DE2600852A1

DE2600852A1 - Daempfungselement, insbesondere fuer einen schalldaempfer eines abgasturboladers

Info

Publication number: DE2600852A1
Application number: DE19762600852
Authority: DE
Inventors: August Haeni; Hansulrich Dipl Ing Dr Hoerler; Hans Ursprung
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland; BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Priority date: 1975-12-18
Filing date: 1976-01-12
Publication date: 1977-06-30
Also published as: CH593426A5; GB1565517A; DK143461B; DE7600595U1; DE2600852C2; JPS614989B2; JPS5276518A; DK143461C; DK559476A

Description

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Ro/Ca

11.12.75

BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden (Schweiz)

Dämpfungselement, insbesondere für einen Schalldämpfer eines Abgasturboladers

Die Erfindung betrifft ein Dämpfungselement, insbesondere für einen Schalldämpfer eines Abgasturboladers, mit auf einem Tragteil festgehaltenen Dämpfungsteilen aus schalldämpfendem Material.

Abgasturbolader sind oft mit einem auf dem Verdichtergehäuse befestigten Ansaug-Schalldämpfer ausgerüstet. Dieser dient der Dämpfung der bei Betrieb des Verdichters auftretenden Schallwellen und weist zu diesem Zweck eine Mehrzahl von Dämpfungselementen auf, die im Schalldämpfer-Innenraum in Abständen voneinander angeordnet sind. Ein solches Dämpfungs-

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element besteht im allgemeinen aus einem Tragteil, der z.B. ein Blech-Pressteil ist, und aus der Luftströmung ausgesetzten Dämpfungsteilen, die auf dem Tragteil fest angeordnet sind und aus schalldämpfendem Material, beispielsweise aus Pilz oder Steinwolle hergestellt sind. Die Luft strömt an den Dämpfungsteilen vorbei zum Verdichter, von dem entgegen der Strömungsrichtung Schallwellen ausgehen, somit Druckberge und Drucktäler auftreten. Die Schalldämpfung wird daduröh gewährleistet, dass die vorbeiströmende Luft bei den Druckbergen in das schalldämpfende Material hineingedrückt und bei den Drucktälern au3 diesem herausgesaugt wird. Ein Dämpfungsteil wirkt somit als Puffer, der den Druckunterschied zwischen den Druckbergen und den Drucktälern in gewissem Masse ausgleicht und damit die Amplituden der Schallwellen reduziert. Dabei ist die Dicke des Dämpfungsteiles von der zu dämpfenden tiefsten Frequenz entsprechend der grössten Wellenlänge, und die Wirksamkeit der Schall-, dämpfung vom Durchströmwiderstand des Dämpfungsteiles abhängig.

Die Dämpfungselemente sind bezüglich ihrer Form und ihren Abmessungen bei verschiedenen Schalldämpfern nach Massgabe der jeweiligen Anforderungen verschiedenartig ausgebildet. Bei bekannten Schalldämpfern mit ringförmigen Dämpfungselementen

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sind dieselben zylindrisch, scheibenförmig oder konisch gestaltet oder weisen eine Kombination aus solchen Formen auf. In allen diesen Fällen sind auf einem den Anforderungen entsprechend ausgebildeten, im Querschnitt vollen Tragteil als Dämpfungsteile dienende Filzschichten durch Kleben und Vernieten angebracht.

Diese Konstruktionen sind mit gewissen Nachteilen behaftet. Die Herstellung eines Dämpfungselementes ist wegen dem notwendigen Kleben und Nieten und den verschiedenartigen zu belegenden Flächen umständlich und kostspielig. Beim "Pumpen" des Verdichters können sich die Dämpfungsteile durch Druck und Wärmestösse lösen und auffasern. Bei höheren Verdichterdrehzahlen wird die notwendige Dämpfungsfläche zu gross, was die Kosten weiter steigert. Ausserdem können die tieferen Frequenzen des Schalls nur beschränkt gedämpft werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Dämpfungselement der eingangs genannten Art zu schaffen, welches bei den heutigen Verdichterdrehzahlen und Lärmvorschriften eine zufriedenstellende Schalldämpfung bei kleinen Strömungsverlusten gewährleistet und einen störungsfreien Betrieb und wirtschaftliche Herstellung ermöglicht.

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Die erfindungsgemässe Lösung dieser Aufgabe besteht darin, dass der Tragteil Ausnehmungen aufweist, deren Gesamtfläche mindestens 25 % der gesamten Tragteilfläche beträgt und dass an beiden Seiten des Tragteiles Gitterte'ile mit einem Loch⁸·*¹" teil von mindestens 25 % befestigt sind, welche die Dämpfungsteile bedecken und sie am Tragteil festhalten.

Ein solches Dämpfungselement hat bei einer Ausführungsart den Vorteil, dass die hinter den Dämpfungsteilen vorgesehenen Ausnehmungen Luftkammern bilden, die annähernd so wirken, als ob sie mit schalldämpfendem Material gefüllt wären. Im Vergleich mit den bekannten Konstruktionen kann die Dämpfung gleicher Frequenzen mit wesentlich dünneren Dämpfungsteilen und daher mit kleinerem Materialaufwand erreicht werden; oder es können bei gleicher Dicke tiefere Frequenzen gedämpft werden. Es ist kein Kleben und Nieten der Dämpfungsteile notwendig, was die Herstellung vereinfacht und die Wirtschaftlichkeit erhöht.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der Tragteil durch relativ grossflächige Ausnehmungen durchbrochen, in welchen durchgehende Dämpfungsteile angeordnet sind. Damit wird die Gesamtdicke eines Dämpfungselementes und das Bauvolumen kleiner, bzw. die Schalldämpfungsfähigkeit grosser. Der Tragteil kann an seinem Aussenumfang eine gerundete Nase

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und an seinem Innendurchmesser einen Umlenkflügel aufweisen, was mit kleinem zusätzlichen Aufwand eine Verbesserung der Strömungsbedingungen zur Folge hat.

Letztlich kann ein Dämpfungselement aus serienmässig hergestellten, gleichen Segmenten bestehen und damit eine zusätzliche Erhöhung der Wirtschaftlichkeit, ferner eine Erleichte rung der Handhabung bei Montage und Transport erzielt werden

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Teil eines Dämpfungselementes, dessen Tragteil an seinen beiden Seiten blinde Ausnehmungen aufweist;

Fig. 2 einen Schnitt durch einen Teil eines Dämpfungselementes, dessen Tragteil durchgehende Oeffnungen aufweist;

Fig. 3 eine Ansicht eines Dämpfungselementes mit in durchgehenden Oeffnungen des Tragteilea untergebrachten Dämpfungsteilen bei abgehobenem Gitterteil;

Fig. k einen Schnitt durch das Dämpfungselement nach Fig. 3 entlang der Linie IV-IV.

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In den Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Das in der Fig. 1 gezeigte Dämpfungselement besteht aus einem Tragteil 1, den auf den beiden Seiten des Tragteiles angeordneten Dämpfungsteilen 2 und den auf dem Tragteil mit den Nieten 4 befestigten Gitterteilen 3. Die Dämpfungsteile 2 sind ohne Klebstoff zwischen dem Tragteil 1 und den Gitterteilen eingeklemmt; Der Tragteil 1 weist einen durchgehenden Mittelteil und auf seinen beiden Seiten blinde Ausnehmungen 5 auf, die als"Luftkammern wirken und die durch einen Dämpfungsteil 2 hindurchgehende Luftmenge dadurch vergrössern, dass sie zusätzliche Luft aufnehmen, bzw. abgeben und damit die Schalldämpfungswirkung verbessern. Mit dieser Konstruktion wird mit einem Dämpfungsteil 2 der Dicke d annähernd eine solche Schalldämpfung erzielt, als wäre die gesamte Tiefe h mit schalldämpfendem Material gefüllt. Dies gilt,, solange d mindestens h/2 und die radiale Höhe e höchstens h beträgt, so dass Radiale Strömungen in den Ausnehmungen unterbunden werden und eine gute Abstützung des Dämpfungsteiles gewährleistet ist. Ferner soll die Gesamtfläche der Ausnehmungen 5 mindestens 25 %, vorzugsweise aber mehr als 30 % betragen. Die Gitterteile 3 beeinträchtigen bei einem Lochanteil von mehr als 25 % die Schalldämpfung nur wenig und schützen die Dämpfungs-

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teile beim "Pumpen" des Verdichters. Mit diesem nachstehend als durchgehend bezeichneten Tragteil ist bei zweckmässig gewähltem Durchströmwiderstand des schalldämpfenden Materials eine gute Dämpfung bei höheren Frequenzen bzw. eine geringe

Dämpfungsfläche möglich, hingegen eine sohlechte bei tiefen Frequenzen, d.h. eine grosse Dicke h ist notwendig.

In der Fig. 2 ist ein mit axial durchgehenden Ausnehmungen durchbrochener Tragteil 1 gezeigt, mit welchem sich die Gussstärke η (Fig. 1) an der Dicke b des Dämpfungselementes ersparen lässt. Auch bei diesem Dämpfungselement beträgt die Gesamtfläche der Ausnehmungen 6 im Tragteil 1 wie auch der Lochanteil irden Gitterteilen -3 mindestens 2-5 %_y vorzugsweise mehr als 30 %, so dass einerseits die Luftkammerwirkung, andererseits der Schutz beim "Pumpen" des Verdichters gewährleistet ist. Die optimale Dämpfungswirkung tritt bei einem Dämpfungselement mit durchbrochenem Tragteil, verglichen mit einem Dämpfungselement mit durchgehendem Tragteil, bei schalldämpfendem Material mit kleinerem Durchströmungswiederstand auf. Dabei soll d/h vorzugsweise grosser als 0,75 sein, um den Abfall der schalldämpfenden Wirkung bei mittleren Frequenzen zu verkleinern. Ferner soll die radiale Höhe e der Ausnehmungen 6 höchstens gleich h sein um radiale Strömungen in den Ausnehmungen zu unterbinden und eine gute

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Abstützung der Dämpfungsteile zu gewährleisten. Ferner ist die Form der Ausnehmungen 6 mit Rücksicht auf die Abstützung der Dämpfungsteile 2 und die Herstellung des Tragteiles vorzugsweise als Kreis zu wählen. Im Gegensatz zum durchgehenden Tragteil nach der Fig. 1 bringt der durchbrochene Tragteil nach der Fig. 2 eine grosse Verbesserung der Schalldämpfung bei tiefen Frequenzen, verbunden allerdings mit einem Einbruch bei mittleren Frequenzen.

Die Figuren 3 und k zeigen einen durchbrochenen Tragteil 1, in dessen relativ grossflächigen, etwa rechteckigen Ausnehmungen 6 durchgehende Dämpfungsteile 2 angeordnet sind. Die Löcher 7 dienen zur Aufnahme der zur Befestigung der Gitterteile 3 (nicht gezeigt) auf dem Tragteil 1 zu verwendenden Nieten und die Bohrung 8 der Aufnahme eines Zugankers (nicht gezeigt), welcher die Dämpfungselemente mit Hilfe von Abstandshülsen zueinander fixiert und im Schalldämpfergehäuse festhält. Die gerundete Nase 9 und der als Leitelement ausgebildete Umlenkflügel 10 sind mit dem Tragteil 1 aus einem Stück gebaut und dazu vorgesehen, die Strömungsverhältnisse optimal zu gestalten. Die Dämpfungsteile 2 erstrecken sich über die ganze Dicke des Tragteiles 1, so dass die Luft bei auftretenden Druckunterßchieden über die Dämpfungsteile 2 von einem Strömungskanal,in den benachbarten dringen kann.

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Dieses bevorzugte Dämpfungselement ermöglicht eine beträchtliche Raum- und Materialersparnis sowie eine wirksame Schalldämpfung und ist in seiner Herstellung einfach und wirtschaftlich.

Die genaue Konstruktion der Tragteile, Dämpfungsteile und/oder Gitterteile, die aus mehreren Segmenten bestehen können, wird in der Praxis mit Rücksicht auf die jeweiligen Verhältnisse und die besonderen Anforderungen bezüglich der Form und Abmessungen des Schalldämpfers und den zu dämpfenden Frequenzen gewählt. Die vorangehend beschriebenen Ausführungsformen, deren Tragteil zweckmässigerweise aus Leichtmetallguss hergestellt wird, liefern gute und wirtschaftliche Lösungen für Probleme, die bis anhin ungelöst oder unwirtschaftlich gelöst waren.

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Claims

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Patentansprüche

j 1.J Dämpfungselement, insbesondere für einen Schalldämpfer eines Abgasturboladers, mit auf einem Tragteil festgehaltenen Dämpfungsteilen aus schalldämpfendem Material, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragteil Ausnehmungen aufweist, deren Gesamtfläche mindestens 25 % der gesamten Tragteilfläche beträgt und dass an beiden Seiten des Tragteiles Gitterteile mit einem Lochanteil von mindestens 25 % befestigt sind, welche die Dämpfungsteile bedecken und sie am Tragteil festhalten.
2. Dämpfungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragteil (1) blinde Ausnehmungen (5) aufweist.
3. Dämpfungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an beiden Seiten des Tragteiles' (1) je ein Dämpfungsteil (2) befestigt ist.
4. Dämpfungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass' der Tragteil (1) durchbrechende Ausnehmungen (6) aufweist.
5. Dämpfungselement nach Anspruch ¹J, gekennzeichnet durch

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ORIGINAL INSPECTED

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in den Ausnehmungen (6) untergebrachte durchgehende Dämpfungsteile (2).
6. Dämpfungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragteil (1) an seinem Aussenumfang eine gerundete Nase (9) aufweist.
7. Dämpfungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragteil (1) an seinem Innenfang einen Umlenkflügel (10) aufweist.
8. Dämpfungselement nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Tragteil (1) aus Leichtmetallguss.
9. Dämpfungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragteil (1) aus mehreren in Umfangsrichtung aneinandergereihten Segmenten besteht.
10. Dämpfungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragteil (1) mehrere zur Aufname eines Zugankers vorgesehene Bohrungen (8) aufweist.

BBC Aktiengesellschaft
Brown, Boveri & Cie.

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