DE3149622C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Reflexions-Absorptions-Schalldämpfer für eine Brennkraftmaschine, bestehend aus einem aus zwei Halbschalen ge­ bildeten Gehäuse mit annähernd ovalem Querschnitt, einem stirnseitig eingesetzten Boden mit einem Anschluß zur Abgaszuführung und einem ge­ häuseseitigen Abgasaustrittsrohr, sowie in dem Gehäuse angeordneten Absorptionsstoff, der als zweischaliger mit Gasdurchtrittsöffnungen versehener Einsatz ausgebildet ist und die Form zweier nebeneinander verlaufender Rohre, von denen das eine als Eingangskammer und das an­ dere als Austrittskammer ausgebildet ist, aufweist.

Ein gattungsbildender kombinierter Reflexions-Absorptions-Schalldämp­ fer ist aus der DE-OS 29 30 775 bekannt. Bei diesem Schalldämpfer sind innerhalb eines mit Schallschluckstoff gefüllten und einer wärmedäm­ menden Umkleidung versehenen länglichen Gehäuses von nahezu ovalem Querschnitt zwei etwa rohrförmige Absorptionskammern von gleichem Querschnitt und mit perforierter Wandung nebeneinanderliegend angeord­ net und eine Reflexionskammer vorgesetzt. Die beiden Absorptionskam­ mern sind bei diesem Schalldämpfer durch etwa parallel zum Gehäuse ge­ führte Querkanäle miteinander verbunden. Es sind ferner Eintrittskam­ mer und Austrittskammer samt Verbindungsquerkanal aus zwei gemein­ samen, auf der gesamten Länge perforierten Schalen aufgebaut. Dieser bekannte Schalldämpfer hat den Nachteil, daß er einen komplizierten, aus vielen Einzelteilen bestehenden Aufbau aufweist und daher sehr teuer in der Fertigung ist, und daß er zu einer breitbandigen Schall­ dämpfung das Vorsetzen einer gesonderten Reflexionskammer verlangt, wodurch die Baulänge wesentlich vergrößert wird, was zu Einbauschwie­ rigkeiten beim Fahrzeug führt.

In der nachveröffentlichten DE-OS 30 35 332 ist ein kombinierte Reflexions-Absorptions-Abgasschalldämpfer aufgezeigt, bei dem die Eingangs- und die Ausgangskammer aus Halbschalen gebildet sind und die querschnittsgrößere Eintrittskammer mit der querschnittskleineren Aus­ trittskammer in offener Verbindung steht. Auch bei dieser Anordnung ist die Reflexionskammer vorgesetzt und das Eintrittsrohr an dieser Kammer angeschlossen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen einfachen, aus möglichst wenigen, fertigungsgünstigen Bauteilen aufgebauten kombinierten Abgasschalldämpfer aufzuzeigen, der sowohl für Saug- als auch für Turbomotoren geeignet ist und über dem gesamten vorgegebenen Frequenzbereich eine hohe Wirksamkeit besitzt, und bei welchem die Baulänge möglichst kurz gehalten ist.

Die Lösung dieser Aufgabe bildet ein Schalldämpfer, bei dem das Ge­ häuse über seine gesamte Längserstreckung nur eine Kammer bildet, die Schalenteile des Einsatzes mit einer eine Übergangsöffnung bildenden Ausnehmung zwischen den beiden rohrförmigen Kammern versehen sind und ein mit Abgasdurchtrittsöffnungen versehenes, abgaszuführendes Rohr in die Eintrittskammer ragt, in seinem, der Einschnürung zugewandten Be­ reich keine Abgasdurchtrittsöffnungen aufweist und stirnseitig ge­ schlossen ist.

Es hat sich nämlich überraschenderweise gezeigt, daß mit einem solchen Abgas-Schalldämpfer mit in Längsrichtung nur einer Kammer bei ein­ fachem Aufbau mit wenigen, leicht zu fertigenden Einzelteilen eine gute, breitbandige Schalldämpfung bei günstigen Gegendruckverhältnis­ sen möglich ist.

Durch das Merkmal, daß ein Abgas zuführendes Rohr in die Eintrittskam­ mer ragend angeordnet ist und in dem in die Kammer ragenden Teil Ab­ gasdurchtrittsöffnungen aufweist, wird eine weitere Verbesserung er­ zielt, da das Rohr innerhalb der Eintrittskammer des Einsatzes eine weitere Einlaufkammer bildet und damit zur Vergleichmäßigung der Ab­ gasströmung beiträgt.

Zur Verbesserung des Strömungsverhaltens und damit der Schalldämpf­ werte und um im Inneren der Resonatorkammer in dem das Abgas zuführen­ den Rohr eine Reflexionswirkung zu erzielen, ist das Abgas zuführende Rohr in seinem der Einschnürung zugewandten Bereich ohne Abgasdurch­ trittsöffnungen ausgebildet und stirnseitig verschlossen. Dabei be­ trägt gemäß einer Weiterführung der nichtpeforierte Bereich zwischen 10 und 45% des Umfanges, wobei sich der nichtperforierte Umfangsan­ teil nach der Höhe der Übergangsöffnung, die ja einen rechteckigen Querschnitt aufweist, ergibt. Mit dieser weiterführenden Anordnung wird außerdem die Verweilzeit des Abgases in dem Abgaszuführungsrohr erhöht.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, daß die beiden von dem Einsatz gebildeten Kammern einen unterschiedlichen Durchmesser aufweisen und die Ausnehmung nur über einen Teil der Länge eine Übergangsöffnung von der Eingangskammer in die Austrittskammer bildet. Damit ist eine gün­ stigere Abstimmung in dem akustischen Verhalten des Schalldämpfers möglich. Dabei weist vorzugsweise die Austrittskammer einen geringeren Durchmesser als die Eintrittskammer auf und die Übergangsöffnung er­ streckt sich vorzugsweise über 50 bis 75% der Länge der Kammern. Eine weitere Verbesserung in bezug auf den Anschluß des Schalldämpfers bzw. des Endrohres, mit dem das Abgas aus dem Schalldämpfer abgeführt wird, ergibt sich dadurch, daß an die Austrittskammer ein Abgasaustrittsrohr rechtwinklig zur Kammerlängsachse angeordnet ist.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist der aus Halbschalen gebildete Einsatz derart in dem Gehäuse angeordnet, daß die durch die beiden Kammern verlaufende Trennebene der Schalenteile die Trennebene der Gehäuseteile im Achsenschnittpunkt der Eintrittskammer unter einem Winkel von kleiner 15°, vorzugsweise 3° schneidet.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel vereinfacht dargestellt und wird im folgenden erläutert und mit Weiterbildungen beschrieben. Dabei zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Schalldämpfer und

Fig. 2 einen Querschnitt durch etwa die Mitte des Schalldämpfers und

Fig. 3 einen Schnitt durch das Abgaseintrittsrohr.

In dem Ausführungsbeispiel ist ein Abgas-Schalldämpfer mit axialer Zu­ führung und radialer Abführung des Abgases dargestellt. Dieser Abgas- Schalldämpfer besteht aus einem länglichen Gehäuse 1 mit in etwa ovalem Querschnitt. Das Gehäuse 1 besteht in dem Ausführungsbeispiel aus zwei Halbschalen 17 a und 17 b, die an den Flanschen 18 a, 18 b fest miteinander verbunden sind, z. B. durch Schweißen, Rollen oder Falzen. Die beiden Halbschalen 17 a und 17 b sind als identische Teile ausgebil­ det und weisen je eine halbkreisförmige Ausnehmung 19 in axialer Rich­ tung zur Aufnahme eines Flanschringes 21 und je eine halbkreisförmige Ausnehmung 20 rechtwinklig zur Längsachse des Abgas-Schalldämpfers zur Aufnahme eines Flanschringes 22 auf. Der Mantel 4 des Gehäuses 1 ist mit einer wärmedämmenden Umkleidung 6 ausgekleidet. Diese soll eine unerwünschte Abstrahlung von Wärme an die Umgebung des Abgas-Schall­ dämpfers verhindern. Diese Umkleidung 6 kann auch von außen auf dem Gehäuse 1 aufgebracht sein. Einlaßseitig ist das Gehäuse 1 mit einem Boden 23 verschlossen, austrittsseitig von einem Boden 24, an dem zugleich eine Halterung 25, z. B. in Form eines Flansches zur Befesti­ gung des Abgas-Schalldämpfers an einer Halterung des Fahrzeuges, ange­ formt ist.

Im Inneren des Gehäuses 1 ist ein Einsatz 7 angeordnet, der aus den beiden identischen Halbschalen 7 a und 7 b gebildet ist. Dieser Einsatz 7 weist Abgasdurchtrittsöffnungen 14, 15 auf und bildet die Eintritts­ kammer 2 und die Austrittskammer 3. Dabei sind die Abgasdurchtritts­ öffnungen 15 in der Eintrittskammer 2 angeordnet und können von glei­ cher oder unterschiedlicher Größe sein wie die Abgasdurchtrittsöffnung 14 in der Austrittskammer 3. Die Eintrittskammer 2 sowie die Aus­ trittskammer 3 sind rohrförmig ausgebildet und stehen über einen Quer­ kanal 8 miteinander in Verbindung. Dieser Querkanal 8 ist durch eine Ausnehmung 13 in Form einer Einschnürung gebildet, die so gestaltet ist, wie in Fig. 1 erkennbar, daß eine gute Strömungsüberleitung von der Eintrittskammer 2 in die Austrittskammer 3 gewährleistet ist. Da­ bei ist die Eintrittskammer 2 an ihrem an den Boden 24 reichenden Ende auf einen runden Querschnitt eingezogen und an die Austrittskammer 3 ein Krümmer 29 zum Anschluß eines Abgasaustrittsrohres 12 angeformt, wobei die Anschlußlinie 10 schräg zur Senkrechten auf der Längsachse der Austrittskammer 3 verlaufen kann, um einen größeren Querkanal 8 zu erreichen. Grundsätzlich kann sich der Querkanal 8 jedoch über die ge­ samte Länge des Einsatzes erstrecken. Zweckmäßig ist jedoch die darge­ stellte kürzere Form des Querkanals 8, um bessere Strömungsverhält­ nisse zu erreichen. Die Länge des Querkanals 8 sollte mindestens die halbe Länge des Einsatzes betragen. Wie in der Fig. 2 dargestellt, verläuft bei dem Ausführungsbeispiel die Querachse 28 des Einsatzes 7, d. h. die Verbindungsachse zwischen den Mittelpunktlinien der Ein­ trittskammer 2 und der Austrittskammer 3 in einem spitzen Winkel von 3° im Ausführungsbeispiel gegenüber der entsprechenden Trennebene 27 des Gehäuses 1, wobei der Schnittpunkt der beiden Trennebenen 27, 28 mit dem Mittelpunkt der Achsen der Eintrittskammer 2 zusammenfällt.

Wie in Fig. 1 dargestellt, kann das Abgas in die Eintrittskammer 2 über ein Abgaseintrittsrohr 11 eingeleitet werden. Dieses Eintritts­ rohr 11 ragt in die Eintrittskammer 2 hinein, und zwar bis nahe an den Boden 24 des Gehäuses 1 und ist an seinem Ende durch den Boden 9 ver­ schlossen. Dieses Abgaseintrittsrohr 11 ist mit Abgasdurchtrittsöff­ nungen 16 versehen. In einer besonders zweckmäßigen Ausführung ist je­ doch ein Teilbereich 26 frei von Gasdurchtrittsöffnungen. Dieser Teil­ bereich 26 ist der dem Querkanal 8 zugewandte Bereich und kann, be­ zogen auf den Umfang des Abgaseintrittsrohres 11, zwischen 10 und 45% des Umfanges betragen.

Die Größe des Teilbereichs 26 wird dabei von der Höhe des Querkanals 8 bestimmt. Hierdurch wird das Abgas daran gehindert, unmittelbar von dem Abgaseintrittsrohr 11 in die Austrittskammer 3 über den Querkanal 8 zu strömen.

Außerdem tritt durch diese Maßnahme eine Reflexionswirkung ein, ohne daß eine besondere, den Abgas-Schalldämpfer verlängernde Reflexions­ kammer erforderlich ist. Der Raum zwischen dem Einsatz 7 und dem Ge­ häusemantel 4 bzw. der Wärmeisolierung 6 ist außerdem noch mit Schall­ schluckstoff 5 gefüllt, um eine Absorptionswirkung zu erhalten.

Bei einer sehr vereinfachten Ausführung kann auf das in die Eintritts­ kammer 2 ragende Abgaseintrittsrohr 11 verzichtet werden. In diesem Fall erfolgt der Anschluß des das Abgas zuführenden Rohres an den Ringspalt 21. Der Einsatz 7 aus den Halbschalen 7 a und 7 b ist an den Flanschen 30 a und 30 b miteinander fest verbunden, analog dem Gehäuse 1 mit den Flanschen 18 a und 18 b.

Claims (5)

1. Reflexions-Absorptions-Schalldämpfer für eine Brennkraftmaschine, bestehend aus einem aus zwei Halbschalen gebildeten Gehäuse mit an­ nähernd ovalem Querschnitt, einem stirnseitig eingesetzten Boden mit einem Anschluß zur Abgaszuführung und einem gehäuseseitigen Ab­ gasaustrittsrohr, sowie in dem Gehäuse angeordneten Absorptions­ stoff, der als zweischaliger mit Gasdurchtrittsöffnungen versehener Einsatz ausgebildet ist und die Form zweier nebeneinander verlau­ fender Rohre, von denen das eine als Eingangskammer und das andere als Austrittskammer ausgebildet ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) über seine gesamte Längserstreckung nur eine Kammer bildet, daß die Schalenteile (7 a, 7 b) des Einsatzes mit einer eine Übergangsöffnung (8) bildenden Ausnehmung (13) zwischen den beiden rohrförmigen Kammern (2, 3) versehen sind und daß ein mit Abgasdurchtrittsöffnungen (16) ver­ sehenes, abgaszuführendes Rohr (11) in die Eintrittskammer (2) ragt, in seinem, der Einschnürung (13) zugewandten Bereich keine Abgasdurchtrittsöffnungen (16) aufweist und stirnseitig geschlossen ist.

2. Abgas-Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kammern (2, 3) einen unterschiedlichen Durchmesser auf­ weisen und die Ausnehmung (13) nur über einen Teil der Länge eine Übergangsöffnung (8) von der Eingangskammer (2) in die Austritts­ kammer (3) bildet.

3. Abgas-Schalldämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an die Austrittskammer (3) ein Abgasaustrittsrohr (12) recht­ winklig zur Kammerlängsachse angeordnet ist.

4. Abgas-Schalldämpfer nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß sich der nicht mit Abgasdurchtrittsöffnungen (16) versehene Teil über einen Bereich von 10 bis 45% der Mantelfläche des abgas­ führenden Rohres (11) im Bereich der Eintrittskammer erstreckt.

5. Abgas-Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Einsatz (7) derart in dem Gehäuse (1) angeordnet ist, daß die durch die beiden Kammern (2, 3) verlaufende Trennebene (28) der Schalenteile (7 a, 7 b) die Trennebene (27) der Gehäuseteile (17 a, 17 b) im Achsenschnittpunkt der Eintrittskammer (2) unter einem Winkel von kleiner 15°, vorzugsweise 3°, schneidet.