DE3441783C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Abgasschalldämpfer für Fahrzeugmotoren, dessen mit Ein- und Austrittsstutzen ver­ sehenes, in Kammern unterteiltes Gehäuse wenigstens eine Reflexionskammer enthält, wobei die Reflexionskammer an mindestens eine mit Absorptionsmaterial unterschiedlicher Schichtdicke ausgefüllte Absorptionskammer angrenzt.

Bei bekannten Abgasschalldämpfern mit Reflexions- und Ab­ sorptionskammern besteht das Problem, daß die Bedämpfung durch Reflexion und Absorption immer noch sehr selektiv, d. h. schmalbandig erfolgt, so daß zwar einzelne Frequenz­ bänder aus dem Abgasschall quantitativ herausgefiltert wer­ den, insgesamt aber immer noch relativ viel störender Ab­ gasschall bestehen bleibt.

Bei einem aus der Deutschen Offenlegungsschrift 22 57 852 bekanntgewordenen Abgasschalldämpfer der eingangs genannten Art ist zwischen der Reflexionskammer und der Absorptions­ kammer noch eine weitere Kammer zwischengeschaltet, in wel­ che das Eingangsrohr mit einer speziellen - dem Auslaßrohr gegenüberliegenden - Mündungsverengung einmündet. Dies hat zur Folge, daß die Absorptionskammer gar nicht für den ge­ samten Schallanteil wirksam werden kann, da ein nicht uner­ heblicher Teil direkt in das Ausgangsrohr mit ausgekoppelt wird.

Auch bei einem aus dem Deutschen Gebrauchsmuster G 81 18 601.0 bekanntgewordenen Reflexions-Absorptions-Ab­ gasschalldämpfer ergibt sich nicht die gewünschte breitban­ dige Bedämpfung, da zum einen die stirnseitig angeordnete Absorptionsschicht über die gesamte Fläche im wesentlichen die gleiche Dicke aufweist und darüber hinaus das Ausgangs­ rohr direkt mit der Trennwand zwischen Reflexions- und Ab­ sorptionskammer verschweißt ist, so daß letztendlich nur eine erhöhte Körperschallabstrahlung des Bodens reduziert wird.

Die französische Patentschrift 13 14 572 zeigt eine Kon­ struktion, die zwar Reflexionsstellen enthält, aber in er­ ster Linie einen Absorptionsschalldämpfer darstellt. Dabei wird in axialer Richtung gesehen vor der Endstirnwand eine konische Absorptionsauskleidung gezeigt, die jedoch in Achsrichtung des Gasstroms verläuft und vom Auslaßrohr durchsetzt ist, so daß wiederum eine direkte Auskopplung eines erheblichen Schallanteils gegeben ist. Entsprechend das gleiche gilt für eine Anordnung, wie sie in der öster­ reichischen Patentschrift 1 24 595 gezeigt und beschrieben ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Ab­ gasschalldämpfer der eingangs genannten Art so auszugestal­ ten, daß eine breitbandigere Bedämpfung des Abgasschalls unter Vermeidung direkter Auskopplung von unbedämpften Gas­ anteilen erzielt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß eine perforierte Schottwand an wenigstens einer Stirn­ seite zwischen Reflexions- und Absorptionskammer unter ei­ nem Winkel bis zu 30° zur Längsachse des Gehäuses geneigt angebracht ist, die Absorptionsschicht entsprechend dieser Neigung keilförmig ausgebildet ist, daß das Ausgangsrohr der ersten Kammer mit einem Gaseintrittslochfeld versehen ist und in einem geringen Abstand von ca. 5 bis 10 mm vor der stirnseitigen Schottwand endet und entsprechend der Schrägneigung der Schottwand am vorderen Ende abgeschrägt ist.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung ergibt sich zunächst zwischen der im wesentlichen senkrecht zur Längsachse angeordneten Stirnwand des Gehäuses und der Schottwand eine über dem Querstück stark unterschiedlich dicke Schallabsorberschicht, wodurch das Frequenzband der optimalen Dämpfung verbreitert wird. Zusätzlich verbessert wird die Schalldämpfung noch dadurch, daß das Abgas allen­ falls in geringem Ausmaß und auch nicht im direkten li­ nearen Durchlauf in die Stirnöffnung des Ausgangsrohrs ein­ treten kann, so daß es in erhöhtem Ausmaß sowohl durch Re­ flexion als auch durch Absorption in der keilförmigen Ab­ sorptionskammer Schall abgibt, ehe nach Umlenkung und Ein­ tritt in das Lochfeld letztendlich über das Ausgangsrohr ausgekoppelt wird. Das Merkmal der unvollständigen Um­ fangserstreckung des Lochfelds über den gesamten Umfang des Ausgangsrohrs ermöglicht neben einer grundsätzlich auch möglichen konzentrischen Anordnung eine exzentrische Anord­ nung des Ausgangsrohrs, durch die die Frequenzbandverbrei­ terung der optimalen Dämpfung aufgrund der unterschiedli­ chen Tiefe des Absorptionsstoffes besonders gut ausgenützt werden kann.

Eine weitere Verbesserung der Schalldämpfung durch Abbau eines sich aufbauenden Gegendrucks zur Kompensation des er­ schwerten Eintretens über das Lochfeld des Ausgangsrohrs ergibt sich in weiterer Ausgestaltung der Erfindung da­ durch, daß ein radial einmündender, vorzugsweise als Krüm­ mer mit einem Winkel von ca. 60° bis 90° ausgebildeter Ein­ trittsstutzen vorgesehen ist, dessen vorzugsweise ovaler Querschnitt sich stromabwärts kontinuierlich erweitert.

Bei Abgasschalldämpfern mit einem sich unmittelbar an den Austritt aus dem Gehäuse anschließenden U-Bogen zur Strö­ mungsumkehr kann im Zuge der Weiterentwicklung des Erfin­ dungsgedankens, und wiederum dabei auch zur Kompensation des erschwerten Gaseintritts in das Ausgangsrohr durch ent­ sprechende Reduzierung des Gegendrucks vorgesehen sein, daß der U-Bogen bis zum Scheitelpunkt einen sich kontinuierlich erweiternden und anschließend einen sich kontinuierlich verengenden Querschnitt aufweist.

Die Querschnittsveränderung kann dabei bevorzugt in der Weise vorgesehen sein, daß der U-Bogen sich unter einem Winkel zwischen ca. 6° und 15° erweitert bzw. verengt.

Schließlich liegt es auch noch im Rahmen der Erfindung, daß der U-Bogen einen sich nur in einer Querachse ver­ ändernden ovalen Querschnitt aufweist.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Aus­ führungsbeispiels, sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Abgasschalldämpfer und

Fig. 2 eine Stirnansicht eines Abgasschalldämpfers gemäß Fig. 1 mit einem abgewandelt als Krümmer ausge­ bildeten Eintrittsstutzen.

Das Gehäuse 1 ist als im wesentlichen zylindrischer Topf ausgebildet, wobei die Stirnwände 2 lediglich leicht bom­ biert nach außen gewölbt sind. Neben einer ersten Reflexions­ kammer 3 umfaßt der Abgasschalldämpfer noch eine zweite Absorptionskammer 4, die über das Austrittsrohr 5 miteinan­ der verbunden sind. An das Austrittsrohr 5 schließt sich ein U-Bogen zur Strömungsumkehr an, an den sich beispiels­ weise das Auspuffrohr 7, oder ggf. eine weitere Schalldäm­ pferkammer anschließen könnte. Der Eintrittsstutzen 8 mün­ det im wesentlichen radial in die Eintrittskammer 3 ein.

In dieser Eintrittskammer 3 ist hinter einer perforierten Schottwand 9 ein Absorptionsmaterial 10 angeordnet, wel­ ches durch die geneigte Anordnung der perforierten Schott­ wand 9 eine sich über den Querschnitt der Kammer 3 in ihrer Dicke ändernde, im vorliegenden Fall keilförmig ausgebildete Schicht bildet. Durch diese unterschied­ liche Tiefe des Absorptionsstoffes ergibt sich eine Verbreiterung des Frequenzbandes der optimalen Dämpfung.

Das Ausgangsrohr 5 ist entsprechend der Schrägneigung der Schottwand 9 am vorderen Ende abgeschrägt und mit einem geringen Abstand von nur ca. 5 mm vor dieser an­ geordnet. Als Gaseintrittsöffnung dient somit nicht in erster Linie die Stirnöffnung des Ausgangsrohrs, sondern ein Lochfeld 15, welches sich im wesentlichen über die gesamte Länge der Kammer 3, jedoch umfangsmäßig über ein Kreissegment bis maximal 210° erstreckt. Der ge­ schlossene Abschnitt des Rohrumfanges ist der Gaseintritts­ mündung des Eingangsstutzens zugekehrt.

Die zweite Kammer 4 ist im dargestellten Ausführungs­ beispiel als Absorptionskammer ausgebildet, wobei wie­ derum Schallabsorbermaterial 10 zwischen der zweiten Stirnwand 2 des Gehäuses und einer nicht perforierten Schottwand 11 angeordnet ist. Durch die ebenfalls schrä­ ge Anordnung dieser Schottwand, wobei die Neigung zur Längsachse nicht die gleiche zu sein braucht, wie die Neigung der Schottwand 9 - ergibt sich auch hier wie­ derum eine Verbreiterung des Frequenzbandes der opti­ malen Dämpfung.

An den Austritt 12 aus dem Gehäuse schließt sich in dem dargestellten Ausfürungsbeispiel der der Strömungsumkehr dienende U-Bogen 6 an, der erfindungsgemäß so ausgebil­ det ist, daß sich sein Querschnitt vom Austritt 12 bis zum Scheitelpunkt 13 hin kontinuierlich erweitert und anschließend vom Scheitelpunkt 13 aus bis zum Ende 14 des Rohrbogens, an welches sich das Auspuffrohr 7 anschließen kann, wieder entsprechend kontinuierlich verjüngt.

Dieser U-Bogen mit dem sich ändernden Querschnitt - wo­ bei bevorzugt die Querschnittsänderung in der Weise erfolgt, daß der U-Bogen einen sich nur in einer Querachse verän­ dernden ovalen Querschnitt aufweist (was man besonders aus Fig. 2 ersehen kann) dient wiederum einer Verhinderung des Aufbauens eines störenden Gegendrucks.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist der Eintritts­ stutzen 8′ als Krümmer mit einem Winkel von ca. 90° aus­ bildet, wobei darüber hinaus vorgesehen ist, daß sich der Querschnitt stromabwärts kontinuierlich erweitert, um wie­ derum ein Aufbauen eines Gegendrucks zu verhindern.

Claims (6)

1. Abgasschalldämpfer für Fahrzeugmotoren, dessen mit Ein- und Austrittsstutzen versehenes, in Kammern un­ terteiltes Gehäuse wenigstens eine Reflexionskammer enthält, wobei die Reflexionskammer an mindestens eine mit Absorptionsmaterial unterschiedlicher Schichtdicke ausgefüllte Absorptionskammer angrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß eine perforierte Schott­ wand (9) an wenigstens einer Stirnseite zwischen Re­ flexions- und Absorptionskammer unter einem Winkel bis zu 30° zur Längsachse des Gehäuses (1) geneigt angebracht ist, die Absorptionsschicht entsprechend dieser Neigung keilförmig ausgebildet ist, daß das Ausgangsrohr (5) der ersten Kammer (3) mit einem Gas- Eintrittslochfeld (15) versehen ist und in einem ge­ ringen Abstand von ca. 5 bis 10 mm vor der stirnsei­ tigen Schottwand (9) endet und entsprechend der Schrägneigung der Schottwand (9) an vorderen Ende ab­ geschrägt ist.

2. Abgasschalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß er einen radial einmündenden, vorzugs­ weise als Krümmer mit einem Winkel von 60° bis 90° ausgebildeten Eintrittsstutzen (8′) aufweist, dessen Querschnitt sich stromabwärts kontinuierlich erwei­ tert.

3. Abgasschalldämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Eintrittsstutzen (8′) einen ovalen Querschnitt aufweist.

4. Abgasschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein sich unmittelbar an den Austritt aus dem Gehäuse (1) anschließender U-Bo­ gen (6) zur Strömungsumkehr bis zum Scheitelpunkt (13) einen sich kontinuierlich erweiternden und an­ schließend einen sich kontinuierlich verengenden Querschnitt aufweist.

5. Abgasschalldämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der U-Bogen (6) sich unter einem Winkel zwischen ca. 6° und 15° erweitert bzw. verengt.

6. Abgasschalldämpfer nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der U-Bogen (6) einen sich nur in einer Querachse verändernden ovalen Querschnitt auf­ weist.