EP3728824B1 - Breitbanddämpfer für einen kraftfahrzeug-motor - Google Patents

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EP3728824B1
EP3728824B1 EP18829324.5A EP18829324A EP3728824B1 EP 3728824 B1 EP3728824 B1 EP 3728824B1 EP 18829324 A EP18829324 A EP 18829324A EP 3728824 B1 EP3728824 B1 EP 3728824B1
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EP
European Patent Office
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channel
pipe
broad
acoustic
housing
Prior art date
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EP18829324.5A
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EP3728824A1 (de
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Ralf Timme
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Montaplast GmbH
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Montaplast GmbH
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Publication date
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    • F02M35/1283—Manufacturing or assembly; Connectors; Fixations
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    • F02M35/1266—Intake silencers ; Sound modulation, transmission or amplification using resonance comprising multiple chambers or compartments
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    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/161—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general in systems with fluid flow
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    • F02M35/1255—Intake silencers ; Sound modulation, transmission or amplification using resonance
    • F02M35/1261—Helmholtz resonators

Definitions

  • the invention relates to a broadband resonance muffler, which is referred to below in simplified form as a broadband damper, in particular installed in an internal combustion engine, particularly preferably a motor vehicle engine, with an at least two-part housing, comprising in particular a lower housing shell and an upper housing shell.
  • the housing has a damper longitudinal axis and a damper transverse axis and accommodates a pipe carrying exhaust gas or gas which defines a pipe interior with a circumferentially surrounding pipe jacket with acoustic openings formed therein.
  • the pipe forming an air duct is enclosed in the installed position by at least one damping or resonance chamber formed by the housing, which is in operative connection with the pipe interior via the acoustic openings, and the housing comprises or is formed from two axially divided housing parts.
  • the increasingly quieter vehicles also pose a great challenge to engine technology, especially to its noise-intensive systems, which particularly affects the air intake system of the engine or a turbocharger of the same.
  • resonators are often used today.
  • a The resonator generally consists of one or more chambers which are connected to an intake line for air in a gas-permeable manner.
  • several resonators can be provided in different configurations, which compensate for different resonance ranges.
  • the housing with the tube arranged in it in the installed position form a damping system in the space between the inside tube and the outside housing, which extends along a system longitudinal axis or the damper longitudinal axis, which axis does not necessarily have to run along a straight line, but also curved or can be bent.
  • the individual damping chambers or resonance chambers are usually formed radially starting from the pipe at a distance from one another along the longitudinal direction of the damper of the overall system or the damping system formed in this way.
  • Such resonators are, for example, from DE 10 2010 022 780 B4 and EP 1 176 355 A2 known, as well as from the DE 10 2015 202851 A1 , US 2008 / 230307A1 and US 2005/284692 A1 .
  • the US 2006/032700 A1 describes a broadband resonance muffler with several resonance chambers, which are separated by partitions of a pipe insert body.
  • broadband resonance silencers of this type already enable extensive absorption of the undesired noises over a wide frequency spectrum, possibilities are still being sought to use them for even broader areas of application.
  • the invention is based on the object of at least partially avoiding the disadvantages indicated and in particular a noise damper or broadband resonance silencer for an internal combustion engine provide that enables or provides a particularly wide range of applications for many frequencies, which, even with a complicated geometry, takes up as little space as possible and is easy to manufacture.
  • the tube is designed as a tube insert body, i.e. as a preferably one-piece unit which comprises the tube or tube socket or a tube element that can be inserted into the housing parts in the installed position, the tube comprising several acoustic openings in the tube jacket surface and the Pipe insert body further comprises end connections for connection to adjacent pipes, lines or the like and at least one acoustic channel.
  • the at least one or each acoustic channel has at least one or exactly one channel inlet opening through which the fluid or gas flows into it and is closed at the end in order to function, for example, as a lambda / 4 channel or lambda / 2 channel.
  • the housing preferably comprises two parts, namely a first housing half-shell, in particular designed as a lower housing shell, as well as a second housing half-shell which can be placed on this and which is especially designed as an upper housing shell.
  • the damping chamber is in at least two via at least one insert web Divided into resonance chambers, the at least one insert web being formed in one piece with the insert body, and the insert web also functioning as a position fixing means.
  • the at least one acoustic channel comprises as a further feature an inlet opening which opens directly into the pipe.
  • the insert web and / or at least the duct inlet of the acoustic duct are thus also part of the preferably one-piece tubular insert body.
  • At least partial areas of the at least one or more acoustic ducts are also preferably parts of the preferably one-piece pipe insert body.
  • At least partial areas of the at least one or more acoustic ducts are particularly preferably part of the preferably one-piece tubular insert body and / or one or more complete acoustic ducts are part of the preferably one-piece raw insert body. If, in relation to a given acoustic channel, only a partial area of the same part of the preferably one-piece tubular insert body, the other partial area of the respective acoustic channel is preferably formed by the housing or one of the housing parts in order to complete it.
  • the respective “sub-area” of the acoustic channel is in each case a wall area of the acoustic channel, including the wall area closing the channel end opposite the channel inlet opening.
  • the partial areas of a wall of an acoustic channel, which are formed by the pipe insert body and a housing part on the other hand, are preferably welded to one another.
  • the broadband resonance muffler has a particularly simple construction and is particularly easy to manufacture, namely by inserting the tubular insert into one of the housing parts and closing or joining the preferably 2-part housing.
  • the broadband resonance silencer has improved sound absorption, since this comprises a broadband resonator and at the same time acoustic channels for additional and particularly effective damping of special frequencies, with both damping functions being integrated on the tubular insert body.
  • the invention thus provides a solution to the problem of providing, in addition to broadband damping by means of the at least one or more damping chambers, compensation for at least one or different frequencies by the at least one or more acoustic channels of different lengths and different geometries in a particularly small installation space, in order to at least to compensate or absorb one or different additional frequency ranges in the different acoustic channels corresponding to the frequencies, whereby the specific geometric configuration of an acoustic channel or several acoustic channels, e.g. in length and diameter, can be determined by a person skilled in the art adapted to the frequencies to be compensated.
  • noises can be compensated for in any large frequency range by appropriately designing the acoustic channel or several acoustic channels, in addition to broadband attenuation.
  • Preferred frequency ranges are between 200 to 800 Hz, but other frequency ranges are also quite possible.
  • a specific acoustic channel can be designed for the range of 200 Hz, an adjoining or separate acoustic channel for the frequency range of 300 Hz and another acoustic channel for the frequency range from 400 to 600 Hz or even up to 800 Hz.
  • the acoustic channels have different lengths and geometries in order to be able to intercept or compensate for the different frequency ranges.
  • the damping chamber can be provided with at least one insert web be subdivided into several resonance chambers or sub-chambers which are arranged one behind the other, for example, extending along the longitudinal axis of the damper.
  • the respective insert web thus acts as a partition to separate the adjacent resonance chambers from one another.
  • the separation of the resonance chambers by the respective insert web is in each case at least essentially gas-tight, with a low leakage rate in terms of gas exchange between adjacent resonance chambers being acceptable, provided that this does not significantly impair the noise-damping function of the respective resonance chamber.
  • the respective insert web is preferably fastened to the tubular insert body or, particularly preferably, is integrally formed thereon.
  • the broadband resonance silencer designed as an air duct system thus has two essential components, namely the external or receiving housing and the tubular insert body that can be inserted into it.
  • the tube insert body comprises the tube which guides the fluid or the air from a damper inlet side to a damper outlet side.
  • the broadband resonance silencer comprises the further at least one acoustic channel and insert webs for separating the resonance chambers from the housing shells and the tubular insert body, whereby the broadband resonance silencer is particularly easy to manufacture.
  • the broadband resonance muffler can be adapted to different requirements of the sound absorption, for example different configurations of a turbocharger, precisely by different arrangement of the insert webs and / or different configurations of the at least one or more acoustic channels.
  • the housing can thus consist of There are more than two partial housing shells, the term “housing half-shell” also being used for the sake of clarity instead of the term “partial housing shell”. In particular, however, the term “housing half-shell” should be referred to a two-part housing with two housing half-shells.
  • the housing which is thus preferably two-part, is preferably shell-shaped and preferably comprises a lower housing shell and an upper housing shell, which can be connected to one another, for example welded, at a separation point or separation plane, which preferably extends along the longitudinal axis of the damper.
  • the tubular insert body with the at least one insert web extending transversely to the longitudinal axis of the damper and at least the partial areas of at least one or more acoustic ducts is preferably designed in one piece, which is particularly advantageous in terms of production technology and handling when assembling the broadband resonance muffler.
  • the raw insert body can also be designed in several parts, provided that the individual sub-areas of the same are joined together to form a coherent group of components, so that the tubular insert body can be handled as one component and inserted into the housing shell, so that the broadband module can then be joined to the second housing shell. Resonance muffler can be produced.
  • the housing parts or housing shells are preferably manufactured by injection molding and are connected to one another in a sealing or gas-tight manner by means of welding.
  • the tube insert body with the air duct or tube that can be inserted and received in the housing is open at both ends and has one for the cross-section required for the media flow.
  • the volume or the interior of the housing formed between the housing and the pipe or air duct forms the broadband resonator, which can also be designed as a "Helmholtz resonator", which can comprise several sub-chambers or resonance chambers to compensate or cover the widest possible frequency spectrum which is subdivided by insert webs or insert walls provided on the insert body.
  • the seal required for the function between the resonance chambers preferably one behind the other in the longitudinal direction, can be implemented, for example, by a tongue and groove connection.
  • At least one groove is preferably formed on the inside of the housing, into which the at least one insert web, which functions as a partition between the resonator chambers, can be inserted.
  • the at least one acoustic channel forms a further tubular resonance volume, which can be designed as a quarter-wave resonator, for example.
  • the acoustic channel is preferably at least partially or completely formed by at least one channel wall which is formed on the outside of the pipe and which is preferably part of the pipe insert body.
  • the acoustic channel preferably starts directly from the pipe in each case.
  • the duct wall of the acoustic duct is preferably arranged on the outside of the pipe insert body and is preferably formed in one piece on the pipe insert body.
  • the duct wall can extend in the longitudinal direction of the damper in relation to the longitudinal direction of the duct, as a result of which the duct length can vary over larger areas and thus can cover individual frequencies of a larger frequency spectrum.
  • the duct wall can also extend transversely to the longitudinal direction of the damper, as a result of which the geometry of the duct extension can be varied over larger areas.
  • the at least one acoustic channel has a section extending with its longitudinal extension in the direction of the damper longitudinal axis and a section extending with its longitudinal extension along the damper transverse axis, so that the channel length and thus also the frequency detected by the channel is selected from a broad frequency range and the Damper can be adapted to different requirements.
  • the acoustic duct can extend at least in sections at a distance from the pipe jacket, forming a space between the duct and the pipe.
  • the geometry of the longitudinal extension of the channel can practically be freely selected and the channel length can vary over a wide range and be adapted to the respective requirements.
  • the tube of the tube insert has a plurality of acoustic openings, it being possible for a plurality of acoustic openings to be provided on the tube in each case for a resonance chamber.
  • the resonance chamber is formed between the tube and the housing, with adjacent resonance chambers being separated from one another by the insert webs.
  • several acoustic openings are provided on the pipe, which are arranged distributed around the pipe circumference and / or several acoustic openings (preferably more than two), which are arranged at a distance from one another in the longitudinal direction of the pipe.
  • the number and / or size of the acoustic openings, that is, their length, width and diameter, are individual for each chamber according to the desired frequency ranges to be damped Voted.
  • the at least one acoustic channel can also extend over several resonance chambers, it being possible for it to have any desired geometries.
  • the at least one acoustic channel preferably extends along the longitudinal axis of the damper and / or along the transverse damper axis, in particular in the edge-side area near or adjacent to the surrounding housing.
  • the acoustic channel preferably runs circumferentially along the edge of the pipe insert body, that is to say essentially reproduces the edge contour of the pipe insert body with a spacing.
  • the at least one acoustic channel has any desired geometry for the respective application, e.g. the geometry of a screw or spiral for particularly long acoustic channels.
  • the acoustic channel comprises at least one channel wall, channel rib or the like formed radially from the pipe insert body, in particular integrally formed thereon, which can be connected to the adjacent housing part in the installed position to form the acoustic channel, in particular by means of a tight connection to close the Acoustic channel.
  • This connection is preferably made by means of gluing, welding or the like.
  • the tubular insert body only has to be inserted into the one housing shell with the partition wall positioned and then closed with the second housing shell.
  • the tubular insert body is particularly easy to manufacture as a result, in particular also as an injection-molded component, in particular also as a one-piece component.
  • the channel wall can on the inside also in a correspondingly designed one Engage the groove on the inside of the housing.
  • Embodiments include that the channel wall can additionally be welded for sealing.
  • a corresponding plurality of acoustic channels or resonator channels can thus easily be provided in the given space by means of a plurality of channel walls, in particular running parallel next to one another.
  • the at least one or the respective acoustic channels or resonator channels each have at least one or exactly one channel opening or channel inlet opening through which an air flow or sound wave from the pipe can enter the respective channel, and is / are in each case at the opposite of the channel inlet End closed at the end.
  • the design of the channel opening as an elongated hole has proven to be particularly expedient, the inlet opening basically corresponding to the cross section of the acoustic channel.
  • the cross section and length of the acoustic channel are adapted to the frequency to be compensated.
  • the acoustic channels can be designed, for example, as an A / 4 (quarter-wave) channel or resonator or an A / 2 (half-lambda) channel or resonator.
  • the acoustic channel has 1 ⁇ 4 of the wavelength to be attenuated, so that when a sound wave passes to the end of the channel and back, the result is A / 4. Since the covered sound frequencies depend on the respective length of the acoustic channel, the acoustic channels thus formed can have different lengths.
  • the outer acoustic channels which therefore extend closer to the housing wall, are preferably designed to be larger, that is to say have a greater length, because they are relatively further away from the tube of the insert body.
  • Embodiments include the formation of the acoustic channel adjacent to the outer jacket surface of the pipe, but also at a distance from this outer jacket surface, so that they do not have to be in direct contact with the pipe jacket surface.
  • the configuration according to the invention offers weight and cost savings as well as a significant simplification of the manufacturing process.
  • the broadband resonance muffler according to the invention is preferably made of plastic and is preferably manufactured using an injection molding process, that is to say designed as a multi-part injection-molded part.
  • the broadband resonance silencer thus comprises several, preferably two, housing parts that can be connected to one another at a joint to form an interior space, in particular designed as housing half-shells, which can be separated in the transverse direction of the system, i.e. radially, and between them the gas-carrying pipe with an inlet and an outlet end at the front ends as well as several acoustic openings in the pipe jacket.
  • the at least one acoustic channel is formed by a between the outer circumferential surface of the tubular insert body and the housing that encloses or encloses it in the installed position, in particular a continuous channel wall, which is preferably formed in one piece on the outside of the tubular insert body as a protruding web, which in the installed position through the inner surface or wall of the housing is closed.
  • the at least one channel wall is preferably formed on the pipe insert body, for example molded in one piece on it.
  • the design is reversed, i.e. the channel wall is formed on the inner surface of the housing or the housing parts, which then rests in the installed position on the outer surface of the pipe insert body and thus defines the circumferential acoustic channel.
  • embodiments include several such channel walls which are formed offset from one another on the outer surface between the tube insert body and the housing and which thus act for different resonance areas.
  • These acoustic channels thus formed by the channel walls thus form further individual acoustic chambers, which can therefore be designed as desired for the noises to be influenced or for the vibrations to be compensated.
  • Embodiments include at least one partition or duct partition or boundary walls arranged in the acoustic duct or ducts, which can limit the duct length as required to compensate for certain frequencies. These channel dividing or delimiting walls can also be designed to be plugged in at a later date, for example in the form of a tongue and groove connection between the two joining partners.
  • embodiments provide different acoustic channels in different planes, which can be connected to one another via a connecting channel, for example acoustic channels formed below or above one another in the longitudinal direction of the damper.
  • Embodiments provide for the acoustic channels to be designed at different levels offset in height relative to the central longitudinal axis of the damping system, preferably designed as circumferential closed damping or acoustic channels.
  • the damping system consists of a housing and a tubular insert body.
  • the individual acoustic channels preferably extend essentially transversely to the longitudinal direction of the system and are preferably formed circumferentially, e.g. essentially extending in one plane, on the pipe insert body, although individual acoustic channels can be formed on different levels on the pipe insert body.
  • a first, and thus upper acoustic channel in the installed position can comprise an acoustic channel formed on the upper side of the pipe insert body, which opens into a second, lower acoustic channel via a connecting channel that extends downwards, in particular transversely to the longitudinal direction of the system, which is formed, for example, circumferentially on the outer edge of the pipe insert body .
  • an acoustic channel can also comprise a blind hole which extends vertically downwards or upwards or from a first acoustic channel to a second acoustic channel which is offset in height in relation to this first acoustic channel, this preferably being essentially transverse to the direction of longitudinal extent extends.
  • This blind hole can function as a connecting channel between two acoustic channels or acoustic channel subsections, which are e.g. formed on different levels in the broadband resonator. Even further differentiation or frequency absorption in a small space can be achieved if an acoustic channel or a further acoustic channel is formed in at least one connection area of a pipe end.
  • This acoustic channel is preferably designed as a circular annular space, which is particularly preferably designed in or on a pipe connection of the broadband resonance muffler.
  • This pipe connection is particularly preferably formed in one piece on the housing.
  • Embodiments provide for position fixing means formed between the joining partners, i.e. the insert body and the housing, e.g. in the form of insert webs on a joining partner which, in the installed position, engage in grooves on the inside on the corresponding other joining partner and which thus ensure a more precise positioning of the insert body in the housing.
  • the webs can, for example, be designed in the form of plates which are fixed to the insert body, preferably formed in one piece on this.
  • the position fixing means between the insert web and the housing also prevent the webs from vibrating during operation of the damper.
  • the insert webs are at least essentially gas-tight with the inside of the housing.
  • the "installation position" as well as generally within the scope of the invention, relates in each case to the position of the respective component in the broadband resonance silencer that is ready for use.
  • the broadband resonance muffler preferably comprises one Pipe connection on the inlet side in the direction of flow and a pipe connection on the outlet side in the direction of flow for connection to the media-carrying lines.
  • These pipe connections are preferably formed on the housing, specifically as circular connection pieces on which the connection pipes can be placed.
  • inlet openings can be formed in the tubular surface of the insert body.
  • the respective acoustic channel thus has an inlet opening at its inlet end which is formed in the tube jacket surface of the tube of the insert body.
  • the acoustic channel thus connects directly to the tube of the tube insert body.
  • the acoustic channel goes with its channel wall directly from the pipe.
  • the at least one or more inlet openings can in particular be designed as elongated holes and are preferably adapted to the size of the acoustic channel, that is to say approximately as large as the cross section of the associated acoustic channel.
  • the respective acoustic channel is designed to be closed at its end opposite the inlet opening, so that the sound wave entering the channel is reflected back into the pipe at the channel end.
  • the channel is thus designed in the manner of a lambda / 4 signal.
  • the acoustic channel thus has a closed and uninterrupted side wall over its entire length, which is at least essentially or practically completely gas-tight, except for the inlet opening of the channel. If the duct wall is formed by two components, for example the pipe insert body and the housing or a housing part, then these components are at least essentially joined together in a gas-tight manner, particularly preferably welded.
  • Embodiments provide for an acoustic channel to be subdivided into two acoustic channel sections by at least one partition wall extending transversely to the longitudinal axis of this acoustic channel.
  • These partition walls can preferably be used for particularly simple adaptation to the respective application, i.e. for simple adaptation of the length of the acoustic channel at different points so that they can be connected to the acoustic channel, e.g. can be used to compensate for different frequencies.
  • the broadband resonance silencer according to the invention is preferably arranged between a turbocharger and an air filter housing of an internal combustion engine in order to compensate for undesired resonances.
  • the invention relates to an internal combustion engine with a broadband resonance silencer described above.
  • connection In the context of this description, the terms “connected”, “connected” and “integrated” are used to describe both a direct and an indirect connection, a direct or indirect connection and a direct or indirect integration.
  • identical or similar elements are provided with identical reference symbols, insofar as this is appropriate.
  • the broadband resonance muffler essentially comprises a two-part housing 2 designed as a plastic injection-molded part, designed for inserting or receiving the tubular insert body 4.
  • the housing can optionally also consist of more than two half-shells.
  • the broadband resonance muffler comprises a two-part housing 2, which has a longitudinal damper axis and a transverse damper axis, an exhaust gas or gas-carrying pipe 4.1 accommodated in the housing, which defines a pipe interior with a circumferentially surrounding pipe jacket with acoustic openings formed therein, with the pipe 4.1 is enclosed in the installed position by at least one damping chamber formed by the housing, which is in operative connection with the pipe interior via the acoustic openings 4.2.
  • the housing 2 in the present case comprises two housing parts designed as two housing half-shells 2.1, 2.4.
  • the tube 4.1 is designed as a tube insert body 4 in all embodiments, which comprises a central tube section with two frontal tube ends.
  • the insert body 4 is in the housing parts of the Housing designed to be used and the broadband resonance muffler has at least one acoustic channel 2.6, 4.5, 4.6, 4.13, 4.15, 4.20.
  • the damping chamber is subdivided into at least two resonance chambers via at least one insert web 4.3 and the at least one insert web 4.3 is formed integrally with the insert body 4.
  • the insert web 4.3 also functions as a positional fixing means.
  • the at least one acoustic channel comprises an inlet opening (4.11, 4.12) which is formed in the tubular insert body.
  • the housing 2 comprises an essentially trough-shaped lower housing shell 2.1 with a central receiving area for receiving the pipe insert body 4, into which the pipe insert body 4 can be inserted in such a way that the frontal pipe ends of the pipe 4.1 of the pipe insert body 4 with the socket-shaped and one-piece pipe connections 2.2, 2.3 the lower housing shell 2.1 complete.
  • the lower housing shell 2.1 can be closed media-tight via a roof-shaped upper housing shell 2.4, for which the lower housing shell 2.1 has a circumferential, closed insertion groove 2.5 in the outer edge area, into which a complementary sealing web on the upper housing shell 2.4 engages in a media-tight manner in the installed position.
  • the tube insert body 4 thus comprises a central tube 4.1, which extends along the longitudinal axis and which comprises an outer tube jacket surface in which several acoustic openings 4.2 (only one provided with a reference number) are distributed circumferentially at different points.
  • the tube insert body 4 comprises at the lower end in FIG Radially protruding insert webs 4.3 which are spaced apart in the longitudinal direction and extend transversely to the longitudinal direction of the system (only one labeled with a reference number), which in the installed position can be inserted into insertion grooves 2.5 (only one labeled with a reference number) provided on the inside of the lower housing shell 2.1.
  • Two acoustic channels 4.5, 4.6 are formed on the upper side of the tube insert body, namely an outer acoustic channel 4.5 and an inner acoustic channel 4.6, which are formed by channel walls 4.7, 4.8 projecting in one piece on the outside of the tube 4.1 of the tube insert body 4, which protrude towards the outer edge of the tube insert body 4 extend circumferentially at a distance from one another so that the circumferential acoustic channels 4.5, 4.6 are formed between these and the surrounding housing 2 at a radial distance from one another, which in the present case have approximately the same width, of which the inner acoustic channel is, however, correspondingly shorter.
  • the pipe insert body comprises 4 So at the proximal input end on the right in the figures, input openings 4.11, 4.12 designed as elongated holes 2.7 for the acoustic channels, through which the medium can enter the respective acoustic channel 4.5, 4.6 and exit again from the pipe interior.
  • circumferentially encircling acoustic channels 2.6 can be formed in pipe connections 2.2, 2.3, which therefore form a pipe connection 2.2.
  • Form circumferentially surrounding annular space which is formed on the inside by the pipe connection 2.2, in which an inlet opening also designed as an elongated hole 2.7 is provided, and on the outside by a ring attachment 6, which can be snapped onto the pipe connections 2.3, 2.4 so that between the Ring attachment 6 and the pipe connection 2.2, 2.3 around the pipe connections 2.2, 2.3 further acoustic channels can be formed.
  • a partition 2.8 pushed into this acoustic channel 2.6 and extending transversely to the longitudinal direction of the acoustic channel limits the length of the acoustic channel 2.6.
  • one circumferential acoustic channel 4.15 is also formed on the outer jacket surface of the pipe insert body 4.
  • this is designed in two parts and comprises two inlet openings in the form of elongated holes 4.16, 4.17, which are separated from one another by an insertable partition wall 4.18 at the inlet end and are separated from one another by a further partition 4.19 at the end. That way, the one in the Figure 7 lower acoustic channel section of acoustic channel 4.15 but only about half as long as in the Figure 7 upper acoustic duct section of the acoustic duct 4.15. By repositioning the partition wall 4.19 at different points, this tubular insert body 4 can be adapted particularly easily to different frequency ranges.
  • FIG. 8 shows an isometric top view of an embodiment of a broadband resonance silencer with an acoustic channel 4.20 which is partially formed on two levels and which in turn comprises several acoustic channel subsections.
  • the visible upper levels of the two acoustic duct sections each have an associated inlet opening designed as an elongated hole 4.21, 4.22 and a partition 4.23 arranged between them. These acoustic duct subsections are in turn bounded by a partition wall 4.24 ending the two subsections.
  • this embodiment comprises a schematically indicated blind hole 4.25 that extends vertically, ie transversely to the direction of longitudinal extent, which represents an extension to compensate for further frequencies.
  • this blind hole can be fluidically connected to a concealed acoustic duct section arranged underneath, which enables further design options for frequency compensation in an extremely limited installation space.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Breitband-Resonanzschalldämpfer, welcher nachfolgend vereinfacht bezeichnet wird als Breitbanddämpfer, insbesondere verbaut in einem Verbrennungsmotor, besonders bevorzugt einem KFZ-Motor, mit einem mindestens zweigeteilten Gehäuse, umfassend insbesondere eine Gehäuseunterschale und eine Gehäuseoberschale. Das Gehäuse weist eine Dämpferlängsachse und eine Dämpferquerachse auf und nimmt ein abgas- bzw. gasführendes Rohr auf, welches mit einem umfänglich umgebenden Rohrmantel mit darin ausgebildeten Akustiköffnungen einen Rohrinnenraum definiert. Das einen Luftkanal bildende Rohr ist in Einbaulage von mindestens einer durch das Gehäuse gebildeten Dämpfungs- bzw. Resonanzkammer umschlossen, welche über die Akustiköffnungen mit dem Rohrinnenraum in Wirkverbindung steht, und wobei das Gehäuse zwei axial geteilte Gehäuseteile umfasst oder aus diesen gebildet ist.
  • Die immer leiser werdenden Fahrzeuge stellen auch eine große Herausforderung an die Motortechnik, insbesondere an deren schallintensive Systeme, wovon insbesondere das Luftansaugsystem des Motors bzw. eines Turboladers desselben betroffen ist. Um die Geräuschentwicklung in einem Luftansaugsystem zu minimieren, werden heute häufig Resonatoren eingesetzt. Ein Resonator besteht im Allgemeinen aus einer oder mehreren Kammern, die gasdurchlässig mit einer Ansaugleitung für Luft verbunden ist. Zur Realisierung der effizienten Geräuschdämmung und zur Abdeckung eines breiten Resonanzspektrums können mehrere Resonatoren in unterschiedlichen Konfigurationen vorgesehen sein, die unterschiedliche Resonanzbereiche kompensieren.
  • Da die Teile des Ansaugsystems heute häufig im Spritzgussverfahren hergestellt werden, stehen die Entwickler zunehmend vor dem Problem, wie mehrere Resonatorkammern im engen Bauraum optimiert vorgesehen werden können.
  • Bestehende Breitband-Resonanzschalldämpfer sind vorwiegend als mehrteilig ausgebildete Systeme bzw. Baugruppen ausgebildet, die zusammengeschweißt werden und z.B. äußere Gehäuseteile umfassen, in die Rohrsegmente mit Öffnungen eingeschweißt werden. Auffällig bei allen bestehenden Lösungen ist die Komplexität der Formgestalt und der Verbindungstechnologie, so dass diese Systeme häufig mehrteilig geschweißt werden müssen. Dieses ist fertigungstechnisch relativ kompliziert und auch fehleranfällig. Die aus dem Stand der Technik realisierende Komplexität erhöht den Herstellungsaufwand und damit die Kosten. Breitband-Resonanzschalldämpfer mit durch mehrere Trennwände unterteilte Resonanzkammern bzw. Resonatoren erfordern relativ viel Bauraum und weisen mitunter nur ein geringes effektives Resonanzvolumen auf. Bei diesen mehrteiligen Konstruktionen sind regelmäßig mehrere Schweißvorgänge erforderlich. Geschachtelte Konstruktionen erfordern zwischengeschaltete Montageschritte beim Schweißprozess, was ebenfalls nachteilig für die Fertigungskosten ist. Es ist zudem schwierig, unterschiedliche Arten und Konfigurationen von Resonatoren in einem Breitband-Resonanzschalldämpfer auszubilden und dabei gleichzeitig eine Vielzahl von Varianten auf engem Bauraum vorzusehen.
  • Das Gehäuse mit dem darin in Einbaulage angeordneten Rohr bilden in dem Zwischenraum zwischen dem innenseitigen Rohr und dem außenseitigen Gehäuse ein Dämpfungssystem, welches sich entlang einer Systemlängsachse bzw. der Dämpferlängsachse erstreckt, welche Achse aber nicht unbedingt entlang einer Geraden verlaufen muss, sondern auch gekrümmt oder gebogen sein kann. Die einzelnen Dämpfungskammern bzw. Resonanzkammern sind üblicherweise radial abgehend von dem Rohr beabstandet zueinander entlang der Dämpferlängserstreckungsrichtung des so gebildeten Gesamtsystems bzw. des Dämpfungssystems ausgebildet.
  • Derartige Resonatoren sind z.B. aus der DE 10 2010 022 780 B4 und EP 1 176 355 A2 bekannt, sowie aus der DE 10 2015 202851 A1 , US 2008/230307A1 und US 2005/284692 A1 . Die US 2006/ 032700 A1 beschreibt einen Breitbandresonanzschalldämpfer mit mehreren Resonanzkammern, welche durch Trennwände eines Rohreinsatzkörpers getrennt sind.
    • Nachteile am Stand der Technik
  • Obgleich derartige Breitband-Resonanzschalldämpfer bereits eine weitreichende Absorption der ungewünschten Geräusche über ein weites Frequenzspektrum ermöglichen, werden weiterhin Möglichkeiten gesucht, diese für noch breitere Anwendungsbereiche einzusetzen.
    • Technisches Problem (Aufgabe)
  • Ausgehend von dem eingangs genannten Stand der Technik und den damit verbundenen Nachteilen liegt der Erfindung somit die Aufgabe zu Grunde, die aufgezeigten Nachteile zumindest teilweise zu vermeiden und insbesondere einen Geräuschdämpfer bzw. Breitband-Resonanzschalldämpfer für eine Brennkraftmaschine vorzusehen, der ein besonders breites Anwendungsspektrum für viele Frequenzen ermöglicht bzw. bereitstellt, welcher auch bei einer komplizierten Geometrie einen möglichst geringen Platzbedarf beansprucht und einfach herzustellen ist.
    • Erfindung
  • Diese Aufgabe wird bereits durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 und 17 gelöst; bevorzugte, aber nicht zwingende Weiterentwicklungen sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.
  • In der einfachsten Ausführungsform ist das Rohr als Rohreinsatzkörper ausgebildet, also als vorzugsweise einstückig ausgebildete Einheit, welche das Rohr bzw. Rohrstutzen oder ein Rohrelement umfasst, das in die Gehäuseteile in Einbaulage einsetzbar ist, wobei das Rohr mehrere Akustiköffnungen in der Rohrmantelfläche umfasst und wobei der Rohreinsatzkörper ferner endseitige Anschlüsse zur Verbindung mit angrenzenden Rohren, Leitungen oder dergleichen und mindestens einen Akustikkanal umfasst. Der mindestens eine oder jeder Akustikkanal weist jeweils mindestens eine oder genau eine Kanaleingangsöffnung auf, durch welche das Fluid bzw. Gas in diesen einströmt und ist endseitig geschlossen, um somit z.B. als Lambda/4-Kanal oder Lambda/2-Kanal zu fungieren.
  • Vorzugsweise umfasst das Gehäuse zwei Teile, nämlich eine erste Gehäusehalbschale, insbesondere ausgebildet als Gehäuseunterschale, sowie eine auf diese aufsetzbare zweite Gehäusehalbschale, die insbesondere ausgebildet ist als Gehäuseoberschale.
  • Gemäß einem ersten Merkmal ist erfindungsgemäß die Dämpfungskammer über mindestens einen Einsatzsteg in mindestens zwei Resonanzkammern unterteilt, wobei der mindestens eine Einsatzsteg an dem Einsatzkörper einstückig mit diesem ausgebildet ist, und wobei der Einsatzsteg zudem als Lagefixierungsmittel fungiert. In Kombination mit dem ersten Merkmal, umfasst als weiteres Merkmal der mindestens eine Akustikkanal eine Eingangsöffnung, welche unmittelbar in das Rohr mündet. Der Einsatzsteg und/oder zumindest der Kanaleinlass des Akustikkanals sind somit ebenfalls Teil des vorzugsweise einstückigen Rohreinsatzköpers. Bevorzugt sind auch zumindest Teilbereiche des zumindest einen oder mehrerer Akustikkanäle Teile des vorzugsweise einstückigen Rohreinsatzkörpers. Besonders bevorzugt sind zumindest Teilbereiche des zumindest einen oder mehreren Akustikkanäle Teil des vorzugsweise einstückigen Rohreinsatzkörpers und/oder ein oder mehrere vollständige Akustikkanäle sind Teil des vorzugsweise einstückigen Roheinsatzkörpers. Ist in Bezug auf einen gegebenen Akustikkanal nur ein Teilbereich desselben Teil des vorzugsweise einstückigen Rohreinsatzkörpers, so wird der andere Teilbereich des jeweiligen Akustikkanals, um diesen zu vervollständigen, vorzugsweise durch das Gehäuse bzw. eine der Gehäuseteile ausgebildet. Der jeweilige "Teilbereich" des Akustikkanals ist hierbei jeweils ein Wandungsbereich des Akustikkanals, einschließlich dem das der Kanaleingangsöffnung gegenüberliegende Kanalende verschließenden Wandbereich. Die Teilbereiche einer Wandung eines Akustikkanals, welche durch den Rohreinsatzkörpers und ein Gehäuseteil andererseits ausgebildet sind, sind vorzugsweise miteinander verschweißt. Hierdurch ist der Breitband-Resonanzschalldämpfer konstruktiv besonders einfach aufgebaut und besonders einfach herstellbar, nämlich durch Einsatz des Rohreinsatzköpers in eines der Gehäuseteile und Verschließen bzw. Zusammenfügen des vorzugsweise 2-teiligen Gehäuses. Zugleich weist der Breitband-Resonanz-schalldämpfer eine verbesserte Schalldämpfung auf, da dieser einen Breitbandresonator und zugleich Akustikkanäle zur zusätzlichen und besonders effektiven Dämpfung spezieller Frequenzen umfasst, wobei beide Dämpfungsfunktionen an dem Rohreinsatzkörper integriert sind.
  • Die Erfindung sieht also eine Lösung für die Problemstellung vor, neben der Breitbanddämpfung mittels der zumindest einer oder mehrerer Dämpfungskammern eine Kompensation für zumindest eine oder verschiedene Frequenzen durch den zumindest einen oder mehrerer Akustikkanäle verschiedener Längen und verschiedener Geometrien auf besonders geringem Bauraum vorzusehen, um somit zumindest einen oder verschiedene zusätzliche Frequenzbereiche zu kompensieren bzw. aufzufangen in dem oder den unterschiedlichen, den Frequenzen korrespondierenden Akustikkanälen, wobei die konkrete geometrische Ausgestaltung eines Akustikkanals oder mehrerer Akustikkanäle z.B. in Länge und Durchmesser vom Fachmann angepasst an die zu kompensierenden Frequenzen bestimmt werden kann. Somit können Geräusche in einem beliebig großen Frequenzbereich kompensiert werden durch entsprechende Gestaltung des Akustikkanals oder mehrerer Akustikkanäle, zusätzlich zu der Breitbanddämpfung. Bevorzugte Frequenzbereiche liegen zwischen 200 bis 800 Hz, wobei aber auch andere Frequenzbereiche durchaus im Bereich des Möglichen liegen. So kann z.B. ein bestimmter Akustikkanal für den Bereich von 200 Hz, ein sich an diesen anschließender oder getrennter Akustikkanal für den Frequenzbereich von 300 Hz und ein weiterer Akustikkanal für den Frequenzbereich von 400 bis 600 Hz bzw. oder auch bis 800 Hz ausgestaltet sein. Erfindungsgemäß haben die Akustikkanäle, wenn mehrere vorgesehen sind, also verschiedene Längen und Geometrien, um die verschiedenen Frequenzbereiche abfangen bzw. kompensieren zu können.
  • Die Dämpfungskammer kann durch mindestens einen Einsatzsteg in mehrere Resonanzkammern bzw. Unterkammern unterteilt sein, die z.B. sich entlang der Dämpferlangsachse erstreckend hintereinander angeordnet sind. Der jeweilige Einsatzsteg wirkt somit als Trennwand, um die benachbarten Resonanzkammern voneinander zu trennen. Die Trennung der Resonanzkammern durch den jeweiligen Einsatzsteg erfolgt jeweils zumindest im Wesentlichen gasdicht, wobei eine geringe Leckrate in Bezug auf einen Gasaustausch zwischen benachbarten Resonanzkammern akzeptabel ist, sofern hierdurch die geräuschdämpfende Funktion der jeweiligen Resonanzkammer nicht wesentlich beeinträchtigt wird. Der jeweilige Einsatzsteg ist vorzugsweise an dem Rohreinsatzköper befestigt oder besonders bevorzugt einstückig an diesem angeformt.
  • Der als Luftführungssystem ausgebildete BreitbandResonanzschalldämpfer weist somit zwei wesentliche Bestandteile auf, nämlich das außenseitige bzw. aufnehmende Gehäuse und den in dieses einsetzbaren Rohreinsatzkörper. Der Rohreinsatzkörper umfasst das Rohr, welches das Fluid bzw. die Luft von einer Dämpfereingangsseite zu einer Dämpferausgangsseite führt. Besonders bevorzugt besteht der Breitband-Resonanzschalldämpfer umfassend den weiteren zumindest einen Akustikkanal und Einsatzstege zur Trennung der Resonanzkammern aus eben den Gehäuseschalen und dem Rohreinsatzkörper, wodurch der Breitband-Resonanzschalldämpfer besonders einfach herstellbar ist. Ferner ist hierdurch der Breitband-Resonanzschalldämpfer bei gegebener Ausbildung des Gehäuses an unterschiedliche Erfordernisse der Schalldämpfung anpassbar, beispielweise unterschiedliche Auslegungen eines Turboladers, eben durch unterschiedliche Anordnung der Einsatzstege und/oder unterschiedliche Ausgestaltungen des zumindest einen oder mehrerer Akustikkanäle.
  • Allgemein im Rahmen der Erfindung kann das Gehäuse somit aus mehr als zwei Gehäuseteilschalen bestehen, wobei der Anschaulichkeit halber anstelle des Begriffes "Gehäuseteilschale" auch der Begriff "Gehäusehalbschale" verwendet wird. Im Speziellen sei jedoch jeweils der Begriff "Gehäusehalbschale" auf ein zweiteiliges Gehäuse mit zwei Gehäusehalbschalen bezogen.
  • Das somit vorzugsweise zweiteilige Gehäuse ist vorzugsweise schalenförmig ausgebildet und umfasst bevorzugt eine Gehäuseunterschale und eine Gehäuseoberschale, die an einer Trennstelle bzw. Trennebene in Einbaulage miteinander verbindbar sind, beispielsweise verschweißbar sind, die sich vorzugsweise entlang der Dämpferlangsachse erstreckt.
  • Der Rohreinsatzkörper mit dem zumindest einen, mit seiner Längserstreckungsrichtung quer zur Dämpferlängsachse erstreckenden Einsatzsteg und zumindest den Teilbereichen zumindest eines oder mehrerer Akustikkanäle ist vorzugsweise einstückig ausgebildet, was produktionstechnisch und der Handhabung beim Zusammenbau des Breitband-Resonanzschalldämpfers besonders vorteilhaft ist. Gegebenenfalls kann der Roheinsatzkörper auch mehrteilig ausgebildet sein, sofern die einzelnen Teilbereiche desselben unter Ausbildung einer zusammenhängenden Bauteilgruppe zusammengefügt sind, so dass der Rohreinsatzkörper als ein Bauteil gehandhabt und in die Gehäuseschale eingesetzt werden kann, so dass dann unter Zusammenfügen mit der zweiten Gehäuseschale der Breitband-Resonanzschalldämpfer herstellbar ist.
  • Bevorzugt sind die Gehäuseteile bzw. Gehäuseschalen im Spritzgussverfahren hergestellt und mittels Schweißen dichtend bzw. gasdicht miteinander verbunden. Der in dem Gehäuse einsetzbare und aufgenommene Rohreinsatzkörper mit dem Luftkanal bzw. Rohr ist an beiden Enden offen und weist einen für den Mediendurchfluss nötigen Querschnitt auf.
  • Erfindungsgemäß bildet das zwischen dem Gehäuse und dem Rohr bzw. Luftkanal gebildete Volumen bzw. der Gehäuseinnenraum den Breitbandresonator, welcher auch als "Helmholtz-Resonator" ausgelegt sein kann, der zur Kompensation bzw. Abdeckung eines möglichst breiten Frequenzspektrum mehrere Unterkammern bzw. Resonanzkammern umfassen kann, welche durch an dem Einsatzkörper vorgesehene Einsatzstege bzw. Einsatzwände unterteilt ist. Die für die Funktion notwendige Abdichtung zwischen den so vorzugsweise in Längsrichtung hintereinander ausgebildeten Resonanzkammern kann beispielsweise durch eine Nut/Feder-Verbindung realisiert sein. Bevorzugt ist an der Gehäuseinnenseite mindestens eine Nut ausgebildet, in welche der mindestens eine Einsatzsteg, welcher als Trennwand zwischen den Resonatorkammern fungiert, einsteckbar ist.
  • Der mindestens eine Akustikkanal bildet ein weiteres rohrförmiges Resonanzvolumen, welcher z.B. als Lambda-Viertel-Resonator ausgebildet sein kann.
  • Der Akustikkanal wird vorzugsweise zumindest teilweise oder vollständig gebildet durch mindestens eine sich außenseitig des Rohres ausgebildete Kanalwand, welche vorzugsweise Teil des Rohreinsatzkörpers ist. Der Akustikkanal geht bevorzugt jeweils unmittelbar von dem Rohr ab.
  • Vorzugsweise ist die Kanalwand des Akustikkanals außenseitig an dem Rohreinsatzkörper angeordnet und vorzugsweise einstückig an dem Rohreinsatzkörper angeformt.
  • Die Kanalwand kann sich in Bezug auf die Kanallängsrichtung in Dämpferlängsrichtung erstrecken, wodurch die Kanallänge über größere Bereiche variieren kann und somit einzelne Frequenzen eines größeren Frequenzspektrums abdecken kann. Die Kanalwand kann sich in Bezug auf die Kanallängsrichtung auch quer zur Dämpferlängsrichtung erstrecken, wodurch die Geometrie der Kanalerstreckung über größere Bereiche variiert werden kann. Besonders bevorzugt weist der zumindest eine Akustikkanal einen sich mit seiner Längserstreckung in Richtung der Dämpferlängsachse erstreckenden Abschnitt und einen sich mit seiner Längserstreckung entlang der Dämpferquerachse erstreckenden Abschnitt auf, so dass die Kanallänge und damit auch die vom Kanal erfasst Frequenz aus einem breiten Frequenzbereich ausgewählt und der Dämpfer an verschiedene Erfordernisse angepasst werden kann.
  • Dabei ist es auch möglich, dass der Akustikkanal sich zumindest abschnittsweise beabstandet von dem Rohrmantel unter Bildung eines Zwischenraums zwischen Kanal und Rohr erstreckt. Hierdurch ist die Geometrie der Längserstreckung des Kanals praktisch frei wählbar und die Kanallänge kann in großem Bereich variieren und an die jeweiligen Erfordernisse angepasst werden.
  • Das Rohr des Rohreinsatzkörpers weist mehrere Akustiköffnungen auf, wobei zu einer Resonanzkammer jeweils mehrere Akustiköffnungen an dem Rohr vorgesehen sein können. Die Resonanzkammer ist jeweils zwischen dem Rohr und dem Gehäuse ausgebildet, wobei benachbarte Resonanzkammern durch die Einsatzstege voneinander getrennt sind. In Bezug auf jeweils eine Resonanzkammer sind an dem Rohr jeweils mehrere Akustiköffnungen vorgesehen (vorzugsweise mehr als zwei), welche um den Rohrumfang verteilt angeordnet sind und/oder mehrere Akustiköffnungen (vorzugsweise mehr als zwei), welche in Längsrichtung des Rohres voneinander beabstandet angeordnet sind. Anzahl und/oder Größe der Akustiköffnungen, also deren Länge, Breite und Durchmesser sind nach den gewünschten zu dämpfenden Frequenzbereichen für jede Kammer individuell abgestimmt.
  • Zur Ausnutzung des gesamten Volumens der Dämpfungskammer kann sich der mindestens eine Akustikkanal auch über mehrere Resonanzkammern erstrecken, wobei dieser beliebige Geometrien aufweisen kann.
  • Bevorzugt erstreckt sich der mindestens eine Akustikkanal entlang der Dämpferlängsachse und/oder entlang der Dämpferquerachse, insbesondere im randseitigen Bereich in der Nähe oder angrenzend an das umgebende Gehäuse. Bevorzugt verläuft der Akustikkanal umlaufend entlang des Rands des Rohreinsatzkörpers, bildet also im Wesentlichen mit einem Abstand der Randkontur des Rohreinsatzkörpers ab. Es liegt jedoch grundsätzlich im Rahmen der Erfindung, dass der mindestens eine Akustikkanal jede beliebige Geometrie für den jeweiligen Anwendungsfall aufweist, z.B. für besonders lange Akustikkanäle die Geometrie einer Schnecke oder Spirale.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Akustikkanal mindestens eine radial von dem Rohreinsatzkörper ausgebildete Kanalwand, Kanalrippe oder dergleichen, insbesondere einteilig an diesem angeformt, die in Einbaulage mit dem angrenzenden Gehäuseteil verbindbar ist zur Bildung des Akustikkanals, und zwar insbesondere mittels einer dichten Verbindung zum Schließen des Akustikkanals. Bevorzugt erfolgt diese Verbindung mittels Kleben, Schweißen oder dergleichen. Auf diese Weise muss der Rohreinsatzkörper lediglich noch in die eine Gehäuseschale unter Positionierung der Trennwand eingesetzt werden und sodann mit der zweiten Gehäuseschale verschlossen werden. Der Rohreinsatzkörper ist hierdurch besonders einfach herstellbar, insbesondere auch als Spritzgussbauteil, im speziellen auch als einstückiges Bauteil. Die Kanalwand kann innenseitig auch in eine entsprechend ausgebildete Aufnahmenut an der Gehäuseinnenseite eingreifen.
  • Ausführungsformen umfassen, dass die Kanalwand zum dichten verschließen zusätzlich verschweißt werden kann.
  • Durch mehrere, insbesondere parallel nebeneinander verlaufende Kanalwände kann so einfach in dem gegebenen Raum eine entsprechende Vielzahl Akustikkanälen bzw. Resonatorkanäle vorgesehen sein.
  • Der mindestens eine oder die jeweiligen Akustikkanäle bzw. Resonatorkanäle weisen jeweils mindestens eine oder genau eine Kanalöffnung bzw. Kanaleingangsöffnung auf, durch welche ein Luftstrom bzw. Schallwelle aus dem Rohr in den jeweiligen Kanal eintreten kann, und ist/sind jeweils an dem dem Kanaleingang gegenüberliegenden Ende endseitig geschlossen.
  • Unterschiedliche Längen dieser Akustikkanäle und unterschiedliche geometrische Ausgestaltung erlauben somit die Kompensation unterschiedlicher Frequenzspektren. Als besonders zweckmäßig hat sich die Ausbildung der Kanalöffnung als Langloch ausgewiesen, wobei grundsätzlich die Eingangsöffnung dem Querschnitt des Akustikkanals entspricht.
  • Allgemein sind Querschnitt und Länge des Akustikkanals angepasst an die zu kompensierende Frequenz. Die Akustikkanäle können z.B. ausgebildet sein als A/4 (Lambda-viertel)-Kanal bzw. -Resonator oder einem A/2 (Lambda-halb)-Kanal bzw. Resonator. Bei einem λ/4-Kanal weist der Akustikkanal ¼ der zu dämpfenden Wellenlänge auf, so das sich beim Durchlauf einer Schallwelle zum Kanalende und zurück A/4 ergibt und somit durch Überlagerung der Wellen die betreffende im Rohr gedämpft wird. Da die abgedeckten Schallfrequenzen von der jeweiligen Länge des Akustikkanals abhängen, können die somit gebildeten Akustikkanäle unterschiedliche Längen aufweisen. Bevorzugt sind die äußeren Akustikkanäle, die sich also näher an der Gehäusewand erstrecken, größer ausgebildet, weisen also eine größere Länge auf, weil sie relativ weiter von dem Rohr des Einsatzkörpers entfernt sind.
  • Ausführungsformen umfassen die Ausbildung des Akustikkanals angrenzend an die äußere Mantelfläche des Rohrs, aber auch beabstandet von dieser äußeren Mantelfläche, so dass diese also nicht unmittelbar an der Rohrmantelfläche anliegen müssen.
  • Die erfindungsgemäße Ausgestaltung bietet als besonderen Vorteil eine Gewichts- und Kostenersparnis sowie eine wesentliche Vereinfachung des Herstellungsprozesses. Durch die Ausbildung des Rohres mit den verschiedenen Kanälen und Rippen als Rohreinsatzkörper wird eine besonders einfache Montage realisiert, die auch die Unterbringung von mehreren Resonatoren mit unterschiedlichen Funktionsweisen in einer einfachen Systemeinheit bzw. Baugruppe realisiert.
  • Der erfindungsgemäße Breitband-Resonanzschalldämpfer besteht vorzugsweise aus Kunststoff und wird vorzugsweise im Spritzgussverfahren hergestellt, also als mehrteiliges Spritzgussteil ausgebildet.
  • Der Breitband-Resonanzschalldämpfer umfasst insofern mehrere, vorzugsweise zwei zur Bildung eines Innenraums miteinander an einer Fügestelle verbindbaren Gehäuseteile, insbesondere ausgebildet als Gehäusehalbschalen, die in Systemquerrichtung, also radial trennbar sind und zwischen sich das gasführende Rohr mit einem Eintritts- und einem Austrittsende an den Stirnenden sowie mehrere Akustiköffnungen im Rohrmantel umfasst.
  • Der mindestens eine Akustikkanal wird gebildet durch eine zwischen der äußeren Mantelfläche des Rohreinsatzkörpers und dem dieses in Einbaulage umschließend aufnehmenden bzw. einfassenden Gehäuse ausgebildeten, insbesondere durchgehenden Kanalwand, die vorzugsweise einstückig an der Außenseite des Rohreinsatzkörpers als abragender Steg ausgebildet ist, der also in Einbaulage durch die innere Fläche bzw. Wand des Gehäuses geschlossen wird.
  • Bevorzugt ist die mindestens eine Kanalwand an dem Rohreinsatzkörper ausgebildet, z.B. einstückig an diesem angeformt. Es liegt allerdings auch im Rahmen der Erfindung, dass die Gestaltung umgekehrt ist, also die Kanalwand an der inneren Mantelfläche des Gehäuses bzw. der Gehäuseteile ausgebildet ist, die dann in Einbaulage auf der äußeren Mantelfläche des Rohreinsatzkörpers aufsitzt und somit den umlaufenden Akustikkanal definiert.
  • Zur Abbildung bzw. Kompensation verschiedener Resonanzbereiche umfassen Ausführungsformen mehrere solcher Kanalwände, die in Abständen zueinander versetzt an der Außenfläche zwischen dem Rohreinsatzkörper und dem Gehäuse ausgebildet sind und die somit für unterschiedliche Resonanzbereiche wirken. Diese durch die Kanalwände so gebildeten Akustikkanäle bilden so weitere einzelne Akustikammern, die also beliebig auf die zu beeinflussenden Geräusche bzw. auf die zu kompensierenden Schwingungen ausgebildet sein können.
  • Ausführungsformen umfassen zumindest eine in dem Akustikkanal bzw. den Akustikkanälen angeordnete Trennwand bzw. Kanaltrennwand oder Begrenzungswände, welche die Kanallänge bedarfsgerecht zur Kompensation bestimmter Frequenzen limitieren können. Diese Kanaltrenn- oder Begrenzungswände können auch nachträglich einsteckbar ausgebildet sein, z.B. in Form einer Nut-/Federverbindung zwischen den beiden Fügepartnern. Zur Erweiterung des zu bearbeitenden Resonanzspektrums sehen Ausführungsformen verschiedene Akustikkanäle in verschiedenen Ebenen vor, die über einen Verbindungskanal miteinander verbunden sein können, so z.B. in Dämpferlängsrichtung unter- oder übereinander ausgebildete Akustikkanäle.
  • Ausführungsformen sehen vor, die Akustikkanäle auf unterschiedlichen Ebenen in der Höhe versetzt zur Mittellängsachse des Dämpfungssystems auszubilden, vorzugsweise ausgebildet als umlaufende geschlossene Dämpfungs- bzw. Akustikkanäle. Im Sinne der Erfindung besteht das Dämpfungssystem aus Gehäuse und Rohreinsatzkörper.
  • Die einzelnen Akustikkanäle erstrecken sich bevorzugt im Wesentlichen quer zur Längserstreckungsrichtung des Systems und sind bevorzugt umlaufend z.B. im Wesentlichen in einer Ebene erstreckend an dem Rohreinsatzkörper ausgebildet, wobei aber einzelne Akustikkanäle auf unterschiedlichen Ebenen an den Rohreinsatzkörper ausgebildet sein können. So kann z.B. ein erster, und somit in Einbaulage oberer Akustikkanal auf der Oberseite des Rohreinsatzkörpers ausgebildeten Akustikanal umfassen, der über einen sich insbesondere quer zur Systemlängsrichtung nach unten erstreckenden Verbindungskanal in einen zweiten, unteren Akustikkanal mündet, welcher z.B. umfänglich am Außenrand des Rohreinsatzkörpers ausgebildet ist.
  • Zur Erweiterung der geometrischen Gestaltungsoptionen auf dem engen zur Verfügung stehenden Raum kann ein Akustikkanal auch ein Sackloch umfassen, welches sich vertikal nach unten bzw. nach oben bzw. von einem ersten Akustikkanal zu einem im Verhältnis zu diesem ersten Akustikkanal höhenmäßig versetzt angeordneten zweiten Akustikkanal erstreckt, wobei sich dieser vorzugsweise im Wesentlichen quer zur Längserstreckungsrichtung erstreckt.
  • Dieses Sackloch kann bei einer als Verbindungskanal zwischen zwei Akustikkanälen bzw. Akustikkanalteilabschnitten fungieren, die z.B. auf unterschiedlichen Ebenen in dem Breitbandresonator ausgebildet sind. Eine noch weitere Differenzierung bzw. Frequenzabsorption auf geringem Raum lässt sich dadurch erzielen, wenn ein Akustikkanal oder ein weiterer Akustikkanal in mindestens einem Anschlussbereich eines Rohrendes ausgebildet ist. Bevorzugt ist dieser Akustikkanal als kreisförmiger Ringraum ausgebildet, der besonders bevorzugt in oder an einem Rohranschluss des Breitband-Resonanzschalldämpfers ausgebildet ist. Dieser Rohranschluss ist besonders bevorzugt einstückig an dem Gehäuse ausgebildet.
  • Ausführungsformen sehen zwischen den Fügepartnern, also dem Einsatzkörper und dem Gehäuse ausgebildete Lagefixierungsmittel vor, z.B. in Form von Einsatzstegen an einem Fügepartner, welche in Einbaulage in innenseitige Nuten an dem korrespondierenden anderen Fügepartner eingreifen und welche damit eine genauere Positionierung des Einsatzkörpers in dem Gehäuse gewährleisten. Die Stege können z.B. in Art von Platten ausgebildet sein, welche am Einsatzkörper festgelegt, vorzugsweise einstückig an diesem angeformt sind. Durch die Lagefixierungsmittel zwischen Einsatzsteg und Gehäuse werden auch Schwingungen der Stege beim Betrieb des Dämpfers vermieden. Allgemein schließen die Einsatzstege zumindest im Wesentlichen gasdicht mit der Gehäuseinnenseite ab. Die "Einbaulage", wie auch allgemein im Rahmen der Erfindung, bezieht sich jeweils auf die Lage des jeweiligen Bauteils in dem einsatzbereiten Breitband-Resonanzschalldämpfer.
  • Bevorzugt umfasst der Breitband-Resonanzschalldämpfer einen in Strömungsrichtung eingangsseitigen Rohranschluss sowie einen in Strömungsrichtung ausgangsseitigen Rohranschluss für die Verbindung mit den medienführenden Leitungen. Bevorzugt sind diese Rohranschlüsse an dem Gehäuse ausgebildet, und zwar als kreisringförmige Anschlussstutzen, auf welche die Anschlussrohre aufsetzbar sind.
  • Am strömungsseitigen Eingangsende eines Akustikkanals können in der Rohrmantelfläche des Einsatzkörpers Eingangsöffnungen ausgebildet sein. Der jeweilige Akustikkanal weist an seinem Eingangsende somit eine Eingangsöffnung auf, welche in der Rohrmantelfläche des Rohres des Einsatzkörpers ausgebildet ist. Der Akustikkanal schließt sich somit jeweils unmittelbar an das Rohr des Rohreinsatzkörpers an. Der Akustikkanal geht also mit seiner Kanalwandung unmittelbar von dem Rohr ab. Die zumindest eine oder mehrere Eingangsöffnungen können insbesondere als Langlöcher gestaltet sein und sind bevorzugt an die Größe des Akustikkanals angepasst, also etwa so groß wie der Querschnitt des zugehörigen Akustikkanals.
  • Der jeweilige Akustikkanal ist an seinem der Eingangsöffnung gegenüberliegenden Ende geschlossen ausgeführt, so dass die in den Kanal eintretende Schallwelle an dem Kanalende zurück in das Rohr reflektiert wird. Der Kanal ist also in Art eines Lambda/4-Knals ausgebildet. Der Akustikkanal weist somit jeweils über seine gesamte Länge eine geschlossene und durchbrechungsfreie Seitenwandung auf, die also zumindest im Wesentlichen oder praktisch vollständig gasdicht ist, bis auf die Eingangsöffnung des Kanals. Ist die Kanalwandung durch zwei Bauteile ausgebildet, beispielsweise den Rohreinsatzkörper und das Gehäuse bzw. ein Gehäuseteil, so sind diese Bauteile zumindest im Wesentlichen gasdicht zusammengefügt, besonders bevorzugt verschweißt.
  • Ausführungsformen sehen vor, einen Akustikkanal durch mindestens eine sich quer zur Längsachse dieses Akustikkanals erstreckende Trennwand in zwei Akustikkanalabschnitte zu unterteilen. Bevorzugt sind diese Trennwände zur besonders einfachen Anpassung an den jeweiligen Anwendungsfall, also zur einfachen Anpassung der Länge des Akustikkanals an verschiedenen Stellen mit dem Akustikkanal verbindbar einsetzbar, z.B. einsetzbar zur Kompensation von verschiedenen Frequenzen.
  • Der erfindungsgemäße Breitband-Resonanzschalldämpfer ist vorzugsweise angeordnet zwischen einem Turbolader und einem Luftfiltergehäuse eines Verbrennungsmotors, um ungewünschte Resonanzen zu kompensieren.
  • Daneben betrifft die Erfindung einen Verbrennungsmotor mit einem zuvor beschriebenen Breitband-Resonanzschalldämpfer.
  • In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser Erfindungsbeschreibung bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, mit denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa "oben", "unten", "vorne", "hinten", "vorderes", "hinteres", usw. in Bezug auf die Orientierungen der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl verschiedener Orientierung positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die folgende ausführliche Beschreibung ist nicht im einschränkenden Sinne aufzufassen. Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe "verbunden", "angeschlossen" sowie "integriert" verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung, eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Integration. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dieses zweckmäßig ist.
  • Bezugszeichenlinien sind Linien, die das Bezugszeichen mit dem betreffenden Teil verbinden. Ein Pfeil hingegen, der kein Teil berührt, bezieht sich auf eine gesamte Einheit, auf die er gerichtet ist. Die Figuren sind im Übrigen nicht unbedingt maßstäblich. Zur Veranschaulichung von Details können möglichweise bestimmte Bereiche übertrieben groß dargestellt sein. Darüber hinaus können die Zeichnungen plakativ vereinfacht sein und enthalten nicht jedes bei der praktischen Ausführung gegebenenfalls vorhandene Detail. Die Begriffe "oben" und "unten" beziehen sich auf die Darstellung in den
  • Figuren. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine isometrische Explosionsdarstellung in der Längsansicht des erfindungsgemäßen Breitband-Resonanzschalldämpfers;
    Figur 2
    eine isometrische Draufsicht des Breitband-Resonanzschalldämpfers bei abgenommener oberer Halbschale;
    Figur 3
    einen Längsschnitt des Breitband-Resonanzschalldämpfers gemäß Figur 2;
    Figur 4
    eine vergrößerte Ansicht des in den Figuren 1-3 rechtsseitigen Eingangsendes des Breitband-Resonanzschalldämpfers;
    Figur 5
    einen isometrischen, stirnseitigen Querschnitt des Eingangsendes des Breitband-Resonanzschalldämpfers;
    Figur 6
    der Breitband-Resonanzschalldämpfer gemäß Figur 1 in Einbaulage mit abgenommener Oberhalbschale zur Verdeutlichung des Hauptakustikkanals;
    Figur 7
    die Darstellung gemäß Figur 6 mit in den Hauptakus-tikkanal eingesetzten Trennwänden; und
    Figur 8
    die Verdeutlichung einer alternativen Ausführungs-form des Breitband-Resonanzschalldämpfers mit auf verschiedenen Ebenen ausgebildeten Akustikkanälen.
  • Demnach umfasst der Breitband-Resonanzschalldämpfer im Wesentlichen ein als Kunststoffspritzgussteil ausgebildetes, zweiteiliges Gehäuse 2 ausgebildet zum Einsetzen bzw. Aufnehmen des Rohreinsatzkörpers 4. Gegebenenfalls kann das Gehäuse aber auch aus mehr als zwei Halbschalen bestehen.
  • Der Breitband-Resonanzschalldämpfer umfasst in der vorliegenden Ausführungsform ein zweigeteiltes Gehäuse 2, das eine Dämpferlängsachse und eine Dämpferquerachse aufweist, einem in dem Gehäuse aufgenommenes abgas- bzw. gasführenden Rohr 4.1, welches mit einem umfänglich umgebenden Rohrmantel mit darin ausgebildeten Akustiköffnungen einen Rohrinnenraum definiert, wobei das Rohr 4.1 in Einbaulage von mindestens einer durch das Gehäuse gebildeten Dämpfungskammer umschlossen ist, die über die Akustiköffnungen 4.2 mit dem Rohrinnenraum in Wirkverbindung steht. Das Gehäuse 2 umfasst vorliegend zwei Gehäuseteile ausgebildet als zwei Gehäusehalbschalen 2.1, 2.4. Erfindungsgemäß ist bei allen Ausführungsformen das Rohr 4.1 als Rohreinsatzkörper 4 ausgebildet, welcher einen mittleren Rohrabschnitt mit zwei stirnseitigen Rohrenden umfasst. Der Einsatzkörper 4 ist in die Gehäuseteile des Gehäuses einsetzbar ausgebildet und der Breitband-Resonanzschalldämpfer weist mindestens einen Akustikkanal 2.6, 4,5, 4.6, 4.13, 4.15, 4.20 auf. Zudem ist die Dämpfungskammer über mindestens einen Einsatzsteg 4.3 in mindestens zwei Resonanzkammern unterteilt und der mindestens eine Einsatzsteg 4.3 ist einstückig an dem Einsatzkörper 4 mit diesem ausgebildet. Der Einsatzsteg 4.3 fungiert auch als Lagefixierungsmittel. Schließlich umfasst der mindestens eine Akustickanal eine Eingangsöffnung (4.11, 4.12), welche in dem Rohreinsatzkörper ausgebildet ist.
  • Das Gehäuse 2 umfasst eine im Wesentlichen wannenförmige Gehäuseunterschale 2.1 mit einem zentralen Aufnahmebereich zur Aufnahme des Rohreinsatzkörpers 4, in die der Rohreinsatzkörper 4 also so einsetzbar ist, dass die stirnseitigen Rohrenden des Rohrs 4.1 des Rohreinsatzkörpers 4 mit den stutzenförmigen und einteilig ausgebildeten Rohranschlüssen 2.2, 2.3 der Gehäuseunterschale 2.1 abschließen.
  • Die Gehäuseunterschale 2.1 ist über eine dachförmig ausgebildete Gehäuseoberschale 2.4 mediendicht verschließbar, wozu die Gehäuseunterschale 2.1 im äußeren Randbereich eine umlaufende, geschlossene Einstecknut 2.5 aufweist, in welche in Einbaulage ein komplementär ausgebildeter Dichtsteg an der Gehäuseoberschale 2.4 mediendicht eingreift.
  • Der Rohreinsatzkörper 4 umfasst also einen mittigen, sich entlang der Längsachse erstreckendes Rohr 4.1, welches eine äußere Rohrmantelfläche umfasst, in welcher mehrere Akustiköffnungen 4.2 (nur eine mit einem Bezugszeichen versehen) umfänglich verteilt an verschiedenen Stellen ausgebildet sind.
  • Ferner umfasst der Rohreinsatzkörper 4 am unteren Ende in Längsrichtung zueinander beabstandete und sich quer zur Systemlängsrichtung erstreckende, radial abragende Einsatzstege 4.3 (nur einer mit Bezugszeichen bezeichnet), die in Einbaulage in innenseitig an der Gehäuseunterschale 2.1 vorgesehenen Einstecknuten 2.5 (nur eine mit Bezugszeichen bezeichnet) einsteckbar sind. Somit ist gewährleistet, dass der Rohreinsatzkörper 4 in Einbaulage innerhalb des Gehäuses 2 in der Sollposition lagefixiert ist, weil also die Einsatzstege 4.3 lagefixierend in die Einstecknuten 2.5 eingreifen und somit auch die Stirnenden des Rohres 4.1 des Rohreinsatzkörpers 4 mit der Innenseite der Rohranschlüsse 2.2, 2.3 der Gehäuseunterschale 2.1 medienführend abschließen.
  • Allgemein kann aber auch nur ein solcher Einsatzsteg vorgesehen sein, so dass der Dämpfer also nur zwei Resonanzkammern aufweist.
  • Gemäß den Figuren 1 und 2 sind auf der Oberseite des Rohreinsatzkörpers zwei Akustikkanäle 4.5, 4.6 ausgebildet, nämlich ein äußerer Akustikkanal 4.5 und ein innerer Akustikkanal 4.6, die durch einstückig an der Außenseite des Rohres 4.1 des Rohreinsatzkörpers 4 abragende Kanalwände 4.7, 4.8 gebildet werden, die zum Außenrand des Rohreinsatzkörpers 4 sich so beabstandet zueinander umlaufend entlang des Rands erstrecken, dass somit zwischen diesen und dem umgebenden Gehäuse 2 radial zueinander beabstandet die umlaufenden Akustikkanäle 4.5, 4.6 ausgebildet sind, die vorliegend etwa dieselbe Breite aufweisen, von denen der innere Akustikkanal aber entsprechend kürzer ist.
  • Allgemein kann aber auch nur ein Akustikkanal vorgesehen sein oder mehr als zwei.
  • Neben den eigentlichen Akustiköffnungen 4.2 umfasst der Rohreinsatzkörper 4 also am in den Figuren rechtsseitigen proximalen Eingangsende als Langlöcher 2.7 ausgebildete Eingangsöffnungen 4.11, 4.12 für die Akustikkanäle, durch welche das Medium aus dem Rohrinnenraum in den jeweiligen Akustikkanal 4.5, 4.6 eintreten und aus diesem auch wieder austreten kann.
  • Wie insbesondere aus den vergrößerten Darstellungen des Rohranschlusses 2.2 in den Figuren 4 und 5 zu entnehmen ist, können in Rohranschlüssen 2.2, 2.3 umfänglich umlaufende Akustikkanäle 2.6 ausgebildet sein, welche also einen den Rohranschluss 2.2. umfänglich umgebenden Ringraum bilden, der auf der Innenseite durch den Rohranschluss 2.2 gebildet ist, in den eine ebenfalls ein als Langloch 2.7 ausgebildete Eintrittsöffnung vorgesehen ist, und außenseitig durch einen Ringaufsatz 6, der auf die Rohranschlüsse 2.3, 2.4 so aufschnappbar ist, dass zwischen dem Ringaufsatz 6 und dem Rohranschluss 2.2, 2.3 um die Rohranschlüsse 2.2, 2.3 weitere Akustikkanäle ausgebildet sein können.
  • Eine in diesen Akustikkanal 2.6 eingeschobene und sich quer zur Längsrichtung des Akustikkanals erstreckende Trennwand 2.8 begrenzt die Länge des Akustikkanals 2.6.
  • Bei der alternativen Ausführungsform gemäß Figur 6 ist an dem Rohreinsatzkörper 4 lediglich ein umlaufender Akustikkanal 4.13 ausgebildet, der durch eine umlaufende Kanalwand 4.14 gebildet wird.
  • Bei der weiteren Ausführungsform gemäß Figur 7 ist ebenfalls nur ein umlaufender Akustikkanal 4.15 auf der äußeren Mantelfläche des Rohreinsatzkörpers 4 ausgebildet. Dieser ist jedoch zweiteilig ausgebildet und umfasst zwei Eingangsöffnungen in Form von Langlöchern 4.16, 4.17, die durch eine einsteckbare Trennwand 4.18 am Eingangsende voneinander getrennt sind und durch eine weitere Trennwand 4.19 am Ende voneinander getrennt sind. Auf diese Weise ist der in der Figur 7 untere Akustikkanalabschnitt des Akustikkanals 4.15 aber nur etwa halb so lang wir der in der Figur 7 obere Akustikkanalabschnitt des Akustikkanals 4.15. Durch Umstecken der Trennwand 4.19 an verschiedene Stellen kann dieser Rohreinsatzkörper 4 besonders einfach auf verschiedene Frequenzbereiche angepasst werden.
  • Figur 8 zeigt schließlich eine isometrische Draufsicht einer Ausführungsform eines Breitband-Resonanzschalldämpfers mit einem sich teilweise auf zwei Ebenen ausgebildeten Akustikkanal 4.20, der wiederrum mehrere Akustikkanalteilabschnitte umfasst. Die in der Figur 8 sichtbaren oberen Ebenen beider Akustikkanalteilabschnitte weisen je eine zugehörige, als Langloch 4.21, 4.22 ausgebildete Einlassöffnung und einer dazwischen angeordnete Trennwand 4.23 auf. Diese Akustikkanalteilabschnitte werden wiederrum begrenzt durch eine die beiden Teilabschnitte beendende Trennwand 4.24.
  • Zudem umfasst diese Ausführungsform ein schematisch angedeutetes, sich vertikal also quer zur Längserstreckungsrichtung erstreckendes Sackloch 4.25, welches eine Verlängerung zur Kompensation weiterer Frequenzen darstellt. Dieses Sackloch kann bei einer weiteren Ausführungsform mit einem darunter angeordneten, verdeckten Akustikkanalteilabschnitt fluidisch verbunden sein, was weitere Gestaltungsmöglichkeiten zur Frequenzkompensation auf äußerst begrenztem Bauraum ermöglicht.
    • Bezugszeichenliste
    • 2
    Gehäuse
    2.1
    Gehäuseunterschale
    2.2, 2.3
    Rohranschluss
    2.4
    Gehäuseoberschale
    2.5
    Einstecknut
    2.6
    Akustikkanal
    2.7
    Langloch
    2.8
    Trennwand
    4
    Rohreinsatzkörper
    4.1
    Rohr
    4.2
    Akustiköffnung
    4.3
    Einsatzsteg
    4.5
    äußerer Akustikkanal
    4.6
    innerer Akustikkanal
    4.7, 4,8
    Kanalwand
    4.11, 4.12
    Eingangsöffnung
    4.13
    Akustikkanal
    4.14
    Kanalwand
    4.15
    Akustikkanal
    4.16, 4.17
    Langloch
    4.18, 4.19
    Kanaltrennwand
    4.20
    Akustikkanal
    4.21, 4.22
    Langloch
    4.23, 4.24
    Trennwand
    4.25
    Sackloch
    6
    Ringaufsatz

Claims (17)

  1. Breitband-Resonanzschalldämpfer mit einem mindestens zweigeteilten Gehäuse (2), das eine Dämpferlängsachse und eine Dämpferquerachse definiert, einem in dem Gehäuse aufgenommenen abgas- bzw. gasführenden Rohr (4.1), welches mit einem umfänglich umgebenden Rohrmantel mit darin ausgebildeten Akustiköffnungen einen Rohrinnenraum definiert, wobei das Rohr (4.1) in Einbaulage von mindestens einer durch das Gehäuse gebildeten Dämpfungskammer umschlossen ist, die über die Akustiköffnungen (4.2) mit dem Rohrinnenraum in Wirkverbindung steht, um einen Breitbandresonator zu bilden, wobei das Gehäuse (2) mindestens zwei Gehäuseteile, insbesondere zwei geteilte Gehäusehalbschalen (2.1, 2.4) umfasst,
    wobei das Rohr (4.1) als Rohreinsatzkörper (4) ausgebildet ist, welcher einen mittleren Rohrabschnitt mit zwei stirnseitigen Rohrenden umfasst, wobei der Rohreinsatzkörper (4) in die Gehäuseteile des Gehäuses (2) einsetzbar ausgebildet ist,
    wobei die Dämpfungskammer über mindestens einen Einsatzsteg (4.3) in mindestens zwei Resonanzkammern unterteilt ist, wobei der Breitbandresonator auch als Helmholtz-Resonator ausgelegt sein kann, wobei mindestens ein Einsatzsteg (4.3) an dem Einsatzkörper (4) einstückig mit diesem ausgebildet ist,
    wobei der Einsatzsteg (4.3) zudem als Lagefixierungsmittel des Rohreinsatzkörpers im Verhältnis zu dem Gehäuse fungiert,
    wobei zusätzlich zu dem Breitbandresonator mindestens ein ein rohrförmiges Resonatorvolumen ausbildender Akustikkanal (4,5, 4.6, 4.11, 4.12, 4.13, 4.15, 4.20) umfasst ist,
    wobei die Kanaleingangsöffnung (4.11, 4.12; des Akustikkanals in dem Rohreinsatzkörper ausgebildet ist, und dadurch gekennzeichnet, dass der Akustikkanal
    i) sich zumindest abschnittsweise beabstandet von dem Rohrmantel unter Bildung eines Zwischenraums zwischen Kanal (4,5, 4.6, 4.11, 4.12, 4.13, 4.15, 4.20) und Rohr (4.1) erstreckt,
    und/oder
    ii) sich in Richtung der Dämpferlängsachse über mehrere Dämpfungskammern erstreckt.
  2. Beitband-Resonanzschalldämpfer nach Anspruch 1, DADURCH GEKENNZEICHNET, DASS der Akustikkanal (4.11, 4.12) sich mit seiner Längserstreckung zumindest abschnittsweise in Richtung der Dämpferlängsachse erstreckt.
  3. Breitband-Resonanzschalldämpfer nach Anspruch 1 oder 2, DADURCH GEKENNZEICHNET, DASS der Akustikkanal (4.11, 4.12) sich mit seiner Längserstreckung zumindest abschnittsweise entlang der Dämpferquerachse erstreckt.
  4. Breitband-Resonanzschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, DADURCH GEKENNZEICHNET, DASS der Akustikkanal(4.11, 4.12) in einem Abschnitt seiner Längs- und/oder Quererstreckung in einem Abstand zu dem Rohrmantel angeordnet ist.
  5. Breitband-Resonanzschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, DADURCH GEKENNZEICHNET, DASS der Akustikkanal (4.11, 4.12) in einem Abschnitt seiner Längs- und/oder Quererstreckung an der Gehäuseinnenwandung angeordnet ist.
  6. Breitband-Resonanzschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, DADURCH GEKENNZEICHNET, DASS sich der mindestens eine Akustikkanal im randseitigen Bereich in der Nähe oder angrenzend an das umgebende Gehäuse erstreckt.
  7. Breitband-Resonanzschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, DADURCH GEKENNZEICHNET, DASS der Akustikkanal ein der Eingangsöffnung gegenüberliegendes Ene aufweist, welches zumindest im Wesentlichen geschlossen ausgebildet ist.
  8. Breitband-Resonanzschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, DADURCH GEKENNZEICHNET, DASS der Akustikkanal zumindest einen Einsatzsteg (4.3) des Einsatzkörpers durchsetzt und vorzugsweise einstückig an dem Einsatzsteg angeformt ist.
  9. Breitband-Resonanzschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, DADURCH GEKENNZEICHNET, DASS zumindest ein Kanalwandabschnitt des Akustikkanals (4.5, 4.6) durch einen Teilbereich des Rohreinsatzkörpers (4) und/oder einen Teilbereich des Gehäuses (2) ausgebildet ist.
  10. Breitband-Resonanzschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, DADURCH GEKENNZEICHNET, DASS der Akustikkanal zumindest mit einem Teilbereich desselben Teil des Einsatzkörpers ist.
  11. Breitband-Resonanzschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, DADURCH GEKENNZEICHNET, DASS die Kanalwand des Akustikkanals (4.7, 4.8) mit einem Teilbereich an dem Einsatzkörper und mit einem anderen Teilbereich an dem Gehäuse (2) ausgebildet ist, wobei beide Teilbereiche zusammen den jeweiligen Akustikkanal ausbilden.
  12. Breitband-Resonanzschalldämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, DADURCH GEKENNZEICHNET, DASS die mindestens eine Kanalwand (4.7, 4.8) umlaufend an dem Rohreinsatzkörper (4) ausgebildet ist.
  13. Breitband-Resonanzschalldämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, DADURCH GEKENNZEICHNET, DASS ein weiterer Akustikkanal (4.5, 4.6) an mindestens einem Rohranschluss (2.2, 2.3) ausgebildet ist.
  14. Breitband-Resonanzschalldämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, DADURCH GEKENNZEICHNET, DASS die Eingangsöffnung (4.11, 4.12) bzw. Kanalöffnung größer als die übrigen Akustiköffnungen ist.
  15. Breitband-Resonanzschalldämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, DADURCH GEKENNZEICHNET, DASS der Akustikanal (4.5, 4.6) eine Kanaltrennwand (4.18, 4.19, 4.23, 4.24) umfasst.
  16. Motor oder Turbolader eines Verbrennungsmotors mit einem Breitband-Resonanzschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 15 im Luftführungssystem, insbesondere Luftansaugsystem, eines solchen.
  17. Verfahren zur Geräuschdämpfung unter Verwendung eines Breitband-Resonanzschalldämpfers nach einem der Ansprüche 1 bis 15 oder eines Motors oder Turboladers eines Verbrennungsmotors nach Anspruch 16, wobei zusätzlich zu der Breitbanddämpfung der mindestens eine oder jeder Akustikkanal mindestens eine oder genau eine Kanaleingangsöffnung aufweist, durch welche das Fluid oder Gas in diesen einströmt und endseitig geschlossen ist, um als Lambda/4-Kanal oder Lambda/2-Kanal zu fungieren.
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