s i on the frequency F to be damped is shown in 3 shown. The basic effect of Helmholtz resonators with a damping factor of over 20 dB compared to a line with the same diameter without a silencer can be clearly seen. Furthermore, there is a shift in the attenuated frequencies with different or no reductions in the area of the cutouts 12 of the perforated plate 11 , The muffler tested has a full row of holes with an equally full, concentric resonator chamber. If the recesses are tilted towards the non-recessed recesses, the damped frequency shifts in the direction of the higher frequencies. If the angle of depression α i is increased , there is a further shift in the damping frequency in the direction of the higher frequencies. This confirms the too 2 made statement of a reduction in the effective resonator neck length s i with an increase in the angle of depression α i . Using the results obtained in test series and the use of several rows of holes with different angles of incidence, a broadband resonator that is precisely tailored to the frequency spectrum to be damped can be realized with a small footprint and manufacturing costs.

Claims (16)

Schalldämpfer, insbesondere einer Brennkraftmaschine, vorzugsweise einer aufgeladenen Brennkraftmaschine, wobei wenigstens ein schallführendes Element wenigstens eine Resonatorkammer enthält, die durch ein Lochblech vom korrespondierendem Strömungskanal getrennt ist und dadurch nach dem Prinzip eines Helmholtz Resonators aufgebaut ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Lochblech im direkten Bereich der darin angeordneten Löcher an wenigstens einem Loch eine veränderte Wandstärke aufweist.Silencer, in particular an internal combustion engine, preferably a supercharged internal combustion engine, wherein at least one sound-conducting element contains at least one resonator chamber which is separated from the corresponding flow channel by a perforated plate and is therefore constructed according to the principle of a Helmholtz resonator, characterized in that the perforated plate is in the direct area the holes arranged therein have a changed wall thickness on at least one hole. Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die veränderte Wandstärke durch eine kegelförmige Senkung mit einem definierten Winkel zwischen den Senkflächen realisiert istsilencer according to claim 1, characterized in that the changed wall thickness by a conical Countersink realized with a defined angle between the countersunk surfaces is Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die veränderte Wandstärke durch eine wenigstens eine Stufe umfassende stufenweise Verringerung der Wandstärke realisiert ist.silencer according to claim 1, characterized in that the changed wall thickness by a realized at least one step gradually reducing the wall thickness is. Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die veränderte Wandstärke durch eine, im wesentlichen halbkugelförmige Senkung realisiert ist.silencer according to claim 1, characterized in that the changed wall thickness by a, essentially hemispherical Lowering is realized. Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die veränderte Wandstärke durch eine gezielte Wandmaterialanhäufung in diesem Bereich realisiert ist.silencer according to claim 1, characterized in that the changed wall thickness by a targeted accumulation of wall material is realized in this area. Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die veränderte Wandstärke durch eine lochkongruente Verbindung mit wenigstens einem weiteren Lochblech realisiert ist.silencer according to claim 1, characterized in that the changed wall thickness by a hole-congruent connection with at least one further perforated plate is realized. Schalldämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalldämpfer in einer Strömungsleitung einer Brennkraftmaschine zwischen einem Abgasturbolader und einer Ladeluftkühlung angeordnet ist.silencer according to one of the preceding claims, characterized in that the silencer in a flow line an internal combustion engine between an exhaust gas turbocharger and Intercooling is arranged. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalldämpfer in einem schallführendem Element im Innern eines Abgasturboladers einer Brennkraftmaschine angeordnet ist.silencer according to one of the claims 1 to 6, characterized in that the silencer in a sound guiding Element inside an exhaust gas turbocharger of an internal combustion engine is arranged. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalldämpfer in einem schallführenden Element in einer abgasseitigen Leitung der Brennkraftmaschine angeordnet ist.silencer according to one of the claims 1 to 6, characterized in that the silencer in a sound guiding Element arranged in an exhaust pipe of the internal combustion engine is. Schalldämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalldämpfer mit einer Kombination von Lochreihen mit unterschiedlichen Wandstärken des Lochblechs zur breitbandigeren Schalldämpfung versehen ist.silencer according to one of the preceding claims, characterized in that the silencer with a combination of rows of holes with different wall thicknesses of the Perforated sheet is provided for broadband sound absorption. Schalldämpfer, insbesondere für eine Brennkraftmaschine mit Turbolader, wobei wenigstens ein schallführendes Element wenigstens eine Kammer enthält, die durch ein Lochblech vom korrespondierendem Strömungskanal getrennt ist und dadurch nach dem Prinzip eines Helmholtz Resonators aufgebaut ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Lochblech im direkten Bereich der darin angeordneten Löcher bei jedem Loch eine kegelförmige Senkung enthält und wobei der Winkel zwischen den Senkflächen zwischen 60° und 150° beträgt.silencers, especially for an internal combustion engine with a turbocharger, at least one sound-conducting Element contains at least one chamber through a perforated plate from the corresponding flow channel is separated and thus according to the principle of a Helmholtz resonator is constructed, characterized in that the perforated plate in the direct Area of the holes arranged therein a conical one for each hole Includes lowering and wherein the angle between the countersinks is between 60 ° and 150 °. Schalldämpfer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke des Lochblechs in den Bereichen die nicht angesenkt sind zwischen 0,5 und 5 mm beträgt und der Lochdurchmesser zwischen 1 und 20 mm beträgt.silencer according to claim 11, characterized in that the wall thickness of the Perforated sheet in the areas that are not countersunk between 0.5 and is 5 mm and the hole diameter is between 1 and 20 mm. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der radiale Abstand zwischen Lochblech und einer äußeren Begrenzungswand zwischen 1 und 40 mm beträgt.silencer according to one of the claims 11 or 12, characterized in that the radial distance between Perforated sheet and an outer boundary wall is between 1 and 40 mm. Schalldämpfer nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis zwischen Kammervolumen und Summe der Lochflächen zwischen 4 und 40 cm3/cm2 beträgt.Silencer according to one or more of claims 11 to 13, characterized in that the ratio between the chamber volume and the sum of the perforated areas is between 4 and 40 cm 3 / cm 2 . Schalldämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Veränderung der Lochblechwandstärke eine Änderung der wirksamen Resonatorhalslänge ergibt.silencer according to one of the preceding claims, characterized in that a change the perforated sheet wall thickness a change the effective resonator neck length results. Brennkraftmaschine mit wenigstens einem Abgasturbolader, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schalldämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche vorhanden ist.Internal combustion engine with at least one exhaust gas turbocharger, characterized in that a silencer according to one of the preceding Expectations is available.
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