DE3308130C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Nachschalldämpfer mit einem Gehäuse, welches durch Zwischenwände in mehrere in Längs­ richtung des Gehäuses hintereinanderliegende Kammern unterteilt ist, mindestens einem Abgasrohr, welches von der einen Gehäusestirnseite her in das Gehäuse hinein­ geführt ist, mehrere Zwischenwände durchsetzt und über Perforationen bzw. Öffnungen mit zwei hintereinander­ liegenden, von der einen Gehäusestirnseite entfernten Eingangskammern verbunden ist, mindestens einem Abgas­ ausgangsrohr, welches über mindestens eine Öffnung bzw. Perforationen 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 über Öffnungen bzw. Perforationen mit einer der Eingangskammern sowie der Ausgangskammer verbunden ist.

Ein entsprechender Nachschalldämpfer mit insgesamt drei Kammern ist aus der DE-PS 28 16 159 bekannt. Dieser bekannte Schalldämpfer zeichnet 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 durch­ setzten 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 allge­ meinen 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 Resona­ tor auf tiefe Frequenzen und die durch jeweils eine Eingangskammer und ein Verbindungsrohr 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 um so 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 ange­ ordnet werden muß, welches erfahrungsgemäß nur eine relativ geringe Lebensdauer hat, insbesondere wenn der angeschlosse­ ne Motor jeweils nur kurzzeitig benutzt wird.

Aus der US-PS 30 82 841 ist ein weiterer Schalldämpfer bekannt, welcher im wesentlichen in drei Kammern unterteilt ist. Dabei ist zwischen zwei an den Stirnenden des Gehäuses angeordneten Kammern eine große mittlere Kammer vorgesehen, in der zwar zusätzliche Zwischenwände angeordnet sind, jedoch weisen diese Zwischenwände derart große Öffnungen auf, daß die Gase praktisch ohne Widerstand hindurchtreten können. Somit dienen die genannten Zwischenwände also ledig­ lich der mechanischen Versteifung des Schalldämpfers und nicht zu einer strömungsmäßigen Unterteilung der großen mittleren Kammer. Die mittlere Kammer ist über ein relativ langes Rohr mit der einen stirnseitigen Kammer und über ein relativ kurzes Rohr mit der anderen stirnseitigen Kammer verbunden. Darüber hinaus ist die große mittlere Kammer sowohl als Eingangskammer als auch als Ausgangskammer aus­ gebildet, da einerseits das Eingangsrohr in diese Kammer mündet und andererseits das Ausgangsrohr aus dieser Kammer nach außen führt.

Dieser bekannte Schalldämpfer läßt sich nicht ohne weiteres für die Dämpfung von Geräuschspitzen bei besonderen Betriebs­ bedingungen optimieren.

Die eine stirnseitige Kammer bildet zusammen mit dem langen Verbindungsrohr einen Resonator für tiefe Frequenzen, während die andere stirnseitige Kammer zusammen mit dem kurzen Verbindungsrohr als Resonator für mittlere bzw. höhere Frequenzen wirkt. Diese beiden Resonatoren sind für ein breitbandiges Dämpfungsverhalten des Schalldämpfers notwendig, d.h. Änderungen an diesen Resonatoren würden das allgemeine Dämpfungsverhalten des Schalldämpfers erheb­ lich verändern oder beeinträchtigen. Beispielsweise würden durch Perforationen in den Wandungen der Verbindungsrohre oder in den die stirnseitigen Kammern von der großen mittle­ ren Kammer abtrennenden Zwischenwänden die Resonanzfrequenzen erheblich verändert. Durch Perforationen in den Verbindungs­ rohren würde nämlich deren wirksame Länge, welche die Reso­ nanzfrequenz wesentlich mitbestimmt, stark verändert werden, während durch Perforationen in den Zwischenwänden der für eine Geräuschdämpfung erwünschte Gasstrom durch die Verbin­ dungsrohre stark abgeschwächt würde.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, den eingangs angegebenen Nachschalldämpfer in konstruktiv einfacher Weise im Hinblick auf zukünftig verschärfte Vorschriften dahingehend zu ver­ bessern, daß vor allem Geräuschspitzen, wie sie beim Beschleu­ nigen von Kraftfahrzeugen etwa nach einem Stop auftreten, besonders wirksam gedämpft werden, um auch in der Nähe ver­ kehrsmäßig hochbelasteter Kreuzungen einen geringen Geräusch­ pegel erreichen zu können.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Ausgangskammer an eine vierte Kammer an der einen Gehäusestirnseite angrenzt, die Zwischenwand zwischen der vierten Kammer und der benachbarten Ausgangskammer geschlossen ist und die die Zwischenwand zwischen der Ausgangskammer und der vierten Kamner durchsetzenden sowie mit endseitigen Öffnungen in die vierte Kammer mündenden Verbindungsrohre innerhalb der Ausgangskammer perforierte Wandungsteile aufweisen.

Aufgrund der angegebenen Art der Ankopplung der vierten Kammer an die Ausgangskammer wird der überraschende Effekt erzielt, daß die Ausgangskammer und die vierte Kammer trotz der Trennung durch die zwischen ihnen angeordnete Wand bei tiefen Frequenzen zusammen mit dem Abgasausgangsrohr einen Resonator bilden, ohne daß dadurch die dämpfende Wirkung der vierten Kammer bei mittleren und höheren Frequenzen aufgehoben wird, wie sie vor allem beim Beschleunigen des Fahrzeuges auftreten können.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind Abgaseingangs- und Abgasausgangs­ rohre 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 Abgas­ eingangs-, Abgasausgangs- und Verbindungsrohren zu einer in den rohrartigen Mantel des Gehäuses einsetz- bzw. einschiebbaren Einheit verbunden. Dadurch wird einerseits der Herstellungsaufwand vermindert, anderer­ seits 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 Ausführungsbeispieles erläutert, welches in der Zeich­ nung dargestellt ist. Dabei zeigt

Fig. 1 einen horizontalen Längsschnitt durch den Nachschalldämpfer gemäß der Schnitt­ linie 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.

Das insgesamt mit 1 bezeichnete Gehäuse des Nachschall­ dämpfers ist mittels Zwischenwände 2 bis 4 in vier in Längsrichtung des Gehäuses 1 hintereinanderliegende Kammern 5 bis 8 unterteilt. Dabei sind die Kammern 7 und 8 als Eingangskammern angeordnet, indem zwei Abgas­ eingangsrohre 9 und 10, welche die eingangsseitige Stirnwand 11 des Gehäuses 1 sowie die Zwischenwände 2 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 Aus­ gangskammer 6 über endseitige Öffnungen 17 sowie Perfora­ tionen 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 Ein­ gangskammer 8 über eine endseitige Öffnung 20 sowie Perforationen 21, mit der Ausgangskammer 6 über Per­ forationen 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 eines Stirnende von der mit ihm verbundenen Zwischenwand 4 abgeschlossen wird. Dieses Verbindungsrohr 24 weist innerhalb der Eingangskammer 7 sowie der Ausgangskammer 6 Perforationen 25 bzw. 26 auf und mündet mit einer endsei­ tigen 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 Verbin­ dungsrohre 19 bzw. 24 und gelangt über die in deren Wandungen angeordneten Perforationen 22 bzw. 26 in die Ausgangskammer 6, der die Kammer 5 über die endseitigen Öffnungen 23 und 27 der Verbindungsrohre 19 und 24 sowie die vorgenannten Perforationen 22 und 26 neben­ geschaltet 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 neben­ geschaltet ist. Im übrigen bilden die Kammern 5 und 6 gemeinsam mit den Abgasausgangsrohren 14 und 15 noch einen Tieftonresonator für besonders tiefe Frequenzen.

Die Zwischenwand 2 kann gegebenenfalls auch Perforationen aufweisen. Im übrigen bilden bei der Erfindung die Zwischenwände 2 bis 4 zusammen mit den Abgaseingangsrohren 9 und 10, den Abgasausgangsrohren 14 und 15 und den Verbin­ dungsrohren 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 Ein­ gangsseite 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 4. Jedoch ist auch eine zusätzliche Verbindung durch punkt­ oder bereichsweise Schweißungen möglich.

Die Verbindung der Zwischenwände 2 bis 4 mit den Rohren 9, 10, 14, 15, 19 und 24 erfolgt durch Ver­ schweißen der (in der Zeichnung) zur Eingangsseite des Gehäuses 1 hin abgewinkelten Ränder der von den genannten Rohren durchsetzten Öffnungen in den Zwischen­ wänden 2 bis 4. Zuvor werden die genannten Rohre von der den Öffnungsrändern gegenüberliegenden Seite der Zwi­ schenwände 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.

Claims (3)

1. Nachschalldämpfer mit

• - einem Gehäuse, welches durch Zwischenwände in mehrere in Längsrichtung des Gehäuses hinter­ einanderliegende Kammern unterteilt ist,
• - mindestens einem Abgaseingangsrohr, welches von der einen Gehäusestirnseite her in das Gehäuse hineingeführt ist, mehrere Zwischenwände durchsetzt und über Perforationen bzw. Öffnungen mit zwei hintereinanderliegenden, von der einen Gehäusestirnseite entfernten Eingangskammern verbunden ist,
• - mindestens einem Abgasausgangsrohr, welches über mindestens eine Öffnung bzw. Perforationen mit einer von der anderen Gehäusestirnseite entfernten Ausgangskammer ohne direkte Verbindung zum Abgas­ eingangsrohr verbunden ist, mehrere Zwischenwände durchsetzt und durch die andere Gehäusestirnseite hindurch austritt, und
• - zwei innerhalb des Gehäuses angeordneten Verbindungs­ rohren, von denen jedes über Öffnungen bzw. Perfora­ tionen mit einer der Eingangskammern sowie der Ausgangs­ kammer verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangskammer (6) an eine vierte Kammer (5) an der einen Gehäusestirnseite (11) angrenzt, die Zwischen­ wand (2) zwischen der vierten Kammer (5) und der benach­ barten Ausgangskammer (6) geschlossen ist und die die Zwischenwand (2) zwischen der Ausgangskammer (6) und der vierten Kammer (5) durchsetzenden sowie mit endseitigen Öffnungen (23, 27) in die vierte Kammer (5) mündenden Verbindungsrohre (19, 24) innerhalb derAusgangskammer (6) perforierte Wandungsteile (22, 26) aufweisen.

2. Nachschalldämpfer nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch doppelt angeordnete Abgaseingangs- und Abgasausgangsrohre (9, 10; 14, 15).

3. Nachschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwände (2 bis 4) mit den Abgaseingangs-, Abgasausgangs- und Verbindungs­ rohren (9, 10; 14, 15; 19, 24) zu einer in den rohrartigen Mantel (28) des Gehäuses einsetz- bzw. einschiebbaren Einheit verbunden sind.