DE202007010826U1 - Schalldämpfer - Google Patents

Abstract

Schalldämpfer, mit
einem Außengehäuse (10), einem im Inneren des Außengehäuses (10) vorgesehenen ersten sowie einem zweiten Gasführungsrohr (16, 18), die unter Bildung eines Schiebesitzes ineinandergesteckt sind, sowie
quer verlaufenden Wänden (14, 48, 52), wobei das erste Gasführungsrohr (16) fest an zumindest einer der Wände (14, 48) fixiert ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
das erste Gasführungsrohr (16) ein durch plastische Verformung umgestülptes axiales Rohrende (38) hat, wodurch ein radial innerer und ein radial äußerer Endabschnitt (40, 42) gebildet werden, und
wobei im inneren Endabschnitt (40) der Schiebesitz gebildet ist und der äußere Endabschnitt (42) an einer Wand (48) befestigt ist.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Schalldämpfer, mit einem Außengehäuse, einem im Inneren des Außengehäuses vorgesehenen ersten sowie einem zweiten Gasführungsrohr, die unter Bildung eines Schiebesitzes ineinandergesteckt sind, sowie quer verlaufenden Wänden, wobei wenigstens das erste Gasführungsrohr fest an zumindest einer der quer verlaufenden Wände fixiert ist.
• Die Erfindung betrifft insbesondere einen Abgasschalldämpfer eines Verbrennungsmotors wie z.B. eines Kraftfahrzeugmotors. Diese Schalldämpfer sind relativ lang und müssen im Betrieb extreme Temperaturschwankungen aushalten. Da der im Inneren des Außengehäuses vorgesehene Rohrstrang besonders hohen Temperaturen ausgesetzt ist, kann es zu extremen Wärmedehnungen kommen. Aus diesem Grund werden beispielsweise Rohrabschnitte, die an beiden axialen Enden unverschieblich an quer verlaufenden Wänden (auch Böden genannt) befestigt sind, kurz ausgeführt. Der gesamte Gasführungsrohrstrang im Inneren wird zum Teil aus mehreren Rohren zusammengesetzt, die ineinandergeschoben sind und an der Verbindungsstelle einen ausreichend langen Schiebesitz aufweisen. Dieser Schiebesitz nimmt dann die Längenausdehnungen auf. Das Äußere der ineinandergesteckten Rohre hält das innere Rohr und muss deshalb an einer Wand ausreichend gut befestigt sein, üblicherweise durch Schweißen oder Löten. Da eine am Außenumfang des Rohres vorgesehene Schweiß- oder Lötverbindung aber zu Deformationen des Rohres (Wärmeverzug) führen kann und beim Schweißen die Gefahr des sogenannten Durchschweißens besteht, positioniert man die Befestigung axial deutlich versetzt zu dem Schiebesitz. Diese Konstruktion führt jedoch zu einem höheren axialen Bauraum. Akustisch relevante Bereiche mit Öffnungen (sog. Perforationsbereiche) müssen deshalb unter Umständen verkürzt werden, was die akustische Funktion des Schalldämpfers beeinträchtigen kann.
• Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen kompakt aufgebauten und bezüglich der Toleranzen leicht zu fertigenden Schalldämpfer zu schaffen, der darüber hinaus sehr temperaturstabil ist.
• Dies wird bei einem Schalldämpfer der eingangs genannten Art dadurch erreicht, dass das erste Gasführungsrohr ein durch plastische Verformung umgestülptes axiales Rohrende hat, wodurch ein radial innerer und ein radial äußerer Endabschnitt gebildet werden und wobei im inneren Abschnitt der Schiebesitz gebildet ist und der äußere Abschnitt an einer Wand befestigt ist.
• Beim erfindungsgemäßen Schalldämpfer werden die Toleranzprobleme im Bereich des Übergangs zwischen den Gasführungsrohren dadurch gelöst sowie eine gewisse thermische Ausdehnungsmöglichkeit dadurch geschaffen, dass das erste Gasführungsrohr umgestülpt ist. Durch diese Umstülpung ergeben sich zwei benachbarte, voneinander vorzugsweise auch beabstandete Abschnitte des ersten Gasführungsrohres, die unterschiedliche Funktionen erfüllen. Der radial innere Abschnitt bildet den Schiebesitz, wogegen der radial äußere Abschnitt derjenige ist, mit dem dieses Gasführungsrohr an einer Wand befestigt ist. Befestigen heißt im Übrigen in diesem Zusammenhang, dass eine unverschiebliche Befestigung in Form einer Löt-, Schweiß- oder formschlüssigen Verbindung erfolgt. Ein Presssitz ist theoretisch auch möglich, hier läuft man jedoch Gefahr, dass sich dieser Sitz im Betrieb lockert. Der radial äußere Abschnitt kann sich unter der Kraft- und/oder Wärmeeinwirkung bei der Befestigung an der Wand durchaus geringfügig verformen oder verziehen (gilt auch für den Betriebszustand), ohne dass dies eine negative Auswirkung auf den Schiebesitz hat. Durch das Umstülpen wird eine gewisse Entkoppelung der Wandabschnitte erreicht. Darüber hinaus ist auch der axiale Bauraum verglichen mit dem Stand der Technik reduziert, denn der Schiebesitz und die Befestigung des ersten Gasführungsrohres an der zugeordneten Wand können auf gleicher axialer Höhe liegen.
• Es ist zwar gemäß einer Variante auch denkbar, den umgestülpten Endabschnitt am stromeingangsseitigen oder am stromausgangsseitigen Ende des Schalldämpfers anzuordnen und das anschließende, äußere Gasführungsrohr dann in den Endabschnitt zu stecken. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform jedoch ist das zweite Gasführungsrohr ebenfalls im Inneren des Außengehäuses vorgesehen, so dass der Gasführungsstrang im Inneren des Schalldämpfers durch mehrere, ineinandergesteckte Gasführungsrohre gebildet ist.
• Eine weitere Variante der Erfindung sieht vor, dass das umgestülpte Rohrende sogar mehrfach umgestülpt ist, wodurch sich ein weiterer Endabschnitt bildet, der radial versetzt zum inneren oder äußeren Endabschnitt liegt. Dieser weitere Endabschnitt kann dann der Befestigung an einer weiteren Wand dienen, so dass auch hier eine funktionale Entkoppelung weitgehend erreicht wird. Auch lassen sich in den Endabschnitten unterschiedliche Toleranzen, abgestimmt auf die angekoppelten Rohre oder Wände verwirklichen, ebenso wie die einfache Herstellung von Zwischenräumen, in denen beispielsweise Dämmmaterial untergebracht ist.
• In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn der weitere Endabschnitt und die daran befestigte Wand ineinandergeschoben sind und im ineinandergeschobenen Abschnitt dauerhaft miteinander verbunden werden.
• Die an dem weiteren Endabschnitt befestigte Wand ist bevorzugt im ineinandergehenden Abschnitt verjüngt, um hier eine gute Passung zu bewerkstelligen.
• Die Endabschnitte selbst sind zylindrisch, insbesondere kreiszylindrisch ausgeführt und/oder konzentrisch zueinander.
• Die Endabschnitte selbst haben wie gesagt in der bevorzugten Ausführungsform einen radialen Abstand zueinander.
• Das umgestülpte Rohr besitzt insbesondere außerhalb des Endabschnitts einen mit Durchströmöffnungen versehenen Bereich, über den Schallwellen in angrenzende Kammern gelangen können. Auch ein gewisser Gasaustausch oder eine Gasströmung durch die Öffnungen ist möglich. Durch die Erfindung läßt sich hierbei ein langer Schiebesitz verwirklichen, ohne daß die akustische Funktion beeinträchtigt werden würde, da die Bereiche mit den Öffnungen nicht verkürzt werden müssen.
• Das an dem umgestülpten Rohr befestigte Gasführungsrohr kann einen mit Durchströmöffnungen versehenen Bereich haben, der vorzugsweise an das Rohrende des umgestülpten Rohres unmittelbar anschließt, um axial kompakt zu bauen.
• Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den nachfolgenden Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird.
• In den Zeichnungen zeigen:
• 1 eine Längsschnittansicht durch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schalldämpfers und
• 2 eine Längsschnittansicht durch ein in 1 dargestelltes umgestülptes Gasführungsrohr.
• In 1 ist ein Schalldämpfer einer Kraftfahrzeugabgasanlage dargestellt. Der Schalldämpfer hat ein Außengehäuse 10 mit einer Umfangswand 12 sowie einer rechten Stirnwand 14. Die linke Stirnwand ist nicht dargestellt. Im Inneren des Schalldämpfers ist ein stromabwärtiges erstes Gasführungsrohr 16 vorgesehen, welches mit einem stromaufwärtigen, zweiten Gasführungsrohr 18 gekoppelt ist. Das Gasführungsrohr 18 ist im Gegensatz zum Gasführungsrohr 16 nicht ausschließlich linear verlaufend ausgeführt, sondern hat einen aus der Zeichenebene herausweisenden gebogenen Abschnitt, der die Umfangswand 12 durchdringt, um eine Einlassöffnung zu bilden.
• Beide Gasführungsrohre 16, 18 haben Bereiche 20, 22, die am Umfang zahlreiche, gleichmäßig verteilte Durchströmöffnungen 24, 26 aufweisen. Über diese Durphströmöffnungen 24, 26 ist das Innere des jeweiligen Gasführungsrohres 16, 18 mit einem äußeren Schalldämpferraum 28, 30 strömungsmäßig verbunden. Im Raum 28 ist eine übliche Dämmmatte 32 untergebracht. Der Raum 28 wird nach außen zudem durch eine Wand 34 geschlossen, die eine aus einem Rohr gebildete innere Umfangswand definiert.
• Das in 2 im Detail dargestellte Gasführungsrohr 16 hat ein aufgeweitetes, stromabwärtiges Auslassende 36 sowie ein stromaufwärtiges im Inneren ebenfalls etwas aufgeweitetes axiales Rohrende 38.
• Dieses axiale Rohrende 38 ist zweimal umgestülpt, so dass es im Querschnitt eine S-Form aufweist. Diese Umstülpung wird durch plastisches Verformen des Rohres erreicht. Durch die Umstülpung ergibt sich ein radial innerer Endabschnitt 40, ein dazu konzentrischer, vom Endabschnitt 40 beabstandeter, radial äußerer Endabschnitt 42 sowie ein vorzugsweise axial kürzerer, weiterer Endabschnitt 44. Der Endabschnitt 44 ist ebenfalls vom Endabschnitt 42 beabstandet und wie die übrigen Endabschnitte zylindrisch sowie konzentrisch zu den übrigen Endabschnitten 40, 42 ausgeführt. Der radial äußere Endabschnitt 42 und der radial innere Endabschnitt 40 gehen am äußersten axialen Ende des Gasführungsrohres 16 vorzugsweise in einem Radius ineinander über, wogegen die Endabschnitte 42 und 44 am gegenüberliegenden Ende des axialen Endes 38 ebenfalls über einen Radius ineinander übergehen.
• Wie in 2 zu sehen ist, schließt sich der Bereich 20 mit den Durchströmöffnungen 24 unmittelbar an den aufgeweiteten Endabschnitt 40 an und reicht sogar noch etwas in den durch den Endabschnitt 42 umschriebenen Raum hinein. Der Bereich 20 erstreckt sich auch in den durch den weiteren Endabschnitt 44 definierten Raum.
• Das Gasführungsrohr 16 ist an seinem axialen Ende 36 mit der Wand 14 verschweißt, wobei die Wand 14 im verschweißten Bereich einen bundförmigen Kragen 46 aufweist. Am entgegengesetzten axialen Ende 38 ist eine Wand 48 vorgesehen, die auch als Zwischenboden bezeichnet wird und sich quer durch das Außengehäuse 10, insbesondere rechtwinkelig zur Achse A des Gasführungsrohrs 16 erstreckt. Die Wand 48 wird über eine Schweißnaht 50 oder eine entsprechende Lötstelle, alternativ durch eine Umformung, fest mit dem radial äußeren Endabschnitt 42 verbunden, und zwar axial beabstandet vom Übergang zum radial inneren Endabschnitt 40, d.h. vom axialen Ende des Gasführungsrohres 16.
• Die durch ein Rohr gebildete zylindrische Wand 34 wird ebenfalls mit der Wand 14 am stromabwärtigen Ende verschweißt oder verlötet, wobei alternativ die Wand 34 an anderen Bauteilen (Rohre, Zwischenwände) angebunden sein kann. Das stromaufwärtige Ende der Wand 34 ist verjüngt und wird auf den weiteren Endabschnitt 44 aufgeschoben (vorzugsweise mittels einer Press- oder Übergangspassung) und fest daran befestigt. Auch diese Befestigung kann eine Schweiß-, Löt- oder formschlüssige Verbindung durch Umformen sein. Der befestigte, verjüngte Abschnitt trägt das Bezugszeichen 51.
• Dadurch, dass die Befestigung der Wand 34 an einem anderen Abschnitt als dem Endabschnitt 42 erfolgt, lassen sich unterschiedliche Maße und Toleranzen verwirklichen. Auch eine unterschiedliche Wärmeausdehnung der Wand 34 gegenüber dem Gasführungsrohr 16 führt nur bedingt zu einer Verspannung, da eine gewisse Elastizität in radialer und axialer Richtung zwischen dem verjüngten Abschnitt 51 und der Wand 48 aufgrund der S-Form des Rohrendes 38 besteht.
• In das stromaufwärtige axiale Ende 38 wird unter Bildung eines Schiebesitzes das Gasführungsrohr 18 eingeschoben, welches somit an diesem Ende frei beweglich ist, um Temperaturausdehnungen zu erlauben. Eine Wand 52 in Form eines Zwischenbodens, an dem das Gasführungsrohr 18 dauerhaft befestigt, z.B. angeschweißt, ist, bildet die feste Verankerung des Gasführungsrohrs 18 im Außengehäuse 10.
• Wie in 1 zu sehen ist, schließt sich der Bereich 22 mit den Durchströmöffnungen 26 unmittelbar an das axiale, stromaufwärtige Ende 38 des Gasführungsrohres 16 an. Die Befestigung des Gasführungsrohres 16 erfolgt somit radial versetzt zum Schiebesitz, so dass die Bereiche 20, 22 sehr nahe aneinander liegen, was axialen Bauraum spart.

Claims (11)

1. Schalldämpfer, mit einem Außengehäuse (10), einem im Inneren des Außengehäuses (10) vorgesehenen ersten sowie einem zweiten Gasführungsrohr (16, 18), die unter Bildung eines Schiebesitzes ineinandergesteckt sind, sowie quer verlaufenden Wänden (14, 48, 52), wobei das erste Gasführungsrohr (16) fest an zumindest einer der Wände (14, 48) fixiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gasführungsrohr (16) ein durch plastische Verformung umgestülptes axiales Rohrende (38) hat, wodurch ein radial innerer und ein radial äußerer Endabschnitt (40, 42) gebildet werden, und wobei im inneren Endabschnitt (40) der Schiebesitz gebildet ist und der äußere Endabschnitt (42) an einer Wand (48) befestigt ist.
2. Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Gasführungsrohr (18) ebenfalls im Inneren des Außengehäuses (10) vorgesehen ist.
3. Schalldämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das umgestülpte Rohrende (38) mehrfach umgestülpt ist, so dass wenigstens ein weiterer Endabschnitt (44) vorgesehen ist.
4. Schalldämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an dem weiteren Endabschnitt (44) eine Wand (34) des Schalldämpfers befestigt ist.
5. Schalldämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Endabschnitt (44) und die an ihm befestigte Wand (34) ineinandergeschoben und im ineinandergeschobenen Abschnitt dauerhaft aneinander befestigt sind.
6. Schalldämpfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die am weiteren Endabschnitt (44) befestigte Wand (34) im ineinandergeschobenen Abschnitt verjüngt ist.
7. Schalldämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Endabschnitte (40, 42, 44) zylindrisch sind.
8. Schalldämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Endabschnitte (40, 42, 44) konzentrisch zueinander sind.
9. Schalldämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Endabschnitte (40, 42, 44) radial voneinander beabstandet sind.
10. Schalldämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gasführungsrohr (16) außerhalb des inneren Endabschnitts (40) einen mit Durchströmöffnungen (24) versehenen Bereich (20) hat.
11. Schalldämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das in das erste Gasführungsrohr (16) gesteckte zweite Gasführungsrohr (18) einen mit Durchströmöffnungen (26) versehenen Bereich (22) hat, der vorzugsweise an dem angrenzenden axialen Rohrende (38) des ersten Gasführungsrohres (16) unmittelbar anschließt.