DE8505239U1 - Schalldämpfer mit Vorleitschaufeln an der Ansaugseite des Verdichters eines Abgasturboladers - Google Patents

Schalldämpfer mit Vorleitschaufeln an der Ansaugseite des Verdichters eines Abgasturboladers

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DE8505239U1 DE8505239U DE8505239U DE8505239U1 DE 8505239 U1 DE8505239 U1 DE 8505239U1 DE 8505239 U DE8505239 U DE 8505239U DE 8505239 U DE8505239 U DE 8505239U DE 8505239 U1 DE8505239 U1 DE 8505239U1
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Description

PB 3317/1714
Schalldämpfer mit Vorleitschaufeln an der Ansauqseite des Verdichters eines Abgasturboladers
Die Erfindung betrifft einen Schalldämpfer mit Vorleitschaufeln an der Ansaugseite des Verdichters eines Abgasturboladers, mit Einzelmerkmalen, wie im Oberbegriff des Anspruches 1 angegeben.
Von Verdichtern moderner Abgasturbolader werden große Luftdurchsätze in Verbindung mit hohen Druckverhältnissen gefordert. Dabei treten am Eintritt des Verdichterrades hohe Strömungsgeschwindigkeiten auf. Es werden relative Anström-Machzahlen von mehr als 1 erreicht. Dies führt zu erhöhten Einbußen im Wirkungsgrad und in der Kennfeldbreite.
Zur Dämpfung des Verdichteransauggeräusches ist ein Schalldämpfer erforderlich. Ein solcher Schalldämpfer ist aus der DE-OS 26 00 860 bekannt. Wesentliches Merkmal dieses bekannten Schalldämpfers ist es, daß an dessen durch ringförmige Scheiben gebildeten Dämpfungselementen der innere Rand derselben jeweils trichterförmig in Richtung des Einlauftrichters des Verdichters gebogen ist. Hierdurch soll der von radial außen her eingesaugten Luft eine Richtungskomponente zum Verdichter hin aufgeprägt werden. Bei dieser oder ähnlichen Ausführungen werden die genannten hohen Anströmgeschwindigkeiten am Eintritt des Verdichterlaufrades aber nicht vermieden.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Schalldämpfer der eingangs genannten Art dahingehend auszubilden, daß dia relative Anströmge-
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schwindigkeit zum Verdichterlauf rad derart verringert wird, daß Anströmmachzahlen kleiner als 1 auftreten und damit die oben genannten erhöhten Einbußen im Wirkungsgrad und in der Kennfeldbreite des Abgasturbdaders vermieden werden.
Diese Aufgabe ist bei einem Schalldämpfer der eingangs definierten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorleitschaufeln zwischen Frontwand und dem ersten benachbarten Dämpfungselement sowie zwischen Rückwand und letzterem benachbarten Dämpfunqselement und zwischen jeweils zwei benachbarten Dämpfungselementen jeweils am ganzen Umfang verteilt angeordnet sind und sich im wesentlichen senkrecht zur Ebene der Dämpfungselemente erstrecken, jedoch zur Radialen geneigt sind und angesaugte Luft so umlenken, daß sich im freien Innenraum des Schalldämpfers bzw. des Einlauftrichters eine rotierende Luftsäule bzw. Drall strömung ergibt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Lösung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Dadurch, daß die angesaugte Luft innerhalb des Schalldämpfers mittels der Vorleitschaufeln so umgelenkt wird, daß sich eine rotierende Luftsäule bzw. Drallströmung ergibt, erniedrigt sich die Eintrittsgeschwindigkeit der &tgr;&eegr; den Verdichter einströmenden Luft auf das gewünschte Maß, das jeweils durch eine entsprechende Einstellung der Vorleitschaufeln erhältlich ist. Außer der Funktion als Drallerzeuger wird durch das radiale Gitter der Vorleitschaufeln ein zusätzlicher Schalldämpfungseffekt erzeugt, der durch Belegen der Schaufeln mit schalldämmendem Material noch verstärkt werden kann.
Nachstehend ist der erfindungsgemäße Schalldämpfer anhand mehrerer, in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
Fig.l einen Verdichter eines Abgasturboladers mit vorgeschaltetem,
erfindungsgemäßen Schalldämpfer, wobei im oberen HaIb- \ querschnitt ein erstes Ausführungsbeispiel und im unteren
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Halbquerschni'ut ein zweites Ausführungsbeispiel dargestellt ist,
Fig.2 eine vergrößerte Schnittdarstellung des Details II von Fig.l, umfassend eine Ausführungsform der erfindungsgemäß
im Schalldämpfer vorhandenen Vorleitschaufeln,
Fig.3 eine Alternativlösung zu Fig.2, dargestellt im gleichen ..- Detail ausschnitt II,
Fig.4 eine weitere Alternativlösung zu Fig.2 und 3,
i; Fig.5 einen Detailschnitt durch Mg.l entlang der dortigen
J Schnittlinie V-V,
Sj Fig.6, 7
&lgr; und 8 je eine Alternativlösung zu der in Fig.5 gezeigten Lösung.
In den Figuren sind gleiche bzw. einander entsprechende Teile mit gleichem Bezugszeichen angezogen.
= In Fig.l ist mit 1 der Verdichter eines des weiteren nicht dargesteil- !· ten, an einer Brennkraftmaschine angeordneten Abgasturboladers bezeichnet. Mit 2 sind das Laufrad des Verdichters 1, mit 3 dessen EU-lauftrichter und mit 4 dessen Spiralgehäuse bezeichnet. An der Stirnseite des Einlauftrichters 3 ist ein insgesamt mit 5 bezeichneter Schalldämpfer angeordnet; letzterer ist mit der Rückwand 6 seines Gehäuses am Spiralgehäuse 4 befestigt. Das Gehäuse des Schalldämpfers besteht des weiteren aus einer Frontwand 7. Am Umfang ist das Gehäuse durch insgesamt mit 8 bezeichnete, sich zwischen der Rückwand 6 und der Frontwand 7 erstreckende Luftfilterorgane begrenzt. Die Frontwand 7 setzt sich bei dem in der oberen Hälfte von Fig.l dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem ebenen ringförmigen Teilstück und einem in den Innenraum 9 des Gehäuses hineinragenden topfförmigen Wandteil 10 zusammen, in welch letzterem ein Elektromotor 11 angeordnet sein kann, der mit seiner Welle 12 mit der Achse 13 des Laufrades 2 gekoppelt ist.
t ' till ■ t ·>·
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Bei dem in der unteren Hälfte von Fig.l dargestellten Ausführungsbeispiel dagegen ist die Frontwand 7 durch eine ebene Platte gebildet.
Im Innenraum 9 des Gehäuses des Schalldämpfers 5 sind in Achsrichtung hintereinander sowie voneinander beabstandet und parallel zueinander mehrere nach Art ebener, ringförmiger Scheiben ausgebildete Dämpfungselemente 14 vorhanden. Jedes dieser Dämpfungselemente 14 besteht, wie aus den Figuren 2 bis 4 ersichtlich, aus einem metallischen Kern 15, der vollständig oder nur an seiner Ober- und Unterseite mit einer Ummantelung 16 aus schalldämmendem Material umgeben ist. Die einzelnen Dämp- | fungselemente 14 sind untereinander, ebenso die beiden äußersten Dämp- ,; fungselemente 14 gegenüber der Rückwand 6 bzw. der Frontwand 7, jeweils | durch Distanzstücke 17 auf Abstand gehalten, wobei in jeweils einem §
Distanzierungsbereich zwischen zwei benachbarten Dämpfungselementen 14 | bzw.zwischen dem vordersten Dämpfungsgselement 14 und der Frontwand 7 V sowie dem hintersten Dämpfungselement 14 und der Rückwand 6 des Gehäuses -: der Distanzierungsabstand jeweils durch die axiale Länge der Distanz- !- stücke 17 oder von Vorleitschaufel &eegr; 18 vorgegeben ist. Das gesamte Dämpfungselemente-Paket ist, wie aus Fig.l ersichtlich, mittels mehrerer, es vollständig durchsetzender Spannschrauben 25, von denen wegen der Schnittlage nur eine sichtbar ist, zwischen der Frontwand 7 und der Rückwand 6 des Gehäuses des Schalldämpfers 5 festgelegt.
Erfindungsgemäß sind die Vorleitschaufeln 18 zwischen der Frontwand des Gehäuses und dem ersten benachbarten Dämpfungselement 14 sowie zwischen der Rückwand 6 des Gehäuses und letztem benachbarten Dämpfungselement 14 und zwischen jeweils zwei benachbarten Dämpfungselementen 14 jeweils gleichmäßig am ganzen Umfang verteilt angeordnet und erstrecken sich im wesentlichen senkrecht zur Ebene der Dämpfungselemente, jedoch zur Radialen - siehe die Linien 19 in den Figuren 5 bis 8 - geneigt. Diese so angeordneten Vorleitschaufeln 18 lenken die radial einwärts durch die Luftfilterorgane 8 ins Geäuseinnere angesaugte Luft so um, daß sich im freien Innenraum 20 des Schalldämpfers 5 eine rotierende Luftsäule bzw. Drallströmung ergibt.
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Die Vorleitschaufeln 18 können, so wie aus den Fig. 5 bis 8 ersichtlich, gekrümmt oder alternativ hierzu eben ausgebildet sein. Ferner können die Vorleitschaufeln 18, wie aus den Fig. 5 und 6 ersichtlich, eine konstante Dicke aufweisen, oder, wie aus den Fig. 7 und 8 ersichtlich, nach Art von Profilschaufeln ausgebildet sein.
Wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig.2 gezeigt, kann der metallische Kern 15 eines jeden Dämpfungselementes 14 zusammen mit den entweder an seiner Oberseite oder Unterseite gleichmäßig am Umfang verteilt angeordneten Vorleitschaufeln 18 eines Distanzierungsbereiches einstückig durch Gießen hergestellt sein. Alternativ hierzu kann, wie in Fig.3 gezeigt, der metallische Kern 15 eines jeden Dämpfungselementes 14 durch eine ringförmige Stahlblechplatte gebildet sein, an der die einzelnen aus Stahlblech vorgeformten Vorleitschaufeln 18 eines Distanzierungsbereiches entweder an der Oberseite oder der Unterseite gleichmäßig am Umfang verteilt angeschweißt sind.
Eine weitere Alternative ist in Fig.4 gezeigt. Dort sind der metallische Kern 15 jedes Dämpfungselementes 14 und die in einem Distanzierungsbereich gleichmäßig am Umfang verteilt angeordneten Vorleitschaufeln 18 formschlüssig über in Löcher 21 eingreifende Zapfen 22 in bezug aufeinander fixiert.
Außerdem können die Vorleitschaufeln 18 alternativ zu den in den Fig.5 und 7 gezeigten Ausführungsbeispielen auch wie bei den Ausführungsbeispielen gemäß Fig.6 und 8 mit einer Ummantelung 23 aus schalldämmendem Material umgeben sein.
Wenn die Vorleitschaufeln 18, wie im oberen Halbquerschnitt von Fig.l ersichtlich, gleichzeitig auch zur Abstandssicherung dienen, dann sind diese so dimensioniert, daß sich die äußeren freien Stirnflächen einer jeden Vorleitschaufel 18 - wie aus Fig.2 und 3 ersichtlich - unter der Vorspannung der Spannschrauben 25 geringfügig in die Ummantelung 16 des jeweils benachbarten Dämpfungselementes 14 eindrücken, so daß ein sicherer Verband zwischen zwei benachbarten Dämpfungselementen 14 auch über die Vorleitschaufeln 18 gewährleistet ist. Beim Ausfüh-
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rungsbeispiel gemäß Fig.4 dagegen erstrecken sich die Vorleitschaufeln 18 jeweils zwischen der Oberseite des metallischen Kernes 15 eines Dämpfungselementes und der Unterseite des metallischen Kernes 15 des benachbarten Dämpfungselementes 14, wobei die Spannschrauben 25 für eine entsprechende Anpressung und einen Zusammenhalt des Dämpfungselemente-Paketes von der Rückwand 6 und Frontwand 7 her sorgen.
In den dargestellten Ausführungsbeispielen sind die Vorleitschaufeln im Winkelbereich ihrer Anordnung von Distanzierungsbereich zu Oistaiizierungsbereich jeweils axial fluchtend hintereinander angeordnet. Dies ist jedoch wegen der rotationssymmetrischen Zuströmung zum Schalldämpfer kein zwingendes Erfordernis.
Oie Neigung der Vorleitschaufeln 18 kann in allen Di.stanzierungsüereichen konstant sein oder sich abhängig von der gewünschten Drallverteilung am Eintritt des Verdichterlaufrades von Distanzierungsbereich zu Distanzierungsbereich stetig ändern.

Claims (14)

Peansprüche:
1. Schalldämpfer mit Vorleitschaufeln an der Ansaugseite des Verdichters eines Abgasturboladers, mit einem mit dem Einlauftrichter des Verdichters verbundenen Gehäuse, an dessen Umfang Luftfilterorgane und in dessen Innenraum in Achsrichtung hintereinander sowie voneinander beabstandet und parallel zueinander angeordnet mehrere nach Art ebener, ringförmiger Scheiben ausgebildete Dämpfungsei entente vorhanden sind, wobei die aus einem metallischen Kern mit Ummantelung aus schal1 dämmendem Material bestehenden Dämpfungselemente untereinander und die jeweils äußersten Dämpfungselemente gegenüber der Rückwand und der Frontwand des Gehäuses durch Distanzstücke auf Abstand gehalten sind sowie das gesamte Dämpfungselemente-Paket mittels .itehrerer, vollständig durchgehender Spannschrauben zwischen <»r Frontwand und der Rückwand des Gehäuses festgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorleitschaufeln (18) zwischen Frontwand (7) und erstem benachbartem Dämpfungseiement (14) sowie zwischen Rückwand (6) und letztem benachbarten Dämpfungselement (14) und zwischen jeweils zwei benachbarten Dämpfungselementen (14) jeweils am ganzen Umfang verteilt angeordnet sind und sich im wesentlichen senkrecht zur Ebene der Dämpfungselemente (14) erstrecken, jedoch zur Radialen (19) geneigt sind und angesaugte Luft so umlenken, daß sich im freien Innenraum (20) des Schalldämpfers (5) bzw. im Einlauftrichter (3) eine rotierende Luftsäule bzw. Dral1 Strömung ergibt.
2. Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorleitschaufeln (18) gekrümmt sind.
3. Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorleitschaufeln (18) eben sind.
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4. Schalldämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzsichnet, daß die Vorleitschaufeln (18) eine konstante Dicke aufweisen.
5. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorleitschaufeln (18) nach Art von Profil schaufel &eegr; ausgebildet sind.
6. Schalldämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprache, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Kern (15) eines jeden Dämpfungselementes (14) zusammen mit den entweder an seiner Oberseite oder seiner Unterseite gleichmäßig verteilt angeordneten Vorleitschaufeln (18) eines Distanzierungsbereiches einstückig mit diesen hergestellt ist.
7. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Kern (15) eines jeden Dämpfungselementes (14) durch eine ringförmige Stahlblechplatte gebildet ist, an der die einzelnen, aus Stahlblech vorgeformten Vorleitschaufeln (18) eines Distanzierungsbereiches entweder an der Oberseite oder der Unterseite gleichmäßig am Umfang verteilt angeschweißt sind.
8. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Kern (15) jedes Dämpfungselementes (14) und die in einem Distanzierungsbereich gleicN80ig am Umfang verteilt angeordneten Vorleitschaufeln (18) formschlUssig über in Löcher (21) eingreifende Zapfen (22) in bezug aufeinander fixiert sind.
9. Schalldämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorleitschaufeln (18) mit einer Ummantelung (23) aus schall dämmendem Material umgeben sind.
10. Schalldämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorleltschaufeln (18) im Winkel bereich Ihrer Anordnung von Distanzierungsbereich zu Distanzierungsbereich jeweils axial fluchtend hintereinander angeordnet sind.
11. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorleltschaufeln (18) überall mit gleicher Neigung zur Radialen (19) angeordnet sind.
12. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorleitschaufel&eegr; (18) mit veränderlicher Neigung zur Radialen (19) angeordnet sind.
13. Schalldämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorleitschaufel&eegr; (18) gleichzeitig auch Distanzierungseiemente fUr die Dämpfungselemente (14) bilden.
14. Schalldämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dieser mit der Rückwand (6) seines Gehäuses am Spiralgehäuse (4) befestigt 1st.
DE8505239U 1985-02-23 1985-02-23 Schalldämpfer mit Vorleitschaufeln an der Ansaugseite des Verdichters eines Abgasturboladers Expired DE8505239U1 (de)

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