WO1993019291A1

WO1993019291A1 - Schalldämpfer für ein strömendes gasförmiges medium, insbesondere verbrennungsluft einer brennkraftmaschine

Info

Publication number: WO1993019291A1
Application number: PCT/EP1993/000564
Authority: WO
Inventors: Michael Illbruck; Volkmar Keck; Otto Weber
Original assignee: Illbruck Gmbh
Priority date: 1992-03-14
Filing date: 1993-03-11
Publication date: 1993-09-30
Also published as: DE4306397A1; DE4306397B4

Abstract

Ein insbesondere mit einem Ansaugluftfilter (3) einer Brennkraftmaschine kombinierter Schalldämpfer enthält zwecks Verringerung der Sekundärluftschallabstrahlung eine Außenhaut (6) aus einer hochverdichteten, jedoch biegeweichen Schaumfolie, darunter eine hochdämpfende Schicht (5) aus einem geschlossenporigen Schaumstoff und darunter eine hochabsorbierende Auskleidung (4) aus einem offenporigen Schaumstoff.

Description

Schalldämpfer für ein strömendes gasförmiges Medium, insbesondere Verbrennungsluft einer Brennkraftmaschine

Die Erfindung betrifft einen Schalldämpfer gemäß dem Oberbe- griff des Patentanspruchs 1.

Ein aus der DE-OS 38 37 173, F01N 1/10, bekannter gattungsge- mäßer Schalldämpfer - dort ein Abgasschalldämpfer - enthält in einem aus Blech bestehenden Gehäuse, in das einenends ein Ein- Strömkanal und anderenends ein Ausströmkanal einmündet, eine ggf. mehrere in Strömungsrichtung aufeinanderfolgende Ab- schnitte enthaltende Auskleidung aus schallabsorbierendem offenporigen Kunststoff, die dort von der Abgasströmung durch- setzt wird. Dieser bekannte Schalldämpfer ist aber hinsieht- lieh der Begrenzung einer Sekundärluftschallabstrahlung durch das Gehäuse nicht optimiert, die durch Vibrations- oder Druck- pulsationserregung hervorgerufen wird.

Die aus dem DE-GM 71 49 162, F02M 35/12, bekannte Luftansaug- leitung für Brennkraftmaschinen enthält in einem äußeren Rohr aus Weichkunststoff eine Schicht aus porigem Kunststoff, die die eigentliche Wandung des Strömungskanals für die Verbren- nungsluft bildet. Ziel dieser Konstruktion ist die Dämpfung der Ansauggeräusche bzw. ihrer Fortpflanzung als Körper- und Durch- gangsschall. Diese Wirkung ist bei dem beschriebenen Zwei- schichten-Aufbau des Rohres jedoch begrenzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln einen gattungsgemäßen Schalldämpfer zu schaffen, der insbeson- dere den im Bereich des Luftfilters von Brennkraftmaschinen vorliegenden Schwingungsanregungsverhältnissen Rechnung trägt und mit einfachen Mitteln hinsichtlich der Verringerung der Sekundärluftschallabstrahlung optimiert ist.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs, vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung beschreiben die Unteran- sprüche.

Im Prinzip liegt bei dem erfindungsgemäßen Schalldämpfer in Schnitten also, ausgehend von der Strömung des gasförmigen Mediums, ein Aufbau aus drei verschiedenen Materialien vor, nämlich einer Schaumstoffauskleidung aus hochabsorbierendem offenporigen Schaumstoff, einer hochdämpfenden Schicht aus geschlossenporigem Schaumstoff und einer hochverdichteten, jedoch biegeweichen Schaumfolie als eigentlicher Außenhaut. Wird der erfindungsgemäße Schalldämpfer mit einem Filter, bei- spielsweise einem Ansaugluftfilter einer Brennkraftmaschine, zusammengefaßt und als Filtermaterial ein offenporiger Schaum verwendet, so ergibt sich dadurch eine zusätzliche Glättung von Druckpulsationen, was von besonderer Bedeutung hinsichtlich der Minderung der Ansauggeräuschdruckpulsationen bei Dieselmotoren ist.

Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung für den Fall eines mit einem Ansaugluftfilter einer Brennkraftmaschine zusammengefaß- ten erfindungsgemäßen Schalldämpfers werden im folgenden anhand der Zeichnung erläutert, deren Figuren Schnitte durch die Kon- struktionen darstellen.

Betrachtet man zunächst Figur 1, so erkennt man im Strömungsweg der Verbrennungsluft zwischen dem Einströmkanal 1 und dem zur Maschine führenden Ausströmkanal 2 (Rohluft- und Reinluftkanal) eine aus drei Schichten unterschiedlicher Materialien beste- hende Anordnung: In dem über das Luftfilter 3 führenden Strö- mungsweg befindet sich die hochabsorbierende Auskleidung aus einem offenporigen Schaumstoff 4. In Richtung nach außen schließt sich an diese die hochdämpfende Schicht 5 aus einem geschlossenporigen Schaumstoff an, die zusammen mit der durch eine hochverdichtete, jedoch biegeweiche Schaumstoffolie ge- bildeten Außenhaut 6 als Wand oder Gehäuse des Schalldämpfers bezeichnet werden kann. 75 Wird als Filter 3 statt einer Papierfilterpatrone ein Filter-

76 schäum verwendet, so ergibt sich dadurch eine zusätzliche Glät-

77 tung von Ansauggeräuschdruckpulsationen. 78

79 Insgesamt ist durch diese Konstruktion eine breitbandige Ver-

80 größerung des Einfügungsschalldämmaßes für Ansauggeräusche er-

81 reicht, und zwar praktisch ohne Erhöhung des Gewichts des

82 Schalldämpfers bzw. des Luftfilters und mit minimalem Ferti-

83 gungs- und Kostenaufwand. Diese vorteilhaften Eigenschaften

84 werden sowohl durch Reflexion - da Schaumstoffauskleidungen

85 für tieffrequente Geräuschanregung keine Volumenverminderung

86 darstellen - als auch durch Absorption infolge Verwendung von

87 Schaumstoffen erreicht. Besondere Bedeutung hinsichtlich der

88 Verringerung der Sekundärluftschallabstrahlung kommt der Mate-

89 rialwahl für die Außenhaut 6 zu. 90

91 In der Konstruktion nach Figur 2 liegt zur Erleichterung des

92 Auswechseins der Filterpatrone 20 ein aus zwei Teilen 21 und 22

93 gebildetes "Gehäuse" vor, das wiederum eine Außenhaut 23 aus

94 einer biegeweichen, hochverdichteten Schaumfolie, darunter eine

95 hochdämpfende geschlossenporige SchaumstoffSchicht 24 enthält.

96 Der Strömungsweg zwischen den Ein- und Ausströmkanälen, von

97 denen hier nur der mit 25 bezeichnete angedeutet ist, er-

98 streckt sich auch hier durch die hochabsorbierende, offenporige

99 Schaumstoffauskleidung 26, die wiederum praktisch eine Füllung 100 des vom "Gehäuse" 21 umschlossenen Raumes bildet.

101

102 In der Konstruktion nach Figur 3 schließlich ist der Einströ -

103 kanal 30 - und entsprechend auch der nicht dargestellte Aus-

104 strömkanal - gleichsam in Fortsetzung eines äußeren Rohres in

105 der bei 31 angedeuteten Weise in die offenporige Schaumstof-

106 fauskleidung 32 so eingearbeitet, daß sich eine Verlängerung

107 des Strömungswegs in diesem hochabsorbierenden Material ergibt.

108 Bei 33 erkennt man wiederum die hochdämpfende geschlossenporige

109 Schaumstoffschicht unter der durch eine hochverdichtete Schau -

110 stoffolie gebildeten, jedoch biegeweichen Außenhaut 34. 111 112 Als Material für die Außenhaut empfiehlt sich Polyäthylen

113 (tiefziehgeeignet), für die dämpfende Schicht und für die ab-

114 sorbierende Auskleidung Polyurethan. Verständlicherweise sind

115 auch andere Materialien mit ähnlichen Eigenschaften einsetzbar. 116

117 Mit der Erfindung ist demgemäß ein gattungsgemäßer Schalldämp-

118 fer geschaffen, der mit minimalem zusätzlichen Aufwand hin-

119 sichtlich des Einfügungsschalldämmaßes optimiert ist. 120

121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147

Claims

149 PATENTANSPRÜCHE

150 151

152 1. Schalldämpfer für ein strömendes gasförmiges Medium,

153 insbesondere Verbrennungsluft einer Brennkraftmaschine, mit

154 einem mit offenporigem Kunststoff ausgekleideten, aus

155 anderem Material bestehenden Gehäuse und in dieses

156 einmündenden Ein- und Ausströmkanälen, dadurch gekenn-

157 zeichnet, daß das Gehäuse aus einer innenseitigen

158 schalldämpfenden Schicht (5) aus geschlossenporigem

159 Schaumstoff, die die schallabsorbierende Auskleidung (4)

160 aus offenporigem Schaumstoff trägt, und einer außenseitigen

161 biegeweichen, hochverdichteten Schaumfolie (6) besteht. 162

163 2. Schalldämpfer nach Anspruch 1 oder insbesondere danach,

164 dadurch gekennzeichnet, daß sich die schallabsorbierende

165 Auskleidung (4) als Ausfüllung des Gehäuses (5, 6) in den

166 Strömungsweg zwischen den Ein- und Ausströmkanälen (1, 2)

167 erstreckt. 168

169 3. Schalldämpfer nach Anspruch 1 oder 2 oder insbesondere

170 danach,dadurch gekennzeichnet, daß Bereiche (31) der Ein- L71 und/oder Ausströmkanäle (30) strömungswegverlängernd in 172 die schallabsorbierende Auskleidung (32) eingeformt sind. 173

174 4. Schalldämpfer nach Anspruch 3 oder insbesondere danach,

175 dadurch gekennzeichnet, daß die strömungswegverlängernden

176 Ein- und Ausströmkanäle (31) unter Umgehung der schall-

177 absorbierenden Auskleidung (32) in Strömungsverbindung

178 stehen. 179

180 5. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4 oder

181 insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß im

182 Strömungsweg zwischen den Ein- und Ausströmkanälen (1, 2)

183 ein Filter (3) für das gasförmige Medium angeordnet ist. 184

185 6. Schalldämpfer nach Anspruch 5 oder insbesondere danach, 186 dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (3) durch eine

187 Papierfilterpatrone gebildet ist. 188

189 7. Schalldämpfer nach Anspruch 5 oder insbesondere danach,

190 dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (3) durch ein

191 offenporiges Schaummaterial gebildet ist. 192

193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222