WO2011047852A1

WO2011047852A1 - Abgasschalldämpfer

Info

Publication number: WO2011047852A1
Application number: PCT/EP2010/006420
Authority: WO
Inventors: Tobias Danner; Thorsten Keesser; Thorsten Linde; Christine Patsouras; Marco Ranalli
Original assignee: Faurecia Emissions Control Technologies, Germany Gmbh
Priority date: 2009-10-20
Filing date: 2010-10-20
Publication date: 2011-04-28
Also published as: US20120267191A1; KR20120099051A; US8485314B2; CN102639826A; DE102009049969A1

Abstract

Ein Abgasschalldämpfer (10) eines Verbrennungsmotors hat einen einströmseitigen und einen ausströmseitigen Rohrabschnitt (14, 16) sowie ein Schalldämpfergehäuse (18), das mit den Rohrabschnitten (14, 16) in Verbindung steht. Das Schalldämpfergehäuse (18), welches einen Außenmantel (20) und Stirnwände (22) aufweist, besteht zumindest abschnittsweise aus Kunststoff.

Description

Abgasschalldämpfer

Die Erfindung betrifft einen Abgasschalldämpfer eines Verbrennungsmotors, welcher zumindest einen einströmseitigen und zumindest einen ausströmseitigen Rohrabschnitt sowie ein Schalldämpfergehäuse aufweist, das mit den Rohrabschnitten in Verbindung steht. Abgasschalldämpfer für Verbrennungsmotoren sind bekannt. Sie werden aus Blechteilen hergestellt. Die Fertigung der bekannten Abgasschalldämpfer erfolgt durch Herstellen von Einzelteilen, wie beispielsweise den Stirnwänden und einem Außenmantel, die durch Schweißen oder Löten miteinander verbunden werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen neuen Abgasschalldämpfer bereitzu- stellen, welcher sich insbesondere durch ein geringeres Gewicht auszeichnet.

Dies wird bei einem Abgasschalldämpfer der eingangs genannten Art dadurch erreicht, dass das Schalldämpfergehäuse zumindest teilweise aus Kunststoff besteht. Kunststoff wurde bislang bei Schalldämpfern aufgrund der hohen Temperaturen nicht angedacht. Die Erfindung sieht jedoch gerade die Anwendung von Kunststoff im Gehäuse selbst vor, wobei in diesem Bereich des Schalldämpfergehäuses die entsprechende Wand über die gesamte Dicke nur aus Kunststoff besteht.

Im Vergleich zu einem Schalldämpfergehäuse, das vollständig aus Metali gefertigt ist, ist das teilweise aus Kunststoff bestehende Gehäuse leichter und kostengünstiger.

Der Innenraum des Schalldämpfergehäuses ist bei der vorliegenden Erfindung insbesondere nicht vollständig mit Schallabsorptionsmaterial gefüllt. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform sind nur maximal 30 % des Innenraums zwischen dem Gas führenden Rohr und dem Gehäuse mit Absorptions- material gefüllt. Besondere Bedeutung liegt in den Ausführungsformen, bei denen sogar überhaupt kein Schall absorbierendes Material als Füllmaterial ins Innere des Schalldämpfergehäuses gestopft wird. Ein solches Schall absorbierendes Material ist insbesondere eine Art Wolle. Das Schalldämpfergehäuse kann einteilig oder aus mehreren Teilen zusammengesetzt sein und weist einen Außenmantel und Stirnwände auf. Die Stirnwände stehen in einer Ausführungsform in direkter Verbindung mit den Rohrabschnitten. Deshalb ist es günstig, die Stirnwände aus einem metallischen, thermisch gut beständigen Werkstoff zu fertigen, wohingegen der von den Rohrabschnitten räumlich weiter entfernter liegende und damit weniger temperaturbelastete Außenmantel teilweise aus Kunststoff besteht.

Vorzugsweise geht der Außenmantel in zumindest eine der Stirnwände einstückig über. Es ist vorteilhaft, für die Stirnwände zumindest abschnittsweise ein thermisch isolierendes Material vorzusehen. Als thermisch isolierendes Material wird hier ein Material bezeichnet, dessen Wärmeleitkoeffizient niedriger ist als der des Kunststoffs und mindestens um den Faktor 5 geringer als derjenige der metallischen Stirnwand- und Rohrabschnitte. So kann die Wärmeleitung zum Außenmantel reduziert werden.

Genauso wirksam und für die Kunststoffanteile des Außenmantels schonend ist es, wenn an der Stirnwand des Abgasschalldämpfergehäuses Kühlrippen angeordnet sind. Die Kühlrippen können in gleicher Weise an einem Übergang zwischen Stirnwand und angrenzendem Rohrabschnitt angebracht sein. In einer weiteren Ausführungsform wird zwischen einer Stirnwand aus Kunststoff und dem zu ihr benachbarten Rohrabschnitt eine zylindrische Buchse eingesetzt, die radiale Kühlrippen aufweist. Auf diese Weise wird die Wärme, die vom Abgas an die von diesem durchströmten Bauteile abgegeben wird, bereits früh nach außen abgegeben. Zum weiteren Schutz des Kunststoffs kann die Buchse zusätzlich oder alternativ aus einem thermisch isolierenden Material gefertigt sein, wobei auch hier die oben genannte Definition von thermisch isolierendem Material gelten soll.

Eine Oberflächenvergrößerung zur Erzielung einer Kühlwirkung kann selbstverständlich auch durch andere bekannte konstruktive Maßnahmen erreicht werden. Eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Abgasschalldämpfers weist einen den Außenrand der Stirnwände umschließender Anschlussring auf, der den Übergang zum Außenmantel bildet.

Der Anschlussring ist vorzugsweise aus einem thermisch isolierenden Material gefertigt.

Der Anschlussring kann beispielsweise ein Stahlring sein, der in den Außenmantel eingebettet und mit dem Rohrabschnitt verschweißt ist. Auch durch diese konstruktive Maßnahme wird eine gewünschte thermische Entkopplung zwischen Rohrabschnitt und Außenmantel des Abgasschalldämpfers erreicht. Als besonders günstig hat sich eine Ausführungsform erwiesen, bei der die Rohrabschnitte, die im Inneren des Schalldämpfergehäuses liegen, radiale Öffnungen aufweisen. Durch diese radialen Öffnungen ist das Rohrinnere zu einem Schalldämpfungsraum offen. Bei den radialen Öffnungen kann es sich auch um Mikroperforierungen handeln. Eine bevorzugte Ausführungsform weist eine insbesondere metallische Schutzwand auf, die zwischen dem temperaturbelasteten Rohrabschnitt und dem Außenmantel angeordnet ist und die eine thermische Abschirmung zum Schutz von empfindlichen Teilen aus Kunststoff bewirkt. Durch diese Schutzwand soll insbesondere ein direktes Anströmen mit heißem Abgas, das aus dem Rohr- abschnitt austritt, verhindert werden.

Die Schutzwand ist zum Beispiel mindestens mit einer Seite an einem Rohrabschnitt befestigt. Optimaler Weise ist die Schutzwand mindestens mit dem einströmseitigen Rohrabschnitt verbunden. Sie kann auf der gegenüberliegenden Seite, also ausströmseitig, offen sein, so dass das Abgas durch die Öffnungen in Bereichen des Rohrabschnitts zunächst in den Raum zwischen Rohrabschnitt und Schutzwand gelangt und dann den ganzen Schalldämpfungsraum im Inneren des Abgasschalldämpfers füllt.

Die Schutzwand kann ebenso mit beiden, dem einströmseitigen und dem ausströmseitigen Rohrabschnitt fest verbunden sein. Diese doppelte Befestigung der Schutzwand erhöht die mechanische Stabilität des Abgasschalldämpfers vor allem gegenüber Erschütterungen und somit seine Lebensdauer. Die Schutzwand im Inneren des Abgasschalldämpfers kann sich über einen begrenzten Bereich des Rohrabschnitts erstrecken oder über die gesamte axiale Länge des Schalldämpfergehäuses. In diesem Fall ist die Schutzwand auch an den Stirnseiten des Außenmantels befestigt. In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform weisen sowohl Bereiche des Rohrabschnitts als auch der Schutzwand radiale Öffnungen, insbesondere Mikro- perforierungen auf. Auf diese Weise werden die gewünschte Schalldämpfung und der Schutz des Kunststoffgehäuseabschnitts vor direkter Gasanströmung realisiert. In einer weiteren Ausführungsform bildet die Schutzwand eine radial äußere Begrenzung für den Schalldämpfungsraum und ist vom Außenmantel des Schalldämpfergehäuses durch einen Luftspalt getrennt. Dieser Luftspalt bildet ein Isolationspolster und wirkt sich besonders vorteilhaft als Schutz vor Temperaturbelastung des Außenmantels aus. Eine erfindungsgemäße Ausführungsform weist eine Schutzwand auf, die das Schalldämpfergehäuse auf beiden Seiten durchragt. In dieser Ausführungsform sind die Stirnwände des Schalldämpfergehäuses an der Schutzwand befestigt. Auf diese Weise umhüllt die Schutzwand einen noch größeren Bereich der mit Abgas durchströmten Rohrabschnitte als in den zuvor beschriebenen Ausführungsformen, was eine noch effektivere Temperaturabsenkung bewirkt. Ferner wird die Stirnwand noch weiter von den heißen Rohrabschnitten thermisch entkoppelt.

Um sowohl eine thermische Schutzfunktion als auch eine Schalldämpfungsfunktion zu erreichen, ist die Schutzwand bevorzugt mit radialen Öffnungen, ins- besondere mit Mikroperforierungen versehen.

Die aus Kunststoff bestehenden Abschnitte des Schalldämpfergehäuses können Versteifungsrippen aufweisen, die sich ins Gehäuseinnere erstrecken, wobei die Schutzwand auf einer Innenseite, d.h. auf einer dem Gehäuseinneren zugewandten Seite der Versteifungsrippen angebracht ist. Die Versteifungsrippen übernehmen eine wichtige statische Funktion zur mechanischen Stabilisierung des Abgasschalldämpfers und dienen gleichzeitig als Abstandshalter und Auflager für die Schutzwand, welche beispielsweise als mikroperforierte Folie ausgebildet ist.

In einer weiteren Ausführungsform ist im Innern des Schalldämpfers mindestens eine als Ringscheibe ausgebildete Stützwand angeordnet, die vorzugsweise aus einem metallischen Werkstoff besteht. Die mindestens eine Ringscheibe ist vorzugsweise mit dem Rohrabschnitt verbunden, insbesondere verschweißt. Die Ringscheibe liegt ferner am Außenmantel des Schalldämpfergehäuses an und ist zwischen dessen beiden Stirnwänden angeordnet. Die Ringscheibe trägt einerseits zur mechanischen Stabilität des Schalldämpfers bei und hat auch Auswirkungen auf die Temperaturverteilung im Innern des Schalldämpfergehäuses, da die Ringscheibe eine Aufteilung desselben in kleinere Segmente bedingt.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Außenmantel des Schalldämpfergehäuses abschnittsweise aus Metall und abschnittsweise aus Kunststoff besteht. Das kann beispielsweise durch Zusammensetzen von einzelnen zylindrischen Ringen realisiert werden, die geeignete Verbindungsmittel aufweisen. Es ist aber auch bekannt, Metallteile kunststoffspritztechnisch miteinander zu verbinden, so dass zwischen den Metallteilen Kunststoffabschnitte gebildet werden. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die metallischen Abschnitte im Außenmantel so angeordnet, dass sie sich insbesondere im Bereich der Stützwand befinden. So können Bereiche des Außenmantels, die besonders hohen Temperaturbelastungen ausgesetzt sind, aus Metall gefertigt werden. Das Material des Außenmantels kann so dem tatsächlich auftretenden Temperatur- gradienten angepasst werden.

Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform eines Abgasschalldämpfers zeichnet sich dadurch aus, dass der Schalldämpfungsraum zwischen Rohrabschnitt und Außenmantel des Schalldämpfergehäuses mit einem Schall absorbierenden Material gefüllt ist. Das Schall absorbierende Material kann sich ebenfalls zusätzlich unterstützend auf die Wärmeableitung auswirken.

Auf die Temperaturbeständigkeit des Außenmantels aus Kunststoff wirkt sich eine Innenbeschichtung aus einem thermisch stabileren Material als dem Kunst- stoff günstig aus, beispielsweise eine mikroperforierte Metallfolie. Es sind viele verschiedene Beschichtungssysteme und -methoden bekannt. Als Innenbe- schichtung für den Außenmantel des Schalldämpfers eignet sich insbesondere auch eine metallische oder keramische Beschichtung. Vorteilhaft ist es auch, zwei Rohre mit axialem Versatz ihrer abschnittsweisen Perforationen im Gehäuse vorzusehen. Über das innere Rohr strömt das Abgas ein, gelangt über die Perforationen ins äußere Rohr und darüber, axial versetzt, aus dem äußeren Rohr in den Raum zwischen äußerem Rohr und Gehäuse.

Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Abgasschalldämpfers ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:

- Figur 1 eine Längsschnittansicht eines erfindungsgemäßen Abgasschalldämpfers gemäß einer ersten Ausführungsform;

- Figuren 2 bis 4 Längsschnittansichten von alternativen Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Abgasschalldämpfers im Übergangsbereich zwischen

Rohrabschnitt und Schalldämpfergehäuse;

- Figur 5 eine Längsschnittansicht eines erfindungsgemäßen Abgasschalldämpfers mit einer rohrförmigen Schutzwand;

- Figur 6 eine Längsschnittansicht eines weiteren erfindungsgemäßen Abgasschalldämpfers mit einseitig offener Schutzwand;

- Figur 7 eine Längsschnittansicht eines weiteren erfindungsgemäßen Abgasschalldämpfers mit beidseitig befestigter Schutzwand;

- Figur 8 eine Längsschnittansicht noch eines Abgasschalldämpfers mit Luftisolationsspalt; - Figur 9 eine Längsschnittansicht eines weiteren erfindungsgemäßen Abgasschaildämpfers mit Innenbeschichtung;

- Figur 10 eine Längsschnittansicht eines weiteren erfindungsgemäßen Abgasschalldämpfers;

- Figur 1 1 eine Detailansicht des Abgasschalldämpfers gemäß Figur 10; - Figur 12 eine Längsschnittansicht eines weiteren erfindungsgemäßen Abgasschalldämpfers mit Stützwänden; und

- Figur 13 eine Längsschnittansicht durch eine letzte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Abgasschalldämpfers mit ineinandergesteckten Rohren. In Fig. 1 ist ein Abgasschalldämpfer 10 gezeigt, wie er in einem Fahrzeug nach dem Verbrennungsmotor eingesetzt ist.

Der Abgasschalldämpfer 10 besteht im Wesentlichen aus einem Rohr 12 mit einem einströmseitigen Rohrabschnitt 14 und einem ausströmseitigen Rohrabschnitt 16 sowie einem Schalldämpfergehäuse 18. Das Rohr 12 ist üblicherweise aus einem metallischen Werkstoff gefertigt, weil dieses naturgemäß von sehr heißen Abgasen durchströmt wird und Metall für hohe Temperaturbelastungen bestens geeignet ist.

Das Schalldämpfergehäuse 18 weist einen insbesondere zylindrischen Außenmantel 20 und Stirnwände 22 auf. Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 besteht der Außenmantel 20, zumindest abschnittsweise, aus Kunststoff, wogegen die Stirnwände 22 insbesondere zu den Rohrabschnitten 14 und 16 hin aus Metall sind, um die thermische Stabilität in diesem Bereich zu gewährleisten. Die Stirnwände 22 sind bei dieser Ausführungsform direkt mit den Rohrabschnitten 14, 16 verbunden. In einem mittigen Bereich des Rohres 12 ist dieses mit radialen Öffnungen 34, hier insbesondere Mikroperforierungen, versehen, um das Rohr 12 zum sogenannten Schalldämpfungsraum 23 zu öffnen, der der Schalldämpfung dient.

In den Fig. 2 bis 4 werden verschiedene Maßnahmen dargestellt, um die aus Kunststoff bestehenden Abschnitte des Außengehäuses 18 von den hochtempe- raturbelasteten Rohrabschnitten 14, 16 thermisch weitestgehend zu entkoppeln.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 geht der metallische Rohrabschnitt 14 in die vorzugsweise ebenfalls metallische Stirnwand 22 über. Um den nicht dargestellten Außenmantel 20 aus Kunststoff thermisch von der heißen Stirnwand 22 zu entkoppeln, ist am äußeren radialen Außenumfang der Stirnwand 22 ein Anschlussring 24 aus thermisch isolierendem Material vorgesehen, an dem wiederum der Außenmantel 20 aus Kunststoff unmittelbar befestigt ist. Bei der hier gezeigten Ausführungsform ist der Anschlussring 24 mit einer Nut versehen, in der die Stirnwand 22 eingreift, um dichtend an ihr anzuliegen.

Zur weiteren thermischen Entkoppelung kann es vorteilhaft sein, wenn die Stirnwand 22 gemäß Fig. 3 mit Kühlrippen 26 versehen ist. Auch durch diese Maßnahme wird erreicht, dass der Außenmantel 20 mit so niedrigen Temperaturen beaufschlagt wird, dass der Kunststoff thermisch nicht überlastet wird.

In Fig. 4 ist eine bevorzugte Ausführungsform gezeigt, in der mindestens eine Stirnwand 22 des Schalldämpfergehäuses 18 aus Kunststoff besteht und zwischen dem Rohrabschnitt 14, 16 und der Stirnwand 22 eine zylindrische Buchse 28 angeordnet ist, die radiale Kühlrippen 26 aufweist. Durch die Kühlrippen 26 wird die Oberfläche der Buchse 28 vergrößert, so dass ein effizienter Wärmeaustausch mit der Umgebung stattfindet und die Stirnwand 22 aus Kunststoff nur einer reduzierten Wärmemenge ausgesetzt ist.

Besonders günstig ist es, wenn die Buchse 28 oder der Anschlussring 24 aus einem Material besteht, das eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweist oder sogar wärmeisolierend wirkt.

Der Anschlussring 24 gemäß den Fig. 2 bis 4 kann aber auch weggelassen werden, und der Außenmantel 20 kann einen stirnseitigen, einstückig angeformten Ansatz haben, dessen Form dem des Anschlussrings 24 aus den Fig. 2 bis 4 entspricht.

In der erfindungsgemäßen Ausführungsform gemäß Fig. 5 ist ein spezieller Übergang in Form eines Anschlussrings 30 zwischen dem Innenrand der Stirn- wände 22, der vom Anschlussring 30 umschlossen wird, und den Rohrabschnitten 14, 16 vorgesehen. Der Anschlussring 30 besteht vorzugsweise aus Stahl oder wärmeisolierendem Material und wird in den Kunststoff der Stirnwände 22 eingebettet, beispielsweise im Spritzgussverfahren. Die Stirnwände 22 gehen einstückig in den Außenmantel 20 über. Die Anschlussringe 30 tragen auch zur guten mechanischen Stabilität des Außenmantels 20 bei. Der Abgasschalldämpfer 10 weist im Inneren seines Gehäuses 18 Rohrabschnitte auf, die zumindest über einen Bereich 32 mit radialen Öffnungen 34 versehen sind.

Bei den radialen Öffnungen 34 kann es sich auch hier um Mikroperforie- rungen handeln. Mikroperforierungen verbessern die schalldämpfende Wirkung.

Zwischen Rohrabschnitt 14, 16 und Außenmantel 20 ist im Inneren des Schalldämpfergehäuses 18 eine insbesondere metallische Schutzwand 36 angeordnet.

Die Schutzwand 36 ist beispielsweise im Wesentlichen rohrförmig ausgestaltet und weist einen größeren Innendurchmesser als der Außendurchmesser des Rohrabschnitts 14, 16 auf. Die Schutzwand 36 schirmt den Außenmantel 20, der zumindest teilweise aus Kunststoff besteht, gegen direkte Wärmeeinwirkung durch Abgas ab.

Auch die Schutzwand 36 weist radiale Öffnungen 34 auf, über die das Abgas mit einem Schalldämpfungsraum 23 in Verbindung steht, um einen Reflexionsschalldämpfer zu bilden.

Die Schutzwand 36 durchragt das Schalldämpfergehäuse 18 axial beidseitig und ist mit den Rohrabschnitten 14 und 16 fest verbunden, insbesondere verschweißt. Die Anschlussringe 30 der Stirnwände 22 sind an der Schutzwand 36 befestigt. Das hat den Vorteil, dass die Rohrabschnitte im Inneren des Schalldämpfergehäuses 18 vollständig von der Schutzwand 36 umgeben sind und so die Stirnwände 22 und der Außenmantel 20 thermisch bereits großteils von den Rohrabschnitten 14, 16 entkoppelt sind.

Der Raum 38 zwischen Rohrabschnitt 14, 16 und Schutzwand 36 ist vorzugs- weise mit einem Schall absorbierenden Material gefüllt. Das Schall absorbierende Material kann zusätzlich wärmeisolierend wirken, und es ist natürlich möglich, Schall absorbierendes Material auch an anderen Stellen im Schalldämpfer 10 anzuordnen.

Fig. 6 zeigt einen Abgasschalldämpfer 10, bei dem die Rohrabschnitte 14, 16 das Schalldämpfergehäuse 18 an dessen Stirnflächen 22 beidseitig durchragen und im Bereich 32 radiale Öffnungen aufweisen. Zwischen diesem Bereich 32 und dem Außenmantel 20 ist eine Schutzwand 36 angeordnet, die am einströmseitigen Rohrabschnitt 14, der höheren Temperaturen ausgesetzt ist, befestigt und am ausströmseitigen Rohrabschnitt 16 nicht befestigt ist, um hier ein offenes Ende zu bilden. Die Schutzwand 36 schirmt den Außenmantel 20, der zumindest teilweise aus Kunststoff besteht, vor zu hoher Wärmebelastung ab. Der Schalldämpfungsraum 23 dient als Reflexionsschalldämpfer.

In Fig. 7 ist eine Ausführungsform eines Abgasschalldämpfers 10 dargestellt, der ähnlich aufgebaut ist wie die vorhergehende, mit dem Unterschied, dass die Schutzwand 36 sowohl am einsströmseitigen Rohrabschnitt 14 als auch am ausströmseitigen 16 befestigt ist. Die Schutzwand 36 weist stirnseitig keine Öffnungen auf, so dass der Schalldämpfungsraum 23 zwischen Außenmantel 20 und Schutzwand 36 stark isolierend wirkt. Radiale Öffnungen sind in der Umfangswand der Schutzwand 36 vorhanden.

Die Ausführungsform eines Abgasschalldämpfers 10 gemäß Fig. 8 zeichnet sich dadurch aus, dass der Außenmantel 20 des Schalldämpfergehäuses 18 die Schutzwand 36 als doppelte Wandung aufweist und zwischen beiden ein Luftisolationsspalt 40 ausgebildet ist. Der Luftisolationsspalt 40 verhindert, dass der Außenmantel 20 durch zu hohe Temperatureinwirkung geschädigt oder sogar zerstört wird. Die Schutzwand 36 ist dabei vorzugsweise eine mikroperforierte Metallfolie, insbesondere eine mikroperforierte Stahlfolie, welche neben der thermischen Abschirmung des Außenmantels 20 auch eine zusätzliche Schalldämpfung des Abgasschalldämpfers 10 bewirkt. Aufgrund der thermischen Abschirmung durch die Schutzwand 36 bleibt die Temperatur des wenigstens teilweise aus Kunststoff bestehenden Außengehäuses unterhalb der Schmelztemperatur des verwendeten Kunststoffs, also üblicherweise unter 200°C, insbesondere unter 180°C, so dass der Kunststoff nicht beschädigt wird.

Anstelle eines Luftisolationsspaltes 40 im Schalldämpfergehäuse 18 kann eine Innenbeschichtung 42 des Außenmantels 20 treten, wie in Fig. 9 gezeigt. Die Innenbeschichtung 42 ist vorzugsweise aus einem thermisch stabileren Material als der für den Außenmantel 20 verwendete Kunststoff. Zur Stabilisierung des Außenmantels 20 kann es ausreichen, wenn sich die Innenbeschichtung 42 nur über Abschnitte der Innenseite des Außenmantels 20 erstreckt. Die Innenbeschichtung 42 kann analog zur Schutzwand 36 als mikroperforierte Folie ausgebildet und beispielsweise an Versteifungsrippen 56 des Schalldämpfergehäuses 18 befestigt sein, wie nachfolgend anhand der Figuren 10 und 1 1 genauer erläutert wird.

Die Figur 10 zeigt eine Ausführungsform des Abgasschalldämpfers 10, welche ausgehend von einem strukturellen Aufbau des Abgasschalldämpfers 10 gemäß Figur 5 eine (weitere) Schutzwand 36 zur thermischen Abschirmung des Schalldämpfergehäuses 18 aufweist. Hierbei umfasst der aus Kunststoff gefertigte Außenmantel 20 Versteifungsrippen 56, die an eine Außenhaut 58 des Außenmantels 20 angeformt sind. Die Versteifungsrippen 56 erstrecken sich radial ins Innere des Schalldämpfergehäuses 18 sind zur Stabilisierung des Schalldämpfergehäuses 18 statisch notwendig oder zumindest vorteilhaft. Die Schutzwand 36 ist auf einer Innenseite der Versteifungsrippen 56 angebracht, wobei optional eine schlecht wärmeleitende oder thermisch isolierende Schicht zwischen der Schutzwand 36 und den Versteifungsrippen 56 vorgesehen sein kann, um die Übertragung von Wärmeenergie des Abgases über die Schutzwand 36 in das Schalldämpfergehäuse 18, konkret in die Versteifungsrippen 56 des Schalldämpfergehäuses 18, zu minimieren. Die schlecht wärmeleitende Schicht kann beispielsweise ein Haftmittel sein, mit welchem die Schutzwand 36 auf die Versteifungsrippen 56 geklebt ist. Gemäß Figur 10 sind neben dem Außenmantel 20 auch Abschnitte der Stirnwände 22 aus Kunststoff hergestellt und einstückig mit dem Außenmantel 20 verbunden. Vorzugsweise ist dann das gesamte aus Kunststoff bestehende Schalldämpfergehäuse 18 innenseitig mit der Schutzwand 36 gegen den heißen Abgasstrom abgeschirmt, wie dies durch die Schutzwand 36' angedeutet ist. Alternativ ist jedoch auch denkbar, dass nur thermisch hochbeanspruchte, beispielsweise direkt durch das Abgas angeströmte Bereiche durch die Schutzwand 36 abgeschirmt sind.

Im vorliegenden Fall ist die Schutzwand 36 eine mikroperforierte Metallfolie, welche neben der thermischen Abschirmung des Schalldämpfergehäuses 18 auch für akustische Vorteile, das heißt eine bessere Schalldämpfung des Abgasschalldämpfers 10 sorgt. Unter „Metallfolien" sind in diesem Zusammenhang biegeweiche Metallplatten mit einer Dicke t von t :s 250μπι, insbesondere von 50μητι -S t -Sl OOpm zu verstehen (vgl. Figur 11). Die Figur 11 zeigt eine Innenansicht des Außenmantels 20 im Detail. Der aus Kunststoff hergestellte Außenmantel 20 umfasst dabei die Außenhaut 58 sowie die einstückig angeformten Versteifungsrippen 56, welche sich radial ins Innere des Schalldämpfergehäuses 18 erstrecken und an deren Innenseite die Schutzwand 36 befestigt ist. Die Versteifungsrippen 56 sind nach Art eines Gitters angeordnet und weisen sowohl in axialer Richtung als auch in Umfangsrichtung einen Abstand b voneinander auf. Zusammen mit dem Abstand b lässt sich über die Rippendicke d die Stabilität des Schalldämpfergehäuses 18 einstellen, wohingegen die thermische Abschirmung kaum beeinflusst wird. Hingegen wirkt sich eine Rippenhöhe h hauptsächlich auf die thermische Abschirmung und dafür weniger auf die mechanische Stabilität des Schalldämpfergehäuses 18 aus. Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform eines Abgasschalldämpfers 10 ist in Fig. 12 abgebildet. Im Inneren des Schalldämpfergehäuses 18 ist ein vorzugsweise metallischer, zylindrischer Ring 44 angeordnet.

Die Rohrabschnitte 14, 16 durchragen jeweils eine Stirnwand 22 des Gehäuses 18 und durchlaufen den Ring 44.

Der Ring 44 liegt an seinem Außenumfang am Außenmantel 20 an und dient im Gehäuse 18 als Stützwand, was erheblich zur mechanischen Stabilität des gesamten Abgasschalldämpfers 10 beiträgt. Natürlich können in ein Schalldämpfergehäuse auch mehrere Ringe 44 eingesetzt werden.

Seitlich neben den axialen Enden des Ringes 44 sind Ringscheiben 46 vorgesehen, die am Außenumfang des Rohres 12 anliegen sowie am Innenumfang des Außenmantels 20. Die Ringscheiben 46 dienen als Stützwand für den Außenmantel 20 und trennen die mit Schall absorbierendem Material gefüllten axial äußeren Schalldämpfungsraume 23 von einem mittleren, nicht mit Schall absorbierendem Material gefüllten Raum 48 ab.

Generell gilt, unabhängig von sämtlichen Ausführungsformen, dass die Rohrabschnitte 14, 16 Teil eines durchgehenden, sich durch das Außengehäuse voll- ständig hindurch erstreckenden Rohres 12 sein können oder durch zwei voneinander beabstandete Rohre gebildet werden können, die im Inneren des Gehäuses voneinander beabstandet sind. Bei der Ausführungsform nach Fig. 13 sind die Rohrabschnitte 14, 16 durch ein gemeinsames Rohr 12 gebildet, welches sich durch das gesamte Gehäuse hindurch erstreckt. Das Rohr 12 hat mehrere Abschnitte 32 mit radialen Öffnungen, die teilweise oder vollständig durch Perforierungen gebildet werden können.

Das Rohr 12 wird von einem äußeren Rohr umgeben, das eine Schutzwand 36 bildet. Zwischen dem Rohr 12 und der Schutzwand 36 ergibt sich ein ringförmiger Zwischenraum 54. Auch die Schutzwand 36 besitzt Abschnitte 50 mit Öffnungen, auch diese können zum Teil oder vollständig durch Mikroperforierungen gebildet sein. Der Schalldämpfungsraum 23 ist durch die radialen Öffnungen zum Inneren des Rohres 12 hin offen.

Bei dieser Ausführungsform sind die Abschnitte 32 und 50 mit den Öffnungen axial versetzt zueinander und überlappen sich nicht, wobei aber auch axiale Überlappungen vorgesehen sein können. Durch den Versatz der Öffnungen soll vermieden werden, dass eine unmittelbare Beaufschlagung des Kunststoff- Außenmantels 20 durch heißes Abgas erfolgt.

Die einzelnen Öffnungen in sämtlichen Ausführungsformen können zumindest teilweise als Mikroperforationen mit einem maximalen Strömungsquerschnitt von kleiner als 1 ,5 mm², insbesondere kleiner als 1 mm², ausgeführt sein. Diese Abmaße gelten generell für die Definition von Mikroperforationen im vorliegenden Fall.

Darüber hinaus gilt auch generell, dass der Schalldämpfungsraum 23 optional mit Schall absorbierendem Material gefüllt sein kann. Vorzugsweise ist zumindest bei denjenigen Schalldämpfern, die ohne Schall absorbierendes Material in Form von einer Art Wolle gezeigt sind, überhaupt kein Schall absorbierendes Material im Inneren als Füllmaterial vorhanden. Bei denjenigen Ausführungsformen mit Füllmaterial in Form von Schall absorbierendem Material kann dieses auch entfernt sein. In keinem Fall jedoch ist der gesamte Innenraum zwischen dem inneren, Gas führenden Rohr und dem Schalldämpfergehäuse komplett mit Schall absorbierendem Material gefüllt.

Bei sämtlichen Ausführungsformen läuft das Rohr 12 vollständig durch das Schalldämpfergehäuse hindurch. Es wären jedoch auch Ausführungsformen denkbar, bei denen ein Einlassrohr und ein von ihm getrenntes Auslassrohr den einströmseitigen und den ausströmseitigen Rohrabschnitt bilden. Dies ist in Fig. 9 mit unterbrochenen Linien angedeutet. Dabei können das Einlassrohr und das Auslassrohr auch radial versetzt zueinander liegen, was jedoch nicht zwingend der Fall sein muss.

Selbstverständlich ist es auch möglich, die Merkmale der verschiedenen oben beschriebenen Ausführungsformen miteinander zu kombinieren, so dass sich weitere Ausführungsformen ergeben. So gehört zum Beispiel ein Abgasschalldämpfer, der im Schalldämpfergehäuse eine Schutzwand insbesondere mit radialen Öffnungen aufweist, dessen Außenmantel zumindest teilweise aus Kunststoff besteht und bei dem zwischen Stirnwand und Außenmantel eine Buchse eingesetzt ist, die radiale Kühlrippen aufweist, ebenfalls zur offenbarten Erfindung.

Claims

Patentansprüche

1. Abgasschalldämpfer (10) eines Verbrennungsmotors, welcher zumindest einen einströmseitigen Rohrabschnitt (14) und einen zumindest einen ausströmseitigen Rohrabschnitt (16) sowie ein Schalldämpfergehäuse (18) aufweist, das mit den Rohrabschnitten (14, 16) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass das Schalldämpfergehäuse (18) zumindest teilweise aus Kunststoff besteht

2. Abgasschalldämpfer (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Schalldämpfergehäuse (18) einen Außenmantel (20) und Stirnwände (22) aufweist, wobei zumindest der Außenmantel (20) zumindest abschnittsweise aus Kunststoff besteht.

3. Abgasschalldämpfer (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenmantel (20) in zumindest eine der Stirnwände (22) einstückig übergeht.

4. Abgasschalldämpfer (10) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnwände (22) zumindest abschnittsweise ein thermisch isolierendes Material aufweisen, um die Wärmeleitung zum Außenmantel (20) zu reduzieren.

5. Abgasschalldämpfer (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an der Stirnwand (22) oder einem Übergang zwischen

Stirnwand (22) und dem angrenzenden Rohrabschnitt (14, 16) Kühlrippen (26) angebracht sind.

6. Abgasschalldämpfer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Stirnwand (22) aus Kunststoff gefertigt ist und zwischen dieser und dem zugeordneten Rohrabschnitt (14, 16) eine zylindrische Buchse (28) angeordnet ist, die vorzugsweise mittels radialer Rippen (26) eine vergrößerte Oberfläche aufweist.

7. Abgasschalldämpfer (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (28) aus einem Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit gefertigt ist.

8. Abgasschalldämpfer (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein den Innen- oder Außenrand der Stirnwände (22) umschließender Anschlussring (24; 30) vorgesehen ist, der den Übergang zum Außenmantel (20) bildet.

9. Abgasschalldämpfer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest Bereiche (32) der Rohrabschnitte (14, 16), die im Inneren des Schalldämpfergehäuses (18) liegen, mit radialen Öffnungen (34) versehen sind, insbesondere mit Mikroperforierungen.

10. Abgasschalldämpfer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem oder den im Inneren des Schalldämpfergehäuses (18) liegenden Rohrabschnitten (14, 16) und dem Außenmantel (20) eine Schutzwand (36) liegt, die vorzugsweise aus Metall ist.

11. Abgasschalldämpfer (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzwand (36) an dem oder den Rohrabschnitten (14, 16) und/oder der zumindest einen Stirnwand (22) befestigt ist und zu einem Schalldämpfungsraum (23) zwischen Außenmantel (20) und Schutzwand (36) offen ist.

12. Abgasschalldämpfer (10) nach Anspruch 10 oder 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzwand (36) den radial äußeren Abschluss eines Schalldämpfungsraums (23) im Schalldämpfer (10) begrenzt und durch einen Luftisolationsspalt (40) von dem Außenmantel (20) beabstandet ist.

13. Abgasschalldämpfer (10) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzwand (36) das Schalldämpfergehäuse (18) beidseitig durchragt und die Stirnwände (22) an der Schutzwand (36) befestigt sind.

14. Abgasschalldämpfer (10) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzwand (36) radiale Öffnungen (34), insbesondere Mikroperforierungen aufweist.

15. Abgasschalldämpfer (10) nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die aus Kunststoff bestehenden Abschnitte des Schalldämpfergehäuses (18) Versteifungsrippen (56) aufweisen, die sich ins Gehäuseinnere erstrecken, wobei die Schutzwand (36) auf einer Innenseite der Versteifungsrippen (56) angebracht ist.

16. Abgasschalldämpfer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine als Ringscheibe (46) ausgebildete Stützwand im Inneren des Schalldämpfers (18) beabstandet von beiden Stirnwänden (22) liegt und einerseits an einem Rohrabschnitt (14, 16) und andererseits an dem Außenmantel (20) anliegt.

17. Abgasschalldämpfer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenmantel (20) abschnittsweise aus Metall besteht.

18. Abgasschalldämpfer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Raum (38) zwischen Außenmantel (20) und Rohrabschnitt (14, 16) mit einem Schall absorbierenden Material gefüllt ist.

19. Abgasschalldämpfer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenmantel (20) aus Kunststoff zumindest abschnittsweise eine Innenbeschichtung (42) aus thermisch stabilerem Material aufweist.

20. Abgasschalldämpfer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwei Rohre mit axialem Versatz ihrer abschnittsweisen Perforationen durch das Schalldämpfergehäuse (18) erstrecken.