DE29511979U1

DE29511979U1 - Schalldämpfer in einem Rohr

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Publication number: DE29511979U1
Application number: DE29511979U
Authority: DE
Original assignee: Andreas Stihl AG and Co KG
Current assignee: Andreas Stihl AG and Co KG
Priority date: 1995-07-25
Filing date: 1995-07-25
Publication date: 1995-09-28
Anticipated expiration: 2005-07-26
Also published as: FR2737257A1; US5714724A; JPH0942086A; JP2758390B2; FR2737257B1

Description

Patentanwalt
Dipl.-Ing. W. Jackisch & Partner

Menzelstr.40 · 70192 Stuttgart

Firma A 40 391/mxüu

24. Juli 1995

71336 Waiblingen

Schalldämpfer in einem Rohr

Die Erfindung betrifft einen Schalldämpfer in einem Rohr,
insbesondere einen Ansaugschalldämpfer im Ansaugrohr eines Verbrennungsmotors, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Aus der DE 39 19 728 C2 ist ein Ansaugschalldämpfer bekannt, der im Bereich der freien Stirnseite des Ansaugrohres in den Rohreintritt eingeschoben ist. Über den Querschnitt verteilt sind Durchlaßöffnungen in den Schalldämpfer eingebracht, durch die die angesaugte Luft hindurchgeführt wird. Durch Verwirbelung der angesaugten Luft und durch Interferenz stehender Schallwellen im Ansaugrohr werden störende Strömungsgeräusche gemindert.

Zur sicheren Befestigung des Schalldämpfers am Rohreintritt und zur Begrenzung der Sinschubtiefe in das Rohr weist der Schalldämpfer radial überstehende Flansche auf, die auf der Stirnseite des Ansaugrohres an Gegenflanschen anliegen und mit diesen verschraubt werden. Die Flansche, die radial
außerhalb der Rohrwand liegen, benötigen einen zusätzlichen Einbauraum. Weiterhin ist nachteilig, daß die Flansche sowohl des Schalldämpfers als auch des Ansaugrohres mit aufwendigen Maßnahmen an den jeweiligen Bauteilen befestigt
werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schalldämpfer mit baulich einfachen Mitteln so auszubilden, daß die Einschubtiefe des Schalldämpfers in einem schallführenden Rohr insbesondere im Bereich eines Rohrknies ohne raumgreifende Maßnahmen begrenzt ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Der Stützabschnitt des Grundkörpers stößt beim Einführen des Schalldämpfers in das Rohr auf ein im Rohrinneren angeordnetes Hindernis, beispielsweise eine Stützschulter, die durch eine Abflachung des Rohrquerschnitts entsteht. Das Hindernis bildet einen Anschlag für den in das Rohr eingeführten Schalldämpfer, der axial nicht weiter über diese Position hinaus eingeschoben werden kann. Die Abstützung erfolgt ausschließlich über das im Rohrinneren vorgesehene Hindernis; außerhalb des Rohres sind keine raumgreifenden Vorrichtungen für die Befestigung des Schalldämpfers notwendig.

Der Stützabschnitt, der zweckmäßig mit dem Grundkörper ein einteiliges Bauteil bildet, kann sich - bezogen auf die Längsachse - über einen Winkelbereich von etwa 90° entlang der Mantelfläche des Grundkörpers erstrecken. Insbesondere bei zylindrischem Grundkörper und zylindrischem Rohr mit einseitig abgeflachtem Querschnitt ist dadurch gewährleistet, daß der in der Mantelfläche des Grundkörpers ausgebildete Stützabschnitt an der Innenwand des Rohrs anliegt und sich an der Stützschulter des Rohres abstützt, ohne den Strömungsweg wesentlich zu reduzieren.

Die axiale Erstreckung des über die Stirnseite des Grundkörpers überstehenden Stützabschnitts ist vorzugsweise größer als die axiale Länge des Grundkörpers selbst. Es ist dadurch möglich, den Grundkörper in unmittelbarer Nähe des Rohreintritts festzulegen, wobei der Stützabschnitt weit in das Rohr bis zu einem Hindernis, beispielsweise die Stützschulter oder ein Rohrknie, einragen kann.

Auf der Außenseite des Stützabschnitts kann eine axial verlaufende Längsnut eingebracht sein, die nach außen hin offen ist. Ein in die Längsnut eingreifender Rastnocken bzw. eine Rasterhebung auf der Rohrinnenseite stellt sicher, daß der Schalldämpfer in vorgeschriebener Winkellage ohne Verdrehen und Verkanten in das Rohr eingeschoben werden kann.

Der Grundkörper des Schalldämpfers ist vorteilhaft Teil eines Hohlzylinders, wobei der Grundkörper in einen Endabschnitt des Hohlzylinders eingesetzt ist und die dem Stützabschnitt zugewandte Stirnseite des Grundkörpers zugleich eine Stirnseite des Hohlzylinders bildet. Infolge der vergrößerten Mantelfläche des Hohlzylinders ist ein sicheres Führen des Schalldämpfers im Rohr gewährleistet. Die dem Grundkörper gegenüberliegende Stirnseite des Hohlzylinders ist dabei unter einem Winkel von etwa 20° abgeschrägt, wobei die Begrenzungsebene der Stirnseite in Richtung des Stützabschnittes geneigt ist. Der Schalldämpfer weist somit auf einer Stirnseite des Grundkörpers im Bereich des Stützabschnittes eine maximale Erhebung auf, während auf der gegenüberliegenden Stirnseite um 180° versetzt ein Wandabschnitt des Hohlzylinders sich maximal axial über dem Grundkörper erhebt. Die abgeschrägte Stirnseite des in das Rohr eingesetzten Schalldämpfers ragt mit dem überstehenden Wandbereich aus der Eintrittsöffnung des Rohres heraus und

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bildet einen Windfang für einzusaugende Luft bzw. schließt mit der ebenfalls abgeschrägten Öffnungsseite des Rohres etwa bündig ab.

Weitere Vorteile und konstruktive Ausgestaltungen sind den weiteren Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schalldämpfer im Schnitt,

Fig. 2 den Schalldämpfer gemäß der Schnittlinie II-II aus Fig. 1,

Fig. 3 den Schalldämpfer in perspektivischer Ansicht,

Fig. 4 eine Draufsicht auf den Schalldämpfer,

Fig. 5 eine Ansicht von unten auf den Schalldämpfer,

Fig. 6 in schematischer Darstellung den in ein Rohr eingesetzten Schalldämpfer,

Fig. 7 eine Draufsicht auf das Rohr gemäß Fig. 6,

Fig. 8 ein Rohr mit einem innenliegenden Rastvorsprung.

Der in Fig. 1 dargestellte Schalldämpfer 1 weist einen zylindrischen Grundkörper 3 auf, dessen Durchmesser an den Innendurchmesser des aufnehmenden Rohres angepaßt ist. In den Grundkörper 3 sind Durchlaßöffnungen 4 eingebracht, die sich in Richtung der Längsachse 6 des Grundkörpers erstrecken. Wird der Schalldämpfer in ein Rohr eingesetzt, strömt das Fluid durch die Durchlaßöffnungen 4 in das Rohr, wobei der Schalldämpfer einerseits Turbulenzen in der Strö-

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mung bewirkt, so daß die Strömungsgeräusche reduziert werden, und andererseits durch Interferenz eine Teilauslöschung stehender Wellen im Rohrinnenraum verursacht. Der Schalldämpfer 1 eignet sich insbesondere als Ansaugschalldämpfer im Ansaugrohr eines Verbrennungsmotors, beispielsweise ein Zweitakt-Verbrennungsmotor in einem handgeführten Arbeitsgerät wie Motorkettensäge oder ähnliches.

Der zylindrische Grundkörper 3 hat zwei axiale Stirnseiten 7, 8 und ist von einer zylindrischen Wandung umschlossen, die eine Mantelfläche 9 definiert. Auf der Stirnseite 8 des Grundkörpers 3 ist ein axial überstehender Stützabschnitt 10 mit axialer Erstreckung e angeordnet, wobei der Stützabschnitt 10 auf dieser Seite des Grundkörpers 3 die höchste Erhebung in Richtung der Längsachse 6 darstellt. Wird der Schalldämpfer in ein Rohr mit innenliegendem Hindernis eingeschoben, stößt der Stützabschnitt 10 auf das Hindernis im Rohrinneren, so daß der Schalldämpfer in dieser Position fixiert ist. Gemäß den Fig. 6 und 7 besteht das Hindernis aus einer Stützschulter 5, die dadurch entsteht, daß der runde Querschnitt an einer Seite abgeflacht ist, wobei der abgeflachte Rohrabschnitt mit axialem Abstand zur Öffnungsseite 26 des Ansaugrohres liegt. Der im Querschnitt etwa kreisrunde Schalldämpfer 1 kann problemlos in das Rohr bis zum Anschlag des Stützabschnitts 10 an die durch die Rohrabflachung gebildete Stützschulter 5 eingeschoben werden; ein weiteres Verschieben über diese Position hinaus ist verhindert. Der Rohrabschnitt mit abgeflachtem Querschnitt erstreckt sich dabei etwa bis zum Beginn der Krümmung eines Rohrknies 23. Auf der dem Stützabschnitt 10 radial gegenüberliegenden Seite ist kein sich über die Ebene 17 der Stirnseite 8 erhebender Wandabschnitt vorgesehen; dieser Bereich liegt auf der dem Hindernis gegenüberliegenden Rohrinnenwand.

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Der Stützabschnitt 10, der zweckmäßig mit dem Grundkörper 3 ein einteiliges Bauteil bildet/ erstreckt sich - bezogen auf die Längsachse 6 - über einen Winkelbereich &agr; von etwa 90° entlang der Mantelfläche 9 des Grundkörpers 3 (Fig. 5). Dieser Winkelbereich ist einerseits groß genug, damit eine flächige Führung des Stützabschnittes 10 mit seiner Mantelfläche 9' im Rohrinneren gewährleistet ist; andererseits ist der Querschnitt im Rohrinneren durch den Stützabschnitt noch nicht beeinträchtigt.

Wie Fig. 2 zu entnehmen, ist die axiale Erstreckung e des Stützabschnitts 10 größer als die axiale Länge 1 des Grundkörpers 3. Dies hat insbesondere Vorteile, wenn der Grundkörper 3 in unmittelbarer Nähe des Rohreintritts liegen soll und dennoch gewährleistet bleiben muß, daß sich der Stützabschnitt 10 auf einem weiter in das Rohr verschobenen Hindernis abstützt.

An der radial außenliegenden Mantelfläche 9' des Stützabschnitts 10 ist eine in Richtung der Längsachse 6 verlaufende Längsnut 12 eingebracht, die nach außen hin offen ist und einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweist. Wie Fig. 7 zu entnehmen, ist auf der Rohrinnenseite ein komplementär zur Längsnut 12 geformter Rastvorsprung 21 ausgebildet. Der Schalldämpfer wird so in das Rohr eingeschoben, daß die Längsnut 12, die sich über die gesamte axiale Länge des Schalldämpfers im Bereich des Stützabschnittes 10 erstreckt, auf dem Rastvorsprung 21 im Rohr 2 geführt ist. Die relative Winkellage des Schalldämpfers in bezug auf den Rohrquerschnitt ist damit eindeutig festgelegt, ein versehentliches Verdrehen des Schalldämpfers im Rohr ist nicht möglich. Gemäß Fig. 8 erstreckt sich der Rastvorsprung 21 von der Eintrittsöffnung 22 bis zum Beginn der

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Krümmung eines Rohrknies 23 auf der radial außenliegenden Seite des Rohrknies.

Es kann gegebenenfalls ausreichend sein, den Rastvorsprung 21 als Rastnocken auszubilden, so daß der Schalldämpfer nur eine punktförmige anstelle einer linienförmigen Führung erfährt; die Drehlage des Schalldämpfers ist dennoch eindeutig bestimmt. Gemäß einer weiteren nicht gezeigten Darstellung kann es auch zweckmäßig sein, die Längsnut 12 axial lediglich im Bereich des Stützabschnittes 10 auszubilden, wobei das axiale Endstück der Längsnut im Obergangsbereich zur Mantelfläche des Grundkörpers einen Anschlag bildet, an den der Rastvorsprung des Rohres zur Begrenzung der Einschubtiefe anstößt.

Die Mantelfläche liegt dicht an der Rohrinnenwand an, so daß Fehlströme vermieden sind und der Schalldämpfer unbeeinflußt von Vibrationen fest im Rohr sitzt. Der Schalldämpfer, der zweckmäßig aus Kunststoff gefertigt ist, kann hierfür ein Übermaß gegenüber dem Rohrquerschnitt aufweisen.

Der Schalldämpfer ist vorteilhaft so weit in das Rohr eingeschoben, daß stehende Wellen im Rohr vorzugsweise im hauptsächlich auftretenden bzw. störenden Frequenzbereich durch Interferenz ausgeschaltet werden.

Der Stützabschnitt 10 weist in der Projektion auf eine Längsebene 18, in der die Längsachse 6 liegt, einen rechteckförmigen Querschnitt auf, siehe Fig. 2. Diese Form ist fertigungstechnisch leicht herzustellen und weist eine genügend hohe Stabilität auf.

Der Grundkörper ist Teil eines Hohlzylinders 13 (Fig. 1 und 3), wobei die Stirnseite 8 des Grundkörpers 3, an der der Stützabschnitt 10 angebracht ist, zugleich eine Stirnseite des Hohlzylinders 13 bildet. Die gegenüberliegende Stirnseite 7 des Grundkörpers liegt somit im Grund des Hohlzylinders 13.

Die dem Stützabschnitt 10 gegenüberliegende Stirnseite 14 des Hohlzylinders 13 ist mit einem Winkel &bgr; von vorzugsweise etwa 20° abgeschrägt; die Begrenzungsebene 15 der Stirnseite 14 schließt somit mit einer Stirnseitenebene 16 des Grundkörpers 3 den Winkel &bgr; ein. Die Begrenzungsebene 15 ist dabei vorteilhaft in Richtung des Stützabschnittes 10 geneigt, so daß die axialen Längen der radial gegenüberliegenden Wandbereiche des Hohlzylinders 13 etwa gleich lang sind. Dies hat, wie aus Fig. 6 ersichtlich, den Vorteil, daß die Stirnseite 14 des Schalldämpfers 1 beinahe bündig mit der im etwa gleichen Winkel abgeschrägten Öffnungsseite 26 des Ansaugrohrs 2 abschließt.

Die Stirnseite 14 kann in jeder beliebigen Winkellage ausgerichtet sein, und zwar sowohl den Neigungswinkel &bgr; als auch die Richtung der Begrenzungsebene betreffend, je nach Richtung der heranzuführenden Luft. Dies bietet insbesondere Vorteile, wenn die Öffnungsseite 26 des Ansaugrohrs 2 - wie in Fig. 8 dargestellt - rechtwinklig zur Mantelfläche der Rohrwandung ausgerichtet ist und die abgeschrägte Stirnseite des Schalldämpfers aus dem Rohr herausragt und einen Windfang bildet, der die seitlich heranströmende Luft in den Rohrinnenraum leitet.

Infolge der Abschrägung der Stirnseite 14 des Hohlzylinders 13 liegen radial gegenüberliegende Punkte Pl und P2 auf der Stirnseite 14 des Hohlzylinders mit minimalem bzw. maxima-

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lern Abstand zur Ebene 16 des Grundkörpers 3; die Differenz dieser axialen Abstände ist gemäß Fig. 1 mit dem Bezugszeichen d bezeichnet. Die axiale Erstreckung e des Stützabschnitts 10 ist im Ausführungsbexspiel kleiner als diese axiale Differenz d.

In einer nicht gezeigten Ausführung ist der Grundkörper im Innenraum des Hohlzylinders angeordnet, so daß sich zu beiden Seiten des Grundkörpers zylindrische Wandbereiche des Hohlzylinders erstrecken. Es kann außerdem zweckmäßig sein, anstelle eines überstehenden Stützabschnittes eine abgeschrägte Stirnseite des Hohlzylinders vorzusehen.

Die Durchlaßöffnungen 4 im Grundkörper 3 sind gemäß Fig. 4 und 5 als zentraler Durchströmkanal 19 ausgebildet, um den mit radialem Abstand zur Längsachse &dgr; weitere Kanäle 20 angeordnet sind. Der zentrale Kanal 19, der sich entlang der Längsachse 6 erstreckt, hat einen kreisförmigen Querschnitt; durch Aufbohren des zentralen Kanals 19 kann der Durchflußwiderstand des Schalldämpfers reduziert werden. Die radial beabstandeten Kanäle 20 weisen einen schlitzförmigen Querschnitt auf, wobei die Schlitze alle gleich ausgerichtet sind, jedoch eine unterschiedliche Länge haben können. Die Schlitze erstrecken sich bis zur Wandung des Grundkörpers; es sind insgesamt zehn Schlitze in den Grundkörper 3 eingebracht, wobei jeweils fünf Schlitze symmetrisch zu einer Längsmittelebene 25 angeordnet sind.

Es kann auch zweckmäßig sein, den Schalldämpfer in ein gemäß Fig. 8 ausgebildetes Rohr mit Rohrknie in der Weise einzuführen, daß der Stützabschnitt von der Außenseite des Rohrknies gebildet ist.

Der axial über eine Stirnseite des Grundkörpers überstehende Stützabschnitt stößt beim Einführen des Schalldämpfers in das Rohr auf die radial außenliegende Seite des Rohrknies und kann über diese Position hinaus nicht weiter in das Rohr eingeschoben werden. Die dem Stützabschnitt radial gegenüberliegende Seite des Grundkörpers weist eine geringere axiale Erhebung über die Stirnseite auf, so daß auf der innenliegenden Seite des Rohrknies der Strömungsquerschnitt des Rohres im wesentlichen unbeeinflußt von dem Schalldämpfer bleibt. Die Rohrströmung kann sich im wesentlichen ungehindert durch den Schalldämpfer im Rohr ausbilden, wobei gleichzeitig eine effektive Geräuschminderung durch Interferenz und Strömungsturbulenzen gegeben ist. Dabei kann der Schalldämpfer vollständig in das Rohr eingesetzt sein, so daß keine raumgreifenden Vorrichtungen zur Befestigung des Schalldämpfers am Rohreintritt benötigt werden. Der Stützabschnitt sitzt auf der Innenwand der radial außenliegenden Knieseite auf, wodurch der Schalldämpfer sicher gehalten ist.

Der auf der Rohrinnenseite verlaufende Rastvorsprung ist in dieser Ausführung zweckmäßig auf der sich an die radial außenliegende Wand des Rohrknies anschließenden Wandinnenseite des Rohres im Bereich der Eintrittsöffnung angeordnet.

Claims

Ansprüche

1. Schalldämpfer in einem Rohr, insbesondere Ansaugschalldämpfer im Ansaugrohr eines Verbrennungsmotors, mit einem Grundkörper (3), in den mehrere Durchlaßöffnungen (4) eingebracht sind, die sich in Richtung der Grundkörper-Längsachse (6) zwischen den axialen Stirnseiten (7, 8) des Grundkörpers (3) erstrecken, wobei der Grundkörper (3) von einer in bezug auf die Längsachse (6) radial außenliegenden Mantelfläche (9) begrenzt ist,

dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Mantelfläche (9) ein über eine Stirnseite (8) axial überstehender Stützabschnitt (10) vorgesehen ist, wobei die maximale Erhebung über der Stirnseite (8) des Grundkörpers (3) durch den Stützabschnitt (10) gegeben ist.

2. Schalldämpfer nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (3) etwa zylindrisch ausgebildet ist.

3. Schalldämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützabschnitt (10) und der Grundkörper (3) ein einteiliges Bauteil bilden.

•••&zgr; ·- · · ···

4. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützabschnitt (10) sich bezogen auf die Längsachse (6) über einen Winkelbereich (&agr;) von etwa 90° entlang der Mantelfläche (9) des Grundkörpers (3) erstreckt.

5. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Erstreckung (e) des überstehenden Stützabschnitts (10) größer ist als die axiale Länge (1) des Grundkörpers (3).

6. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der radial außenliegenden Mantelfläche (9¹) des Stützabschnitts (10) eine axiale Längsnut (12) mit insbesondere halbkreisförmigem Querschnitt eingebracht ist.

7. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützabschnitt (10) in der Projektion auf eine die Längsachse (6) umfassende Längsebene (18) einen rechteckförmigen Querschnitt aufweist.

8. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis I₁ dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (3) Teil eines Hohlzylinders (13) ist, wobei die dem Stützabschnitt (10) zugewandte Stirnseite (8) des Grundkörpers (3) zugleich eine Stirnseite des Hohlzylinders (13) bildet.

9. Schalldämpfer nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, daß die dem Stützabschnitt (10) gegenüberliegende Stirnseite (14) des Hohlzylinders (13) in einer Begrenzungsebene (15) liegt, die mit

einer Stirnseiten-Ebene (16) des Grundkörpers (3) einen Winkel (ß) von vorzugsweise etwa 20° einschließt.

10. Schalldämpfer nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsebene (15) in Richtung des Stützabschnitts (10) geneigt ist.

11. Schalldämpfer nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Srstreckung (e) des Stützabschnitts (10) geringer ist als die axiale Differenz (d) der in der Begrenzungsebene (15) liegenden Stirnpunkte (Pl, P2) mit minimalem bzw. maximalem Abstand zur nächstliegenden Stirnseiten-Ebene (16) des Grundkörpers (3).

12. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (3) als Durchlaßöffnungen (4) einen zentralen Durchströmkanal (19) aufweist, um den mit radialem Abstand weitere Kanäle (20) angeordnet sind.

13. Schalldämpfer nach Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Kanal (19) einen anderen Querschnitt aufweist als die radial beabstandeten Kanäle (20).

14. Schalldämpfer nach Anspruch 13,

dadurch gekennzeichnet, daß die radial beabstandeten Kanäle (20) einen etwa schlitzförmigen Querschnitt aufweisen.

15. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die radial beabstandeten Kanäle (20) einen Kreis um die Längsachse (6) berühren.