WO2011095458A1 - Abgasschalldämpfer - Google Patents

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WO2011095458A1
WO2011095458A1 PCT/EP2011/051330 EP2011051330W WO2011095458A1 WO 2011095458 A1 WO2011095458 A1 WO 2011095458A1 EP 2011051330 W EP2011051330 W EP 2011051330W WO 2011095458 A1 WO2011095458 A1 WO 2011095458A1
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WO
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tube
housing
respect
connecting part
symmetry
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PCT/EP2011/051330
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Inventor
Rolf Engel
Nathalie Michelin
Dirk Wiemeler
Umit Guney
Slawomir Stencel
Adrien Lehmann
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Heinrich Gillet Gmbh
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Publication date
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    • F01N1/02—Silencing apparatus characterised by method of silencing by using resonance
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01N13/1805—Fixing exhaust manifolds, exhaust pipes or pipe sections to each other, to engine or to vehicle body
    • F01N13/1811—Fixing exhaust manifolds, exhaust pipes or pipe sections to each other, to engine or to vehicle body with means permitting relative movement, e.g. compensation of thermal expansion or vibration
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    • F01N2470/00—Structure or shape of gas passages, pipes or tubes

Definitions

  • the invention relates to an exhaust muffler comprising a housing, an inlet pipe connected to the housing with a rear end with respect to the flow direction S and having a main flow axis or axis of symmetry SE and an outlet pipe connected to the housing with a front with respect to the flow direction S end and a main axis of symmetry SA extending in the direction x, the rear end and the front end being offset with respect to a radial direction with respect to one of the axes of symmetry SE, SA, wherein a separate connecting part is provided, which is a mechanical link between the Inlet tube and the outlet tube forms, and optionally the connection ⁇ part is mechanically coupled indirectly only via the respective tube with the housing, ie that the connecting part is not directly connected to the housing or not directly connected to the housing or a housing wall.
  • the object of the invention is to design and arrange an exhaust gas muffler in such a way that improved mechanical heat-expansion capability is ensured.
  • the connecting part has a geometry by which the Ver ⁇ binding part with respect to a preferably translationally formed relative movement between the two tubes in the direction x and / or the direction y is less rigid than in a perpendicular thereto arranged direction z.
  • the connecting part has a geometry by which the Ver ⁇ binding part with respect to a preferably translationally formed relative movement between the two tubes in the direction x and / or the direction y is less rigid than in a perpendicular thereto arranged direction z.
  • the relative movement or the tempera ⁇ ture expansion proceeds proportionately in dependence of the pipe section ⁇ length in the direction of the symmetry axis of the respective Rohrab ⁇ section , ie both in the direction x and in the direction y.
  • the connecting member may related to the material on the one hand as well as the geometry otherwise be arbitrarily configured so that the Verbin ⁇ connection between the outlet pipe and the inlet pipe produced via the connecting part is sufficiently strong and also the desired elasticity with respect to a relative movement between the two tubes in the direction of x and / or in the direction y.
  • Coat The use of an intermediate wall for supporting the ⁇ respective pipe end can thus be omitted. This is associated with a weight saving and a significantly lower risk of rust on the connecting parts between the Zwi ⁇ wall and the housing.
  • a Weni ⁇ ger light construction additionally comprises at least a wall between ⁇ be provided.
  • the two axes of symmetry SE, SA need not necessarily be arranged parallel to one another. In that regard, the direction y may be aligned only at right angles to a symmetry axes SE, SA. Thus ver ⁇ running direction z perpendicular to at least one of the two axes of symmetry SE, SA.
  • SA side by side are at ⁇ sorted and the connecting part with respect to a flow direction S in the region of a rear end of the inlet tube and is provided in the region of a front end of the off ⁇ let tube.
  • the Verbin ⁇ extension part is located with respect to a direction radially to the respective axis of symmetry SE, SA between the two pipe ends.
  • the connecting part is formed as a curved and / or U-shaped bridge, wherein the bridge has two legs extending in a direction x, one of which is attached to the inlet pipe and a laßrohr on ⁇ and that respective legs pa ⁇ rallel to the respective axis of symmetry SE, SA of the tube or a tube wall is arranged.
  • the respective leg has a length LI, L2, wherein the length Li, L2 is at least 20 mm, in particular between 30 mm and 60 mm.
  • the above-mentioned length Li, L2 of the respective legs ensures a sufficiently strong connection to the respective tube.
  • the two legs with respect to a direction perpendicular to the direction x extending direction y have a distance a, wherein the distance a at least 10 mm, in particular between 15 mm and 30 mm in size.
  • the distance of the two legs has a direct influence on the curvature of the U-shaped bridge and the thus formed felicitnträg ⁇ moment of inertia or stiffness, particularly in the above-mentioned direction x, parallel to the respective axis of symmetry SA, SE.
  • the distance according to the invention on the one hand ensures the desired compact size so ⁇ as on the other hand, a sufficiently large flexibility of the connecting part.
  • the bridge and / or the leg with respect to a direction z perpendicular to the direction x and perpendicular to the direction y has a height h, the height h at least 10 mm, in particular between 15 mm and 35 mm or 20 mm in size.
  • the height h of the bridge has a significant influence on the proportionate area moment of inertia and the stiffness of the same, in particular on a Real ⁇ tivfest in the direction z.
  • the above dimensions for the height h ensure the required rigidity in the direction z on the one hand and a minimum amount of weight on the other hand.
  • the height h has an influence on the area moment of inertia as a whole, that is to say also on the stiffness relating to a relative movement in the direction x and y.
  • the inlet tube and the outlet tube have a surface shape 0, wherein the leg at least partially over a part of the length Li, L2 to the surface shape 0 of the inlet tube - -
  • the outlet tube is formed.
  • an optimal force input for example, by Provision of Sch Strukturnäh ⁇ th, be ensured.
  • the thermal stresses arising between the respective leg and the respective pipe are wei ⁇ test substantially prevented due to differential expansion.
  • the respective leg and the respective tube run parallel to one another, so that heating does not generate significant thermal stresses.
  • the bridge has a central web which connects the two limbs, where ⁇ in the central web is part-circular or arcuate out ⁇ forms.
  • the central web ensures the required rigidity of the connecting part and the required flexibility, in particular with respect to a relative movement in the direction x. With the arc or part-circular shape this claim is taken into account.
  • the radius of this arcuate central web between 5 mm and 15 mm, in particular 7.5 mm.
  • the central web has a maximum thickness d2 between 0.5 mm and 3 mm, in particular 1.5 mm.
  • the thickness d2 of the central web in addition to the basic shape thereof and in addition to the height h, also influences the area moment of inertia or the rigidity in the direction y and in the direction z and in the direction x. With a thickness d2 of the above size, the desired rigidity is achieved.
  • the housing has a jacket and, with reference to a main flow direction H, a front end plate coupled to the inlet tube and a rear end plate coupled to the outlet tube, and that the jacket, the front face plate - -
  • the rear face plate has a thickness dl between 0.7 mm and 0.9 mm, in particular 0.8 mm. Since OF INVENTION ⁇ dung according to dispense with the use of partition walls, a large part of the rigidity of the muffler so formed on the housing and the two end walls or end plates falls. With the use of a sheet of about 0.8 mm thickness, the weight of Ab ⁇ gas muffler is minimized despite the associated with the housing relevant material content. In addition, a sufficient rigidity is ensured despite storage of the exhaust pipe and the inlet pipe.
  • the connecting part 5 has a total maximum thickness d2 between 0.5 mm and 2 mm, or 1.5 mm. Due to the thickness d2 of the ge ⁇ desired rigidity is ensured.
  • the exhaust muffler formed as a whole is simpler in design and ensures a far coarser manufacturing process in which fewer dimensional tolerances are taken into account.
  • the connecting part and the end face may also be used for various exhaust muffler ⁇ . by forgoing Zvi ⁇ 's walls is the extent resulting gap prevents corrosion in the region of intermediate walls.
  • Figure 1 is a perspective view of an exhaust muffler
  • Figure 2 is a sectional view of the exhaust muffler of Figure 1;
  • FIG. 1 a view B-B of Figure 2;
  • Figure 2b view C-C of Figure 2a.
  • An illustrated in Figure 1 muffler 1 has a housing 2, consisting of a substantially cylindrical shell 2.1, the front side with a front end sheet ⁇ 2.2 and a rear face plate 2.3 is supplemented on.
  • the exhaust gas flows through the exhaust muffler 1 in egg ⁇ ner main flow direction H.
  • an inlet tube 3 extends into the interior of the exhaust muffler 1, whereas an outlet tube 4 extends from the rear face plate 2.3 into the interior of the exhaust muffler 1.
  • the exhaust gas flows through the respective tube 3, 4 in a flow direction S.
  • the ⁇ A passage tube 3 and the outlet tube 4 is fixedly ver ⁇ connected with the front face plate and the rear face plate 2.2 2.3.
  • a damping body 6.1, 6.2 is provided in each case, which is positioned directly in the region of the respective end plate 2.2, 2.3 at the inlet or outlet pipe 3, 4.
  • the inlet or outlet pipe 3, 4 has a plurality of slot-shaped recesses 7.1, 7.2 in the region of this damping body 6.1, 6.2.
  • both the inlet tube 3 and the outlet 4 or the respective free end extends out ⁇ starting from the respective end panel 2.2, 2.3 so that a rear in the interior of the muffler 1 over approximately two thirds of the length L of the muffler 1, End 3.1 - -
  • the respective tube 3, 4 has a flow axis SE, SA and approximately in the middle of a bend of about 16 °, so that the respective pipe end 3.1, 4.1 at an angle of about 16 ° to a central axis 1.1 of the exhaust muffler 1 angeord ⁇ net , In the region of the respective end 3.1, 4.1, the connecting part 5 is provided.
  • the connecting part 5 is U-shaped and, according to FIGS. 2, 2b, has two legs 5.1, 5.2, which are connected to one another via a central web 5.3.
  • the two legs 5.1, 5.2 and the central web 5.3 are in this case one-piece and material identical.
  • the two's ⁇ kel 5.1, 5.2 extend parallel to the respective axis of symmetry ⁇ SA, SE of the inlet tube 3 and the outlet tube 4.
  • the respective legs 5.1, 5.2 is also adapted to a cylindricity ⁇ specific or round surface shape 0 in accordance with Figure 2a or formed.
  • the respective leg 5.1, 5.2 has in the direction x a length LI, L2 and lies across the Län ⁇ ge LI, L2 flat against the respective tube 3, 4 at.
  • both legs 5.1, 5.2 have a distance a of approximately 15 mm.
  • the connecting part 5 with respect to the direction z at right angles to the direction x and y has a height h of about 20 mm.
  • the connecting ⁇ part 5 with the height h is determined by the thus formed U-shaped profile has a sufficiently high Steifig ⁇ speed in relation to a relative movement of the two pipes 3, reached in the direction of z is 4, whereas the stiffness of the so- ⁇ formed connecting portion 5 with respect to a relative movement in the direction x and in the direction y is formed less large, so that the two tubes 3, 4 can perform at least in vorgenann ⁇ ter direction x and / or direction y relative to each other compensating movements due to thermal expansion.
  • the connecting ⁇ part 5 has a thickness d2 of about 1 mm to 1.5 mm.
  • the two legs 5.1, 5.2 are firmly connected according to Figure 2a via a welded joint 8.1, 8.2 with the respective tube 3, 4.
  • the welded joint 8.1, 8.2 in this case extends over one third of the length LI, L2 of the respective leg 5.1, 5.2.
  • the exhaust silencer 1 described above is designed to be point-symmetrical.
  • the two end faces 2.2, 2.3 have the same shape. They are based on a coupling edge ⁇ 2.2a or 2.3a, which is connected to the casing 2.1, respectively arched outward and connected there by a retaining edge 2.2b, 2.3b with the respective tube 3 4. Due to the bulge of the respective end plate 2.2, 2.3 results between the coupling edge 2.2a, 2.3a with the shell 2.1 with respect to the central axis 1.1 an axial offset V to the respective retaining edge 2.2b, 2.3b with the inlet ⁇ pipe 3 and Outlet pipe 4. The offset V is between 40 mm and 50 mm.
  • the basic shape of each end plate ⁇ sewage 2.2, 2.3 thus formed ensures an axial - -
  • the diameter step D is a ⁇ passage tube 3 provided in the region of the rear end 3.1 of the inlet tube 3 and with reference to the flow direction immediately after the S. It is space-constrained and not relevant to the essence of the invention.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Abgasschalldämpfer (1) aufweisend ein Gehäuse (2), ein mit dem Gehäuse (2) verbundenes Einlassrohr (3) einem hinteren Ende (3.1) und einer Symmetrieachse SE sowie ein mit dem Gehäuse (2) verbundenes Auslassrohr (4) mit einem vorderen Ende (4.1) und einer in eine Richtung x verlaufenden Symmetrieachse SA, wobei das hintere Ende (3.1) und das vordere Ende (4.1) mit Bezug zu einer radialen Richtung y versetzt angeordnet sind, wobei ein separates Verbindungsteil (5) vorgesehen ist, das ein mechanisches Bindeglied zwischen dem Einlassrohr (3) und dem Auslassrohr (4) bildet und das Verbindungsteil (5) eine Geometrie aufweist, die mit Bezug zu einer translatorischen Relativbewegung zwischen beiden Rohren in die Richtung x und/oder die Richtung y weniger steif ausgebildet ist als in eine dazu rechtwinklig angeordnete Richtung z.

Description

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Abgasschalldämpfer
Die Erfindung bezieht sich auf einen Abgasschalldämpfer aufweisend ein Gehäuse, ein mit dem Gehäuse verbundenes Einlassrohr mit einem mit Bezug zur Strömungsrichtung S hinteren Ende und mit einer Hauptströmungsachse bzw. Symmetrieachse SE sowie ein mit dem Gehäuse verbundenes Auslassrohr mit einem mit Bezug zur Strömungsrichtung S vorderen Ende und einer in Richtung x verlaufenden Hauptströmungsachse bzw. Symmetrieachse SA, wobei das hintere Ende und das vordere Ende mit Bezug zu einer radialen Richtung zu einer der Symmetrieachsen SE, SA versetzt angeordnet sind, wobei ein separates Verbindungsteil vorgesehen ist, das ein mechanisches Bindeglied zwischen dem Einlassrohr und dem Auslassrohr bildet, und wahlweise das Verbindungs¬ teil nur über das jeweilige Rohr mit dem Gehäuse mittelbar mechanisch gekoppelt ist, d. h. dass das Verbindungsteil nicht unmittelbar an das Gehäuse angebunden ist bzw. nicht unmittelbar mit dem Gehäuse oder einer Gehäusewand verbunden ist.
Es ist bereits ein Abgasschalldämpfer mit einem Gehäuse, einem Einlass-, einem versetzt dazu angeordneten Auslassund einem Innenrohr aus der DE 20 2005 017 922 Ul bekannt. Das Einlass-, das Auslass- und das Innenrohr sind einstückig miteinander verbunden, wobei das Innenrohr teilweise ausgeklinkt und um die eigene Achse verdrillt ist.
Aus der DE 20 2005 017 924 Ul ist ein Abgasschalldämpfer mit einem Gehäuse, einem Einlassrohr und einem Auslassrohr bekannt, wobei das Ein- und das Auslassrohr achsversetzt und über eine koaxial zum jeweiligen Rohr verlaufende Krimphülse miteinander verbunden sind. - -
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Abgas¬ schalldämpfer derart auszubilden und anzuordnen, dass eine verbesserte mechanische Wärmedehnfähigkeit gewährleistet ist .
Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass das Verbindungsteil eine Geometrie aufweist, durch die das Ver¬ bindungsteil mit Bezug zu einer vorzugsweise translatorisch ausgebildeten Relativbewegung zwischen beiden Rohren in die Richtung x und/oder die Richtung y weniger steif ausgebildet ist als in eine dazu rechtwinklig angeordnete Richtung z. Hierdurch wird erreicht, dass einerseits eine aus¬ reichend steife Verbindung und andererseits die notwendige Ausgleichsbewegung zwischen den beiden Rohrenden, insbeson¬ dere in Richtung der jeweiligen Symmetrieachse SA, SE sowie vorzugsweise in Richtung der Mittelachse des Gehäuses bzw. in Richtung der gelagerten Enden der Rohre, bei einer Temperaturänderung gewährleistet ist. Bei abgeknickten Rohren wird die x-y-Ebene durch die Symmetrieachse aufgespannt. In diesem Fall verläuft die Relativbewegung bzw. die Tempera¬ turausdehnung anteilig in Abhängigkeit der Rohrabschnitts¬ länge in Richtung der Symmetrieache des jeweiligen Rohrab¬ schnitts, also sowohl in Richtung x als auch in Richtung y. Das Verbindungsteil kann betreffend das Material einerseits sowie die Geometrie andererseits beliebig ausgebildet sein, so dass die über das Verbindungsteil hergestellte Verbin¬ dung zwischen dem Auslassrohr und dem Einlassrohr ausreichend fest ist und zudem die gewünschte Elastizität bezüglich einer Relativbewegung zwischen beiden Rohren in Richtung x und/oder in Richtung y aufweist. Auf das Verbin¬ dungsteil können die Begriffe „Träger", „Strebe", „Kupp¬ lungsteil", „Abstands-,, und/oder „Gegenhalter" zutreffen. Im Vordergrund steht die Kopplungswirkung zwischen den beiden Abgasrohren auch bei einem nicht tragenden Gehäuse oder - -
Mantel. Der Einsatz einer Zwischenwand zum Lagern des je¬ weiligen Rohrendes kann somit entfallen. Damit verbunden ist eine Gewichtsersparnis sowie ein deutlich geringeres Risiko vor Rost an der Verbindungessteile zwischen der Zwi¬ schenwand und dem Gehäuse. Alternativ kann bei einer weni¬ ger leichten Bauweise zusätzlich mindestens eine Zwischen¬ wand vorgesehen sein. Die beiden Symmetrieachsen SE, SA müssen nicht zwangsweise parallel zueinander angeordnet sein. Insoweit kann die Richtung y auch nur rechtwinklig zu einer Symmetrieachsen SE, SA ausgerichtet sein. Mithin ver¬ läuft Richtung z zumindest rechtwinklig zu einer der beiden Symmetrieachsen SE, SA.
Nach der DE 20 2005 017 922 Ul ist zwar eine weniger steife Ankopplung der beiden Rohrenden vorgesehen, als es bei der DE 20 2005 017 924 Ul der Fall ist. Jedoch knicken die Roh¬ re bei Längsdehnung im Bereich der Aufnahme an der Gehäusestirnwand in radialer Richtung aus, weil der Verbin¬ dungsteil im Winkel von ca. 45° zur Symmetrieachse angeord¬ net ist.
Vorteilhaft kann es hierzu auch sein, wenn das hintere Ende und das vordere Ende mit Bezug zu einer Richtung rechtwink¬ lig zur jeweiligen Symmetrieachse SE, SA nebeneinander an¬ geordnet sind und das Verbindungsteil mit Bezug zu einer Strömungsrichtung S im Bereich eines hinteren Endes des Einlassrohres und im Bereich eines vorderen Endes des Aus¬ lassrohres vorgesehen ist. Mit der Anordnung des Verbin¬ dungsteils im Bereich des jeweiligen freien Endes des Ein- lass- bzw. Auslassrohres können mit Rücksicht auf die je¬ weils gegenüberliegende Anbindung des Einlass- bzw. Aus¬ lassrohres am Gehäuse des Abgasschalldämpfers große Halte¬ kräfte bzw. Haltemomente realisiert werden. Der Abstand zwischen dem Verbindungsteil und der gehäuseseitigen An- - -
knüpfung des jeweiligen Rohres wird also möglichst groß ge¬ wählt und beträgt nahezu die gesamte Rohrlänge. Das Verbin¬ dungsteil befindet sich also mit Bezug zu einer Richtung radial zur jeweiligen Symmetrieachse SE, SA zwischen beiden Rohrenden .
Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn das Verbindungsteil als bogen- und/oder U-förmige Brücke ausgebildet ist, wobei die Brücke zwei in eine Richtung x verlaufende Schenkel aufweist, von denen einer am Einlassrohr und einer am Aus¬ lassrohr befestigt ist und dass der jeweilige Schenkel pa¬ rallel zu der jeweiligen Symmetrieachse SE, SA des Rohres bzw. einer Rohrwand angeordnet ist. Der Einsatz eines bo¬ genförmigen Verbindungsteils bzw. einer bogenförmig ausge¬ bildeten Brücke mit den zwei parallel zur jeweiligen Sym¬ metrieachse SE, SA des jeweiligen Rohres angeordneten Schenkeln gewährleistet insbesondere die Nachgiebigkeit des Verbindungsteils bzw. der Brücke in Richtung der jeweiligen Symmetrieachse SE, SA. Aufgrund der Erwärmung des Auslass¬ und des Einlassrohres entsteht mit Rücksicht auf die Länge des jeweiligen Rohres in Längsrichtung die größte Wärmeaus¬ dehnung, wobei die damit einhergehende Relativbewegung zwi¬ schen den beiden Rohren über das erfindungsgemäße bogen- bzw. brückenförmige Verbindungsteil ausgeglichen werden kann .
Dabei kann es vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass der jeweilige Schenkel eine Länge LI, L2 aufweist, wobei die Länge Li, L2 mindestens 20 mm, insbesondere zwischen 30 mm und 60 mm beträgt. Die vorstehend genannte Länge Li, L2 der jeweiligen Schenkel gewährleistet eine ausreichend feste Anbindung an das jeweilige Rohr. - -
Von besonderer Bedeutung kann für die vorliegende Erfindung sein, wenn die beiden Schenkel mit Bezug zu einer rechtwinklig zu der Richtung x verlaufenden Richtung y einen Abstand a aufweisen, wobei der Abstand a mindestens 10 mm, insbesondere zwischen 15 mm und 30 mm groß ist. Der Abstand beider Schenkel hat unmittelbar Einfluss auf die Krümmung der U-förmigen Brücke und das damit gebildete Flächenträg¬ heitsmoment bzw. die Steifigkeit, insbesondere in der vorstehend genannten Richtung x, parallel zur jeweiligen Symmetrieachse SA, SE, hat. Der erfindungsgemäße Abstand gewährleistet einerseits die gewünschte kompakte Baugröße so¬ wie andererseits eine ausreichend große Flexibilität des Verbindungsteils .
Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung kann es von Vorteil sein, wenn die Brücke und/oder der Schenkel mit Bezug zu einer rechtwinklig zu der Richtung x und rechtwinklig zu der Richtung y verlaufenden Richtung z eine Höhe h aufweist, wobei die Höhe h mindestens 10 mm, insbesondere zwischen 15 mm und 35 mm oder 20 mm groß ist. Die Höhe h der Brücke hat maßgeblich Einfluss auf das anteilige Flächenträgheitsmoment bzw. die Steifigkeit derselben, insbesondere betreffend eine Rela¬ tivbewegung in Richtung z. Die vorstehend genannten Abmaße für die Höhe h gewährleisten die geforderte Steifigkeit in Richtung z einerseits sowie ein Mindestmaß an Gewicht andererseits. Ferner hat die Höhe h Einfluss auf das Flächenträgheitsmoment als Ganzes, also auch auf die Steifigkeit betreffend eine Relativbewegung in Richtung x und y.
Vorteilhaft kann es ferner sein, wenn das Einlassrohr und das Auslassrohr eine Oberflächenform 0 aufweisen, wobei der Schenkel zumindest über einen Teil der Länge Li, L2 zumindest teilweise an die Oberflächenform 0 des Einlassrohres - -
oder des Auslassrohres angeformt ist. Durch die Anformung der Schenkel an die Form der Rohre kann ein optimaler Krafteintrag, zum Beispiel durch Vorsehung von Schweißnäh¬ ten, gewährleistet werden. Ferner werden die zwischen dem jeweiligen Schenkel und dem jeweiligen Rohr entstehenden Wärmespannungen aufgrund unterschiedlicher Ausdehnung wei¬ testgehend verhindert. Der jeweilige Schenkel und das jeweilige Rohr verlaufen parallel zueinander, so dass eine Erwärmung keine wesentlichen Wärmespannungen generiert.
Außerdem kann es vorteilhaft sein, wenn die Brücke einen Mittelsteg aufweist, der die beiden Schenkel verbindet, wo¬ bei der Mittelsteg teilkreisförmig oder bogenförmig ausge¬ bildet ist. Der Mittelsteg gewährleistet die erforderliche Steifigkeit des Verbindungsteils sowie die erforderliche Nachgiebigkeit, insbesondere betreffend eine Relativbewegung in Richtung x. Mit der bogen- bzw. teilkreisförmigen Form wird diesem Anspruch Rechnung getragen. Vorteilhafterweise beträgt der Radius dieses bogenförmigen Mittelsteges zwischen 5 mm und 15 mm, insbesondere 7,5 mm.
Der Mittelsteg weist dabei eine maximale Dicke d2 zwischen 0,5 mm und 3 mm, insbesondere 1,5 mm auf. Die Dicke d2 des Mittelsteges hat neben der Grundform desselben und neben der Höhe h ebenfalls Einfluss auf das Flächenträgheitsmoment bzw. die Steifigkeit in Richtung y und in Richtung z sowie in Richtung x. Mit einer Dicke d2 der vorstehend genannten Größe wird die gewünschte Steifigkeit erreicht.
Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn das Gehäuse einen Mantel und mit Bezug zu einer HauptStrömungsrichtung H ein mit dem Einlassrohr gekoppeltes, vorderes Stirnblech und ein mit dem Auslassrohr gekoppeltes, hinteres Stirnblech aufweist und dass der Mantel, das vordere Stirnblech - -
und/oder das hintere Stirnblech eine Dicke dl zwischen 0,7 mm und 0,9 mm, insbesondere 0,8 mm aufweist. Da erfin¬ dungsgemäß auf den Einsatz von Zwischenwänden verzichtet wird, fällt ein Großteil der Steifigkeit des so gebildeten Abgasschalldämpfers auf das Gehäuse und die beiden Stirnwände bzw. Stirnbleche. Mit der Verwendung eines Bleches von etwa 0,8 mm Stärke wird trotz des mit dem Gehäuse verbundenen maßgeblichen Materialanteils das Gewicht des Ab¬ gasschalldämpfers minimiert. Zudem wird eine ausreichende Steifigkeit trotz Lagerung des Abgasrohres und des Einlassrohres gewährleistet.
Außerdem kann es vorteilhaft sein, wenn das Verbindungsteil 5 insgesamt eine maximale Dicke d2 zwischen 0,5 mm und 2 mm, oder 1,5 mm aufweist. Durch die Dicke d2 wird die ge¬ wünschte Steifigkeit gewährleistet.
Mit der Vermeidung des Einsatzes von Zwischenwänden wird auch eine nachteilige Geräuschentwicklung, das sogenannte „tick-ping" verhindert. Der so gebildete Abgasschalldämpfer ist im Ganzen einfacher gestaltet und gewährleistet einen soweit gröberen Herstellungsprozess , bei dem weniger Maßuntoleranzen berücksichtigt werden. Verschiedene Teile des Abgasschalldämpfers, insbesondere das Verbindungsteil sowie die Stirnfläche, können auch für verschiedene Abgas¬ schalldämpfer verwendet werden. Mit dem Verzicht auf Zwi¬ schenwände wird auch die soweit entstehende Spalt korrosion im Bereich von Zwischenwänden verhindert.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt. Es zeigen:
Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines Abgasschalldämpfers ; - -
Figur 2 eine Schnittdarstellung des Abgasschalldämpfers nach Figur 1;
Figur 2a Ansicht B-B aus Figur 2 ;
Figur 2b Ansicht C-C aus Figur 2a.
Ein in Figur 1 dargestellter Abgasschalldämpfer 1 weist ein Gehäuse 2, bestehend aus einem im Wesentlichen zylinderförmigen Mantel 2.1, der stirnseitig mit einem vorderen Stirn¬ blech 2.2 und einem hinteren Stirnblech 2.3 ergänzt ist, auf. Das Abgas durchströmt den Abgasschalldämpfer 1 in ei¬ ner Hauptströmungsrichtung H.
Innerhalb des so gebildeten Gehäuses 2 erstreckt sich ausgehend von dem vorderen Stirnblech 2.2 ein Einlassrohr 3 in das Innere des Abgasschalldämpfers 1, wohingegen sich vom hinteren Stirnblech 2.3 ein Auslassrohr 4 in das Innere des Abgasschalldämpfers 1 erstreckt. Das Abgas durchströmt das jeweilige Rohr 3, 4 in eine Strömungsrichtung S. Das Ein¬ lassrohr 3 bzw. das Auslassrohr 4 ist mit dem vorderen Stirnblech 2.2 bzw. dem hinteren Stirnblech 2.3 fest ver¬ bunden. Auf dem Einlassrohr 3 bzw. auf dem Auslassrohr 4 ist jeweils ein Dämpfungskörper 6.1, 6.2 vorgesehen, der unmittelbar im Bereich des jeweiligen Stirnbleches 2.2, 2.3 an dem Einlass- bzw. Auslassrohr 3, 4 positioniert ist. Das Einlass- bzw. Auslassrohr 3, 4 weist im Bereich dieses Dämpfungskörpers 6.1, 6.2 mehrere schlitzförmige Ausnehmungen 7.1, 7.2 auf .
Gemäß Figur 2 erstreckt sich sowohl das Einlassrohr 3 als auch das Auslassrohr 4 bzw. das jeweilige freie Ende ausge¬ hend vom jeweiligen Stirnblech 2.2, 2.3 in das Innere des Abgasschalldämpfers 1 über etwa zwei Drittel der Länge L des Abgasschalldämpfers 1, so dass ein hinteres Ende 3.1 - -
des Einlassrohres 3 mit Bezug zu einer Richtung rechtwink¬ lig zur jeweiligen Symmetrieachse SE, SA neben einem vorderen Ende 4.1 des Auslassrohres 4 angeordnet ist. Beide Roh¬ re 3, 4 sind über ein brückenartiges Verbindungsteil 5 mit¬ einander verbunden bzw. mechanisch gekoppelt.
Das jeweilige Rohr 3, 4 weist eine Strömungsachse SE, SA sowie etwa in der Mitte einen Knick von etwa 16° auf, so dass das jeweilige Rohrende 3.1, 4.1 im Winkel von etwa 16° zu einer Mittelachse 1.1 des Abgasschalldämpfers 1 angeord¬ net ist. Im Bereich des jeweiligen Endes 3.1, 4.1 ist das Verbindungsteil 5 vorgesehen.
Das Verbindungsteil 5 ist U-förmig ausgebildet und weist gemäß den Figuren 2, 2b zwei Schenkel 5.1, 5.2 auf, die über einen Mittelsteg 5.3 miteinander verbunden sind. Die beiden Schenkel 5.1, 5.2 sowie der Mittelsteg 5.3 sind hierbei einteilig und materialidentisch. Die beiden Schen¬ kel 5.1, 5.2 verlaufen parallel zur jeweiligen Symmetrie¬ achse SA, SE des Einlassrohres 3 bzw. des Auslassrohres 4. Der jeweilige Schenkel 5.1, 5.2 ist zudem an eine zylindri¬ sche bzw. runde Oberflächenform 0 gemäß Figur 2a angepasst bzw. angeformt. Der jeweilige Schenkel 5.1, 5.2 weist in Richtung x eine Länge LI, L2 auf und liegt über die Län¬ ge LI, L2 flächig gegen das jeweilige Rohr 3, 4 an.
Mit Bezug zu einer Richtung y rechtwinklig zur Richtung x weisen beide Schenkel 5.1, 5.2 einen Abstand a von etwa 15 mm auf.
Gemäß Figur 2a weist das Verbindungsteil 5 mit Bezug zu der Richtung z rechtwinklig zur Richtung x und y eine Höhe h von etwa 20 mm auf. -
Durch das so gebildete U-förmige Profil des Verbindungs¬ teils 5 mit der Höhe h wird eine ausreichend hohe Steifig¬ keit in Bezug auf eine Relativbewegung beider Rohre 3, 4 in Richtung z erreicht, wohingegen die Steifigkeit des so ge¬ bildeten Verbindungsteils 5 bezüglich einer Relativbewegung in Richtung x und in Richtung y weniger groß ausgebildet ist, so dass die beiden Rohre 3, 4 zumindest in vorgenann¬ ter Richtung x und/oder Richtung y relativ zueinander Ausgleichsbewegungen aufgrund thermischer Ausdehnung ausführen können .
Der Mantel 2.1 sowie die beiden Stirnflächen 2.2, 2.3 wei¬ sen eine Dicke dl von etwa 0,8 mm auf. Das Verbindungs¬ teil 5 weist eine Dicke d2 von etwa 1 mm bis 1,5 mm auf. Die beiden Schenkel 5.1, 5.2 sind gemäß Figur 2a über eine Schweißverbindung 8.1, 8.2 mit dem jeweiligen Rohr 3, 4 fest verbunden. Die Schweißverbindung 8.1, 8.2 erstreckt sich hierbei über ein Drittel der Länge LI, L2 des jeweiligen Schenkels 5.1, 5.2.
Ungeachtet der Hauptströmungsrichtung H gemäß Figur 2 ist der vorstehend beschriebene Abgasschalldämpfer 1 punktsym¬ metrisch aufgebaut. Die beiden Stirnflächen 2.2, 2.3 haben dieselbe Form. Sie sind ausgehend von einem Kupplungs¬ rand 2.2a bzw. 2.3a, der mit dem Mantel 2.1 verbunden ist, jeweils nach außen gewölbt und dort über einen Halterand 2.2b, 2.3b mit dem jeweiligen Rohr 3, 4 verbunden. Aufgrund der Auswölbung des jeweiligen Stirnbleches 2.2, 2.3 ergibt sich zwischen dem Kupplungsrand 2.2a, 2.3a mit dem Mantel 2.1 mit Bezug zur Mittelachse 1.1 ein axialer Versatz V zu dem jeweiligen Halterand 2.2b, 2.3b mit dem Einlass¬ rohr 3 bzw. dem Auslassrohr 4. Der Versatz V beträgt zwischen 40 mm und 50 mm. Die so gebildete Grundform des je¬ weiligen Stirnbleches 2.2, 2.3 gewährleistet eine axiale - -
Steifigkeit in Richtung der Mittelachse 1.1, so dass eine Relativbewegung zwischen beiden Rohren 3, 4 über das Ver¬ bindungsteil 5 erfolgt.
Aufgrund der Erwärmung der Rohre 3, 4 kommt es sowohl ent¬ lang der Mittelachse 1.1 bzw. der Strömungsachse SE, SA als auch in Richtung x gemäß Figur 2b zu einer Ausdehnung derselben. Die verminderte Steifigkeit des Verbindungsteils 5 in Richtung x und/oder Richtung y gewährleistet diese Rela¬ tivbewegung zwischen beiden Rohren 3, 4.
Mit Bezug zur HauptStrömungsrichtung H weist der Abgas¬ schalldämpfer 1 bzw. der Mantel 2.1 eine Durchmesserstufe D von 155 mm auf 140 mm auf. Die Durchmesserstufe D ist im Bereich des hinteren Endes 3.1 des Einlassrohres 3 bzw. mit Bezug zu der Strömungsrichtung S unmittelbar nach dem Ein¬ lassrohr 3 vorgesehen. Sie ist bauraumbedingt und für das Wesen der Erfindung nicht relevant.
_ -
Bezugszeichenliste
1 Abgasschalldämpfer
1. 1 Mittelachse
2 Gehäuse, Gehäusewand
2. 1 Mantel
2. 2 vorderes Stirnblech
2. 2a Kupplungsrand
2. 2b Halterand
2. 3 hinteres Stirnblech
2. 3a Kupplungsrand
2. 3b Halterand
3 Einlassrohr, Rohr
3. 1 hinteres Ende
4 Auslassrohr, Rohr
4. 1 vorderes Ende
5 Verbindungsteil, Brücke
5. 1 Schenkel
5. 2 Schenkel
5. 3 Mittelsteg
6. 1 Dämpfungskörper
6. 2 Dämpfungskörper
7. 1 Ausnehmung, Schlitze
7. 2 Ausnehmung, Schlitze
8. 1 Schweißverbindung
8. 2 Schweißverbindung
a Abstand
D Durchmesserstufe
dl Dicke
d2 Dicke
H HauptStrömungsrichtung
h Höhe - -
I Länge
II Länge
12 Länge
0 Oberflächenform
S Strömungsrichtung, Strömungsachse
SA Symmetrieachse
SE Symmetrieachse
V axialer Versatz
x Richtung
y Richtung
z Richtung

Claims

Patentansprüche
Abgasschalldämpfer (1) aufweisend ein Gehäuse (2), ein mit dem Gehäuse (2) verbundenes Einlassrohr (3) mit einem hinteren Ende (3.1) und einer Symmetrieachse SE sowie ein mit dem Gehäuse (2) verbundenes Auslassrohr (4) mit einem vorderen Ende (4.1) und einer in eine Rich¬ tung x verlaufenden Symmetrieachse SA, wobei das hinte¬ re Ende (3.1) und das vordere Ende (4.1) mit Bezug zu einer radialen Richtung y zu einer der Symmetrieach¬ sen SE, SA versetzt angeordnet sind, wobei ein separa¬ tes Verbindungsteil (5) vorgesehen ist, das das Ein¬ lassrohr (3) mit dem Auslassrohr (4) mechanisch verbin¬ det ,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass das Verbindungsteil (5) eine Geometrie aufweist, durch die das Verbindungsteil (5) mit Bezug zu einer Relativbewegung zwischen beiden Rohren (3, 4) in die Richtung x und/oder die Richtung y weniger steif ausgebildet ist als in eine dazu rechtwinklig angeordnete Richtung z.
Abgasschalldämpfer (1) nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass das hintere Ende (3.1) und das vordere Ende (4.1) mit Bezug zu einer Richtung rechtwinklig zur jeweiligen Symmetrieachse SE, SA nebeneinander angeordnet sind und das Verbindungsteil (5) mit Bezug zu einer Strömungs¬ richtung S im Bereich des hinteren Endes (3.1) des Ein¬ lassrohres (3) und im Bereich des vorderen Endes (4.1) des Auslassrohres (4) vorgesehen ist.
Abgasschalldämpfer (1) nach Anspruch 1 oder 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass das Verbindungsteil (5) als bogen- und/oder ei¬ förmige Brücke ausgebildet ist, wobei die Brücke (5) zwei in eine Richtung x verlaufende Schenkel (5.1, 5.2) aufweist, von denen einer am Einlassrohr (3) und einer am Auslassrohr (4) befestigt ist.
Abgasschalldämpfer (1) nach Anspruch 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass der jeweilige Schenkel (5.1, 5.2) parallel zu der jeweiligen Symmetrieachse SE, SA des Rohres (3, 4) an¬ geordnet ist.
Abgasschalldämpfer (5) nach Anspruch 3 oder 4,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass der jeweilige Schenkel (5.1, 5.2) eine Länge LI, L2 aufweist, wobei die Länge LI, L2 mindestens 20 mm, insbesondere zwischen 30 mm und 60 mm beträgt.
Abgasschalldämpfer (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass die beiden Schenkel (5.1, 5.2) mit Bezug zu einer rechtwinklig zu der Richtung x verlaufenden Richtung y eine Abstand a aufweisen, wobei der Abstand a mindes¬ tens 10 mm, insbesondere zwischen 15 mm und 30 mm groß ist .
7. Abgasschalldämpfer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass die Brücke (5) und/oder der Schenkel (5.1, 5.2) mit Bezug zu einer rechtwinklig zu der Richtung x und rechtwinklig zu der Richtung y verlaufenden Richtung z eine Höhe h aufweist, wobei die Höhe h mindestens
10 mm, insbesondere zwischen 15 mm und 35 mm oder 20 mm groß ist.
8. Abgasschalldämpfer (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 7,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass das Einlassrohr (3) und das Auslassrohr (4) eine Oberflächenform 0 aufweisen, wobei der Schenkel (5.1, 5.2) zumindest über einen Teil der Länge LI, L2 zumin¬ dest teilweise an die Oberflächenform 0 des Einlassrohres (3) oder des Auslassrohres (4) angeformt ist.
9. Abgasschalldämpfer (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 8,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass die Brücke (5) einen Mittelsteg (5.3) aufweist, der die beiden Schenkel (5.1, 5.2) verbindet, wobei der Mittelsteg (5.3) teilkreisförmig oder bogenförmig aus¬ gebildet ist.
10. Abgasschalldämpfer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche ,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass das Gehäuse (2) einen Mantel (2.1) und mit Bezug zu einer Hauptströmungsrichtung H ein mit dem Einlassrohr (3) gekoppeltes, vorderes Stirnblech (2.2) und ein mit dem Auslassrohr (4) gekoppeltes, hinteres Stirnblech (2.3) aufweist.
11. Abgasschalldämpfer (1) nach Anspruch 10,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass der Mantel (2.1), das vordere Stirnblech (2.2) und/oder das hintere Stirnblech (2.3) eine Dicke dl zwischen 0,7 mm und 0,9 mm, insbesondere 0,8 mm auf¬ weist.
12. Abgasschalldämpfer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche ,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass das Verbindungsteil 5 eine maximale Dicke d2 zwi¬ schen 0,5 mm und 2 mm, oder 1,5 mm aufweist.
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