DE20202679U1 - Muffler insert made of one molded element - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Schalldämpfereinsatz aus einem Formelement zum Einbringen in einen Ringraum zwischen einem Auspuffrohr und einem Auspufftopf mit einem in ein zumindest zeitweise formbeständigen Hüllenelement eingebrachten Gemenge aus Glasfasergarn.The invention relates to a silencer insert consisting of a shaped element for introduction into an annular space between an exhaust pipe and an exhaust muffler with a mixture of glass fibre yarn introduced into a casing element which retains its shape at least temporarily.
Schalldämpfereinsätze der gattungsgemäßen Art werden unter anderem in Schalldämpfern von Auspuffanlagen für Verbrennungskraftmaschinen zur Geräuschdämpfung eingesetzt. Bei solchen Schalldämpfern handelt es sich zumeist um topfartige Gebilde, durch welche das mit Öffnungen versehene Auspuffrohr geführt ist. Schallwellen breiten sich im Innenraum des Auspufftopfes aus und geben dabei ihre Energie an das im Auspufftopf angeordnete Dämpfungsmaterial ab.Silencer inserts of this type are used, among other things, in silencers of exhaust systems for internal combustion engines to dampen noise. Such silencers are usually pot-shaped structures through which the exhaust pipe with openings is guided. Sound waves spread out in the interior of the muffler and transfer their energy to the damping material arranged in the muffler.
Das schalldämmende Material ist vorzugsweise ein sogenannter poröser Schalldämmstoff, also ein Stoff ohne strukturierte Anordnungen von Hohlräumen und Materialverlauf.The sound-insulating material is preferably a so-called porous sound-insulating material, i.e. a material without structured arrangements of cavities and material flow.
Derartige Materialien werden in die Schalldämpfertöpfe eingebracht, wobei unter Anwendung bekannter Verfahren das Material in geeignete Taschen eingefüllt wird, diese verschlossen werden und diese Taschen in die Schalldämpfertöpfe eingeschoben werden. Bei solchen Absorptions-Schalldämpfern kann es in Abhängigkeit der Betriebsbedingungen zu einer hohen thermischen Belastung desSuch materials are introduced into the silencer pots, whereby the material is filled into suitable pockets using known methods, these are closed and these pockets are pushed into the silencer pots. With such absorption silencers, depending on the operating conditions, a high thermal load on the
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Schalldämpfereinsatzes kommen. Darüber hinaus können exotherme chemische Reaktionen im durchströmenden Gas den Schalldämpfereinsatz aufheizen.In addition, exothermic chemical reactions in the gas flowing through the silencer insert can heat up the silencer insert.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Schalldämpfereinsatz zu schaffen, der einem hohen thermischen Leistungseintrag standhält.The invention is therefore based on the object of creating a generic silencer insert which can withstand a high thermal power input.
Als Lösung wird mit der Erfindung ein Schalldämpfereinsatz aus einem Formelement zum Einbringen in einen Ringraum zwischen einem Auspuffrohr und einem Auspufftopf mit einem in ein zumindest zeitweise formbeständigen Hüllenelement eingebrachten Gemenge aus Glasfasergam vorgeschlagen, wobei wenigstens ein Teilbereich des Schalldämpfereinsatzes mit einem Kühlmedium beaufschlagbar ist.As a solution, the invention proposes a silencer insert consisting of a shaped element for introduction into an annular space between an exhaust pipe and an exhaust muffler with a mixture of glass fiber yarn introduced into an at least temporarily dimensionally stable casing element, wherein at least a partial area of the silencer insert can be exposed to a cooling medium.
Durch das Kühlmedium kann erreicht werden, daß zumindest ein Teil der in den Schalldämpfereinsatz eingebrachten Wärmeleistung abgeführt wird. So kann beispielsweise ein Schalldämpfereinsatz für eine vorgegebene Anwendung eine höhere Packungsdichte aufweisen. Das Kühlmedium kann beispielsweise durch ein Gas wie Luft, Stickstoff, und so weiter oder auch durch eine Flüssigkeit wie beispielsweise Wasser, öl und dergleichen gebildet sein.The cooling medium can ensure that at least part of the heat output introduced into the silencer insert is dissipated. For example, a silencer insert for a given application can have a higher packing density. The cooling medium can be formed, for example, by a gas such as air, nitrogen, etc. or by a liquid such as water, oil, etc.
Es wird weiter vorgeschlagen, daß wenigstens ein Teilbereich mit Außenluft durchströmbar ist. So kann die Außenluft beispielsweise über eine zusätzliche Öffnung am Auspufftopf zugeführt werden, wobei ein vorgegebener Teilbereich des Schalldämpfereinsatzes von dieser Außenluft durchströmbar ist. Mit einer einfachen Ausführung kann auf diese Weise eine Kühlung des Schalldämpfereinsatzes erreicht werden.It is further proposed that at least one partial area can be flowed through by outside air. The outside air can be supplied, for example, via an additional opening on the muffler, whereby a predetermined partial area of the silencer insert can be flowed through by this outside air. With a simple design, cooling of the silencer insert can be achieved in this way.
Daneben wird vorgeschlagen, daß der Schalldämpfereinsatz in Axialrichtung durchströmbar ausgebildet ist. So kann das zugeführte Kühlmedium beispielsweise in der gleichen Richtung durch den Schalldämpfereinsatz strömen wie das Gas, welches bestimmungsgemäß den Auspufftopf durchströmt. Durch geeignet angebrachte Öffnungen am Auspufftopf kann unter Ausnutzung einer Sogwirkung eine Förderwirkung für das Kühlmedium erreicht werden. Zusätzliche Fördermittel zum Fördern des Kühlmediums können vermieden werden.It is also proposed that the silencer insert be designed so that flow can take place in the axial direction. For example, the supplied cooling medium can flow through the silencer insert in the same direction as the gas that is intended to flow through the muffler. By using appropriately placed openings on the muffler, a conveying effect for the cooling medium can be achieved by utilizing a suction effect. Additional conveying means for conveying the cooling medium can be avoided.
In einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, daß der Schalldämpfereinsatz in radialer Richtung durchströmbar ist. So kann zum Beispiel eine Strömung des Kühlmediums von außen radial nach innen durch den Schalldämpfereinsatz vorgesehen sein. Vorteilhaft kann eine geringe Außentemperatur des Auspufftopfes erreicht werden, wodurch Wärmeschutzmaßnahmen vermieden werden können. Bei einem Kfz. kann beispielsweise Fahrtwind entsprechend umgeleitet und dem Auspufftopf an einer vorgesehenen Öffnung zugeführt werden. Wärmedämmaßnahmen, wie sie beispielsweise zum Schutz vor einer Brandgefahr beim Parken eines Fahrzeuges auf einer trockenen Wiese vorgesehen sind, können eingespart werden. Auch eine Reduzierung der thermischen Belastung benachbarter Bauteile kann erreicht werden.In a further embodiment, it is proposed that the silencer insert can be flowed through in a radial direction. For example, the cooling medium can flow radially from the outside to the inside through the silencer insert. A low external temperature of the muffler can be achieved, which means that heat protection measures can be avoided. In a motor vehicle, for example, airflow can be diverted accordingly and fed to the muffler at a designated opening. Heat insulation measures, such as those provided for protection against the risk of fire when a vehicle is parked on a dry lawn, can be saved. A reduction in the thermal load on neighboring components can also be achieved.
Darüber hinaus wird vorgeschlagen, daß wenigstens ein Teilbereich als Segment gegenüber anderen Teilbereichen durch wenigstens ein Trennelement abgegrenzt ist. So kann vorteilhaft eine vorgegebene Kühlwirkung auf einen Bereich konzentriert werden, der zu thermisch sensiblen Bauelementen benachbart angeordnet ist.Furthermore, it is proposed that at least one partial area is separated as a segment from other partial areas by at least one separating element. In this way, a predetermined cooling effect can advantageously be concentrated on an area that is arranged adjacent to thermally sensitive components.
Dazu wird ferner vorgeschlagen, daß das Trennelement in wenigstens einer Richtung durchströmbar ist. Vorteilhaft kann beispielsweise bei einer Radialsegmentierung des Schalldämpfereinsatzes erreicht werden, daß das Kühlmedium jede durch Trennelemente abgegrenzte Zone durchströmt.For this purpose, it is further proposed that the separating element can be flowed through in at least one direction. For example, with a radial segmentation of the silencer insert, it can be advantageously achieved that the cooling medium flows through each zone delimited by separating elements.
In einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, daß das Trennelement ventilartig ausgebildet ist. So kann beispielsweise eine Strömung des Kühlmediums in Abhängigkeit von der Temperatur oder vom Druck innerhalb des Schalldämpfereinsatzes gesteuert werden, indem z. B. die Durchlässigkeit des Trennelements mit zunehmender Temperatur oder auch zunehmendem Druck ansteigt.In a further embodiment, it is proposed that the separating element is designed like a valve. For example, a flow of the cooling medium can be controlled depending on the temperature or pressure within the silencer insert, for example by the permeability of the separating element increasing with increasing temperature or increasing pressure.
Es wird ferner vorgeschlagen, daß der wenigstens eine mit Kühlmedium beaufschlagbare Teilbereich derart mit einem angrenzenden Teilbereich verbunden ist, daß das Kühlmedium nach Durchströmung des einen Teilbereichs diesen in den anderen Teilbereich hinein verläßt. Vorteilhaft kann beispielsweiseIt is further proposed that the at least one partial area that can be supplied with cooling medium is connected to an adjacent partial area in such a way that the cooling medium, after flowing through one partial area, leaves it into the other partial area. For example,
bei einem in axialer Richtung segmentierten Schalldämpfereinsatz bei Zuführung des Abgases und des Kühlmediums am gleichen Ende des Auspufftopfes erreicht werden, daß die axial angeordneten Segmente nacheinander vom Kühlmedium durchströmbar sind. Eine Kühlung aller Segmente des Schalldämpfereinsatzes kann erreicht werden.With a silencer insert segmented in the axial direction, if the exhaust gas and the cooling medium are fed to the same end of the muffler, the cooling medium can flow through the axially arranged segments one after the other. Cooling of all segments of the silencer insert can be achieved.
Darüber hinaus wird vorgeschlagen, daß dieser aus voneinander separierbaren Einzelelementen gebildet ist. Vorteilhaft können insbesondere bei Hochleistungsschalldämpfereinsätzen einzelne verbrauchte Elemente ausgetauscht werden, ohne daß ein kompletter neuer Schalldämpfereinsatz erforderlich ist. Material kosten und Wartungsaufwand können eingespart werden.It is also proposed that this be made up of individual elements that can be separated from one another. This is particularly advantageous in the case of high-performance silencer inserts, as individual worn-out elements can be replaced without the need for a completely new silencer insert. Material costs and maintenance effort can be saved.
Mit der vorliegenden Erfindung kann darüber hinaus erreicht werden, daß das Dämmaterial thermisch geringer beansprucht wird, wodurch ebenfalls Kosten eingespart werden können, indem beispielsweise kostengünstige Dämmaterialien eingesetzt werden können.With the present invention, it can also be achieved that the insulating material is subjected to less thermal stress, which can also save costs, for example by using inexpensive insulating materials.
Weitere Vorteile und Merkmale sind der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen zu entnehmen. Im wesentlichen gleichbleibende Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Ferner wird bezüglich gleicher Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung zum Ausführungsbeispiel in Figur 1 verwiesen. Die Zeichnungen sind Schemazeichnungen und dienen nur der Erläuterung der folgenden Ausführungsbeispiele.Further advantages and features can be found in the following description of exemplary embodiments. Essentially identical components are designated with the same reference numerals. Furthermore, with regard to identical features and functions, reference is made to the description of the exemplary embodiment in Figure 1. The drawings are schematic drawings and serve only to explain the following exemplary embodiments.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen mit einem KühlmediumFig. 1 is a side view of a cooling medium according to the invention
beaufschlagbaren Auspufftopfes,loadable exhaust silencer,
Fig. 2 eine Seitenansicht eines Schalldämpfereinsatzes zum Einsatz in denFig. 2 a side view of a silencer insert for use in the
Auspufftopf in Fig. 1 undExhaust muffler in Fig. 1 and
Fig. 3 eine Seitenansicht einer weiteren erfindungsgemäßen AusgestaltungFig. 3 is a side view of another embodiment according to the invention
eines Schalldämpfereinsatzes.a silencer insert.
In Fig. 1 ist ein zylindrischer Auspufftopf 10 dargestellt, an dem konzentrisch an einem Ende ein Abgaszuführungsrohr 12 und am gegenüber liegenden Ende ein Abgasabführungsrohr 16 angeordnet sind. An der Abgaszuführungsseite ist zudem radial nach außen versetzt ein Kühlluftzuführungsrohr 14 angeordnet. Der Auspufftopf 10 weist ein zentrisch angeordnetes Auspuffrohr 20 auf, wobei in einem Ringraum zwischen dem Auspuffrohr 20 und einer Auspuffwand 34 des Auspufftopfs 10 ein Schalldämpfereinsatz 18 aus einem Formelement eingebracht ist. Das Formelement weist ein Hüllenelement 36 auf, in welches ein Gemenge aus Glasfasergarn eingebracht ist. Über das Abgaszuführungsrohr 12 wird Abgas von einer nicht näher dargestellten Verbrennungsmaschine zugeführt, durch den Auspufftopf 10 geleitet und über das Abgasabführungsrohr 16 abgeleitet. Gleichzeitig wird über das Kühlluftzuführungsrohr 14 ein Kühlmedium, in diesem Fall Luft, in den Auspufftopf eingeleitet. Die Luft durchströmt ebenfalls den Auspufftopf 10 und wird gemeinsam mit dem Abgas über das Abgasabführungsrohr 16 abgeleitet.Fig. 1 shows a cylindrical muffler 10, on which an exhaust gas supply pipe 12 is arranged concentrically at one end and an exhaust gas discharge pipe 16 is arranged at the opposite end. A cooling air supply pipe 14 is also arranged on the exhaust gas supply side, offset radially outwards. The muffler 10 has a centrally arranged exhaust pipe 20, with a silencer insert 18 made of a shaped element being introduced into an annular space between the exhaust pipe 20 and an exhaust wall 34 of the muffler 10. The shaped element has a casing element 36 into which a mixture of glass fiber yarn is introduced. Exhaust gas from an internal combustion engine (not shown in detail) is fed via the exhaust gas supply pipe 12, passed through the muffler 10 and discharged via the exhaust gas discharge pipe 16. At the same time, a cooling medium, in this case air, is introduced into the muffler via the cooling air supply pipe 14. The air also flows through the muffler 10 and is discharged together with the exhaust gas via the exhaust gas discharge pipe 16.
Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht des im Auspufftopf 10 eingesetzten Schalldämpfereinsatzes 18. In dieser Ausgestaltung weist der Schalldämpfereinsatz 18 eine axiale Segmentierung auf. Daneben kann jedoch auch ein unsegmentierter Schalldämpfereinsatz verwendet werden. Der Schalldämpfereinsatz 18 weist hier ein zylindrisches Hüllenelement 36 auf, welches mit einer konzentrisch angeordneten Durchgangsöffnung 38 für das Auspuffrohr 20 versehen ist. Zwischen Stirnseiten 32 des Hüllenelements 36 sind axial beabstandet Trennelemente 30 angeordnet. Diese Trennelemente 30 sind in axialer Richtung durchströmbar. In der vorliegenden Ausgestaltung strömt ein Abgasstrom 22 in den Schalldämpfereinsatz 18 hinein und am gegenüberliegenden Ende strömt ein Gasstrom 26 aus dem Schalldämpfereinsatz 18 heraus. Radial nach außen versetzt wird Kühlluft 24 zugeführt. Kühlluft 24 sowie Abgas durchströmen den Schalldämpfereinsatz 18 in axialer Richtung. Während der axialen Durchströmung wird permanent ein Teil der Kühlluft durch den Schalldämpfereinsatz radial nach innen umgeleitet. Diese abgeleitete Kühlluft sammelt sich in der Durchgangsöffnung 38 und wird zusammen mit dem Abgas zum Ausgang des Schalldämpfereinsatzes 18 geleitet. Die verbleibende axiale Kühlluftströmung durchströmt die durchströmbaren Trennelemente 30, so daß auch die axial nachgeordneten Segmente kühlbar sind. Am stromabwärtsseitigenFig. 2 shows a side view of the silencer insert 18 inserted in the muffler 10. In this embodiment, the silencer insert 18 has an axial segmentation. In addition, however, an unsegmented silencer insert can also be used. The silencer insert 18 here has a cylindrical casing element 36 which is provided with a concentrically arranged through opening 38 for the exhaust pipe 20. Separating elements 30 are arranged at an axial distance between end faces 32 of the casing element 36. These separating elements 30 can be flowed through in the axial direction. In the present embodiment, an exhaust gas flow 22 flows into the silencer insert 18 and at the opposite end a gas flow 26 flows out of the silencer insert 18. Cooling air 24 is supplied radially outwards. Cooling air 24 and exhaust gas flow through the silencer insert 18 in the axial direction. During the axial flow, part of the cooling air is permanently diverted radially inwards through the silencer insert. This diverted cooling air collects in the through-opening 38 and is guided together with the exhaust gas to the outlet of the silencer insert 18. The remaining axial cooling air flow flows through the flow-through separating elements 30, so that the axially downstream segments can also be cooled. At the downstream
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Ende sind der Abgasstrom und der Kühlluftstrom gemeinsam in der Durchgangsöffnung 38 geführt. Der obere Teil dieses Schalldämpfereinsatzes 18 ist daher thermisch geringer beansprucht, so daß benachbart zu diesem Bereich thermisch sensible Bauelemente angeordnet werden können.At the end, the exhaust gas flow and the cooling air flow are guided together in the through-opening 38. The upper part of this silencer insert 18 is therefore subjected to less thermal stress, so that thermally sensitive components can be arranged adjacent to this area.
Figur 3 zeigt eine weitere Ausgestaltung eines zylindrischen Schalldämpfereinsatzes 28, der ebenfalls eine Durchgangsöffnung 38 für ein Auspuffrohr eines nicht weiter dargestellten Auspufftopfes sowie ein Hüllenelement 36 aufweist. Zwischen dem Hüllenelement 36 und der Durchgangsöffnung 38 ist konzentrisch ein ringförmiges Trennelement 40 angeordnet. Auch hier ist das Trennelement 40 durchströmbar. Daneben kann jedoch auch das Trennelement 40 nicht durchströmbar ausgebildet sein, um beispielsweise den Abgasstrom vom Kühlmediumstrom zu trennen. So kann beispielsweise ein separater Kühlkreislauf gebildet werden.Figure 3 shows a further embodiment of a cylindrical silencer insert 28, which also has a through-opening 38 for an exhaust pipe of a muffler (not shown in more detail) and a casing element 36. An annular separating element 40 is arranged concentrically between the casing element 36 and the through-opening 38. Here too, the separating element 40 can be flowed through. In addition, however, the separating element 40 can also be designed so that it cannot be flowed through, for example in order to separate the exhaust gas flow from the cooling medium flow. In this way, for example, a separate cooling circuit can be formed.
An einer Zuführungsseite 42 wird ein Abgasstrom 22 in den Schalldämpfereinsatz 28 eingeleitet. Dieser durchströmt den Schalldämpfereinsatz 28 und wird als Gasstrom 26 aus dem Schalldämpfereinsatz 28 ausgeleitet. Radial nach außen versetzt wird Stickstoffgas 24 in ein äußeres Ringsegment des Schalldämpfereinsatzes 28 eingeleitet. Wie bei dem in Figur 2 dargestellten Schalldämpfereinsatz wird auch hier ein Teil der Kühlmittelströmung radial nach innen zur Durchgangsöffnung 38 umgeleitet. Dabei durchströmt diese das zylindrische Trennelement 40. Das abgeleitete Kühlmittel sammelt sich in der Durchgangsöffnung 38 und wird zusammen mit dem Gasstrom 26 aus dem Schalldämpfereinsatz 28 ausgeleitet.An exhaust gas flow 22 is introduced into the silencer insert 28 on a supply side 42. This flows through the silencer insert 28 and is discharged from the silencer insert 28 as a gas flow 26. Nitrogen gas 24 is introduced radially outward into an outer ring segment of the silencer insert 28. As with the silencer insert shown in Figure 2, here too a portion of the coolant flow is diverted radially inward to the through-opening 38. In the process, this flows through the cylindrical separating element 40. The diverted coolant collects in the through-opening 38 and is discharged from the silencer insert 28 together with the gas flow 26.
In dieser Ausgestaltung weist das Trennelement 40 eine steuernde Eigenschaft auf, indem es seine Durchströmbarkeit mit zunehmender Temperatur des Schalldämpfereinsatzes 28 erhöht. Bei einer niedrigen Temperatur ist die Durchströmbarkeit vermindert, da nur wenig Kühlmittel benötigt wird. Bei einer hohen Belastung mit hoher Temperatur dagegen vergrößert sich die Durchströmbarkeit des Trennelements 40, so daß die Kühlungswirkung durch die erhöhte Kühlmittelströmung vergrößert wird. So kann der Kühlmittelbedarf den tatsächlichen Anforderungen angepaßt werden.In this embodiment, the separating element 40 has a controlling property in that its flow capacity increases with increasing temperature of the silencer insert 28. At a low temperature, the flow capacity is reduced because only a small amount of coolant is required. At a high load with a high temperature, on the other hand, the flow capacity of the separating element 40 increases so that the cooling effect is increased by the increased coolant flow. In this way, the coolant requirement can be adapted to the actual requirements.
Die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele dienen lediglich der Erläuterung der Erfindung und sind für diese nicht beschränkend. So können insbesondere die Form der Schalldämpfereinsätze, die verwendeten Werkstoffe und so weiter variieren.The embodiments shown in the figures serve only to explain the invention and are not limiting of it. In particular, the shape of the silencer inserts, the materials used, etc. can vary.
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| EP1338768A3 (en) | 2004-01-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 20020529 |
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| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20050315 |
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| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20080221 |
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| R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
Effective date: 20100316 |
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| R071 | Expiry of right | ||
| R071 | Expiry of right |