DE9400796U1 - Schalldämpfer - Google Patents

Description

Beschrei bung:

Die Erfindung betrifft Schalldämpfer mit einer tiefgezogenen Innenschale und einer tiefgezogenen Gehäuseschale gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die US 4 396 090 zeigt einen Abgasschalldämpfer mit einer aus zwei aufeinandergelegten Blechen bestehenden Innenschale. Die Innenscha lenbleche sind derart tiefgezogen, daß ein S-förmiger Abgaskanal entsteht, der an diversen Stellen perforiert ist. Weiterhin ist eine Außenschale vorgesehen, die ebenfalls aus zwei aufeinandergelegten, tiefgezogenen Blechen besteht, die so auf die Innenschale gelegt sind, daß zwischen Innenschale und Außenschale Kammern entstehen. Schließlich ist eine Zwischenwand aus gezogenem Blech vorhanden, die in eine Gehäuseschale eingeklemmt ist und die Innenschale hält. Innenschale und Außenschale besitzen jeweils einen Flansch. Alle Flansche sind durch eine einzige Schweißnaht miteinander gasdicht ve rbunden.

Die DE-A-22 28 700 zeigt einen Schalldämpfer für am Heck eines Fahrzeugs angeordnete Boxermotoren. Das Gehäuse besteht aus zwei tiefgezogenen Schalenhälften mit umlaufendem Flansch. Eine Trennwand unterteilt das Gehäuseinnere in zwei Kammern. Die Gehäuseschalenhälften und die Trennwand sind durch geeignete Verbindungsmittel, &zgr;. &Bgr;. durch eine Schweißnaht, miteinander verbunden. Um die Abgasführung und die Schalldämpfung zu ermöglichen, sind an der Zwischenwand Durchbrechungen sowie Einbau- und Anbauteile vorgesehen, mit deren Hilfe Absorptionskammern, Expansionskammern und Reflexionskammern sowie Venturi-Düsen realisiert werden.

Die US 4 132 286, US 4 415 059, US 4 865 154 und US

5 012 891 offenbaren weitere Scha LLdämpfer, bestehend aus einer tiefgezogenen InnenschaLe und einer tiefgezogenen GehäuseschaLe, die so aufeinandergeLegt sind, daß aLLe vier BLeche mit einer einzigen umLaufenden Schweißnaht im Bereich der FLansche gasdicht miteinander verbunden werden können. In die GehäuseschaLe sind tiefe, etwa V-förmige QuerfaLten eingezogen, die die InnenschaLe über die gesamte Gehä'usebrei te berühren und somit die Wirkung der separaten Zwischenwände des eingangs beschriebenen Scha LLdämpfers nachbiLden, aLLerdings mit dem doppeLten MateriaLaufwand.

Wie erwähnt, sind bei aLLen diesen SchaLLdämpfern die BLeche der InnenschaLe und der Gehäuse- bzw. AußenschaLe über eine einzige, umLaufende Schweißnaht miteinander verbunden. Dies kann zu mechanischen ProbLemen führen, da sich die BLeche der InnenschaLe, die im direkten Kontakt mit den heißen Motorabgasen stehen, erhebLich stärker erhitzen und ausdehnen aLs die BLeche der GehäuseschaLe, die vom Fahrtwind gekühLt werden. Außerdem führt eine Schweißnaht wegen der damit verbundenen Erhitzung zu einer Gefügeveränderung des BLechmateria Ls, was unter Umständen einen verstärkten Korrossionsangriff zur FoLge hat.

DE GB-A-1 012 463 zeigt Scha LLdämpfer mit einer tiefgezogenen InnenschaLe und einer tiefgezogenen GehäuseschaLe, deren aufeinandergeLegten FLansche nicht materiaLschLüssig mitteLs Schweißnaht, sondern formschLüssig mitteLs FaLz miteinander verbunden sind. FaLzverbindungen mit vier aufeinanderLiegenden BLechen sind in der Praxis jedoch nur mit großem Aufwand herzusteLLen, wobei die erforder Liehe Dichtheit zusätzLiche Schwierigkeiten bereitet. Der beschriebene SchaLLdämpfer besitzt auch eine Zwischenwand, wozu die BLeche der InnenschaLe entsprechend ausgeschnitten und abgewinkeLt sind.

SchLießLich zeigt die GB-A-632 013 einen Scha LLdämpfer mit tiefgezogener InnenschaLe und tiefgezogener GehäuseschaLe, deren FLansche aufeinandergelegt sind. Der Flansch der Gehäuseschale ist jedoch breiter als der der InnenschaLe, so daß bei der mechanischen Verbindung mitteLs FaLz nur die BLeche der GehäuseschaLe verformt werden. Der Flansch der InnenschaLe ist zwischen den unverformten Teilen des Flansches der GehäuseschaLe eingeklemmt.

Bei der Letztgenannten Konstruktion sind die FLansche von InnenschaLe und GehäuseschaLe nicht mehr über die voLLe Länge unlösbar miteinander verbunden, so daß rein theoretisch die Möglichkeit besteht, daß sich thermische Spannungen zwischen Innenschale und Gehäuseschale abbauen können. Aufgrund der großen BerührungsfLache zwischen den zwei Flanschen wirken jedoch erhebliche HaLtekräfte; Ausgleichsbewegungen sind kaum zu erwarten. Außerdem bereitet der durch die eingeklemmte Innenschale bedingte Spalt zwischen den Blechen der Außenschale Fertigungs- und Korrossionsprobleme. Die korrekte Zentrierung von Innen- und Außenschale ist bei dieser Konstruktion ebenfalls problematisch.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Schalldämpfer der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem InnenschaLe und Gehäuseschale thermisch bedingte AusgLeichsbewegungen durchführen können, wobei gleichzeitig die Fertigung erheblich vereinfacht, beschleunigt und verbi LLi gt wi rd.

Diese Aufgabe wird geLöst durch einen gattungsgemäßen Schalldämpfer mit den Merkmalen gemäß Kennzeichen des Anspruchs 1 .

Bei der vorliegenden Erfindung reicht der Flansch der

InnenschaLe nur noch bis an die GehäuseschaLe heran. Dabei wurde die Erkenntnis ausgewertet, daß eine gasdichte Verbindung zwischen InnenschaLe und GehäuseschaLe seLten nötig ist und in aLLer RegeL eine akustische Abdichtung vöLLig ausreicht. Die akustische Abdichtung wird in jedem FaLL gewähr Lei stet, wenn die SpaLte zwischen dem FLansch der InnenschaLe und der Innenwand der GehäuseschaLe kLein genug sind. Auf diese Weise wird nicht nur MateriaL gespart, sondern auch einem Korrossionsangriff vorgebeugt. Für die formschLüssige Verbindung der GehäuseschaLe müssen nur noch zwei BLeche verformt werden, was mit einfachen Maschinen und Werkzeugen mögLich ist. Da die InnenschaLe nur an einzeLnen KLemmpunkten mit der GehäuseschaLe verbunden ist, muß der FLansch der InnenschaLe auch nicht mehr absoLut eben und gLatt sein. Etwaige ZiehweLLen stören nicht. Auch ist ein AusgLeich thermischer Spannungen ohne weiteres mögLich. UnterschiedLiche FLanschdicken der InnenschaLe Lassen sich durch entsprechend geringfügige Veränderungen der KLemmsicken kompensieren.

Gemäß einer vorteiLhaften WeiterbiLdung der Erfindung haben die KLemmsicken des einen GehäuseschaLenteiLs einen größeren Abstand zu der Ebene des GehäusefLansches aLs die KLemmsicken des anderen GehäuseschaLenteiLs. Dadurch wirkt das GehäuseschaLenteiL mit den tiefergeLegten KLemmsicken g I. eichzeitig aLs JustierhiLfe für die exakte Positionierung der BLeche der InnenschaLe.

Gemäß einer ersten Variante der Erfindung ist wenigstens eine Zwischenwand vorgesehen, die öffnungen, insbesondere Durchzüge, für die abgasführenden KanäLe besitzt. An der InnenschaLe sind die KanäLe verlängernde Rohrstutzen angeformt. Die Rohrstutzen sind durch die öffnungen in der Zwischenwand gesteckt. Dank dieser Konstruktion entsteht nach dem Schließen der GehäuseschaLe ein stabiLes, sich

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seLbst haltendes Einbauteil.

Vorzugsweise ist eine zweite Innenschale vorgesehen, deren Kanäle ebenfalls durch Rohrstutzen verlängert sind. Die Rohrstutzen der zweiten Innenschale sind in die ersten Rohrstutzen eingesteckt.

Sind in die Rohrstutzen Formsicken eingeformt, so positionieren diese die Zwischenwand während der Hontage, was gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung noch durch eine trichterförmige Aufweitung der Rohrstutzenenden unterstützt werden kann. Außerdem kann mit Hilfe dieser Formsicken eine Verrastung der ineinandergesteckten Rohrstutzen erreicht werden.

Den gleichen Vorteil bieten diese Formsicken auch dann, wenn die weiterführenden Abgaskanäle nicht als Schalenteil mit angeformten Rohrstutzen, sondern als herkömmliche Rohre reali si ert sind.

Gemäß einer zweiten Variante der Erfindung ist eine zweigeteilte Zwischenwand vorgesehen. An deren Trennflächen ist jeweils wenigstens ein Stecklappen angeformt. Die Innenschale besitzt korrespondierende Steckschlitze, in die die Stecklappen eingesteckt werden.

Es versteht sich, daß zur Verbesserung der Stabilität und zur Erleichterung der Montage die Einbauteile formschlüssig und/oder materialschlüssig miteinander verbunden werden können.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der restlichen Unteransprüche, auf die hiermit Bezug genommen wi rd.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung in Form von AusfuhrungsbeispieLen näher erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1 eine teilweise aufgebrochene Ansicht eines ersten Schalldämpfers mit tiefgezogener GehäuseschaLe, zwei tiefgezogenen Innenschalen und einteiliger Zwischenwand,

Fig. 2 einen Teilschnitt durch den Schalldämpfer der Fig. 1 entlang der Linie II-II,

Fig. 3 einen Teilschnitt durch die InnenschaLe des Schalldämpfers der Fig. 1 entlang der Linie III—III,

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 3 durch die erste Innenschale im Bereich eines Kanalendes,

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 3 durch die zweite Innenschale im Bereich eines KanaLendes ,

Fig. 6 eine teilweise aufgebrochene Ansicht eines zweiten

Scha LLdämpfers mit tiefgezogener GehäuseschaLe,

tiefgezogener, einteiliger Innenschale und zweigeteilter Zwi schenwand,

Fig. 7 eine Ansicht einer zweigeteilten Zwischenwand,

Fig. 8 einen Teilschnitt durch die Zwischenwand entlang der Linie VIII-VIII in Fig. 6 bzw. Fig. 7,

Fig. 9 eine teilweise aufgebrochene Ansicht eines dritten Schalldämpfers mit tiefgezogener GehäuseschaLe, zwei tiefgezogenen InnenschaLen und einteiliger Zwischenwand und

Fig. 10 einen Teilschnitt durch den Scha LLdämpfer der Fig. entlang der Linie X-X.

&Lgr;.&EEgr;.:.

Fig. 1 zeigt eine teilweise aufgebrochene Draufsicht auf einen ersten Schalldämpfer. Man erkennt eine aus zwei aufeinandergelegten, tiefgezogenen Blechen 17, 18 bestehende Gehäuseschale 10 mit einem Einlaßstutzen 11 an der einen und einem Auslaßstutzen 12 an der anderen Seite. Die Bleche 17, 18 der Gehäuseschale 10 sind mit Sicken 15 versehen, um die Körperscha I labst rah lung zu reduzieren. Die Gehäuseschale 10 besitzt einen umlaufenden Flansch 13.

Im Inneren der Gehäuseschale 10 erkennt man zwei Innenschalen 30.1, 30.2 mit umlaufendem Rand 40, jeweils aus zwei aufeinandergelegten Blechen hergestellt. Die Innenschalenbleche sind derart tiefgezogen, daß Gaskanäle 31, 32, 33, 34, 35 entstehen, die eine S-förmige Gasströmung erzeugen.

Schließlich erkennt man eine konventionelle Zwischenwand 20, die in die Gehäuseschale 10 gestellt ist und die Innenschalen 30.1, 30.2 hält.

Wie Fig. 1 erkennen läßt, sind die Ränder 40 der Innenschalen 30.1, 30.2 so dimensioniert, daß sie die Innenwand der Gehäuseschale 10 im Bereich des Flansches 13 berühren. Die Ränder 40 werden also nicht zwischen den Flansch 13 geklemmt. Diese Aufgabe erfüllen spezielle Klemmsicken 16, die tiefer geformt sind, so daß die Ränder 40 eine ausreichend große Auflagefläche erhalten.

Die KLemmsicken 16 sind paarweise beidseitig des Flansches 13 positioniert. Der Abstand zwischen jedem Klemmsickenpaar ist auf die Dicke der Bleche der Innenschale 30 exakt abgestimmt. Die Abstände der Klemmsicken 16 in den beiden Gehäuseteilen zur Ebene des Flansches 13 können jedoch ungleich sein, z. B. um die Innenschalen 30.1, 30.2 während

der Montage exakt positionieren zu können. SobaLd der FLansch 13 der GehäuseschaLe 10 materiaLschLüssig oder insbesondere formschlüssig fest verschlossen ist, drücken die Klemmsicken 16 von oben und unten auf die Ränder 40 der Innenschalen 30.1, 30.2 und klemmen diese fest. Dabei wirkt der Flansch 13 wie eine kräftige Feder.

Dank der punktförmigen Fixierung der Innenschalen 30.1, 30.2 sind Relativbewegungen, beispielsweise aufgrund von thermischen Ausdehnungsdifferenzen, durchaus möglich. Dank der punktförmigen Fixierung müssen die Flansche 40 der Innenschalen 30.1, 30.2 auch nicht mehr über die volle Fläche absolut plan sein.

Fig. 2 zeigt den Teilschnitt II-II durch den Rand des Schalldämpfers der Fig. 1 im Bereich einer Klemmsicke 16. Der Rand 40 der Innenschale 30 ist zwischen einer oberen und einer unteren Klemmsicke 16 federnd fixiert. Der Flansch 13 der GehäuseschaLe 10 zeigt keinerlei Spalte oder Hohlräume, in denen sich Kondensat festsetzen könnte. Der Flansch 13 ist durch einen Falz 14 formschlüssig verschlossen.

Eine Besonderheit im Ausfuhrungsbeispiel der Fig. 1 ist, daß die zweite Innenschale 30.2 nicht über die volle Breite der GehäuseschaLe 10 reicht. Vielmehr vervollständigt hier ein separates Rohr 36 den Abgasweg zum Ausgangsstutzen 11. Das erfindungsgemäße Konzept ist auch für Schalldämpfer mit konventionellen Rohren geeignet.

Anhand der Fig. 3, 4 und 5 sollen Bau und Montage von Zwischenwand 20 und Innenschalen 30.1, 30.2 erläutert werden.

Fig. 3 zeigt den Teilschnitt III-III durch Trennwand 20 und Innenschalen 30.1, 30.2. Man erkennt einen Teil der

Zwischenwand 20, in der eine bffnung 23 in Form eines sogenannten Durchzugs hergestellt wurde. Des weiteren erkennt man im Querschnitt das Ende des Kanals 31, der in einen Rohrstutzen 42 ausläuft. Dieser Rohrstutzen 42 ist durch die bffnung 23 hindurchgesteckt. Dabei wird die Zwischenwand 20 auf der einen Seite gehalten durch eine Formsicke 44, auf der anderen Seite durch eine trichterförmige Aufweitung des Rohrstutzenendes. In den ersten Rohrstutzen 42 ist ein zweiter Rohrstutzen 43 mit einer Formsicke 45 eingesteckt und verrastet. Dieser zweite Rohrstutzen 43 ist die endseitige Verlängerung des Kanals in der zweiten Innenschale 31.2.

Fig. 4 zeigt den Schnitt entlang der Linie IV-IV durch den ersten Rohrstutzen 42. Fig. 5 zeigt einen vergleichbaren Schnitt entlang der Linie V-V durch den zweiten Rohrstutzen 43. Nach dem Zusammenstecken von Zwischenwand 20 und erster und zweiter Innenschale 30.1, 30.2 entsteht ein ausreichend stabiles Gebilde, welches in die Gehäuseschale 10 eingesetzt werden kann. Nach dem Verschließen der Gehäuseschale 10 erhält man einen Schalldämpfer mit einem S-förmigen Abgasweg und drei akustisch voneinander getrennten Kammern 19.1, 19.2, die je nach Bedarf als Absorptionskammer, Expansionskammer oder Resonanzkammer eingesetzt werden können.

Fig. 1 zeigt, daß mit Hilfe von StabiLi sierungssicken 41 im Rand 40 der Innenschalen 30.1, 30.2 eine Erhöhung der mechanischen Festigkeit zu erreichen ist, wenn die Klemmsicken 16 weit voneinander entfernt sind.

Fig. 6 zeigt eine zweite Ausführungsform eines Abgasschalldämpfers. Die Gehäuseschale 10 entspricht der der Fig. 1. Die Innenschale 30' ist in diesem Ausführungsbeispiel jedoch einteilig, die Zwischenwand 20'

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zwei tei L i g.

Fig. 7 zeigt eine Ansicht der zweiteiligen Zwischenwand 20'. Man erkennt einen oberen und einen unteren Zwischenwandtei L 20.1, 20.2. Im Bereich der Trennlinie zwischen den beiden Zwischenwandteilen 20.1, 20.2 sind drei öffnungen bzw. Durchzüge 21 für die Kanäle 31, 32, 33 der Innenschale 30' vorgesehen. Des weiteren erkennt man zwischen den öffnungen 21 Stecklappen 22.1, 22.2. Die Innenschale 30' besitzt mit diesen Stecklappen 22.1, 22.2 korrespondierende Steckschlitze 46, in die die Stecklappen 22.1, 22.2 von oben bzw. unten eingesteckt werden.

Diese Situation ist in Fig. 8 im Schnitt vergrößert dargestellt. Man erkennt die Innenschale 30' und den Steckschlitz 46, in den von oben der Stecklappen 22.1 des oberen Zwischenwandteils 20.1 und von unten der Stecklappen 22.2 des unteren ZwischenwandteiLs 20.2 eingesteckt ist. Eine Schweißnaht 24 verbindet gegebenenfalls die beiden Zwischenwandteile 20.1, 20.2 miteinander und mit der Innenschale 30', wodurch die Montage erleichtert und die Festigkeit erhöht wird.

Fig. 9 zeigt eine dritte Ausführungsform eines Schalldämpfers mit Außenschale 10, einteiliger Zwischenwand 20, zwei Innenschalen 30.1, 30.2 und einem die Abgaskanäle 31, 32, 33, 34, 35 vervollständigenden Rohrstück 36. Die Kanäle 32, 33 in der rechten Innenschale 30.1 besitzen je zwei großflächige Öffnungen 37, wobei jeweils eine Öffnung nach oben, die andere Öffnung nach unten gerichtet ist. Auf diese Weise wirken die beiden Kammern 19.1 zwischen Zwischenwand 20, Innenschale 30.1 und oberer bzw. unterer Gehäuseschale 17, 18 als gasdurchströmte Expansionskammern. Dies dient nicht nur der akustischen Abstimmung, sondern auch zur Verhinderung eines möglichen Korrossionsangriffs,

Seite 11 wie er in nicht gasdurchströmen Räumen auftreten kann.

Einzelheiten der Ausgestaltung und Anordnung der großflächigen öffnungen 37 zeigt Fig. 10 im Schnitt. Diese Figur zeigt auch, daß es durch Einlegen eines im wesentlichen unverformten Zwischenblechs 38 zwischen die Bleche der Innenschale 30.1 möglich ist, akustisch voneinander entkoppelte Teilkanäle für die Abgasströmung zu biIden.

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Claims (11)

Seite 12 Schutzansprüche:

1. Schal Idämpfer, umfassend

- eine aus wenigstens zwei aufeinanderLiegenden Innenblechen bestehende Innenschale (30.1, 30.2, 30"), tiefgezogen unter Ausbi Ldung von

-- wenigstens einem gasführenden Kanal (31, 32, 33, 34, 35)

und
-- einem wenigstens bereichsweise umlaufenden Rand (40),

- und eine aus wenigstens zwei aufeinanderLiegenden Außenblechen (17, 18) bestehende GehäuseschaLe (10), tiefgezogen unter Ausbildung von

-- Kammern (19.1, 19.2),

-- wenigstens je einem Einlaß- und Auslaßstutzen (11, 12)

-- einem umlaufenden GehäusefLansch (13, 14), gekennzeichnet durch die Merkmale:

- der Rand (40) der Innenschale (30.1, 30.2, 30') berührt

die Gehäuseschale (10) im Bereich des Gehäuseflansches (13),

- in die Wände der Gehäuseschale (10) sind beidseits des Gehäuseflansches (13) Paare von Klemmsicken (16) eingeformt,

- die Klemmsicken (16) klemmen den Rand (40) der Innenschale (30.1, 30.2, 30') fest.

2. Schalldämpfer nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Merkmale:

- es ist wenigstens eine Zwischenwand (20) vorgesehen,

- an der Innenschale (30.1) sind die Kanäle (31, 32, 33) verlängernde Rohrstutzen (42) angeformt,

- die Rohrstutzen (42) sind durch öffnungen, insbesondere Durchzüge (23) in der Zwischenwand (20) gesteckt.

3. Scha I Ldämpfer nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die MerkmaIe:

- es ist eine zweite Innenschale (30.2) mit die Kanäle (34,

35) verlängernden Rohrstutzen (43) vorgesehen,

- die Rohrstutzen (43) der zweiten Innenschale (30.2) sind in die ersten Rohrstutzen (42) gesteckt.

4. SchalLdämpfer nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch das Merkmal:

- in die Rohrstutzen (42, 43) sind Formsicken (44, 45) eingeformt.

5, Schalldämpfer nach Anspruch 2, 3 oder 4, gekennzeichnet durch das Merkmal:

- die Enden der einen Rohrstutzen (42) sind trichterförmig aufgeweitet.

6» Schalldämpfer nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Me rkma Le :

- es ist wenigstens eine Zwischenwand (20') vorgesehen,

- die Zwischenwand (20') ist zweigeteilt,

- an der Trennfläche ist jeweils wenigstens ein Stecklappen (22.1, 22.2) angeformt,

- die Innenschale (30') besitzt korrespondierende Steckschlitze (46),

- die Stecklappen (22.1, 22.2) sind durch die Steckschlitze (46) gesteckt.

7. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch das Merkmal:

- an der Kreuzungsste I Le sind die Einbauteile (20, 20',30.1, 30.2, 30') wenigstens bereichsweise formschlüssig und/oder materialschlüssig miteinander verbunden.

8. Scha I Ldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch das Merkmal:

- der Gehäuseflansch (13, 14) ist formschlüssig oder materialschlüssig verschlossen.

9. SchaLLdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch das Merkmal:

- die Klemmsicken (16) des einen GehäuseschaLenteiIs (17) haben einen größeren Abstand zu der Ebene des GehäusefLansches (13) als die Klemmsicken des anderen Gehäuseschalenteils (18).

10. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch das Merkmal:

- wenigstens zwei Klemmsicken (16) sind einseitig oder beidseitig zu einer durchgehenden Klemmstufe vereinigt.

11. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch das Merkmal:

- die Bleche der Innenschale (30.1, 30.2, 30') besitzen Versteifungssicken (41).