EP2718550A1 - Schalldämpfer und herstellungsverfahren - Google Patents

Schalldämpfer und herstellungsverfahren

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EP2718550A1
EP2718550A1 EP12720213.3A EP12720213A EP2718550A1 EP 2718550 A1 EP2718550 A1 EP 2718550A1 EP 12720213 A EP12720213 A EP 12720213A EP 2718550 A1 EP2718550 A1 EP 2718550A1
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EP
European Patent Office
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outlet
inlet
segment
chamber
jacket
Prior art date
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Application number
EP12720213.3A
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English (en)
French (fr)
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EP2718550B1 (de
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Joachim Andre
Norbert Schug
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Eberspaecher Exhaust Technology GmbH and Co KG
Original Assignee
Eberspaecher Exhaust Technology GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
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    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49398—Muffler, manifold or exhaust pipe making

Definitions

  • the present invention relates to a silencer for an exhaust system of an internal combustion engine, in particular of a motor vehicle, having the features of the preamble of claim 1.
  • the invention also relates to a method for producing such a silencer.
  • Silencers can be manufactured or designed in different ways.
  • a shell construction at least two shell bodies are fastened together to form a muffler housing.
  • Inlet pipes and outlet pipes are then passed through the shell bodies or through connection areas of the shell bodies.
  • a tubular construction a muffler insert is inserted axially into a tubular housing.
  • the tubular housing is closed at its axial end faces by two end floors.
  • Inlet pipes and outlet pipes are conveniently passed through the end floors.
  • it is necessary to pass such a tube through the tubular body, that is through the jacket of the housing there are considerable complications to connect the respective tube in the interior of the housing with the muffler insert.
  • a unit of muffler insert and end bottoms is preassembled and then wrapped with a plate body to form the shell of the housing. If a jacket bushing is required here for one of the tubes, the corresponding through opening can already be prepared on the plate body, the wrapping of the muffler insert then taking place starting from this through opening.
  • a modification of the winding construction is disclosed in DE 10 2008 056 350 A1, which discloses a silencer whose housing has a peripheral jacket closed in the circumferential direction and at two in the axial direction of each other. the remote longitudinal ends each having an end bottom and the muffler insert is arranged in the housing and at least one inlet pipe for exhaust gas and at least one outlet pipe for exhaust gas has.
  • the jacket is now segmented in the circumferential direction, so that it has exactly two jacket segments.
  • the one shell segment contains an opening into which one of the tubes is inserted from the inside.
  • For the production of the equipped with the opening shell segment is attached to a unit, which is formed from the muffler insert and the two end floors.
  • the other shell segment which contains no opening, placed radially with respect to the axial direction of the muffler, said shell segment largely surrounds the unit of end plates and muffler insert in the circumferential direction.
  • the circumferential ends of the two shell segments are then connected to each other to seal the jacket gas-tight.
  • the end floors are gas-tightly connected to the shell segments.
  • at least one further tube is passed through one of the end floors, for which purpose the respective end floor has a corresponding passage opening.
  • the present invention is now concerned with the problem of providing a muffler of the type mentioned an improved or at least another embodiment, which is characterized in particular by a simplified manufacturability.
  • the invention is based on the general idea of segmenting the jacket in the circumferential direction such that at least two jacket segments are formed, namely an inlet jacket segment and an outlet jacket segment.
  • Inlet jacket segment and outlet jacket segment are expediently separately manufactured components.
  • the inlet casing segment has at least one inlet opening, wherein an inlet pipe is inserted from the inside into the respective inlet opening.
  • the outlet casing segment has at least one outlet opening, wherein an outlet pipe is inserted from the inside into the respective outlet opening.
  • the inlet opening penetrates the jacket or the inlet jacket segment in the radial direction.
  • the outlet opening penetrates the jacket or the outlet jacket segment in the radial direction.
  • the proposed construction thus makes it possible to guide the inlet tube or tubes through the inlet jacket segment and the outlet tube (s) through the outlet jacket segment, ie through the jacket, so that basically all the gas-conducting connections can be passed through the jacket.
  • this design is particularly advantageous for the accommodation of the muffler on the vehicle, since it requires comparatively little space.
  • the muffler insert is arranged in an interior of the housing, which is limited in the circumferential direction by the jacket and in the axial direction by the two end floors.
  • an embodiment is preferred in which all the inlet pipes and all outlet pipes of the muffler insert are inserted into such inlet openings and outlet openings from the inside.
  • the two end floors can be designed completely closed, so be designed opening-free.
  • the respective inlet tube may be angled in an L-shape, wherein a first leg of the respective inlet tube is inserted into the respective inlet opening, while a second leg of the respective inlet tube about its longitudinal central axis on the muffler insert, for example at an intermediate bottom of the muffler insert, is rotatably arranged.
  • the respective outlet tube may be angled in an L-shape, with a first leg of the respective outlet tube being inserted into the respective outlet opening, while a second leg of the respective outlet tube is rotatably arranged about its longitudinal central axis on the muffler insert, in particular on an intermediate bottom of the muffler insert , Expediently, the respective longitudinal central axis of the respective second leg extends substantially parallel to the axial direction of the muffler. This makes it particularly easy during assembly of the muffler to compensate for manufacturing-related position tolerances.
  • the rotatable arrangement of the respective tube on the muffler insert can be realized for example via a sliding seat.
  • the at least one inlet opening of the at least one outlet opening may be diametrically opposed. This makes it much easier to assemble the muffler.
  • the silencer insert can be inserted into the outlet casing segment, wherein the respective outlet pipe can be inserted into the respective outlet opening. Subsequently, the inlet casing segment can be attached, wherein the respective inlet pipe can be inserted into the respective inlet opening.
  • at least one of the end floors has an outwardly oriented curvature which limits an additional volume in the housing, which axially increases an interior of the housing.
  • the outwardly convex curvature can be designed funnel-shaped or conical.
  • the volume of the housing can thereby be increased axially beyond the area enclosed by the jacket, so that the respective additional volume is located axially outside the jacket.
  • the casing has exactly two casing segments in the circumferential direction, namely only the inlet casing segment and the outlet casing segment. This reduces the number of joints to a minimum. In principle, however, an embodiment is possible in which three or more shell segments are present.
  • the two shroud segments can be fastened together in the region of their circumferential ends.
  • these circumferential ends may be rectilinear and parallel to the axial direction of the housing.
  • the two sheath segments may overlap radially in the region of their circumferential ends.
  • the one shell segment can be inserted radially with the other shell segment.
  • the circumferential ends of a sheath segment be angled or stepped to form an insertion opening or groove radially between the respective shell segment and the end floors and optionally at least one intermediate bottom of the muffler insert, in which then the circumferential ends of the other shell segment in the manner of a spring in the circumferential direction can be inserted or inserted.
  • this can be realized a tongue and groove connector that can be particularly easily sealed gas-tight.
  • the muffler insert may have two intermediate floors.
  • the shelves can significantly stiffen the shell.
  • the intermediate floors for this purpose are configured in the axial direction congruent to the end floors, so that they rest with their outer contour on the inner contour of the shell, in particular flat.
  • the first intermediate floor may axially define with the first end floor a first chamber, which is formed in the interior of the housing.
  • the first intermediate bottom with the second intermediate bottom can axially delimit a second chamber, which thus axially adjoins the first chamber in the interior of the housing.
  • the second intermediate bottom with the second end bottom axially limit a third chamber, which is arranged in the interior of the housing and connects axially to the second chamber.
  • the at least one inlet pipe can now pass through the second chamber and be fluidically connected to the first chamber through the first intermediate bottom.
  • the respective outlet tube can be fluidically connected to the first chamber through the third chamber, through the second intermediate bottom, through the second chamber and through the first intermediate bottom. Inlet pipe and outlet pipe thus open into the first chamber, whereby the muffler has a comparatively low flow resistance.
  • the silencer insert may comprise at least one connecting tube which extends through the second chamber and which is fluidically connected at least through one of the intermediate floors with at least one of the other chambers, ie with the first chamber and / or with the third chamber.
  • the third Kannnner serve as a resonance chamber, in particular for the realization of a Helmholtz resonator.
  • the at least one inlet pipe and / or the at least one outlet pipe and / or the at least one connecting pipe in the second cannister can be perforated.
  • the second cannister can for this purpose be filled with a sound absorbent.
  • the at least one outlet tube can also be perforated in the third chamber, so that the third chamber can also be used, for example, as an absorption chamber.
  • the third chamber may be filled with a sound absorbent.
  • Particularly useful is a configuration in which the one shell segment extends in the circumferential direction over more than 180 °. This is preferably the outlet casing segment.
  • the muffler has exactly one inlet tube and exactly two outlet tubes, wherein associated outlet openings are positioned diametrically opposite the inlet opening on the jacket.
  • the production of the silencer presented here is expediently such that the silencer insert is inserted radially into the outlet casing segment, wherein the at least one outlet pipe is inserted from the inside into the at least one outlet opening.
  • the inlet casing segment is attached radially to the outlet casing segment, wherein the at least one inlet pipe is inserted from the inside into the at least one inlet opening.
  • the muffler insert it is also possible for the muffler insert to be inserted radially into the inlet jacket segment, wherein the at least one inlet tube of internal NEN is inserted into the at least one inlet opening.
  • the outlet casing segment is attached radially to the inlet casing segment, wherein the at least one outlet pipe is inserted from the inside into the at least one outlet opening.
  • the inlet bottoms can now be applied before or after the insertion of the inlet shroud segment.
  • the inlet bottoms may be attached axially to the outlet skirt segment prior to fitting the inlet skirt segment.
  • the inlet bottoms may be attached axially to the shell after attachment of the inlet shell segment.
  • the end bottoms may form an integral part of the muffler insert so that the muffler insert with the end bottoms is inserted into the outlet mantle segment.
  • the end floors are connected gas-tight to the jacket.
  • the sheath segments are connected to each other in a gastight manner.
  • the tubes are connected in the openings gas-tight with the jacket.
  • the respective jacket opening can be enclosed by a collar for this purpose.
  • the respective collar can protrude radially outward and be configured, for example, in the manner of a pull-through.
  • shroud segments that is to say in particular the inlet shroud segment and the outlet shroud segment, are expediently produced in one piece, which makes them particularly cost-effective to implement.
  • the at least two sheath segments are expediently made of the same materials and in particular with the same wall thicknesses. In another embodiment, however, it may be provided that the inlet shell segment and Auslassmantelsegment with different wall thicknesses and / or made of different materials.
  • FIG. 1 is a perspective view of a muffler with transparently illustrated outlet casing segment
  • Fig. 2 is a perspective view of the muffler at another
  • FIG. 3 is a perspective view of an inlet shroud segment
  • 4 is a perspective view of an arrangement of a silencer insert and two end floors
  • 5 is a perspective view of a prefabricated unit of
  • FIG. 6 is a perspective view of the outlet shroud segment
  • Fig. 7 is a perspective view of the muffler when mounting the Auslassmantelsegments on the preassembled unit.
  • a muffler 1 which is suitable for integration into an exhaust system, not shown here, of an internal combustion engine, in particular of a motor vehicle, comprises a housing 2 in the form of a jacket. Accordingly, the housing 2 has a shell 3 which extends in a longitudinal direction or axial direction 4 and in a circumferential direction 5. The housing 2 further has two end floors 6, which are arranged at two spaced apart longitudinal ends of the jacket 3.
  • the muffler 1 is designed as a rear muffler, which is particularly suitable for a transverse mounting on the underbody of the vehicle.
  • the housing 2 has at least one inlet opening 7 penetrating the jacket 3, by means of which an inlet pipe 8 arranged in the interior 23 of the housing 2 can be connected to a pipe of the exhaust system, not shown here.
  • the housing 2 has at least one outlet opening 9, which is likewise formed in the jacket 3 in the case of the silencer 1 presented here.
  • an outlet pipe 10 arranged in the interior 23 of the housing 2 can be connectable to a corresponding other pipe of the exhaust system.
  • two such outlet openings 9 are provided.
  • two outlet tubes 10 are also provided here.
  • only one outlet tube 10 is provided, Accordingly, only one outlet opening 9 is present.
  • the muffler 1 has exactly one inlet opening 7 and exactly one inlet pipe 8 as well as exactly two outlet openings 9 and exactly two outlet pipes 10.
  • the jacket 3 is segmented in the circumferential direction 5, so that it has at least two jacket segments 1 1, 12.
  • the one shell segment 1 1 has the inlet opening 7 and is referred to below as the inlet shell segment 1 1.
  • the other jacket segment 12 has the at least one outlet opening 9 and is referred to below as the outlet jacket segment 12.
  • the jacket 3 has in each case exactly two jacket segments which are each designed as separate components.
  • the two shell segments 1 1, 12 are firmly and gas-tightly connected.
  • all inlet openings 7 are formed in the inlet shell segment 1 1, while all the outlet openings 9 are formed in the outlet shell segment 12.
  • the jacket segments 1 1, 12 can each have a collar 13 for the respective jacket opening 7, 9, which protrudes outward with respect to the remaining outer contour of the respective jacket segment 1, 12 and encloses the respective jacket opening 7, 9.
  • the respective collar 13 is integrally formed on the respective shell segment 1 1, 12.
  • the respective shell segment 1 1, 12 may be designed in particular as a sheet metal part, preferably as a deep-drawn part.
  • the inlet pipe 8 associated with the inlet opening 7 is inserted from the inside coaxially into the inlet opening 7.
  • the inlet tube 8 protrudes coaxially into the associated collar 13.
  • the inlet tube 8 closes off approximately flush with the associated collar 13.
  • the inlet tube 8 may be fixedly connected to the associated collar 13. Offers for this an annular, closed circumferential weld on.
  • the outlet pipe 10 assigned to the respective outlet opening 9 is inserted coaxially from the inside into the associated outlet opening 9.
  • the respective outlet tube 10 projects coaxially into the associated collar 13.
  • the outer tube 10 closes expediently approximately flush with the associated collar 13 from.
  • the respective outer tube 10 is fixedly connected to the associated collar 13, wherein here also offers an annular, closed circumferential weld.
  • the welds for fixing the tubes 8, 10 to the collar 13 of the associated openings 7, 9, for example, at a slightly above the respective collar 13 projecting tube 8, 10 connect an end face of the collar 13 with the outside of the respective tube 8, 10.
  • the respective shell segment 1 1, 12 is suitably made in one piece.
  • the inlet tube 8 and the two outlet tubes 10 are each angled L-shaped, so that the inlet tube 8 has a first leg 24 and a second leg 25 and the two outlet tubes 10 each have a first leg 26 and one each second leg 27 have.
  • the first leg 24 of the inlet tube 8 is inserted from the inside into the inlet opening 7.
  • the second leg 25 of the inlet tube 8 is arranged to be rotatable about its longitudinal central axis 28, which extends substantially parallel to the axial direction 4.
  • the first legs 26 of the two outlet tubes 10 are respectively inserted from the inside into the outlet openings 9.
  • the second legs 27 of the outlet tubes 10 are each arranged rotatable about their longitudinal central axes 29, which also extend substantially parallel to the axial direction 4.
  • the inlet pipe 8 is at the first, lower intermediate floor 16, for example by means of a sliding seat, about the longitudinal central axis 28 of its second leg 25 rotatably mounted.
  • the two outlet tubes 10 are rotatably mounted on at least one of the intermediate floors 16, preferably on both intermediate floors 16, about the longitudinal central axis 29 of their second legs 27, for example in sliding seats.
  • the respective inlet opening 7 on the one hand and the respective outlet opening 9 on the other hand lie diametrically opposite the jacket 3.
  • the respective inlet pipe 8 and the respective outlet pipe 10 are components of a muffler insert 15, which is arranged in the interior 23 of the housing 2.
  • the housing 2 in this case encloses an interior 23, which is enclosed in the circumferential direction 5 by the jacket 3 and which is bounded in the axial direction 4 by the end floors 6.
  • the two end floors 6 form with respect to the muffler insert 15 separate components.
  • the muffler insert 15 in turn has two shelves 16, namely a first intermediate bottom 16 shown in Figure 1 below and a second intermediate bottom 16 shown in Figure 1 above.
  • the first lower shelf 16 limited to the first, lower end floor 6, a first chamber 30 axially
  • the first, lower intermediate floor 16 is limited to the second, upper intermediate floor 16, a second chamber 31 axially.
  • the second, upper intermediate bottom 16 bounded with the second upper end bottom 6, a third chamber 32 axially.
  • the inlet opening 7 is positioned on the inlet shell segment 11 so that the inlet tube 8 passes through the second chamber 31 and is fluidically connected to the first chamber 30 through the first, lower intermediate floor 16.
  • the inlet pipe 8 has no direct interaction with the third chamber 32.
  • the inlet opening 7 is arranged in an axial section of the jacket 3 assigned to the second chamber 31.
  • the two outlet openings 9 are arranged in an axial section of the jacket 3 assigned to the third chamber 32. Accordingly, the two outlet tubes 10 are fluidly connected to the first chamber 30 through the third chamber 32, through the second, upper intermediate bottom 16, through the second chamber 31 and through the first, lower intermediate bottom 16.
  • the muffler insert 15 here also has a connecting tube 33 which extends through the second chamber 31 and which in the example is fluidically connected to the first chamber 30 at least through the first, lower intermediate bottom 16. Additionally or alternatively, the intermediate tube 33 can also be fluidically connected to the third chamber 32 through the second, upper intermediate bottom 16.
  • the inlet tube 8 is here provided with a perforation 34 in the second chamber 31.
  • the two outlet tubes 10 are each provided here only within the third chamber 32 with a perforation 35.
  • the connecting tube 33 is provided with a perforation 36 exclusively in the second chamber 31.
  • the second chamber 31 may be filled with a sound-absorbing material or sound absorbent, not shown here.
  • the third chamber 32 may be filled with a sound-absorbing substance or a sound-absorbing agent.
  • the inlet jacket segment 1 1 is produced separately from the outlet jacket segment 12 or separated therefrom.
  • the two shell segments 1 1, 12 after their preparation separate components.
  • a one-piece production of the respective shell segment 1 1, 12 is preferred as a sheet metal part.
  • the inlet shroud segment 11 advantageously extends between 10% and 40% of the total circumference of the shroud 3.
  • the inlet shroud segment 11 extends over approximately 20% of the total circumference of the shroud 3.
  • the outlet shroud segment 12 extends more than 180 ° of the total circumference of the shell 3.
  • Circumferential ends 14 of the inlet shroud segment 1 1 extend in a straight line, preferably parallel to the axial direction 4 of the silencer 1.
  • the insert 15 shown in FIG. 4 is produced, which comprises at least the inlet pipe 8 and at least one outlet pipe 10.
  • the insert 15 may also have the two end floors 6.
  • a comparatively complex muffler insert 15 is reproduced. give, which in this case has three shelves 16.
  • coupling tubes 17 may be provided.
  • the insert 15 shown in FIG. 4 can also have at least one connecting tube 33.
  • the shelves 16 can form a plurality of chambers in the interior 23 of the housing 2, which can be configured as a reflection chamber, absorption chamber and resonance chamber and any combinations thereof.
  • the muffler insert 15 is completely pre-assembled by itself. In the embodiment of Figures 2 to 7, the insert 15 is pre-assembled together with the end floors 6.
  • the completely pre-assembled muffler insert 15 can be connected to the inlet shell segment 1 1 to form a unit 18 which is completely pre-assembled.
  • the installation of the inlet shroud segment 1 1 on the insert 15 is designed comparatively simple, since in particular position tolerances are particularly easy compensated. This can in particular be supported by the fact that inlet tube 8 is rotatably mounted about the longitudinal central axis 28 of its second leg 25, whereby the orientation of the first leg 24 is adjustable.
  • the inlet pipe 8 can be inserted from the inside into the inlet opening 7 and, in particular, can be pushed through and, accordingly, can be connected particularly easily to the associated collar 13. Also, the end floors 6 can be easily connected to the inlet shell segment 1 1, which also form tolerances and position tolerances can be easily compensated.
  • FIG. 5 shows that, in the case of this unit 18, an inner side of the inlet shroud segment 1 1 facing the interior 23 of the housing 2 is easily accessible due to the missing outlet shroud segment 12. Consequently, for example, the intermediate floors 16 can be fitted from the inside at the inlet Secure telsegment 1 1.
  • the shelves 16 may be welded to the inside of the inlet shroud segment 11. This gives the unit 18 a particularly high stability.
  • the outlet casing segment 12 is produced separately from the inlet casing segment 11 and separately from the insert 15. Preferably, this is also a sheet metal part, which is advantageously made of one piece.
  • the outlet casing segment 12 has complementary to the inlet casing segment 1 1 also rectilinearly circumferential ends 19, which expediently extend parallel to the axial direction 4 of the muffler 1.
  • an embodiment in which the outlet casing segment 12 is dimensioned larger in the circumferential direction 5 than the difference between the overall circumference of the casing 3 and the peripheral portion of the inlet casing segment 1 1 is particularly advantageous.
  • an overlapping region 20 can be realized, which in the assembled state overlaps the inlet casing segment 11 radially outwardly at its circumferential ends 14 in the circumferential direction 5.
  • the inlet shell segment 1 1 or as here the outlet casing segment 12 at its circumferential ends 19 each have an outwardly stepped edge 21.
  • the step height of the stepped edge 21 is matched to the material thickness of the inlet shell segment 1 1.
  • the overlap region 20 also allows for tolerance compensation when mounting the outlet shroud segment 12.
  • the outlet casing segment 12 which may be preformed in accordance with the circumferential contour of the casing 3 or corresponding to the peripheral contour of the unit 18, is attached to the unit 18.
  • the outlet casing segment 12 can be applied transversely to the axial direction 4, with an open side 22 of the outlet formed by the missing inlet casing segment 11 being formed.
  • coat segment 12 is placed over the unit 18. This is readily possible due to the flexibility of the jacket material used.
  • the outlet shroud segment 12 is positioned on the unit 18 so that the overlap regions 20 overlap the circumferential ends 14 of the inlet shroud segment 11. Subsequently, the outlet casing segment 12 is fastened.
  • the outlet skirt segment 12 may be fixedly connected to the inlet skirt segment 1 1 along the stepped edges 21.
  • an externally mounted weld can be provided.
  • the outlet casing segment 12 is firmly connected to the end floors 6, for example by means of welds.
  • the outlet casing segment 12 can additionally be firmly connected externally to at least one of the intermediate floors 16.
  • externally attached tack welds 12 connect the outlet shell segment 12 from the outside with the internally disposed shelves 16.
  • the silencer 1 After the attachment of the outlet shroud segment 12, the silencer 1 according to FIGS. 1 and 2 is then present.
  • the assembly procedure described above may also be modified by first attaching the outlet skirt segment 12 to the muffler insert 15, and only then inserting the inlet assembly. telsegment 1 1 is attached to the formed by the insert 15 and the outlet casing segment 12 modified unit 18 is grown.
  • the inlet shell segment 1 1 and the outlet casing segment 12 may have different wall thicknesses.
  • the wall thickness of the inlet shroud segment 11 may be at least 50% or at least twice as large as the wall thickness of the outlet shroud segment 12.
  • the inlet shroud segment 11 may have a higher dimensional stability be provided, which increases the rigidity unit 18.
  • the muffler 1 is optimized in terms of weight and production costs. Additionally or alternatively, it is possible to use different materials for the inlet shell segment 11 and the outlet shell segment 12. This also makes an adaptation to different requirements, such as strength, rigidity, feasible.
  • the segmentation it is relatively easy by the segmentation to provide the respective shell segment 1 1, 12 with stiffening beads, not shown here.
  • stiffening beads extend, for example, in the circumferential direction 5.
  • they can be arranged such that they can be used for positioning the intermediate floors 16 and / or the end floors 6, for example in the form of groove-shaped depressions on the inside of the inlet jacket segment 11 or of the outlet jacket segment 12th

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schalldämpfer (1) für eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einem Gehäuse (2), das eine in der Umfangsrichtung (5) geschlossen, umlaufenden Mantel (3) und an zwei in Axialrichtung (4) voneinander entfernten Längsenden jeweils einen Endboden (6) aufweist, mit einem Schalldämpfereinsatz (15), der im Gehäuse (2) angeordnet ist und wenigstens ein Einlassrohr (8) für Abgas und wenigstens ein Auslassrohr (10) für Abgas aufweist, wobei der Mantel (3) in der Umfangsrichtung (5) segmentiert ist und wenigstens ein Mantelsegment (11, 12) mit wenigstens einer Öffnung (7, 9) aufweist, in die eines der Rohre (8, 10) von innen eingesteckt ist. Eine kompakte Bauform ergibt sich, wenn der segmentierte Mantel (3) wenigstens ein Einlassmantelsegment (11) und ein Auslassmantelsegment (12) aufweist, wenn das Einlassmantelsegment (11) zumindest eine Einlassöffnung (7) aufweist, in die ein solches Einlassrohr (8) von innen eingesteckt ist und wenn das Auslassmantelsegment (12) zumindest eine Auslassöffnung (9) aufweist, in die ein solches Auslassrohr (10) von innen eingesteckt ist.

Description

Schalldämpfer und Herstellungsverfahren
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schalldämpfer für eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 . Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Schalldämpfers.
Schalldämpfer können auf unterschiedliche Weisen hergestellt bzw. ausgestaltet werden. Bei einer Schalenbauweise werden zumindest zwei Schalenkörper aneinander befestigt, um ein Schalldämpfergehäuse auszubilden. Einlassrohre und Auslassrohre sind dann durch die Schalenkörper durchgeführt oder durch Verbindungsbereiche der Schalenkörper durchgeführt. Bei einer Rohrbauweise wird ein Schalldämpfereinsatz in ein rohrförmiges Gehäuse axial eingeschoben. Das rohrförmige Gehäuse ist an seinen axialen Stirnseiten durch zwei Endböden verschlossen. Einlassrohre und Auslassrohre werden zweckmäßig durch die Endböden hindurchgeführt. Ist es jedoch erforderlich, ein derartiges Rohr durch den Rohrkörper, also durch den Mantel des Gehäuses hindurchzuführen, ergeben sich erhebliche Komplikationen, das jeweilige Rohr im Inneren des Gehäuses mit dem Schalldämpfereinsatz zu verbinden. Bei einer Wickelbauweise wird eine Einheit aus Schalldämpfereinsatz und Endböden vormontiert und anschließend mit einem Plattenkörper umwickelt, um den Mantel des Gehäuses zu bilden. Sofern hier eine Manteldurchführung für eines der Rohre erforderlich ist, kann die entsprechende Durchführöffnung bereits am Plattenkörper vorbereitet sein, wobei die Umwicklung des Schalldämpfereinsatzes dann ausgehend von dieser Durch- gangsöffnung erfolgt.
Eine Modifikation der Wickelbauweise geht aus der DE 10 2008 056 350 A1 hervor, die einen Schalldämpfer offenbart, dessen Gehäuse einen in Umfangsrich- tung geschlossenen umlaufenden Mantel und an zwei in Axialrichtung voneinan- der entfernten Längsenden jeweils einen Endboden aufweist und dessen Schalldämpfereinsatz im Gehäuse angeordnet ist und zumindest ein Einlassrohr für Abgas und zumindest ein Auslassrohr für Abgas aufweist. Der Mantel ist nun in der Umfangsrichtung segmentiert, so dass er genau zwei Mantelsegmente aufweist. Das eine Mantelsegment enthält eine Öffnung, in die eines der Rohre von innen eingesteckt ist. Für die Herstellung wird das mit der Öffnung ausgestattete Mantelsegment an eine Einheit angesetzt, die aus dem Schalldämpfereinsatz und den beiden Endböden gebildet ist. Anschließend wird das andere Mantelsegment, das keine Öffnung enthält, bezüglich der Axialrichtung des Schalldämpfers radial aufgesetzt, wobei dieses Mantelsegment die Einheit aus Endböden und Schalldämpfereinsatz weitgehend in der Umfangsrichtung umgreift. Die Umfangsenden der beiden Mantelsegmente werden dann miteinander verbunden, um den Mantel gasdicht zu verschließen. Außerdem werden die Endböden mit den Mantelsegmenten gasdicht verbunden. Beim bekannten Schalldämpfer ist zumindest ein weiteres Rohr durch einen der Endböden hindurchgeführt, wozu der jeweilige Endboden eine entsprechende Durchgangsöffnung aufweist.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich nun mit dem Problem, für einen Schalldämpfer der eingangs genannten Art eine verbesserte oder zumindest eine andere Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine vereinfachte Herstellbarkeit auszeichnet. Insbesondere soll eine besonders kompakte Anordnung des Schalldämpfers innerhalb einer Abgasanlage, vorzugsweise innerhalb eines Fahrzeugs, realisierbar sein.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, den Mantel in der Um- fangsrichtung so zu segmentieren, dass zumindest zwei Mantelsegmente entstehen, nämlich ein Einlassmantelsegment und ein Auslassmantelsegment. Einlassmantelsegment und Auslassmantelsegment sind zweckmäßig separat hergestellte Bauteile. Das Einlassmantelsegment weist zumindest eine Einlassöffnung auf, wobei in die jeweilige Einlassöffnung ein Einlassrohr von innen eingesteckt ist. Das Auslassmantelsegment weist zumindest eine Auslassöffnung auf, wobei in die jeweilige Auslassöffnung ein Auslassrohr von innen eingesteckt ist. Die Ein- lassöffnung durchdringt den Mantel bzw. das Einlassmantelsegment in Radialrichtung. Die Auslassöffnung durchdringt den Mantel bzw. das Auslassmantelsegment in Radialrichtung. Durch die vorgeschlagene Bauweise ist es somit möglich, das oder die Einlassrohre durch das Einlassmantelsegment und das oder die Auslassrohre durch das Auslassmantelsegment, also durch den Mantel hindurch zu führen, so dass grundsätzlich sämtliche gasführenden Anschlüsse durch den Mantel hindurchgeführt werden können. Hierdurch ergibt sich eine vereinfachte Ausgestaltung für die Endböden. Ebenso ist es dadurch möglich, die Endböden völlig unabhängig vom Schalldämpfereinsatz zu konzipieren, so dass bei gleichbleibenden Endböden unterschiedliche Schalldämpfereinsätze verwendet werden können. Besonders vorteilhaft ist diese Bauweise jedoch für die Unterbringung des Schalldämpfers am Fahrzeug, da er vergleichsweise wenig Bauraum benötigt.
Der Schalldämpfereinsatz ist dabei in einem Inneren des Gehäuses angeordnet, das in der Umfangsrichtung durch den Mantel und in der Axialrichtung durch die beiden Endböden begrenzt ist.
Dementsprechend wird eine Ausführungsform bevorzugt, bei welcher alle Einlassrohre und alle Auslassrohre des Schalldämpfereinsatzes in solche Einlassöffnungen und Auslassöffnungen von innen eingesteckt sind. Mit anderen Wor- ten, die beiden Endböden können vollständig geschlossen ausgestaltet sein, also öffnungsfrei konzipiert sein.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann das jeweilige Einlassrohr L-förmig abgewinkelt sein, wobei ein erster Schenkel des jeweiligen Einlassrohrs in die jeweilige Einlassöffnung eingesteckt ist, während ein zweiter Schenkel des jeweiligen Einlassrohrs um seine Längsmittelachse am Schalldämpfereinsatz, zum Beispiel an einem Zwischenboden des Schalldämpfereinsatzes, drehbar angeordnet ist. Zusätzlich oder alternativ kann das jeweilige Auslassrohr L-förmig abgewinkelt sein, wobei ein erster Schenkel des jeweiligen Auslassrohrs in die jeweilige Auslassöffnung eingesteckt ist, während ein zweiter Schenkel des jeweiligen Auslassrohrs um seine Längsmittelachse am Schalldämpfereinsatz, insbesondere an einem Zwischenboden des Schalldämpfereinsatzes, drehbar angeordnet ist. Zweckmäßig erstreckt sich dabei die jeweilige Längsmittelachse des jeweiligen zweiten Schenkels im Wesentlichen parallel zur Axialrichtung des Schalldämpfers. Hierdurch ist es während der Montage des Schalldämpfers besonders einfach möglich, herstellungsbedingte Lagetoleranzen auszugleichen. Die drehbare Anordnung des jeweiligen Rohrs am Schalldämpfereinsatz kann beispielsweise über einen Schiebesitz realisierbar sein.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann die wenigstens eine Ein- lassöffnung der wenigstens einen Auslassöffnung diametral gegenüberliegen. Hierdurch lässt sich die Montage des Schalldämpfers erheblich vereinfachen. Beispielsweise lässt sich der Schalldämpfereinsatz in das Auslassmantelsegment einsetzen, wobei das jeweilige Auslassrohr in die jeweilige Auslassöffnung einsteckbar ist. Anschließend kann das Einlassmantelsegment angesetzt werden, wobei das jeweilige Einlassrohr in die jeweilige Einlassöffnung eingesteckt werden kann. Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass wenigstens einer der Endböden eine nach außen orientierte Wölbung aufweist, die im Gehäuse ein Zusatzvolumen begrenzt, das ein Inneres des Gehäuses axial vergrößert. Die nach außen konvexe Wölbung kann dabei trichterförmig oder konisch ausgestaltet sein. Mit Hilfe eines solchen gewölbten Endbodens kann in axialer Richtung gegebenenfalls zur Verfügung stehender Bauraum besser zur Vergrößerung des Volumens des Inneren genutzt werden. Insbesondere kann dadurch das Volumen des Gehäuses axial über den vom Mantel umschlossenen Bereich hinaus vergrößert werden, so dass sich das jeweilige Zusatzvolumen axial außerhalb des Mantels befindet.
Zweckmäßig besitzt der Mantel in der Umfangsrichtung genau zwei Mantelsegmente, nämlich nur das Einlassmantelsegment und das Auslassmantelsegment. Hierdurch reduziert sich die Anzahl der Verbindungsstellen auf ein Minimum. Grundsätzlich ist jedoch auch eine Ausführungsform möglich, bei der drei oder mehr Mantelsegmente vorhanden sind.
Sofern nur zwei Mantelsegmente vorgesehen sind, können die beiden Mantelsegmente im Bereich ihrer Umfangsenden aneinander befestigt sein. Beispielsweise können diese Umfangsenden geradlinig und parallel zur Axialrichtung des Gehäuses verlaufen. Zusätzlich oder alternativ können sich die beiden Mantelsegmente im Bereich ihrer Umfangsenden radial überlappen. Insbesondere kann das eine Mantelsegment mit dem anderen Mantelsegment radial gesteckt sein. Beispielsweise können hierzu die Umfangsenden des einen Mantelsegments abgewinkelt oder abgestuft sein, um eine Einschuböffnung oder Nut radial zwischen dem jeweiligen Mantelsegment und den Endböden sowie gegebenenfalls wenigstens eines Zwischenbodens des Schalldämpfereinsatzes auszubilden, in welche dann die Umfangsenden des anderen Mantelsegments nach Art einer Feder in der Umfangsrichtung einsteckbar bzw. einführbar sind. Beispiels- weise kann hierdurch eine Nut-Feder-Steckverbindung realisiert werden, die sich besonders einfach gasdicht verschließen lässt.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann der Schalldämpfereinsatz zwei Zwischenböden aufweisen. Die Zwischenböden können den Mantel signifikant aussteifen. Insbesondere sind die Zwischenböden hierzu in der Axialrichtung deckungsgleich zu den Endböden ausgestaltet, so dass sie mit ihrer Außenkontur an der Innenkontur des Mantels, insbesondere flächig, anliegen. Der erste Zwischenboden kann mit dem ersten Endboden eine erste Kammer axial begrenzen, die im Inneren des Gehäuses ausgebildet ist. Ferner kann der erste Zwischenboden mit dem zweiten Zwischenboden eine zweite Kammer axial begrenzen, die im Inneren des Gehäuses somit axial an die erste Kammer anschließt. Weiter kann der zweite Zwischenboden mit dem zweiten Endboden eine dritte Kammer axial begrenzen, die im Inneren des Gehäuses angeordnet ist und axial an die zweite Kammer anschließt. Zweckmäßig kann nun das wenigstens eine Einlassrohr durch die zweite Kammer verlaufen und durch den ersten Zwischenboden hindurch mit der ersten Kammer fluidisch verbunden sein. Zusätzlich oder alternativ kann das jeweilige Auslassrohr durch die dritte Kammer, durch den zweiten Zwischenboden hindurch, durch die zweite Kammer und durch den ersten Zwischenboden hindurch mit der ersten Kammer fluidisch verbunden sein. Einlassrohr und Auslassrohr münden somit in die erste Kammer, wodurch der Schalldämpfer einen vergleichsweise geringen Durchströmungswiderstand besitzt.
Entsprechend vorteilhaften Ausführungsformen kann der Schalldämpfereinsatz zumindest ein Verbindungsrohr aufweisen, das sich durch die zweite Kammer hindurcherstreckt und das zumindest durch einen der Zwischenböden hindurch mit wenigstens einer der anderen Kammern, also mit der ersten Kammer und/oder mit der dritten Kammer fluidisch verbunden ist. Hierdurch kann bei- spielsweise die dritte Kannnner als Resonanzkammer dienen, insbesondere zur Realisierung eines Helmholtz-Resonators.
Zusätzlich oder alternativ kann das wenigstens eine Einlassrohr und/oder das wenigstens eine Auslassrohr und/oder das wenigstens eine Verbindungsrohr in der zweiten Kannnner perforiert sein. Hierdurch kann die zweite Kannnner als Ab- sorptionskammer genutzt werden. Insbesondere kann die zweite Kannnner hierzu mit einem Schallabsorptionsmittel befüllt sein. Das wenigstens eine Auslassrohr kann ferner in der dritten Kammer perforiert sein, so dass auch die dritte Kammer beispielsweise als Absorptionskammer verwendet werden kann. Hierzu kann die dritte Kammer mit einem Schallabsorptionsmittel befüllt sein.
Besonders zweckmäßig ist eine Konfiguration, bei welcher sich das eine Mantelsegment in der Umfangsrichtung über mehr als 180° erstreckt. Vorzugsweise handelt es sich hierbei um das Auslassmantelsegment.
Entsprechend einer besonders vorteilhaften Ausführungsform besitzt der Schalldämpfer genau ein Einlassrohr und genau zwei Auslassrohre, wobei zugehörigen Auslassöffnungen diametral gegenüberliegend zur Einlassöffnung am Mantel positioniert sind.
Die Herstellung des hier vorgestellten Schalldämpfers erfolgt zweckmäßig derart, dass der Schalldämpfereinsatz radial in das Auslassmantelsegment eingesetzt wird, wobei das wenigstens eine Auslassrohr von innen in die wenigstens eine Auslassöffnung eingesetzt wird. Anschließend wird das Einlassmantelsegment radial an das Auslassmantelsegment angesetzt, wobei das wenigstens eine Einlassrohr von innen in die wenigstens eine Einlassöffnung eingesetzt wird. Alternativ ist es ebenso möglich, dass der Schalldämpfereinsatz radial in das Einlassmantelsegment eingesetzt wird, wobei das wenigstens eine Einlassrohr von in- nen in die wenigstens eine Einlassöffnung eingesetzt wird. Anschließend wird das Auslassmantelsegment radial an das Einlassmantelsegment angesetzt, wobei das wenigstens eine Auslassrohr von innen in die wenigstens eine Auslassöffnung eingesetzt wird.
Die Einlassböden können nun vor oder nach dem Ansetzen des Einlassmantelsegments angesetzt werden. Beispielsweise können die Einlassböden vor dem Ansetzen des Einlassmantelsegments axial an das Auslassmantelsegment angesetzt werden. Alternativ können die Einlassböden nach dem Ansetzen des Einlassmantelsegments axial an den Mantel angesetzt werden. Nach einer anderen Ausführungsform können die Endböden einen integralen Bestandteil des Schalldämpfereinsatzes bilden, so dass der Schalldämpfereinsatz mit den Endböden in das Auslassmantelsegment eingesetzt wird.
Die Endböden werden gasdicht mit dem Mantel verbunden. Die Mantelsegmente werden gasdicht miteinander verbunden. Die Rohre werden in den Öffnungen gasdicht mit dem Mantel verbunden. Beispielsweise kann die jeweilige Mantelöffnung hierzu von einem Kragen eingefasst sein. Der jeweilige Kragen kann dabei radial nach außen abstehen und beispielsweise nach Art eines Durchzugs konfiguriert sein.
Die Mantelsegmente, also insbesondere das Einlassmantelsegment und das Auslassmantelsegment sind zweckmäßig jeweils aus einem Stück hergestellt, wodurch sie besonders preiswert realisierbar sind.
Die wenigstens zwei Mantelsegmente sind zweckmäßig aus den gleichen Materialien und insbesondere mit gleichen Wandstärken hergestellt. Bei einer anderen Ausführungsform kann jedoch vorgesehen sein, dass Einlassmantelsegment und Auslassmantelsegment mit unterschiedlichen Wandstärken und/oder aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sind.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
Es zeigen, jeweils schematisch,
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Schalldämpfers bei transparent dargestelltem Auslassmantelsegment,
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Schalldämpfers bei einer anderen
Blickrichtung,
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Einlassmantelsegments,
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer Anordnung aus einem Schalldämpfereinsatz und zwei Endböden, Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer vorgefertigten Einheit des
Schalldämpfers,
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht des Auslassmantelsegments,
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht des Schalldämpfers beim Montieren des Auslassmantelsegments an der vormontierten Einheit.
Entsprechend den Figuren 1 bis 7 umfasst ein Schalldämpfer 1 , der sich für eine Einbindung in eine hier nicht gezeigte Abgasanlage einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, eignet, ein Gehäuse 2 in Mantelbauweise. Dementsprechend weist das Gehäuse 2 einen Mantel 3 auf, der sich in einer Längsrichtung oder Axialrichtung 4 und in einer Umfangsrichtung 5 erstreckt. Das Gehäuse 2 weist ferner zwei Endböden 6 auf, die an zwei voneinander beab- standeten Längsenden des Mantels 3 angeordnet sind. Zweckmäßig ist der Schalldämpfer 1 als Nachschalldämpfer ausgestaltet, der sich in besonderer Weise für eine quer liegende Montage am Unterboden des Fahrzeugs eignet.
Das Gehäuse 2 weist zumindest eine den Mantel 3 durchdringende Einlassöffnung 7 auf, durch die ein im Inneren 23 des Gehäuses 2 angeordnetes Einlassrohr 8 an ein hier nicht gezeigtes Rohr der Abgasanlage angeschlossen werden kann. Das Gehäuse 2 weist zumindest eine Auslassöffnung 9 auf, die beim hier vorgestellten Schalldämpfer 1 ebenfalls im Mantel 3 ausgebildet ist. Durch diese wenigstens eine Auslassöffnung 9 kann ein im Inneren 23 des Gehäuses 2 angeordnetes Auslassrohr 10 an ein entsprechendes anderes Rohr der Abgasanlage anschließbar sein. Im Beispiel der Figur 1 sind zwei derartige Auslassöffnun- gen 9 vorgesehen. Dementsprechend sind hier auch zwei Auslassrohre 10 vorgesehen. Im Beispiel der Figuren 2 bis 7 ist nur ein Auslassrohr 10 vorgesehen, dementsprechend ist auch nur eine Auslassöffnung 9 vorhanden. Bevorzugt besitzt der Schalldämpfer 1 genau eine Einlassoffnung 7 und genau ein Einlassrohr 8 sowie genau zwei Auslassöffnungen 9 und genau zwei Auslassrohre 10.
Der Mantel 3 ist in der Umfangsrichtung 5 segmentiert, so dass er zumindest zwei Mantelsegmente 1 1 , 12 aufweist. Das eine Mantelsegment 1 1 weist die Einlassoffnung 7 auf und wird im Folgenden als Einlassmantelsegment 1 1 bezeichnet. Das andere Mantelsegment 12 weist die wenigstens eine Auslassöffnung 9 auf und wird im Folgenden als Auslassmantelsegment 12 bezeichnet. Bei den hier vorgestellten Ausführungsformen besitzt der Mantel 3 jeweils genau zwei Mantelsegmente, die jeweils als separate Bauteile ausgestaltet sind. Im montierten Zustand, der in den Figuren 1 und 2 wiedergegeben ist, sind die beiden Mantelsegmente 1 1 , 12 fest und gasdicht miteinander verbunden. Zweckmäßig sind alle Einlassöffnungen 7 im Einlassmantelsegment 1 1 ausgebildet, während alle Auslassöffnungen 9 im Auslassmantelsegment 12 ausgebildet sind.
Die Mantelsegmente 1 1 , 12 können gemäß den hier gezeigten Ausführungsformen für die jeweilige Mantelöffnung 7, 9 jeweils einen Kragen 13 aufweisen, der bezüglich der übrigen Außenkontur des jeweiligen Mantelsegments 1 1 , 12 nach außen absteht und die jeweilige Mantelöffnung 7, 9 einfasst. Der jeweilige Kragen 13 ist dabei integral am jeweiligen Mantelsegment 1 1 , 12 ausgeformt. Das jeweilige Mantelsegment 1 1 , 12 kann insbesondere als Blechformteil, vorzugsweise als Tiefziehteil, konzipiert sein.
Das der Einlassoffnung 7 zugeordnete Einlassrohr 8 ist von innen koaxial in die Einlassoffnung 7 eingesteckt. Insbesondere ragt das Einlassrohr 8 koaxial in den zugehörigen Kragen 13 hinein. Zweckmäßig schließt das Einlassrohr 8 dabei etwa bündig mit dem zugehörigen Kragen 13 ab. Im montierten Zustand kann das Einlassrohr 8 mit dem zugehörigen Kragen 13 fest verbunden sein. Hierzu bietet sich eine ringförmige, geschlossen umlaufende Schweißnaht an. Analog dazu ist das der jeweiligen Auslassöffnung 9 zugeordnete Auslassrohr 10 von innen koaxial in die zugehörige Auslassöffnung 9 eingesteckt. Auch hier ragt das jeweilige Auslassrohr 10 koaxial in den zugehörigen Kragen 13 hinein. Auch hier schließt das Außenrohr 10 zweckmäßig etwa bündig mit dem zugehörigen Kragen 13 ab. Im montierten Zustand ist das jeweilige Außenrohr 10 mit dem zugehörigen Kragen 13 fest verbunden, wobei sich auch hier eine ringförmige, geschlossen umlaufende Schweißnaht anbietet. Die Schweißnähte zum Fixieren der Rohre 8, 10 an den Kragen 13 der zugehörigen Öffnungen 7, 9 können beispielsweise bei einem geringfügig über den jeweiligen Kragen 13 überstehenden Rohr 8, 10 eine Stirnseite des Kragens 13 mit der Außenseite des jeweiligen Rohrs 8, 10 verbinden. Das jeweilige Mantelsegment 1 1 , 12 ist zweckmäßig aus einem Stück hergestellt.
Bei der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform sind das Einlassrohr 8 und die beiden Auslassrohre 10 jeweils L-förmig abgewinkelt, so dass das Einlassrohr 8 einen ersten Schenkel 24 und einen zweiten Schenkel 25 aufweist und die beiden Auslassrohre 10 jeweils einen ersten Schenkel 26 und jeweils einen zweiten Schenkel 27 aufweisen. Der erste Schenkel 24 des Einlassrohrs 8 ist von Innen in die Einlassöffnung 7 eingesteckt. Der zweite Schenkel 25 des Einlassrohrs 8 ist um seine Längsmittelachse 28 drehbar angeordnet, die sich im Wesentlichen parallel zu Axialrichtung 4 erstreckt. Die ersten Schenkel 26 der beiden Auslassrohre 10 sind jeweils von innen in die Auslassöffnungen 9 eingesteckt. Die zweiten Schenkel 27 der Auslassrohre 10 sind jeweils um ihre Längsmittelachsen 29 drehbar angeordnet, die sich ebenfalls im Wesentlichen parallel zur Axialrichtung 4 erstrecken.
Das Einlassrohr 8 ist am ersten, unteren Zwischenboden 16, beispielsweise mittels eines Schiebesitzes, um die Längsmittelachse 28 seines zweiten Schenkels 25 drehbar gelagert. Die beiden Auslassrohre 10 sind zumindest an einem der Zwischenböden 16, vorzugsweise an beiden Zwischenböden 16, um die Längsmittelachse 29 ihrer zweiten Schenkel 27 drehbar gelagert, beispielsweise in Schiebesitzen.
Da bei den hier gezeigten Ausführungsformen alle Einlassrohre 8 in eine den Mantel 3 durchdringende Einlassöffnung 7 eingesteckt sind und außerdem sämtliche Auslassrohre 10 jeweils in eine den Mantel 3 durchdringende Auslassöffnung 9 eingesteckt sind, können die beiden Endböden 6 vollständig geschlossen ausgestaltet sein, so dass sie keine axiale Öffnung aufweisen.
Zweckmäßig liegen sich die jeweilige Einlassöffnung 7 einerseits und die jeweilige Auslassöffnung 9 andererseits am Mantel 3 diametral gegenüber.
Das jeweilige Einlassrohr 8 und das jeweilige Auslassrohr 10 sind Bestandteile eines Schalldämpfereinsatzes 15, der im Inneren 23 des Gehäuses 2 angeordnet ist.
Das Gehäuse 2 umschließt hierbei ein Inneres 23, das in der Umfangsrichtung 5 vom Mantel 3 eingefasst ist und das in der Axialrichtung 4 von den Endböden 6 begrenzt ist.
Bei der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform bilden die beiden Endböden 6 bezüglich des Schalldämpfereinsatzes 15 separate Bauteile. Der Schalldämpfereinsatz 15 weist seinerseits zwei Zwischenböden 16 auf, nämlich einen in Figur 1 unten dargestellten ersten Zwischenboden 16 und einen in Figur 1 oben dargestellten zweiten Zwischenboden 16. Der erste, untere Zwischenboden 16 begrenzt mit dem ersten, unteren Endboden 6 eine erste Kammer 30 axial. Der erste, untere Zwischenboden 16 begrenzt mit dem zweiten, oberen Zwischenboden 16 eine zweite Kammer 31 axial. Der zweite, obere Zwischenboden 16 begrenzt mit dem zweiten, oberen Endboden 6 eine dritte Kammer 32 axial.
Die Einlassöffnung 7 ist am Einlassmantelsegment 1 1 so positioniert, dass das Einlassrohr 8 durch die zweite Kammer 31 verläuft und durch den ersten, unteren Zwischenboden 16 hindurch mit der ersten Kammer 30 fluidisch verbunden ist. Das Einlassrohr 8 hat keine unmittelbare Wechselwirkung mit der dritten Kammer 32. Hierzu ist die Einlassöffnung 7 in einem der zweiten Kammer 31 zugeordneten Axialabschnitt des Mantels 3 angeordnet. Im Unterschied dazu sind die beiden Auslassöffnungen 9 in einem der dritten Kammer 32 zugeordneten Axialabschnitt des Mantels 3 angeordnet. Dementsprechend sind die beiden Auslassrohre 10 durch die dritte Kammer 32, durch den zweiten, oberen Zwischenboden 16 hindurch, durch die zweite Kammer 31 und durch den ersten, unteren Zwischenboden 16 hindurch mit der ersten Kammer 30 fluidisch verbunden.
Der Schalldämpfereinsatz 15 weist hier außerdem ein Verbindungsrohr 33 auf, das sich durch die zweite Kammer 31 hindurcherstreckt und das im Beispiel zumindest durch den ersten, unteren Zwischenboden 16 hindurch mit der ersten Kammer 30 fluidisch verbunden ist. Zusätzlich oder alternativ kann das Zwischenrohr 33 auch durch den zweiten, oberen Zwischenboden 16 hindurch mit der dritten Kammer 32 fluidisch verbunden sein.
Das Einlassrohr 8 ist hier in der zweiten Kammer 31 mit einer Perforation 34 versehen. Die beiden Auslassrohre 10 sind hier ausschließlich innerhalb der dritten Kammer 32 jeweils mit einer Perforation 35 versehen. Das Verbindungsrohr 33 ist ausschließlich in der zweiten Kammer 31 mit einer Perforation 36 versehen. Die zweite Kammer 31 kann mit einem hier nicht dargestellten Schallschluckstoff oder Schallabsorptionsmittel befüllt sein. Ebenso kann die dritte Kammer 32 mit einem Schallschluckstoff bzw. einem Schallabsorptionsmittel befüllt sein. Alterna- tiv ist es ebenso möglich, die dritte Kammer 32 als Resonanzkammer eines Helmholtz-Resonators auszubilden, dessen Hals durch das Verbindungsrohr 33 gebildet sein. In diesem Fall durchdringt das Verbindungsrohr 33 beide Zwischenböden 16.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figuren 3 bis 7 näher auf ein Verfahren zum Herstellen des Schalldämpfers 1 eingegangen. Dabei werden weitere Merkmale des Schalldämpfers 1 näher erläutert.
Gemäß Figur 3 wird das Einlassmantelsegment 1 1 separat vom Auslassmantelsegment 12 hergestellt oder davon separiert. Jedenfalls sind die beiden Mantelsegmente 1 1 , 12 nach ihrer Herstellung separate Bauteile. Dabei wird eine einteilige Herstellung des jeweiligen Mantelsegments 1 1 , 12 als Blechformteil bevorzugt. Erkennbar ist dabei der jeweilige Kragen 13 integral am jeweiligen Mantelsegment 1 1 , 12 ausgeformt, beispielsweise als Durchzug. Das Einlassmantelsegment 1 1 erstreckt sich zweckmäßig zwischen 10 % und 40 % des Gesamt- umfangs des Mantels 3. Im Beispiel erstreckt sich das Einlassmantelsegment 1 1 über etwa 20 % des Gesamtumfangs des Mantels 3. In der Folge erstreckt sich das Auslassmantelsegment 12 über mehr als 180° des Gesamtumfangs des Mantels 3.
Umfangsenden 14 des Einlassmantelsegments 1 1 erstrecken sich geradlinig, und zwar bevorzugt parallel zur Axialrichtung 4 des Schalldämpfers 1 .
Separat zum Einlassmantelsegment 1 1 und separat zum Auslassmantelsegment 12 wird der in Figur 4 gezeigte Einsatz 15 hergestellt, der zumindest das Einlassrohr 8 und wenigstens ein Auslassrohr 10 umfasst. Im Beispiel der Figuren 2 bis 7 kann der Einsatz 15 auch die beiden Endböden 6 aufweisen. In Figur 4 ist rein exemplarisch ein vergleichsweise komplexer Schalldämpfereinsatz 15 wiederge- geben, der in diesem Fall drei Zwischenböden 16 aufweist. Ferner können Kopplungsrohre 17 vorgesehen sein. Es ist klar, dass auch der in Figur 4 gezeigte Einsatz 15 zumindest ein Verbindungsrohr 33 aufweisen kann. Auch hier ist es mit Hilfe der Zwischenböden 16 möglich, im Inneren 23 des Gehäuses 2 mehrere Kammern auszubilden, die als Reflektionskammer, Absorptionskammer und Resonanzkammer sowie beliebige Kombinationen daraus ausgestaltet sein können. Der Schalldämpfereinsatz 15 ist für sich komplett vormontierbar. Bei der Ausführungsform der Figuren 2 bis 7 ist der Einsatz 15 zusammen mit den Endböden 6 vormontierbar.
Gemäß Figur 5 kann der komplett vormontierte Schalldämpfereinsatz 15 mit dem Einlassmantelsegment 1 1 verbunden werden, um eine Einheit 18 zu bilden, die komplett vormontierbar ist. Die Montage des Einlassmantelsegments 1 1 am Einsatz 15 gestaltet sich dabei vergleichsweise einfach, da insbesondere Lagetoleranzen besonders einfach ausgleichbar sind. Dies kann insbesondere dadurch unterstützt werden, dass Einlassrohr 8 um die Längsmittelachse 28 seines zweiten Schenkels 25 drehbar gelagert ist, wodurch die Ausrichtung des ersten Schenkels 24 justierbar ist.
Ferner lässt sich das Einlassrohr 8 von innen in die Einlassöffnung 7 einstecken und insbesondere durchstecken und lässt sich dementsprechend besonders einfach mit dem zugehörigen Kragen 13 verbinden. Auch können die Endböden 6 einfach mit dem Einlassmantelsegment 1 1 verbunden werden, wobei auch hier Formtoleranzen und Lagetoleranzen einfach ausgeglichen werden können.
Figur 5 lässt sich dabei entnehmen, dass bei dieser Einheit 18 eine dem Inneren 23 des Gehäuses 2 zugewandte Innenseite des Einlassmantelsegments 1 1 aufgrund des fehlenden Auslassmantelsegments 12 leicht zugänglich ist. Folglich lassen sich zum Beispiel die Zwischenböden 16 von innen am Einlassman- telsegment 1 1 befestigen. Beispielsweise können die Zwischenböden 16 an die Innenseite des Einlassmantelsegments 1 1 angeschweißt werden. Hierdurch erhält die Einheit 18 eine besonders hohe Stabilität.
Entsprechend Figur 6 wird das Auslassmantelsegment 12 separat vom Einlassmantelsegment 1 1 und separat vom Einsatz 15 hergestellt. Bevorzugt handelt es sich hierbei ebenfalls um ein Blechformteil, das zweckmäßig aus einem Stück hergestellt ist. Das Auslassmantelsegment 12 besitzt komplementär zum Einlassmantelsegment 1 1 ebenfalls geradlinig Umfangsenden 19, die sich zweckmäßig parallel zur Axialrichtung 4 des Schalldämpfers 1 erstrecken. Besonders vorteilhaft ist dabei eine Ausführungsform, bei welcher das Auslassmantelsegment 12 in der Umfangsrichtung 5 größer dimensioniert ist als die Differenz zwischen Gesamtumfang des Mantels 3 und dem Umfangsanteil des Einlassmantelsegments 1 1 . Hierdurch kann an den Umfangsenden 19 des Auslassmantelsegments 12 jeweils ein Überlappungsbereich 20 realisiert werden, der im montierten Zustand das Einlassmantelsegment 1 1 an dessen Umfangsenden 14 in der Umfangsrichtung 5 radial außen überlappt. Um diese Überlappung möglichst gasdicht bzw. möglichst einfach realisieren zu können, kann das Einlassmantelsegment 1 1 oder wie hier das Auslassmantelsegment 12 an seinen Umfangsenden 19 jeweils eine nach außen abgestufte Kante 21 aufweisen. Die Stufenhöhe der abgestuften Kante 21 ist dabei auf die Materialstärke des Einlassmantelsegment 1 1 abgestimmt. Der Überlappungsbereich 20 ermöglicht außerdem einen Toleranzausgleich beim Montieren des Auslassmantelsegments 12.
Entsprechend Figur 7 wird das Auslassmantelsegment 12, das entsprechend der Umfangskontur des Mantels 3 bzw. entsprechend der Umfangskontur der Einheit 18 vorgeformt sein kann, an die Einheit 18 angebaut. Hierzu kann das Auslassmantelsegment 12 quer zur Axialrichtung 4 angesetzt werden, wobei eine durch das fehlende Einlassmantelsegment 1 1 gebildete offene Seite 22 des Auslass- mantelsegments 12 über die Einheit 18 übergestülpt wird. Dies ist ohne weiteres durch die Flexibilität des verwendeten Mantelmaterials möglich. Dabei wird das Auslassmantelsegment 12 an der Einheit 18 so positioniert, dass die Überlappungsbereiche 20 die Umfangsenden 14 des Einlassmantelsegments 1 1 überlappen. Anschließend wird das Auslassmantelsegment 12 befestigt. Beispielsweise kann das Auslassmantelsegment 12 entlang der abgestuften Kanten 21 mit dem Einlassmantelsegment 1 1 fest verbunden werden. Beispielsweise kann eine von außen angebrachte Schweißnaht vorgesehen werden. Ferner wird das Auslassmantelsegment 12 mit den Endböden 6 fest verbunden, beispielsweise mittels Schweißnähten. Darüber hinaus kann das Auslassmantelsegment 12 zusätzlich von außen mit zumindest einem der Zwischenböden 16 fest verbunden werden. Beispielsweise können von außen angebrachte Heftschweißpunkte das Auslassmantelsegment 12 von außen mit den innen angeordneten Zwischenböden 16 verbinden.
Beim Ansetzen des Auslassmantelsegments 12 werden dabei die Auslassrohre 10 mit ihren ersten Schenkeln 26 von innen in die Auslassöffnungen 9 eingesteckt, so dass sie in die zugehörigen Kragen 13 hineinragen oder sogar durch diese hindurch ragen. Durch die Verdrehbarkeit der Auslassrohre 10 um die jeweilige Längsmittelachse 29 ihrer zweiten Schenkel 27 kann auch hier ein Toleranzausgleich durchgeführt werden.
Nach dem Anbau des Auslassmantelsegments 12 liegt dann der Schalldämpfer 1 gemäß den Figuren 1 und 2 vor.
Es ist klar, dass der vorstehend beschriebene Montagevorgang auch dahingehend modifiziert werden kann, dass zuerst das Auslassmantelsegment 12 an den Schalldämpfereinsatz 15 angesetzt wird und erst anschließend das Einlassman- telsegment 1 1 an die durch den Einsatz 15 und das Auslassmantelsegment 12 gebildete modifizierte Einheit 18 angebaut wird.
Durch die Segmentierung des Mantels 3 in der Umfangsrichtung 5 ist es außerdem möglich, die Materialstärken und/oder Wandstärken des Mantels 3 in den einzelnen Segmenten zu variieren. So können das Einlassmantelsegment 1 1 und das Auslassmantelsegment 12 unterschiedliche Wandstärken aufweisen. Beispielsweise besitzt das Einlassmantelsegment 1 1 eine größere Wandstärke als das Auslassmantelsegment 12. Im Beispiel kann die Wandstärke des Einlassmantelsegments 1 1 mindestens 50 % oder mindestens doppelt so groß sein wie die Wandstärke des Auslassmantelsegments 12. Hierdurch kann beispielsweise das Einlassmantelsegment 1 1 mit einer höheren Formstabilität versehen werden, was die Steifigkeiteinheit 18 erhöht. Gleichzeitig wird der Schalldämpfer 1 hinsichtlich Gewicht und Herstellungskosten optimiert. Zusätzlich oder alternativ ist es möglich, für das Einlassmantelsegment 1 1 und das Auslassmantelsegment 12 verschiedene Materialien zu verwenden. Auch hierdurch ist eine Adaption an unterschiedliche Anforderungen, wie zum Beispiel Festigkeit, Steifigkeit, durchführbar.
Zusätzlich oder alternativ ist es durch die Segmentierung relativ einfach möglich, das jeweilige Mantelsegment 1 1 , 12 mit hier nicht gezeigten Versteifungssicken zu versehen. Hierdurch kann die Stabilität des Mantels 3 bzw. des Gehäuses 2 signifikant erhöht werden. Diese Sicken erstrecken sich beispielsweise in Umfangsrichtung 5. Sie können insbesondere so angeordnet sein, dass sie zur Positionierung der Zwischenböden 16 und/oder der Endböden 6 nutzbar sind, zum Beispiel in Form von nutförmigen Vertiefungen an der Innenseite des Einlassmantelsegments 1 1 bzw. des Auslassmantelsegments 12.

Claims

Ansprüche
1 . Schalldämpfer für eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs,
- mit einem Gehäuse (2), das einen in der Umfangsrichtung (5) geschlossen, umlaufenden Mantel (3) und an zwei in Axialrichtung (4) voneinander entfernten Längsenden jeweils einen Endboden (6) aufweist,
- mit einem Schalldämpfereinsatz (15), der im Gehäuse (2) angeordnet ist und wenigstens ein Einlassrohr (8) für Abgas und wenigstens ein Auslassrohr (10) für Abgas aufweist,
- wobei der Mantel (3) in der Umfangsrichtung (5) segmentiert ist und wenigstens ein Mantelsegment (1 1 , 12) mit wenigstens einer Öffnung (7, 9) aufweist, in die eines der Rohre (8, 10) von innen eingesteckt ist,
dadurch gekennzeichnet,
- dass der segmentierte Mantel (3) wenigstens ein Einlassmantelsegment (1 1 ) und ein Auslassmantelsegment (12) aufweist,
- dass das Einlassmantelsegment (1 1 ) zumindest eine Einlassöffnung (7) aufweist, in die ein solches Einlassrohr (8) von innen eingesteckt ist,
- dass das Auslassmantelsegment (12) zumindest eine Auslassöffnung (9) aufweist, in die ein solches Auslassrohr (10) von innen eingesteckt ist.
2. Schalldämpfer nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass alle Einlassrohre (8) und alle Auslassrohre (10) des Schalldämpfereinsatzes (15) in solche Einlassöffnungen (7) und Auslassöffnungen (9) von innen eingesteckt sind.
3. Schalldämpfer nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass das jeweilige Einlassrohr (8) und/oder das jeweilige Auslassrohr (10) L- förmig abgewinkelt ist, wobei ein erster Schenkel (24, 26) des jeweiligen Rohrs (8, 10) in die jeweilige Öffnung (7, 9) eingesteckt ist, während ein zweiter Schenkel (25, 27) des jeweiligen Rohrs (8, 10) um seine Längsmittelachse (28, 29) am Schalldämpfereinsatz (15) drehbar angeordnet ist.
4. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die wenigstens eine Einlassöffnung (7) und die wenigstens eine Auslassöffnung (9) einander diametral gegenüberliegen.
5. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass wenigstens einer der Endböden (6) eine nach außen orientierte, insbesondere trichterförmige, Wölbung aufweist, die im Gehäuse (2) ein Zusatzvolumen begrenzt, das ein Inneres (23) des Gehäuses (2) axial vergrößert, und zwar insbesondere axial außerhalb des Mantels (3).
6. Schalldämpfer nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
- dass der Mantel (3) in Umfangsrichtung (5) in genau zwei Mantelsegmente (1 1 , 12) segmentiert ist und nur das Einlassmantelsegment (1 1 ) und das Auslassmantelsegment (12) aufweist, und/oder - dass die beiden Mantelsegmente (1 1 , 12) im Bereich ihrer Umfangsenden (14, 18) aneinander befestigt sind, und/oder
- dass Umfangsenden (14, 18) der Mantelsegmente (1 1 , 12) geradlinig und parallel zur Axialrichtung (4) verlaufen, und/oder
- dass sich die beiden Mantelsegmente (1 1 , 12) im Bereich ihrer Umfangsenden (14, 18) radial überlappen, und/oder
- dass das eine Mantelsegment (1 1 ) mit dem anderen Mantelsegment (12) radial gesteckt ist.
7. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
- dass der Schalldämpfereinsatz (15) zwei Zwischenböden (16) aufweist,
- wobei der erste Zwischenboden (16) mit dem ersten Endboden (6) eine erste Kammer (30) axial begrenzt,
- wobei der erste Zwischenboden (16) mit dem zweiten Zwischenboden (16) eine zweite Kammer (31 ) axial begrenzt,
- wobei der zweite Zwischenboden (16) mit dem zweiten Endboden (6) eine dritte Kammer (32) axial begrenzt,
- wobei das wenigstens eine Einlassrohr (8) durch die zweite Kammer (31 ) verläuft und durch den ersten Zwischenboden (16) hindurch mit der ersten Kammer (30) fluidisch verbunden ist,
- wobei das wenigstens eine Auslassrohr (10) durch die dritte Kammer (32), durch den zweiten Zwischenboden (16) hindurch, durch die zweite Kammer (31 ) und durch den ersten Zwischenboden (16) hindurch mit der ersten Kammer (30) fluidisch verbunden ist.
8. Schalldämpfer nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, - dass der Schalldämpfereinsatz (15) wenigstens ein Verbindungsrohr (33) aufweist, das sich durch die zweite Kammer (31 ) erstreckt und das zumindest durch einen der Zwischenböden (16) hindurch mit wenigstens einer der anderen Kammern (30, 32) fluidisch verbunden ist, und/oder
- dass das wenigstens eine Einlassrohr (8) in der zweiten Kammer (31 ) perforiert ist, und/oder
- dass das wenigstens eine Auslassrohr (10) in der zweiten Kammer (31 ) und/oder in der dritten Kammer (32) perforiert ist, und/oder
- dass das wenigstens eine Verbindungsrohr (33) in der zweiten Kammer (31 ) perforiert, und/oder
- dass die zweite Kammer (31 ) und/oder die dritte Kammer (32) mit einem
Schallabsorptionsmittel befüllt ist.
9. Schalldämpfer zumindest nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich das eine Mantelsegment (12) in Umfangsrichtung (5) über mehr als 180° erstreckt.
10. Verfahren zum Herstellen eines Schalldämpfers (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
- bei dem der Schalldämpfereinsatz (15) radial in das Einlassmantelsegment (1 1 ) oder in das Auslassmantelsegment (12) eingesetzt wird, wobei das wenigstens eine Einlassrohr (8) von Innen in die wenigstens eine Auslassöffnung (7) oder das wenigstens eine Auslassrohr (10) von Innen in die wenigstens eine Auslassöffnung (9) eingesetzt wird,
- bei dem das Auslassmantelsegment (12) radial an das Einlassmantelsegment
(1 1 ) oder das Einlassmantelsegment (1 1 ) radial an das Auslassmantelsegment
(12) angesetzt wird, wobei das wenigstens eine Auslassrohr (10) von Innen in die wenigstens eine Auslassöffnung (9) oder das wenigstens eine Einlassrohr (8) von Innen in die wenigstens eine Einlassöffnung (7) eingesetzt wird.
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