DE7301454U - Einkanalschalldämpfer mit Umlenkungen - Google Patents

Description

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PATENTANWÄLTE DIPL.-ING. C. STOEPEL · DIPL.-ING. W. GOLLWITZER · DIPL.-ING. F. W. MOLL

674 LANDAU/PFALZ · AM SCHÜTZENHOP TEL. 00811/3000,0085 · TELEX 4.11)383

15. Januar 1975

Paul G i 1 1 e t GmbH, Edenkoben / Weinstr

"Einkanalschalldämpfer mit Umlenkungen"

Die Neuerung betrifft einen Einkanalschalldämpfer mit Umlenkungen des Gasstromes im Inneren des Schalldämpfergehäuses.

Derartige Schalldämpfer sind insbersondere in den USA in Gebrauch, wobei im wesentlichen in das Schalldämpfergehäuse ein Eingangsrohr eingeführt ist, das das Gehäuse über den größten Teil seiner Länge durchsetzt, wobei ein ebenso über den größten Teil dessen Länge in das Gehätise eingeführtes Auslassrohr vorgesehen ist und im Innern des Gehäuses ein drittes, parallel zur Längsrchse des Gehäuses angeordnetes Rohr angeordnet ist, wobei weiterhin diese Rohre durch eine Vielzahl von quer angeordneten Zwischenwänden gehaltert sind. Diese sogenannten Dreiwegeschalldämpfer sorgen also für eine zweimalige Umlenkung des Gasstromes. Diese Dreiwegeschalldämpfer haben sich bei der Lösung der bestehenden Probleme bewährt, wobei es im wesentlichen darum geht, daß die Schalldämpfer

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von Kraftfahrzeugmotören einen breiten Frequenz- und Lastbereioh beherrschen mUssen, beginnend vom Leurlauf bis zur höchsten Motordrehzahl und vom unbelasteten Zustand bis zur Vollast. Es ist des weiteren zu berücksichtigen, daß diese Zustände wechselnd über ihren ganzen Bereich während des Fahrzeugbetriebes auftreten. Es mußten also möglichst breitbandige Schalldämpfer entwickelt werden. Dieser Entwicklung wurde, wie gesagt, duroh die erwähnten Dreiwegeschalldätnpfer Rechnung getragen.

Berücksichtigt man jedooh, daß diese Schalldämpfer nicht nur aus den erwähnten drei Einsatzrohren und den zahlreichen Zwischenwänden bestehen, sondern daß in aller Regel noch zusätzliche Resonatoren und Uberrohre Verwendung finden, so wird deutlich, daß ein solcher Schalldämpfer in seiner Konstruktion äußerst aufwendig und damit teuer ist. Sie beistehen aus bis zu 15 Einzelteilen, die entsprechend gefertigt und zusammengefügt werden mUssen.

Es kommt hinzu, daß bei den bekannten Konstruktionen bei der Umlenkung des Gasstromes von einem Rohr in das darauffolgende Rohr entsprechend starke Verwirbelungen in der für die Umlenkung vorgesehenen Kammer auftreten. Dies hat einen erheblichen Kondensatniederschlag, insbesondere in den toten Ecken dieser Kammer zur Folge, was seinerseits zur schnellen Korrosion führt. Eine entsprechend notwendige Werkstoffauswah.\ oder Werkstoffveredelung führt zu weiterer Verteuerung.

Es kommt des weiteren hinzu, daß diese bekannten Dreiwegeschalldämpfer reine Reflexionsschalldämpfer sind, da auf Grund der gegebenen Konstruktion praktisch nirgends die Möglichkeit besteht, Füllungen aus Absorptionsstoffen in größerem Umfange unterbringen zu können.

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Der Neuerung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, derartige Dreiwegeschalldämpfer unter Aufrechterhaltung ihrer guten Eigenschaften billiger herzustellen und bezüglich verschiedener Einzelheiten in ihrer Wirkungsweise noch zu verbessern.

Die Neuerung löst die gestellte Aufgabe durch einen Einkanalschalldämpfer mit wenigstens zwei Umlenkungen, der im λΛ^ av\ An

schalen besteht, in v/elche in S-Porm verlaufende Vertiefungen mit halbkreisförmigem Querschnitt eingeprägt sind und dieselben spiegelbildlich aneinandergefügt sind.

Dadurch entsteht ein durchgehender Gaskanal, mit ungestörter Umlenkung des Gasstromes, der aus wenigen billig herstellbaren Teilen besteht, die ebenso billig zusammengefügt werden können. Die Umlenkungsbereiche sind vorzugsweise halbkreisförmig ausgebildet, während die Zwischenbereiche geradlinig geführt sind. Die Ein- und Ausgänge können dabei geradlinig weitergeführt oder in einer Krümmung zum Mittelbereich der Stinseiten des umschließenden Gehäuse;=! gesogen sein. Es kann also in einfachster Weise allen Anschluß- und Lagerungsproblemen in bzw. am Kraftfahrzeug Rechnung getragen werden«

Das durch die beiden Preßschalen gebildete Gasführungsrohr kann an beliebiger Stelle perforiert sein. Es können "des weiteren Zwischenwände in den zwischen den Preßschalen und dem Gehäuse gebildeten Räumen eingezogen sein, die Reflexions- und bei Füllung mit entsprechendem Material Absorptionskammern bilden. Es entstehen hier praktisch ungezählte Variationsmöglichkeiten, so daß Schalldämpfer in Reflexions-, Absorptions- oder kombinierter Ausführung hergestellt werden können.

Der durch die Preßschalen gebildete Gasführungskanal weist bei einer bevorzugten Ausführungsform mindestens das zweifache der einfachen Längsausdehnung des Schalldämpfergehäuses auf.

Ohne wesentlichen Mehraufwand können in dem durch die Preßschalen gebildeten Gasführungskanal Reflexionsblenden eingesetzt sein. Dabei können die Blenden-Bleche aus einem Stück hergestellt und zwischen den den Gasführungskanal bildenden Preßschalen festgeklemmt sein.

Die Vereinigung der verschiedenen Teile des Schalldämpfers kann durch die an sich bekannten Herstellungsverfahren erfolgen, z.B. durch Verbindungsschweißung in Vielpunktschweißanlagen, durch Verfalzung oder dergleichen.

Die neuerungsgemäß ausgebildeten Schalldämpfer bringen also bei außerordentlicher Verbilligung der Herstellung durch Reduzierung der Anzahl der benötigten Teile sogar noch eine Verbesserung der Gasführung. Die mögliche beliebige Hintereinanderschaltung von Reflexionskammern, Absorptionsstrecken und Abzweigresonatoren ergibt eine breitbandige Schalldämpferabstimmung. Insbesondere durch £ie Kombination von Reflexions- und Absorptionselementen wird darüber hinaus eine Abstimmung möglich,.die vor allem bei niedrigem Abgasgegendruck eine hervorragende Dämpfung sicherstellt. Außerdem ist durch Ausschaltung von Verwirbelungszonen dem Kondensatniederschlag und damit der Korrosion ein Riegel vorgeschoben.

Weitere Merkmale der Neuerung und der durch dieselbe erzielten Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden h Beschreibung verschiedener in den beigefügten Zeichnungen

Ι· rein beispielsweise und sohetnatisch dargestellter Aus

führungsformen des Neuerungsgegenständes.

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Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform der neuerungsgeraassen Innenausstattung eines Schalldämpfers, in

Fig. la ist eine Einzelheit nach der Schnittlinie I-I in Fig. 1 wiedergegeben,

Fig. 2 ist ein Längsschnitt durch eine Ausführungsform mit eingebauter Blende,

Fig. 2a gibt einen Querschnitt nach der Linie II-II in Fig. 2 wieder, die

Fig. 2b zeigt eine Einzelheit aus dem Bereich X aus Fig. 2a in vergrößertem Maßstab,

Fig. 3 ist die Darstellung einer weiteren AusfUhrungsform,

Fig. J5a wiederum ein Querschnitt durch die Fig. 3> Fig. 4 ist eine weitere Variationsmöglichkeit,

Fig. 4a gibt eine Einzelheit nach dem Schnitt IV-IV in Fig. 4 wieder.

Zwei Preßschalen 1 und 2 mit Einbuchtungen halbkreisförmigen Querschnittes in S-Forrn sind zu einem Kanalführungsrohr zusammengefügt, das, gebildet aus den beiden halbkreisförmigen Querschnitten nun einen kreisförmigen Gesamtquerschnitt aufweist. Bei der dargestellten AusfUhrungsform verläuft das dergestalt gebildete Itohr 3 In drei parallel verlaufenden geradlinigen Bereichen 4, 5 und 6 und zwei halbkreisförmig gekrümmten Umlenkungsbereichen und 8, die des weiteren zum Einlaß 9 und zum Auslaß

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geführt sind, die sich hier auf der Mittellängsachse der Ge samt anordnung befinden. Das ganze ist in ein Gehäuse 11 eingebracht und kann durch querverlaufende Zwischenwandungen, z.B. eine Zwischenwandung 12, ergänzt sein. Diese Zwischenwandungen dienen vor allem zur Bildung von Kammern und dienen des weiteren zur zusätzlichen Abstützung.

Das Gasführungsrohr ~5 kann in beliebiger Weise und in beliebigen Zonen je nach den im einzelnen an den Schalldämpfer zu stellenden Forderungen unddem übrigen Ausbau desselben init Ferfc-rationssonen* Z=B= 13,= I²* und/oder 15 und weiteren derartigen Zonen ausgestattet sein.

Die einzelnen Teile können in an sich beliebiger Weise miteinander verbunden werden. So besteht die Möglichkeit der Punktschweißung wie z.B. bei 16 angedeutet. Die beiden Preßschalen 1 und 2 sind bei der dargestellten Ausführungsform durch Durchstechen und Umlegen von Blechlappen 17 verbunden j wie in Fig. la vergrößert dargestellt. Neben diesen Verbindungsarten kann auch durch die bekannte Randfalzung die Verbindung der einzelnen Teile erfolgen, insbesondere wenn oberflächenveredelte Bleche verwendet werden.

Bei der gezeigten Ausfuhrungsform ist im Rohrbereich 6 eine Reflexionsblende 18 vorgesehen. Sie besteht aus einem perforierten Formblech, welches einfach zwischen die Preßschalen eingelegt und ggf. mit diesen verschweigt sein kann. Die Perforationen 19 in der Blende 18 sind so verpreßt, daß ein möglichst niedriger Strömungswiderstand gegeben ist. Bei der dargestellten Ausführungsform ist des weiteren durch die Formgebung des Formbleches eine DUse 20 gebildet, um eine besondere Form de*3 SolaallrUokwurfes zu erzielen.

Die Reflexionsblenden dienen vor allem dazu, bei raschem Lastweöhsel, insbesondere bei plötzlicher Vollast> den Durchlaß tieffrequenter Anteile zu verhindern.

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Die durch die Innenteile und die Gehäuseteile, nämlich dem öehäusemantel 21 und die beiden Stirnbleche 22 und 23 gebildeten Kammern können vollständig oder teilweise mit Absorptionsmaterial 2k gefüllt sein.

Als besonders günstig hat sich herausgestellt, sofern z.B. zwei querverlaufende Zwischenwandungen 25 und 26 wie in Pig. 3 vorgesehen sind, die eine Stirnkammer 27 und die andere Stirnkammer 28 als Absorptionsteile auszubilden, dagegen die mittlere Kammer 29 als Reflexionsteil zu belassen.

Bei der gegebenen Gasumlenkung durch die halbkreisförmigen UmlenkungsbereicheT und 8 des Gasführungskanals J5 wird das äußere Schalldämpfergehäuse 11 durch den Gasstrom wesentlich geringer angeregt, als bei den bisher vorgesehenen Umlenkungen mit den entstehenden Verwirbelungszonen, Durch letztere werden hohe Energieanteile auf das Gehäuse abgegeben, so dai/ dieses eine starke Körpers challanregung erfährt und demgemäß in aller Regel doppelwandig ausgebildet werden muß. Bei der neuerungsgemäßen Ausbildungsform, insbesondere wenn es sich um eine volle Absorptlonsausführung handelt, wird jedoch der Gasstrom ausschließlich innerhalb des Gasführungsrohres 3 geführt, so daß die Erregung des äußeren Schalldämpfergehäuses 11 weit unter derjenigen der bekannten Konstruktion bleibt. Es genügt somit in vielen Fällen anstelle eines doppelwandlgen Gehäuses eine einwandige Ausführung, was eine weitere Kostenersparnis mit sich bringt.

In Fig. 2b ist die Einzelheit X aus Fig. 2a vergrößert wiedergegeben. Sie läßt deutlich die Art der Festlegung des Formbleches und der Reflexionsblende 18 und die Verbindung der beiden Preßschalen 1 und 2 miteinander durch eine entsprechend gefalzte Ausführung erkennen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 sind wie schon erwähnt, zwei Zwischenwandungen 25 "und 26 vorgesehen. In allen drei geradlinigen Bereichen 4, 5 und 6 des Gasführungsrohres 3 sind Reflexionsblenden 18, 30 und 31 vergesehen, die, wie insbesondere aus Fig. 3a- ersichtlich, aus einem einzigen Formblech bestehen, das zwischen den beiden Preßschalen 1 und 2 festgeklemmt ist. Hier erübrigt sich eine weitere und zusätzliche Festlegung dieses Formbleches.

Die Besonderheit der Ausf'ührungsform nach Fig. 4 ist einmal in der geradlinigen Weiterführung des Rohrbereiohes 4 zu sehen, zum anderen in der Ausbildung eines Partialkurzschlusses 32 zwischen dem: einen gekrümmten Rohrbereich 33 und dem Auslaß 3^· Dieser Partialkurzschluß kann, wie insbesondere aus Fig. 4a ersichtlich, in einfacher Weise durch entsprechende Formgebung der beiden Preßschalen 1 und 2 bewerkstelligt werden.

Claims (6)

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   Schutζanspräche:

   Einkanalschalldämpfer mit Umlenkungen für den Gasström im Innern des Schalldämpfergehäuses, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Umlenkungen vorgesehen sind, die von zwei vom Gehäuse umschlossenen Preßschalen gebildet sind, in welche in S-Form verlaufend Vertiefungen mit halbkreisförmigem Querschnitt eingeprägt und die spiegelbildlich aneinandergefügt sind.
2. 2.) Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkungsbereiche des gebildeten Gasführungskanals halbkreisförmig ausgebildet und die Zwxschenbereiche geradlinig geführt sand.,
3. 2*) Scha] ldätpr>fer nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß quer angeordnete Zwischenwände in den Räumen zwischen Preßscbalen und Gehäuse vorgesehen sind und die das Gasführungsrohr bildenden Bereiche der Preßschalen zumindest zum Teil perforiert sind.
4. 4.) Schalldämpfer nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Preßschalen gebildete Gasführungskanal wenigstens das zwei- bis zweieinhalb-

   der
   fache einfachen Längsausdehnung des Schalidämpfergehäuses aufweist.
5. 5.) Schalldämpfer nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den durch die Preßschalen gebildeten Gasführungskanal eine oder mehrere Reflexionsblenden eingesetzt sind.

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6. 6.) Schalldämpfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,, daß das die Reflexionsblende bzw. -blenden bildende Blech zwischen den den Gasführungskanal bildenden Preßschalen festgeklemmt ist.