EP1507071A1 - Exhaust silencer - Google Patents
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- EP1507071A1 EP1507071A1 EP04019054A EP04019054A EP1507071A1 EP 1507071 A1 EP1507071 A1 EP 1507071A1 EP 04019054 A EP04019054 A EP 04019054A EP 04019054 A EP04019054 A EP 04019054A EP 1507071 A1 EP1507071 A1 EP 1507071A1
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Definitions
- the present invention relates to an exhaust muffler for the Internal combustion engine of a motor vehicle with an exhaust gas inlet and a Exhaust gas outlet having, gas-tight housing and at least one gas flowed through Sound-absorbing function chamber, also called damping chamber.
- absorption silencers include at least one with a fibrous sound absorbing substance filled absorption chamber, wherein the absorption chamber generally via a perforated wall, in particular a perforated pipe is coupled to the exhaust stream.
- the present invention is directed to an exhaust muffler of of the type specified at the outset, although it has the advantages of conventional Absorption silencer in particular with regard to the damping characteristic has, does without fibrous Schallschluckstoff.
- the silencer according to the invention is free from any fibrous sound-absorbing material.
- the present invention takes advantage of the finding that micro-perforated material is suitable for effective sound attenuation in the case of the use of a suitable material under the conditions prevailing in exhaust systems of internal combustion engines, which are characterized in particular by high flow velocities, high pulsations and high temperatures.
- the pore size is a maximum of 2.0 mm 2 .
- Preferred pore sizes are between 0.15 mm 2 and 1.5 mm 2 .
- the degree of perforation was found to be from 1 to 3% and the equivalent hole diameter from 0.4 to 1.5 mm.
- the micro-perforated flat material used in the context of the present invention apart from the material, essentially correspond to the microperforated flat materials known as such in connection with other applications, in particular so-called microperforated films.
- the micro-perforated flat material used in the context of the present invention consists of a metallic material, aluminum in particular, namely AL99.5H24, and heat-resistant stainless steel, namely 1.4301 or 1.4828, being considered.
- microperforated sheet a microperforated film with a wall thickness between 0.4 mm and 0.8 mm.
- the microperforated Flat material in particular such in the form of a microperforated film, for Formation of a multi-layered microperforated wall flat on one stiff, perforated support wall is applied and possibly firmly connected to this.
- the exhaust muffler according to the invention at least one intermediate floor defining two functional chambers on which comprises microperforated sheet. It is particularly favorable if the intermediate shelf in question, with a total thickness of 10 to 20 mm a corrugated or folded microperforated carrier film and two on both sides on these applied microperforated coating films. To this Way are in the space between the two coating films through the corrugated or folded microperforated carrier film limited individual chambers defined by the microperforations of the three foils to the two adjacent functional chambers are coupled.
- At least one exhaust-carrying pipe of the exhaust silencer according to the invention at least partially a microperforated wall.
- the tube a corrugated or folded microperforated carrier film and two on both sides applied to this microperforated coating films.
- the tube runs with the at least partially perforated wall through the housing.
- the tube should be essentially over the entire, through the housing be running through micro-perforated track and thus over the entire Length sound-absorbing effect. At least 90% of the length of the case located pipe section is microperforated.
- the housing extends in accordance with the preferred embodiment substantially concentric with the tube, which has proven to be particularly advantageous.
- the ratio of the outer diameter of the housing to the outer diameter of the tube which passes through the housing is in the range of 2.5 up to and including 4, in which context preferably pipe wall thicknesses are provided between 0.4 to 1.5 mm.
- the housing at least two radial spaced-apart, between the inner sides the housing and the lateral surface of the tube extending shelves are provided.
- the ratio of the distance of the front sides of the housing to the distance of the first intermediate floor of the nearer end face is in Range of 1.8 to 2.2, and the ratio of the distance of the end faces of the Housing to the distance of the second shelf from his closer Front side is in the range of 2.8 to 3.2.
- the pipe and / or the intermediate floor should have a degree of perforation from 1 to 3%. This ratio has also proved to be proved advantageous.
- the preferred wall thickness of the tube or shelves should be in This relationship preferably in the range of 0.4 to 1.5 mm and the equivalent hole diameter between 0.4 and 1.5 mm.
- At least one functional chamber of the exhaust muffler at least partially lined with microperforated flat material.
- the microperforated Flat material can in particular with a more or less large Be arranged distance from the gas-tight housing wall.
- At least one functional chamber has a filling of microperforated Flat material on.
- the inventive Silencer in the frequency range below about 100 Hz compared to conventional absorption silencers of the same dimensions achieve improved damping behavior.
- a particularly favorable damping behavior arises when the filling of microperforated sheet several mutually substantially parallel, spaced from each other arranged layers comprises. The distance between the two is individual layers of filling on the order of 12 times and 80 times, ideally between 15 times and 40 times the thickness of the microperforated sheet.
- such Fill depending on the installation conditions, from a continuous strip wound microperforated sheet or folded.
- Any cross-section tubes of microperforated sheet in particular, the tubes of microperforated flat material can surround an inner, exhaust-carrying, perforated pipe.
- the damping behavior of the exhaust muffler according to the invention can continue to affect favorably when the microperforated sheet Having pores of different shapes and / or different sizes; this contributes to a particularly broadband damping that the exhaust mufflers according to the present invention over such absorption silencers makes particularly superior to the state of the art.
- Suitable pore forms include circles, segments, ovals, Trapeze, slits and the like. In terms of pore sizes have become for non-round pores widths between 0.05 mm and 0.15 mm and lengths between 0.5 mm and 1.5 mm proved to be particularly favorable.
- the illustrated in Fig. 1 muffler comprises a tube 1 and a cylindrical housing 2, which in turn consists of two end floors 3 and 4 as well a jacket 5 consists.
- the housing 2 concentric tube 1 comprises a Exhaust inlet nozzle 6, an exhaust gas outlet nozzle 7 and, between the two End shelves 3 and 4 arranged, a perforated, preferably microperforated Middle section 8.
- the exhaust gas pipe 1 is at the Function chamber 10 coupled, which the central portion 8 of the exhaust gas Pipe 1 surrounds and through this, the two end floors 3 and 4 as well the jacket 5 of the housing is limited.
- an insert 11 is arranged in the chamber 10. This consists of two concentric with spaced apart tubes 12 and 13 from a microperforated film.
- the tube 1 in the area inside the housing and the Tubes 12, 13 can z. B. from a wound or folded strip be formed microperforated sheet.
- the exhaust muffler illustrated in FIG. 2 comprises a housing 14, an exhaust gas inlet pipe 15 and an exhaust gas outlet pipe 16.
- the interior of the housing 14 is defined by three shelves 17, 18 and 19 in four chambers 20, 21, 22 and 23 divided.
- the exhaust gas inlet pipe 15 opens into the as Helmholtz chamber executed chamber 23. It is about a hole 24 or a microperforated Section further coupled to the chamber 23.
- the Exhaust outlet pipe 16 opens into the chamber 21; over the hole 25 or the microperforated portion, it is further to the chamber 22 acoustically coupled.
- the intermediate floors 17 and 18 are, as shown in the detail view, each composed of three micro-perforated films, by on both sides a zigzag folded, microperforated carrier sheet 26 microperforated Coating foils 27 and 28 are applied.
- the in Fig. 2 illustrated exhaust muffler for example modified so be that the intermediate floors comprise more microperforated films, For example, another folded and another flat carrier film.
- a unit comprising a zigzag folded or corrugated one Carrier film and a coating film applied thereto can be otherwise, As can be deduced from the above explanations, also to the lining the housing and / or for application to pipes, z. B. the tubes 1, 12, 13, 15, 16, and / or use gas-impermeable intermediate floors.
- FIG. 3 shows an exhaust silencer in the form of a concentric tubular resonator shown.
- the tube 1 is over almost the entire distance in Inside the housing 2 microperforated on the entire outer circumference.
- Of the microperforated portion of the tube 1 in the interior of the housing 2 is at least 90% of the distance 1 of the end faces 31, 32 of the housing 2.
- Im Interior of the housing 2 are two spaced, radially extending and between the inside of the housing 2 and the outside of the Jacket surface of the tube 1 extending shelves 33, 34 is provided.
- These Intermediate floors 33, 34 are on the one hand on the housing 2 and on the other hand, on the pipe first attached.
- the tube 1 has optionally in the area of the connection of the Intermediate floors 33, 34 no microperforations.
- the ratio of the distance l of the two end faces 31, 32 to the distance l 1 of the intermediate bottom 33 from the end face 31 which is close to it should be in the range from 1.8 to 2.2.
- the distance l of the end faces 31, 32 in relation to the distance l 2 from the intermediate wall 34 to the end face 32 should be in the range of 2.8 to 3.2.
- the ratio of the outer diameter d a of the housing 2 to the outer diameter d i of the tube 1 in the region inside the housing 2 should be in the range of 2.5 to 4.
- the wall thicknesses of the pipe and the shelves should be in the range of 0.4 to 1.5 mm, the degree of perforation in the range of 1 to 3%. These Ratios are, as I said, particularly advantageous.
- the equivalent hole diameter is in the range of 0.4 to 1.5 mm.
- the Microperforations usually do not result in circular but slit or crescent-shaped holes in the wall. The cross-sectional area of this from the circle deviating holes is converted to an equivalent hole diameter.
- the intermediate floors 33, 34 can be made of microperforated flat material, similar to that shown in Figure 2, but they do not have to. Also shelves without flow-through openings already achieve relatively good sound absorption values.
- the tube 1 in the area inside the housing consists e.g. from wrapped Flat material, whereby a multiple winding is possible.
- a multiple winding is possible.
- the microperforated part of the tube 1 can be attached to a non-perforated pipe section, which protrudes from the housing 2, be welded.
- the shelves 33, 34 may e.g. by crimping or another plastic deformation on the tube 1 and / or the housing 2 to be attached. Also a welding or radial clamping connection is of course conceivable.
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Abgasschalldämpfer für den Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs mit einem einen Abgaseintritt und einen Abgasaustritt aufweisendes, gasdichtes Gehäuse und mindestens eine gasdurchströmte schalldämpfende Funktionskammer, auch Dämpfungsraum genannt.The present invention relates to an exhaust muffler for the Internal combustion engine of a motor vehicle with an exhaust gas inlet and a Exhaust gas outlet having, gas-tight housing and at least one gas flowed through Sound-absorbing function chamber, also called damping chamber.
Derartige Abgasschalldämpfer sind in unterschiedlichen Ausführungen allgemein bekannt. In Abhängigkeit von dem zur Schalldämpfung eingesetzten Prinzip wird dabei zwischen Absorptionsschalldämpfern einerseits und Reflexionsschalldämpfern andererseits unterschieden, wobei häufig zur Erreichung einer breitbandigen Dämpfung beide Funktionsprinzipien in getrennten Kammern innerhalb eines einzigen Abgasschalldämpfers vereinigt sind. Herkömmliche Absorptionsschalldämpfer umfassen dabei mindestens eine mit einem faserförmigen Schallschluckstoff gefüllte Absorptionskammer, wobei die Absorptionskammer im allgemeinen über eine gelochte Wand, insbesondere ein gelochtes Rohr an den Abgasstrom angekoppelt ist.Such exhaust mufflers are available in different designs well known. Depending on the used for soundproofing The principle is between absorption silencers on the one hand and On the other hand, reflection mufflers differ, with frequent use of Achieving broadband attenuation both functional principles in separated chambers within a single exhaust muffler united are. Conventional absorption silencers include at least one with a fibrous sound absorbing substance filled absorption chamber, wherein the absorption chamber generally via a perforated wall, in particular a perforated pipe is coupled to the exhaust stream.
Die vorliegende Erfindung ist gerichtet auf einen Abgasschalldämpfer der eingangs angegebenen Art, der, obwohl er die Vorteile herkömmlicher Absorptionsschalldämpfer insbesondere im Hinblick auf die Dämpfungscharakteristik aufweist, ohne faserförmigen Schallschluckstoff auskommt. The present invention is directed to an exhaust muffler of of the type specified at the outset, although it has the advantages of conventional Absorption silencer in particular with regard to the damping characteristic has, does without fibrous Schallschluckstoff.
Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der vorliegenden Erfindung bei einem Abgasschalldämpfer der eingangs genannten Art dadurch, daß im Inneren des Gehäuses des Schalldämpfers mindestens eine Mikroperforierungen aufweisende, dem pulsierenden Abgasstrom ausgesetzte Wand, vorzugsweise aus Flachmaterial vorgesehen ist. Der erfindungsgemäße Schalldämpfer ist frei von jeglichem faserförmigem Schallschluckstoff. Die vorliegende Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, daß mikroperforiertes Material im Falle der Verwendung eines geeigneten Werkstoffs unter den in Abgasanlagen von Verbrennungsmotoren herrschenden Bedingungen, die insbesondere gekennzeichnet sind durch hohe Strömungsgeschwindigkeiten, starke Pulsationen und hohe Temperaturen zur wirksamen Schalldämpfung geeignet ist. Als mikroperforiertes Flachmaterial im Sinne der vorliegenden Erfindung wird dabei ein solches perforiertes Flachmaterial angesehen, dessen Porengröße maximal 2,0 mm2 beträgt. Bevorzugte Porengrößen liegen zwischen 0,15 mm2 und 1,5 mm2. Der Perforationsgrad (Verhältnis gelochte Fläche/Gesamtfläche) sollte, wie sich ergeben hat, von 1 bis 3 % und der äquivalente Lochdurchmesser von 0,4 bis 1,5 mm betragen. Damit kann das im Rahmen der vorliegenden Erfindung eingesetzte mikroperforierte Flachmaterial, abgesehen von dem Werkstoff, im wesentlichen den als solches im Zusammenhang mit anderen Anwendungen bekannten mikroperforierten Flachmaterialien, insbesondere sogenannten mikroperforierten Folien, entsprechen. Allerdings besteht das im Rahmen der vorliegenden Erfindung eingesetzte mikroperforierte Flachmaterial aus einem metallischen Werkstoff, wobei insbesondere Aluminium, namentlich AL99.5H24, und hitzebeständiger Edelstahl, namentlich 1.4301 oder 1.4828, in Betracht kommen.This object is achieved according to the present invention in an exhaust muffler of the type mentioned in that inside the housing of the muffler at least one micro-perforations having, the pulsating exhaust flow exposed wall, preferably made of flat material is provided. The silencer according to the invention is free from any fibrous sound-absorbing material. The present invention takes advantage of the finding that micro-perforated material is suitable for effective sound attenuation in the case of the use of a suitable material under the conditions prevailing in exhaust systems of internal combustion engines, which are characterized in particular by high flow velocities, high pulsations and high temperatures. As a micro-perforated flat material in the context of the present invention, such a perforated sheet material is considered, the pore size is a maximum of 2.0 mm 2 . Preferred pore sizes are between 0.15 mm 2 and 1.5 mm 2 . The degree of perforation (perforated area / total area ratio) was found to be from 1 to 3% and the equivalent hole diameter from 0.4 to 1.5 mm. Thus, the micro-perforated flat material used in the context of the present invention, apart from the material, essentially correspond to the microperforated flat materials known as such in connection with other applications, in particular so-called microperforated films. However, the micro-perforated flat material used in the context of the present invention consists of a metallic material, aluminum in particular, namely AL99.5H24, and heat-resistant stainless steel, namely 1.4301 or 1.4828, being considered.
Besonders bevorzugt kommt im Rahmen der vorliegenden Erfindung als mikroperforiertes Flachmaterial eine mikroperforierte Folie mit einer Wandstärke zwischen 0,4 mm und 0,8 mm zum Einsatz. Je nach der Ausdehnung des mikroperforierten Flachmaterials und den Druckverhältnissen, denen dieses ausgesetzt ist, ist es dabei besonders zweckmäßig, wenn das mikroperforierte Flachmaterial, namentlich solches in Form einer mikroperforierten Folie, zur Bildung einer mehrlagig aufgebauten mikroperforierten Wand flächig an einer steifen, gelochten Stützwand anliegt und ggf. fest mit dieser verbunden ist.Particularly preferred in the context of the present invention as microperforated sheet a microperforated film with a wall thickness between 0.4 mm and 0.8 mm. Depending on the extent of the microperforated sheet and the pressure ratios this exposed, it is particularly useful if the microperforated Flat material, in particular such in the form of a microperforated film, for Formation of a multi-layered microperforated wall flat on one stiff, perforated support wall is applied and possibly firmly connected to this.
Im Hinblick auf die spezifische Anordnung des mikroperforierten Flachmaterials innerhalb des Abgasschalldämpfers haben sich mehrere Möglichkeiten als besonders günstig herausgestellt, die innerhalb eines Abgasschalldämpfers auch miteinander kombiniert werden können. Gemäß einer insoweit besonders bevorzugten ersten Weiterbildung weist der erfindungsgemäße Abgasschalldämpfer mindestens einen zwei Funktionskammern definierenden Zwischenboden auf, welcher mikroperforiertes Flachmaterial umfaßt. Besonders günstig ist dabei, wenn der betreffende Zwischenboden, bei einer gesamten Dicke von 10 bis 20 mm eine gewellte oder gefaltete mikroperforierte Trägerfolie und zwei beiderseits auf diese aufgebrachte mikroperforierte Beschichtungsfolien umfaßt. Auf diese Weise werden in dem Raum zwischen den beiden Beschichtungsfolien durch die gewellte oder gefaltete mikroperforierte Trägerfolie begrenzte einzelne Kammern definiert, welche durch die Mikroperforationen der drei Folien an die beiden benachbarten Funktionskammern angekoppelt sind.With regard to the specific arrangement of the microperforated sheet There are several possibilities within the exhaust muffler found to be particularly favorable, the inside of a muffler can also be combined with each other. According to one so far in particular preferred first development, the exhaust muffler according to the invention at least one intermediate floor defining two functional chambers on which comprises microperforated sheet. It is particularly favorable if the intermediate shelf in question, with a total thickness of 10 to 20 mm a corrugated or folded microperforated carrier film and two on both sides on these applied microperforated coating films. To this Way are in the space between the two coating films through the corrugated or folded microperforated carrier film limited individual chambers defined by the microperforations of the three foils to the two adjacent functional chambers are coupled.
Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung hat mindestens ein abgasführendes Rohr des erfindungsgemäßen Abgasschalldämpfers wenigstens abschnittsweise eine mikroperforierte Wand. Namentlich kann dabei, was sich wiederum als besonders günstig herausgestellt hat, das Rohr eine gewellte oder gefaltete mikroperforierte Trägerfolie und zwei beiderseits auf diese aufgebrachte mikroperforierte Beschichtungsfolien umfassen.According to another preferred embodiment has at least one exhaust-carrying pipe of the exhaust silencer according to the invention at least partially a microperforated wall. By name, it can be what's up turn proved to be particularly favorable, the tube a corrugated or folded microperforated carrier film and two on both sides applied to this microperforated coating films.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform läuft das Rohr mit der wenigstens abschnittsweisen perforierten Wand durch das Gehäuse hindurch.According to the preferred embodiment, the tube runs with the at least partially perforated wall through the housing.
Dabei sollte das Rohr im Wesentlichen über die gesamte, durch das Gehäuse hindurchlaufende Strecke mikroperforiert sein und damit auch über die gesamte Länge schalldämpfend wirken. Zumindest 90% der Länge des sich im Gehäuse befindlichen Rohrabschnitts ist mikroperforiert. The tube should be essentially over the entire, through the housing be running through micro-perforated track and thus over the entire Length sound-absorbing effect. At least 90% of the length of the case located pipe section is microperforated.
Das Gehäuse verläuft gemäß der bevorzugten Ausführungsform im wesentlichen konzentrisch zum Rohr, was sich als besonders vorteilhaft erwiesen hat.The housing extends in accordance with the preferred embodiment substantially concentric with the tube, which has proven to be particularly advantageous.
Das Verhältnis des Außendurchmessers des Gehäuses zum Außendurchmesser des Rohres, welches durch das Gehäuse hindurchläuft, liegt im Bereich von 2,5 bis einschließlich 4, wobei in diesem Zusammenhang bevorzugt Rohrwandstärken zwischen 0,4 bis 1,5 mm vorgesehen sind.The ratio of the outer diameter of the housing to the outer diameter of the tube which passes through the housing is in the range of 2.5 up to and including 4, in which context preferably pipe wall thicknesses are provided between 0.4 to 1.5 mm.
Im Gehäuse sollte darüber hinaus wenigstens ein radialer, sich zwischen der Innenseite des Gehäuses und der Mantelfläche des Rohres erstreckender Zwischenboden angeordnet sein, wobei das Verhältnis des Abstandes der Stirnseiten des Gehäuses zu dem Abstand des Bodens von der ihm näheren Stirnseite des Gehäuses von 1,8 bis 2,2 oder von 2,8 bis 3,2 beträgt.In the housing beyond at least one radial, between the Inner side of the housing and the lateral surface of the tube extending Be arranged intermediate floor, wherein the ratio of the distance of the End faces of the housing to the distance of the bottom of the closer him Front of the housing from 1.8 to 2.2 or from 2.8 to 3.2.
In der bevorzugten Ausführungsform ist jedoch vorgesehen, daß im Gehäuse wenigstens zwei voneinander beabstandete radiale, sich zwischen den Innenseiten des Gehäuses und der Mantelfläche des Rohres erstreckende Zwischenböden vorgesehen sind. Das Verhältnis des Abstandes der Stirnseiten des Gehäuses zu dem Abstand des ersten Zwischenbodens von der ihm näheren Stirnseite liegt im Bereich von 1,8 bis 2,2, und das Verhältnis des Abstandes der Stirnseiten des Gehäuses zu dem Abstand des zweiten Zwischenbodens von der ihm näheren Stirnseite liegt im Bereich von 2,8 bis 3,2. Diese Verhältnisse haben sich bei einem sogenannten konzentrischen Rohrresonator als besonders schalldämpfend und vorteilhaft erwiesen. Die Zwischenböden können mit oder ohne Mikroperforationen versehen sein.In the preferred embodiment, however, it is provided that in the housing at least two radial spaced-apart, between the inner sides the housing and the lateral surface of the tube extending shelves are provided. The ratio of the distance of the front sides of the housing to the distance of the first intermediate floor of the nearer end face is in Range of 1.8 to 2.2, and the ratio of the distance of the end faces of the Housing to the distance of the second shelf from his closer Front side is in the range of 2.8 to 3.2. These conditions have become a so-called concentric tube resonator as particularly sound-absorbing and proved beneficial. The shelves can be with or without microperforations be provided.
Sehr wichtig für die Schalldämpfung ist der sogenannte Perforationsgrad, das Verhältnis der gelochten Fläche zur Gesamtfläche des mikroperforierten Abschnittes. Das Rohr und/oder der Zwischenboden sollten einen Perforationsgrad von 1 bis 3 % aufweisen. Auch dieses Verhältnis hat sich als vorteilhaft erwiesen. Very important for the sound attenuation is the so-called perforation, the Ratio of the perforated area to the total area of the microperforated Section. The pipe and / or the intermediate floor should have a degree of perforation from 1 to 3%. This ratio has also proved to be proved advantageous.
Die bevorzugte Wandstärke des Rohres oder der Zwischenböden sollte in diesem Zusammenhang vorzugsweise im Bereich von 0,4 bis 1,5 mm und der äquivalente Lochdurchmesser zwischen 0,4 und 1,5 mm liegen.The preferred wall thickness of the tube or shelves should be in This relationship preferably in the range of 0.4 to 1.5 mm and the equivalent hole diameter between 0.4 and 1.5 mm.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist mindestens eine Funktionskammer des Abgasschalldämpfers zumindest bereichsweise mit mikroperforiertem Flachmaterial ausgekleidet. Das mikroperforierte Flachmaterial kann dabei insbesondere mit einem mehr oder weniger großen Abstand zu der gasdichten Gehäusewand angeordnet sein.According to another preferred embodiment of the invention at least one functional chamber of the exhaust muffler at least partially lined with microperforated flat material. The microperforated Flat material can in particular with a more or less large Be arranged distance from the gas-tight housing wall.
Gemäß einer wiederum anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist mindestens eine Funktionskammer eine Füllung aus mikroperforiertem Flachmaterial auf. Namentlich in diesem Falle läßt sich mit dem erfindungsgemäßen Schalldämpfer in dem Frequenzbereich unter etwa 100 Hz ein gegenüber herkömmlichen Absorptionsschalldämpfern gleicher Abmessungen verbessertes Dampfungsverhalten erreichen. Ein besonders günstiges Dämpfungsverhalten ergibt sich dabei, wenn die Füllung aus mikroperforiertem Flachmaterial mehrere zueinander im wesentlichen parallele, mit Abstand zueinander angeordnete Schichten umfaßt. Dabei beträgt der Abstand zwischen den beiden einzelnen Schichten der Füllung in der Größenordnung zwischen dem 12fachen und dem 80fachen, idealerweise zwischen dem 15fachen und dem 40fachen Wert der Dicke des mikroperforierten Flachmaterials.According to yet another preferred embodiment of the invention At least one functional chamber has a filling of microperforated Flat material on. In particular, in this case can be with the inventive Silencer in the frequency range below about 100 Hz compared to conventional absorption silencers of the same dimensions achieve improved damping behavior. A particularly favorable damping behavior arises when the filling of microperforated sheet several mutually substantially parallel, spaced from each other arranged layers comprises. The distance between the two is individual layers of filling on the order of 12 times and 80 times, ideally between 15 times and 40 times the thickness of the microperforated sheet.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann eine solche Füllung, je nach den Einbauverhältnissen, aus einem durchgehenden Streifen aus mikroperforiertem Flachmaterial gewickelt oder aber gefaltet sein. In diesem Fall ergeben sich besonders geringe Herstellungskosten. Indessen ist auch denkbar, eine solche mehrere zueinander im wesentlichen parallele Schichten umfassende Füllung aus mehreren im wesentlichen zueinander konzentrischen, einen beliebigen Querschnitt aufweisenden Rohren aus mikroperforiertem Flachmaterial herzustellen, wobei die Rohre aus mikroperforiertem Flachmaterial insbesondere ein inneres, abgasführendes, gelochtes Rohr umgeben können. According to another aspect of the present invention, such Fill, depending on the installation conditions, from a continuous strip wound microperforated sheet or folded. In this case This results in particularly low production costs. However, it is also conceivable such a plurality of layers substantially parallel to each other Filling of several substantially concentric to one another Any cross-section tubes of microperforated sheet in particular, the tubes of microperforated flat material can surround an inner, exhaust-carrying, perforated pipe.
Das Dämpfungsverhalten des erfindungsgemäßen Abgasschalldämpfers läßt sich weiterhin günstig beeinflussen, wenn das mikroperforierte Flachmaterial Poren unterschiedlicher Formen und/oder unterschiedlicher Größen aufweist; dies trägt zu einer besonders breitbandigen Dämpfung bei, die die Abgasschalldämpfer nach der vorliegenden Erfindung gegenüber solchen Absorptionsschalldämpfern nach dem Stand der Technik besonders überlegen macht.The damping behavior of the exhaust muffler according to the invention can continue to affect favorably when the microperforated sheet Having pores of different shapes and / or different sizes; this contributes to a particularly broadband damping that the exhaust mufflers according to the present invention over such absorption silencers makes particularly superior to the state of the art.
Geeignete Porenformen umfassen dabei Kreise, Kreisabschnitte, Ovale, Trapeze, Schlitze und dergleichen. Im Hinblick auf die Porengrößen haben sich bei unrunden Poren Breiten zwischen 0,05 mm und 0,15 mm und Längen zwischen 0,5 mm und 1,5 mm als besonders günstig erwiesen.Suitable pore forms include circles, segments, ovals, Trapeze, slits and the like. In terms of pore sizes have become for non-round pores widths between 0.05 mm and 0.15 mm and lengths between 0.5 mm and 1.5 mm proved to be particularly favorable.
Im folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand dreier in der Zeichnung
veranschaulichter bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigt
Der in Fig. 1 veranschaulichte Schalldämpfer umfaßt ein Rohr 1 und ein
zylindrisches Gehäuse 2, welches seinerseits aus zwei Endböden 3 und 4 sowie
einem Mantel 5 besteht. Das zum Gehäuse 2 konzentrische Rohr 1 umfaßt einen
Abgaseintrittsstutzen 6, einen Abgasaustrittsstutzen 7 sowie, zwischen den beiden
Endböden 3 und 4 angeordnet, einen gelochten, vorzugsweise mikroperforierten
Mittelabschnitt 8. Über die Lochung 9 ist das abgasführende Rohr 1 an die
Funktionskammer 10 angekoppelt, welche den Mittelabschnitt 8 des abgasführenden
Rohres 1 umgibt und durch dieses, die beiden Endböden 3 und 4 sowie
den Mantel 5 des Gehäuses begrenzt wird. The illustrated in Fig. 1 muffler comprises a
In der Kammer 10 ist ein Einsatz 11 angeordnet. Dieser besteht aus zwei
konzentrisch mit Abstand zueinander angeordneten Rohren 12 und 13 aus einer
mikroperforierten Folie. Das Rohr 1 im Bereich innerhalb des Gehäuses und die
Rohre 12, 13 können z. B. aus einem gewickelten oder gefalteten Streifen aus
mikroperforiertem Flachmaterial gebildet sein.In the
Der in Fig. 2 veranschaulichte Abgasschalldämpfer umfaßt ein Gehäuse 14,
ein Abgaseintrittsrohr 15 und ein Abgasaustrittsrohr 16. Das Innere des Gehäuses
14 ist durch drei Zwischenböden 17, 18 und 19 in vier Kammern 20, 21, 22 und
23 unterteilt. Das Abgaseintrittsrohr 15 mündet in die als Helmholtz-Kammer
ausgeführte Kammer 23. Es ist über eine Lochung 24 oder einen mikroperforierten
Abschnitt des weiteren an die Kammer 23 angekoppelt. Das
Abgasaustrittsrohr 16 mündet in der Kammer 21; über die Lochung 25 oder den
mikroperforierten Abschnitt ist es des weiteren an die Kammer 22 akustisch
angekoppelt.The exhaust muffler illustrated in FIG. 2 comprises a
Die Zwischenböden 17 und 18 sind, wie in der Detailansicht veranschaulicht,
jeweils aus drei mikroperforierten Folien zusammengefügt, indem beiderseits auf
eine zickzackförmig gefaltete, mikroperforierte Trägerfolie 26 mikroperforierte
Beschichtungsfolien 27 und 28 aufgebracht sind.The
Während bei der veranschaulichten Ausführung durch eine gleichmäßige
Gestaltung der Trägerfolie 26 übereinstimmend dimensionierte Kammern 29
innerhalb der Zwischenböden 17 und 18 entstehen, ergeben sich bei einer
ungleichförmigen Faltung der Trägerfolie 26 Kammern 29 mit unterschiedlichem
Volumen, was unter bestimmten Umständen günstig sein kann. Auch kann der in
Fig. 2 veranschaulichte Abgasschalldämpfer beispielsweise dergestalt modifiziert
werden, daß die Zwischenböden weitere mikroperforierte Folien umfassen,
beispielsweise eine weitere gefaltete und eine weitere ebene Trägerfolie.While in the illustrated embodiment by a uniform
Design of the carrier film 26 matching dimensioned chambers 29th
arise within the
Eine Einheit umfassend eine zickzackförmig gefaltete oder aber gewellte
Trägerfolie und eine hierauf aufgebrachte Beschichtungsfolie läßt sich im übrigen,
wie sich aus den vorstehenden Erläuterungen ableiten läßt, auch zur Auskleidung
des Gehäuses und/oder zur Aufbringung auf Rohre, z. B. die Rohre 1, 12, 13, 15,
16, und/oder gasundurchlässige Zwischenböden einsetzen.A unit comprising a zigzag folded or corrugated one
Carrier film and a coating film applied thereto can be otherwise,
As can be deduced from the above explanations, also to the lining
the housing and / or for application to pipes, z. B. the
In Figur 3 ist ein Abgasschalldämpfer in Form eines konzentrischen Rohrresonators
dargestellt. Durch das zylindrische Gehäuse 2 läuft ein konzentrisch
hierzu angeordnetes Rohr 1. Das Rohr 1 ist über fast die gesamte Strecke im
Inneren des Gehäuses 2 auf dem gesamten Außenumfang mikroperforiert. Der
mikroperforierte Abschnitt des Rohres 1 im Inneren des Gehäuses 2 beträgt
wenigstens 90 % des Abstandes 1 der Stirnseiten 31, 32 des Gehäuses 2. Im
Inneren des Gehäuses 2 sind zwei voneinander beabstandete, radial verlaufende
und sich zwischen der Innenseite des Gehäuses 2 und der Außenseite der
Mantelfläche des Rohres 1 erstreckende Zwischenböden 33, 34 vorgesehen. Diese
Zwischenböden 33, 34 sind einerseits am Gehäuse 2 und andererseits am Rohr 1
befestigt. Das Rohr 1 hat gegebenenfalls im Bereich der Anbindung der
Zwischenböden 33, 34 keine Mikroperforationen.FIG. 3 shows an exhaust silencer in the form of a concentric tubular resonator
shown. Through the
Wie sich heraus gestellt hat, gibt es bestimmte Verhältnisse der Abstände der
Zwischenböden von den ihnen nahen Stirnseiten 31, 32, die für ein besonders
gutes Schalldämpfungsverhalten sorgen. Das Verhältnis des Abstandes l der
beiden Stirnseiten 31, 32 zum Abstand l1 des Zwischenbodens 33 von der ihm
nahen Stirnseite 31 sollte im Bereich von 1,8 bis 2,2 liegen.As it turns out, there are certain ratios of the distances between the shelves of the near them end faces 31, 32, which provide a particularly good sound attenuation behavior. The ratio of the distance l of the two end faces 31, 32 to the distance l 1 of the intermediate bottom 33 from the
Der Abstand l der Stirnseiten 31, 32 im Verhältnis zum Abstand l2 von der
Zwischenwand 34 zur Stirnseite 32 sollte im Bereich von 2,8 bis 3,2 liegen.The distance l of the end faces 31, 32 in relation to the distance l 2 from the
Das Verhältnis des Außendurchmessers da des Gehäuses 2 zum Außendurchmesser
di des Rohres 1 im Bereich innerhalb des Gehäuses 2 sollte im Bereich von
2,5 bis 4 liegen.The ratio of the outer diameter d a of the
Die Wandstärken des Rohres und der Zwischenböden sollten im Bereich von 0,4 bis 1,5 mm liegen, der Perforationsgrad im Bereich von 1 bis 3 %. Diese Verhältnisse sind, wie gesagt, besonders vorteilhaft. The wall thicknesses of the pipe and the shelves should be in the range of 0.4 to 1.5 mm, the degree of perforation in the range of 1 to 3%. These Ratios are, as I said, particularly advantageous.
Der äquivalente Lochdurchmesser liegt im Bereich von 0,4 bis 1,5 mm. Die Mikroperforationen ergeben üblicherweise keine kreisrunden, sondern schlitz- oder sichelförmige Löcher in der Wand. Die Querschnittsfläche dieser vom Kreis abweichenden Löcher wird auf einen äquivalenten Lochdurchmesser umgerechnet.The equivalent hole diameter is in the range of 0.4 to 1.5 mm. The Microperforations usually do not result in circular but slit or crescent-shaped holes in the wall. The cross-sectional area of this from the circle deviating holes is converted to an equivalent hole diameter.
Die Zwischenböden 33, 34 können aus mikroperforiertem Flachmaterial sein,
ähnlich wie in Figur 2 gezeigt, sie müssen es jedoch nicht. Auch Zwischenböden
ohne Durchströmöffnungen erreichen schon relativ gute Schallabsorptionswerte.The
Das Rohr 1 im Bereich innerhalb des Gehäuses besteht z.B. aus gewickeltem
Flachmaterial, wobei auch eine Mehrfachwicklung möglich ist. Der
mikroperforierte Teil des Rohres 1 kann an einen nichtperforierten Rohrabschnitt,
der aus dem Gehäuse 2 herausragt, angeschweißt sein.The
Die Zwischenböden 33, 34 können z.B. durch Crimpen oder eine andere
plastische Umformung am Rohr 1 und/oder dem Gehäuse 2 befestigt sein. Auch
eine Schweiß- oder radiale Klemmverbindung ist natürlich denkbar.The
Claims (18)
dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des Gehäuses (2; 14) mindestens eine Mikroperforierungen aufweisende, dem pulsierenden Abgasstrom ausgesetzte Wand vorgesehen ist.Exhaust muffler for the internal combustion engine of a motor vehicle, comprising a gas-tight housing (2, 14) having an exhaust gas inlet and an exhaust gas outlet, and at least one gas-damping sound-absorbing functional chamber (10, 20, 21, 22, 23),
characterized in that in the interior of the housing (2; 14) at least one microperforations having, the pulsating exhaust gas flow exposed wall is provided.
dadurch gekennzeichnet, daß er eine mehrlagig aufgebaute mikroperforierte Wand aufweist, die eine steife gelochte Stützwand und mindestens ein an dieser flächig anliegendes mikroperforiertes Flachmaterial in Form einer mikroperforierten Folie umfaßt.Exhaust silencer according to claim 1,
characterized in that it comprises a multi-layered microperforated wall comprising a rigid perforated support wall and at least one flat against this microperforated sheet in the form of a microperforated film.
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein zwei Funktionskammern (20, 21, 22) definierender Zwischenboden (17, 18) mikroperforiertes Flachmaterial umfaßt.Exhaust silencer according to claim 1 or claim 2,
characterized in that at least one intermediate bottom (17, 18) defining two functional chambers (20, 21, 22) comprises microperforated flat material.
dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenboden eine gewellte oder gefaltete mikroperforierte Trägerfolie (26) und zwei beiderseits auf diese aufgebrachte mikroperforierte Beschichtungsfolien (27, 28) umfaßt.Exhaust silencer according to claim 3,
characterized in that the intermediate bottom comprises a corrugated or folded microperforated carrier film (26) and two on both sides applied thereto microperforated coating films (27, 28).
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein gasführendes Rohr wenigstens abschnittsweise eine mikroperforierte Wand hat.Exhaust silencer according to one of the preceding claims,
characterized in that at least one gas-conducting tube has at least partially a microperforated wall.
dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr wenigstens abschnittsweise aus einer gewellten oder gefalteten mikroperforierten Trägerfolie und zwei beiderseits auf diese aufgebrachte mikroperforierte Beschichtungsfolien besteht.Exhaust silencer according to claim 5,
characterized in that the tube consists, at least in sections, of a corrugated or folded microperforated carrier film and two microperforated coating films applied to both sides thereof.
dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (1) durch das Gehäuse (2) hindurchläuft.Exhaust silencer according to claim 5 or 6,
characterized in that the tube (1) passes through the housing (2).
dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (1) im Wesentlichen über fast die gesamte, durch das Gehäuse (2) hindurchlaufende Strecke mikroperforiert ist.Exhaust silencer according to claim 7,
characterized in that the tube (1) is microperforated substantially over almost the entire length passing through the housing (2).
dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) im Wesentlichen konzentrisch zum Rohr (1) verläuft.Exhaust silencer according to claim 7 or 8,
characterized in that the housing (2) is substantially concentric with the tube (1).
dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des Außendurchmessers (da) des Gehäuses (2) zum Außendurchmesser (di) des Rohres (1), das durch das Gehäuse (2) hindurchläuft, im Bereich von 2,5 bis 4 liegt.Exhaust silencer according to claim 9,
characterized in that the ratio of the outer diameter (d a ) of the housing (2) to the outer diameter (d i ) of the tube (1) passing through the housing (2) is in the range of 2.5 to 4.
dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (2) wenigstens ein radialer, sich zwischen der Innenseite des Gehäuses (2) und der Mantelfläche des Rohres (1) erstreckender Zwischenboden (33, 34) angeordnet ist, wobei das Verhältnis des Abstandes (l) der Stirnseiten (31, 32) des Gehäuses (2) zum Abstand (l1, l2) des Zwischenbodens (33, 34) von der ihm nahen Stirnseite (31, 32) im Bereich von 1,8 bis 2,2 oder im Bereich von 2,8 bis 3,2 liegt.Exhaust silencer according to one of claims 7 to 10,
characterized in that in the housing (2) at least one radial, between the inside of the housing (2) and the lateral surface of the tube (1) extending intermediate bottom (33, 34) is arranged, wherein the ratio of the distance (l) of the end faces (31, 32) of the housing (2) to the distance (l 1 , l 2 ) of the intermediate bottom (33, 34) from its near end face (31, 32) in the range of 1.8 to 2.2 or in the range of 2.8 to 3.2.
dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (2) wenigstens zwei voneinander beabstandete radiale, sich zwischen der Innenseite des Gehäuses (2) und der Mantelfläche des Rohres (1) erstreckende Zwischenböden (33, 34) angeordnet sind, wobei das Verhältnis des Abstandes (l) der Stirnseiten (31, 32) des Gehäuses (2) zu dem Abstand (l1) eines Zwischenbodens (33) zu seiner ihm nahen Stirnseite (31) im Bereich von 1,8 bis 2,2 und das Verhältnis des Abstandes (l) der Stirnseiten (31, 32) des Gehäuses (2) zum Abstand (l2) des weiteren Zwischenbodens (34) von der ihm nahen Stirnseite (32) im Bereich von 2,5 bis 3,2 liegt.Exhaust silencer according to claim 11,
characterized in that in the housing (2) at least two spaced-apart radial, between the inside of the housing (2) and the lateral surface of the tube (1) extending intermediate floors (33, 34) are arranged, wherein the ratio of the distance (l) the end faces (31, 32) of the housing (2) to the distance (l 1 ) of an intermediate bottom (33) to its near end face (31) in the range of 1.8 to 2.2 and the ratio of the distance (l) the end faces (31, 32) of the housing (2) to the distance (l 2 ) of the further intermediate bottom (34) from its near end face (32) in the range of 2.5 to 3.2.
dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (1) und/oder der Zwischenboden (33, 34) einen Perforationsgrad (Verhältnis gelochte Fläche/Gesamtfläche) im Bereich von 1 bis 3 % aufweist.Exhaust silencer according to one of claims 5 to 12,
characterized in that the tube (1) and / or the intermediate bottom (33, 34) has a perforation (ratio perforated area / total area) in the range of 1 to 3%.
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Funktionskammer (10) zumindest bereichsweise mit mikroperforiertem Flachmaterial ausgekleidet ist oder eine Füllung (11) aus mikroperforiertem Flachmaterial aufweist.Exhaust silencer according to one of the preceding claims,
characterized in that at least one functional chamber (10) is lined at least in regions with microperforated flat material or has a filling (11) of microperforated flat material.
dadurch gekennzeichnet, daß die Füllung (11) aus mikroperforiertem Flachmaterial mehrere zueinander im wesentlichen parallele Schichten umfaßt.Exhaust silencer according to claim 14,
characterized in that the filling (11) of microperforated flat material comprises a plurality of mutually substantially parallel layers.
dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den einzelnen Schichten zwischen dem 12fachen und dem 80fachen, vorzugsweise dem 15 bis 40fachen Wert der Dicke des mikroperforierten Flachmaterials beträgt.Exhaust silencer according to claim 15,
characterized in that the distance between the individual layers is between 12 times and 80 times, preferably 15 to 40 times, the value of the thickness of the microperforated sheet material.
dadurch gekennzeichnet, daß die Wand durch einen gewickelten oder gefalteten Streifen aus mikroperforiertem Flachmaterial gebildet ist.Exhaust silencer according to one of the preceding claims,
characterized in that the wall is formed by a wound or folded strip of microperforated sheet.
dadurch gekennzeichnet, daß mehrere im wesentlichen zueinander konzentrische Rohre (12, 13) aus mikroperforiertem Flachmaterial vorgesehen sind.Exhaust silencer according to one of the preceding claims,
characterized in that a plurality of substantially concentric tubes (12, 13) are provided from microperforated sheet.
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