EP1512865A2 - Schalldämpfer - Google Patents

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EP1512865A2
EP1512865A2 EP04019431A EP04019431A EP1512865A2 EP 1512865 A2 EP1512865 A2 EP 1512865A2 EP 04019431 A EP04019431 A EP 04019431A EP 04019431 A EP04019431 A EP 04019431A EP 1512865 A2 EP1512865 A2 EP 1512865A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
wall
inner part
silencer according
openings
silencer
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP04019431A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Uwe Keller
Hans-Joachim Dr. Löwe
Joachim Dr. Von Der Hagen
Dietmar Metz
Helmut Stönner
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Veritas AG
BorgWarner Inc
Original Assignee
Veritas AG
BorgWarner Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Veritas AG, BorgWarner Inc filed Critical Veritas AG
Publication of EP1512865A2 publication Critical patent/EP1512865A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/12—Intake silencers ; Sound modulation, transmission or amplification
    • F02M35/1205—Flow throttling or guiding
    • F02M35/1216—Flow throttling or guiding by using a plurality of holes, slits, protrusions, perforations, ribs or the like; Surface structures; Turbulence generators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/10—Air intakes; Induction systems
    • F02M35/10091—Air intakes; Induction systems characterised by details of intake ducts: shapes; connections; arrangements
    • F02M35/10137—Flexible ducts, e.g. bellows or hoses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/12—Intake silencers ; Sound modulation, transmission or amplification
    • F02M35/1255—Intake silencers ; Sound modulation, transmission or amplification using resonance
    • F02M35/1266—Intake silencers ; Sound modulation, transmission or amplification using resonance comprising multiple chambers or compartments
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/12—Intake silencers ; Sound modulation, transmission or amplification
    • F02M35/1283—Manufacturing or assembly; Connectors; Fixations

Definitions

  • the invention relates to a muffler with an inner part and a Inner part surrounding outer part, the inner part having an apertured Inner wall and the outer part extending along the inner wall Outside wall forms.
  • a silencer of this type is known from DE 195 04 223 A1.
  • Silencers are used in the intake system of engines, such as motor vehicles. used to reduce noise emissions.
  • DE-OS 34 31 078 proposes this Purpose a silencer, which consists essentially of an intake pipe, which is made in sections of a sound-absorbing porous material, wherein the intake pipe in this section surrounded by a perforated metal tube is.
  • the muffler described above is not sufficient for the risen, to the Damping requirements.
  • the damping is problematic the noise of engines equipped with exhaust gas turbocharger systems are.
  • pulsation noises occur in such supercharger systems, by the smallest geometric irregularities of a compressor wheel of the turbocharger be generated.
  • These pulsation noises occur in proportion to the rotation frequency of the exhaust gas turbocharger.
  • the thereby excited frequency band is due to the large Operating speed range very broad fire. That is why a particularly broadband Sound attenuation required to generally reduce the noise level to reach.
  • the perforated tube to use as an intake pipe, that of a cylinder with a closed plane Surface is surrounded. Between the inside arranged perforated intake pipe and the cylinder concentrically surrounding the intake pipe is a wider continuous one Annular gap formed. The openings provided in the perforated intake pipe are in Arranged portion of this annular gap, so that the annular gap with the interior of the intake pipe can communicate.
  • the improved damping properties of this Silencer based on the allowed through the openings in the intake manifold Air mass exchange and pressure equalization with the annular gap, wherein the annular gap forming cylinder prevents pressure losses as well as a further reduction of the noise emission causes.
  • the degree of damping is also this muffler not sufficient to a broadband lowering of the noise just at to reach charged engines.
  • DE 196 38 304 A1 discloses a muffler, in particular for engines with Turbochargers is designed.
  • This silencer has a arranged in the flow channel Chamber on, with several parallel and spaced annular apertures is provided. Between two adjacent ring diaphragms is in each case a resonance space formed, which leads to a sound reduction in a certain frequency range leads.
  • a disadvantage of this muffler is that the panels have edges, over which the flow path of the gas leads. The flow resistance caused by these edges Affects the efficiency of the supercharger system. Besides that is the insertion of the panels in the muffler chamber manufacturing technically complex and accordingly costly.
  • damping systems are available and used in engines in which several different damper elements are arranged in series, for different Frequency bands are designed. But such damper systems require a overly large space.
  • the invention is therefore based on the object to provide a muffler, which is easy to manufacture and good, in particular broadband soundproofing properties having.
  • the advantage of the silencer according to the invention is that the active principle a Helmholtz resonator is combined with the operating principle of a ⁇ / 4 reflector, so that both low-frequency and higher-frequency components are attenuated can.
  • the silencer according to the invention allows the setting of a frequency band the attenuation according to the noise to be damped in the respective Use case occur.
  • the silencer according to the invention is very inexpensive to manufacture, since no special installations such as screens or scenes required are.
  • the silencer according to the invention requires only small space, since the inner part the silencer in an anyway necessary elastomer route in the charge air tract is integrated.
  • the silencer according to the invention connects due to the bellows outer wall has the advantage of a flexible design with good damping properties.
  • the bellows extends over the whole with the openings provided area of the inner wall. This ensures that the combination of two active principles (Helmholtz resonator and ⁇ / 4 reflector) resulting synergistic effects over the entire effective length or the entire effective range of the inner part come to fruition.
  • the inner part comprises a hose or a tube, each radial Have openings.
  • This embodiment provides a particularly simple and inexpensive Possibility to manufacture the silencer.
  • the inner part may also include tube segments or tube segments, respectively have radial openings.
  • the segmented inner part becomes a special good flexibility of the muffler achieved.
  • the inner part is thermally formed on the outer part. This facilitates the manufacture of the muffler, since in one operation, i. during one Heat treatment, multiple connection points or connecting surfaces between the inner part and the outer part can be produced.
  • the inner part can with also be mechanically connected to the outer part.
  • the inner part is integrated in a quick coupling. This is a particularly simple and fast connection of the muffler Connection components or connecting cables reached.
  • the outer part is flexible over the entire length of the inner part, so that the muffler completely as a flexible route in the charge air tract of a Motors use.
  • the outer wall is concentric with the Inner wall arranged. This ensures that the between the bellows and the inner wall formed cavities substantially the same shape and thus have the same volume.
  • the outer wall can also be conically shaped, whereby the void volume of the bellows in the longitudinal direction of the muffler is changed.
  • the materials of the inner part and the outer part are NBR, CR, ECO, AEM, ACM, silicone and FPM proved to be useful.
  • the inner part can also be made of plastic be prepared.
  • the outer part and / or the inner part can be a print carrier include, wherein the print carrier in the plastic version of the inner part is not required is.
  • the bellows extends in the longitudinal direction of the muffler beyond the inner part. That means a Part of the bellows directly in contact with the guided in the inner part of the gaseous medium comes.
  • the muffler shown in Figs. 1 to 3 is particularly, but not exclusively designed for use in an internal combustion engine and is as close as possible the pressure-side outlet opening of a compressor housing of an exhaust gas turbocharger arranged. Damping effect unfolds the silencer shown in Figs. 1 to 3 Of course, at other installation locations that the exhaust gas turbocharger not immediately are subordinate.
  • the muffler comprises an inner part 1, which in an outer part 2 is inserted, so that the outer part 2 surrounds the inner part 1.
  • the inner part 1 has an air inlet and an air outlet in the longitudinal direction A of the silencer as well as connection areas on which downstream or upstream components, such as charge air hoses be connected.
  • the inner part 1 is as a perforated flexible hose and the outer part 2 as bellows Hose designed so that the entire muffler flexible properties having.
  • the inner part 1 can also be made as a rigid tube.
  • the inner part 1 forms an inner wall 4, in the radial Openings 3 are provided.
  • the openings 3 are in parallel, in the circumferential direction the inner wall 4 extending rows 8 are arranged.
  • Each row 8 of openings 3 thus forms a circle whose radius corresponds to the radius of the inner wall 3, and which is arranged perpendicular to the longitudinal axis A of the muffler.
  • the Number of openings 3 per row can vary and is advantageously eight to twelve openings 3. A smaller number or a larger number of openings 3 per row 8 is also possible.
  • Figs. 1 to 3 which is the inner wall 4 surrounding Outer wall 5 is formed as a bellows 6.
  • the bellows 6 forms with the inner wall 4 individual cavities 7. These cavities 7 extend in the circumferential direction around the inner wall 4 each parallel to each other.
  • the bellows 6 is formed as a wave-shaped profiled hose, one fold 9, apart from the outer folds, of two wave troughs and a wave mountain is limited.
  • the in the respective wave crests of the folds 9 formed cavities 7 by in the circumferential direction circumferential troughs delimited laterally from each other.
  • the folds 9 are in the region of the troughs on the inner wall 4 on.
  • the individual cavities 7 are therefore closed against each other.
  • each row 8 of openings 3 is a cavity 7 assigned.
  • a staggered to the crest of a fold 9 row 8 is also conceivable, provided that it is ensured that the openings 3 of the row 8 in the associated Open cavity 7.
  • the bellows is 6 along the entire perforated portion of the inner wall 4 is provided and there forms the communicating through the openings 3 with the interior of the inner part 1 Cavities 7. This ensures that the excellent damping properties over the entire effective length of the inner part 1 come to fruition.
  • the openings 3 of adjacent rows 8 in Circumferentially offset from one another, such that the opening 3 of a row 8 each is arranged centrally between two openings 3 of the respective adjacent row 8.
  • the shown number of folds 9 and rows 8 of the openings 3 is to be understood as an example. A larger or lower number, in extreme cases only a single fold 9, is possible.
  • the overall shape of the outer part 2 is substantially cylindrical in the example shown, wherein the lateral surface, so the outer wall 5, not flat, but as a bellows 6 is formed. This means that the folds 9 of the bellows 6 respectively Same diameter and due to the matching geometry also the same Have volumes.
  • the outer wall 5 conical. At a Such a configuration increases the diameter of the outer wall 5 along the Longitudinal axis A of the muffler, so that the diameter of the individual Folds 9 and thus their volumes over the muffler length increases, causing the Damping frequency range can be influenced. Due to the conical design the outer wall 5 is also the mold release of the outer part 2 in the manufacture improved.
  • the geometry and the number of folds 9 depends on the requirements with regard to damping and flexibility in the respective application. It is conceivable, for example the void volume, in particular the cavity depth, ie the distance between the inner wall 4 and the apex of a fold 9, or the radius of curvature to change the individual folds 9.
  • the openings 3 in the inner wall 4 of the inner part 1 are in this example as radial Openings designed with a circular cross-section. Another cross-sectional shape, for example, oval openings that extend in the radial direction, is also possible. It is also possible to form the openings 3 slit-shaped, wherein a slot in the circumferential direction in a section of the inner wall 4th extends such that the slot opens into the associated cavity 7.
  • the inner part 1 of several consist of separate pipe segments or hose segments. there can each individual segment of the inner part 1 with the outer part 2 mechanically or be connected cohesively.
  • the inner part 1 can on the outer part 2 by simple or multiple vulcanizing. A mechanical fixation by clamps or rings is also possible. The fixation of the inner part 1 on the outer part 2 can take place at the two ends of the muffler or at each individual fold 9th
  • the inner part 1 can also be designed as an injection molded part, which in a quick coupling is integrated.
  • the inner part can also be made of plastic be prepared. If flexible hose materials are used, a Print carrier used. The use of the print carrier is especially in the outer part of the second appropriate. When inner part 1 can in the elastomer on the print carrier be waived. In the plastic version of the inner part 1 eliminates the print carrier.
  • the muffler described is particularly suitable for reducing noise emissions, that occur in supercharged diesel or gasoline engines.
  • the silencer can also be used in other areas, where airborne sound is to be effectively damped.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schalldämpfer mit einem Innenteil (1) und einem das Innenteil umgebenden Außenteil (2), wobei das Innenteil (1) eine mit Öffnungen (3) versehene Innenwandung (4) und das Außenteil (2) eine entlang der Innenwandung (4) sich erstreckende Außenwandung (5) bildet. Zur Verbesserung der Dämpfungseigenschaften sowie der Flexibilität des Schalldämpfers ist die Außenwandung (5) als Faltenbalg (6) ausgebildet, der mit der Innenwandung (4) einzelne Hohlräume (7) definiert, wobei die Öffnungen (3) der Innenwandung (4) in die Hohlräume (7) münden. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schalldämpfer mit einem Innenteil und einem das Innenteil umgebenden Außenteil, wobei das Innenteil eine mit Öffnungen versehene Innenwandung und das Außenteil eine entlang der Innenwandung sich erstreckende Außenwandung bildet.
Ein Schalldämpfer dieser Gattung ist aus der DE 195 04 223 A1 bekannt.
Schalldämpfer werden im Ansaugtrakt von Motoren, beispielsweise in Kraftfahrzeugen, zur Senkung von Geräuschemissionen verwendet. DE-OS 34 31 078 schlägt zu diesem Zweck einen Schalldämpfer vor, der im Wesentlichen aus einem Ansaugrohr besteht, das abschnittsweise aus einem schallabsorbierenden porösen Werkstoff gefertigt ist, wobei das Ansaugrohr in diesem Abschnitt von einem perforierten Metallrohr umgeben ist. Der vorstehend beschriebene Schalldämpfer genügt nicht den gestiegenen, an den Dämpfungsgrad gestellten Anforderungen. Problematisch ist insbesondere die Dämpfung der Geräuschentwicklung von Motoren, die mit Abgasturboladersystemen ausgestattet sind. Im Betrieb kommt es bei solchen Ladersystemen zu Pulsationsgeräuschen, die durch kleinste geometrische Unregelmäßigkeiten eines Verdichterrades des Turboladers erzeugt werden. Diese Pulsationsgeräusche treten proportional zur Drehfrequenz des Abgasturboladers auf. Das dabei angeregte Frequenzband ist aufgrund des großen Betriebsdrehzahlbereiches sehr breitbrandig. Deshalb ist eine besonders breitbandige Schalldämpfung erforderlich, um eine allgemeine Absenkung der Geräuschemission zu erreichen.
In der gattungsbildenden DE 195 04 223 A1 wird vorgeschlagen, das perforierte Rohr als Ansaugrohr zu verwenden, das von einem Zylinder mit einer geschlossenen ebenen Oberfläche umgeben ist. Zwischen dem innen angeordneten perforierten Ansaugrohr und dem das Ansaugrohr konzentrisch umgebenden Zylinder ist ein breiter durchgängiger Ringspalt gebildet. Die im perforierten Ansaugrohr vorgesehenen Öffnungen sind im Bereich dieses Ringspaltes angeordnet, so dass der Ringspalt mit dem Inneren des Ansaugrohres kommunizieren kann. Die verbesserten Dämpfungseigenschaften dieses Schalldämpfers beruhen auf dem durch die Öffnungen im Ansaugrohr ermöglichten Luftmassenaustausch und Druckausgleich mit dem Ringspalt, wobei der den Ringspalt bildende Zylinder Druckverluste verhindert sowie eine weitere Senkung der Geräuschemission bewirkt. Allerdings ist der Dämpfungsgrad auch dieses Schalldämpfers nicht ausreichend, um eine breitbandige Absenkung der Geräuschemission gerade bei aufgeladenen Motoren zu erreichen.
DE 196 38 304 A1 offenbart einen Schalldämpfer, der insbesondere für Motoren mit Turboladern konzipiert ist. Dieser Schalldämpfer weist eine im Strömungskanal angeordnete Kammer auf, die mit mehreren parallel angeordneten und beabstandeten Ringblenden versehen ist. Zwischen zwei benachbarten Ringblenden ist jeweils ein Resonanzraum ausgebildet, der zu einer Schallabsenkung in einem bestimmten Frequenzbereich führt. Nachteilig an diesem Schalldämpfer ist, dass die Blenden Kanten aufweisen, über die der Strömungsweg des Gases führt. Der durch diese Kanten verursachte Strömungswiderstand beeinträchtigt den Wirkungsgrad des Ladersystems. Außerdem ist das Einsetzen der Blenden in die Schalldämpferkammer fertigungstechnisch aufwändig und dementsprechend kostenintensiv.
Überdies sind Dämpfungssysteme erhältlich und werden in Motoren benutzt, bei denen mehrere verschiedene Dämpferelemente in Reihe angeordnet sind, die für unterschiedliche Frequenzbänder ausgelegt sind. Derartige Dämpfersysteme benötigen aber einen übermäßig großen Bauraum.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Schalldämpfer zu schaffen, der einfach herzustellen ist und gute, insbesondere breitbandige Schalldämpfungseigenschaften aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Schalldämpfer mit den Merkmalen de Anspruchs 1 gelöst.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Schalldämpfers liegt darin, dass das Wirkprinzip eines Helmholtz-Resonators mit dem Wirkprinzip eines λ/4-Reflektors kombiniert wird, so dass sowohl niedrigfrequente als auch höherfrequente Anteile gedämpft werden können. Der erfindungsgemäße Schalldämpfer erlaubt die Einstellung eines Frequenzbandes der Dämpfung entsprechend der zu dämpfenden Geräusche, die im jeweiligen Anwendungsfall auftreten. Darüber hinaus ist der erfindungsgemäße Schalldämpfer sehr preiswert herzustellen, da keine besondere Einbauten wie Blenden oder Kulissen erforderlich sind.
Der erfindungsgemäße Schalldämpfers erfordert nur geringen Bauraum, da das Innenteil des Schalldämpfers in eine ohnehin notwendige Elastomerstrecke im Ladelufttrakt integriert ist. Außerdem verbindet der erfindungsgemäße Schalldämpfer aufgrund der faltenbalgartigen Außenwandung den Vorteil einer flexiblen Bauweise mit guten Dämpfungseigenschaften.
In einer bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich der Faltenbalg über den ganzen mit den Öffnungen versehenen Bereich der Innenwandung. Damit ist sichergestellt, dass die aus der Kombination zweier Wirkprinzipien (Helmholtz-Resonator und λ/4-Reflektor) ergebenden synergistischen Effekte über die ganze Wirklänge bzw. den ganzen Wirkbereich des Innenteils zum Tragen kommen.
Vorteilhafterweise umfasst das Innenteil einen Schlauch oder ein Rohr, die jeweils radiale Öffnungen aufweisen. Diese Ausgestaltung bietet eine besonders einfache und kostengünstige Möglichkeit, den Schalldämpfer zu fertigen.
Das Innenteil kann auch Schlauchsegmente oder Rohrsegmente umfassen, die jeweils radiale Öffnungen aufweisen. Durch das segmentierte Innenteil wird eine besonders gute Flexibilität des Schalldämpfers erreicht.
In bevorzugter Weise ist das Innenteil am Außenteil thermisch angeformt. Dies erleichtert die Fertigung des Schalldämpfers, da in einem Arbeitsgang, d.h. während einer Wärmebehandlung, mehrere Verbindungspunkte bzw. Verbindungsflächen zwischen dem Innenteil und dem Außenteil hergestellt werden können. Das Innenteil kann mit dem Außenteil auch mechanisch verbunden sein.
In einer anderen Ausführungsform ist das Innenteil in eine Schnellkupplung integriert. Damit wird eine besonders einfache und schnelle Anbindung des Schalldämpfers an Anschlussbauteile bzw. Anschlussleitungen erreicht.
In vorteilhafter Weise ist das Außenteil über die gesamte Länge des Innenteils flexibel, so dass sich der Schalldämpfer vollständig als flexible Strecke im Ladelufttrakt eines Motors nutzen lässt.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Außenwandung konzentrisch zur Innenwandung angeordnet. Damit wird erreicht, dass die zwischen dem Faltenbalg und der Innenwandung gebildeten Hohlräume im Wesentlichen die gleiche Form und somit das gleiche Volumen aufweisen. Die Außenwandung kann auch konisch geformt sein, wodurch das Hohlraumvolumen des Faltenbalges in Längsrichtung des Schalldämpfers verändert wird.
Als Werkstoffe des Innenteils und des Außenteils haben sich NBR, CR, ECO, AEM, ACM, Silicon und FPM als zweckmäßig erwiesen. Das Innenteil kann auch aus Kunststoff hergestellt sein. Das Außenteil und/oder das Innenteil können einen Druckträger umfassen, wobei der Druckträger bei der Kunststoffausführung des Innenteils nicht erforderlich ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung erstreckt sich der Faltenbalg in Längsrichtung des Schalldämpfers über das Innenteil hinaus. Das bedeutet, dass ein Teil des Faltenbalgs direkt mit dem im Innenteil geführten gasförmigen Medium in Kontakt kommt.
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezug auf die beigefügten schematischen Zeichnungen näher beschrieben. In diesen zeigen
Fig. 1
einen Längsschnitt durch einen Schalldämpfer nach einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel;
Fig. 2
eine Explosivdarstellung des Schalldämpfers nach Fig. 1 und
Fig. 3
eine Seitenansicht des Schalldämpfers nach Fig. 1, wobei das Innenteil teilweise in das Außenteil eingeschoben ist.
Der in den Fig. 1 bis 3 gezeigte Schalldämpfer ist insbesondere, aber nicht ausschließlich für den Einsatz in einer Brennkraftmaschine konzipiert und wird möglichst nahe an der druckseitigen Austrittsöffnung eines Verdichtergehäuses eines Abgasturboladers angeordnet. Dämpfende Wirkung entfaltet der in den Fig. 1 bis 3 gezeigte Schalldämpfer natürlich auch an anderen Einbauorten, die dem Abgasturbolader nicht unmittelbar nachgeordnet sind.
Wie am besten in Fig. 1 zu erkennen, umfasst der Schalldämpfer ein Innenteil 1, das in ein Außenteil 2 gesteckt ist, so dass das Außenteil 2 das Innenteil 1 umgibt. Das Innenteil 1 weist in Längsrichtung A des Schalldämpfers einen Lufteinlass und einen Luftauslass sowie Anschlussbereiche auf, an denen nach- oder vorgeordnete Bauteile, wie Ladeluftschläuche angeschlossen werden.
Das Innenteil 1 ist als gelochter flexibler Schlauch und das Außenteil 2 als faltenbalgartiger Schlauch ausgeführt, so dass der gesamte Schalldämpfer flexible Eigenschaften aufweist. Das Innenteil 1 kann auch als starres Rohr hergestellt sein.
Wie weiter in Fig. 1 gezeigt, bildet das Innenteil 1 eine Innenwandung 4, in der radiale Öffnungen 3 vorgesehen sind. Die Öffnungen 3 sind in parallelen, sich in Umfangsrichtung der Innenwandung 4 erstreckenden Reihen 8 angeordnet. Jede Reihe 8 von Öffnungen 3 bildet also einen Kreis, dessen Radius dem Radius der Innenwandung 3 entspricht, und der senkrecht zur Längsachse A des Schalldämpfers angeordnet ist. Die Anzahl der Öffnungen 3 pro Reihe kann variieren und beträgt vorteilhafterweise acht bis zwölf Öffnungen 3. Eine geringere Anzahl oder eine größere Anzahl von Öffnungen 3 pro Reihe 8 ist ebenfalls möglich.
Wie des weiteren in den Fig. 1 bis 3 dargestellt, ist die die Innenwandung 4 umgebende Außenwandung 5 als Faltenbalg 6 ausgebildet. Im zusammengesteckten Zustand, also wenn das Innenteil 1 im Außenteil 2 angeordnet ist, bildet der Faltenbalg 6 mit der Innenwandung 4 einzelne Hohlräume 7. Diese Hohlräume 7 verlaufen in Umfangsrichtung um die Innenwandung 4 jeweils parallel zueinander.
In dem gezeigten Beispiel ist der Faltenbalg 6 als wellenförmig profilierter Schlauch ausgebildet, wobei eine Falte 9, abgesehen von den außenliegenden Falten, von zwei Wellentälem und einem Wellenberg begrenzt ist. Wie in Fig. 1 zu sehen, werden also die in den jeweiligen Wellenbergen der Falten 9 ausgebildeten Hohlräume 7 durch in Umfangsrichtung umlaufende Wellentäler seitlich voneinander abgegrenzt.
Im vorliegenden Beispiel liegen die Falten 9 im Bereich der Wellentäler an der Innenwandung 4 an. Die einzelnen Hohlräume 7 sind deshalb gegeneinander abgeschlossen.
Wie am besten in Fig. 1 zu erkennen, ist jede Reihe 8 von Öffnungen 3 einem Hohlraum 7 zugeordnet. Das bedeutet, dass die radialen Öffnungen 3 einer Reihe 8 so angeordnet sind, dass sie jeweils in einen der Hohlräume 7 münden. Zweckmäßigerweise ist eine Reihe 8 von Öffnungen 3 konzentrisch zu dem Wellenscheitel der zugehörigen Falte 9 angeordnet. Eine zum Wellenscheitel einer Falte 9 versetzt angeordnete Reihe 8 ist ebenfalls denkbar, sofern gewährleistet ist, dass die Öffnungen 3 der Reihe 8 in den zugehörigen Hohlraum 7 münden. Wie im Zusammenhang mit Fig. 1 gezeigt, ist der Faltenbalg 6 entlang des ganzen perforierten Abschnittes der Innenwandung 4 vorgesehen und bildet dort die durch die Öffnungen 3 mit dem Inneren des Innenteils 1 kommunizierenden Hohlräume 7. Damit wird gewährleistet, dass die hervorragenden Dämpfungseigenschaften über die gesamte Wirklänge des Innenteils 1 zum Tragen kommen.
Wie femer in Fig. 1 bis 3 zu erkennen, sind die Öffnungen 3 benachbarter Reihen 8 in Umfangsrichtung zueinander versetzt, derart, dass die Öffnung 3 einer Reihe 8 jeweils mittig zwischen zwei Öffnungen 3 der jeweils benachbarten Reihe 8 angeordnet ist.
Die gezeigte Anzahl der Falten 9 und Reihen 8 der Öffnungen 3 ist beispielhaft zu verstehen. Eine größere oder niedrigere Anzahl, im Extremfall nur eine einzige Falte 9, ist möglich.
Die Gesamtform des Außenteils 2 ist in dem gezeigten Beispiel im Wesentlichen zylindrisch, wobei die Mantelfläche, also die Außenwandung 5, nicht eben, sondern als Faltenbalg 6 ausgebildet ist. Das bedeutet, dass die Falten 9 des Faltenbalgs 6 jeweils gleiche Durchmesser und aufgrund der übereinstimmenden Geometrie auch gleiche Volumina aufweisen.
Es ist allerdings auch möglich, die Außenwandung 5 konisch auszubilden. Bei einer derartigen Ausgestaltung steigt der Durchmesser der Außenwandung 5 entlang der Längsachse A des Schalldämpfers an, so dass auch der Durchmesser der einzelnen Falten 9 und somit deren Volumina über die Schalldämpferlänge zunimmt, wodurch der Dämpfungsfrequenzbereich beeinflusst werden kann. Durch die konische Ausgestaltung der Außenwandung 5 wird außerdem die Entformbarkeit des Außenteils 2 bei der Herstellung verbessert.
Die Geometrie und die Anzahl der Falten 9 richtet sich dabei nach den Anforderungen hinsichtlich Dämpfung und Flexibilität im jeweiligen Anwendungsfall. Es ist denkbar, beispielsweise das Hohlraumvolumen, insbesondere die Hohlraumtiefe, also den Abstand zwischen der Innenwandung 4 und dem Wellenscheitel einer Falte 9, oder den Kurvenradius der einzelnen Falten 9 zu ändern.
Die Öffnungen 3 in der Innenwandung 4 des Innenteils 1 sind in diesem Beispiel als radiale Öffnungen mit einem kreisförmigen Querschnitt ausgeführt. Eine andere Querschnittsform, beispielsweise ovale Öffnungen, die sich in radialer Richtung erstrecken, ist ebenfalls denkbar. Es ist auch möglich, die Öffnungen 3 schlitzförmig auszubilden, wobei sich ein Schlitz in Umfangsrichtung in einem Teilabschnitt der Innenwandung 4 derart erstreckt, dass der Schlitz in den zugehörigen Hohlraum 7 mündet.
Zur Beibehaltung der Flexibilität des Schalldämpfers kann das Innenteil 1 aus mehreren voneinander getrennten Rohrsegmenten oder Schlauchsegmenten bestehen. Dabei kann jedes einzelne Segment des Innenteils 1 mit dem Außenteil 2 mechanisch oder stoffschlüssig verbunden sein. Das Innenteil 1 kann am Außenteil 2 durch einfaches oder mehrfaches Vulkanisieren befestigt sein. Eine mechanische Fixierung durch Schellen oder Ringe ist ebenfalls möglich. Die Fixierung des Innenteils 1 am Außenteil 2 kann an den beiden Enden des Schalldämpfers erfolgen oder auch an jeder einzelnen Falte 9.
Das Innenteil 1 kann ferner als Spritzgussteil ausgeführt sein, das in eine Schnellkupplung integriert ist.
Überdies ist es möglich, ein verkürztes Innenteil 1 zu verwenden, so dass der Faltenbalg 6 sich in Längsrichtung A des Schalldämpfers über die Innenwandung 4 hinaus erstreckt. Dieser sich über die Innenwandung 4 hinaus erstreckende Abschnitt des Faltebalgs 6 wird nicht vom Innenteil 1 abgedeckt, wodurch eine Beeinflussung der Dämpfungscharakteristik des Schalldämpfers erreicht wird.
Als Schlauchmaterialien für den Innen- und den Außenschlauch kommen NBR, CR, ECO, AEM, ACM, Silicon und FPM in Frage. Das Innenteil kann auch aus Kunststoff hergestellt sein. Wenn flexible Schlauchmaterialien zum Einsatz kommen, wird ein Druckträger verwendet. Der Einsatz des Druckträgers ist besonders bei dem Außenteil 2 zweckmäßig. Beim Innenteil 1 kann in der Elastomerausführung auf den Druckträger verzichtet werden. Bei der Kunststoffausführung des Innenteils 1 entfällt der Druckträger.
Der beschriebene Schalldämpfer eignet sich besonders zur Absenkung von Geräuschemissionen, die in aufgeladenen Diesel- oder Ottomotoren auftreten. Selbstverständlich kann der Schalldämpfer aber auch auf anderen Gebieten eingesetzt werden, bei denen Luftschall wirksam gedämpft werden soll.

Claims (14)

  1. Schalldämpfer mit einem Innenteil (1) und einem das Innenteil (1) umgebenden Außenteil (2), wobei das Innenteil (1) eine mit Öffnungen (3) versehene Innenwandung (4) und das Außenteil (2) eine entlang der Innenwandung (4) sich erstreckende Außenwandung (5) bildet,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Außenwandung (5) als Faltenbalg (6) ausgebildet ist, der mit der Innenwandung (4) einzelne Hohlräume (7) definiert, wobei die Öffnungen (3) der Innenwandung (4) in die Hohlräume (7) münden.
  2. Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Faltenbalg (6) sich über den ganzen mit den Öffnungen (3) versehenen Bereich der Innenwandung (4) erstreckt.
  3. Schalldämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenteil (1) einen Schlauch oder ein Rohr umfasst, die jeweils radiale Öffnungen (3) aufweisen.
  4. Schalldämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenteil (1) Schlauchsegmente oder Rohrsegmente umfasst, der jeweils radiale Öffnungen (3) aufweisen.
  5. Schalldämpfer nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenteil (1) am Außenteil (2) thermisch angeformt ist.
  6. Schalldämpfer nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenteil (1) mit dem Außenteil (2) mechanisch verbunden ist.
  7. Schalldämpfer nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenteil (1) in eine Schnellkupplung integriert ist.
  8. Schalldämpfer nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenteil (2) über die gesamte Länge des Innenteils (1) flexibel ist.
  9. Schalldämpfer nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenwandung (5) konzentrisch zur Innenwandung (4) angeordnet ist.
  10. Schalldämpfer nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenwandung (5) konisch geformt ist.
  11. Schalldämpfer nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstoffe des Innenteils und des Außenteils NBR, CR, ECO, AEM, ACM, Silicon und FPM umfassen.
  12. Schalldämpfer nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenteil (1) aus Kunststoff hergestellt ist.
  13. Schalldämpfer nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenteil (2) und/oder das Innenteil (1) einen Druckträger umfasst.
  14. Schalldämpfer nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Faltenbalg (6) sich in Längsrichtung des Schalldämpfers über das Innenteil (1) hinaus erstreckt.
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