DE102014110101A1

DE102014110101A1 - Schalldämpfer

Info

Publication number: DE102014110101A1
Application number: DE102014110101.4A
Authority: DE
Inventors: Auf Teilnichtnennung Antrag; Georg Turowski
Original assignee: Friedrich Boysen GmbH and Co KG
Current assignee: Friedrich Boysen GmbH and Co KG
Priority date: 2014-07-18
Filing date: 2014-07-18
Publication date: 2016-01-21
Also published as: US20160018034A1; CN105275564A

Abstract

Ein Schalldämpfer, insbesondere Nachschalldämpfer, für eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine, insbesondere Kraftfahrzeugmotor, umfasst ein insbesondere einen Mantel und zwei Stirnwände aufweisendes Gehäuse und mindestens zwei mindestens teilweise vom Gehäuse aufgenommene, ineinandergesteckte Rohre, insbesondere wenigstens ein insbesondere durch den Mantel hindurchgeführtes Eintritts- oder Austrittsrohr, das mit einem Innenrohr verbunden ist. Das erste Rohr weist ein Rohrstück auf, in das ein Rohrstück, insbesondere Endabschnitt des zweiten Rohres eingesteckt ist. Das Rohrstück des zweiten Rohres ist an seinem Außenumfang mit Noppen versehen, die in im Rohrstück des ersten Rohres vorgesehene Ausnehmungen eingreifen. Dabei sind die Ausnehmungen größer dimensioniert als die Noppen, so dass der Endabschnitt einerseits im Rohrstück festgelegt ist, andererseits jedoch begrenzt axial relativ zu dem Rohrstück verschiebbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schalldämpfer, insbesondere Nachschalldämpfer, für eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine, insbesondere Kraftfahrzeugmotor, mit einem, insbesondere einen Mantel und zwei Stirnwände umfassenden Gehäuse, mindestens zwei mindestens teilweise vom Gehäuse aufgenommenen, ineinandergesteckten Rohren, insbesondere wenigstens einem insbesondere durch den Mantel hindurch in das Gehäuse geführten Eintritts- oder aus dem Gehäuse geführten Austrittsrohr, das mit einem Innenrohr verbunden ist.
Derartige Schalldämpfer sind allgemein bekannt und werden insbesondere in Kraftfahrzeugen serienmäßig eingesetzt, um den vom Fahrzeugmotor erzeugten Geräuschpegel zu reduzieren. Sie sind in der Regel mit Innenböden versehen, die die Innenrohre aufnehmen und verschiedene Kammern voneinander trennen. Dabei werden die Innenböden meistens steif ausgeführt. Die Innenrohre werden in der Regel mit dem jeweiligen Bodendurchzug verschweißt. Zudem können die Innenböden von außen mit dem Mantel des Schalldämpfergehäuses beispielsweise über ein jeweiliges Langloch verschweißt werden.
Durch unterschiedliche Temperaturen an dem äußeren Mantel und den gasführenden Rohren entstehen Wärmespannungen, die entweder die Innenböden durch Verformung aufnehmen oder durch Schiebesitze zwischen den Rohren abgebaut werden müssen. Aufgrund der unterschiedlichen Temperaturen sind insbesondere die Verbindungen zwischen Eintritts- oder Austrittsrohren und den Innenrohren problematisch.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schalldämpfer der eingangs genannten Art anzugeben, der bei möglichst einfach gehaltenem Aufbau einen zuverlässigen Ausgleich von Wärmedehnungen im Bereich einer Verbindung zwischen zwei Rohren, insbesondere einem Eintritts- oder Austrittsrohr und einem Innenrohr ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das erste, insbesondere Innenrohr ein Rohrstück aufweist, in das bzw. auf das ein Rohrstück des zweiten, insbesondere Eintritts- bzw. Austrittsrohres ein- oder aufgesteckt ist, wobei zwischen dem Rohrstück des ersten Rohres und dem Rohrstück des zweiten Rohres eine lockere Formschlussverbindung vorgesehen ist, so dass das Rohrstück des zweiten, insbesondere Eintritts- bzw. Austrittsrohres einerseits im Rohrstück des ersten, insbesondere Innenrohres festgelegt, andererseits jedoch relativ zu dem Rohrstück des ersten Rohres begrenzt axial verschiebbar ist. Die Rohrstücke des ersten und des zweiten Rohres können dabei jeweils durch einen Endabschnitt oder einen seitlichen Abzweig eines geraden oder gebogenen Rohres gebildet sein.
Aufgrund dieser Ausbildung wird bei einfach gehaltenem Aufbau des Schalldämpfers ein zuverlässiger Ausgleich von Wärmedehnungen im kritischen Bereich einer Verbindung zwischen zwei Rohren, insbesondere einem Eintritts- oder Austrittsrohr und einem Innenrohr ermöglicht. Nachdem das Rohrstück des Eintritts- bzw. Austrittsrohres durch die lockere Formschlussverbindung zwar im oder auf dem Rohrstück festgelegt, jedoch relativ zu diesem begrenzt axial verschiebbar ist, kann ein Ausgleich von Wärmedehnungen erfolgen.
Bevorzugt ist die lockere Formschlussverbindung durch an einem der einander zugeordneten Teile vorgesehenen Noppen verwirklicht, die in an dem anderen Teil vorgesehene Ausnehmungen eingreifen, die gegenüber den Noppen größer dimensioniert sind. Darüber hinaus sind die Rohre durch die zusammenwirkenden Noppen und Ausnehmungen gegeneinander drehgesichert.
Die eine axiale Wärmedehnung ermöglichende Verbindung zwischen den Rohren ist einfach herstellbar, wodurch die Montage des Schalldämpfers vereinfacht wird. Die am Außenumfang des Endabschnitts vorgesehenen Noppen können nach einem Zusammenstecken der Rohre insbesondere von innen erzeugt werden.
Wie bereits erwähnt, ist das Rohrstück des zweiten Rohres durch die zusammenwirkenden Noppen und Ausnehmungen bevorzugt drehgesichert in dem Rohrstück des ersten Rohres aufgenommen.
Das in das Rohrstück des ersten Rohres eingesteckte Rohrstück des zweiten Rohres ist bevorzugt mit einem Einzug, d.h. einer Querschnitts- oder Durchmesserreduzierung versehen. Ein solcher Einzug erleichtert die axiale Verschiebbarkeit des Rohrstücks des zweiten Rohres relativ zum Rohrstück des ersten Rohres und bildet einen Anschlag. Dabei sind die Querschnitte bzw. Durchmesser der Rohrstücke aufeinander abgestimmt. Eine nach außen gasdichte Verbindung zwischen den Rohren ist nicht erforderlich, da das Gehäuse gasdicht ausgebildet ist.
Das erste, insbesondere Innenrohr kann insbesondere als Y-Rohr ausgebildet sein, wobei in diesem Fall das Rohrstück des ersten Rohres als seitlicher Abzweig des Y-Rohres vorgesehen ist. Ein solches Y-Rohr erleichtert die Verbindung mit weiteren Innenrohren. Dabei kann ein solches Y-Rohr insbesondere mit zwei weiteren Innenrohren verbunden werden. Grundsätzlich kann das erste Rohr jedoch auch andersartig ausgeführt sein. Insbesondere kann das erste Rohr auch aus zwei Halbschalen bestehen.
Die Noppen und Ausnehmungen können zumindest teilweise eine sich in Umfangsrichtung des Rohrstücks des zweiten, insbesondere Eintritts- bzw. Austrittsrohres bzw. in Umfangsrichtung des Rohrstücks des ersten, insbesondere Innenrohres erstreckende längliche Form besitzen. Sie können jedoch zumindest teilweise auch eine insbesondere runde Form besitzen.
Bevorzugt sind die Noppen und Ausnehmungen gleichmäßig über den Umfang des betreffenden Rohrstücks verteilt.
Wie bereits angeführt, kann zumindest ein Teil der Innenrohre durch Innenböden abgestützt sein, die mit Aussparungen versehen sind, durch die die betreffenden Innenrohre hindurchgeführt sind. Dabei können die Innenrohre mit den Innenböden fest verbunden, insbesondere verschweißt sein.
Der Mantel des Gehäuses kann insbesondere in Schalenbauweise oder in Wickelbauweise gefertigt sein. Während bei der Schalenbauweise insbesondere zwei tiefgezogene Bleche randseitig miteinander verbunden werden, wird bei der Wickelbauweise ein Blech um einen Kern gewickelt und geschlossen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen:
1 eine schematische perspektivische Darstellung einer Verbindung zwischen einem Eintritts- oder Austrittsrohr und einem Innenrohr einer beispielhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schalldämpfers,
2 eine weitere schematische perspektivische Darstellung der Verbindung gemäß 1,
3 eine schematische perspektivische Darstellung des bereits mit Noppen versehenen Eintritts- bzw. Austrittsrohres,
4 eine schematische perspektivische Darstellung des Innenrohres,
5 eine schematische perspektivische Darstellung des noch nicht mit Noppen versehenen Eintritts- bzw. Austrittsrohres, und
6 eine schematische perspektivische Darstellung der Verbindung gemäß 1 in einer Phase, in der das Eintritts- bzw. Austrittsrohr mit seinem Endabschnitt zwar bereits in das Rohrstück des Innenrohres eingesteckt ist, der Endabschnitt des Eintritts- bzw. Austrittsrohres jedoch noch nicht mit Noppen versehen ist.
Die 1 bis 6 zeigen eine schematische perspektivische Darstellung eines Teils einer beispielhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schalldämpfers 10, insbesondere Nachschalldämpfers, für eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine, insbesondere Kraftfahrzeugmotor.
Der Schalldämpfer 10 umfasst ein einen Mantel und zwei Stirnwände aufweisendes (nicht gezeigtes) Gehäuse und wenigstens ein insbesondere durch den Mantel hindurchgeführtes Eintritts- oder Austrittsrohr 12, das mit einem Innenrohr 14 verbunden ist.
Das Innenrohr 14 weist ein als seitlicher Abzweig ausgebildetes Rohrstück 16 auf, in das ein Endabschnitt 18 des Eintritts- bzw. Austrittsrohres 12 eingesteckt ist.
Im montierten Zustand ist der Endabschnitt 18 des Eintritts- bzw. Austrittsrohres 12 an seinem Außenumfang mit Noppen 20 versehen, die in im Rohrstück 16 des Innenrohres 14 vorgesehene Ausnehmungen 22 eingreifen. Die Noppen 20 können nach erfolgtem Zusammenstecken des Eintritts- bzw. Austrittsrohres 12 und Innenrohres 14 insbesondere von innen durch ein entsprechendes Werkzeug in den Endabschnitt 18 des Eintritts- bzw. Austrittsrohres 12 eingebracht werden. Dabei sind die Ausnehmungen 22 größer dimensioniert als die Noppen 20, so dass der Endabschnitt 18 des Eintritts- bzw. Austrittsrohres 12 einerseits im Rohrstück 16 des Innenrohres 14 festgelegt, d.h. unverlierbar mit diesem verbunden ist, andererseits jedoch begrenzt axial relativ zu dem Rohrstück 16 verschiebbar ist, um einen Ausgleich von Wärmedehnungen zu ermöglichen.
Durch die zusammenwirkenden Noppen 20 und Ausnehmungen 22 des Endabschnitts 18 des Eintritts- bzw. Austrittsrohres 18 bzw. des Rohrstücks 16 des Innenrohres 14 ist der Endabschnitt 18 des Eintritts- bzw. Austrittsrohres 12 zudem drehgesichert in dem Rohrstück 16 aufgenommen.
Der in dem Rohrstück 16 eingesteckte Endabschnitt 18 des Eintritts- bzw. Austrittsrohres 12 kann mit einem Einzug 24, d.h. einer Querschnitts- oder Durchmesserreduzierung, versehen sein, wodurch die axiale Verschiebbarkeit des Endabschnitts 18 des Eintritts- bzw. Austrittsrohres 12 im Rohrstück 16 des Innenrohres 14 erleichtert und ein Anschlag gebildet wird. Eintrittsrohr bzw. Austrittsrohr und Innenrohr werden hierdurch gezielt verpresst, so dass eine Stützwirkung ähnlich einer verschweißten Lösung möglich ist, aber gleichzeitig die axiale Wärmedehnung des Eintritts- bzw. Austrittsrohres möglich ist. Durch diese Stützwirkung wird der Eintrittsbereich des Schalldämpfers hinsichtlich der möglichen Biegebelastung verbessert. Die Querschnitte bzw. Durchmesser des Rohrstücks 16 und des Endabschnitts 18 des Eintritts- bzw. Austrittsrohres 12 sind aufeinander abgestimmt.
Das Innenrohr 14 kann, wie dargestellt, beispielsweise als aus zwei Halbschalen gefertigtes Y-Rohr ausgebildet sein, wobei in diesem Fall das Rohrstück 16 als seitlicher Abzweig des Y-Rohres vorgesehen ist. Grundsätzlich ist jedoch auch eine andersartige Ausführung des Innenrohres 14 denkbar.
Wie insbesondere den 1 bis 3 entnommen werden kann, können die Noppen 20 und Ausnehmungen 22 zumindest teilweise eine sich in Umfangsrichtung des Eintritts- bzw. Austrittsrohres 12 bzw. in Umfangsrichtung des Rohrstücks 16 erstreckende längliche Form besitzen. Es sind jedoch beispielsweise auch solche Ausführungen denkbar, bei denen die Noppen 20 und Ausnehmungen 22 zumindest teilweise eine runde Form besitzen.
Wie dargestellt, können die Noppen 20 und Ausnehmungen 22 insbesondere gleichmäßig über den Umfang des Endabschnitts 18 des Eintritts- bzw. Austrittsrohres 12 bzw. den Umfang des Rohrstücks 16 verteilt sein.
Das mit dem Eintritts- bzw. Austrittsrohr 12 verbundene Innenrohr 14 kann mit zumindest einem weiteren Innenrohr verbunden sein. Ist das Innenrohr 14 wie dargestellt beispielsweise als Y-Rohr mit einem seitlichen Abzweig ausgebildet, so können mit diesem Innenrohr 14 insbesondere zwei weitere Innenrohre verbunden werden. Wie bereits erwähnt, ist grundsätzlich jedoch auch eine andersartige Ausführung des Innenrohres 14 denkbar.
Zumindest ein Teil der Innenrohre kann insbesondere durch (nicht gezeigte) Innenböden abgestützt sein, die mit Aussparungen versehen sind, durch die die betreffenden Innenrohre hindurchgeführt sind. Dabei können die Innenrohre insbesondere mit den Bodendurchzügen verschweißt sein.
Der Mantel des Gehäuses des Schalldämpfers 10 kann insbesondere in Schalenbauweise oder in Wickelbauweise gefertigt sein. Während bei der Schalenbauweise üblicherweise zwei tiefgezogene Bleche randseitig miteinander verbunden werden, wird bei der Wickelbauweise ein Blech um einen Kern gewickelt und geschlossen.
Die 1 und 2 zeigen die Verbindung zwischen dem Eintritts- bzw. Austrittsrohr 12 und dem Innenrohr 14 nach erfolgter Montage. In 3 ist das bereits mit Noppen 20 versehene Eintritts- bzw. Austrittsrohr 12 dargestellt. 4 zeigt das Innenrohr 14. In 5 ist das noch nicht mit Noppen versehene Eintritts- bzw. Austrittsrohr 12 dargestellt.
6 zeigt die Verbindung zwischen dem Eintritts- bzw. Austrittsrohr 12 und dem Innenrohr 14 in einer Phase, in der das Eintritts- bzw. Austrittsrohr 12 mit seinem Endabschnitt 18 zwar bereits in das Rohrstück 16 des Innenrohres 14 eingesteckt ist, der Endabschnitt 18 des Eintritts- bzw. Austrittsrohres 12 jedoch noch nicht mit Noppen 20 versehen ist. Diese Noppen 20 können anschließend mittels eines geeigneten Werkzeugs insbesondere von innen in den Endabschnitt 18 des Eintritts- bzw. Austrittsrohres 12 eingebracht werden, um die in den 1 und 2 dargestellte endgültige Verbindung herzustellen, bei der die am Außenumfang des Endabschnitts 18 des Eintritts- bzw. Austrittsrohres 12 ausgebildeten Noppen 20 schließlich in die im Rohrstück 16 vorgesehenen Ausnehmungen 22 eingreifen.
Bezugszeichenliste

10: Schalldämpfer
12: Eintritts- oder Austrittsrohr
14: Innenrohr
16: Rohrstück
18: Endabschnitt
20: Noppen
22: Ausnehmung
24: Einzug

Claims

Schalldämpfer (10), insbesondere Nachschalldämpfer, für eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine, insbesondere Kraftfahrzeugmotor, mit einem, insbesondere einen Mantel und zwei Stirnwände umfassenden Gehäuse und mindestens zwei mindestens teilweise vom Gehäuse aufgenommenen, ineinandergesteckten Rohren, insbesondere wenigstens einem insbesondere durch den Mantel hindurch in das Gehäuse geführten Eintritts- oder aus dem Gehäuse geführten Austrittsrohr (12), das mit einem Innenrohr (14) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das erste, insbesondere Innenrohr (14) ein Rohrstück (16) aufweist, in das bzw. auf das ein Rohrstück insbesondere Endabschnitt (18) des zweiten, insbesondere Eintritts- bzw. Austrittsrohres (12) ein- oder aufgesteckt ist, wobei zwischen dem Rohrstück (16) des ersten Rohres (14) und dem Rohrstück (18) des zweiten Rohres (12) eine lockere Formschlussverbindung (20, 22) vorgesehen ist, so dass das Rohrstück (18) des zweiten Rohres (12) einerseits im Rohrstück (16) des ersten Rohres (14) festgelegt, andererseits jedoch relativ zu dem Rohrstück (16) des ersten Rohres (14) begrenzt axial verschiebbar ist.
Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrstück des zweiten Rohres (12) an seinem Außen- bzw. Innenumfang mit Noppen (20) versehen ist, die in im Rohrstück (16) des ersten Rohres (14) vorgesehene Ausnehmungen (22) eingreifen, die größer dimensioniert sind als die Noppen (20), oder dass das Rohrstück (16) des ersten Rohres (14) an seinem Außen- bzw. Innenumfang mit Noppen versehen ist, die in im Rohrstück (18) des zweiten Rohres (12) vorgesehene Ausnehmungen eingreifen, die größer dimensioniert sind als die Noppen.
Schalldämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrstück des zweiten Rohres (12) durch die zusammenwirkenden Noppen (20) und Ausnehmungen (22) drehgesichert in dem Rohrstück (16) des ersten Rohres (14) aufgenommen ist.
Schalldämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das in das Rohrstück (16) des ersten Rohres (14) eingesteckte Rohrstück (18) des zweiten Rohres (12) mit einem Einzug (24) versehen ist.
Schalldämpfer nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste, insbesondere Innenrohr (14) als Y-Rohr ausgebildet und das Rohrstück (16) als seitlicher Abzweig des Y-Rohres vorgesehen ist und/oder dass das erste, insbesondere Innenrohr (14) aus zwei Halbschalen besteht.
Schalldämpfer nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Noppen (20) und Ausnehmungen (22) zumindest teilweise eine sich in Umfangsrichtung des Rohrstücks (18) des zweiten, insbesondere Eintritts- bzw. Austrittsrohres (12) bzw. in Umfangsrichtung des Rohrstücks (16) des ersten, insbesondere Innenrohres (14) erstreckende längliche Form besitzen oder dass die Noppen (20) und Ausnehmungen (22) zumindest teilweise eine runde Form besitzen.
Schalldämpfer nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Noppen (20) und Ausnehmungen (22) gleichmäßig über den Umfang des Rohrstücks (18) des zweiten Rohres (12) bzw. den Umfang des Rohrstücks (16) des ersten Rohrstücks (14) verteilt sind.
Schalldämpfer nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenrohr (14) mit zumindest einem weiteren Innenrohr verbunden ist.
Schalldämpfer nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Innenrohre durch Innenböden abgestützt ist, die mit Aussparungen versehen sind, durch die die betreffenden Innenrohre hindurchgeführt sind.
Schalldämpfer nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel des Gehäuses in Schalenbauweise gefertigt ist.
Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel des Gehäuses in Wickelbauweise gefertigt ist.