DE3308130A1 - Nachschalldaempfer - Google Patents
NachschalldaempferInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Nachschalldämpfer mit einem Gehäuse, welches durch Zwischenwände in mehrere
in Längsrichtung des Gehäuses hintereinanderliegende Kammern unterteilt ist, mindestens einem Abgaseingangsrohr,
welches von der einen Gehäusestirnseite her in das Gehäuse hineinführt, mehrere Zwischenwände durchsetzt
und über Perforationen und/oder eine endseitige Öffnung mit zwei hintereinanderliegenden, von der einen Gehäusestirnseite
entfernten Eingangskammern verbunden ist, mindestens einem Abgasausgangsrohr, welches über Perforationen
und/oder eine endseitige Öffnung mit einer von der anderen Gehäusestirnseite entfernten Ausgangskammer ohne
direkte Verbindung zum Abgaseingangsrohr verbunden ist, mehrere Zwischenwände durchsetzt und durch die andere
Gehäusestirnseite hindurch austritt, und zwei innerhalb des Gehäuses angeordneten Verbindungsrohren, von denen
jedes eine der Eingangskammern mit der Ausgangskammer verbindet.
0 Entsprechende Nachschalldämpfer sind auf dem Markt und
zeichnen sich durch hohe Lebensdauer aus, da sowohl das Abgaseingangsrohr innerhalb der von ihm durchsetzten
Kammer an der einen Gehäusestirnseite als auch das Abgasausgangsrohr innerhalb der von ihm durchsetzten
Kammer an der anderen Gehäusestirnseite keinerlei die Struktur der Rohre schwächende perforierte Wandungen
aufweisen und mittels der jeweiligen Gehäusestirnwand und der jeweils benachbarten Zwischenwand wirksam festgelegt
werden,- so daß im Bereich der ■ schwingungsmäßig
im allgemeinen stark beanspruchten Gehäusestirnwände eine besonders stabile Struktur gewährleistet ist.
Darüber hinaus kann eine breitbandige Dämpfung erzielt werden, indem der durch die Ausgangskammer und das
Ausgangsrohr gebildete Resonator auf tiefe Frequenzen und die durch jeweils eine Eingangskammer und ein Ver-
copy J.
bindungsrohr gebildeten weiteren Resonatoren auf mittlere bzw. hohe Frequenzen abgestimmt werden.
Dies läßt sich dadurch erreichen, daß das jeweilige Kammervolumen sowie die Rohrlänge entsprechend
bemessen werden; das Dämpfungsmaximum liegt bei umso tieferen Frequenzen, je größer die Kammer
und/oder je länger das Rohr des jeweiligen Resonators ist. Die Dämpfung wird noch dadurch begünstigt, daß
der Abgasstrom mehrfach reflektiert wird.
Weiterhin ist' bei diesem bekannten Nachschalldämpfer
vorteilhaft, daß sich die Dämpfungseigenschaften auch bei längeren Betriebszeiten nur wenig ändern,
da innerhalb des Schalldämpfergehäuses keinerlei Absorptionsmaterial angeordnet werden muß, welches
erfahrungsgemäß nur eine relativ geringe Lebensdauer hat, insbesondere wenn der angeschlossene Motor jeweils
nur kurzzeitig benutzt wird.
0 Aufgabe der Erfindung ist es, den oben beschriebenen Nachschalldämpfer im Hinblick auf zukünftig verschärfte
Vorschriften dahingehend zu verbessern, daß vor allem Geräuschspitzen, wie sie beim Beschleunigen von Kraftfährzeugen
etwa nach einem Stop auftreten, besonders wirksam gedämpft werden, um auch in der Nähe verkehrsmäßig
hochbelasteter Kreuzungen einen geringen Geräuschpegel erreichen zu können.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Verbindungsrohredie Ausgangskammer durchsetzen und in die an die
eine Stirnseite des Gehäuses angrenzende Kammer münden, welche mit der benachbarten Ausgangskammer über Perforationen
in der Zwischenwand und/oder in den Verbindungsrohren verbunden ist.
COPY ]
Die mit der Ausgangskammer über kurze Wege verbundene Kammer an der einen Gehäusestirnseite läßt sich bei
entsprechenden Abmessungen auf die beim Beschleunigen im mittleren Frequenzbereich verstärkt auftretenden
Schwingungen abstimmen, so daß in diesem Frequenzbereich keine Geräuschspitzen auftreten können.
Durch unterschiedliche Anordnung der Perforationen an der Zwischenwand zwischen der Kammer an der einen
Gehäusestirnseite und der Ausgangskammer und an den Verbindungsrohren läßt sich unterschiedlichen Fahrzeug-
und Motorengrößen Rechnung tragen.
Bei kleineren Fahrzeugen, die hinsichtlich der Baugröße des Nachschalldämpfers recht enge Grenzen setzen und
aufgrund der im allgemeinen verwendeten Motoren mit relativ geringer Zylinderzahl ein relativ niederfrequentes
Geräuschspektrum erzeugen, ist es vorteilhaft, wenn die Zwischenwand zwischen der Kammer an der einen
Gehäusestirnseite und der Ausgangskammer perforiert ist und die mit endseitigen öffnungen in die Kammer an der
einen Stirnseite mündenden Verbindungsrohre innerhalb
der von ihnen durchsetzten Ausgangskammer geschlossene Wandungen aufweisen. In diesem Fa\Lle bilden die genannte
stirnseitige Kammer sowie die damit über die perforierte Zwischenwand unmittelbar verbundene Ausgangskammer einen
sehr großen Raum, der zusammen mit dem Ausgangsrohr einen Resonator für vergleichsweise tiefe Frequenzen
bildet. Andererseits bewirkt die perforierte Zwischenwand eine gewisse Trennung der stirnseitigen Kammer von
der Ausgangskammer, so daß die letztere zusammen mit dem Ausgangsrohr einen Resonator für mittlere bzw. mitteltiefe·
Frequenzen bildet, während die genannte stirnseitige Kammer - für sich alleine betrachtet - zur Dämpfung
mittlerer bis hoher Frequenzen beiträgt.
f Copy
Ein ähnliches Verhalten wird erreicht, wenn sowohl die Zwischenwand zwischen der Ausgangskammer und der
angrenzenden stirnseitigen Kammer als auch die Wandung der Verbindungsrohre innerhalb der Ausgangskammer
perforiert sind. Diese Ausführungsform kann darüber hinaus insofern vorteilhaft sein, als durch Aufteilung
des die Verbindungsrohre durchströmenden Abgases auf die genannte stirnseitige Kammer sowie die Ausgangskammer
eine besonders gleichmäßige thermische Belastung des Nachschalldämpfers erreicht wird. Darüber hinaus
sind die Drosselwiderstände etwas geringer, was hinsicht- : lieh der Leistungsausbeute vorteilhaft sein kann.
Bei größeren Fahrzeugen mit vielzylindrigen Motoren, deren Geräuschspektrum auch bei niedrigen Drehzahlen
aufgrund der hohen Zylinderzahl innerhalb eines vergleichsweise hohen Frequenzbereiches liegt, ist es in
der Regel vorteilhaft, wenn die Zwischenwand zwischen der Kammer an der einen Gehäusestirnseite und der benachbarten
Ausgangskammer geschlossen ist und die mit endseitigen Öffnungen in die Kammer an der Stirnseite mündenden
Verbindungsrohre innerhalb der Ausgangskammer perforierte Wandteile aufweisen. Bei diese^r Anordnung ist die genannte
stirnseitige Kammer der Ausgangskammer ausschließlich nebengeschaltet, wobei die stirnseitige Kammer je nach
Volumen und Abstand zwischen den endseitigen Öffnungen und den innerhalb der Ausgangskammer angeordneten Perforationen
der Verbindungsrohre als Resonator für mittlere bis mittelhohe Frequenzen wirkt, während die Ausgangs-0
kammer je nach ihrem Volumen sowie der Länge des Ausgangsrohres tiefere Frequenzen abschwächt.
COPY
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind Abgaseingangs- und Abgasausgangsrohre
doppelt angeordnet, um einerseits eine erhöhte Leistungsausbeute zu erzielen und andererseits durch
relativ geringe Rohrquerschnitte Schwingungen der Rohrwandungen zu verhindern.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung sind die Zwischenwände mit den Abgaseingangs-, Abgasausgangs- und Verbindungsrohren zu
einer in den rohrartigen Mantel des Gehäuses einsetz- bzw. einschiebbaren Einheit verbunden. Dadurch wird
einerseits der Herstellungsaufwand vermindert, andererseits wird eine besonders hohe mechanische Stabilität
des Nachschalldämpfers erreicht, indem die genannte
Einheit einen rahmenartigen, steifen Verbund bildet, der durch den Mantel zusätzlich versteift wird.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten
AusführungsbeispielGs erläutert, welches in der Zeichnung· dargestellt ist. Dabei zeigt
Fig. 1 einen horizontalen Längsschnitt durch den Nachschalldämpfer gemäß der Schnittlinie
I-I in Fig. 3,
Fig. 2 einen vertikalen Längsschnitt gemäß der
Schnittlinie II-II in Fig. 3 und
Fig. 3 einen Querschnitt gemäß der Schnittlinie
III-III in Fig. 1.
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Das insgesamt mit 1 bezeichnete Gehäuse des Nachschalldämpfers ist mittels Zwischenwände 2 bis 4 in vier in
Längsrichtung des Gehäuses 1 hintereinanderliegende Kammern 5 bis 8 unterteilt. Dabei sind die Kammern
und 8 als Eingangskammern angeordnet, indem zwei Abgas-
eingangsrohre 9 und 10, welche die eingangsseitige Stirnwand 11 des Gehäuses 1 sowie die Zwischenwände
und 3 durchsetzen, über endseitige Öffnungen 12 bzw. Perforationen 13 unter Aufteilung des Abgasstromes
in die Eingangskammern 7 und 8 münden. Die Kammer 6 ist als Ausgangskammer angeordnet, indem doppelt
angeordnete Abgasausgangsrohre 14 und 15, welche die Zwischenwände 3 und 4 sowie die ausgangsseitige
Stirnwand 16 des Gehäuses 1 durchsetzen, mit der Ausgangskammer 6 über endseitige Öffnungen 17 sowie Perforationen
18 verbunden sind.
Zwischen der stirnseitigen Eingangskammer 8 sowie der an der eingangsseitigen Stirnwand 11 angeordneten
Kammer 5 ist ein Verbindungsrohr 19 angeordnet, welches die Zwischenwände 2 bis 4 durchsetzt und mit der Eingangskammer
8 über eine endseitige Öffnung 20 sowie Perforationen 21, mit der Ausgangskammer 6 über Perforationen
22 und mit der Kammer 5 über seine andere endseitige Öffnung 23 verbunden ist. Zwischen der
Eingangskammer 7 und der Kammer 5 ist ein weiteres Verbindungsrohr 24 angeordnet, dessen ausgangsseitiges
Stirnende von der mit ihm verbundenen Zwischenwand 4 abgeschlossen wird. Dieses Verbindungsrohr 24 weist
innerhalb der Eingangskammer 7 sowie der Ausgangskammer Perforationen 25 bzw. 26 auf und mündet mit einer endseitigen
Öffnung 27 in die Kammer 5.
Das durch die Abgaseingangsrohre 9 und 10 einströmende
Abgas wird also zunächst auf die Eingangskammern 7 und 8 aufgeteilt. Von dort strömt das Abgas in die Verbindungsrohre
19 bzw. 2 4 und gelangt über die in deren Wandungen angeordneten Perforationen 2 2 bzw. 26 in die
Ausgangskammer 6, der die Kammer 5 über die endseitigen
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- ίο -
Öffnungen 23 und 27 der Verbindungsrohre 19 und 24 sowie die vorgenannten Perforationen 22 und 26 nebengeschaltet
ist. Von der Ausgangskammer 6 strömt das Abgas in die Abgasausgangsrohre 14 und 15 nach auswärts.
Die Eingangskammern 7 und 8 bilden jeweils zusammen mit dem zugeordneten Verbindungsrohr 19 bzw. 24 einen
vom Abgas durchströmten Resonator für mittlere bis hohe Frequenzen, während die Ausgangskammer 6 zusammen
mit den Abgasausgangsrohren 14 und 15 einen Tieftonresonator
bildet, dem in Form der Kammer 5 sowie der Abschnitte der Verbindungsrohre 19 und 14 zwischen den
endseitigen Öffnungen 23 bzw. 27 und den Perforationen
22 bzw. 26 ein Resonator für mittlere bis hohe Frequenzen nebengeschaltet ist.
Abweichend von der dargestellten Ausführungsform,
bei der sämtliche Zwischenwände 2 bis 4 geschlossen sind, kann die Zwischenwand 2 perforiert sein. Entsprechend
dem Gesamtquerschnitt der Perforationen wird dabei die Trennung zwischen den Kammern 5 und 6 teilweise
aufgehoben, so daß diese Kammern 5 und 6 - in gewissem Umfange - eine einzige Kammer mit vergleichsweise großem
Volumen bilden, die auch bei relativ kurzen Abgasausgangs-
!5 rohren 14 und 15 zur Dämpfung tiefer Frequenzen beiträgt. Andererseits bewirkt die perforierte Zwischenwand 2 auch
eine gewisse Trennung zwischen den Kammern 5 und 6, so daß die Ausgangskammer 6 zusammen mit den Abgasausgangsrohren
14 und 15 und die Kammer 5 zusammen mit den die
0 Kammern 5 und 6 verbindenden Abschnitten der Verbindungsrohre 19 und 24 einen Resonator für mittlere bzw. einen
Resonator für höhere Frequenzen bilden.
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Bei einer weiteren abgewandelten Ausführungsform ist
vorgesehen, die Zwischenwand 2 perforiert auszubilden und die Verbindungsrohre 19 und 14 im Bereich der
Ausgangskammer 6 mit geschlossenen Wandungen anzuordnen. In diesem Falle haben die Verbindungsrohre 19 und 2 4
zwischen den Eingangskammern 7 und 8 sowie der Kammer 5
relativ lange geschlossene Abschnitte, so daß auch bei relativ kleinen Eingangskammern 7 und 8 vergleichsweise
tiefe Frequenzen gedämpft werden. Im übrigen können die Kammern 5 und 6 wiederum aufgrund der nur teilweise
vorhandenen Abtrennung durch die perforierte Zwischenwand • 2 - in gewissem Umfange - als ein Raum betrachtet werden,
der zusammen mit den Abgasausgangsrohren 9 und 10 einen
Resonator für vergleichsweise tiefe Frequenzen bildet.
Gleichzeitig dämpft die Kammer 5 - für sich betrachtet hohe Frequenzen, während die Ausgangskammer 6 - für sich
betrachtet - zusammen mit den Abgasausgangsrohren 9 und als Resonator für mitteltiefe Frequenzen anzusehen ist.
Bei allen Ausführungsformen der Erfindung bilden die Zwischenwände 2 bis 4 zusammen mit den Abgaseingangsrohren
9 und 10, den Abgasausgangsrohren 14 und 15 und den Verbindungsrohren 19 und 24 eine rahmenartige steife Einheit,
welche sich in den rohrförmigen Mantel 28 des Gehäuses 1 von einem Stirnende aus einschieben läßt. Bei der in der
Zeichnung dargestellten Ausführungsform sind die am Mantel 28 anliegenden Ränder der Zwischenwände 2 bis 4 zur Eingangsseite
des Gehäuses 1 hin abgewinkelt, dementsprechend erfolgt hier das Einschieben von der Eingangsseite aus.
Gegebenenfalls genügt für die Festlegung der Zwischenwände
2 bis 4 am Mantel 28 der Kraftschluß zwischen dem Mantel 28 und den abgewinkelten Rändern der Zwischenwände 2 bis
Jedoch ist auch eine zusätzliche Verbindung durch punkt- oder bereichsweise Schweißungen möglich.
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Die Verbindung der Zwischenwände 2 bis 4 mit den Rohren 9, 10, 14, 15, 19 und 24 erfolgt durch Verschweißen
der (in der Zeichnung) zur Eingangsseite des Gehäuses 1 hin abgewinkelten Ränder der von den
genannten Rohren durchsetzten Öffnungen in den Zwischenwänden 2 bis 4. Zuvor werden die genannten Rohre von der
den Öffnungsrändern gegenüberliegenden Seite der Zwischenwände 2 bis 4 aus in dieselben eingeschoben bzw.
die Zwischenwände 2 bis 4 (in der Zeichnung) von links nach rechts auf die genannten Rohre aufgeschoben.
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Claims (5)
- GRÄMKOW, MANlTZ & FINSTERWALDAnmelderin:Friedrich Boysen GmbH & Co. KG Friedrich Boysen-Straße 14-17 7272 AltensteigDEUTSCHE PATENTANWÄLTEWERNER CRÄMKOW · D1PL.-1NG.DR. CERHART MANITZ · DIPL.-PHYS.MANFRED FINSTERWALD · DIPL.-INC. DIPL.-WIRTSCH.-IN DR. HELIANE HEYN · DIPL.-CHEM.HANNS-JÖRG ROTERMUND · DIPL.-PHYS.BRITISH CHARTERED PATENT ACENT JAMES G. MORGAN · 8. SC. (PHYS.). D. M. S.ZUGELASSENE VERTRETER BEIM EUROPAISCHEN PATENTAMTSEELBERCSTRASSE 23/257000 STUTTGART 50 (BAD CANNSTATT)IHR ZEICHENUNSER ZEICHENB 97 - Ro/Bt7. März 1983NachschalldämpferAnsprüche/ 1.1 Nachschalldämpfer mit^—' - einem Gehäuse, welches durch Zwischenwände in mehrere in Längsrichtung des Gehäuses hintereinander liegende Kammern unterteilt ist,- mindestens einem Abgaseingangsrohr, welches von der einen Gehäusestirnseite her in das Gehäuse hineinführt, mehrere Zwischenwände durchsetzt und über Perforationen und/oder eine endseitige öffnung mit zwei hintereinanderliegenden, von der einen Gehäusestirnseite entfernten Eingangskammern verbunden ist,- mindestens einem Abgasausgangsrohr, welches über Perforationen und/oder eine endseitigecopyCRAM KOW · ROTERMUND SEELBERGSTR. 23/25. 7000 STUTTCART SO TELEFON (07 11) 56 72MANITZ ■ FINSTERWALD ■ HEYN · MORGAN ROBERT-KOCH-STRASSEI. 8000 MÖNCHEN 22 TELEFON (0 89) 22 42 11. TELEX 05-29 672 PATMFÖffnung mit einer von der anderen Gehäusestirnseite entfernten Ausgangskammer ohne direkte Verbindung zum Abgaseingangsrohr verbunden ist, mehrere Zwischenwände durchsetzt und durch die andere Gehäusestirnseite hindurch austritt, und- zwei innerhalb des Gehäuses angeordneten Verbindungsrohren, von denen jedes eine der Eingangskammern mit der Ausgangskammer verbindet,dadurch gekennzeichnet , daß die Verbindungsrohre (19,24) die Ausgangskammer (6) durchsetzen und in die an ^.die eine Gehäusestirn-seite (11) angrenzende Kammer (5) münden, welche mit der benachbarten Ausgangskammer (6) über Perforationen in der Zwischenwand (2) und/oder in den Verbindungsrohren (19,24) verbunden ist.
- 2. Nachschalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwand (2) zwischen der Kammer (5) an der einen Gehäusestirnseite (11) und der Ausgangskammer (6) perforiert ist und üie mit endseitigen Öffnungen (23,27) in die Kammer (5) an der einen Stirnseite (11) mündenden Verbindungsrohre (19,24) innerhalb der von ihnen durchsetzten Ausgangskammer (6) geschlossene Wandungen aufweisen.
- 3. Nachschalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwand (2) zwischen der Kammer (5) an der einen Gehäusestirnseite (11) und der benachbarten Ausgangskammer (6-) geschlossen ist 0 und die mit endseitigen Öffnungen (23,27) in die Kammer (5) an der Stirnseite (11) mündenden Verbindungsrohre (19,24) innerhalb der Ausgangskammer (6) perforierte Wandungsteile (22,26) aufweisen.COPY
- 4. Nachschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch doppelt angeordnete Abgaseingangs- und Abgasausgangsrohre (9,10;14 ,15) .
- 5. Nachschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4,! dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwände (2 bis 4) mit den Abgaseingangs-, Abgasausgangs- und Verbindungsrohren (9,10;14,15;19,24) zu einer in den rohrartigen Mantel (28) des Gehäuses einsetz- bzw. einschiebbaren Einheit verbunden sind.COPY j
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