DE2715053A1

DE2715053A1 - Absorptions-schalldaempfer

Info

Publication number: DE2715053A1
Application number: DE19772715053
Authority: DE
Inventors: Walter Bauerschmidt
Original assignee: J Eberspaecher GmbH and Co KG
Current assignee: Eberspaecher Climate Control Systems GmbH and Co KG
Priority date: 1977-04-04
Filing date: 1977-04-04
Publication date: 1978-10-12
Also published as: US4136757A; IT1088045B

Description

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Pirma J. Eberspächer Eberspächerstr. 2k

7300 Esslingen/Neckar

Absorptions-Schalldämpfer

Die Erfindung betrifft Absorptions-Schalldämpfer nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 oder 2, dem die CA-Patentschrift 9^6 692 zugrunde liegt. Von dieser abweichend, durchdringt nach der Erfindung jedoch der Eintrittsstutzen nur eine einzige Gehäusestirnwand, da nur ein Abgaseintrittsrohr vorhanden ist.

Diese bekannte Vorrichtung ist hinsichtlich ihrer Größe und Form für den Einbau in Fahrzeuge ungeeignet; denn sie hat ein Gehäuse mit Kreisquerschnitt, erfordert also eine große Einbauhöhe, die meist nicht zur Verfügung steht. Deshalb muß auch die Zahl der spiralförmig übereinander verlaufenden Kanäle und damit die schalldämpfende Wirkung beschränkt bleiben. Ungünstig ist dabei auch der am Gehäuse seitlich angebrachte Austrittsstutzen, der erst noch abgebogen werden muß, um ein üblicherweise parallel zur Gehäuseachse liegendes Abgasaustrittsrohr anschließen zu können; deshalb ist diese Vorrichtung auch baulich aufwendig. Überdies ist überhaupt nichts ausgesagt, wie Gehäuse und Kanalwände aufgebaut und miteinander verbunden sind.

Durch dio DT-PS 6i4 930 ist ein Schalldämpfer mit flachem Gehäusequerschnitt und halbkreiszylindrischen kurzen Seitenwänden sowie jeweils einem frei einmündenden koaxialen Eintri*ttsstutzen und Austrittsstutzen bekannt geworden, an die je ein Kanalteil mit spiralförmig übereinanderliegenden Wänden angeschlossen ist. Diese Wände weisen Gasdurchtrittsöffnungen auf, wodurch unterschiedlich lange Parallelströmungen entstehen und offenbar Interferenzwirkung angestrebt wird. Dagegen ist Absorptionswirkung nicht beabsichtigt, da Schall-

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schlucksto ff nicht verwendet wird. Über den Aufbau von Gehäuse und Kanalwänden und deren Verbindung untereinander, ist auch hier nichts ausgesagt.

Ks ist Aufgabe der Erfindung, den Raumbedarf und vor allem den Höhenbedarf nines Schalldämpfers nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 oder 2 zu vermindern und dabei hinsichtlich des Einbaus in fahrzeuge günstige Verhältnisse und Anschlußmöglichkeiten für das Eintritts- und Austrittsrohr zu schaffen. Es ist dabei selbstverständlich, daß die auftretenden Strömungsverluste und damit der Motorgegendruck gering gehalten werden sollen,und daß die erfindungsgemäße Bauweise für wirtschaftliche Massenfertigung geeignet ist.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil der Ansprüche 1 und 2 jeweils angegebenen Merkmale in fortschrittlicher Weise gelöst. Bei beiden Lösungen wird ein besonders flacher Gehäusequerschnitt dadurch ermöglicht, daß ein etwa spiralförmig von innen nach außen neben einem ebensolchen von außen nach innen durchströmbaren Kanalteil liegt, wobei deren jeweils angeschlossener koaxialer Eintritts— bzw. Austrittsstutzen für den Einbau in Fahrzeuge günstig parallel zur Gehäuseachse liegt. Durch den bzgl. des Gehäusequerschnitts schräg angeordneten Verbindungskanal, wird außerdem der Zwischenraum samt Schallschluckstoffüllung bestens ausgenützt; dem kommen auch die muldenförmig eingezogenen langen Seitenwände entgegen, die darüberhinaus eine vorzügliche Versteifung von Gehäuse und Mantel bewirken. Wegen der guten Kanalführung sind die auftretenden Strömungeverluste und damit der Motorgegendruck gering. Da die Kanäle durchwegs mit schallabsorbierender Wand ausgeführt sind, ist die Schalldämpfung in Anbetracht der geringen Abmessungen der Vorrichtung überraschend groß.

Die trifft in noch größerem Ausmaß für den im Anspruch 2 gekennzeichneten Schalldämpfer zu , der in jedem Kanalteil eine zusätzliche spiralförmige Windung enthält; dadurch wird bei nur mäßiger Vergrößerung der Gehäusehöhe eine wesentliche Verlängerung des schallgedämmten Strömungswegs erreicht. Schließlich ist noch angegeben, in welcher Weise die Kanalwände einfach aufgebaut und damit in der Praxis leicht her-

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stellbar sind.

Diesem Zweck dienen auch die Merkmale der folgenden Ansprüche 3 und k_t während Anspruch 7 ein Mittel zur guten und maßgerechten Abstützung der Kanalwände beim Zusammenschweißen angibt.

Die Ansprüche 8 und 9 betreffen einen an sich bekannten Mantel mit Wärmedämmschicht am Gehäuse, während die Ansprüche 10 bis 13 Einzelheiten für die besonders günstige und feste Ausbildung von Mantel und Gehäuse angeben.

Anspruch 1h sagt aus, daß Gehäuse und Mantel in an sich bekannter Weise aus jeweils zwei Schalen zusammengesetzt sein können, während die Ansprüche 15 und 16 die vorteilhafte Schweißverbindung von Wänden, Gehäuse und Mantel betreffen.

nie Erfindung wird nun anhand der Zeichnung mit zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert; dabei zeigt:

Fig. 1 das erste Ausführungsbeispiel im Längsschnitt C-D der Fig. 1a,

einen Querschnitt Λ - Π der Fig. 1, einen Teilelängsschnitt F - F der Fig. 1, eine eingesetzte Kanalwand im Querschnitt, das zweite Ausführungsbeispiel im Längsschnitt C-D der Fig. 2a,

einen Querschnitt A - Ji der Fig. 2, einen Teile längs schnitt F, - F der Fig. 2 und

Fig. 2c, 2d und 2e je eine eingesetzte Kanalwand im Querschnitt.

Fiff.	la
Fig.	1b
Fig.	Ic
F iß.	2
Fig.	2a
Fig.	2b

Fi f. 1 und 1a bzw. Fig. 2 und 2a wird das Schalldämpf erf.ehäuse von zwei halbkrr Lszylindrischen kurzen Wänden 2a und 2b des !"Lachen Querschnitts sowie von zwei diese verbindenden langon Se i. f.onwfinilen la und Ib gebildet, die in ihrer Mitte muldenförmig eingezogen sind. Koaxial zu jedem Tfalbkreiszylinder ist an einer Stirnwand 5 ein Fintrittsstutzen 3 bzw. ein A_ustrittsstutzen h befestigt, die sich bis zur gegenüberliegender Stirnwand 6 hin erstrecken. Diese Stutzen weisen an einem Teil ihres Umfangs eine Perforation 7 bzw. 8 auf, die von einem am Stutzen befestigten nichtperforierten Teil 11a bzw. 12a einer perforierten Wand 11 bzw. 12 überdeckt wird.

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Diese Wände reichen von einer Stirnwand zur anderen und umhüllen die Stutzen mit Abstand.

Heim ersten Ausführungsbeispiel gemäß Ki g. 1 liefen diese perforier I.en Wände 11 und 12, welche etwa spiralförmige Kanäle Q bzw. 10 bilden, innerhalb einer Schallschluckstofffüllung 13 des Gehäuses, dessen Querschnitt sie schräg durchdringen; mit ihrem anderen, nichtperforierten Endteil 11b bzw. 12b liegen sie am jeweils anderen Stutzen 4 bzw. 3 und an dessen \imhiillendem nicht ni chtperf oriertem Wandendteil 12a bzw. 11a dich! an. Dadurch wird ein schräg liegender schallgedämmter Verbindungskanal \k der spiralförmigen Kanäle 9 und 10 gebildet; ferner werden diese einseitig abgeschlossen

neim zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 sind die perforierten Wände 11 und 12 samt ihrem nicht perforierten Endteil 11a bzw. 12a unter Zwischenlage einer Schallschluckstoffschicht 15 bzw. 16 von einer nichtperforierten Wand 17 bzw. 18 umhüllt. Diese liegt mit einem nach innen eingezogenen Ende 1 Ja bzw. 18a - den Kanal 9 bzw. 10 einseitig abschließend am Stutzen 3 bzw. h dicht an und ist über eine den Gehäusequerschnitt innerhalb einer Schallschluckstoffüllung I3 schräg durchdringende perforierte Wand I9 bzw. 20 mit einer perforierten Wand 22 bzw. 2 1 verbunden, welche die nichtperforierte Wand bzw. 17 des jeweils anderen spiralförmigen Kanals 10 bzw. 9 mit Abstand umhüllt und mit einem nichtperforierten Endteil 22a bzw. 21a an der inneren perforierten Wand 12 bzw. 11 dicht anliegt. Dadurch wird ein schrägliegender schallgedämmter Verbindungskanal 14 der spiralförmigen Kanäle 9 und 10 gebildet.

Eintrittsstutzen 3 und Austrittsstutzen '+ einerseits und die Kanalwände 11, 12 - gemäß Eig, 2 auch die Kanalwände 17» 18 bzw. 21,22 bzw. 19,20 - andererseits sind in den beiden Ausführungsbeispielen einander gleich dargestellt, so daß sie gegeneinander austauschbar sind und einander gleiche Kanäle 9, 10 ergeben. Selbstverständlich können sie auch voneinander verschieden ausgebildet sein, z.H. um der fortschreitenden Entspannung der Abgase Hechnung zu tragen. Deshalb brauchen die Kanäle auch nicht wie dargestellt, mit gleichbleibender

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Höhe ausgebildet sein. Ebenso ist die dargestellte gleichbleibende Höhe der umhüllenden Schallschluckstoffüllung bzw. gleichbleibende Stärke der Schallschluckstoffschicht nicht zwingend.

Um die Kanalwände beim Zusammenbau bis zum Verbindungsvorgang durch Schweißen in itadial- bzw. Umfangsrichtung festzulegen, weisen die Stirnwände 5 und 6 des Gehäuses längs der Kanäle 9» 10, \k nach innen reichende Eindellungen 5b bzw. 6b auf, an denen die Wände anliegen.

in den Ausführungsbeispielen ist ferner die vorteilhafte Umhüllung des Gehäuses mit einer Wärmdämmschicht 23, 23a, 23b von gleicher Stärke dargestellt, die von einem leichten, nichttragenden Mantel 2k, 2ha., 2**b bedeckt ist. Zur Versteifung sind an den muldenförmigen Vertiefungen des Mantels 2k und der Längsseiten la, 1b des Gehäuses querverlaufende Sicken 2Ae bzw. Ie ausgebildet. Dem gleichen Zweck dienen quer am Umfang des Gehäuses, und zwar vorwiegend an den seitlichen Rändern verlaufende Sicken 25· Tn vorteilhafter Weise liegen an gleichartig ausgebildeten Itandsi cken 2'»d des Mantels dessen topfartig gestaltete Stirnwände 24a,2kb seitlich an. Zwecks leichteren Zusammenbaus sind Gehäuse und Mantel gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel in ihrer meridianen Längssymetieebene C-D schalenartig geteilt und an in dieser Ebene liegenden liandflanschen 2c bzw. 2Ac verbunden.

Die Verbindung von Kanalwänden, Gehäuse— und Mantelteilen wird durchwegs durch Schweißen hergestellt. An den von außen nicht zugänglichen Stellen sind in den Stirnwänden 5» 6 Langlöcher 5a·» 6a ausgebildet, durch die hindurch geschweißt wird/

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OPK3INAL INSPECTED

Claims

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l'atent. anspriiche

) '^bsornt.ioiib-Schalldämpfer Γϋν strömende Gase, insbesondere V-/

Abg"a?e von ürennkrartninachien für i'alirzeuRe mit einem länglichen Gehäuse, in das ein parallelachsi^er, in seiner Vnnd mit. !'urchlribtsöffnun^en versehener Kintri t ts stutzen hineinreicht, an den ein rtwa spiralförmiger, in einen Austrittsteil übergehender Kanal angeschlossen ist, dessen teilweise perforierte, an Schallschluckstoff anliegende Wand von einer Gehäusestirnwand bis zur anderen reicht und am Stutzen befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse in an sich bekannter Weise einen flachen Querschnitt und zwei zumindest näherungsweise halbkreiszylirn'risehe kurze Seitenwände (2a,2b) aufweist, daß die langen ^;eitenwände (la,Ib) in ihrer Mitte muldenförmig eingezogen sind, daß etwa koaxial zu je einem TTalbkreiszylinrier an einer Stirnwand (5) des Gehäuses ein Eintritts— stutzen (3) und ein Austrittsstutzen ('4) befestigt ist, die an einem Teil ihres Umfangs eine Perforation (7 bzw. 8) aufweisen und sich bis zur gegenüberliegenden Stirnwand (6) hin erstrecken, und daß ebenso wie beim Eintrittskanal (9) auch am Austrittsstutzen ein seine Perforation überdeckender, gleichartig ausgebildeter etwa spiralförmiger, mit schalldämmender Wand versehener Kanal (io) angeschlossen ist, wobei Fintrittsstutzen und Austrittsstutzen von einer innerhalb einer Schallschluckstoffüllung (13) des Gehäuses gelegenen perforierten Wand (11 bzw. 12) mit Abstand umhüllt sind, die im Bereich der Perforation (7 bzw. 8) einen nichtperforierten Teil (i1a bzw. 12a) aufweist, den Gehäusequerschnitt schräg durchdringt, mit einem ebenfalls nichtperforierten Wandendteil (lib bzw. 12b) am jeweils anderen Stutzen und an dessen umhüllendem nichtperforiertem Wnnd-

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endteil (12a bzw. 11a) flicht anliegt, wodurch ein schräg— lieppnilor schal!gedämmter Verbindungskanal ( 1 h ) der spiralförmigen Kanäle (9_f10) gebildet und diese einseitig ab—" geschlossen werden (rig. 1, la)

2) Absorptions-Schalldämpfer für strömende Oase, insbesondere Abgase von llrennkraftmaschinen für Fahrzeuge, mit einem länglichen Gehäuse, in das ein paral lelachsiger, in seiner Wand mit Murcht ri 11 söf fnungen versehener Kintrittsstutzen hineinreicht, an den ein etwa spiralförmiger, in einen Austri'tstei1 übergehender Kanal angeschlossen ist, dessen teilweise perforierte, an Schallschluckstoff anliegende Wand von einer Gehäusestirnwand bis zur anderen reicht und am Stutzen befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse in an sich bekannter Weise einen flachen Querschnitt und zwei zumindest nähnrungsweise halbkreiszylindrische kurze 'leitenwände (2a,2b) aufweist, daß die langen Seiten— wände (la,Ib) ihrer Mitte muldenförmig eingezogen sind, daß etwa koaxial zu Je einem Halbkreiszylinder an einer Stirnwand (5) des Gehäuses ein Kintrittsstutzen (3) und ein Austrittsstutzen (h) befestigt, ist, die an einem Teil ihres i'mfangs eine Perforation (7 bwz. 8) aufweisen und sich bis zur gegenüberliegenden Stirnwand (6) hin erstrecken, und daß ebenso wie beim Kintrittskanal (9) auch am Austritts— stutzen ein seine Perforation überdeckender, gleichartig ausgebildeter etwa spiralförmiger, mit schalldämmender Wand versehener Kanal (1O) angeschlossen ist, wobei Eintrittsstutzen und Austrittsstutzen von einem im Dereich ihrer Perforation (7 bzw. 8) nichtperforierten Teil (11a bzw. 12a) einer sonst perforierten Wand (11 bzw. 12) mit Abstand umhüllt sind, die unter Zwischenlage einer Schallschluckstoffschicht (15 bzw. 16) von einer nichtperforierten Wand (17 bzw. 18) umhüllt sind, die mit einem nach innen eingezogenen Knde (17a bzw. 18a) - den Kanal (9 bwz. 10) einseitig abschließend - am Stutzen (3 bzw. 4) dicht anliegt und über eine den Gehäusequerschnitt innerhalb einer Schallschluckstoffüllung (13) schräg durchdringende perforierte Wand (19 bzw. 2O) mit einer perforierten Wand (22 bzw. 21) verbunden ist, welche die nichtperforierte Wand (18 bzw. I7)

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des jeweils anderen spiralförmigen Kanals (lO bzw. 9) mit Abstand umhüllt und mit einem nichtperforierten Endteil (22a bzw. 21a) an der inneren perforierten Wand (12 bzw. 11) dicht anliegt, wodurch ein schrägliegender schallgedämmter Verbindungskanal (i'i) der spiralförmigen Kanäle (9t 10) gebildet wird (Fig. 2, 2a )„

3) Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Kintrit tsstutzen (3) und Austrittsstutzen (h) einerseits und die Kanalwände (i1,12) andererseits einander gleich ausgebildet sind.

k) Schalldämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Kintri ttsstutzen (3) und Austrittsstutzen (h) einerseits und dir Kanalwände (11,12 bzw. 17,18 bzw. 21,22 bzw. 19,20) andererseits einander gleich ausgebildet sind.

5) Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis h, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den äußeren Kanalwänden (11,12 bzw. 21,22) und den halbkreiszylindrischen kurzen Seitenwänden (2a, 2b) des Gehäuses liegende Schallschluckstoffüllung und/oder die zwischen Kanalwänden liegenden Schallschluckstoffschichten (15»16) in an sich bekannter Weise mit gleichbleibender Stärke ausgebildet sind.

6) Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (9,10,14) in an sich bekannter Weise mit gleichbleibender Höhe ausgebildet sind.

7) Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnwände (*5,6) des Gehäuses längs <ler Kanäle (9,10,14) nach innen reichende Kin— dellungen (5b bzw. 6b) aufweisen, an denen die Kanalwände in Radial— bzw. Querrichtung anliegen.

R) Schalldämpfer nnch einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1a,1b,2a,2b) unter Zwischenlage einer Wärmedämmschicht (23) in vorzugsweise gleichem Abstand von einem Mantel (2h) umgeben ist.

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10) Schall dämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß Mantel (2k) und/oder Gehäuse (ia,1b, 2a,2b) an ihren seitlichen Rändern und ggf. auch dazwischen quer am Umfang verlaufende Sicken (24d bzw. 25) aufweisen.

11) Schalldämpfer nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantolstirnwände (2'fa, 2'ib) in an sich bekannter Weise (opfartig ausgebildet sind und seitlich an den llandsicken (24d) des Mantels (2^) anliegen.

12) Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnwände (5»6) des Gehäuses (1a,1b,2a,2b) seitlich an dessen Randsicken (25) anliegen.

13) Schalldämpfer nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den muldenförmigen Vertiefungen des Mantels (2k) und/oder der Längsseiten (ia,1b) des Gehäuses querverlaufende Sicken (2Hb bzw. 1e) ausgebildet sind.

1^) Schalldämpfer nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Gehäuse (1 a,1b,2a,2b) und/oder Mantel (2h) vorwiegend in der meridianen Längssymmetrieebene (C-D) schalenartig geteilt sind und dort Verbindungsflanschen (2c bzw. 24c) aufweisen.

15) Schalldämpfer nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstellen von Kanalwänden, Gehäuse- und Mantelteilen geschweißt sind.

16) Schalldämpfer nach Anspruch 15t dadurch gekennzeichnet, daß an den von außen nicht, zugänglichen Verbindungsstellen in den Stirnwänden (5»^>) langlöcher (5a bzw. 6a) ausgebildet sind, durch die hindurch geschweißt ist.

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