DE202006012949U1

DE202006012949U1 - Geräuschdämpfer für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE202006012949U1
Application number: DE200620012949
Authority: DE
Original assignee: Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 2006-08-23
Filing date: 2006-08-23
Publication date: 2007-12-27
Anticipated expiration: 2016-08-24

Abstract

Geräuschdämpfer (10; 10') für eine Brennkraftmaschine, mit einem Einlass (1), einem Auslass (4) und einer zwischen diesen Anschlüssen in einem Gehäuse (2) ausgebildeten Kammer (3), in der wenigstens ein Einsatzelement (5, 6, 7, 8; 5', 6') angeordnet ist, das sich über wenigstens einen Teil der Länge des Strömungswegs in der Kammer (3) erstreckt und das an seiner Oberfläche mit Bohrungen (5.4) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsatzelement (5, 6, 7, 8; 5', 6') wenigstens einen Grundkörper (5.1) umfasst, der wenigstens eine einseitig offene Ausnehmung (5.2) aufweist, die mit einer Abdeckfolie oder einer Abdeckplatte (5.3) abgedeckt ist, in welche wenigstens ein Teil der Bohrungen (5.4) eingebracht ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Geräuschdämpfer für eine Brennkraftmaschine, mit einem Einlass, einem Auslass und einer zwischen diesen Anschlüssen liegenden Kammer, in der wenigstens ein plattenförmiges Einsatzelement angeordnet ist, das sich über wenigstens einen Teil der Länge des Strömungswegs in der Kammer erstreckt und das an seiner Oberfläche mit Bohrungen versehen ist.
Aus der EP 791 135 B1 ist ein Geräuschdämpfer bekannt, der als Reflexionsschalldämpfer wirkt. Die Anordnung mehrerer Blenden hintereinander kann in bestimmten Frequenzbereichen zu einem hohen Grad der Schalldämpfung führen, ohne viel Bauraum zu beanspruchen und ohne einen großen Strömungswiderstand zu bilden. Eine breitbandige Auslegung soll insbesondere durch Variation des Abstands der Blenden bewirkt werden, so dass in den unterschiedlich großen Kammern unterschiedliche Resonanzfrequenzen vorliegen.
Aus der DE 197 03 414 A1 ist ein Geräuschdämpfer bekannt, bei dem das Geräusch beladene Gas ebenfalls an Blenden vorbeigeführt wird, die in den Innenraum der Kammer ragen. Außerdem wird es an Einsatzkörpern vorbei geführt, deren Oberfläche mit Bohrungen versehen sind, durch welche eine Vielzahl kleinster Kammern vorliegt, wobei jede der Kammern als Helmholtz-Resonator fungiert und eine Geräuschdämpfung für eine Frequenz bewirkt, die einem Viertel der Wellenlänge des Geräuschs entspricht. Durch diese zusätzliche Lambda-Viertel-Dämpfung kann insbesondere in einem höherfrequenten Bereich eine Geräuschdämpfung bewirkt werden, wohingegen durch die mit den Blenden bewirkten Querschnittssprünge die Intensität von Geräuschen mit tieferer Frequenz gedämpft wird. Mittlere Frequenzen können allerdings nur schlecht gedämpft werden, da hierfür entweder das Volumen der durch die Blenden gebildeten Kammerabschnitte weit reduziert oder aber die Länge der Bohrungen und damit die Wandstärke der Einsatzelemente entsprechend vergrößert werden müsste.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, bei einem Geräuschdämpfer der eingangs genannten Art die Dämpfung in einem mittleren Frequenzband zu verbessern.
Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung bei einem Geräuschdämpfer mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass das plattenförmige Einschubelement wenigstens eine einseitig offene Ausnehmung aufweist, die mit einer Abdeckfolie oder einer Abdeckplatte abgedeckt ist, in welche wenigstens ein Teil der Bohrungen eingebracht ist.
Als Bohrung wird erfindungsgemäß ein schmaler Durchtrittskanal bezeichnet, der nicht notwendigerweise zylinderförmig sein muss, sondern auch andere Querschnittsformen aufweisen kann.
Damit wird wenigstens eine Kammer mit einem mittleren Volumen geschaffen, das kleiner ist als das Volumen von denjenigen Kammerabschnitten, die im Gehäuse selbst durch Ringblenden oder andere Unterteilungselemente bewirkt werden. Andererseits ist das Volumen der Kammern in den Einschubelementen größer als das der Bohrungen, wie sie in dem bekannten Geräuschdämpfer enthalten sind. Durch die erfindungsgemäß ausgebildete Kammer, die nur durch die Ausnehmung in der Abdeckung eine Öffnung zum Luftweg hin besitzt, werden Helmholtz-Resonatoren, auch Lambda-Viertel-Dämpfer genannt, gebildet. Mit der Dicke der Abdeckfolie bzw. -platte und der Querschnittsfläche der Bohrungen wird das Volumen des Mikrokanals, der in die darunter liegende Ausnehmung hineinführt, bestimmt. Zusätzlich stehen noch die Tiefe der Ausnehmung und die Anzahl der Bohrungen pro abzudeckender Ausnehmung im Grundkörper als Parameter zur Verfügung, um den Grad und das Spektrum der Geräuschdämpfung zu beeinflussen.
Wird der Grundkörper des Einsatzelements insgesamt als Hohlkörper ausgebildet, so kann dieser durch Stege leicht in Teilkammern unterschiedlicher Größe unterteilt werden. Anschließend wird der einseitig offene Hohlkörper mit einer perforierten Abdeckfolie bzw. -platte belegt, so dass durch bloße Fügung zweier Teile sogleich eine Vielzahl von Einzelkammern geschaffen ist.
Um Resonanzen des Einsatzelements selbst zu vermeiden, kann der Grundkörper aus schallweichem Material gebildet oder damit beschichtet sein, beispielsweise einem angespritzten thermoplastischen Elastomer.
Die Einsatzelemente können fest in die Kammer integriert sein. Um eine Anpassung an das Geräuschspektrum verschiedener Verbrennungsmotoren vornehmen zu können, ist es vorteilhaft, die Einsatzelemente entnehmbar in der Kammer anzuordnen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen und werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Die Figuren zeigen:
1a eine erste Ausführungsform eines Geräuschdämpfers in einem schematischen Längsschnitt und
1b in einem schematischen Querschnitt
2 eine abgewandelte Form der ersten Ausführungsform im Querschnitt und
3 einen Schnitt durch ein Einsatzelement.
1a zeigt einen Geräuschdämpfer 10, der ein Gehäuse 2 mit einem Einlass 1 und einem Auslass 4 umfasst. In dem Gehäuse 2 ist zwischen Ein- und Auslass eine Kammer 3 ausgebildet, deren Querschnitt gegenüber dem Querschnitt am Ein- bzw. Auslass vergrößert ist. Zwischen den Ein- und Auslässen 1, 4 erstrecken sich mehrere miteinander verbundene Einsatzelemente 5, die jeweils an ihrer Oberfläche mit Ausnehmungen 5.4 versehen sind.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Einsatzelement aus vier kreuzweise angeordneten Einzelplatten 5, 6, 7, 8 gebildet, wie insbesondere der Querschnitt in 1b zeigt. 1b zeigt auch, dass sich die kreuzförmig angeordneten Einsatzelemente 5, 6, 7, 8 von einem gemeinsamen zentralen Rohrelement 9 nach außen erstrecken.
Der Umkreis um die Einsatzelemente 5, 6, 7, 8 deckt etwa den offenen Strömungsweg zwischen dem Einlassquerschnitt und dem Auslassquerschnitt ab. Der über diesen Umkreis hinausgehende Teil der Querschnittsfläche in der Kammer 3 ist durch ringförmige Blenden 11 unterteilt.
Eine alternative Anordnung der Einsatzelemente ist in 2 im Querschnitt bei einem Geräuschdämpfer 10' dargestellt. Hier sind innerhalb des Strömungswegs zwischen Ein- und Auslass 1, 4 zwei Platteneinsatzelemente 5', 6' in planparalleler Anordnung vorgesehen.
Erfindungswesentlich ist die in 3 in einem Detailquerschnitt gezeigte Ausbildung eines Einsatzelements 5. Das Einsatzelement 5 ist als schalenförmiger, einseitig offener Grundkörper 5.1 ausgebildet, der eine luftgefüllte Kammer bzw. Ausnehmung 5.2 umgibt. Die offene Seite ist durch eine Folie oder eine dünne Platte 5.3 abgedeckt, die mit zahlreichen Perforationen, beispielsweise Bohrungen 5.4, versehen ist. Die Querschnitte der Bohrungen 5.4 können variieren, um eine wirksame Dämpfung bei verschiedenen Frequenzen zu erreichen. Ebenso können zu diesem Zweck die Wandstärke des Grundkörpers 5.1 bzw. die Höhe der durch die Ausnehmung 5.2 gebildeten Hohlkammer angepasst werden. Unterteilungen innerhalb der Hohlkammer können dazu dienen, verschiedene Frequenzen nach dem Prinzip des Helmholtz-Resonators zu dämpfen.

Claims

Geräuschdämpfer (10; 10') für eine Brennkraftmaschine, mit einem Einlass (1), einem Auslass (4) und einer zwischen diesen Anschlüssen in einem Gehäuse (2) ausgebildeten Kammer (3), in der wenigstens ein Einsatzelement (5, 6, 7, 8; 5', 6') angeordnet ist, das sich über wenigstens einen Teil der Länge des Strömungswegs in der Kammer (3) erstreckt und das an seiner Oberfläche mit Bohrungen (5.4) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsatzelement (5, 6, 7, 8; 5', 6') wenigstens einen Grundkörper (5.1) umfasst, der wenigstens eine einseitig offene Ausnehmung (5.2) aufweist, die mit einer Abdeckfolie oder einer Abdeckplatte (5.3) abgedeckt ist, in welche wenigstens ein Teil der Bohrungen (5.4) eingebracht ist.
Geräuschdämpfer (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (5.1) als einseitig offener Hohlkörper ausgebildet ist und die davon umschlossene Ausnehmung (5.2) durch Stege in Teilkammern unterschiedlicher Größe unterteilt ist.
Geräuschdämpfer (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (5.1) aus einem schallweichen Material gebildet oder damit beschichtet ist.
Geräuschdämpfer (10; 10') nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Einsatzelemente (5, 6, 7, 8; 5', 6') in der Kammer (3) angeordnet sind.
Geräuschdämpfer (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einsatzelemente (5, 6, 7, 8) kreuzförmig angeordnet sind.
Geräuschdämpfer (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die kreuzförmig angeordneten Einsatzelemente (5, 6, 7, 8) von einem gemeinsamen zentralen Rohrelement (9) nach außen erstrecken.
Geräuschdämpfer (10') nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einsatzelemente (5', 6') planparallel angeordnet sind.
Geräuschdämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einsatzelemente im Querschnitt durch die Kammer gesehen schräg zueinander angestellt sind.
Geräuschdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kammer (3) wenigstens eine ringförmige Blende (11) angeordnet ist.