DE2738600C2

DE2738600C2 -

Info

Publication number: DE2738600C2
Application number: DE2738600A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Tokio/Tokyo Jp Hasui; Eizo Mitaka Tokio/Tokyo Jp Suyama
Original assignee: NIHON RADIATOR CO Ltd TOKIO/TOKYO JP
Current assignee: NIHON RADIATOR CO Ltd TOKIO/TOKYO JP
Priority date: 1976-08-31
Filing date: 1977-08-26
Publication date: 1989-02-16
Also published as: FR2363695A1; MX144727A; FR2363695B1; US4132286A; DE2738600A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Schalldämpfer nach dem Ober begriff des Patentanspruches 1.

Bei den herkömmlichen Schalldämpfern befindet sich ein Ab gaseinlaßrohr und ein Abgasauslaßrohr in einem zylinderförmigen oder tonnenförmigen Auspufftopf und es sind Trennwände und Ver bindungsröhren im Auspufftopf vorgesehen, um den Wechselstrom anteil der in den Schalldämpfer gelangenden Druckwellen zu rückzuhalten bzw. auszufiltern und einen gleichmäßigen Schall druck zu erzielen. Die herkömmlichen Schalldämpfer bestehen je doch aus einer großen Anzahl an Bauteilen und die Montage bzw. das Zusammensetzen der Bauteile ist äußerst kompliziert, zeit aufwendig und teuer. Die Herstellungskosten sind daher hoch. Weiterhin ist es beim Zusammenbau des Auspufftopfes durch Naht schweißung erforderlich, den Topf und die Seitenwände aneinan der zu befestigen, eine mit Löchern versehene, perforierte Trennwand, die den Innenraum des Auspufftopfes in zwei Kammern teilt, mit dem Topf durch Nieten oder Punktschweißen zu verbin den, und das Anbringen oder Einsetzen des Abgaseinlaßrohres und des Abgasauslaßrohres an bzw. in den Auspufftopf durch Schweißen oder eines anderen Vorgangs vorzunehmen, und den Auspufftopf sowie die Einzelteile bei diesen Montageschritten zu haltern.

Aus der DE-OS 22 13 280 ist ein Auspufftopf bekannt, bei dem das zylinderförmige Gehäuse aus zwei Schalen besteht, und der Innenraum durch eine zwischen den Schalenhälften angeord nete Trennwand in zwei Kammern aufgeteilt ist. In der Trennwand sind Einprägungen vorhanden, die jeweils mit einem mit ihr ver bundenen Blech Rohre bilden. Die Abgaseinlaß- und die Abgasaus laßrohre sind tangential in das Gehäuse eingeführt. Aufgrund dieser Konstruktion ist eine große Zahl von Einzelteilen mit einander durch Schweißen zu verbinden, so daß die Herstellung eines solchen Auspufftopfes aufwendig ist. Die GB-PS 6 20 862 beschreibt einen Auspufftopf, dessen Gehäuse aus zwei miteinan der verschweißten Halbschalen besteht. In das Gehäuse sind senkrecht zu seiner Längsrichtung mehrere perforierte Zwischen wände angeordnet, die als Strömungsdrossel dienen und den In nenraum in einzelne Kammern aufteilen. Da dieser Schalldämpfer keinen Resonanzraum aufweist, ist die Schalldämpfung ver gleichsweise gering.

Die CH-PS 2 34 854 zeigt einen Schalldämpfer mit einer in Längsrichtung des Gehäuses angeordneten perforierten Zwischen wand. Zu beiden Seiten der Zwischenwand sind dazu senkrechte Querwände angeordnet, wobei die oberen gegen die unteren Quer wände in Längsrichtung gegeneinander versetzt sind, so daß das Abgas mehrmals umgelenkt wird und auf seinem Weg zum Auslaß mehrmals durch die perforierte Platte hindurchtritt. Das Ein setzen der oberen und der unteren Querwände und ihre Verbindung mit dem Gehäuse bzw. der Zwischenwand erfordern aufwendige Her stellungsvorgänge und sind nicht für einen Schalldämpfer ge eignet, der im Preßformverfahren hergestellt werden soll.

Aufgabe der Erfindung ist dementsprechend, einen Schall dämpfer anzugeben, der im Preßformverfahren mit möglichst weni gen Schweißverbindungen herstellbar und so geformt ist, daß er gegenüber den bekannten preßgeformten Schalldämpfern verbes serte Schalldämpfeigenschaften besitzt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den in Anspruch 1 angegebenen Schalldämpfer gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Un teransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen bei spielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die Explosionsdarstellung eines ersten Ausfüh rungsbeispiels des erfindungsgemäßen Schall dämpfers;

Fig. 2 einen Querschnitt durch den in Fig. 1 dargestell ten Schalldämpfer im zusammengebauten Zustand;

Fig. 3 die Explosionsdarstellung eines zweiten Ausfüh rungsbeispiels des erfindungsgemäßen Schall dämpfers;

Fig. 4 den in Fig. 3 dargestellten Schalldämpfer in Auf sicht, wobei das obere Gehäuseteil entfernt ist;

Fig. 5 einen Querschnitt entlang der in Fig. 4 einge zeichneten Schnittlinie XI-XI, der den Schall dämpfer nach Anbringen des oberen Gehäuseteils wiedergibt;

Fig. 6 einen Querschnitt entlang der in Fig. 4 einge zeichneten Schnittlinie XII-XII, der dem Quer schnitt von Fig. 5 entspricht; und

Fig. 7 einen Querschnit entlang der in Fig. 4 einge zeichneten Schnittlinie XIII-XIII, der dem in Fig. 5 dargestellten Querschnitt entspricht.

Die Fig. 1 und 2 zeigen ein erfindungsgemäßes Ausführungs beispiel. Ein oberes Gehäuseteil 71 und ein unteres Gehäuseteil 71 a liegen übereinander und bilden den Auspufftopf. Diese Ge häuseteile weisen an gegenüberliegenden Enden jeweils halbzy linderförmige Einlaßabschnitte 72 und 72 a sowie Auslaßab schnitte 73 und 73 a auf und besitzen jeweils flanschförmige Ränder 74 und 74 a. Beide Gehäuseteile weisen nach außen ragende oder abstehende Bereiche auf. Statt den rinnenförmigen Umlenk elementen bei den in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Schalldämp fern wird bei dieser Ausführungsform ein Einlaßrohr 75, welches entsprechend dem oberen Gehäuseteil 71 a gekrümmt ist, sowie ein Auslaßrohr 81 verwendet, das entsprechend dem oberen Gehäuse teil 71 gekrümmt ist. An der Spitze des Einlaßrohres 75 befin det sich ein Bereich 7 mit kleinerem Durchmesser, auf dem eine Kappe 91 aus geschäumtem Material mit durchgehenden Poren, aus einem Metallnetz oder einem entsprechenden Material aufgesetzt ist. Das Einlaßrohr 75 ist weiterhin mit einem Abzweigloch 90 versehen. Auch das Auslaßrohr 81 besitzt ein Abzweigloch 90. Diese Einlaß- und Auslaßrohre 75 und 81 werden mit dem unteren und oberen Gehäuseteil 71 a und 71 verschweißt, wobei zwischen ihnen ein perforiertes Bauteil 80 mit Rinnen 82 und 83 ange bracht ist.

Bei dieser Ausführungsform des Schalldämpfers wird das Motorauspuffgas in dem Bereich 78 mit kleinem Durchmesser ge drosselt, tritt dann durch die feinen Poren in der Kappe 91 und gelangt dann in das Innere des Auspufftopfes. Der dabei auftre tende Schall wird bei Durchgang des Auspuffgases durch das per forierte Bauteil 80 gedämpft und danach strömt das Auspuffgas in das Auslaßrohr 81 ein und von dort nach außen. Ein Teil des Auspuffgases strömt durch das Abzweigloch 90, wodurch verhin dert wird, daß eine Druckwelle zum Motor zurückläuft. Auch die ser Schalldämpfer kann wieder auf sehr einfache Weise lediglich durch Preßformung hergestellt werden und weist gegenüber den herkömmlichen Bauweisen eine bessere oder zumindest eine gleichwertige Funktionsweise und Wirkungsweise auf.

Das Verhältnis A : B zwischen der Länge A des Einlaßrohres in dem Topf des auf diese Weise gebildeten Schalldämpfers mit der Länge L und der Länge B des Auslaßrohres sollte, um die Schalldämpfwirkung möglichst gut zu machen, 1/2 L : 1/4 L, 3/4 L : 1/2 L oder 1/2 L : 3/4 L sein. Die Größe und die Anzahl der Abzweiglöcher 90 sollte so gewählt werden, daß dann, wenn der Durchmesser des Einlaßrohres 40 mm beträgt, eine entspre chende Querschnittsfläche aufweist, wobei vier Abzweiglöcher mit einem Durchmesser von 2 mm bis zu zwei Abzweiglöchern mit einem Durchmesser von 6 mm wird.

Die Fig. 3 bis 7 zeigen eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Die einzelnen Gehäuseteile und Trennwände werden durch Preßformen entsprechender Bleche oder Stahlplatten herge stellt. Der obere und der untere Gehäuseteil 211 und 211 a sind einander symmetrisch, wobei die Symmetrieebene die Verbindungs ebene ist. Die Gehäuseteile besitzen wiederum in der Mitte aus gebuchtete Bereiche und am einen Ende jeweils halbzylinderför mige Einlaßabschnitte 212 und 212 a sowie am anderen Ende je weils halbzylinderförmige Auslaßabschnitte 213 und 213 a, sowie jeweils flanschförmige Ränder 214 und 214 a. Die obere und un tere Trennwand 215 und 215 a sind mit Ausnahme des Einlaßrohrab schnitts, des Strömungsrohrabschnitts und dem inneren Ende, welches im weiteren noch im einzelnen beschrieben werden wird, bezüglich der Verbindungsebene symmetrisch. Die Trennwände 215 und 215 a besitzen jeweils plattenförmige Auflageabschnitte 216 und 216 a von derselben Größe wie die flanschförmigen Ränder der Gehäuseteile 211 und 211 a. Die Auflageabschnitte 216 und 216 a sind mit halbzylinderförmigen Einlaßröhren 217 und 217 a verse hen, die vom einen Ende (in Fig. 3 von links) ausgehen und in den jeweiligen Einlaßabschnitten 212 und 212 a des oberen und unteren Gehäuseteils 211 und 211 a eingesetzt sind. Das auf diese Weise gebildete Einlaßrohr verbreitert sich nach innen. In entsprechender Weise erstrecken sich halbzylinderförmige Auslaßrohre 218 und 218 a vom anderen Ende (in Fig. 3 von rechts) nach innen und liegen in den entsprechenden Auslaßab schnitten 213 und 213 a des oberen und des unteren Gehäuseteils 211 und 211 a, wobei die auf diese Weise ausgebildete Auslaß röhre eine Verzweigungsstelle aufweist. Diese Auflageabschnitte 216 und 216 a sind mit Ausnahme der Bereiche, die auf den flanschförmigen Rändern 214 und 214 a liegen, der Einlaßrohrbe reiche 217 und 217 a und der Auslaßrohrbereiche 218 und 218 a mit einer Anzahl kleiner Löcher 219 und 219 a versehen. Das innere Ende 220 a des Einlaßrohrs 217 ist geschlossen und das innere Ende 220 des anderen Einlaßrohrs 217 a ist so nach oben gebogen, daß es mit dem inneren Ende 220 übereinstimmt, sowie mit einer Öffnung versehen (vgl. die Fig. 3 und 5). Beim Auslaßrohr 218 und 218 a sind dagegen die inneren Enden 222 a des Auslaßrohres 218 a geschlossen und die inneren Enden 222 des anderen Auslaß rohrs 218 nach oben gebogen und mit Öffnungen 223 versehen (vgl. die Fig. 3 und 6). Die Einlaß- und Auslaßrohre 217 und 218 a sind jeweils mit Abzweiglöchern 224 und 225 und die halbzylinderförmigen Abzweigrohrabschnitte 226 und 226 a sind zwischen die Einlaßrohrabschnitte 217 und 217 a bzw. zwischen die Auslaßrohrabschnitte 218 und 218 a vorgesehen.

Das Verhältnis A : B zwischen der Länge A des Einlaßrohres 217 im Auspufftopf und der Länge B des Auslaßrohres 218 ist so gewählt, daß die tatsächliche oder effektive akustische Länge 1/2 L : 1/4 L oder 1/2 L : 3/4 L bezüglich der Gesamtlänge L gewählt wird, wobei die Abzweiglöcher hierbei berücksichtigt werden. Wenn die einzelnen Rohre 217 und 218 einen Durchmesser von 40 mm aufweisen, kann eine wirkungsvolle Schalldämpfung mit vier Löchern eines Durchmesser von 2 mm oder mit zwei Löchern eines Durchmesser von 6 mm erzielt werden.

Bei der Montage werden ein vom Motor kommendes (nicht dar gestelltes) Auspuffeinlaßrohr 228 und ein Auspuffauslaßrohr 229 zwischen die Außenenden der halbzylinderförmigen Einlaßrohrab schnitte 217 und 217 a sowie zwischen die Außenenden der Auslaß rohrabschnitte 218 und 218 a geklemmt. Dann werden der obere Ge häuseteil 211 und der untere Gehäuseteil 211 a, sowie die obere Trennwand 215 und die untere Trennwand 215 a in der in den Fig. 4 bis 7 dargestellten Weise übereinandergelegt, und die aufein anderliegenden Bereiche der flanschförmigen Ränder 214 und 214 a und die Berührungsbereiche der Einlaß- und Auslaßrohre 228 und 229 werden miteinander und mit dem Auspufftopf durch eine Schweißnaht verbunden.

Bei dem auf diese Weise erfindungsgemäß zusammengesetzten und aufgebauten Schalldämpfer besteht der Auspufftopf aus dem unteren und dem oberen Gehäuseteil 211 und 211 a. Dieser Schall dämpfer weist weiterhin einen oberen und einen unteren Ab schnitt bzw. eine obere und eine untere Kammer 231 und 230 auf, die durch die perforierten Trennwände 211 und 211 a begrenzt werden, und die auch die Einlaß- und Auslaßrohre bilden, die zu den voneinander getrennten Abschnitten oder Kammern hin offen sind.

Das aus dem Abgaseinlaßrohr 228 in den Auspufftopf strö mende Abgas strömt in der nachfolgend angegebenen Weise durch den Auspufftopf, wobei verschiedene Schalldämpfungseffekte durch die einzelnen Bauteile erzielt werden. Das meiste Aus puffgas gelangt durch die Einlaßrohrabschnitte 217 und 217 a und durch die Öffnung 223 in die untere Kammer 230. Ein Teil des Auspuffgases strömt von dem Einlaßrohrabschnitt über die Ab zweiglöcher 224 und die Abzweigrohre 226 und 226 a direkt in die obere Kammer 231 und die Auslaßrohrabschnitte 218 und 218 a. Das meiste Auspuffgas in der Kammer 230 strömt durch die zahlrei chen kleinen Löcher 219 und 219 a in die obere Kammer 231, woge gen ein Teil des Auspuffgases direkt durch das Abzweigloch 225 in die Auslaßrohrabschnitte 218 und 218 a strömt. Das Auspuffgas in der oberen Kammer strömt durch die beiden Öffnungen 223 in die Auslaßrohrabschnitte 218 und 218 a und von dort in das Aus puffrohr 229.

Wenn das kleine Loch 219 einen Durchmesser zwischen 2 und 4 mm aufweist, können die Auflageabschnitte 216 und 216 a auch als Filter für abgebrochene und mitgeschwemmte Katalysatorteil chen dienen, wenn davor ein das Abgas reinigendes Katalysator gerät angeordnet ist. Wenn man die Öffnungen 221 der Einlaß rohrabschnitte 217 und 217 a mit einem wärmebeständigen mit durchgehenden Poren versehenen Material oder einem wärmebestän digen perforierten Teil bedeckt, ist es weiterhin möglich, Se kundärgeräusche zu vermeiden, die entstehen, wenn der Gasstrom aus den Öffnungen 221 austritt.

Wie anhand der in den Fig. 3 bis 7 dargestellten Ausfüh rungsform deutlich wird, ist es mit der vorliegenden Erfindung möglich, zahlreiche Vorteile bei der Fertigung und Montage von Abgasschalldämpfern zu erzielen:

(a) Der Aufbau der verschiedenen Schalldämpfer kann we sentlich vereinfacht werden, wobei weniger Einzelteile benötigt werden,
(b) alle Bauteile können durch Pressformen von Blechen oder Stahlplatten hergestellt werden und die Montage und der Zusammenbau sind wesentlich einfacher, zeitsparender und damit kostengünstiger durchzuführen,
(c) da die vorliegende Erfindung eine einfache Bauweise ermöglicht, können die Abmessungen und das Gewicht sowie der Kraftstoffverbrauch verringert werden, und
(d) ein verzweigtes Rohr kann leicht und ohne Schwierig keiten geschaffen werden.

Claims

1. Schalldämpfer mit einem oberen Gehäuseteil (71, 211), der an seinem einen Ende einen halbzylinderförmigen Einlaßabschnitt (72, 212) und an seinem anderen Ende einen halbzylinderförmigen Auslaßabschnitt (73, 213), einen nach außen gewölbten Mittel teil und einen flanschförmigen Rand (74, 214) aufweist,
mit ei nem unteren Gehäuseteil (71 a, 211 a), der mit seinem flanschför migen Rand (74 a, 214 a) an den flanschförmigen Rand des oberen Gehäuseteils an dessen Unterseite und im wesentlichen symme trisch zu ihm angesetzt ist,
mit einem Abgas-Einlaßrohr (75), das von dem durch die Ein laßabschnitte (72, 72 a; 212, 212 a) der aneinander befestigten oberen und unteren Gehäuseteile (71, 71 a; 211, 211 a) gebildeten zylinderförmigen Einlaß in das Innere des Gehäuses führt,
mit einem Abgas-Auslaßrohr (81; 218, 218 a), das von den Aus laßabschnitten (73, 73 a; 213, 213 a) des oberen und des unteren Gehäuseteils (71, 71 a, 211, 211 a) gebildeten Auslaß in das In nere des Gehäuses führt, wobei das Abgas-Einlaßrohr und das Ab gas-Auslaßrohr miteinander über eine perforierte Wand (80; 215, 215 a) in Verbindung stehen,
dadurch gekennzeichnet, daß
die perforierte Wand (80; 215, 215 a) mit ihrem Randbereich zwi schen den flanschförmigen Rändern (74, 74 a; 214, 214 a) des obe ren und unteren Gehäuseteils (71, 71 a; 211, 211 a) befestigt ist,
daß in die perforierte Wand (80; 215, 215 a) halbzylinderförmige Vertiefungen (82, 217, 217 a; 83, 218, 218 a) zur Aufnahme des Abgas-Einlaßrohres (75) und des Abgas-Auslaßrohres (81; 218, 218 a) eingeformt sind,
daß das Abgas-Einlaßrohr an seinem inneren Ende einen Bereich (78; 220) mit verringertem Durchmesser aufweist,
daß das Abgas-Einlaßrohr und das Abgas-Auslaßrohr in ihrem mittleren Bereich jeweils ein Abzweigloch (90; 224, 225) auf weisen,
und daß das Abgas-Einlaßrohr (75, 215) so gegen das Abgas-Aus laßrohr (81, 218) versetzt ist, daß sein inneres Ende in Längs richtung des Schalldämpfers gesehen hinter dem inneren Ende des Abgas-Auslaßrohres liegt.

2. Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die perforierte Wand aus einer oberen Trennwand (215) und einer unteren Trennwand (215 a) zusammengesetzt ist, in die symme trisch zueinander jeweils halbzylinderförmige Vertiefungen (217, 217 a, 218, 218 a) zur Bildung des Einlaßrohrs (82; 217, 217 a) und des Auslaßrohrs (83; 218, 218 a) eingeformt sind.

3. Schalldämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der oberen und in der unteren Trennwand (215, 215 a) jeweils eine halbzylinderförmige Vertiefung (226, 226 a) eingeformt ist, die eine Verbindung zwischen der Vertiefung (217, 217 a) für das Abgas-Einlaßrohr und der Vertiefung (218, 218 a) für das Abgas- Auslaßrohr herstellt.

4. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Randbereich der perforierten Wand (80; 215, 215 a) mit den flanschförmigen Rändern (74, 74 a; 214, 214 a) des oberen und un teren Gehäuseteils (71, 71 a; 211, 211 a) verschweißt ist.