DE3540231A1 - Kombinierter schall- und schwingungsdaempfer - Google Patents

Kombinierter schall- und schwingungsdaempfer

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Description

Die Erfindung betrifft einen Schalldämpfer, insbesondere für Verbrennungsmotoren, mit einer Schalldämpferkammer sowie mit einem Gaseintritts- und einem -austrittsrohr.
Die, insbesondere in Abgasanlagen von Verbrennungsmotoren angeordneten Schalldämpfer sind hinsichtlich ihrer schalldämpfenden Wirkung auf die periodischen Abgasstöße optimiert, wobei zusätzlich die Lage des Schalldämpfers in der Leitung die Güte der Dämpfung bestimmt. Die Verbindung zwischen dem oder den Schalldämpfern und den Leitungsrohren ist dabei starr und gasdicht ausgelegt. Aufgrund der großen Länge der Abgasanlagen treten daher häufig Schwingungsprobleme auf, die nur durch eine sorgfältige Wahl der Aufhängepunkte und notfalls durch zusätzliche schwingungsdämpfende Maßnahmen gemildert werden können. Besonders vibrationsempfindliche Teile der Abgasanlage, wie z. B. Katalysatoren bedürfen besonderer schwingungsisolierender Maßnahmen, welche oftmals durch zusätzliche flexible Elemente in den Verbindungsrohren ergänzt werden.
Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gesetzt, einen Schalldämpfer, insbesondere für Verbrennungsmotoren zu schaffen, der den Aufbau von Abgasanlagen hinsichtlich der dabei auftretenden Schwingungsprobleme wesentlich erleichtert. Diese Aufgabe wird durch einen nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 ausgebildeten Schalldämpfer gelöst.
Der erfindungsgemäße Schalldämpfer wirkt aufgrund seiner schwingungsmäßig von den Verbindungsrohren isolierten und gedämpften Schalldämpferkammer sowohl als Schalldämpfer für Luftschall als auch als Schwingungsdämpfer gegen Vibrationen der gesamten Abgasanlage. Die nicht starre Verbindung zwischen der Schalldämpferkammer und dem Gaseintritts- und -austrittsrohr ermöglichen zudem größere Toleranzen bei der Montage der gesamten Abgasanlage. Die Wahl der Aufhänge- bzw. Befestigungspunkte der mit einem solchen Schalldämpfer ausgestatteten Abgasanlage ist relativ unkritisch und kann im wesentlichen statisch auf die Gewichtsverteilung abgestimmt sein.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in den Fig. 1 und 2 teilweise schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 einen prinzipiellen Aufbau eines Schalldämpfers;
Fig. 2 eine Teilansicht einer konstruktiven Lösung des Schalldämpfers.
Gemäß Fig. 1 befindet sich zwischen den Verbindungsrohren V 1 und V 2 einer Abgasanlage für einen Verbrennungsmotor ein Schalldämpfer 1. Der Schalldämpfer 1 ist über ein Gaseintrittsrohr 2 sowie ein Gasaustrittsrohr 3 mit den Verbindungsrohren V 1 bzw. V 2 in herkömmlicher Weise über eine klemmbare Steckverbindung starr und gasdicht verbunden ist. Zwischen dem Gaseintrittsrohr 2 und dem Gasaustrittsrohr 3 befindet sich die eigentliche Schalldämpferkammer 4, die in herkömmlicher Weise z. B. als Reflexions- oder Absorptionsschalldämpfer ausgebildet sein kann. Die Schalldämpferkammer 4 ist über rohrförmige Verbindungselemente 4.1 und 4.2 mit dem Gaseintritts- und -austrittsrohr 2 und 3 schwingungsisoliert verbunden, so daß sie sich mit ihrer trägen Masse M gegenüber dem Gaseintritts- und -austrittsrohr 2 und 3 bzw. den Verbindungsrohren V 1 und V 2 in axialer und radialer Richtung relativ bewegen kann, was durch die sich kreuzenden Doppelpfeile angedeutet ist. Diese Relativbewegung wird durch schwingungsdämpfende Materialien 8 im Zwischenraum zwischen dem Gaseintritts- bzw. -austrittsrohr 2 bzw. 3 und den rohrförmigen Übergangselementen 4.1 bzw. 4.2 gedämpft. Die Schalldämpferkammer 4 kann noch zusätzlich von einem vergleichsweise dünnen und leichten Außenmantel 5 umgeben sein, welcher seinerseits fest und gasdicht mit dem Gaseintritts- und -austrittsrohr 2 und 3 verbunden ist. An dem Außenmantel 5 können nun weitere, auf die Schalldämpferkammer 4 wirkende schwingungsdämpfende Maßnahmen, z. B. eine Füllung mit Mineralwolle, vorgesehen sein, die zudem noch wärmeisolierende Eigenschaften hat.
Fig. 2 zeigt die Gaseintrittsseite eines Schalldämpfers mit schwingungsisolierter und -dämpfender Schalldämpferkammer 4. Das Gaseintrittsrohr 2 weist an seinem austrittsseitigen Ende zwei in axialen Abständen angeordnete, fest mit dem Gaseintrittsrohr 2 verbundene Ringscheibenelemente 2.1 und 2.2 auf. Ein rohrförmiges Verbindungselement 4.1 der Schalldämpferkammer 4 umhüllt das Gaseintrittsrohr 2 und die Scheibenelemente 2.1 und 2.2 nach Art einer Labyrinthdichtung unter Beibehaltung eines mäanderförmigen Zwischenraumes. Dieser Zwischenraum ist mit einem schwingungsdämpfenden Material 5, z. B. Mineral-, Keramik-, Metallfasern oder ein Gemisch aus zweien oder mehreren dieser Komponenten gefüllt. Je nach Temperaturbelastung können auch elastische Kunststoffe zur Anwendung kommen, die dann eine vollkommene Gasdichtheit ermöglichen. Die Schalldämpferkammer 4 und das Verbindungsstück 4.1 sind von einem Außenmantel 5 umgeben, welcher gasdicht und fest mit dem Gaseintrittsrohr 2 verbunden ist. Der Zwischenraum zwischen der Schalldämpferkammer 4 und dem Außenmantel 5 ist wiederum mit einem schwingungsdämpfenden Material 6 gefüllt, welches vorteilhafterweise auch noch wärmeisolierende Eigenschaften haben sollte. Auch hier eignen sich Mineral- oder Keramikfasern. Während die Wandungen der Schalldämpferkammer 4 weitgehend biegesteif sind, sollten die Wandungen des Außenmantels relativ dünn und flexibel sein und ggf. teilweise nach Art eines Wellrohres ausgebildet sein (5.1). Durch diese Maßnahmen sind größere Toleranzen auch bezüglich der axialen Ausrichtung zwischen dem Gaseintrittsrohr 2 und dem sich daran anschließenden, nicht gezeigten Verbindungsrohr möglich.
Da die Schalldämpferkammer 4 gegenüber den Verbindungsrohren schwingungsisoliert und -gedämpft ist, kann sie problemlos vibrationsempfindliche Teile, wie z. B. Mittel zur katalytischen Nachverbrennung von Abgasen, also beispielsweise einen auf Keramikbasis aufgebauten Katalysator 7 aufnehmen, der durch Federelemente 9, 10 und 11 gehalten wird. Daran anschließend können sich dann die bekannten Mittel 12 zur Schalldämpfung, wie Reflexionsschalldämpfer oder Absorptionsschalldämpfer, mit Helmholtz-Resonatoren, Reflexionsblenden, Venturidüsen, Lochtraufen und dergleichen anschließen. Die Gasaustrittsseite ist dann wieder analog zur Gaseintrittsseite gestaltet.

Claims (6)

1. Schalldämpfer, insbesondere für Verbrennungsmotoren, mit einer Schalldämpferkammer sowie mit einem Gaseintritts- und einem -austrittsrohr dadurch gekennzeichnet, daß die Schalldämpferkammer (4) schwingungsisoliert und/oder -dämpfend mit dem Gaseintritts- und/oder -austrittsrohr (2, 3) verbunden ist.
2. Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalldämpferkammer (4) von einem Außenmantel (5) umgeben ist, welcher fest und gasdicht mit dem Gaseintritts- und/oder -austrittsrohr (2, 3) verbunden ist, und, daß der Zwischenraum zwischen der Schalldämpferkammer (4) und dem Außenmantel (5) zumindest teilweise mit schwingungsdämpfendem Material (6) gefüllt ist.
3. Schalldämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandungen der Schalldämpferkammer (4) biegesteif sind.
4. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandungen des Außenmantels (5) zumindest teilweise flexibel sind.
5. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gaseintritts- und/oder -austrittsrohr (2, 3) ein oder mehrere hintereinander angeordnete Ringscheibenelemente (2.1, 2.2) aufweist, und, daß die Schalldämpferkammer (4) rohrförmige Übergangselemente (4.1, 4.2) aufweist, welche das Gaseintritts- und/oder -austrittsrohr (2, 3) sowie die Ringscheibenelemente (2.1, 2.2) nach Art einer Labyrinthdichtung umgeben, wobei der Zwischenraum zwischen einem Übergangselement (4.1, 4.2) und dem davon umgebenen, mit Ringscheiben versehenen Bereich des Gaseintritts- und/oder -austrittsrohres ein schwingungsdämpfendes Material (8) aufweist.
6. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schalldämpferkammer (4) Mittel (7) zur katalytischen Nachverbrennung von Abgasen angeordnet sind.
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