DE29521964U1

DE29521964U1 - Aufpuffanlage für Kraftfahrzeuge und Auspuff-Schalldämpfer als Teil der Auspuffanlage

Info

Publication number: DE29521964U1
Application number: DE29521964U
Authority: DE
Original assignee: Scania CV AB
Current assignee: Scania CV AB
Priority date: 1994-12-30
Filing date: 1995-12-18
Publication date: 1998-11-12
Anticipated expiration: 2005-12-19

Description

lG-81 076 SCANIA CV AB

Auspuffanlage für Kraftfahrzeuge und Auspuff-Schalldämpfer als Teil der Auspuffanlage

BESCHREIBUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Auspuffanlage und einen Auspuff-Schalldämpfer der im Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 7 genannten Art.

Stand der Technik

Auspuffanlagen und Auspuff-Schalldämpfer der oben angegebenen Art werden in Kraftfahrzeugen mit einem getrennten Fahrzeugrahmen verwendet, d.h. einem Rahmen, der aus zwei Seitenträgern von überwiegender Längserstreckung zusammengesetzt ist, die durch eine Anzahl Querträger miteinander verbunden sind, was in der Praxis bedeutet, daß sie hauptsächlich in Lastkraftwagen und anderen Arten Schwernutzfahrzeugen verwendet werden.

Bei solchen Kraftfahrzeugen ist auf dem Fahrzeugrahmen eine Antriebseinheit mit einem Verbrennungsmotor angeordnet, und der Abgasauslaß des Motors steht über eine erste Auspuffleitung mit dem Abgaseinlaß wenigstens eines Auspuff-Schalldämpfers in Verbindung, dessen Abgasauslaß über eine zweite Auspuffleitung mit der das Fahrzeug umgebenden Atmosphäre verbunden ist.

Zum allgemeinen Hintergrund der hier betroffenen Schwierigkeiten der Auspuffgeräuschdämpfung bei Kraftfahrzeugen gehört der Umstand, daß Geräusche aus allen Arten Quellen für die heutige Gesellschaft ein Hauptumweltproblem bedeuten. Weil insbesondere Schwerkraftfahreuge, z.B. Last-

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kraftwagen in diesem Zusammenhang eine bedeutende Lärmquelle bilden, ist in der Lastkraftwagen-Industrie intensiv an verschiedenen Möglichkeiten gearbeitet worden, die Entstehung von Fahrzeuggeräusch zu vermindern. Diese Arbeiten sind u.a. darauf gerichtet gewesen, immer wirkungsvollere Auspuff-Schalldämpfer zu entwickeln und geräuschdämpfende Gehäuse der verschiedenen Lärmquellen zu schaffen.

Zusätzlich zur Wahl von Konstruktionslösungen, die möglichst wenig Geräuschentwicklung verursachen, sind LKW-Hersteller gezwungen, ihre Fahrzeuge so zu bauen, daß deren verschiedene Komponenten einfach einzubauen und zum Ausbau und zur Wartung einfach zugänglich sind und so, daß ausreichend Raum für mögliche Zusatzausrüstungen im oder nahe am Fahrzeugrahmen vorhanden ist, und natürlich auch so, daß Aufbauten wie Ladepritschen, Aufbauverkleidungen o.dgl. auf dem Rahmen möglich sind, während gleichzeitig ausreichend Bodenfreiheit für das Fahrzeug beibehalten wird.

Damit ein Auspuff-Schalldämpfer Geräusch wirkungsvoll dämpfen kann, muß sein Volumen relativ groß sein, was Raumprobleme verursacht, insofern der Schalldämpfer unzweifelhaft den begrenzten Raum schmälert, der für die Ausrüstung und die Bauteile verfügbar ist, die an einem Lastkraftwagen erforderlich sind. Um den verfügbaren Raum wirkungsvoll zu nutzen, haben sich Lastkraftwagen-Hersteller bisher häufig gezwungen gesehen, einen oder mehrere relativ lange, zylinderförmige Schalldämpfer zu benutzen, die entweder in senkrechter Lage hinter der Fahrerkabine oder in waagerechter Lage unter dem Fahrzeug angebracht wurden.

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Wo solche zylinderförmigen Schalldämpfer von überwiegener Längserstreckung benutzt werden, ist es natürlicherweise auch möglich, sie an der Außenseite des Fahrzeugrahmens statt hinter der Fahrerkabine oder unter dem Fahrzeug anzubringen. Es ist auch versucht worden, die Raumprobleme auf diese Weise zu lösen, aber die relativ große Länge solcher zylinderförmigen Schalldämpfer macht ihren Einbau nach wie vor relativ schwierig. In diesem Zusammenhang besteht eine weitere Schwierigkeit darin, daß es notwendig wird, den oder die Schalldämpfer bei verschiedenen Fahrzeugarten an verschiedenen Stellen anzuordnen, weil die Fahrzeuge mit verschiedenen Arten von den Raum beschränkenden Ausrüstungen versehen sind. Dies hat dazu geführt, daß ein Fahrzeughersteller heute Lagerbestände für eine große Anzahl Auspuffrohr-Varianten und für verschiedene Arten ihrer Befestigungsvorrichtungen zu halten hat, und eine solche Lagerhaltung ist sowohl raumfordernd als auch teuer. Selbst da, wo Raum für die Anbringung des Schalldämpfers an der Außenseite des Fahrzeugrahmens vorhanden ist, hat es sich bisher als notwendig erwiesen, den Schalldämpfer bei den verschiedenen Fahrzeugtypen, die ein Hersteller erzeugt, an verschiedenen Stellen und mit verschiedenen Ausrichtungen zu montieren.

Bei einer normalen Auspuff-Schalldämpfer-Konstruktion eines bestimmten Typs und von bestimmten Abmessungen, die an Kraftfahrzeugen verschiedener Typen und Größen, die über einen Rahmen verfügen, verwendbar sein soll, ist es somit aus Raumgründen u.a. notwendig, daß der Schalldämpfer von kleinen Abmessungen ist, was es ermöglicht, bei verschiedenen Motortypen und Antriebsleistungen eine wirkungsvolle Geräuschdämpfung zu erreichen. Aus Kostengründen muß eine solche normale Schalldämpfer-Konstruktion auch so sein, daß ihre Konstruktionsteile und -baugruppen

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einfach herzustellen sind und einen einfachen und raschen Zusammenbau des Schalldämpfers ermöglichen.

Jedoch sind bekannte Schalldämpfer von relativ komplizierter Auslegung mit vielen Bestandteilen, was bedeutet, daß der Zusammenbau eines solchen Schalldämpfers in vielen Stufen erfolgt und somit zeitraubend und teuer wird.

In der schwedischen Patentanmeldung 351 696 wird ein nicht-zylindrischer Schalldämpfer für Verbrennungsmotoren beschrieben, der ein hohles, von zwei gleichen und insbesondere haubenförmigen Gehäuseteilen aus gestanztem Blech gebildetes Gehäuse aufweist. Weil das Schalldämpfergehäuse in diesem Falle im Längsschnitt von ovaler Gestalt ist (sh. Fig. 1-2 und Fig. 6-7 der Beschreibung der vorstehend genannten Patentanmeldung), ist es bei einem solchen Schalldämpfer nicht möglich, den bis zu einer senkrechten ebenen Seitenfläche des Fahrzeugrahmens verfügbaren Raum wirkungsvoll zu nutzen.

Aufgaben der Erfindung

Hauptaufgabe der Erfindung ist es, für Kraftfahrzeuge, die einen Fahrzeugrahmen aufweisen, einen Auspuff-Schalldämpfer zu schaffen, der so ausgelegt ist, daß er bei einer großen Anzahl verschiedener Fahrzeugtypen problemlos an im wesentlichen derselben Stelle im Bereich nahe der Außenseite des Fahrzeugrahmens, vorteilhafterweise hinter der Fahrerkabine angeordnet werden kann, so daß ein und dieselbe Schalldämpfer-Konstruktion für verschiedene Modelle in einem Fertigungsprogramm verwendet werden kann. Der Schalldämpfer muß auch einfach herzustellen und im Bereich des Fahrzeugrahmens einfach einzubauen sein. Die Erfindung zielt auch auf die Schaffung eines Auspuff-Schalldämpfers von universal verwendbarer

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Konstruktion für Lastkraftwagen. Ein solcher Auspuff-Schalldämpfer führt zu bedeutenden Vorteilen bei der Normung hinsichtlich der Schalldämpfer-Auslegung und dem Schalldämpfer-Anbringungsort, wodurch die Notwendigkeit zur Lagerhaltung von Auspuffrohren verschiedener Konstruktionen wesentlich reduziert wird und folglich eine solche Lagerhaltung weniger teuer wird.

Der Erfindung liegt auch die Aufgabe zugrunde, einen Schalldämpfer von kleinen Abmessungen zu schaffen, der den kleinstmöglichen Raum nahe dem Fahrzeugrahmen in Anspruch nimmt, einfach herzustellen ist und einen unkomplizierten und raschen Zusammenbau der den Schalldämpfer bildenden einzelnen Konstruktionsteile ermöglicht.

Beschreibung der Erfindung

Die vorstehend genannten Aufgaben sind erfindungsgemäß mit einer Auspuffanlage und einem Auspuff-Schalldämpfer der eingangs erwähnten Art gelöst, der die im kennzeichnenden Teil der Patentansprüche 1 und 7 genannten Merkmale aufweist.

Die Unteransprüche geben weitere Merkmale weiterentwikkelter Ausführungsformen der Auspuffanlage und des Auspuff-Schalldämpfers gemäß den Ansprüchen 1 und 7 an.

Das Hauptunterscheidungsmerkmal eines erfindungsgemäßen Auspuff-Schalldämpfers besteht darin, daß er ein hohles Gehäuse aufweist, das äußerlich zumindest hauptsächlich von der Gestalt eines rechtwinkligen Blockes ist und die Anordnung des Schalldämpfers in einer bezüglich des Raumes optimalen Weise im Bereich des Fahrzeugrahmens ermöglicht. Dies wird dadurch erreicht, daß der Schalldämpfer vorzugsweise so angeordnet wird, daß wenigstens ein Wand-

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bereich des Schalldämpfergehäuses an einer senkrechten Seitenfläche des Fahrzeugrahmens angeordnet ist, die, bezogen auf die Längsachse des Rahmens, nach außen weist.

Eine Konstruktion des Auspuff-Schalldämpfergehäuses, die besonders raumsparend und fertigungsfreundlich ist, wird erreicht, wenn das Gehäuse wenigstens annähernd würfelförmig und aus zwei Gehäuseteilen zusammengesetzt ist, die sich wenigstens annähernd ähnlich sind. Diese Gehäuseteile werden dann so übereinander angeordnet, daß sie an einer Berührungs- oder Trennebene miteinander verbunden sind, die im wesentlichen parallel zur waagerechten Ebene des Fahrzeugrahmens ist.

Zur möglichst großen Vereinfachung und folglich zu möglichst geringen Kosten der Rohranlage der Auspuffleitungen zum und vom Auspuff-Schalldämpfer ist es vorteilhaft, wenn der Abgaseinlaß zum Schalldämpfer im oberen Teil des Schalldämpfergehäuses im Bereich der vorderen Endwand des Gehäuses angeordnet ist, wogegen der Abgasauslaß vom Schalldämpfer im unteren Teil des Schalldämpfergehäuses auf der Seite des Gehäuses angeordnet ist, die zum Fahrzeugrahmen weist.

Um die Fähigkeit zur Geräuschdämpfung des Auspuff-Schalldämpfers so groß wie möglich zu machen, ist es vorteilhaft, wenn die Schalldämpfer-Konstruktion zusätzlich die Merkmale aufweist, die in einem oder mehreren der Unteransprüche 4 bis 9 angegeben sind.

Vom Standpunkt der Geräuschdämpfung her kann der obere Teil des Schalldämpfergehäuses so ausgeführt sein, daß er als Grundstufe wirkt, wogegen der untere, unter dem oberen Teil angeordnete Teil des Schalldämpfers als Hochton-Stufe wirkt. Dies wird konstruktiv dadurch erreicht, daß

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der obere Gehäuseteil nicht nur eine größere Kammer, sondern auch eine kleinere Kammer enthält, die von der größeren durch eine erste Trennwand getrennt ist, welche mit einer Durchströmöffnung versehen ist, wogegen der untere Gehäuseteil nicht nur eine größere Kammer (den Hochtontufenteil) enthält, sondern auch eine kleinere Kammer, die von der größeren durch eine zweite Trennwand getrennt ist, welche mit einer Durchströmöffnung versehen ist. Die kleinere Kammer des oberen Gehäuseteils ist dann direkt über der kleineren Kammer des unteren Gehäuseteils angeordnet, und diese beiden kleineren Kammern stehen an der Trennebene des Schalldämpfergehäuses in offener Verbindung miteinander und bilden zusammen eine Mittelbereich-Kammer im Schalldämpfergehäuse.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Der erfindungsgemäße Auspuff-Schalldämpfer wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Ausführungsformen, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, beschrieben und näher erläutert.

Die Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht der Hauptbaugruppen einer Auspuffanlage nahe an der Außenseite des Fahrgestellrahmens eines nur zum Teil dargestellten Kraftfahrzeugs des LKW-Typs,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den in Fig. 1 dargestellten Bereich eines Fahrzeugs,

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Schnittlinie III-III in Fig. 1 durch eine nur vereinfacht dargestellte Ausführungsform eines Auspuff-Schalldämpfers, die

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im Prinzip der in Fig. 1 und 2 dargestellten entspricht,

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Schnittlinie IV-IV in Fig. 3 durch den Schalldämpfer gemäß Fig. 3,

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Schnittlinie V-V in Fig. 3 durch den Schalldämpfer gemäß Fig. 3,

Fig. 6 eine Seitenansicht (vgl. Fig. 1) einer mehr für Nutzfahrzeuge geeigneten Version eines erfindungsgemäßen Auspuff-Schalldämpfers,

Fig. 7 eine Ansicht (vgl. Fig. 3) des Schalldämpfers gemäß Fig. 6 mit Blickrichtung gemäß Pfeil F in Fig. 6,

Fig. 8 eine Ansicht von unten des oberen Gehäuseteils gemäß Fig. 6 (mit Blickrichtung gemäß Pfeil B) an der Trennebene (Berührungsebene) D-D in Fig. 6, und

Fig. 9 eine Ansicht von oben des unteren Gehäuseteils gemäß Fig. 6 (mit Blickrichtung gemäß Pfeil A) an der Trennebene D-D in Fig. 6.

Beschreibung der Ausführungsformen

Fig. 1 und Fig. 2 zeigen in Seiten- bzw. Draufsicht einen Abschnitt des getrennten Fahrgestellrahmens 2 eines im übrigen nur vereinfacht dargestellten Schwerlastkraftwagens. Der dargestellte Abschnitt des Fahrgestellrahmens erstreckt sich von der hier nicht dargestellten Fahrerkabine des Fahrzeugs, die im Bereich über und genau hinter den Vorderrädern 4 des Fahrzeugs, von denen nur eines in den Zeichnungen erscheint, angeordnet ist, nach rück-

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wärts. Fig. 2 zeigt auch einen Kardanwellenabschnitt 6, der einen Teil des Antriebsstranges des Lastkraftwagens bildet. Die Auspuffgase vom nicht dargestellten Fahrmotor des Lastkraftwagens, der ein Verbrennungsmotor ist, werden aus dem Abgasauslaß des Motors über eine Auspuffanlage weggeleitet. Diese Auspuffanlage umfaßt eine erste Auspuffleitung 8 (in Form eines vorderen Auspuffrohres), einen mit ihr verbundenen, im wesentlichen würfelförmigen Auspuff-Schalldämpfer 10, und eine zweite Auspuffleitung 12 in Form eines hinteren, vom Auspuff-Schalldämpfer wegführenden Auspuffrohres. Die Abgase vom Abgasauslaß des Motors werden durch die erste Auspuffleitung 8 zum Abgaseinlaß 14 des Schalldämpfers geleitet, und die Abgase vom Abgasauslaß 16 des Schalldämpfers werden durch die zweite Auspuffleitung 12 in die das Fahrzeug umgebende Atmosphäre geleitet. Die Auspuffanlage des Fahrzeuges kann auch mit einem oder mehreren weiteren (hier nicht dargestellten) Schalldämpfern und einem Abgasreiniger ausgelegt werden, der vorteilhafterweise in Strömungsrichtung vor dem Auspuff-Schalldämpfer 10 angeordnet oder in diesen integriert ist.

Fig. 10 zeigt, daß der Auspuff-Schalldämpfer 10 mit dem Fahrgestellrahmen 2 durch Halterungen 90, 91 verbunden ist. Die Halterungen 90, 91 sind mit dem Fahrgestellrahmen durch Bolzenverbindungen 92, 93 verbunden und mit dem Auspuff-Schalldämpfer 10 durch Bolzen 94, die mit nicht dargestellten Schweißnähten blockierend zusammenwirken, welche in die Wand des Auspuff-Schalldämpfers 10 integriert sind.

Der Auspuff-Schalldämpfer 10 umfaßt ein hohles Gehäuse, das, wie in Fig. 1 und 2 zu erkennen, weitgehend die Gestalt eines rechtwinkligen Blockes mit gerundeten Ecken hat. In der dargestellten Version ist der rechtwinklige

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Block im wesentlichen gleichseitig und gleicht daher einem Würfel. Der Schalldämpfer ist im Bereich des Fahrgestellrahmens 2 des Fahrzeugs in solcher Weise angeordnet, daß ein oberer Wandbereich des Schalldämpfergehäuses 18 an einer senkrechten Seitenfläche 2 0 des Fahrzeugrahmens 2 angeordnet ist, die von der Längsachse des Rahmens 2 weg nach außen weist. In den Fig. l, 6 und 7 ist erkennbar, daß sich das Schalldämpfergehäuse 18 aus zwei Gehäuseteilen zusammensetzt, die von im wesentlichen gleicher Größe sind, nämlich einem oberen Gehäuseteil 22 und einem unter letzterem angeordneten unteren Gehäuseteil 24. Bei einer anderen Ausführungsform ist die Verwendung mehrerer Gehäuseteile möglich, wenngleich eine solche Lösung komplexer wird. Die beiden Gehäuseteile 22, 24 weisen somit die Gestalt von "Wannen" in Form eines Parallelepipeds auf, die an Verbindungsrandflanschen 2 6 und 28 entlang des Umfangs miteinander an einer Verbindungs- oder Trennebene 30 verbunden sind, die im wesentlichen parallel zur waagerechten Ebene des Fahrzeugrahmens 2 und mit der Endebene des rechtwinkligen Blockes ist. Es ist vorteilhaft, wenn die Gehäuseteile 22 und 24 durch Schweißverbindungen an den gegenseitigen Verbindungsumfangsflanschen 26 und 28 verbunden sind. Da die beiden Gehäuseteile 22, 24 wannenförmig sind, ist es sehr einfach, sie durch Pressen o.dgl. herzustellen. Die wannenförmigen Gehäuseteile 22, 24 vereinfachen auch das unkomplizierte und rasche Zusammenbauen des Schalldämpfers, weil die den Schalldämpfer bildenden getrennten Konstruktionsteile auf sehr einfache Weise in der relativ großen Öffnung des entsprechenden wannenförmigen Gehäuseteils 22, 24 angeordnet werden können und danach die Teile 22, 24 zusammengeklappt werden können.

Wie in Fig. 1 und 2 sowie Fig. 6 und 7 zu erkennen, ist der Abgaseinlaß 14 des Schalldämpfers 10 im oberen Teil

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22 des Schalldämpfergehäuses 18 in der vorderen Endwand 32 des Gehäuses angeordnet, und der Abgasauslaß 16 des Schalldämpfers ist im unteren Gehäuseteil 24 an der Seite 34 angeordnet, die zum Fahrzeugrahmen 2 weist.

Es werden nunmehr die Grundprinzipien der konstruktiven Auslegung des Auspuffanlagen-Schalldämpfers 10 erläutert und unter Bezugnahme auf die in Fig. 3 bis 5 vereinfacht dargestellte Ausführungsform weiter beschrieben.

Wie in Fig. 3 zu erkennen, weist der obere Gehäuseteil 22 nicht nur eine größere Kammer 3 6 auf, die mehr als die Hälfte des Volumens des oberen Gehäuseteils 22 einnimmt, sondern auch eine kleinere Kammer 38, die von der größeren Kammer 3 6 durch eine erste Trennwand 4 0 mit einer Durchströmöffnung 42 getrennt ist, durch welche die Kammern 36, 3 8 in gegenseitiger Verbindung stehen. Die Durchströmöffnung in der Trennwand 4 0 ist von einem Rohrteil 44 gebildet, das die Wand im wesentlichen rechtwinklig durchdringt.

Der Abgaseinlaß 14 des Auspuff-Schalldämpfers 10 umfaßt ein Einlaßrohr 46, das im oberen Gehäuseteil 22 befestigt ist. Dieses Einlaßrohr erstreckt sich von außerhalb des Gehäuses 18 durch die vordere Endwand 3 2 des oberen Gehäuseteils 2 2 nach innen und weiter in die größere Kammer 36, so daß es hauptsächlich parallel zur Trennwand 40 verläuft und im Abstand von den anderen Begrenzungswänden 48, 50 und 52 der Kammer angeordnet ist. Das Einlaßrohr . 4 6 verläuft im wesentlichen gerade durch die größere Kammer, 3 6 und über wenigstens die halbe Länge der Kammer 36. Das Rohrteil 44 ist auf gleicher Höhe wie die Öffnung 54 des Einlaßrohres 4 6 in der Kammer 3 6 angeordnet.

Der untere Gehäuseteil 24 umfaßt seinerseits nicht nur eine größere Kammer 56, die mehr als die Hälfte des VoIu-

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mens des unteren Gehäuseteils 24 einnimmt und direkt unter der größeren Kammer 36 des oberen Gehäuseteils 22 angeordnet ist, sondern auch eine kleinere Kammer 58, die von der Kammer 56 durch eine zweite Trennwand 60 getrennt ist. In der Wand 60 befindet sich eine Durchströmöffnung 62, durch welche die Kammern 58 und 56 in gegenseitiger Verbindung stehen. Die Kammer 5 6 ist von der größeren Kammer 36 des oberen Gehäuseteils 22 durch eine im wesentlichen waagerechte Doppelwandstruktur getrennt, die sich aus der unteren Begrenzungswand 52 der Kammer 3 6 und einem Element der oberen Begrenzungswand 64 der Kammer 56 zusammensetzt, das unter der unteren Begrenzungswand 52 der Kammer 3 6 angeordnet ist. Diese Doppelwandstruktur enthält auch Absorptionsmaterial 66, z.B. eine Glasfasermatte oder Mineralwolle, das zwischen den Begrenzungswänden 52 und 64 angeordnet ist.

Im oberen Abschnitt steht die kleinere Kammer 58 des unteren Gehäuseteils 24 in direkter, offener Verbindung mit der kleineren Kammer 38 des oberen Gehäuseteils 22. Die größere Kammer 3 6 des oberen Gehäuseteils hat etwa das gleiche Volumen wie das zusammengenommene Volumen der kleineren Kammern 38 und 58 des oberen und des unteren Gehäuseteils; diese Kammern stehen somit in direkter, offener Verbindung miteinander- und bilden zusammen eine Mittelbereich-Kammer im Schalldämpfergehäuse 18.

Der Abgasauslaß 16 des Auspuff-Schalldämpfers 10 umfaßt ein Auslaßrohrteil 68, das im unteren Gehäuseteil 24 befestigt ist und sich von außerhalb des Gehäuses durch die Begrenzungswand 7 0 des Gehäuseteils 2 4 an der Seite 3 4 des Gehäuses, die zum Fahrzeugrahmen 2 weist, in die Kammer 56 erstreckt. Das Auslaßrohrteil 68 ist im wesentlichen mittig am unteren Abschnitt des unteren Gehäuseteils

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2 4 angeordnet und nach unten und innen zur Mitte des Fahrzeugs hin gerichtet.

Wie in Fig. 3 in Verbindung mit Fig. 5 zu erkennen ist, ist die Durchströmöffnung 62 in der zweiten Trennwand 60 von einem Rohrteil 72 gebildet, das in die Wand 60 eingesetzt und von im wesentlichen rechtwinkligem Querschnitt ist. Dieses Rohrteil steht mit dem Auslaßrohrteil 68 über einen Strömungskanal 74 in Verbindung, der schräg nach unten in die Kammer 5 6 gerichtet ist und von einer Strömungsleitung mit perforierter Leitungswand gebildet ist. Eine umschließende, relativ dicke Schicht Absorptionsmaterial 76, z.B. Glaswolle oder eine andere Mineralwolle, die den Strömungskanal 74 umschließt, ist auf der Außenseite der Leitungswand angeordnet (s. Fig. 5). Das Rohrteil 72, das von im wesentlichen rechtwinkligem Querschnitt ist und in die Wand 60 eingesetzt ist, hat etwa den gleichen hydraulischen Durchmesser wie das Auslaßrohrteil 68. Damit eine wirkungsvolle Geräuschdämpfung in der Kammer 56 erreicht wird, ist es wesentlich, daß das Absorptionsmaterial 7 6 an der Außenseite der perforierten Leitungswand des Strömungskanals 7 4 ordnungsgemäß anliegt. Eine vorteilhafte Möglichkeit, dies zu erreichen, ist die Verwendung eines Streckmetallgitters 78, das verhindert, daß das Absorptionsmaterial 7 6 nach unten in die Ecken 80 und 82 der Kammer 56 geblasen wird.

Wie in Fig. 3 bis 5 zu erkennen,, sind nicht nur bei der größeren Kammer 3 6 des oberen Gehäuseteils 22, sondern auch bei den kleineren Kammern, 38, sowie 58 des unteren Gehäuseteils die Innenseiten ihrer Begrenzungswände mit Absorptionsmaterial 84, z.B. Glasfaserwolle bekleidet, das an den Begrenzungswänden durch perforierte innere Wandplatten 86 in Stellung gehalten ist, die in einem bestimmten Abstand von den Innenseiten der Begrenzungswände

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so angeordnet sind, daß Raum für das Absorptionsmaterial 84 geschaffen ist. Das gesamte Gehäuse 18 des Auspuff-Schalldämpfers ist aus Blech hergestellt, d.h. die Begrenzungswände der Kammern 36, 38, 58 und 56, das Einlaßrohr 46, das Auslaßrohrteil 68, die Rohrteile 44 und 72 und der Strömungskanal 74 sind aus passendem Blech hergestellt.

Hinsichtlich der Geräuschdämpfungsfunktion des Auspuff-Schalldämpfers 10 sei auf Folgendes hingewiesen. Bezogen auf die Strömungsrichtung der Abgase, bildet die größere Kammer 36 des oberen Gehäuseteils 22 die erste Geräuschdämpfungskammer des Schalldämpfers, die den Anteil von niedriger Frequenz des Auspuffgeräusches dämpft. Die zweite Geräuschdämpfungskammer des Schalldämpfers ist von den beiden aneinandergrenzenden kleineren Kammern 3 8 und 58 gebildet, die zusammen die Mittelbereich-Kammer des Schalldämpfers bilden, welche auf die erste Kammer 3 6 abgestimmt ist. Die dritte Geräuschdämpfungskammer des Auspuff-Schalldämpfers 10 ist die größere Kammer 56 des unteren Gehäuseteils 24, die ein Dämmorgan bildet, welches den Anteil von hoher Frequenz des Auspuffgeräusches behandelt.

Der große Querschnitt der Grundgeräusch-Kammer 3 6 wirkt mit dem Absorptionsmittel (dem Absorptionsmaterial 84) an der Innenseite der Begrenzungswände der Kammer derart zusammen, daß die Dämmwirkung der Kammer äußerst breit wird, so daß sie auch bis herunter im Zündfrequenzbereich arbeitet. Die Durchströmöffnung 42, d.h. das Rohrteil 44, bildet den Abgasauslaß von der Kammer 36, und dieser Auslaß sollte etwa auf der gleichen Höhe wie die Öffnung 54 des Einlaßrohres 46 angeordnet sein. Bei der in den Fig. 6 bis 9 dargestellten Version ist jedoch der Abgasauslaß 4 2 von der Kammer 3 6 etwas höher als die Öffnung 54 des

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Einlaßrohres 46 angeordnet. Der Durchmesser des Abgasauslaßrohres 44 wirkt sich auf das Grundgeräusch aus und stellt einen Kompromiß zwischen Grundgeräusch und Auspuff-) Gegendruck dar. Das Absorptionsmittel an der Innenseite der Wände der Kammer 3 6 mindert nicht nur das Geräusch an der Öffnung, sondern auch vom Gehäuse übertragenes Geräusch und, nicht zuletzt, das Nebensprechen zwischen den verschiedenen Kammern im Schalldämpfer. Die Doppelwand-Struktur 52,64 mit dem dazwischenliegenden Absorptionsmaterial 66 zwischen der Grundgeräusch-Kammer 3 6 und der Hochton-Kammer 56 ist speziell gewählt, um Nebensprechen zwischen diesen beiden Kammern 3 6 und 56 zu mildern.

Die Schalldämpfung im Mittelbereich wird mit dem Einlaßrohr 4 6 und durch den Umstand erreicht, daß die Mittelbereich-Kammer 38,58 etwa das gleiche Volumen hat wie die Grundgeräusch-Kammer 36, und durch den Umstand,daß ein abgestimmtes Rohrteil 44 zwischen die Kammern 3 6 und 38,58 eingebaut ist. Das Absorptionsmittel 84 an den Innenseiten der Außenwände der Doppelkammer 38,58 wirkt den stehenden Wellen in der Kammer entgegen, die andernfalls die schalldämpfende Funktion der Kammer zerstören würde. Die Übertragung vom Gehäuse und das Nebensprechen werden in derselben Weise wie bei der Grundgeräusch-Kammer 3 6 verringert.

Die Hochfrequenz-Dämpfung des Schalldämpfers wird in der vorstehend beschriebenen Weise durch die Hochton-Kammer 56 erreicht. Die Breite des würfelförmigen Schalldämpfergehäuses 18 wird ausgenutzt, indem der Abgaseinlaß zur Kammer 56 in Form eines relativ niedrigen waagerechten Spaltes 62 (das rechtwinklige Rohrteil 72) ausgeführt wird, das dennoch etwa den gleichen hydraulischen Durchmesser wie das kreisrunde Auslaßrohrteil 68 hat. Die Nei-

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gung des perforierten Strömungskanals 74 ist in diesem Falle größer, so daß das Auslaßrohrteil mit der an dieses angeschlossenen Auspuffleitung 12 ausreichenden Abstand von den Federaufhängungen der Vorderachse hat.

Claims

~ x ~ 1G-81 076 SCANIA CV AB Schutzansprüche

1. Auspuffanlage für Kraftfahrzeuge, die einen Fahrzeugrahmen (2), vorzugsweise einen getrennten Fahrgestellrahmen aufweisen, an dem eine Antriebseinheit angeordnet ist, die einen Verbrennungsmotor mit wenigstens einem Abgasauslaß aufweist, der über eine erste Auspuffleitung (8) mit einem Abgaseinlaß (14) zu wenigstens einem Auspuff-Schalldämpfer (10) verbunden ist, welcher einen Abgasauslaß (16) aufweist, der über wenigstens eine zweite Abgasleitung (12) mit der umgebenden Atmosphäre in Verbindung steht,

dadurch gekennzeichnet, daß der Auspuff-Schalldämpfer (10) ein hohles Gehäuse (18) aufweist, das äußerlich wenigstes ungefähr die Gestalt eines rechtwinkligen Blockes aufweist und im Bereich des Fahrzeugrahmens (2) angeordnet ist, wobei ein Wandbereich des Schalldämpfergehäuses (18) an einer senkrechten Seitenfläche (20) des Fahrzeugrahmens (2) angeordnet ist, die von der Längsachse des Rahmens (2) weg nach außen weist.

2. Auspuffanlage nach Patentanspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß das Auspuff-Schalldämpfergehäuse (18) wenigstens ungefähr würfelförmig ist und sich aus zwei Gehäuseteilen (22, 24), die von wenigstens ungefähr gleicher Größe sind, zusammensetzt, nämlich einem oberen Gehäuseteil (22) und einem unter diesem angeordneten unteren Gehäuseteil (24), das mit dem oberen Gehäuseteil (22) an einer Berührungsebene (30) verbunden ist, die im wesentlichen parallel zu und unter der unteren waagerechten Begrenzungsebene des Fahrzeugrahmens (2) angeordnet ist.

3. Auspuffanlage nach Patentanspruch 1 oder 2,

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dadurch gekennzeichnet, daß eine Grund-Kammer (36) zum Dämpfen der Auspuffgeräuschfrequenzen im Grundbereich und eine Hochton-Kammer (56) zum Dämpfen der Auspuffgeräuschfrequenzen im Hochtonbereich mehr als das halbe Volumen der zugehörigen oberen bzw. unteren Gehäuseteile (22, 24) einnehmen, die Abgase vom Motor zur Grund-Kammer (36) geleitet werden und die Abgase vom Schalldämpfer von der Hochton-Kammer (56) weg geleitet werden.

4 . Auspuffanlage nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochton-Kammer (56) ein Auslaßrohrteil (68) aufweist, das im wesentlichen mittig im unteren Abschnitt des unteren Gehäuseteils (24) angeordnet und schräg nach unten und innen zur Mitte des Fahrzeugs hin gerichtet ist.

5. Auspuffanlage nach Patentanspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgaseinlaß (14) zum Auspuff-Schalldämpfer im oberen Teil (22) des Schalldämpfergehäuses (18) im Bereich der, bezogen auf die Fahrtrichtung des Fahrzeuges, vorderen Endwand (32) des Gehäuses angeordnet ist, wogegen der Abgasauslaß (16) vom Auspuff-Schalldämpfer im unteren Teil (24) des Schalldämpfergehäuses auf der Seite (34) des Gehäuses (18) angeordnet ist, die zum Fahrzeugrahmen weist.

6. Auspuffanlage nach Patentanspruch 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Gehäuseteil (22) nicht nur eine größere Kammer (3 6), sondern auch eine kleinere Kammer (38) enthält, die von letzterer durch eine erste Trennwand (40) getrennt ist, welche mit einer Durchströmöffnung (42) versehen ist, und daß der Abgaseinlaß (14) ein Einlaßrohr (46) umfaßt, das im oberen Gehäuseteil (22) befestigt ist und sich von außerhalb des Gehäuses durch die vordere Endwand (32) des oberen Gehäu-

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seteils (22) hindurch nach innen erstreckt und weiter in die größere Kammer (36) des letzteren, so daß es hauptsächlich parallel zur Trennwand (40) und im Abstand von den Wänden der Kammer angeordnet ist, und daß der untere Gehäuseteil (24) nicht nur eine größere Kammer (56), die unter der größeren Kammer (36) des oberen Gehäuseteils angeordnet ist, sondern auch eine kleinere Kammer (58) enthält, die von der größeren Kammer (56) durch eine zweite Trennwand (60) getrennt ist, welche mit einer Durchströmöffnung (62) versehen und an ihrem oberen Abschnitt mit der kleineren Kammer (38) des oberen Gehäuseteils in direkter offener Verbindung steht, und daß der Abgasauslaß (16) ein Auslaßrohrteil (68) umfaßt, das im unteren Gehäuseteil (24) befestigt und sich von außerhalb des Gehäuses in die größere Kammer (56) des unteren Gehäuseteils durch die Seitenwand (70) des Gehäuseteils hindurch auf der Seite des Gehäuses erstreckt, die zum Fahrzeugrahmen weist.

7. Auspuff-Schalldämpfer, der mit einem Verbrennungsmotor verbindbar ist und ein Gehäuse mit einem Einlaß (14) und einem Auslaß (16) aufweist, das sich aus wenigstens zwei Gehäuseteilen (22, 24) von im wesentlichen gleicher Größe zusammensetzt,

dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse weitgehend die Gestalt eines rechtwinkligen Blockes hat.

8. Auspuff-Schalldämpfer nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseteile (22, 24) eine gemeinsame Berührungsebene (3 0) aufweisen, die im wesentlichen parallel zur Endebene des rechtwinkligen Blokkes angeordnet ist.

9. Auspuff-Schalldämpfer nach Patentanspruch 8,

lG-81 076 SCANIA CV AB

dadurch gekennzeichnet, daß einer der Gehäuseteile (22, 24) eine Grund-Kammer (36) und der andere eine Hochton-Kammer (56) aufweist, und daß die beiden Gehäuseteile (22, 24) zusammen eine Mittelbereich-Kammer (38, 58) bilden, wobei der Schalldämpfer-Einlaß (14) in die Grund-Kammer (36) führt und sein Auslaß (16) von der Hochton-Kammer (56) herausführt.

10. Auspuff-Schalldämpfer nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß (14) in die Grund-Kammer (36) ein Rohr (46) mit offenem Rohrende aufweist, das in die Grund-Kammer (36) mündet, wobei das Rohr (46) im wesentlichen gerade durch die Grund-Kammer (36) über wenigstens die halbe Länge der letzteren verläuft.

11. Auspuff-Schalldämpfer nach Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Grund-Kammer (36) und die Mittelbereich-Kammer (83, 58) eine zur Ausrichtung des Rohres (4 6) im wesentlichen rechtwinklige und in der Nähe des Rohrendes angeordnete Durchströmöffnung (42) aufweisen, die ein Rohrteil (44) umfaßt, das eine den vorstehend genannten Kammern (36, 38, 58) gemeinsame Trennwand (40) durchdringt, deutlich in die Mittelbereich-Kammer (38, 58) hineinragt und auf gleicher oder annähernd gleicher Höhe wie die Öffnung (54) des Einlaßrohres (46) angeordnet ist.

12. Auspuff-Schalldämpfer nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Mittelbereich-Kammer (3 8, 58) und der Hochton-Kammer (56) eine Trennwand (60) angeordnet ist, die eine Durchstromöffnung (62) aufweist, welche von einem Rohrteil (72) gebildet ist, das von im wesentlichen rechtwinkligem Querschnitt und in die Trennwand (60) eingesetzt ist, und daß in der Hochton-Kammer (56) ein Strömungskanal(74) angeordnet ist,

SCANIA CV AB ^1G~⁸¹ °⁷⁶

der das Rohrteil (72) mit dem Auslaßrohrteil (68) verbindet und von einer Strömungsleitung mit perforierter Leitungswand, gebildet ist, die vorzugsweise aus Blech hergestellt ist, an deren Außenseite eine relativ dicke Schicht oder Bekleidung aus Absorptionsmaterial (76) , z.B. Glaswolle oder eine andere Mineralwolle, angeordnet ist, welche die Leitung umschließt.

13. Auspuff-Schalldämpfer nach Patentanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrteil (72) von im wesentlichen rechtwinkligem Querschnitt in die Trennwand (60) auf einer größeren Höhe eingesetzt ist, als das Auslaßrohrteil (68) in der Seitenwand (70) des Schalldämpfers befestigt ist, und daß das Rohrteil (72) von etwa dem gleichen Durchströmungsquerschnitt wie der Auslaßrohrteil (68) ist.

14. Auspuff-Schalldämpfer nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Grund-Kammer (36) von etwa dem gleichen Volumen ist wie das zusammengenommene Volumen der kleineren Kammern (38, 58) des oberen und des unteren Gehäuseteils (22, 24), wobei die kleineren Kammern in direkter offener Verbindung miteinander stehen und zusammen die Mittelbereich-Kammer im Schalldämpfergehäuse (18) bilden.