DE3704006C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reduzierung der Schallabstrahlung von der Oberfläche von insbesondere ovalen Blechgehäusen in Anlagen zur Schalldämpfung und/oder Reinigung der Abgase von Brennkraftmaschinen.

Die aktiven Teile von Schalldämpferanlagen und/oder von Reinigungsanlagen für die Abgase insbesondere von Kraftfahrzeugen befinden sich üblicherweise in einem Blechgehäuse. Aus Gründen der Platzersparnis besitzen diese Gehäuse überwiegend einen mehr oder weniger flachen, etwa ovalen Querschnitt. Als Anschluß an die zu- und ableitenden Rohrleitungen sind entsprechend ovale Einlaß- und Auslaßtrichter vorhanden.

Insbesondere bei den Gehäusen mit flachem, ovalem Querschnitt beobachtet man, daß die weniger stark gewölbten Gehäuseoberflächen von den pulsierenden Abgasen entweder direkt oder indirekt über Rohrleitungen und Trennwände zu relativ starken Schwingungen angeregt werden, was zu einer starken Körperschallabstrahlung führt, wodurch die Bemühungen zur Schallreduzierung hinfällig werden.

Eine erhöhte Körperschallabstrahlung wird auch beobachtet an den Gehäusen von katalytischen Abgasreinigern. Dies ist offensichtlich darauf zurückzuführen, daß die Gehäusebleche aufgrund der relativ starken Erwärmung auf bis zu 850 Grad C ihre Steifigkeit verlieren.

Üblicherweise wird nun versucht, die Steifigkeit der Gehäuseoberflächen durch Einprägen von Sicken zu erhöhen. Überraschenderweise bringt diese Technik jedoch nicht immer den gewünschten Erfolg. Aus diesem Grunde werden die Gehäuse oftmals innen und/oder außen mit schalldämpfendem Isoliermaterial belegt. Auch werden statt einfachen Blechen Doppel- und Dreifachbleche verwendet, die einen Teil der Schallenergie durch Reibung zwischen den unmittelbar aufeinanderliegenden Blechteilen abbauen. Diese Lösungen sind aufwendig und teuer und führen auch nicht immer zum Erfolg.

Aus der US-PS 26 61 073 ist ein Abgasschalldämpfer mit ovalem Querschnitt bekannt, der zwecks Reduzierung der Körperschallabstrahlung nicht nur Doppelbleche für das Gehäuse verwendet, sondern auch die Zwischenwände, mit denen das Gehäuseinnere wie an sich bekannt in Adsorptions- und Reflexionsräume unterteilt wird, mit den Gehäuseblechen punktweise verschweißt.

Zwar werden durch das Verschweißen des Gehäuses mit den Zwischenwänden die freischwingenden Gehäusebereiche unterteilt und das Gehäuseblech selbst schwingungssteifer, die Gehäusebereiche zwischen zwei Zwischenwänden können jedoch weiterhin frei schwingen. Die Position der Zwischenwände im Gehäuseinneren ist abgestellt auf eine optimale Unterdrückung des Störschalls im Abgas selbst, d. h. auf eine optimale Dämpfung des sogenannten Mündungsgeräusches. Die Festigkeit der üblichen Zwischenwände ist durch die erforderlichen Durchbrechungen und Perforationen erheblich reduziert, so daß die Zwischenwände selbst durch die Abgaspulsationen zu Schwingungen angeregt werden, die über die Schweißstellen unmittelbar auf das Gehäuse übertragen werden. Schließlich ist als weiterer, wesentlicher Nachteil zu nennen, daß durch die Punktschweißung etwaige korrosionshemmende Oberflächenbeschichtungen der Bleche von Gehäuse und Zwischenwand zerstört werden, so daß die Bleche durch die heißen, aggressiven Abgase in kürzester Zeit korrodieren.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die die noch verbleibenden schwingenden Gehäuseoberflächen an einer ungehinderten Bewegung hindert und dabei die Resonanzverhältnisse im Sinne einer Verringerung der Abstrahlung günstig beeinflußt.

Diese Aufgabe wird gelöst durch gattungsgemäße Vorrichtungen mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. alternativ des Anspruchs 5.

Damit ergeben sich die Vorteile, daß die noch schwingenden Gehäuseoberflächen gezielt fixiert werden können, beispielsweise an der Stelle des Schwingungsmaximums, daß weder die freie Abgasströmung noch die optimierte Mündungsgeräuschdämpfung merkbar gestört werden und daß etwa erforderliche Schweißstellen an der Außenseite des Gehäuses liegen, wo die aggressiven Abgasbestandteile nicht wirken.

Die erfindungsgemäße Lösung gemäß Anspruch 1 besitzt darüber hinaus den Vorteil, daß die noch schwingenden Gehäuseoberflächen mit einem minimalen Materialaufwand maximal fixiert werden. Dabei wird das rohrförmige Halteelement durch die Außenatmosphäre gekühlt.

Die erfindungsgemäße Lösung gemäß Anspruch 5 hat darüber hinaus den Vorteil, daß sich das Halteelement insgesamt auf der von der Außenluft gekühlten Außenseite des Gehäuses befindet.

Um zu verhindern, daß bei der thermischen Ausdehnung der Gehäuse das durch das Gehäuse hindurchgeführte Halteelement überlastet wird und reißt, empfiehlt es sich, dieses mit Wellen oder Sicken ausreichender Tiefe auszurüsten und so ihre Nachgiebigkeit bezüglich der Wärmedehnung zu erhöhen, ohne die eigentliche Aufgabe, die noch schwingenden Gehäuseoberflächen zu fixieren, zu verlieren. Diese Wellen oder Sicken können beim Herstellen der Verbindung zwischen dem Halteelement und dem Gehäuse gleichzeitig als Montagehilfe dienen.

Falls das Halteelement als außenliegender Spant ausgeführt ist, empfiehlt es sich, diesem einen in Längsrichtung U-förmigen Querschnitt zu geben, um die Steifigkeit zu erhöhen. Außerdem empfiehlt es sich, am Gehäuse eine Sicke einzuprägen, die den Spant aufnimmt und hält.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den restlichen Unteransprüchen enthalten.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung in Form von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigen jeweils im Querschnitt:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform und

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch ein Gehäuse einer Abgasreinigungsanlage oder eines Abgasschalldämpfers, welches zwei aus tiefgezogenem Blech bestehende Halbschalen 1.1, 1.2 besitzt, die entlang ihrer Berührungsfläche 4 miteinander verschweißt sind.

In der hinteren Stirnwand der Gehäuseschalen 1.1, 1.2 sind ein Einlaß- oder Auslaßtrichter 2.1, 2.2 und ein Gaseinlaß bzw. -auslaß 3 eingeformt.

Das Gehäuse besitzt einen flachen, etwa elliptischen Querschnitt, der zwar eine für den Einbau in Kraftfahrzeugen erwünschte verringerte Bauhöhe bewirkt, gleichzeitig jedoch auch relativ große, flach gewölbte Gehäuseoberflächen ergibt, die durch die Pulsationen der Abgase zu starken Schwingungen angeregt werden können, insbesondere bei hohen Motorlasten und -drehzahlen, was zu einer unzulässig hohen Körperschallabstrahlung führt.

Zur Reduzierung dieser Körperschallabstrahlung ist außen um das Gehäuse herum ein Spant 5 gelegt, der aus zwei Halbspanten 5.1, 5.2 besteht, die sich überlappen und mittels einer Punktschweißung 7 miteinander verbunden sind. Der Spant 5 kann in einfacher Weise aus einem Blech geeigneter Stärke ausgestanzt werden. Er ist so geformt, daß er insbesondere die flach gewölbten und stark schwingenden Gehäuseoberflächen gegeneinander verspannt. Er ist mit diesen über Schweißnähte 8 verbunden. Der Spant 5 greift bevorzugt an dem Punkt an, an dem die Gehäuseoberflächen ein Schwingungsmaximum hatten.

Es versteht sich von selbst, daß bei größeren Gehäusen mehrere Spanten 5 vorgesehen werden und daß auch im Bereich der Einlaß- oder Auslaßtrichter 2.1, 2.2 weitere Spanten vorgesehen werden können.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch ein aus zwei Halbschalen 11.1, 11.2 bestehendes Gehäuse, das entlang seiner Berührungsflächen 14 miteinander verschweißt ist. Die flach gewölbten und deshalb stark schwingenden Gehäuseoberflächen sind mit einem rohrförmigen Halteelement 15 miteinander verbunden, das quer durch das Gehäuse hindurchgeführt ist. Die Enden des Halteelements 15 sind mittels einer Schweißnaht 17 mit den Gehäusehälften 11.1, 11.2 verschweißt. Die Schweißnaht 17 liegt auf der kalten Außenseite des Gehäuses und ist den aggressiven Abgasen nicht ausgesetzt.

Da die Gehäuse von Abgasschalldämpfern und insbesondere von Abgasreinigern sich stark aufheizen, wird auch das Halteelement 15 einer starken thermischen Spannung ausgesetzt. Um diese in Grenzen zu halten, sind in das Rohr 15 Sicken bzw. Wellen 16 eingebracht, die die Nachgiebigkeit gegenüber diesen thermischen Spannungen erhöhen, ohne daß die Körperschallreduzierung darunter leidet. Gleichzeitig können die Sicken 16 während des Schweißens als Montagehilfe dienen, indem sie die Gehäuseoberflächen von innen stützen.

Claims (7)

1. Vorrichtung zur Reduzierung der Schallabstrahlung von der Oberfläche von insbesondere ovalen Blechgehäusen (1.1, 1.2; 11.1, 11.2) in Anlagen zur Schalldämpfung und/oder Reinigung der Abgase von Brennkraftmaschinen, wobei wenigstens ein Halteelement (5, 15) vorgesehen ist, welches einander gegenüberliegende Teile der schwingenden Gehäuseoberflächen miteinander verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (15) durch das Gehäuse (11) hindurchgeführt und rohrförmig ausgebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (15) ein etwa O-förmiger Blechring ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (15) ein Blechstreifen ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (15) mit einer Sicke oder Welle (16) versehen ist.

5. Vorrichtung zur Reduzierung der Schallabstrahlung von der Oberfläche von insbesondere ovalen Blechgehäusen (1.1, 1.2; 11.1, 11.2) in Anlagen zur Schalldämpfung und/oder Reinigung der Abgase von Brennkraftmaschinen, wobei wenigstens ein Halteelement (5, 15) vorgesehen ist, welches einander gegenüberliegende Teile der schwingenden Gehäuseoberflächen miteinander verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (5) ein außen um das Gehäuse (1.1, 1.2) herumgelegter, als geschlossener Ring ausgebildeter Spant ist, der aus zwei miteinander und mit dem Gehäuse (1.1, 1.2) verschweißten Spantteilen (5.1, 5.2) besteht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Spant (5) in Längsrichtung einen U-Querschnitt besitzt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Halterung des Spants (5) am Gehäuse (1.1, 1.2) eine Sicke eingeprägt ist.