Kombinierter Schall- und Schwingungsdämpfer

Abstract

 Der Schalldämpfer ist insbesondere für Verbrennungsmo­toren geeignet und besteht aus einer Schalldämpferkam­mer sowie einem Gaseintritts- und einem -austrittsrohr. Die Schalldämpferkammer (4) ist nicht wie bisher starr, sondern schwingungsisoliert und/oder -dämpfend mit dem Gaseintritts- und/oder -austrittsrohr (2,3) verbunden und ist so in der Lage, sowohl den Schall, als auch me­chanische Schwingungen der gesamten Gasleitungsanlage zu dämpfen. In die Schalldämpferkammer kann ein Kata­lysator integriert sein.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Schalldämpfer, insbesonde­re für Verbrennungsmotoren, mit einer Schalldämpferkam­mer sowie mit einem Gaseintritts- und einem -austritts­rohr.

[0002] 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.

[0003] 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.

[0004] Der erfindungsgemäße Schalldämpfer wirkt aufgrund sei­ner schwingungsmäßig von den Verbindungsrohren isolier­ten und gedämpfen 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.

[0005] Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in den Fi­guren 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.

[0006] Gemäß Fig. 1 befindet sich zwischen den Verbindungsroh­ren V₁ und V₂ einer Abgasanlage für einen Verbren­nungsmotor ein Schalldämpfer 1. Der Schalldämpfer 1 ist über ein Gaseintrittsrohr 2 sowie ein Gasaustrittsrohr 3 mit den Verbindungsrohren V₁ bzw. V₂ 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 V₁ und V₂ 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.

[0007] 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 Maßnahme sind größere Toleranzen auch bezüglich der axialen Ausrichtung zwischen dem Gaseintrittsrohr 2 und dem sich daran anschließenden, nicht gezeigten Verbin­dungsrohr möglich.

[0008] 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.

Ansprüche

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 Ringscheibenelement (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.

Zeichnung