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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schalldämpfer für die Abgasleitung von Automobilen der Art, die umfasst:
- – einen Mantel, der eine Abgaskammer innen begrenzt,
- – einen Abgaseintritt, der in die Abgaskammer mündet, und
- – ein Abgasaustrittsrohr, das mit der Abgaskammer kommuniziert und eine Austrittsöffnung zur Außenseite des Schalldämpfers aufweist.
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Die Erfindung betrifft auch ein Automobil, das mit einem solchen Schalldämpfer ausgestattet ist.
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Das Abgasaustrittsrohr eines Schalldämpfers nach dem Stand der Technik hat im Allgemeinen eine zylindrische Form und eine relativ große Länge, wobei die Länge von akustischen Erfordernissen vorgegeben wird. An seinem Ende befindet sich ein Endrohr zur Freisetzung der Gase in die Atmosphäre. Das Austrittsrohr umfasst typischerweise einen Bereich, der in den Mantel eintritt und einen Bereich, der außerhalb des Mantels liegt.
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Das Austrittsrohr eines solchen Schalldämpfers weist im Allgemeinen in Nähe der Austrittsöffnung eine erhöhte Temperatur auf, was den Einbau des Austrittsrohres in einen aus Kunststoff bestehenden hinteren Stoßfänger komplex macht. Häufig ist es erforderlich, in Nähe der Austrittsöffnung eine kostspielige und komplexe Zierblende zwischen das Austrittsrohr und den Stoßfänger einzubauen, um den Stoßfänger aus Kunststoff thermisch zu isolieren.
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Im Übrigen kann ein solcher Schalldämpfer wegen der vorgegebenen relativ großen Länge des Austrittsrohres nicht in Nähe des Fahrzeughecks angebracht werden, es sei denn, der Schalldämpfer wird im Wesentlichen in Querrichtung des Fahrzeuges montiert, was dann ein abgewinkeltes Austrittsrohr voraussetzt. Eine derartige abgewinkelte Form sorgt für zusätzlichen Gegendruck auf die Abgasleitung, was die Leistung des Motors beeinträchtigt.
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Die Erfindung soll daher einen Schalldämpfer für die Abgasleitung vorschlagen, der auf freiere Art und Weise unter dem Fahrzeug montiert werden kann und exzellente thermische und akustische Leistungsdaten aufweist.
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Gegenstand der Erfindung ist daher ein Schalldämpfer des vorgenannten Typs, dadurch gekennzeichnet, dass das Austrittsrohr einen an dem Mantel anliegenden Abschnitt umfasst und der Mantel mindestens eine Perforierung aufweist, welche den anliegenden Abschnitt mit der Abgaskammer verbindet.
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Bei anderen Ausführungsformen umfasst der Schalldämpfer eines oder mehrere der nachstehenden Merkmale einzeln oder in allen technisch möglichen Kombinationen:
- – der Schalldämpfer umfasst eine außen an den Mantel fixierte Außenwand, wobei der anliegende Abschnitt des Austrittsrohres zwischen der Außenwand und dem Mantel begrenzt wird;
- – die Außenwand erstreckt sich über mehr als 30% der Mantelperipherie;
- – der Mantel verläuft im Wesentlichen in Längsrichtung und die Außenwand erstreckt sich über mehr als 50% der Länge des Mantels in Längsrichtung;
- – innerhalb des anliegenden Abschnitts des Austrittsrohres sind zwischen der Außenwand und dem Mantel Fixierkeile so fixiert, dass der Abstand zwischen Außenwand und Mantel aufrecht erhalten wird;
- – das Austrittsrohr liegt vollständig außerhalb des Mantels;
- – der Mantel umfasst eine röhrenförmige Seitenwand, welche gegenüberliegende Öffnungen begrenzt, und zwei Abschlusswände, welche die Öffnungen verschließen, und die oder jede Perforierung befindet sich in der Seitenwand
- – die Seitenwand ist gerollt.
- – die röhrenförmige Seitenwand weist eine Mittelachse auf, wobei die Austrittsöffnung in einer zur Mittelachse im Wesentlichen parallelen Ebene verläuft;
- – das Austrittsrohr ragt gegenüber dem Mantel im Wesentlichen in Radialrichtung im Verhältnis zur Mittelachse hervor;
- – die röhrenförmige Seitenwand weist eine Mittelachse auf, wobei die Austrittsöffnung in einer zur Mittelachse im Wesentlichen senkrechten Ebene verläuft;
- – das Austrittsrohr ragt gegenüber dem Mantel im Wesentlichen parallel zur Mittelachse hervor;
- – die oder jede in die Seitenwand eingebrachte Perforierung verläuft im Wesentlichen entsprechend einer oder mehrerer Ebene(n), die im Wesentlichen senkrecht zur Mittelachse steht oder stehen;
- – das Austrittsrohr weist eine Öffnung für den Ausstoß der Abgase direkt in die Atmosphäre auf;
- – die Austrittsöffnung weist eine gebogene Form auf;
- – die Austrittsöffnung weist eine geradlinige Form auf;
- – das Verhältnis von Höhe zu Bogenbreite der Austrittsöffnung ist kleiner als 0,5;
- – der Querschnitt des genannten Austrittsrohres weist über den größten Teil des Austrittsrohres eine Höhe von weniger als dem 0,5-Fachen seiner Bogenbreite auf;
- – ein Teil der Perforierungen ist in Nähe des gegenüber der Austrittsöffnung gelegenen Endes des Austrittsrohres angebracht.
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Gegenstand der Erfindung ist außerdem ein Automobil, dadurch gekennzeichnet, dass es mit einem wie oben beschriebenen Schalldämpfer für die Abgasleitung ausgestattet ist.
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Die Erfindung und ihre Vorteile werden nach Durchlesen der nachstehenden Beschreibung, die lediglich als Beispiel mit Bezug zu den anhängenden Zeichnungen angeführt wird, besser verständlich, wobei:
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1 eine schematische Darstellung einer unter einem Automobil angebrachten Abgasleitung ist, die einen Schalldämpfer gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung umfasst,
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2 eine perspektivische Ansicht des Schalldämpfers gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung ist,
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3 ein Schnitt nach Ebene III von 2 ist,
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4 ein Schnitt nach Ebene IV von 3 ist,
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5 eine schematische Darstellung der Abgasleitung ist, die unter dem Automobil angebracht ist und den Schalldämpfer gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung umfasst,
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6 eine perspektivische Ansicht des Schalldämpfers gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung ist,
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7 ein Schnitt nach Ebene VII von 6 ist,
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8 ein Schnitt nach Ebene VIII von 7 ist,
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9 ein Schnitt nach Ebene IX von 7 ist.
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Die in 1 dargestellte Abgasleitung 1 umfasst ein Rohr 2 und Mittel 3 zur Befestigung des Rohres 2 an der Fahrzeugkarosserie 4.
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Das Rohr 2 erstreckt sich im Wesentlichen in Längsrichtung entsprechend der normalen Fahrtrichtung des Fahrzeuges von der Front bis zum Heck des Fahrzeuges.
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Das Rohr 2 umfasst einen vorderen Eintritt 5 für die Abgase, der zur Verbindung mit einem Motorausgang geeignet ist. Unmittelbar nach Eintritt 5 umfasst das Rohr 2 einen Axialentkoppler 6, der typischerweise als balgartiger Gummischlauch ausgebildet ist. Dem Entkoppler 6 folgen stromabwärts Abgasreinigungsvorrichtungen wie z. B. eine katalytische Reinigungsvorrichtung 7 und ein Partikelfilter 8, die beispielsweise in dieser Reihenfolge über die Länge der Leitung angeordnet sind.
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Die Reinigungsvorrichtungen 7, 8 sind in Nähe des vorderen Eintrittes 5 des Rohres angebracht, um die von den Abgasen bereitgestellte höhere Temperatur nutzen zu können.
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Das Rohr 2 setzt sich stromabwärts der Reinigungsvorrichtungen 7, 8 durch eine Leitung 9 fort, die geeignet ist, unter dem Fahrzeugaufbau 4 angebracht zu werden. Die Leitung 9 umfasst beispielweise zwei Winkel in umgekehrter Richtung (nicht dargestellt). Die Länge der Leitung 9 beträgt z. B. ungefähr 2 Meter. Die Leitung 9 wird durch einen Auspuffschalldämpfer 10 verlängert.
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Der Schalldämpfer 10 ist mittels der Befestigungsmittel 3 im Wesentlichen in Längsrichtung des Fahrzeuges 4 an der Fahrzeugkarosserie 4 befestigt. Der Schalldämpfer 10 ist entsprechend der 1 in Nähe des Fahrzeughecks angeordnet.
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Der in 2 dargestellte Schalldämpfer 10 umfasst einen Mantel 12, der nach innen eine Abgaskammer 14 begrenzt, dargestellt in 3, einen Abgaseintritt 16, der in die Abgaskammer 14 mündet, und ein Austrittsrohr 18 für die Abgase.
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Der Abgaseintritt 16 ist geeignet, die innere Abgaskammer 14 des Schalldämpfers mit dem stromaufwärtsseitigen Teil der Abgasleitung zu verbinden. Das Austrittsrohr 18 ist geeignet, die Abgase direkt in die Atmosphäre auszustoßen und gestattet die Freisetzung der Gase aus der Abgaskammer 14 des Schalldämpfers in die Atmosphäre.
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Die Abgase strömen vom stromaufwärtsseitigen Teil der Abgasleitung zum stromabwärtsseitigen Teil über den Schalldämpfer 10, der geeignet ist, die von den Schwingungen des Motors erzeugten Druckwellen innerhalb der Abgasströme zu dämpfen.
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Der Mantel 12 umfasst eine röhrenförmige Seitenwand 20, die eine im Wesentlichen in Längsrichtung verlaufende Mittelachse X umfasst.
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Im weiteren Teil der Beschreibung verstehen sich die Begriffe «vorne», «hinten», «längs» und «quer» mit Bezug zur normalen Fahrtrichtung des Fahrzeuges. Die Mittelachse X wird in den 1 bis 4 dargestellt und verläuft von hinten nach vorne.
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Die röhrenförmige Seitenwand 20 begrenzt zwei sich gegenüberliegende Öffnungen, nämlich eine Öffnung 20 vorne und eine Öffnung 24 hinten.
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Die Seitenwand 20 ist gerollt und besteht beispielsweise aus einem Blech, dessen beide seitliche Ränder durch Lötung oder Crimpung miteinander verbunden sind.
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Der Mantel 12 weist über seine Gesamtlänge einen im Wesentlichen ellipsenförmigen Querschnitt auf.
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Der Mantel 12 umfasst zwei Abschlusswände 26, 28. Die Abschlusswand 26 vorne schließt die Öffnung 22 vorne und die Abschlusswand 28 hinten schließt die Öffnung 24 hinten.
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Der Abgaseintritt 16 ist ein Rohr, das in die Abgaskammer 14 mündet, durch die Abschlusswand 26 vorne.
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Das Austrittsrohr 18 ist mit der Abgaskammer 14 verbunden und weist eine Öffnung 30 für den direkten Ausstoß der Abgase in die Atmosphäre und in Richtung der Außenseite des Schalldämpfers 10 auf. Die Öffnung 30 für den Ausstoß der Abgase ist eine Austrittsöffnung des Rohres 18.
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Das Austrittsrohr 18 ist bei der beschriebenen Ausführungsform vollständig außerhalb des Mantels 12 angeordnet. Das Austrittsrohr 18 umfasst einen Abschnitt 32, der an der Außenseite des Mantels 12 anliegt. Über den Großteil der Länge des anliegenden Abschnitts 32 ist das Rohr 18 mit dem Mantel 12 verbunden, ohne dass es mit dem Mantel 12 einen größeren Spalt bildet. Der anliegende Abschnitt 32 ist mit der Abgaskammer 14 über mehrere Perforierungen 34 in der Seitenwand 20 des Mantels 12 wie in den 3 und 4 dargestellt verbunden.
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Der Schalldämpfer 10 umfasst eine Außenwand 36, die außen am Mantel 12 befestigt ist, wobei die Außenwand 36 und der Mantel 12 jeweils den anliegenden Abschnitt 32 des Austrittsrohres 18 begrenzen.
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Fixierkeile 38 sind auf der Innenseite des Austrittsrohres 18 zwischen der Seitenwand 20 des Mantels und der Außenwand 36 angebracht. Die in den 3 und 4 dargestellten Keile 38 sind geeignet, den Abstand zwischen der Seitenwand 20 und der Außenwand 36 über die Länge des Austrittsrohres 18 aufrecht zu erhalten und eine mechanische Festigkeit des Austrittsrohres 18 gegenüber dem Mantel 12 zu gewährleisten.
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Das Austrittsrohr 18 ragt gegenüber dem Mantel 12 im Wesentlichen parallel zur Mittelachse X und, genauer ausgedrückt, gegenüber der Abschlusswand 28 hinten hervor. Der hervorragende Teil hat im Wesentlichen eine Länge von 20% der Gesamtlänge des Rohres 18.
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Der hervorragende Teil des Rohres 18 wird im oberen Abschnitt durch die Außenwand 36 gebildet und im unteren Abschnitt durch eine Zusatzwand 39, die in 3 dargestellt ist. Die Außenwand 36 und die Zusatzwand 39 sind an ihren Seitenrändern durch Lötung oder Crimpung miteinander verbunden. Die Fixierkeile 38 sind zwischen der Außenwand 36 und der Zusatzwand 39 angeordnet.
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Die Zusatzwand 39 ist am oberen Rand der Abschlusswand 28 hinten durch Lötung oder Crimpung fixiert. Die Außenwand 36 ist durch Lötung oder Crimpung an der Seitenwand 20 befestigt. Die Außenwand 36 und die Zusatzwand 39 werden beispielsweise durch Verformung einer Blechflanke hergestellt.
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Das Rohr 18 weist über seine gesamte Länge einen im Wesentlichen mondsichelförmigen Querschnitt auf. Bei der in 4 dargestellten Ausführungsform ist der Querschnitt des Austrittsrohres 18 über die Länge dieses Rohres 18 im Wesentlichen identisch. Er weist eine Höhe He von weniger als dem 0,5-Fachen seiner Bogenbreite Lc auf. Die Höhe He wird in mittlerer Längsebene des Mantels 12 über die kleine Achse des Ellipsenquerschnittes gemessen.
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Das Verhältnis zwischen Höhe He und Bogenbreite Lc des Querschnittes von Austrittsrohr 18 liegt beispielsweise zwischen 0,005 und 0,1, vorzugsweise zwischen 0,005 und 0,05, weiter vorzugsweise zwischen 0,005 und 0,025.
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Die Bogenbreite Lc B beträgt beispielsweise 60 cm und die Höhe He liegt zwischen 0,3 cm und 6 cm, vorzugsweise zwischen 0,3 cm und 3 cm, weiter vorzugsweise zwischen 0,3 cm und 1,5 cm.
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Die Austrittsöffnung 30 verläuft in einer zur Mittelachse X im Wesentlichen senkrechten Ebene. Bei der beschriebenen Ausführungsform ist die Austrittsöffnung 30 mondsichelartig bogenförmig wie in 4 dargestellt. Die Austrittsöffnung 30 weist wie in 4 dargestellt eine Höhe Ho auf, die durch die mittlere Längsebene des Mantels 12 über die kleine Achse des Ellipsenquerschnittes vorgegeben ist, und eine Breite Lo, die als die Bogenbreite der Öffnung 30 zwischen ihren beiden seitlichen Begrenzungen definiert ist. Das Verhältnis von Höhe Ho zu Breite Lo der Austrittsöffnung 30 beträgt weniger als 0,5.
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Das Verhältnis von Höhe Ho zu Breite Lo der Austrittsöffnung 30 liegt beispielsweise zwischen 0,005 und 0,1, vorzugsweise zwischen 0,005 und 0,05, weiter vorzugsweise zwischen 0,005 und 0,025.
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Die Breite Lo der Öffnung beträgt beispielsweise 60 cm und die Höhe Ho der Öffnung liegt dann zwischen 0,3 cm und 6 cm, vorzugsweise zwischen 0,3 cm und 3 cm, weiter vorzugsweise zwischen 0,3 cm und 1,5 cm.
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Die in der Seitenwand 20 des Mantels angebrachten Perforierungen 34 sind wie in 3 dargestellt im Wesentlichen in zwei zur Mittelachse X senkrechten Ebenen angebracht. Die Anzahl Perforierungen 34 beträgt beispielsweise 20, also 10 Perforierungen in jeder der beiden Ebenen senkrecht zur Achse X wie in 4 dargestellt.
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Ein Teil der Perforierungen 34 befindet sich in Nähe des Endes von Austrittsrohr 18 vorne, d. h. auf der der Austrittsöffnung 30 gegenüberliegenden Seite. Die Austrittsöffnung 30 befindet sich in Nähe des Endes von Austrittsrohr 18 hinten wie in 3 dargestellt.
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Die Außenwand 36 erstreckt sich auf über 30% der Peripherie von Mantel 12. Bei der Ausführungsform aus 2 erstreckt sich die Außenwand auf im Wesentlichen die Hälfte der Peripherie von Mantel 12, der oberhalb der großen Achse des Ellipsenquerschnittes liegt.
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Die Außenwand 36 erstreckt sich auf über 50% der Länge von Mantel 12 in Längsrichtung. Bei der Ausführungsform aus 2 erstreckt sich die Außenwand auf im Wesentlichen die gesamte Länge von Mantel 12 in Längsrichtung.
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Drei Innenwände 40 unterteilen die Abgaskammer 14 in vier Kammern 42, 44, 46, 48, nämlich eine erste Kammer 42, eine zweite Kammer 44, eine dritte Kammer 46 und eine vierte Kammer 48, die von vorne nach hinten wie in 2 dargestellt aufeinander folgen. Die drei Innenwände 40 verlaufen im Wesentlichen senkrecht zur Richtung der Mittelachse X. Jede Innenwand 40 weist hier nicht dargestellte Öffnungen auf, die jeweils zwei der benachbarten Kammern 42, 44, 46, 48 miteinander verbinden. Die Kammern 42, 44, 46, 48 haben unterschiedliche Volumina.
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Die Perforierungen 34 sind mit der zweiten Kammer 44 und der vierten Kammer 48 verbunden.
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Die Funktionsweise des Schalldämpfers 10 wird nun mit Hilfe der 3 und 4 beschrieben.
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Die Abgase aus dem stromaufwärtsseitigen Teil der Abgasleitung erreichen den Schalldämpfer 10 über den Eintritt 16 (Pfeil E) bis in die zweite Kammer 44. Die Druckwellen innerhalb des Abgasstromes werden in der zweiten Kammer 44 gedämpft, dann gelangt ein Teil der Wellen über die Perforierungen 34 und das Austrittsrohr 18 direkt aus dem Schalldämpfer 10, während der andere Teil der Wellen sich über die in den Innenwänden 40 angebrachten Öffnungen in die anderen Kammern 42, 46, 48 verteilt. Die Druckwellen werden in den anderen Kammern 42, 46, 48 erneut gedämpft und verlassen den Schalldämpfer 10 ebenfalls über die Perforierungen 34 und das Austrittsrohr 18. Dann werden die Abgase über die Austrittsöffnung 30 (Pfeil S) in die Atmosphäre freigesetzt.
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Das Austrittsrohr 18 weist vorzugsweise eine große Tauscheroberfläche mit der Außenluft auf, so dass eine große Wärmeabgabe möglich ist. Die Temperatur des Austrittsrohres 18 in Nähe seiner Austrittsöffnung 30 wird somit wesentlich reduziert.
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Diese Temperaturabsenkung des Austrittsrohres 18 in Nähe seiner Austrittsöffnung 30 hat den Vorteil, zu einer besseren Verteilung der Schallwellen und einem verminderten Strahlgeräusch zu führen.
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Vorteilhafterweise kann das hintere Ende des Austrittsrohres 18 in Nähe der Austrittsöffnung 30 in den hinteren Kunststoff-Stoßfänger des Fahrzeuges integriert werden, da die Temperatur des Austrittsrohres 18 in Nähe seiner Austrittsöffnung 30 niedrig ist.
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Vorteilhafterweise streckt der Schalldämpfer 10 die Abgase durch die besonders lange und flache Form des Austrittsrohres 18 wirksam.
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Vorteilhafterweise weist der Schalldämpfer 10 eine sehr flache Form und ein geringes Volumen auf, die besonders für Automobile geeignet sind, bei denen das Kofferraumvolumen eine große Rolle spielt.
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Vorteilhafterweise kann mit der abgeflachten Form des Austrittsrohres 18 ein geringer Luftwiderstandswert (Cx) unter dem Automobil erzielt werden.
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Vorteilhafterweise kann aufgrund der abgeflachten Form des Austrittsrohres die Austrittsöffnung 30 mit hinteren Stoßfängern modernsten Designs verbaut werden, was einen zusätzlichen ästhetischen Beitrag leistet.
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Vorteilhafterweise wird ein Schalldämpfer 10 in Nähe des Fahrzeughecks befestigt und umfasst dennoch ein nicht abgewinkeltes Austrittsrohr 18 großer Länge, wodurch gute Leistungsdaten des Motors garantiert werden.
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Der erfindungsgemäß konstruierte Schalldämpfer 10 bietet eine geringere Temperatur des Austrittsrohres 18 in Nähe seiner Austrittsöffnung 30 und kann bei garantiert guten akustischen und motorbezogenen Leistungsdaten in Nähe des Fahrzeughecks befestigt werden.
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Die 5 bis 8 zeigen eine zweite Ausführungsform, bei der analoge Elemente wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform mit identischen Nummern bezeichnet werden.
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Der Schalldämpfer 10 wird an die Fahrzeugkarosserie 4 mit den Befestigungsmittel 3 fixiert. Er verläuft im Wesentlichen in Querrichtung des Fahrzeuges 4.
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Der Schalldämpfer 10 wird wie in 5 dargestellt in Nähe des Fahrzeughecks angebracht.
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Die röhrenförmige Seitenwand 20 weist eine Mittelachse Y auf, die im Wesentlichen der Querrichtung des Fahrzeuges 4 entspricht.
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Die in den 6 bis 7 und 9 dargestellte Mittelachse Y verläuft von rechts nach links.
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Die röhrenförmige Seitenwand 20 begrenzt zwei gegenüberliegende Öffnungen, nämlich eine linke Öffnung 22 und eine rechte Öffnung 24.
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Der Mantel 12 besteht aus zwei Abschlusswänden 26, 28. Die linke Abschlusswand 26 verschließt die linke Öffnung 22 und die rechte Abschlusswand 28 die rechte Öffnung 24.
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Der Mantel 12 weist auf einer Ebene senkrecht zur Mittelachse Y einen in etwa elliptischen Querschnitt auf.
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Der Eintritt 16 der Abgase ist ein Rohr, das, wie in 7 dargestellt, durch die Seitenwand 20 in die Abgaskammer 14 mündet.
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Das Austrittsrohr 18 steht in einer in Bezug zur Mittelachse Y radialen Richtung nach hinten in einer Ebene über den Mantel 12 hinaus, in der die Mittelachse Y und die große Achse des elliptischen Querschnitts enthalten ist. Der überstehende Teil entspricht in seiner Länge etwa 15% der Gesamtlänge des Rohres 18. Die Länge des überstehenden Teiles wird entsprechend der besagten radialen Richtung definiert, und die Gesamtlänge des Rohres 18 entspricht der Länge, die gemäß der Richtung der Umkreisströmung der Auspuffgase rund um die Seitenwand 20 definiert wird.
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Das Rohr 18 weist auf seiner gesamten Länge einen in etwa rechteckigen Strömungsquerschnitt auf. In dem Ausführungsbeispiel aus der 9 weist der Strömungsquerschnitt des Auslassrohres 18 eine Höhe He von weniger als dem 0,5-Fachen seiner Bogenbreite Lc im größten Abschnitt der Länge des Rohres 18 auf. Da der Strömungsquerschnitt des Rohres 18 rechteckig ist, entspricht die Bogenbreite Lc der Breite zwischen den seitlichen Enden des Rohres 18.
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Das Verhältnis zwischen der Höhe He und der Bogenbreite Lc des Strömungsquerschnitts des Auslassrohres 18 liegt beispielsweise zwischen 0,005 und 0,1, vorzugsweise zwischen 0,005 und 0,05, weiter vorzugsweise zwischen 0,005 und 0,025.
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Die Bogenbreite Lc beträgt beispielsweise 60 cm, und die Höhe He liegt demnach zwischen 0,3 cm und 6 cm, vorzugsweise jedoch zwischen 0,3 cm und 3 cm, oder weiter vorzugsweise zwischen 0,3 cm und 1,5 cm.
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Der überstehende Abschnitt des Austrittsrohres 18 wird im unteren Teil von der Außenwand 36, und im oberen Teil durch eine Zusatzwand 39 gebildet, die auf den 6 und 9 zu sehen ist. Die Außenwand 36 und die Zusatzwand 39 sind entlang ihrer Seitenränder durch Verschweißen oder Falzen miteinander verbunden. Die Zusatzwand 39 ist an die Seitenwand 20 geschweißt oder gefalzt.
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Die Austrittsöffnung 30 weist in eine in etwa parallele Richtung zur Mittelchase Y eine längliche Form auf. Im Ausführungsbeispiel der 6 weist die Austrittsöffnung 30 eine rechteckige Form auf. Die Austrittsöffnung 30 weist eine Höhe Ho und eine Bogenbreite Lo auf, wobei das Verhältnis zwischen der Höhe Ho und der Breite Lo der Austrittsöffnung 30 kleiner als 0,5 ist. Da die Austrittsöffnung 30 rechteckig ist, ist die Bogenbreite Lo gleich der Breite zwischen den seitlichen Enden der Auslassöffnung 30.
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Das Verhältnis zwischen der Höhe Ho und der Breite Lo der Austrittsöffnung 30 liegt z. B. zwischen 0,005 und 0,1, jedoch vorzugsweise zwischen 0,005 und 0,05, oder weiter vorzugsweise zwischen 0,005 und 0,025.
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Die Breite Lo der Öffnung beträgt beispielsweise 60 cm, und die Höhe Ho der Öffnung liegt also zwischen 0,3 cm und 6 cm, vorzugsweise jedoch zwischen 0,3 cm und 3 cm, oder weiter vorzugsweise zwischen 0,3 cm und 1,5 cm.
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Die Perforierungen 34, die in der Seitenwand 20 des Mantels eingearbeitet sind, sind, wie in 7 dargestellt, im Wesentlichen in zwei Linien parallel zur Mittelachse Y angeordnet. Die Anzahl der Perforierungen 34 ist beispielsweise gleich 23.
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Die Perforierungen 34 befinden sich in einer Zone der Seitenwand 20, die sich, so wie in 9 dargestellt, gegenüber dem überstehenden Teil des Austrittsrohres 18 befinden.
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Die Außenwand 36 erstreckt sich über mehr als 30% der Mantelperipherie 12. Im Ausführungsbeispiel der 6 erstreckt sich die Außenwand über etwa die Hälfte der Mantelperipherie 12, die sich unterhalb der großen Achse des elliptischen Querschnitts des Mantels 12 befindet.
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Die Außenwand 36 erstreckt sich über mehr als 50% der Länge in Längsrichtung des Mantels 12. Im Ausführungsbeispiel der 6 erstreckt sich die Außenwand 36 über etwa die gesamte Länge in Längsrichtung des Mantels 12.
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Vier Innenwände 40 teilen die Abgaskammer 14 in fünf Kammern 42, 44, 46, 48, 50 auf, nämlich in eine erste Kammer 42, eine zweite Kammer 44, eine dritte Kammer 46, eine vierte Kammer 48 und eine fünfte Kammer 50, die, wie in 7 dargestellt, nacheinander von links nach rechts angeordnet sind. Die vier Innenwände 40 stehen in etwa senkrecht zur Verlaufsrichtung der Mittelachse Y. Die Kammern 42, 44, 46, 48, 50 weisen unterschiedliche Volumina auf.
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Der Schalldämpfer 10 enthält zwei interne Rohre 52, ein erstes Rohr 52, das beispielsweise die erste Kammer 42 mit der dritten Kammer 46 verbindet, und das zweite interne Rohr 52, das beispielsweise die dritte Kammer 46 mit der fünften Kammer 50 verbindet, wie dies in der 7 dargestellt ist. Das Eintrittsrohr 16 ist mit der dritten Kammer 46 verbunden.
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Die Perforierungen 34 sind mit der ersten Kammer 42, der dritten Kammer 46 und der fünften Kammer 50 verbunden.
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Die Funktionsweise dieser zweiten Ausführungsform ist in etwa identisch wie jene der ersten Ausführungsform, die zuvor beschrieben wurde, mit Ausnahme jedoch der Ströme der Auspuffgase.
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Die Auspuffgase aus dem Abschnitt vor der Abgasleitung gelangen über den Eintritt 16 (Pfeil E) in den Schalldämpfer 10 bis in die dritte Kammer 46. Die Druckwellen werden demnach in den verschiedenen Kammern 42, 44, 46, 48 und 50 gedämpft, indem sie in etwa in derselben Richtung strömen, wie die Achse Y verläuft. Die Auspuffgase werden schließlich über das Austrittsrohr 18 und die Austrittsöffnung 30 (Pfeil S) in die Atmosphäre abgegeben, indem sie umkreisförmig um die Mittelachse Y strömen, wie dies in der 9 dargestellt ist.
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In einer Variante ist das Austrittsrohr 18 teilweise innerhalb des Mantels 12 angeordnet, wodurch seine effektive Länge erhöht wird.
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In einer Variante variiert der Querschnitt des Austrittsrohres 18 entlang des besagten Rohres 18, und er entspricht nicht immer dem Querschnitt der Austrittsöffnung 30.
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In einer Variante erstreckt sich das Austrittsrohr 18 über die gesamte Peripherie der Seitenwand 20.
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Der Mantel 12 umfasst beispielsweise eine röhrenförmige Seitenwand 20 mit einer Mittelachse Y, die in etwa in der Querrichtung des Fahrzeugs angeordnet ist.
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Die röhrenförmige Seitenwand 20 begrenzt zwei gegenüberliegende Öffnungen, nämlich eine linke Öffnung 22 und eine rechte Öffnung 24. Der Mantel 12 enthält zwei Abschlusswände 26, 28. Die linke Abschlusswand 26 verschließt die linke Öffnung 22 und die rechte Abschlusswandung 28 verschließt die rechte Öffnung 24.
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Der Eintritt 16 der Abgase mündet durch eine der beiden Abschlusswände 26, 28 in die Abgaskammer 14.
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Die Perforierungen 34 sind in etwa entsprechend einer oder mehrerer Linien parallel zur Mittelachse Y in die Seitenwand 20 eingearbeitet. Die Perforierungen 34 sind in einer Zone der Seitenwand 20 angeordnet, die sich auf Seiten des überstehenden Teiles des Austrittsrohres 18 befindet.
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Bei dem anliegenden Abschnitt 32 des Austrittsrohres 18 weist die Außenwand 36 in etwa eine Röhrenform auf, die die röhrenförmige Seitenwand 20 umgibt, wobei zwischen der Seitenwand 20 und der Außenwand 36 Fixierkeile 38 angeordnet sind, die für einen etwa konstanten radialen Abstand zwischen der Seitenwand 20 und der Außenwand 36 sorgen. Die Austrittsöffnung 30 weist eine gerade Form auf.
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In einer Variante weist das Austrittsrohr 18 keinen im Verhältnis zum Mantel 12 überstehenden Teil auf.
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In einer Variante wird der Mantel 12 aus zwei Halbschalen gebildet, die tiefgezogen, und entlang ihrer Ränder durch Verschweißen oder Falzen miteinander verbunden sind.
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Entsprechend einem zweiten Aspekt der Erfindung, der vom ersten Aspekt der Erfindung, welcher zuvor beschrieben worden ist, unabhängig ist, wird das Austrittsrohr 18 zwischen dem Mantel 12 und der Außenwand 36 definiert, die außen am Mantel 12 befestigt ist.
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Entsprechend einem dritten Aspekt der Erfindung, der von den ersten beiden Aspekten der Erfindung, welche zuvor beschrieben worden sind, unabhängig ist, weist das Austrittsrohr 18 einen Querschnitt in verlängerter Form auf, und weist eine Höhe He auf, die über den größeren Teil seiner Länge, vorzugsweise auf seiner gesamten Länge geringer als 0,5 Mal seine Bogenbreite Lc ist.
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Das Verhältnis zwischen der Höhe Hc und der Bogenbreite Lc des Querschnitts des Austrittsrohres 18 liegt beispielsweise zwischen 0,005 und 0,1, jedoch vorzugsweise zwischen 0,005 und 0,05, oder besonders bevorzugt zwischen 0,005 und 0,025.
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Die Bogenbreite Lc ist beispielsweise gleich 60 cm, und die Höhe He liegt demnach zwischen 0,3 cm und 6 cm, vorzugsweise jedoch zwischen 0,3 cm und 3 cm, oder weiter vorzugsweise zwischen 0,3 cm und 1,5 cm.
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Entsprechend einem vierten Aspekt der Erfindung, der von den ersten drei Aspekten der Erfindung, welche zuvor beschrieben worden sind, unabhängig ist, enthält das Austrittsrohr 18 einen äußeren Abschnitt, der abseits von der Hülle 12 über Fixierkeile befestigt ist. Der besagte äußere Abschnitt weist eine abgeflachte Form auf. Eine untere Außenwand und eine obere Außenwand begrenzen gemeinsam den besagten äußeren Abschnitt. Die Außenwände erstrecken sich über mehr als 30% der Mantelperipherie 12 und über mehr als 50% der Länge in Längsrichtung des Mantels 12.
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Das Austrittsrohr 18 weist vorteilshalber eine sehr große Tauscherfläche mit der Umgebung auf, über die eine große Wärmemenge abgegeben werden kann. Die Temperatur des Austrittsrohres 18 des Schalldämpfers reduziert sich somit in der Nähe seiner Austrittsöffnung 30 beträchtlich. Die Temperaturabsenkung des Rohres 18 sorgt auch für eine verbesserte Verteilung der Schallwelle und für eine Reduzierung des Ausstoßgeräusches.
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Dadurch erhält man die Gelegenheit einer größeren Freiheit bei der Anordnung des Schalldämpfers 10 an der Unterseite des Fahrzeugs, und der Schalldämpfer 10 hat dadurch auch hervorragende thermische und akustische Leistungswerte zu bieten.
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ZUSAMMENFASSUNG
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SCHALLDÄMPFER FÜR DIE ABGASLEITUNG EINES AUTOMOBILS
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Dieser Schalldämpfer (10) für die Abgasleitung eines Automobils enthält:
- – einen Mantel (12), der eine Abgaskammer innen begrenzt,
- – einen Abgaseintritt (16), der in die Abgaskammer mündet, und
- – ein Abgasaustrittsrohr (18), das mit der Abgaskammer (14) kommuniziert, und eine Austrittsöffnung (30) zur Außenseite des Schalldämpfers (10) enthält,
und ist dadurch gekennzeichnet, dass das Austrittsrohr (18) einen Abschnitt (32) enthält, der am Mantel (12) anliegt, wobei der Mantel (12) zumindest eine Perforierung aufweist, die den anliegenden Abschnitt (32) mit der Abgaskammer verbindet.
