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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schalldämpfer für eine Abgasanlage und insbesondere einen Schalldämpfer für eine Abgasanlage eines Fahrzeugverbrennungsmotors.
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Bei Abgasanlagen und insbesondere bei gasführenden Leitungen, beispielsweise bei einer Abgasleitung eines Kraftfahrzeugs mit Verbrennungsmotor, wird mit dem Transport des Abgasstroms auch Schall übertragen.
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Um die Schallemission zu reduzieren werden im Verlauf einer Abgasleitung Schalldämpfer eingesetzt. Derartige Schalldämpfer werden vom Gasstrom der Abgasleitung durchströmt, wobei dann innerhalb des Schalldämpfers die Schallwellen durch verschiedene Maßnahmen – wie Reflexion, Resonanz und Absorption – zur Wechselwirkung miteinander und/oder mit entsprechenden Materialien innerhalb des Schalldämpfers gebracht werden. Auf Grund dieser Wechselwirkungen werden die Schallwellen gedämpft und die Schallintensität, die nach außen hin abgegeben wird, wird reduziert.
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Werden in der zu Grunde liegenden Abgasanlage und entsprechend in der Abgasleitung im Vergleich zur Umgebung heiße Gase transportiert, wie es zum Beispiel bei Abgasanlagen für Brennkraftmaschinen der Fall ist, treten Temperaturgradienten zwischen den Komponenten eines Schalldämpfers und der Umgebung sowie auch thermische Wechsellasten bei unterschiedlichen Betriebsmodi der Abgasanlage auf, zum Beispiel bei Betrieb und Stillstand.
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Da in einem Schalldämpfer in einem vorgesehenen Schalldämpfergehäuse ein oder mehrere Abgasrohre zum Zu-, Ab- oder Durchführen von Abgas vorgesehen sind und mit ebenfalls vorgesehenen Zwischenwänden zur Unterteilung des Inneren des Schalldämpfergehäuses in Kompartimente verbunden werden müssen, können an den Verbindungsstellen zwischen den Abgasrohren und den Zwischenwänden auf Grund unterschiedlichen Wärmeausdehnungsverhaltens und/oder auf Grund thermischer Wechsellasten mechanische Spannungen auftreten, welche die Qualität, die Zuverlässigkeit und die Lebensdauer der Verbindung zwischen den Abgasrohren und Zwischenwänden verringern.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Schalldämpfer für eine Abgasanlage und insbesondere einen Schalldämpfer für eine Abgasanlage eines Fahrzeugverbrennungsmotors zu schaffen, bei welchem die mechanische Verbindung zwischen Abgasrohren und Zwischenwänden eines Schalldämpfergehäuses besonders zuverlässig gegen durch thermische Belastung erzeugte mechanische Spannungen ausgebildet ist.
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Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird bei einem Schalldämpfer für eine Abgasanlage erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Schalldämpfers sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die vorliegende Erfindung schafft einen Schalldämpfer für eine Abgasanlage und insbesondere einen Schalldämpfer für eine Abgasanlage eines Fahrzeugverbrennungsmotors mit einem Schalldämpfergehäuse mit einer Gaseintrittsseite und einer Gasaustrittsseite, mindestens einem im Schalldämpfergehäuse angeordneten Abgasrohr zum Zu-, Ab- oder Durchführen von Abgas und mindestens einer Zwischenwand zur Unterteilung des Inneren des Schalldämpfergehäuses.
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Die Zwischenwand weist einen Wandbereich zur Unterteilung des Inneren des Schalldämpfergehäuses in Abschnitte, einen Außenrand, der an einem inneren Umfangsbereich des Schalldämpfergehäuses fest montiert ist – insbesondere durch eine Fügeverbindung wie Schweißen – und mindestens eine den Wandbereich durchdringende und einen Rand aufweisende Durchtrittsöffnung für den Durchtritt des Abgasrohres auf.
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Der Rand der Durchtrittsöffnung ist mit einem äußeren Umfangsbereich des Abgasrohres fest verbunden, insbesondere durch eine Fügeverbindung wie Schweißen. Der Wandbereich weist benachbart zum Rand der Durchtrittsöffnung und zu diesem beabstandet mindestens eine den Wandbereich durchdringende Dehnungsausnehmung auf zur Kompensation bei thermischer Ausdehnung auftretender mechanischer Spannungen.
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Dadurch, dass der Wandbereich einer Zwischenwand benachbart zum Rand einer Durchtrittsöffnung und zu diesem beabstandet mindestens eine den Wandbereich durchdringende Dehnungsausnehmung aufweist, ist selbst bei unterschiedlichem Wärmeausdehnungsverhalten im Bereich der Verbindung zwischen Abgasrohr und Zwischenwand aufeinandertreffender Materialien eine Kompensation mechanischer Spannungen bei thermischer Ausdehnung und insbesondere bei thermischer Wechsellast besonders zuverlässig möglich, weil die vorgesehene mindestens eine Dehnungsausnehmung zu einer gesteigerten mechanischen Flexibilität im Sinne eines mechanisch elastischen Verhaltens im Bereich des Durchtritts und der Anbindung des Abgasrohrs an oder in der Zwischenwand führt.
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Dieser Vorteil besteht auch unabhängig von der Natur der Montage des Abgasrohrs im Bereich der Durchtrittsöffnung für das Abgasrohr, sei dieser durch Schweißen, Nieten, Kleben oder eine sonst wie geartete Fügeverbindung realisiert.
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Der erfindungsgemäße Schalldämpfer kann einen oder mehrere Böden enthalten. Dabei ist nicht zwingend, dass die Böden mit dem Mantel oder der Schale verschweißt werden. Der Schalldämpfer kann auch mit mehreren Rohren ausgebildet sein.
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Denkbar ist auch ein Schalldämpfer mit dem erfindungsgemäßen Aufbau, bei welchem nur ein durchgehendes Abgasrohr mit einem oder mit mehreren Zwischenböden oder -wänden ausgebildet ist.
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Bekannte Schalldämpfer können so ausgestaltet sein, dass ein erstes Rohr – z. B. ein Eintrittsrohr – am oder im Innenboden verschweißt ist und ein zweites Rohr – z. B. ein Austrittsrohr – per Schiebesitz vom Eintrittsrohr schiebend aufgenommen ist, wobei sowohl das Eintrittsrohr als auch das Austrittsohr mit dem jeweiligen Eintritts- bzw. Austrittsboden des Schalldämpfers verbunden ist. Bei solchen Schiebesitzlagerungen kann es zu Knackgeräuschen durch die Wärmedehnung, z. B. durch Verhaken, kommen. Durch die erfindungsgemäß vorgesehenen Dehnungsausnehmungen kann antelle eines Schiebesitzes eine Schweißverbindung zwischen Eintritts- und Austrittsrohr vorgesehen und dadurch die Geräuschentwicklung verhindert werden.
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Grundsätzlich ist es ein Ziel der Erfindung, mit den Dehnungsausnehmungen und durch deren Anzahl, Anordnung und Dimensionierung den Zwischenboden zumindest lokal möglichst weich auszugestalten. Um dies zu erreichen, kann z. B. die freigeschnittene Fläche möglichst groß im Verhältnis zur Restfläche und/oder zu vorgesehenen Stegen sein.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schalldämpfers ist die mindestens eine Dehnungsausnehmung als freie Ausnehmung ausgebildet. Darunter ist z. B. eine Ausnehmung zu verstehen, die komplett offen ist und von keinem anderen Material oder Element z. B. des Schalldämpfergehäuses durchdrungen wird, insbesondere nicht von anderen Rohrelementen.
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Besonders effektiv gestaltet sich die Kompensation mechanischer Spannungen auf Grund thermischer Belastung oder thermischer Wechsellast dann, wenn die mindestens eine Dehnungsausnehmung direkt benachbart und also im Randbereich der Durchtrittsöffnung für das Abgasrohr ausgebildet ist.
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Diese Nachbarschaft lässt sich insbesondere zum Abstand des Randes der Durchtrittsöffnung vom inneren Umfangsbereich des Schalldämpfergehäuses in Bezug setzen.
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So ist es besonders vorteilhaft, wenn die mindestens eine Dehnungsausnehmung innerhalb einer Entfernung vom Rand der Durchtrittsöffnung angeordnet ist, welche höchstens 30% des Abstandes des Randes der Durchtrittsöffnung vom nächstliegenden inneren Umfangsbereich des Schalldämpfergehäuses entspricht, vorzugsweise innerhalb von 20%, weiter vorzugsweise innerhalb von 10%.
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Alternativ oder zusätzlich kann die Nachbarschaft einer Dehnungsausnehmung zur Durchtrittsöffnung in Bezug auf den Durchmesser der Durchtrittsöffnung definiert werden.
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So kann es also alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein, dass die mindestens eine Dehnungsausnehmung innerhalb einer Entfernung vom Rand der Durchtrittsöffnung angeordnet ist, welche höchstens 30% des Durchmessers der Durchtrittsöffnung entspricht, vorzugsweise innerhalb von 20%, weiter vorzugsweise innerhalb von 10%.
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Von besonderem Vorteil ist das Vorsehen einer Mehrzahl von Dehnungsausnehmungen für eine gegebene Durchtrittsöffnung, weil dann die auf Grund thermischer Belastungen und thermischer Wechsellasten auftretenden mechanischen Spannungen gleichmäßig auf mehrere räumlich voneinander getrennte Bereiche verteilt werden können und die lokalen Belastungen auf die Zwischenwand im Bereich der Durchtrittsöffnung weiter vermindert werden, so dass sich eine weitere Steigerung der Haltbarkeit und Zuverlässigkeit der Verbindung zwischen Durchtrittsöffnung und Abgasrohr ergibt.
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Dabei ist es insbesondere weiter vorteilhaft, wenn die Dehnungsausnehmungen der Mehrzahl von Dehnungsausnehmungen einer Durchtrittsöffnung gleichmäßig verteilt um die Durchtrittsöffnung herum angeordnet sind, weil dann eine Konzentration mechanischer Spannungen auf bestimmte Bereiche um die Durchtrittsöffnung herum vermieden wird.
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Dies trifft insbesondere dann zu, wenn die Dehnungsausnehmungen der Mehrzahl von Dehnungsausnehmungen einer Durchtrittsöffnung symmetrisch um die Durchtrittsöffnung herum angeordnet sind.
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Dabei können mehrere Dehnungsausnehmungen einer Durchtrittsöffnung mit unterschiedlichem Abstand zu dieser um die Durchtrittsöffnung herum angeordnet sein, insbesondere konzentrisch zur Durchtrittsöffnung, bevorzugt in Umfangsrichtung der Durchtrittsöffnung zueinander versetzt.
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Ein besonders hohes Maß an Ausgleich mechanischer Spannungen ergibt sich, wenn zwischen direkt benachbarten Dehnungsausnehmungen der Anteil zwischen den Dehnungsausnehmungen vorliegenden Materials besonders gering gehalten wird.
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Dabei kann es insbesondere vorgesehen sein, dass direkt benachbarte Dehnungsausnehmungen der Mehrzahl von Dehnungsausnehmungen einer Durchtrittsöffnung durch einen – insbesondere schmalen – Materialsteg räumlich voneinander getrennt sind, wobei die Materialstege einer Durchtrittsöffnung in ihrer Gesamtheit insbesondere gleichmäßig und/oder symmetrisch um die Durchtrittsöffnung herum verteilt sind.
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Besonders vorteilhaft gestaltet sich die Verteilung der mechanischen Spannungen bei thermischer Wechsellast dann, wenn um eine Durchtrittsöffnung herum nur wenige schmale Materialstege zwischen den Dehnungsausnehmungen der Durchtrittsöffnung verbleiben.
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Im Hinblick auf die Vereinfachung eines dem Schalldämpfer zu Grunde liegenden Herstellungsverfahrens ist es besonders vorteilhaft, wenn die Dehnungsausnehmungen eine verfahrenstechnisch einfach auszubildende Gestalt besitzen. So ist es besonders geeignet, wenn die mindestens eine Dehnungsausnehmung als Schlitz oder als Langloch ausgebildet ist, insbesondere mit einem Verlauf in U-Form und/oder den Rand der jeweiligen Durchtrittsöffnung umlaufend.
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Bisher wurden zur Kompensation mechanischer Spannungen ausschließlich Maßnahmen besprochen, die im Wesentlichen in der Ebene der Zwischenwand und also mithin lateral in der Zwischenwand des Schalldämpfergehäuses erfolgen und wirksam sind.
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Eine weitere Reduktion mechanischer Spannungen und/oder eine weiter gesteigerte Verteilung mechanischer Spannung bei thermischer Wechsellast ergibt sich, wenn Maßnahmen ergriffen werden, die aus der Fläche oder Ebene der jeweiligen Zwischenwand des Schalldämpfergehäuses herausführen.
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So ist es besonders vorteilhaft, wenn die Zwischenwand mit Sicken ausgebildet ist, insbesondere benachbart zu der mindestens einen Dehnungsausnehmung, bevorzugt im Bereich etwaiger Stege und/oder in einem Bereich zwischen einer Dehnungsausnehmung einer Durchtrittsöffnung und dem Rand dieser Durchtrittsöffnung.
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Dabei wird unter einer Sicke eine Abfolge manuell oder maschinell hergestellter rinnenförmiger Vertiefungen und Erhebungen im Wandbereich der Zwischenwand oder des Zwischenbodens verstanden, welche einerseits zur Erhöhung der lokalen Steifigkeit dient und andererseits mechanische Spannung und insbesondere Spannungsspitzen aufzunehmen und zu verteilen vermag.
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Die vorliegende Erfindung und das zu Grunde liegende Konzept entfalten ihre Wirksamkeit insbesondere dann, wenn die Zwischenwand – bis auf ein oder mehrere Durchtrittsöffnungen für Abgasrohre und ein oder mehrere Dehnungsausnehmungen der Durchtrittsöffnungen – als geschlossene Wand ausgebildet ist.
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Diese und weitere Aspekte werden auf der Grundlage der beigefügten Zeichnungen erläutert.
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1 zeigt eine schematische und geschnittene Seitenansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schalldämpfers.
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2A, B sind schematische und geschnittene Seitenansichten, welche Details der Ausführungsform aus 1 im Hinblick auf die Montage eines Abgasrohres im Bereich einer Durchtrittsöffnung darstellen.
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3 ist eine schematische Draufsicht auf eine Zwischenwand einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schalldämpfers.
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4 ist eine schematische Draufsicht auf ein Detail der Ausführungsform der 3 im Bereich des Randes einer Durchtrittsöffnung mit entsprechenden Dehnungsausnehmungen.
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5 ist eine schematische Draufsicht auf eine andere Ausführungsform einer Zwischenwand eines erfindungsgemäßen Schalldämpfers.
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6–8 sind schematische Draufsichten auf Bereiche von Durchtrittsöffnungen mit Dehnungsausnehmungen bei Zwischenwänden anderer Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Schalldämpfers.
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9 zeigt eine andere Ausführungsform einer Zwischenwand bei einem erfindungsgemäßen Schalldämpfer, bei welchem Dehnungsausnehmungen um die Durchtrittsöffnung strahlenförmige angeordnet sind.
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Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Sämtliche Ausführungsformen der Erfindung und auch ihre technischen Merkmale und Eigenschaften können einzeln isoliert oder wahlfrei zusammengestellt miteinander beliebig und ohne Einschränkung kombiniert werden.
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Strukturell und/oder funktionell gleiche, ähnliche oder gleich wirkende Merkmale oder Elemente werden nachfolgend im Zusammenhang mit den Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Nicht in jedem Fall wird eine detaillierte Beschreibung dieser Merkmale oder Elemente wiederholt.
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Zunächst wird auf die Zeichnungen im Allgemeinen Bezug genommen.
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Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Schalldämpfer 1 für eine Abgasanlage und insbesondere für eine Abgasanlage eines Fahrzeugverbrennungsmotors vorgeschlagen.
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Ein derartiger erfindungsgemäßer Schalldämpfer 1 ist mit einem Schalldämpfergehäuse 100 mit einer Gaseintrittsseite E und einer Gasaustrittsseite A, mit mindestens einem im Schalldämpfergehäuse 100 angeordneten Abgasrohr 56, 58, 60 zum Zu-, Ab- oder Durchführen von Abgas G, G' und mit mindestens einer Zwischenwand 10 zur Unterteilung des Inneren 100i des Schalldämpfergehäuses 100 ausgebildet.
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Die Zwischenwand 10 weist erfindungsgemäß einen Wandbereich 12 zur Unterteilung des Inneren 100i des Schalldämpfergehäuses 100 in Abschnitte, einen Außenrand 14, der an einem inneren Umfangsbereich 110 des Schalldämpfergehäuses 100 fest montiert ist, insbesondere durch eine Fügeverbindung wie Schweißen, und mindestens eine den Wandbereich 12 durchdringende und einen Rand 18 aufweisende Durchtrittsöffnung 16 für den Durchtritt und/oder Anschluss des Abgasrohres 56, 58, 60 auf.
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Der Rand 18 der Durchtrittsöffnung 16 ist mit einem äußeren Umfangsbereich des Abgasrohres 56, 58, 60 fest verbunden, insbesondere durch eine Fügeverbindung wie Schweißen.
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Der Wandbereich 12 weist benachbart zum Rand 18 der Durchtrittsöffnung 16 und zu diesem beabstandet mindestens eine den Wandbereich 12 durchdringende Dehnungsausnehmung 20 zur Kompensation bei thermischer Ausdehnung auftretender mechanischer Spannungen auf.
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Im Sinne der Erfindung werden die Zwischenwände 10 auch als Böden, Innenböden oder Zwischenböden des zu Grunde liegenden Schalldämpfergehäuses 100 bezeichnet.
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Derartige Zwischenwände 10 oder -böden 10 dienen der Abstützung von Außenwänden im Schalldämpfer 1 oder Schalldämpfergehäuse 100. Sie nehmen Abgasrohre 56, 58, 60 oder Innenrohre 56, 58, 60 auf und trennen die vorgesehenen Kammern voneinander ab. Die Böden werden in der Regel steif ausgeführt. Die vorgesehenen Abgasrohre 56, 58, 60 oder Innenrohre 56, 58, 60 werden in der Regel mit dem Bodendurchzug verschweißt. Des Weiteren können die Böden 10 aber auch von außen mit dem Schalldämpfergehäuse 100, der auch als Schalldämpfermantel oder Schalldämpferschale bezeichnet wird, über Langlöcher verschweißt werden.
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Unterschiedliche Temperaturen am Außenmantel im Vergleich zum gasführenden Rohr 56, 58, 60 können zu thermischen oder Wärmespannungen führen, die entweder durch den Boden 10 oder durch entsprechende Maßnahmen über Verformungen aufgenommen werden müssen.
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Erfindungsgemäß erfolgt dies durch Einbringen von einer oder von mehreren Dehnungsausnehmungen 20 im Wandbereich 12 der Zwischenwand 10 in der Nachbarschaft zum Rand 18 der Durchtrittsöffnnung 16 für das Abgasrohr 56, 58, 60.
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Es wird also erfindungsgemäß vorgeschlagen, im Bereich des Randes 18 des Durchtrittslochs 16 für das Abgasrohr 56, 58, 60 ein oder mehrere Dehnungsausnehmungen 20 vorzusehen, wobei diese z. B. auch als versetzt umlaufende Langlöcher ausgebildet sein können und eine mechanische Flexibilität in Durchzugsrichtung des Abgasrohres 56, 58, 60 oder Innenrohres 56, 58, 60 und somit eine Entlastung bei mechanischen Spannungen bewirken.
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Die 5, 6 und 8 zeigen Dehnungsausnehmungen in Form verschiedene Langlöcher oder Schlitze, wobei in 8 eine U-förmige Gestalt für eine jeweilige Dehnungsausnehmung 20 vorgesehen ist.
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Darüber hinaus zeigen die 6 und 7, dass die Dehnungsausnehmungen 20, seien diese als Langlöcher ausgebildet oder auch anders geformt, kombiniert werden können mit in radialer Richtung benachbart zum Rand 18 umlaufenden Sicken 90. Durch Kombination mit einem geeigneten Sickenbild kann die Wirkung der Dehnungsausnehmungen 20 im Hinblick auf eine gesteigerte mechanische Flexibilität bei thermischer Wechsellast gesteigert werden.
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In 6 sind die Dehnungsausnehmungen 20 als radial versetzte Langlöcher mit einem Sickenbild kombiniert. Die Anzahl der Langlöcher und deren Länge und Breite können variiert werden. Die vorgesehenen Langlöcher als Dehnungsausnehmungen 20 oder auch andere Dehnungsausnehmungen 20 mit anderer Form können die standardmäßig vorgesehenen Bodenlochungen ersetzen. Darüber hinaus kann auch die Ausbildung von Sicken 90 variiert werden. Das Vorsehen von Sicken 90 ist nicht zwingend, kann jedoch die mechanische Wirkung der Dehnungsausnehmungen 20 verstärken, insbesondere im Hinblick auf eine Schiebewirkung in Durchzugsrichtung des Abgasrohres 56, 58, 60 oder Innenrohres 56, 58, 60.
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Nun wird im Detail auf die Zeichnungen Bezug genommen.
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1 zeigt in schematischer und geschnittener Seitenansicht eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schalldämpfers 1.
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Dieser besteht dem Kern nach aus einem Schalldämpfergehäuse 100, in welches auf der Gaseintrittsseite E ein Abgas G zuführendes Abgasrohr 56 einmündet. Auf der hier gegenüberliegenden Gasaustrittsseite A ist ein abführendes Abgasrohr 60 vorgesehen, welches das dann im Schalldämpfer 1 gedämpfte Abgas G' aus dem Inneren 100i des Schalldämpfergehäuses 100 aufnimmt und abführt.
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Im Inneren 100i des Abgasgehäuses 100 ist eine Mehrzahl von vier Böden 10 oder Zwischenwänden 10 ausgebildet, die einzeln in der 1 von links nach rechts auch mit 10-1, ..., 10-4 bezeichnet werden und die jeweils einen Wandbereich 12 oder Bodenbereich 12 aufweisen und mit ihren Außenrändern 14 mit dem inneren Umfangsbereich 110 des Mantels des Gehäuses 100 des Schalldämpfers 1 fest verbunden sind, zum Beispiel durch Schweißen oder dergleichen.
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Mittels der Zwischenwände 10 wird das Innere 100i des Schalldämpfergehäuses 100 hier in eine Anzahl von fünf Kompartimente unterteilt. Durch das zuführende Abgasrohr 56 wird das Abgas G in das Innere 100i eingeleitet und dort zum einen über seine Hauptöffnung 56o, zum anderen aber auch über im Mantelbereich des Abgasrohres 56 vorgesehene Seitenöffnungen 57 in das Innere 100i des Schalldämpfergehäuses 100 abgegeben.
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Auf der anderen Seite wird über die Hauptöffnung 60o des abführenden Abgasrohres 60 und auch über hier vorgesehene Seitenöffnungen 57 im Mantel das Abgas G' in das abführende Abgasrohr 60 vom Innenraum 100i des Schalldämpfergehäuses 100 aufgenommen und nach extern, also zu der Gasaustrittsseite A nachgeschalteten Bereichen, weitertransportiert.
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Die Zwischenwände 10 oder Innenböden 10 der Ausführungsform gemäß der 1 weisen Durchtrittsöffnungen 16 auf, in welche die Abgasrohre 56, 58 und 60 einmünden und dort fest montiert sind.
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Das zuführende Abgasrohr 56 ist mithin mit seiner Hauptöffnung 56o am Zwischenboden 10, 10-1 auf der linken Seite des Gehäuses 100 angebracht. Die in der Mitte vorgesehenen Zwischenböden 10-2 und 10-3 sind mit einem Innenrohr 58 als Abgasrohr verbunden, das heißt das innere Abgasrohr 58 ist mit seinen Hauptöffnungen 58o in die Wandbereiche 12 an den entsprechenden Durchtrittsöffnungen 16 der Zwischenwände 10-2 und 10-3 montiert. Das Innenrohr 58 weist ebenfalls Seitenöffnungen 57 im Mantelbereich des Rohres 58 auf.
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Die in 1 auf der rechten Seite des Gehäuses 100 vorgesehene letzte Zwischenwand 10-4 ist im Bereich der Durchtrittsöffnung 16 mit einer Hauptöffnung 60o des ableitenden Abgasrohres 60 verbunden.
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Im Bereich des Randes 18 jeder Durchtrittsöffnung 16 sind hier mehrere Dehnungsausnehmungen 20 ausgebildet, wobei jede Dehnungsausnehmung 20 ein Inneres 22 und einen Rand 24 aufweist.
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Des Weiteren sind noch Verbindungslöcher 19 im Wandbereich 12 jeder Zwischenwand 10, 10-1, ..., 10-4 ausgebildet. Jedoch sind weder das Vorsehen dieser Verbindungslöcher 19 noch das Ausbilden der Seitenlöcher 57 im Mantelbereich der Abgasrohre 56, 58 und 60 zwingend erforderlich.
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Die 2A und 2B zeigen in geschnittener und schematischer Seitenansicht die mit X bezeichnete Einzelheit der Ausführungsform der 1, und zwar einmal mit abführendem Abgasrohr 60 und einmal ohne. Es handelt sich bei der Zwischenwand 10 also in den 2A und 2B um die Zwischenwand 10-4 auf der rechten Seite der Darstellung der 1.
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Eine entsprechende Beschreibung gilt aber analog für die anderen Zwischenwände 10-1, 10-2 und 10-3 der Ausführungsform der 1.
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Die Zwischenwand 10, 10-4 gemäß den 2A, 2B besitzt ebenfalls einen Wandbereich 12, wobei eine Durchtrittsöffnung 16 vorgesehen ist, durch welche das hier abführende Abgasrohr 60 hindurchtritt und im Bereich des Randes 18 der Durchtrittsöffnung 16 mit dem Wandbereich 12 der Zwischenwand 10, 10-4 mechanisch fest verbunden ist. Benachbart zum Rand 18 der Durchtrittsöffnung 16 sind Dehnungsausnehmungen 20 ausgebildet, welche mit ihrem Inneren 22 den Wandbereich 12 vollständig von der Vorder- zur Rückseite durchmessen. Die Dehnungsausnehmung 20 wird durch den Rand 24 begrenzt.
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Die 3 und 4 zeigen in rein schematischer Draufsicht eine Ausführungsform einer Zwischenwand 10, 10-1, ..., 10-4 für einen erfindungsgemäßen Schalldämpfer 1. Bei dieser Ausführungsform der Zwischenwand 10 ist nicht nur eine Durchtrittsöffnung 16 für ein Abgasrohr 56, 58, 60 vorgesehen, sondern darüber hinaus ein Verbindungsloch 19, mit welchem durch die Zwischenwand 10 abgetrennte Kompartimente des Inneren 100i des Schalldämpfergehäuses 100 fluidmechanisch kommunizieren können.
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Statt eines Verbindungslochs 19 kann auch ein so genannter gelochter Boden mit einer Vielzahl kleiner Löcher vorgesehen sein. Das Vorsehen eines gelochten Bodens bewirkt ebenfalls eine fluidische Verbindung zwischen den Schalldämpferbereichen beiderseits des gelochten Bodens, kann aber wegen des Mangels an mechanischer Flexibilität das Ausbilden einer Dehnungsausnehmung im Sinne der Erfindung nicht ersetzen.
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Um die Durchtrittsöffnung 16 für das Abgasrohr 56, 58, 60 herum ist eine Anzahl hier ovaler Dehnungsausnehmungen 20 konzentrisch und radial vom Rand 18 der Durchtrittsöffnung 16 gleich beabstandet angeordnet. Die Dehnungsausnehmungen 20 mit ihrem Inneren 22 und ihren Rändern 24 befinden sich innerhalb eines Abstandsbereiches zwischen einem minimalen Abstand di und einem maximalen Abstand da vom nächstliegenden Rand 18 der Durchtrittsöffnung 16. Die Durchtrittsöffnung 16 besitzt einen Durchmesser Δ.
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Der Maximalwert da des Abstands d beträgt insbesondere höchstens etwa 30% des Abstandes D des Randes der Durchtrittsöffnung vom nächstliegenden inneren Umfangsbereich 110 des Schalldämpfergehäuses 100, vorzugsweise höchstens etwa 20%, weiter vorzugsweise höchstens etwa 10%, und/oder höchstens etwa 30% des Durchmessers Δ der Durchtrittsöffnung 16, vorzugsweise höchstens etwa 20%, weiter vorzugsweise höchstens etwa 10%.
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In der 3 ist auch der Außenrand 14 des Wandbereichs 12 der Zwischenwand 10 dargestellt, über welchen die Zwischenwand 10 mit dem inneren Umfangsbereich 110 des Gehäuses 100 des Schalldämpfers 1 montiert ist oder wird. Dabei bezeichnet d' den Abstand einer Dehnungsausnehmungen 20 vom nächstliegenden Rand 14 der Zwischenwand 10, während d der Abstand einer Dehnungsausnehmungen 20 vom nächstliegenden Rand 18 der Durchtrittsöffnung 16 ist.
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Die 4 zeigt im Detail die mit X bezeichnete Einzelheit aus 3.
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Die 5 und 6 zeigen in schematischer Draufsicht eine andere Ausführungsform einer Zwischenwand 10 für einen erfindungsgemäßen Schalldämpfer 100, wobei jedoch hier die Dehnungsausnehmungen 20 als zwei Sätze konzentrisch angeordneter und die Durchtrittsöffnung 16 radial umlaufender Langlöcher ausgebildet sind, und zwar in einem ersten geringeren und einem zweiten größeren Abstand vom Rand 18 der Durchtrittsöffnung 16.
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6 zeigt im Detail eine Durchtrittsöffnung 16 mit benachbarten Dehnungsausnehmungen 20 ähnlich wie bei der Ausführungsform der 5, wobei jedoch im Bereich der Stege 26 in Umfangsrichtung und konzentrisch zur Durchtrittsöffnung 16 Sicken 90 ausgebildet sind.
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Die 7 und 8 zeigen – analog zu der Darstellung der 6 – eine Durchtrittsöffnung 16 anderer Ausführungsformen für die Zwischenwand 10 für erfindungsgemäße Schalldämpfer 1, wobei hier jedoch einerseits konzentrisch angeordnete ovale Löcher und andererseits U-förmig verlaufende Schlitze konzentrisch um die Durchtrittsöffnung 16 der Zwischenwand 10 angeordnet sind, bei der Ausführungsform der 8 jedoch die Sicken 90 im Bereich der Materialstege 26 entfallen.
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Die Darstellung der 9 entspricht den Darstellungen der 3 und 5, wobei hier jedoch die Durchtrittsöffnung 16 benachbart zu ihrem Rand 18 von einer Mehrzahl strahlenförmig radial nach außen gerichteter Langlöcher umgeben wird, wobei diese voneinander durch schmale Materialstege 26 getrennt sind.
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Auch in den weiteren 3 bis 9 sind zwischen direkt benachbarten Dehnungsausnehmungen 20 vorgesehene Materialstege 26 angedeutet.
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Die Ausführungsformen der 6 und 7 sind jeweils mit Kombinationen von Dehnungsausnehmungen 20 und Sicken 90 im Bereich der Materialstege 26 ausgebildet. Die Materialstege 26 trennen direkt zueinander benachbarte Dehnungsausnehmungen 20. Die Sicken 90 verlaufen als Abfolge rinnenförmiger Vertiefungen und Erhebungen im Wandbereich 12 der Zwischenwand 10 und in Umfangsrichtung und konzentrisch zu der jeweiligen Durchtrittsöffnung 16.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schalldämpfer
- 10
- Zwischen- oder Innenwand oder -boden
- 10-1
- Zwischen- oder Innenwand oder -boden
- 10-2
- Zwischen- oder Innenwand oder -boden
- 10-3
- Zwischen- oder Innenwand oder -boden
- 10-4
- Zwischen- oder Innenwand oder -boden
- 12
- Wandbereich, Bodenbereich
- 14
- Außenrand, Montagerand der Zwischenwand 10, 10-1, ..., 10-4
- 16
- Durchtrittsloch oder -öffnung für Abgasrohre 56, 58, 60
- 18
- Rand des Durchtrittslochs 16
- 19
- Durchgangsloch in Zwischenwand der Zwischenwand 10, 10-1, ..., 10-4
- 20
- Dehnungsausnehmung, -loch oder -öffnung
- 22
- Inneres der Dehnungsausnehmung 20
- 24
- Rand der Dehnungsausnehmung 20
- 56
- Abgasrohr
- 56o
- Hauptöffnung Abgasrohr 56
- 57
- Seitenloch im Abgasrohr 56, 58, 60
- 58
- Abgasrohr
- 58o
- Hauptöffnung Abgasrohr 58
- 60
- Abgasrohr
- 60o
- Hauptöffnung Abgasrohr 60
- 90
- Sicke
- 100
- Schalldämpfergehäuse
- 100i
- Inneres des Schalldämpfers 1 oder des Schalldämpfergehäuses 100
- 110
- Innenumfangsbereich des Schalldämpfergehäuses 100
- A
- Gasaustrittsseite
- E
- Gaseintrittsseite
- G
- Abgas bei Eintritt
- G'
- Abgas bei Austritt
- d
- Abstand Dehnungsausnehmung 20 zum nächstliegenden Rand 18 der Durchtrittsöffnung 16
- d'
- Abstand Dehnungsausnehmung 20 zum nächstliegenden Rand 14 der Zwischenwand 10
- D
- Abstand Durchtrittsöffnung 16 zum Rand 14 der Zwischenwand 10
- di
- minimaler Abstand zwischen Rand 18 der Durchtrittsöffnung 16 und Dehnungsausnehmung 20
- da
- maximaler Abstand zwischen Rand 18 der Durchtrittsöffnung 16 und Dehnungsausnehmung 20
- Δ
- Durchmesser der Durchtrittsöffnung 16
