DE20011756U1

DE20011756U1 - Schalldämpfer

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Publication number: DE20011756U1
Application number: DE20011756U
Authority: DE
Original assignee: Friedrich Boysen GmbH and Co KG
Current assignee: Friedrich Boysen GmbH and Co KG
Priority date: 2000-07-06
Filing date: 2000-07-06
Publication date: 2000-10-12
Anticipated expiration: 2010-07-07
Also published as: DE10132164A1

Description

Schalldämpfer

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schalldämpfer für eine Brennkraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug.

Schalldämpfer für Brennkraftmaschinen verwenden Resonanz- und Absorptionsräume, in welche die Abgase der Brennkraftmaschine geleitet werden. Die Größe der benötigten Räume ist dabei durch die erforderliche Schalldämpfung bestimmt, die ihrerseits von der Lärmintensität der Brennkraftmaschine und deren Frequenzverteilung abhängt. Andererseits sind Größe und Form des Schalldämpfers bei einem Kraftfahrzeug an die örtlichen Gegebenheiten, insbesondere den vorhandenen Platz anzupassen.

In bestimmten Anwendungsfällen sind flache Schalldämpfergehäuse erforderlich. Aufgrund des erforderlichen Volumens der Schalldämpfer folgt daraus eine verhältnismäßig große Länge und/oder Breite des Schalldämpfers. Das Gehäuse weist daher großflächige Wände auf. Diese erzeugen aber einen verhältnismäßig großen Körperschall.

Um den Körperschall derartiger Schalldämpfer zu reduzieren, ist es bekannt, im Schalldämpfergehäuse Zwischenwände vorzusehen, die quer zwischen den großflächigen Wänden angeordnet sind. Das Einbringen von Zwischenwänden ist jedoch aufwendig, und die Verringerung des Körperschalls nicht immer genügend.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Schalldämpfer anzubieten, welcher trotz flacher Bauweise und einem verhältnismäßig großen Volumen einen geringen Körperschall aufweist und dennoch einfach und kostengünstig in der Herstellung ist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Schalldämpfer für eine Brennkraftmaschine, insbesondere Kraftfahrzeug, mit einem flachen Gehäuse, dessen beide Flachseiten in einem mittleren Bereich zum Gehäuseinneren eingezogen ausgebildet und miteinander verbunden sind.

Durch die nach innen gezogene und miteinander verbundene Ausbildung der beiden Flachseiten des Gehäuses wird der Körperschall des Schalldämpfers überraschend stark reduziert. Er kann sogar annähernd zum Verschwinden gebracht werden.

Zugleich ist der erfindungsgemäße Schalldämpfer einfach in der Herstellung. Die Ausbildung des Schalldämpfergehäuses mit nach innen gezogenen Flachseiten kann grundsätzlich ohne zusätzlichen Arbeitsschritt bei der Herstellung des Schalldämpfergehäuses erreicht werden, beispielsweise indem die beiden Flachseiten des Schalldämpfergehäuses bei der Herstellung in dem betroffenen Bereich niedergeprägt werden. Zur Verbindung der beiden Flachseiten in den eingezogenen Bereichen können diese dort miteinander verschweißt werden. Damit ist der erfindungsgemäße Schalldämpfer auch verhältnismäßig kostengünstig in der Herstellung.

Bevorzugt werden durch gasdichte Verbindung der Flachseiten mindestens zwei voneinander getrennte Dämpfungsräume geschaffen, die auf

• · ··· 1 I ·* * I J J

Wunsch als unterschiedliche Teilschalldämpfer ausgebildet werden können. Das heißt, in einem einzigen Gehäuse sind zwei Schalldämpfer integriert, die nach Bedarf unabhängig voneinander ausgestaltet werden können.
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Grundsätzlich können durch die eingezogene Ausbildung der beiden Flachseiten des Gehäuses auch mehr als zwei Dämpfungsräume geschaffen werden. In jedem Fall ist es aber bevorzugt, wenn die Dämpfungsräume untereinander in etwa ein gleiches Volumen umfassen. Dadurch wird die Reduzierung des Körperschalls optimiert, da die beiden Flachseiten des Schalldämpfergehäuses so in möglichst kleine Flächen unterteilt werden. Bei zwei Dämpfungsräumen umfassen diese also bevorzugt etwa 50 % des Gesamtvolumens des Schalldämpfergehäuses.

Die Herstellung des Schalldämpfergehäuses kann dadurch weiter vereinfacht werden, daß es aus zwei zueinander insbesondere im wesentlichen spiegelsymmetrischen Halbschalen gebildet wird. Die erfindungsgemäße Ausbildung des Schalldämpfergehäuses kann dadurch durch einfaches Prägen in einem einzigen Arbeitsgang erreicht werden.

Die beiden insbesondere aus geprägtem Blech bestehenden Halbschalen werden bevorzugt durch Falzen miteinander verbunden. Dies ist herstellungstechnisch unaufwendig und führt zu einer guten Dauerhaltbarkeit des Schalldämpfers.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung sind die Dämpfungsräume jeweils über mindestens eine Öffnung miteinander verbunden. Dadurch kann das Abgas der Brennkraftmaschine innerhalb des Schalldämpfergehäuses

• · · I

unter den verschiedenen Dämpfungsräumen aufgeteilt werden, um eine optimale Schalldämpfung zu erreichen.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist mindestens ein Dämpfungsraum an einen anderen Dämpfungsraum im Nebenschluß angeschlossen. Der Dämpfungsraum wirkt dadurch als Resonanzschalldämpfer. Dabei ist es bevorzugt, wenn in die Öffnung zwischen den beiden Dämpfungsräumen ein Abgasrohrstück eingesetzt ist, welches in dem im Nebenschluß angeschlossenen Dämpfungsraum frei ausmündet und andererseits an den Abgasstrom angeschlossen ist. Über die Länge des Abgasrohrstückes kann dadurch in an sich bekannter Weise die Dämpfungsfrequenz des Resonanzschalldämpfers eingestellt werden.

Bei einer besonders einfachen und kostengünstigen Variante sind zwei über eine Öffnung miteinander verbundene Dämpfungsräume vorhanden, von denen der eine Dämpfungsraum als reiner Resonanzschalldämpfer und der andere Dämpfungsraum als reiner Absorptionsschalldämpfer ausgebildet ist. Durch den als reiner Absorptionsschalldämpfer ausgebildeten Dämpfungsraum ist dabei insbesondere ein Abgasrohr mit in der Rohrwand vorhandenen, geeigneten Austrittsöffnungen hindurchgeführt, während der als Resonanzschalldämpfer ausgebildete Dämpfungsraum über ein an dieses Abgasrohr angeschlossenes Abzweigrohrstück mit dem Abgasstrom in Nebenschluß verbunden ist.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind mindestens zwei Dämpfungsräume vorgesehen, die über zwei Öffnungen miteinander verbunden sind. Auch hier ist in die beiden Öffnungen jeweils bevorzugt ein

Abgasrohr eingesetzt. Durch diese Ausgestaltung können zwei durchströmte Dämpfungsräume geschaffen werden.

Die Dämpfungsräume können auch jeweils durch Trennwände weiter unterteilt sein. Die Trennwände können dabei geschlossen oder perforiert sein. Dadurch können die Dämpfungsräume beispielsweise als kombinierte Absorptions- und Resonanzschalldämpfer ausgebildet werden. Insgesamt werden dadurch die Variationsmöglichkeiten der Schalldämpfung vorteilhaft erhöht.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Es zeigen, jeweils in schematischer Darstellung,

Figur 1 einen Schnitt durch eine erste Variante des erfindungsgemäßen Schalldämpfers,

Figur 2 eine Seitenansicht des Schalldämpfers von Figur 1,

Figur 3 einen Schnitt durch eine zweite Variante des erfindungsgemäßen Schalldämpfers und

Figur 4 einen Schnitt durch eine dritte Variante des erfindungsgemäßen Schalldämpfers.
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Der in den Figuren 1 und 2 dargestellte Schalldämpfer umfaßt ein Schalldämpfergehäuse 1, welches eine flache Form mit einer oberen Flachseite 2 und einer unteren Flachseite 3 sowie dazwischen verlaufenden Schmal-

seiten 4 aufweist. Das Schalldämpfergehäuse 1 besteht aus zwei Halbschalen &Ggr; und 1", die im wesentlichen zueinander spiegelsymmetrisch ausgebildet und randseitig durch Falzen miteinander verbunden sind.

Die beiden Halbschalen 1' und 1" sind in einem mittleren Bereich des Schalldämpfergehäuses 1 jeweils derart mit einer Niederprägung 5' und 5" ausgebildet, daß sie sich in diesem Bereich im zusammengebauten Zustand berühren und gasdicht miteinander verbunden werden können, um zwei Dämpfungsräume 6 und 7 zu bilden. Zwischen den beiden Dämpfungsräumen 6 und 7 ist dabei eine Öffnung 8 ausgebildet. Außerdem ist der erste Dämpfungsraum 6 mit einer Eintrittsöffnung 9 und einer Austrittsöffnung 10 ausgebildet. In die Eintrittsöffnung 9 und die Austrittsöffnung 10 des ersten Dämpfungsraumes 6 ist ein Abgasrohr 11 dichtend eingesetzt, welches in seiner Wand mit einer Perforation 12 versehen ist.

Auf diese Weise gelangt Abgas I aus dem Abgasrohr 11 in den Dämpfungsraum 6, welcher mit Schallabsorptionsmaterial 13 ausgefüllt ist.

Das Abgasrohr 11 weist außerdem einen Abzweig 14 auf, welcher dichtend durch die Öffnung 8 zwischen dem ersten Dämpfungsraum 6 und dem zweiten Dämpfungsraum 7 geführt ist und in dem zweiten Dampfungsraum 7 frei ausmündet. Der im übrigen geschlossene zweite Dämpfungsraum 7 ist dadurch im Nebenschluß an den Abgasstrom I angeschlossen. Er wirkt dadurch als Resonanzschalldämpfer, dessen Dämpfungsfrequenz über die Länge des Abzweiges 14 eingestellt werden kann.

Wie man sieht, weist der in den Figuren 1 und 2 dargestellte und beschriebene Schalldämpfer trotz verhältnismäßig großem Volumen keine großen Flachseiten 2, 3 auf. Der Körperschall dieses Schalldämpfers ist

dadurch gering, obwohl keine Zwischenwände vorgesehen sind. Zudem umfaßt der Schalldämpfer zwei Teilschalldämpfer, die grundsätzlich beliebig ausgebildet werden können. Damit kann eine gute Schalldämpfung erreicht werden.
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Der in Figur 3 dargestellte Schalldämpfer weist ein Gehäuse 1 auf, welches mit dem Gehäuse 1 der ersten Variante der Figuren 1 und 2 von der Form her übereinstimmt. Auch hier umfaßt das Gehäuse 1 zwei Halbschalen 1' und 1", die jeweils im wesentlichen spiegelsymmetrisch zueinander ausgebildet und mit zwei einander berührenden, gasdicht miteinander verbindbaren Niederprägungen 5' und 5" versehen sind. Dargestellt ist jedoch nur die eine Halbschale 1".

Auch dieser Schalldämpfer weist demnach eine obere Flachseite 2 und eine untere Flachseite 3 auf, die durch die Niederprägungen 5' und 5" unterteilt sind, so daß die Erzeugung von Körperschall weitgehend reduziert ist. Ebenso ist auch dieser Schalldämpfer durch die Niederprägungen 5' und 5" mit zwei Dämpfungsräumen 6 und 7 ausgebildet, die über eine Öffnung 8 miteinander verbunden sind und von denen der erste Dämpfungsraum 6 eine Eintrittsöffnung 9 und eine Austrittsöffnung 10 aufweist.

Im Unterschied zu der ersten Variante weisen die beiden Dämpfungsräume jedoch zusätzlich Zwischenwände 15, 16 und 17 auf, nämlich eine geschlossene Zwischenwand 15 und eine perforierte Zwischenwand 16 im ersten Dämpfungsraum 6 und eine perforierte Zwischenwand 17 im zweiten Dämpfungsraum 7.

Das auch hier vorhandene Abgasrohr 11 ist wiederum in die Eintrittsöffnung 9 und die Austrittsöffnung 10 des ersten Dämpfungsraumes 6 dichtend eingesetzt und durch zugeordnete Öffnungen 18 und 19 in den

Zwischenwänden 15 und 16 dichtend hindurchgeführt. In dem zwischen >

den beiden Zwischenwänden 15 und 16 gebildeten Teilraum 20 und dem zwischen der Zwischenwand 16 und der Austrittsöffnung 10 gebildeten Teilraum 21 weist das Abgasrohr 11 jeweils eine Perforation 12 und 12' auf, über welche Abgas I aus dem Abgasrohr 11 in die mit Absorptionsmaterial 13 und 13' gefüllten Zwischenräume 20 und 21 gelangt.

Der hier ebenfalls vorhandene Abzweig 14 des Abgasrohres 11 ist in dem zwischen der Zwischenwand 15 und der Eintrittsöffnung 9 gebildeten Teilraum 22 mit einer weiteren Perforation 12" versehen, über welche Abgas I auch in den dritten Teilraum 22 gelangt. Dieser ist jedoch ohne Absorptionsmaterial ausgebildet und wirkt daher als Resonanzraum.

Das freie Ende 23 des Abzweigs 14 ist im zweiten Dämpfungsraum 7 durch eine zugeordnete Öffnung 24 in der dort vorhandenen Zwischenwand 17 dichtend geführt und mündet in einem Teilraum 25 frei aus. Über die perforierte Zwischenwand 17 steht der Teilraum 25 mit dem zweiten Teilraum 26 des Dämpfungsraumes 7 in Verbindung. Beide Teilräume 25 und 26 wirken so als abstimmbare Resonanzschalldämpfer.

Bei der in Figur 4 dargestellten dritten Variante stimmt die Form des Gehäuses 1 wieder mit der Form der beiden zuvor beschriebenen Varianten weitgehend überein. Auch hier weist das Gehäuse 1 zwei Halbschalen 1' und 1" auf, die sich im Bereich jeweils einer Niederprägung 5' und 5" berühren und gasdicht miteinander verbindbar sind. Dadurch werden wie-

der zwei Dämpfungsräume 6 und 7 gebildet, die jetzt allerdings durch zwei Öffnungen 8 und 8' miteinander in Verbindung stehen. Nichts desto trotz sind auch hier die obere Flachseite 2 und die untere Flachseite 3 durch die Niederprägungen 5' und 5" so unterteilt, daß das Gehäuse im Betrieb praktisch keinen Körperschall erzeugt.

Die beiden Dämpfungsräume 6 und 7 sind bei dieser Variante jeweils als kombinierte Absorptions- und Resonanzschalldämpfer ausgebildet. Hierfür sind sie jeweils mit zwei Zwischenwänden 27, 28 bzw. 29, 30 ausgebildet. Beide Dämpfungsräume 6 und 7 werden dadurch jeweils in drei Teilräume 31, 32, 33 bzw. 34, 35, 36 unterteilt. Der erste Dämpfungsraum 7 weist außerdem wieder eine Eintrittsöffnung 9 und eine Austrittsöffnung 10 auf.

Ein in die Eintrittsöffnung 9 dichtend eingesetztes erstes Abgasrohr 37 mündet in den Teilraum 34 des zweiten Dämpfungsraumes 7 aus. Es ist sowohl in dem Teilraum 31 des ersten Dämpfungsraumes 6 als auch in dem Teilraum 34 des zweiten Dämpfungsraumes 7 mit einer Perforation 38, 38' ausgebildet. Ein zweites Abgasrohr 39 mündet mit seinem einen Ende ebenfalls in den Teilraum 34 des zweiten Dämpfungsraumes 7 und, nach Durchquerung des zweiten Teilraumes 35 und des dritten Teilraumes 36 des zweiten Dämpfungsraumes 7 sowie des dritten Teilraumes 33 und des zweiten Teilraumes 32 des ersten Dämpfungsraumes 6, mit seinem anderen Ende im ersten Teilraum 31 des ersten Dämpfungsraumes

6. Dabei ist es durch zugeordnete Öffnungen 40, 41, 42 und 43 in den Zwischenwänden 29, 30, 28 und 27 sowie durch die Öffnung 8' zwischen dem ersten Dämpfungsraum und zweiten Dämpfungsraum 7 dichtend geführt. In dem ersten Teilraum 34 und dem zweiten Teilraum 35 des

zweiten Dämpfungsraumes 7 weist das Abgasrohr 39 außerdem jeweils eine Perforation 44, 44' auf.

Ein drittes Abgasrohr 45 ist in die Austrittsöffnung 10 des ersten Dämpfungsraumes 6 eingesetzt und mündet in den ersten Teilraum 31 des ersten Dämpfungsraumes 6 frei aus. Dabei ist es durch Öffnungen 46 und 47 in den Zwischenwänden 28 und 27 dichtend geführt und in den Teilräumen 32 und 33 des ersten Dämpfungsraumes 6 mit jeweils einer Perforation 48, 48' versehen. Die Teilräume 32, 33, 35 und 36 sind jeweils mit Absorptionsmaterial 13 ausgefüllt.

Das über das Abgasrohr 37 eintretende Abgas I gelangt über die Perforation 38 in den ersten Teilraum 31 und von dort in das Abgasrohr 45. Aus dem Abgasrohr 45 gelangt das Abgas I über die Perforationen 48 und 48' in die Teilräume 32 und 33, die mit Absorptionsmaterial 13 gefüllt sind.

Über das Abgasrohr 37 gelangt das Abgas I außerdem in den Teilraum und von dort über das Abgasrohr 39 zurück in den Teilraum 31, wo es sich mit dem dort vorhandenen Teilabgasstrom vereinigt. Außerdem gelangt das Abgas aus dem Abgasrohr 39 über die Perforation 44' in den Teilraum 35 und von dort über die perforierte Zwischenwand 30 in den Teilraum 36, die jeweils mit Absorptionsmaterial 13 ausgefüllt sind. Die Teilräume 32, 33, 35 und 36 wirken also als Absorptionsschalldämpfer, die Teilräume 31 und 34 als Resonanzschalldämpfer, die über die Länge der Abgasrohre 37 und 39 abstimmbar sind. Durch diese Ausgestaltung wird eine hohe Dämpfungswirkung erzielt.

Alle dargestellten Schalldämpfer zeichnen sich durch einen geringen Körperschall aus, da trotz des verhältnismäßig großen Volumens und der flachen Bauweise keine großen Flachseiten vorhanden sind. Außerdem sind die Gehäuse 1 der dargestellten Schalldämpfer jeweils verhältnismäßig
einfach in der Herstellung, da sie aus zwei einfach geprägten Halbschalen zusammengesetzt sind.

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Bezugszeichenliste

1	Schalldämpfergehäuse
&Ggr;	Halbschale
1"	Halbschale
2	obere Flachseite
3	untere Flachseite
4	Schmalseite
5^r	Niederprägung
5"	Niederprägung
6	erster Dämpfungsraum
7	zweiter Dämpfungsraum
8	Öffnung
9	Eintrittsöffnung
10	Austrittsöffnung
11	Abgasrohr
12	Perforation
13	Absorptionsmaterial
14	Abzweig
15	Zwischenwand
16	Zwischenwand
17	Zwischenwand
18	Öffnung
19	Öffnung
20	Teilraum

	21	Teilraum
	22	Teilraum
	23	freies Ende von 14
	24	Öffnung
5	25	Teilraum
	26	Teilraum
	27	Zwischenwand
	28	Zwischenwand
	29	Zwischenwand
10	30	Zwischenwand
	31	Teilraum
	32	Teilraum
	33	Teilraum
	34	Teilraum
15	35	Teilraum
	36	Teilraum
	37	Abgasrohr
	38	Perforation
	38'	Perforation
20	39	Abgasrohr
	40	Öffnung
	41	Öffnung
	42	Öffnung
	43	Öffnung
25	44	Perforation
	44-	Perforation
	45	Abgasrohr
	46	Öffnung

47	Öffnung
48	Perforation
48'	Perforation
I	Abgasstrom

Claims

1. Schalldämpfer für eine Brennkraftmaschine, insbesondere Kraftfahrzeug, mit einem flachen Gehäuse (1), dessen beide Flachseiten (2, 3) in einem mittleren Bereich (5', 5") zum Gehäuseinneren eingezogen ausgebildet und miteinander verbunden sind.

2. Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Flachseiten (2, 3) in den eingezogenen Bereichen (5', 5") gasdicht miteinander verbunden sind und mindestens zwei Dämpfungsräume (6, 7) voneinander trennen.

3. Schalldämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsräume (6, 7) untereinander möglichst gleiche Volumina aufweisen.

4. Schalldämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) aus zwei zueinander insbesondere im wesentlichen spiegelsymmetrischen Halbschalen (1', 1") besteht.

5. Schalldämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Halbschalen (1', 1") aus geprägtem Blech bestehen und insbesondere durch Falzen miteinander verbunden sind.

6. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 2 bis S. dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsräume (6, 7) über jeweils mindestens eine Öffnung (8) miteinander verbunden sind.

7. Schalldämpfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Dämpfungsraum (7) im Nebenschluß an einen anderen Dämpfungsraum (6) angeschlossen ist.

8. Schalldämpfer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in die Öffnung (8) zwischen mindestens zwei Dämpfungsräumen (6, 7) ein Abgasrohrstück (14) dichtend eingesetzt ist, welches in dem im Nebenschluß angeschlossenen Dämpfungsraum (7) frei ausmündet und andererseits an den Abgasstrom (I) angeschlossen ist.

9. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwei über eine Öffnung (8) miteinander verbundene Dämpfungsräume (6, 7) vorhanden sind, von denen der eine Dämpfungsraum (7) als reiner Resonanzschalldämpfer und der andere Dämpfungsraum (6) als reiner Absorptionsschalldämpfer ausgebildet sind.

10. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Dämpfungsräume (6, 7) vorgesehen sind, die über zwei Öffnungen (8, 8') miteinander verbunden sind, in die bevorzugt jeweils ein Abgasrohr (37, 39) eingesetzt ist.

11. Schalldämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Dämpfungsraum (6, 7) durch mindestens eine Trennwand (15, 16, 17) weiter unterteilt ist.

12. Schalldämpfer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Dämpfungsraum (6, 7) als kombinierter Absorptions- und Resonanzschalldämpfer ausgebildet ist.