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Schalldämpfer für im Heck eines Fahrzeuges angeordnete Boxermotoren
" Die Erfindung betrifft einen Schalldämpfer für im Heck des anzutreibenden Fahrzeuges
angeordnete, in aller Regel luftgeküiilte Boxermotoren. Bei dieser Motoren -art
und deren Anordnung im Heck des Fahrzeuges fehlen die sonst üblichen und als wirksane
Teile des Schall -dampfersystems herangezogenen langen Verbindungsleitungen vom
Motor zum Schalldämpfer. Die Abstimmungsbe -dingungen bei einem solchen Schalldämpfer
sind demge -mäss von vornherein wesentlich schwieriger als bei Fahrzeugen. mit vornliegendem
Motor, langen Verbindungsleitungen und in der Mitte oder hinten angeordnetem Schalldämpfer.
Bei hohen Anforderungen an den Komfort werden bei Fahrzeugen mit vorliegendem Motor
auch Schalldämpferanlagen mit zwei 9der mehr Schalldämpfern verwendet, was für Heckmotoren
nicht in gleichem Umfange möglich ist.
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Des weiteren muss der Schalldämpfer bei der in Frage stehenden Motorausbildung
und -anordnung in aller
Regel quer zur Fahrtrichtung angeordnet
werden, im esetlichen aus Gründen der gegebenen Baulänge des Fahrzeuges.
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Die Ein- und Austritte der Abgasrohre am Schalldämpfer -gehäuse müssendemgemäss,
ebenso in aller Regel, in den Mantelflächen desselben angeordnet werden und können
nur mit vergrössertem konstruktiven Gesamtaufwand in den Stirnflächen vorgesehen
sein.
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Zur optimalen Leistungsabstimmung des Motors ist es ausserdem erforderlich,
die Abgasrohre der einzelnen Zylinder einzeln in das Schalldämpfergehäuse einzu
-führen, so dass je nach Zylinderzahl zwei bis sechs Eingangsrohre und ein bis vier
Ausgangsrohre am Schall- -dämpfergehäuse ein- bzw. austreten müssen. Des weiteren
ist es schwierig, den Schalldämpfer mit der an sich erforderlichen Anzahl von Resonatorkammern
auszurüsten, um seine akustische Wirksamkeit so zu gestalten, dass die Dämpfung
des Auspuffgeräusches in allen Drehzahl -bereichen gute Werte erreicht. Die Ursache
für diese Mängel besteht darin, dass bei den gegebenen Einbau -verhältnissen die
akustische Trennung der Eingangs- und Ausgangsrohre besonders schwierig ist. Deshalb
sind die bekannten derartigen Schalldämpfer in vielen Fällen .riL kammer-Schalldämpfer.
Wenn einmal mehrere Kammern vor -handen sind, wird der Schalldämpfer oft so aufgebaut,
dass zwischen den Kammern beträchtliche Partialkurz -schlüsse bestehen, die zur
erneuten Einschränkung der akustischen Wirkung führen. Wegen der erwähnten ScFlrierigkeiten,
einmal bezlglich des einbaues des Schall -dämpfers, zum anderen bezüglich seiner
inneren Ausg -staltung, werden diese Schalldämpfer in aller Regel zweckmässigerweise
in Schalenbauweise ausgebildet.
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Die übliche Ausführungsform eines solchen Schalldämpfers besteht also
aus zwei durch eine ringsum laufende Längs -naht getrennten und an dieser zusammengefügten
Schalen -hälften, wobei die Eingangs- und Ausgangsrohre zum Teil die eine Schalenhälfte,
zum anderen Teil die andere Schalenhälfte durchdringen. Die Rohre sind wenigstens
zum Teil in das Innere des Schalldämpfergehäuses geführt, wo sie in zwei Querwänden
gelagert und gehaltert sind.
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Der Erfindung liegt, ausgehend von der vorbeschriebenen Ausführungsform
eines Schalldämpfers, die Aufgabe zugrunde, unter Beibehaltung des Volumens und
einer wirt -schaftlichen Fertigung desselben, die akustische Wirk -samkeit erheblich
zu verbessern. Es soll also eine Aus -führungsform erreicht werden, die bei wirtschaftlicher
Ausbildung sowohl den akustischen, als auch den her -stellungstechnischen Erfordernissen
in optimaler Weise entspricht.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe durch einen Schall -dämpfer mit einem
Gehäuse aus zwei Schalen, die ringsumlaufend zusammengefügt sind und durch die beiden
Schalenhälften geführte Eingangs- und Ausgangsrohre, bei welchen der durch die beiden
Schalenhälften des Gehäuses ge -bildete Innenraum des Schalldämpfers durch eine
Trenn -wand in zwei Kammern geteilt ist, die längs der Schalen -trennungslinie zwischen
den beiden Schalen gehaltert ist.
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Diese Trennwand nimmt des weiteren die wesentlichen Ab -stimmungselemente
des Schalldämpfers auf und ist mit Durchbrechungen zur Verbindung derselben bzw.
mit den Schall -dämpferkammern versehen.
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In vorteilhafter Weiterbildung können die rohrförmigen Abstimmungselemente
durch Prägungen halbkreisförmigen Querschnittes in der Trennwand und einer dieser
zugeord -neten
Platte ebenfalls mit Prägungen halbkreisförmigen
Querschnittes gebildet werden. Dergestalt entsteht ein Schalldämpfer mit zwei Kammern,
die zwei akustisch ausreichend voneinander getrennte Dämpfungssystene bilden, was
eine Verbesserung der Dämpfung des Auspuffgeräusches um mehrere Dezibel mit sich
bringt. Am Gesamtgeräusch des Fahrzeuges überwiegt demgemäss nicht mehr die Aus
-ptfschallkomponente, sondern die mechanische Motorge -räuschkomponente. Damit ergibt
sich die Möglichkeit, auch die Geräuschabstrahlung des Motors zu verbessern.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform bilden die vorge -sehenen Abstimmungselemente
zwei Rohre, welche die Ein -gangsrohre weiterführen und in ihren Endbereichen mit
Perforationen versehen sind, die in die eine Schalldämpferkammer münden. Auf der
Gegenseite der Trennwand ist das eine der Rohre durch eine längsverlaufende Schale
abge -deckt, die in ihrem Mittelbereich über Perforationen mit der anderen Schalldämpferkammer
in Verbindung steht und in ihren Endbereichen über die Durchbrechungen in der Trennwand
in die erstgenannte Schalldämpferkammer führt.
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Durch die Ausbildung und Anordnung der Trennwand kann diese in einfachster
Weise in der Trenn-Naht der beiden Schalen mit diesen in an sich üblicher Art, z.B.
durch eine Schweiß- und/oder Falznaht, verbunden werden. Dies ergibt eine einfache
Fertigungsmöglichkeit, des weiteren bildet die Trennwand mit den an dieser angeordneten
bzw. zum Teil durch diese gebildeten Abstimmungselementen einen Schalldämpfer grosser
Festigkeit. Die Trennwand und die zusätzlichen Abstimrnungselemente können ebenfalls
rationell durch insbesondere für den Großserienbau geeignete Ferti -gungsverfahren
hergestellt und miteinander verbunden werden, z.B. durch Vielpunkt- oder Rollennahtschvieißung.
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Zur Versteifung der Trennwand, zur Aufnahme der zusätz -lichen Gasfuhrungsteile
und Abstimmungselemente und zur Justierung des Schalldämpfereinsatzes für die Montage
kann die Trennwand verschiedene Einprägungen und Montageaufnahmen erhalten.
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Wenn aus fabrikationstechnischen Erfordernissen, z.B. für bestimmte
Herstellungsverfahren, eine Unterteilung der Trennwand nützlich ist, kann diese
in geeigneter Weise ohne akustische Verschlechterung vorgesehen werden. Für ausreichende
Abdichtung und Versteifung der Trennflächen muss dann gesorgt werden.
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Sind zur besseren Gemischaufbereitung im Vergaser abge -zweigte Rohrleitungen
vorgesehen, die unter dem Vergaser vorbeigeführt werden, wird erfindungsgemäss des
weiteren vorgeschlagen, diese im Bereich der Durchbrechungen in der Trennwand im
Schalldämpfer enden zu lassen, wobei diese Durchbrechungen durch Umbördelung ihres
Randes als Ejektor düse ausgestaltet sind.
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Um eine ausreichende Förderleistung in diesen einen Nebenschluss bildenden
Vorwärmerohren zu erhalten, ist die Aus -nUtzung dieser Ejektorwirkung notwendig,
was aber bisher dadurch erreicht wurde, dass die Rohrenden direkt dem Ausgangsrohr
des Schalldämpfers zugeführt wurden. Dort war zwar die Düsenwirkung im Ausgangsrohr
vorhanden, der Gesamtschallpegel erhöhte sich aber durch die mangelnde Dämpfung
dieser Nebenströmung um etwa 2 dB(A). Da vorher der Lautstärkepegel bereits den
höchst zulässigen Grenzwert erreicht, mussten Zusatzschalldämpfer vorgesehen werden,
um den Ausgangswert wieder zu erreichen. Bei der vorgeschlagenen Aus führungs form
wird sowohl die notwendige Ejektorwirkung als auch die gewünschte Dämpfung erzielt.
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Im Bereich hinter den als Ejektordüsen ausgebildeten Durchbrechungen
kann die längsverlaufende Schale mit ausgepressten Tascher)rGersehen sein, um die
Ejektor -wirkung zu verbessern, zumindest aber nicht zu behindern.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform jedoch führt jede als Ejektor
ausgebildete Durchbrechung in der Trennwand in eine eigene Dämpfungskammer, die
über im äussersten Endbereich vorgesehene Perforierung mit der zweiten Schalldämpferkammer
in Verbindung steht.
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Insbesondere bei dieser Ausführungsform ist die bereits genannte Unterteilung
der Trennwand vorteilhaft. Hier erfolgt die Unterteilung in einen Mittelbereich,
der die Fortsetzungen der Eingangsrohre aufnimmt und zwei Endbereiche, welche die
speziellen Kammern bilden.
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Dies hat insbesondere fertigungstechnische Vorteile, da diese Kammern
vorgefertigt und sicher verschweisst werden können.
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Diese zusätzliche Ausbildung des erfindungsgemässen Schalldämpfers
bei der Verwendung von Vorwärmerohren für die Vergaser bringt mindestens den gleichen
Vor -wärmerfekt wie die bekannten Anlagen, da er dieselbe Förderleisung erzielt
wie die bekannten Ausführungen mit der Einführung der Vorwärmrohre direkt in die
Austrittsstutzen. Andererseits kann aber eine akustische Verbesserung um etwa 3
bis 4 Dezibel erreicht werden.
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Weitere Merkmale der Erfindung und der durch dieselbe erzielten Vorteile
ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von in den beigefügten Zeichnungen
rein schematisch und beispielsweise dargestellten Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes.
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Fig. 1 zeigt einen geöffneten Schalldämpfer in Draufsicht auf die
Trennwand, Fig. 2 gibt einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1 wieder, die
Fig. ),4 und 5 zeigen die Einzelteile, aus der die Trennwand mit den ihr zugeordneten
Abstimmungselementen bei dieser Aus -führungsform zusaminengesetzt ist, Fig. 6 zeigt
eine variierte Ausführungsform wiederum in geöffnetem Zustand und in Draufsicht
auf die Trennwand, Fig. 7 ist ein Schnitt nach der Linie VII-VII in Fig. 6, die
Fig. 8 und 9 zeigen wiederum die Einzelteile, aus welchen die Trennwand mit den
ihr zugeordneten Abstimmungselementen bei dieser, weiteren Ausführungsrorm zusammengesetzt
ist.
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Das Schalldämpfergehäuse besteht aus zwei Halbschalen 1 und 2, die
in einer gemeinsamen ringsumlaufenden Naht j miteinander verbundeisind. Diese Naht
kann, wie darge -stellt, durch eine Schweißverbindung gebildet sein. Es ist aber
selbstverständlich auch eine Falzverbindung möglich.
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Das so gebildete Schalldämpfergehäuse ist durch eine Trenn -wand 4
in zwei Kammern 5 und 6 unterteilt. Diese Trenn -wand 4 ist im wesentlichen eben
ausgebildet und mittels der an der Naht 3 gebildeten Verschweißung gleichzeitig
mit der Verbindung der beiden Schalenhälften 1 und 2 festgelegt.
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Die Zuführung der Motorabgase erfolgt einzeln für jeden Zylinder bei
einem 4-Zylinder-Boxer-Motor zum einen durch die beiden Eingangsrohre 7 und 8 und
zum anderen durch die beiden Eingangsstutzen 9. Der Austritt der Abgase erfolgt
durch die Ausgangsstutzen 10.
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Die Rohre 7 und 8 münden in Rohre 11 und 12, welche durch jeweils
einander zugeordnete Ausprägungen l) und 14 sowie 15 und 16, einmal in der Trennwandung
4 und zum anderen in einem dieser Trennwandung zugeordneten und mit ihr verbundenen
Blech 17 angeordnet sind. Die Verbindung von Trennwand 4 und Blech 17 kann z.B.
durch Vielpunkt - oder Rollennahtschweißung erfolgen.
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Die Ausprägungen 13 und 14 im Blech 17 weisen in ihren die jeweiligen
Rohrenden bildenden Bereichen Perforierungen 18 und 19 auf. Sie stehen über diese
mit der Eingangskammer 5 des Schalldämpfers in Verbindung.
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Die Trennwand 4 ist weiterhin mit Durchbrechungen 20 und 21 versehen.
Diese beiden Durchbrechungen münden in einen Raum 22, der durch eine lange Schale
2) mit halbkreis -förmigem Querschnitt gebildet wird, die ebenfalls mit dem Blech
4 fest verbunden ist. Im Mittelbereich dieser Schale 23 ist wiederum eine Perforierung
24 vorgesehen, über welche der Raum 22 mit der Ausgangskammer 6 des Schalldämpfers
verbunden ist. Auf der einen Längsseite im Endbereich weist die Schale 23 eine Ausklinkung
auf, welche das dort den Raum 22 mit einem Teilquerschnitt durchdringende Rohr 8
umschliesst.
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Zur zusätzlichen Versteifung und zur einfachen Justierung der Lage
der Trennwand 4 im Schalldämpfergehäuse ist die Trennwand 4 mit Einprägungen 26
und 27 versehen. Die Ei-nprägung 27 kann auch zur Aufnahme der Eintrittsstutzen
9 in der Trennwand 4 dienen.
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Bei der Ausführungsform unter Einbeziehung von Vorwärmrohren 31 sind
die Durchbrechungen in der Trennwand 4 durch Aufbördelung ihres Randes als Ejektordüsen
32 ausgebildet. Um Wärmespannungen entgegenzuwirken, kann die Trennwand 4 in der
Nähe der Ejektordüsen 32 mit Form -sicken 37 versehen sein. Auch kann die Trennwand
eine höhere Materialstärke als die aufgesetzten Taschen erhalten. Ist die Ausführungsform
des Schalldämpfers wie die vorbeschriebene, ist es vorteilhaft, die Endbereiche
der langen Schale 23, mit welchen diese die Ejektordüsen 32 überdeckt, mit ausgepressten
Taschen auszustatten.
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Noch vorteilhafter aber ist es, diese beiden Ejektordüsen 32 in eigene
Kammern 33 münden zu lassen, die durch die Trennwand 4 und mit diesen verschweissten
Teilen 34 gebildet werden. Dabei ist es vorteilhaft, die Trenn -wand 4-in ihrer
Länge in drei Bereiche, nämlich einen Mittelbereich zur Ausbildung der Rohre 11
und 12 und zwei Endbereiche 4' und 4" zur Ausbildung der Kammern 37 zu unterteilen.
Dies ergibt herstellungstechnische Vorteile.
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Die Teile 34 sind in ihren äussersten Endbereichen mit Perforationen
35 versehen, über die sie mit der Schall -dämpferkammer 6 in Verbindungstehen. Ausserdem
können sie im Bereich der Ejektoren 32 ebenfalls taschenartige Ausbuchtungen 36
aufweisen.
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Die Vorwärmrohre 31 münden genau im Bereich der Ejektoren 32. Es ist
damit für eine genügende Ejektorwirkung und damit Förderleistung in den durch die
Vorwärmrohre ge -bildeten Nebenschlüssen Sorge getragen. Die Gasströme dieser Nebenschlüsse
gelangen aber nicht mehr wie bisher ungedämpft in den Austrittsstutzen, sondern
erfahren ebenso eine ausreichende Dämpfung wie der Hauptgasstrom.