Schalldämpfer für eine Abgasanlage und Herstellungsverfahren

Abstract

 Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schalldämpfer (1) für eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, mit einem Abgasrohr (2), das einen für Luftschall durchlässigen Endabschnitt (11) aufweist und das in diesem Endabschnitt (11) zur Ausbildung einer Reflexionskammer (10) von einem Mantel (12) umhüllt ist.
Um die Herstellung des Abgasrohrs (2) mit Reflexionskammer (10) preiswert zu gestalten, sind der Mantel (12) und der Endabschnitt (11) aus einem Stück hergestellt.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schalldämpfer für eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine, insbesondere in einem Kraftfahrzeug. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Herstellen einer einen für Luftschall durchlässigen Endabschnitt eines Abgasrohrs umhüllenden Reflektionskammer, insbesondere für einen Schalldämpfer einer Abgasanlage einer Brennkraftmaschine.

[0002] Schalldämpfer für Abgasanlagen sind allgemein bekannt. Bei bestimmten Ausführungsformen derartiger Schalldämpfer kann in einem Gehäuse des Schalldämpfers ein Abgasrohr angeordnet sein, das einen für Luftschall durchlässigen Endabschnitt aufweist. Dabei kann dieser Endabschnitt von einem Mantel umhüllt sein, um auf diese Weise eine Reflexionskammer auszubilden. Im Betrieb der Abgasanlage strömen Abgase durch den Schalldämpfer und durch das Abgasrohr. Im Abgas breitet sich dabei Luftschall aus. Durch den für Luftschall durchlässigen Endabschnitt kann Luftschall in die Reflexionskammer eintreten, wodurch sich in einem vorbestimmten Frequenzbereich eine Bedämpfung des Luftschalls ergibt.

[0003] Für die Herstellung einer derartiger Reflexionskammer ist es grundsätzlich möglich, eine den Mantel bildende Hülse außen auf den Endabschnitt des Abgasrohrs aufzuschieben und auf geeignete Weise am Abgasrohr zu befestigen.

[0004] Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für ein mit einer Reflexionskammer versehenes Abgasrohr einen Weg aufzuzeigen, der sich insbesondere durch eine preiswerte Herstellbarkeit auszeichnet.

[0005] Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch die Gegenstände der unabhängige Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

[0006] Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, den Mantel der Reflexionskammer und den Endabschnitt des Abgasrohrs aus einem Stück herzustellen. Auf diese Weise muss für den Zusammenbau des Schalldämpfers kein separater Mantel am Abgasrohr befestigt werden. Die integrale Bauweise vereinfacht somit die Montage und reduziert dadurch die Herstellungskosten für den Schalldämpfer.

[0007] Besonders vorteilhaft ist dabei eine Ausführungsform, bei welcher der Mantel durch einen außen über den Endabschnitt zurückgebogenen oder zurückgerollten Rohrabschnitt des Abgasrohrs gebildet ist. Alternativ ist es ebenso möglich, den Endabschnitt durch einen innen durch den Mantel zurückgebogenen oder zurückgerollten Rohrabschnitt des Abgasrohrs zu bilden. Bei beiden Alternativen bilden sowohl der Mantel als auch der Endabschnitt jeweils einen integralen Bestandteil des Abgasrohrs. In einem Ausgangszustand des Abgasrohrs, also bei einem Ausgangsrohr, liegen die beiden Rohrabschnitte, welche nach dem Zurückbiegen oder Zurückrollen den Mantel und den Endabschnitt des fertigen Abgasrohrs bilden, in Rohrlängsrichtung unmittelbar nebeneinander. Nach dem Zurückrollen oder Zurückbiegen sind die beiden Rohrabschnitte konzentrisch zueinander angeordnet. Der außenliegende Rohrabschnitt bildet dann den Mantel der Reflexionskammer, während der innenliegende Rohrabschnitt dann den für Luftschall durchlässigen Endabschnitt des Abgasrohrs bildet. Die Realisierung der Reflexionskammer durch Zurückbiegen oder Zurückrollen eines Rohrabschnitts des Abgasrohrs lässt sich besonders preiswert und prozesssicher realisieren. Desweiteren treten für die Ausbildung der Reflexionskammer keine Toleranzprobleme auf. Außerdem entfällt ein zusätzlicher Arbeitsschritt, mit dem ein separater Mantel am Abgasrohr befestigt werden müsste.

[0008] Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.

[0009] Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

[0010] Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.

[0011] Es zeigen, jeweils schematisch,

Fig. 1

einen stark vereinfachten, prinzipiellen Längsschnitt durch einen Schalldämpfer nach der Erfindung mit einer Reflexionskammer,

Fig. 2

eine vergrößerte Detailansicht des Schalldämpfers gemäß Fig. 1 im Bereich der Reflexionskammer, jedoch bei einer anderen Ausführungsform,

Fig. 3a bis 3c

stark vereinfachte Längsschnitte auf ein Abgasrohr bei unterschiedlichen Herstellungszuständen,

Fig. 4a bis 4c

Ansichten wie in den Fig. 3a bis 3c, jedoch bei einer anderen Ausführungsform des Abgasrohrs.

[0012] Entsprechend Fig. 1 umfasst ein erfindungsgemäßer Schalldämpfer 1 zumindest ein Abgasrohr 2. Dieses Abgasrohr 2 ist hier als Auslassrohr ausgestaltet, das aus einem Gehäuse 3 des Schalldämpfers 1 herausgeführt ist. Der Schalldämpfer 1 umfasst hier außerdem ein Einlassrohr 4 sowie wenigstens ein Verbindungsrohr 5. Im Gehäuse 3 sind exemplarisch drei Kammern ausgebildet, nämlich eine Einlasskammer 6, eine Auslasskammer 7 und eine Dämpferkammer 8. Das Einlassrohr 4 durchdringt die Auslasskammer 7 sowie die Dämpferkammer 8 und endet in der Einlasskammer 6. Das wenigstens eine Verbindungsrohr 5 durchdringt die Dämpferkammer 8 und verbindet die Einlasskammer 6 mit der Auslasskammer 7. Das Auslassrohr bzw. das Abgasrohr 2 beginnt in der Auslasskammer 7 und durchdringt die Dämpferkammer 8 sowie die Einlasskammer 6.

[0013] Das Einlassrohr 4 kann im Bereich der Dämpferkammer 8 für Luftschall durchlässig ausgestaltet sein, was beispielsweise mittels einer Perforation 9 realisiert sein kann. Diese Perforation 9 bzw. die Durchlässigkeit für Luftschall ist in Fig. 1 durch Doppelpfeile symbolisiert. In entsprechender Weise kann auch das wenigstens eine Verbindungsrohr 5 im Bereich der Dämpferkammer 8 für Luftschall durchlässig ausgestaltet sein. Vorzugsweise wird auch dies mit Hilfe einer Perforation 9 erreicht, ebenfalls symbolisiert durch Doppelpfeile. In der Dämpferkammer 8 kann ein hier nicht gezeigtes geeignetes Dämpfermaterial angeordnet sein.

[0014] Beim erfindungsgemäßen Schalldämpfer 1 weist das Abgasrohr 2 eine Reflexionskammer 10 auf. Hierzu ist ein Endabschnitt 11 des Abgasrohr 2 von einem Mantel 12 umhüllt, und zwar so, dass sich radial zwischen dem Endabschnitt 11 und dem Mantel 12 die Reflexionskammer 10 ausbildet. Der Endabschnitt 11 ist für Luftschall durchlässig ausgestaltet, was in den Fig. wieder durch Doppelpfeile symbolisiert ist. Vorzugsweise kann die Durchlässigkeit für Luftschall durch eine geeignete Perforation 9 des Endabschnitts 11 erreicht werden.

[0015] Erfindungsgemäß sind nun der Mantel 12 und der Endabschnitt 11 aus einem Stück hergestellt. Das bedeutet, dass der Mantel 12 bezüglich des Endabschnitts 11 und des bezüglich des Abgasrohrs 2 kein separates Bauteil ist, vielmehr handelt es sich beim Mantel 12 um einen integralen Bestandteil des Abgasrohrs 2.

[0016] Bei der in Fig. 1 wiedergegebenen Ausführungsform ist der Mantel 12 durch einen Rohrabschnitt 13 des Abgasrohrs 2 gebildet, der radial außen am Endabschnitt 11 über den Endabschnitt 11 zurückgebogen, vorzugsweise zurückgerollt, ist und dadurch den Endabschnitt 11 umschließt bzw. umhüllt. Außerdem weist der Mantel 12 bzw. der den Mantel 12 bildende Rohrabschnitt 13 an seinem von einer Öffnung 14 des Abgasrohrs 2 entfernten Ende einen Ringkragen 15 auf, der radial nach innen absteht und am Abgasrohr 2 anliegt. Hierdurch wird die Reflexionskammer 10 an dem von der Öffnung 14 entfernten Ende verschlossen. An dem der Öffnung 14 zugewandten Ende ist die Reflexionskammer 10 zwangsläufig durch den nahtlosen Übergang zwischen innenliegendem Endabschnitt 11 und außenliegendem Mantel 12 verschlossen.

[0017] Der Ringkragen 15 kann grundsätzlich lose am Abgasrohr 2 anliegen. Leckagen sind hier unkritisch. Grundsätzlich ist es jedoch möglich, durch geeignete Maßnahmen den Ringkragen 15 gasdicht am Abgasrohr 2 anzubringen und/oder am Abgasrohr 2 zu befestigen. Beispielsweise lässt sich dies durch eine entsprechend Bördelung und/oder durch Löten und/oder Schweißen erreichen.

[0018] Bei der in Fig. 2 gezeigte alternativen Ausführungsform ist der für Luftschall durchlässige oder perforierte Endabschnitt 11 durch den Rohrabschnitt 13 gebildet, der in diesem Fall radial innen durch den Mantel 12 zurückgebogen, insbesondere zurückgerollt, ist, um dadurch die Reflexionskammer 10 auszubilden. Bei dieser Variante steht der Ringkragen 15 radial nach außen vom Endabschnitt 11 ab und liegt innen am Abgasrohr 2 an. Auch hier ist grundsätzlich eine lose oder gasdichte und/oder feste Anlage zwischen Ringkragen 15 und Abgasrohr 2 möglich.

[0019] Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen für ein Verfahren zur Herstellung der Reflexionskammer 10 am Abgasrohr 2 näher erläutert.

[0020] In einem in Fig. 3a gezeigten Ausgangszustand liegt ein Ausgangsrohr 2' vor, das eine Rohröffnung 16 aufweist. An dieser Rohröffnung 16 beginnt ein erster Rohrabschnitt 13, an den sich ein zweiter Rohrabschnitt 17 anschließt.

[0021] Gemäß Fig. 3b wird in einem ersten Verfahrensschritt der zweite Rohrabschnitt 17 für Luftschall durchlässig gemacht, was hier wieder durch die Doppelpfeile symbolisiert ist.

[0022] Beispielsweise wird der zweite Rohrabschnitt 17 mit einer Perforation 9 versehen.

[0023] Anschließend wird der erste Rohrabschnitt 13 außen über den zweiten Rohrabschnitt 17 zurückgebogen, vorzugsweise zurückgerollt, wodurch der in Fig. 3c gezeigte Zustand erreicht wird. Mit dem Zurückbiegen des ersten Rohrabschnitts 13 oder im Anschluss daran kann der Ringkragen 15 ausgebildet und mit dem Abgasrohr 2 zur Anlage gebracht werden. Anschließend liegt das fertige Abgasrohr 2 vor, bei dem beide Rohrabschnitte 13, 17 an der Öffnung 14 des Abgasrohrs 2 beginnen. Der innenliegende zweite Rohrabschnitt 17 bildet dann den Endabschnitt 11, während der außenliegende erste Rohrabschnitt den Mantel 12 bildet. Zwischen dem Endabschnitt 11 und dem Mantel 12 ist dann die Reflexionskammer 10 ausgebildet.

[0024] Entsprechend den Fig. 4a bis 4c kann das mit der Reflexionskammer 10 ausgestaltete Abgasrohr 2 auch wie folgt hergestellt werden:

[0025] Im Ausgangszustand gemäß Fig. 4a weist das Ausgangsrohr 2' wieder die Rohröffnung 16, den ersten Rohrabschnitt 13 und den zweiten Rohrabschnitt 17 auf.

[0026] In einem ersten Bearbeitungsschritt wird gemäß Fig. 4b nunmehr der erste Rohrabschnitt 13 für Luftschall durchlässig ausgestaltet und hierzu insbesondere mit einer Perforation 9 versehen.

[0027] Im Anschluss daran wird gemäß Fig. 4c der erste Rohrabschnitt 13 nach innen durch den zweiten Rohrabschnitt 17 hindurch zurückgebogen, vorzugsweise zurückgerollt. Gleichzeit oder im Anschluss daran wird der Ringkragen 15 ausgebildet und am Abgasrohr 2 zur Anlage gebracht. Im fertigen Zustand des Abgasrohrs 2 gehen auch hier beide Rohrabschnitte 13, 17 von der Öffnung 14 aus. Der erste Rohrabschnitt 13 liegt innen und bildet den Endabschnitt 11 des Abgasrohrs 2, während der zweite Rohrabschnitt 17 bei dieser Variante außen liegt und in der Folge den Mantel 12 bildet. Zwischen dem Mantel 12 und dem Endabschnitt 11 ist wieder die Reflexionskammer 10 ausgebildet.

[0028] Zum Zurückbiegen oder Zurückrollen eines Rohrabschnitts sind geeignete Werkzeuge oder Maschinen bekannt. Dieser Biegevorgang oder Rollvorgang lässt sich hinreichend prozesssicher gestalten, wobei sich insbesondere vergleichsweise enge Formtoleranzen einhalten lassen. Die integrale Ausgestaltung der Reflexionskammer 10 am Abgasrohr 2 macht die Realisierung einer derartigen Reflexionskammer 10 vergleichsweise preiswert. Insbesondere können zusätzliche Bearbeitungsschritte zum Befestigen eines als separates Bauteil ausgestalteten Mantels am Abgasrohr 2 entfallen.

Ansprüche

1. Schalldämpfer für eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine, insbesondere in einem Kraftfahrzeug,

- mit einem Abgasrohr (2), das einen für Luftschall durchlässigen Endabschnitt (11) aufweist und das in diesem Endabschnitt (11) zur Ausbildung einer Reflexionskammer (10) von einem Mantel (12) umhüllt ist,

- wobei der Mantel (12) und der Endabschnitt (11) aus einem Stück hergestellt sind.

2. Schalldämpfer nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

- dass der Mantel (12) durch einen außen über den Endabschnitt (11) zurückgebogenen oder zurückgerollten Rohrabschnitt (13) gebildet ist, oder

- dass der Endabschnitt (11) durch einen innen durch den Mantel (12) zurückgebogenen oder zurückgerollten Rohrabschnitt (13) gebildet ist.

3. Schalldämpfer nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Mantel (12) oder der Endabschnitt (11) an seinem von einer Öffnung (14) des Abgasrohrs (2) entfernten Ende einen radial abstehende, am Abgasrohr (2) anliegenden Ringkragen (15) aufweist.

4. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Endabschnitt (11) perforiert ist.

5. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Abgasrohr (2) als aus einem Gehäuse (3) des Schalldämpfers (1) herausführendes Auslassrohr ausgestaltet ist.

6. Verfahren zum Herstellen einer einen für Luftschall durchlässigen Endabschnitt (11) eines Abgasrohrs (2) umhüllenden Reflexionskammer (10), insbesondere für einen Schalldämpfer (1) einer Abgasanlage einer Brennkraftmaschine,

- bei dem ein Ausgangsrohr (2'), das einen an einer Rohröffnung (16) beginnenden ersten Rohrabschnitt (13) und einen an den ersten Rohrabschnitt (13) anschließenden zweiten Rohrabschnitt (17) aufweist, im zweiten Rohrabschnitt (17) für Luftschall durchlässig gemacht wird,

- bei dem der erste Rohrabschnitt (13) außen über den zweiten Rohrabschnitt (17) zurückgebogen wird, so dass beim fertigen Abgasrohr (2) beide Rohrabschnitte (13, 17) an einer Öffnung (14) des Abgasrohrs (2) beginnen, wobei der innenliegende zweite Rohrabschnitt (17) den Endabschnitt (11) bildet, während der außenliegende erste Rohrabschnitt (13) einen die Reflexionskammer (10) umschließenden Mantel (12) bildet.

7. Verfahren zum Herstellen einer einen für Luftschall durchlässigen Endabschnitt (11) eines Abgasrohrs (2) umhüllenden Reflexionskammer (10), insbesondere für einen Schalldämpfer (1) einer Abgasanlage einer Brennkraftmaschine,

- bei dem ein Ausgangsrohr (2'), das einen an einer Rohröffnung (16) beginnenden ersten Rohrabschnitts (13) und einen an den ersten Rohrabschnitt (13) anschließenden zweiten Rohrabschnitt (17) aufweist, im ersten Rohrabschnitt (13) für Luftschall durchlässig gemacht wird,

- bei dem der erste Rohrabschnitt (13) innen durch den zweiten Rohrabschnitt (17) zurückgebogen wird, so dass beim fertigen Abgasrohr (2) beide Rohrabschnitte (13, 17) an einer Öffnung (14) des Abgasrohrs (2) beginnen, wobei der innenliegende erste Rohrabschnitt (13) den Endabschnitt (11) bildet, während der außenliegende zweite Rohrabschnitt (17) einen die Reflexionskammer (10) umschließenden Mantel (12) bildet.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Zurückbiegen als Rollvorgang ausgestaltet ist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass der jeweilige Rohrabschnitt (13, 17) perforiert wird, um ihn für Luftschall durchlässig zu machen.

Zeichnung