DE3540231A1 - COMBINED SOUND AND VIBRATION DAMPER - Google Patents

COMBINED SOUND AND VIBRATION DAMPER

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Description

Die Erfindung betrifft einen Schalldämpfer, insbesondere für Verbrennungsmotoren, mit einer Schalldämpferkammer sowie mit einem Gaseintritts- und einem -austrittsrohr.The invention relates to a silencer, in particular for internal combustion engines, with a silencer chamber and with a gas inlet and outlet pipe.

Die, insbesondere in Abgasanlagen von Verbrennungsmotoren angeordneten Schalldämpfer sind hinsichtlich ihrer schalldämpfenden Wirkung auf die periodischen Abgasstöße optimiert, wobei zusätzlich die Lage des Schalldämpfers in der Leitung die Güte der Dämpfung bestimmt. Die Verbindung zwischen dem oder den Schalldämpfern und den Leitungsrohren ist dabei starr und gasdicht ausgelegt. Aufgrund der großen Länge der Abgasanlagen treten daher häufig Schwingungsprobleme auf, die nur durch eine sorgfältige Wahl der Aufhängepunkte und notfalls durch zusätzliche schwingungsdämpfende Maßnahmen gemildert werden können. Besonders vibrationsempfindliche Teile der Abgasanlage, wie z. B. Katalysatoren bedürfen besonderer schwingungsisolierender Maßnahmen, welche oftmals durch zusätzliche flexible Elemente in den Verbindungsrohren ergänzt werden.The, especially in exhaust systems of internal combustion engines arranged silencers are in terms of their sound-absorbing effect on the periodic exhaust emissions optimized, with the additional location of the silencer determines the quality of the damping in the line. The connection between the silencer (s) and the conduit is rigid and gas-tight. Due to the large length of the exhaust systems therefore often vibration problems caused by only one careful choice of suspension points and, if necessary mitigated by additional anti-vibration measures can be. Particularly sensitive to vibrations Parts of the exhaust system, such as. B. need catalysts special vibration isolating measures, which often through additional flexible elements in the connecting pipes be supplemented.

Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gesetzt, einen Schalldämpfer, insbesondere für Verbrennungsmotoren zu schaffen, der den Aufbau von Abgasanlagen hinsichtlich der dabei auftretenden Schwingungsprobleme wesentlich erleichtert. Diese Aufgabe wird durch einen nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 ausgebildeten Schalldämpfer gelöst.The invention has set itself the task of Silencers, especially for internal combustion engines too create, regarding the construction of exhaust systems the vibration problems that occur facilitated. This task is performed by one after the characterizing features of claim 1 trained Muffler released.

Der erfindungsgemäße Schalldämpfer wirkt aufgrund seiner schwingungsmäßig von den Verbindungsrohren isolierten und gedämpften Schalldämpferkammer sowohl als Schalldämpfer für Luftschall als auch als Schwingungsdämpfer gegen Vibrationen der gesamten Abgasanlage. Die nicht starre Verbindung zwischen der Schalldämpferkammer und dem Gaseintritts- und -austrittsrohr ermöglichen zudem größere Toleranzen bei der Montage der gesamten Abgasanlage. Die Wahl der Aufhänge- bzw. Befestigungspunkte der mit einem solchen Schalldämpfer ausgestatteten Abgasanlage ist relativ unkritisch und kann im wesentlichen statisch auf die Gewichtsverteilung abgestimmt sein.The muffler according to the invention acts due to its vibration isolated from the connecting pipes and muffled silencer chamber as well  Silencer for airborne sound as well Vibration damper against vibrations of the entire exhaust system. The non-rigid connection between the Muffler chamber and the gas inlet and outlet pipe also allow greater tolerances in the Assembly of the entire exhaust system. The choice of hanging or attachment points with such Exhaust system equipped with silencer is relative uncritical and can be essentially static on the Weight distribution must be coordinated.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in den Fig. 1 und 2 teilweise schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben. Es zeigen:The invention is described in more detail below on the basis of an exemplary embodiment which is shown schematically in FIGS. 1 and 2. Show it:

Fig. 1 einen prinzipiellen Aufbau eines Schalldämpfers; Figure 1 shows a basic structure of a silencer.

Fig. 2 eine Teilansicht einer konstruktiven Lösung des Schalldämpfers. Fig. 2 is a partial view of a constructive solution of the silencer.

Gemäß Fig. 1 befindet sich zwischen den Verbindungsrohren V 1 und V 2 einer Abgasanlage für einen Verbrennungsmotor ein Schalldämpfer 1. Der Schalldämpfer 1 ist über ein Gaseintrittsrohr 2 sowie ein Gasaustrittsrohr 3 mit den Verbindungsrohren V 1 bzw. V 2 in herkömmlicher Weise über eine klemmbare Steckverbindung starr und gasdicht verbunden ist. Zwischen dem Gaseintrittsrohr 2 und dem Gasaustrittsrohr 3 befindet sich die eigentliche Schalldämpferkammer 4, die in herkömmlicher Weise z. B. als Reflexions- oder Absorptionsschalldämpfer ausgebildet sein kann. Die Schalldämpferkammer 4 ist über rohrförmige Verbindungselemente 4.1 und 4.2 mit dem Gaseintritts- und -austrittsrohr 2 und 3 schwingungsisoliert verbunden, so daß sie sich mit ihrer trägen Masse M gegenüber dem Gaseintritts- und -austrittsrohr 2 und 3 bzw. den Verbindungsrohren V 1 und V 2 in axialer und radialer Richtung relativ bewegen kann, was durch die sich kreuzenden Doppelpfeile angedeutet ist. Diese Relativbewegung wird durch schwingungsdämpfende Materialien 8 im Zwischenraum zwischen dem Gaseintritts- bzw. -austrittsrohr 2 bzw. 3 und den rohrförmigen Übergangselementen 4.1 bzw. 4.2 gedämpft. Die Schalldämpferkammer 4 kann noch zusätzlich von einem vergleichsweise dünnen und leichten Außenmantel 5 umgeben sein, welcher seinerseits fest und gasdicht mit dem Gaseintritts- und -austrittsrohr 2 und 3 verbunden ist. An dem Außenmantel 5 können nun weitere, auf die Schalldämpferkammer 4 wirkende schwingungsdämpfende Maßnahmen, z. B. eine Füllung mit Mineralwolle, vorgesehen sein, die zudem noch wärmeisolierende Eigenschaften hat.According to Fig. 1 2 of an exhaust system for a combustion engine is located between the connecting pipes V 1 and V 1, a muffler. The muffler 1 is connected in a conventional manner via a gas inlet pipe 2 and a gas outlet pipe 3 to the connecting pipes V 1 and V 2 in a conventional manner via a clampable plug connection. Between the gas inlet pipe 2 and the gas outlet pipe 3 there is the actual silencer chamber 4 , which in a conventional manner, for. B. can be designed as a reflection or absorption muffler. The muffler chamber 4 is connected to the gas inlet and outlet pipes 2 and 3 in a vibration-insulated manner via tubular connecting elements 4.1 and 4.2 , so that their inert mass M is opposite the gas inlet and outlet pipes 2 and 3 or the connecting pipes V 1 and V 2 can move relatively in the axial and radial directions, which is indicated by the intersecting double arrows. This relative movement is damped by vibration-damping materials 8 in the space between the gas inlet or outlet pipe 2 or 3 and the tubular transition elements 4.1 or 4.2 . The silencer chamber 4 can additionally be surrounded by a comparatively thin and light outer jacket 5 , which in turn is firmly and gas-tightly connected to the gas inlet and outlet pipes 2 and 3 . On the outer jacket 5 can now act on the muffler chamber 4 vibration damping measures, for. B. a filling with mineral wool may be provided, which also has heat-insulating properties.

Fig. 2 zeigt die Gaseintrittsseite eines Schalldämpfers mit schwingungsisolierter und -dämpfender Schalldämpferkammer 4. Das Gaseintrittsrohr 2 weist an seinem austrittsseitigen Ende zwei in axialen Abständen angeordnete, fest mit dem Gaseintrittsrohr 2 verbundene Ringscheibenelemente 2.1 und 2.2 auf. Ein rohrförmiges Verbindungselement 4.1 der Schalldämpferkammer 4 umhüllt das Gaseintrittsrohr 2 und die Scheibenelemente 2.1 und 2.2 nach Art einer Labyrinthdichtung unter Beibehaltung eines mäanderförmigen Zwischenraumes. Dieser Zwischenraum ist mit einem schwingungsdämpfenden Material 5, z. B. Mineral-, Keramik-, Metallfasern oder ein Gemisch aus zweien oder mehreren dieser Komponenten gefüllt. Je nach Temperaturbelastung können auch elastische Kunststoffe zur Anwendung kommen, die dann eine vollkommene Gasdichtheit ermöglichen. Die Schalldämpferkammer 4 und das Verbindungsstück 4.1 sind von einem Außenmantel 5 umgeben, welcher gasdicht und fest mit dem Gaseintrittsrohr 2 verbunden ist. Der Zwischenraum zwischen der Schalldämpferkammer 4 und dem Außenmantel 5 ist wiederum mit einem schwingungsdämpfenden Material 6 gefüllt, welches vorteilhafterweise auch noch wärmeisolierende Eigenschaften haben sollte. Auch hier eignen sich Mineral- oder Keramikfasern. Während die Wandungen der Schalldämpferkammer 4 weitgehend biegesteif sind, sollten die Wandungen des Außenmantels relativ dünn und flexibel sein und ggf. teilweise nach Art eines Wellrohres ausgebildet sein (5.1). Durch diese Maßnahmen sind größere Toleranzen auch bezüglich der axialen Ausrichtung zwischen dem Gaseintrittsrohr 2 und dem sich daran anschließenden, nicht gezeigten Verbindungsrohr möglich. Fig. 2 shows the gas inlet side of a muffler with vibration-isolated and -dämpfender muffler chamber 4. The gas inlet pipe 2 has at its outlet end two ring disk elements 2.1 and 2.2 which are arranged at axial intervals and are fixedly connected to the gas inlet pipe 2 . A tubular connecting element 4.1 of the muffler chamber 4 envelops the gas inlet pipe 2 and the disk elements 2.1 and 2.2 in the manner of a labyrinth seal while maintaining a meandering space. This space is with a vibration-damping material 5 , z. B. mineral, ceramic, metal fibers or a mixture of two or more of these components. Depending on the temperature load, elastic plastics can also be used, which then enable complete gas tightness. The silencer chamber 4 and the connecting piece 4.1 are surrounded by an outer jacket 5 , which is gas-tight and firmly connected to the gas inlet pipe 2 . The space between the silencer chamber 4 and the outer casing 5 is in turn filled with a vibration-damping material 6 , which should advantageously also have heat-insulating properties. Mineral or ceramic fibers are also suitable here. While the walls of the muffler chamber 4 are largely resistant to bending, the walls of the outer jacket should be relatively thin and flexible and, if necessary, be designed in part like a corrugated tube ( 5.1 ). Through these measures, greater tolerances are also possible with regard to the axial alignment between the gas inlet pipe 2 and the connecting pipe (not shown) adjoining it.

Da die Schalldämpferkammer 4 gegenüber den Verbindungsrohren schwingungsisoliert und -gedämpft ist, kann sie problemlos vibrationsempfindliche Teile, wie z. B. Mittel zur katalytischen Nachverbrennung von Abgasen, also beispielsweise einen auf Keramikbasis aufgebauten Katalysator 7 aufnehmen, der durch Federelemente 9, 10 und 11 gehalten wird. Daran anschließend können sich dann die bekannten Mittel 12 zur Schalldämpfung, wie Reflexionsschalldämpfer oder Absorptionsschalldämpfer, mit Helmholtz-Resonatoren, Reflexionsblenden, Venturidüsen, Lochtraufen und dergleichen anschließen. Die Gasaustrittsseite ist dann wieder analog zur Gaseintrittsseite gestaltet.Since the muffler chamber 4 vibration-insulated from the connecting pipes and -gedämpft, it can easily vibration-sensitive parts such. B. means for catalytic afterburning of exhaust gases, for example, a ceramic-based catalyst 7 , which is held by spring elements 9, 10 and 11 . This can then be followed by the known means 12 for sound attenuation, such as reflection mufflers or absorption mufflers, with Helmholtz resonators, reflection screens, Venturi nozzles, perforated eaves and the like. The gas outlet side is then again designed analogously to the gas inlet side.

Claims (6)

1. Schalldämpfer, insbesondere für Verbrennungsmotoren, mit einer Schalldämpferkammer sowie mit einem Gaseintritts- und einem -austrittsrohr dadurch gekennzeichnet, daß die Schalldämpferkammer (4) schwingungsisoliert und/oder -dämpfend mit dem Gaseintritts- und/oder -austrittsrohr (2, 3) verbunden ist.1. Muffler, in particular for internal combustion engines, with a muffler chamber and with a gas inlet and an outlet pipe, characterized in that the muffler chamber ( 4 ) vibration-insulated and / or -damping connected to the gas inlet and / or outlet pipe ( 2, 3 ) is. 2. Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalldämpferkammer (4) von einem Außenmantel (5) umgeben ist, welcher fest und gasdicht mit dem Gaseintritts- und/oder -austrittsrohr (2, 3) verbunden ist, und, daß der Zwischenraum zwischen der Schalldämpferkammer (4) und dem Außenmantel (5) zumindest teilweise mit schwingungsdämpfendem Material (6) gefüllt ist.2. Muffler according to claim 1, characterized in that the muffler chamber ( 4 ) is surrounded by an outer jacket ( 5 ) which is firmly and gas-tightly connected to the gas inlet and / or outlet pipe ( 2, 3 ), and that the The space between the silencer chamber ( 4 ) and the outer casing ( 5 ) is at least partially filled with vibration-damping material ( 6 ). 3. Schalldämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandungen der Schalldämpferkammer (4) biegesteif sind.3. Silencer according to claim 1 or 2, characterized in that the walls of the silencer chamber ( 4 ) are rigid. 4. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandungen des Außenmantels (5) zumindest teilweise flexibel sind.4. Silencer according to one of claims 1 to 3, characterized in that the walls of the outer jacket ( 5 ) are at least partially flexible. 5. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gaseintritts- und/oder -austrittsrohr (2, 3) ein oder mehrere hintereinander angeordnete Ringscheibenelemente (2.1, 2.2) aufweist, und, daß die Schalldämpferkammer (4) rohrförmige Übergangselemente (4.1, 4.2) aufweist, welche das Gaseintritts- und/oder -austrittsrohr (2, 3) sowie die Ringscheibenelemente (2.1, 2.2) nach Art einer Labyrinthdichtung umgeben, wobei der Zwischenraum zwischen einem Übergangselement (4.1, 4.2) und dem davon umgebenen, mit Ringscheiben versehenen Bereich des Gaseintritts- und/oder -austrittsrohres ein schwingungsdämpfendes Material (8) aufweist.5. Silencer according to one of claims 1 to 4, characterized in that the gas inlet and / or outlet pipe ( 2, 3 ) has one or more annular disk elements ( 2.1, 2.2 ) arranged one behind the other, and in that the silencer chamber ( 4 ) is tubular Has transition elements ( 4.1, 4.2 ), which surround the gas inlet and / or outlet pipe ( 2, 3 ) and the annular disc elements ( 2.1, 2.2 ) in the manner of a labyrinth seal, the space between a transition element ( 4.1, 4.2 ) and that surrounding area of the gas inlet and / or outlet pipe provided with annular disks has a vibration-damping material ( 8 ). 6. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schalldämpferkammer (4) Mittel (7) zur katalytischen Nachverbrennung von Abgasen angeordnet sind.6. Silencer according to one of claims 1 to 5, characterized in that in the silencer chamber ( 4 ) means ( 7 ) are arranged for the catalytic afterburning of exhaust gases.
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