DE102005004674B4

DE102005004674B4 - Vorrichtung zur Schalldämpfung von pulsierenden Gasströmen

Info

Publication number: DE102005004674B4
Application number: DE200510004674
Authority: DE
Inventors: Dr. Krüger Jan; Dr. Damson Björn
Original assignee: Eberspaecher Exhaust Technology GmbH and Co KG
Current assignee: Eberspaecher Exhaust Technology GmbH and Co KG
Priority date: 2005-02-02
Filing date: 2005-02-02
Publication date: 2014-01-23
Anticipated expiration: 2025-02-03
Also published as: DE102005004674A1

Abstract

Vorrichtung zur Schalldämpfung von pulsierenden Gasströmen, insbesondere in Ansaug- oder Abgasanlagen von Brennkraftmaschinen bei Kraftfahrzeugen, mit einem von einem gasförmigen Medium (Gas) durchströmbaren Gehäuse (2; 12; 31), welches ein Gaseintritts- und ein Gasaustrittsrohr (3, 4; 16, 18; 35; 36) und eine Ventilanordnung mit einem federbelasteten, von der Gasströmung beaufschlagbaren, verschiebbaren Ventilkörper zur strömungsabhängigen Veränderung eines Durchtrittsquerschnittes für das einströmende Gas aufweist, wobei das Gaseintrittsrohr (3; 16; 35) einen in das Gehäuse hineinragenden, perforierten Rohrabschnitt (5; 17; 37) aufweist und der Ventilkörper als Rohrkörper (6; 22; 43) ausgebildet ist, der in dem perforierten Rohrabschnitt (5; 17; 37) verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem perforierten Rohrabschnitt (5; 17; 37) und dem Ventilkörper ein Durchtrittsspalt (9; 23) für den Durchtritt des Gases von dem Gaseintrittsrohr (3; 16; 35) in das Gehäuse (2; 12; 31) ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Schalldämpfung von pulsierenden Gasströmen nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Derartige Vorrichtungen sind z. B. aus der JP 11-013451 A und der JP 57-76220 A bekannt
Für die Schalldämpfung von pulsierenden Gasströmen, wie sie insbesondere in Ansaug- und Abgasanlagen von Verbrennungsmotoren auftreten, sind folgende einzeln oder in Kombination angewandte Maßnahmen bekannt: Reflektionsschalldämpfer, Längs- und Nebenschlussresonatoren (Helmholtz-Resonatoren), Bypass- oder Interferenzrohre sowie Absorptionsschalldämpfer. Da der insbesondere von Verbrennungsmotoren ausgehende Störschall nicht konstant, sondern von der Drehzahl des Motors abhängig ist, sind Schalldämpfer mit fester Geometrie unzureichend, da sie vorwiegend nur bestimmte Frequenzbereiche abdecken. Man hat daher bereits Schalldämpfer mit variabler Geometrie vorgeschlagen, bei welchen einzelne Parameter den unterschiedlichen Frequenzen und Amplituden des Störschalles anpassbar sind, so dass diese Schalldämpfer ein größeres Spektrum des Störschalles abdecken. Durch die DE 197 43 446 C2 wurde eine Abgasanlage mit einem gasaustrittsseitig wahlweise verschließbaren zweiten Schalldämpfer bekannt, welcher bei geschlossenem Gasaustritt als Helmholtz-Resonator wirkt und damit zu einer zusätzlichen Geräuschdämpfung, insbesondere im unteren Drehzahlbereich führt. Andere Vorschläge sehen vor, dass die Geometrie eines Helmholtz-Resonators während des Betriebes der Brennkraftmaschine veränderbar und somit an die unterschiedlichen Schallfrequenzen anpassbar ist. Die schalldämpfende Funktion des Helmholtz-Resonators wird im Wesentlichen durch drei Parameter, sein Volumen sowie die Länge und den Querschnitt des Verbindungsrohres (Halses) zum schallführenden Kanal bestimmt. In der DE 43 05 333 C1 werden diese Parameter in Abhängigkeit von der Drehzahl eines Verbrennungsmotors durch geeignete konstruktive Maßnahmen mittels eines Stellmotors geändert. Damit wird eine stufenlose Anpassung der Geräuschdämpfung an die Motordrehzahl erreicht. Ähnliche Lösungen, z. B. Veränderung des Halsquerschnittes des Helmholtz-Resonators gehen aus der DE 100 04 991 A1 sowie der DE 197 54 840 C2 hervor. Damit wird eine stufenweise Anpassung der Resonanzfrequenz des Helmholtz-Resonators erreicht. Durch die EP 1 017 936 B1 wurde ebenfalls ein Helmholtz- bzw. Nebenschlussresonator mit einstellbaren Parametern bekannt, wobei jeweils die Länge und der Querschnitt des Verbindungsrohres sowie das Resonanzvolumen in drei Stufen mittels eines Stellmotors veränderbar sind.
Auch bei Interferenz- oder Bypassrohren ist eine Anpassung an unterschiedliche Schallanteile bekannt. Bei der DE 198 49 698 A1 wird die Länge eines U-förmig ausgebildeten Bypassrohres durch eine teleskopartige Anordnung der U-Schenkel verändert. Eine ähnliche Lösung nach dem Interferenzprinzip wurde durch die EP 1 067 511 A2 für zwei Bypassrohre bekannt, deren akustisch wirksame Längen stufenlos – nach Art einer Posaune – veränderbar sind.
Durch die EP 1 445 437 A1 wurde ein Schalldämpfer mit einem Gaseintrittsrohr bekannt, welches eine perforierte Wand aufweist, deren Durchtrittsquerschnitt mittels einer axial auf dem perforierten Rohr verschiebbaren Hülse stufenlos veränderbar ist. Damit wird eine Regelung des Eintrittsquerschnittes des Gasstromes in eine Resonanzkammer des Schalldämpfers erreicht, wobei die Verstellung der Hülse mittels eines Stellmotors erfolgt.
Aus der DE 101 31 475 B4 ist ein Abgasschalldämpfer mit einer Ventilanordnung bekannt, welche vom Druck der eintretenden Gasströmung und einer der Gasströmung entgegenwirkenden Ventilfeder (Rückstellfeder) gesteuert wird. Dabei ist ein für eine Strömungsumlenkung ausgebildeter Ventilkörper vorgesehen, welcher in einem perforierten Rohr verschiebbar ist und somit den Eintrittsquerschnitt für die Gasströmung in das Gehäuse des Schalldämpfers proportional zur Verschiebung verändert. Die Verschiebung des Ventilkörpers erfolgt entweder automatisch, d. h. in Abhängigkeit vom Gasströmungsdruck oder durch ein Stellglied, welches am Ventilkörper angreift.
Die DE 101 06 589 C1 offenbart einen Schalldämpfer für pulsierende Gase mit einem gasdruckgesteuerten Ventilteller, der durch eine Druckfeder in seine Schließstellung vorgespannt ist.
Aus der DE 100 20 491 ist eine Abgasanlage bekannt, bei welcher der Durchströmungsquerschnitt einer Strömungsverzweigung mittels eines Ventiltellers veränderbar ist. Dabei ist zwischen der Innenwandung des Abgasrohrs und dem Ventilteller ein als Ringspalt ausgebildeter Durchtrittsspalt.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Schalldämpfung der eingangs genannten Art hinsichtlich ihres Aufbaus zu vereinfachen und in ihrer Funktion zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Patentanspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zwischen dem gehäusefesten, gaseintrittsseitigen, perforierten Rohrabschnitt und dem Rohrkörper ein Durchtrittsspalt angeordnet ist. Der Rohrkörper wird vom Strömungsdruck im Rohrabschnitt gegen die Kraft einer Rückstellfeder verschoben und gibt mit wachsender Verschiebung einen zunehmenden Durchtrittsquerschnitt für den einströmenden Gasstrom frei. Bei nachlassendem Gasstrom wird der Rohrkörper durch die Rückstellfeder in eine Anfangsposition zurückgestellt, in welcher der Durchtrittsquerschnitt durch den Spalt zwischen verschiebbaren Rohrkörper und gehäusefesten Rohrabschnitt bestimmt wird. Der Vorteil der erfindungsgemäßen Ventilanordnung liegt in einer hohen Schalldämpfung bei geringen Durchflüssen, also bei Leerlauf des Verbrennungsmotors, bei Teillast und niedrigen Drehzahlen. Darüber hinaus ergibt sich als Vorteil ein geringer Gegendruck bei Volllast, d. h. der erfindungsgemäße Schalldämpfer zeigt ein dem Bedarf an Gegendruck und Schalldämpfung angepasstes, variables Verhalten. Vorteilhaft ist ferner, dass keine externen Stellelemente erforderlich sind, da die Steuerung des Rohrkörpers durch die Gasströmung induziert ist. Vorteilhaft ist ferner, dass keine Dichtigkeitsprobleme auftreten, weil sich die erfindungsgemäße Ventilanordnung innerhalb des Gehäuses befindet. Die Fertigung ist einfach und daher kostengünstig, weil vergleichsweise große Toleranzen möglich sind. Der erfindungsgemäße Schalldämpfer ist sowohl für Ansaug- und Abgasanlagen von Verbrennungsmotoren als auch für Kanäle von Lüftungsanlagen sowie Zu- und Ableitungen von Kompressoren verwendbar.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist dem verschiebbaren Rohrkörper eine Führungseinrichtung zugeordnet, die am Gehäuse befestigt und innerhalb oder außerhalb des Gehäuses angeordnet sein kann. Vorteilhafterweise besteht die Führungseinrichtung aus einem gehäusefesten Rohrstück, auf welchem der verschiebbare Rohrkörper gleitend angeordnet ist. Rohrkörper und Rohrstück sind somit teleskopartig ineinander gesetzt. Vorteilhafterweise ist innerhalb des verschiebbaren Rohrkörpers und des gehäusefesten Rohrstückes eine Rückstellfeder angeordnet, welche als Druckfeder ausgebildet ist. Die Toleranzen zwischen dem verschiebbaren Rohrkörper und dem gehäusefesten Rohrstück können so abgestimmt werden, dass sich infolge eines eingeschlossenen Gasvolumens und viskoser Wandreibung ein Bedämpfungseffekt ergibt, was den Vorteil zur Folge hat, dass kein Verkanten und auch kein Klappern auftritt.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Gehäuse durch eine Trennwand in zwei Kammern unterteilt, und der eintrittsseitige Rohrabschnitt ist durch die Trennwand hindurch bis in die austrittsseitige Kammer geführt. Durch eine beiderseits der Trennwand im Rohrabschnitt angeordnete Perforation und eine Perforation im verschiebbaren Rohrkörper ergibt sich bei hohen Durchflüssen, d. h. hohem Strömungsdruck eine Kurzschluss- bzw. Bypassströmung direkt von der eintrittsseitigen zu austrittsseitigen Kammer. Vorteilhafterweise ist in der Trennwand zusätzlich ein Bypassrohr mit relativ hohem Durchflusswiderstand angeordnet. Vorteilhaft bei dieser Lösung sind ebenfalls ein relativ hoher Gegendruck bei niedrigen Durchflüssen und eine gute Schalldämpfung sowie bei höheren Durchflüssen ein geringer Gegendruck infolge der Öffnung des Bypasses. Die Kurzschlussströmung kann auch durch äquivalente Mittel, z. B. eine örtliche Querschnittsverringerung des verschiebbaren Rohrkörpers erreicht werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann durch eine Kombination der vorgenannten erfindungsgemäßen Maßnahmen eine Feinanpassung an die Drehzahl bzw. Strömungsverhältnisse, insbesondere in drei Stufen erreicht werden. In einer ersten Stufe, bei geringer Strömung gibt der verschiebbare Rohrkörper nur einen minimalen Durchtrittsquerschnitt frei, wobei eine maximale Dämpfung erzielt wird. In einer zweiten Stufe bei einem mittleren Strömungsdurchsatz wird ein größerer Durchtrittsquerschnitt infolge weiterer Verschiebung des Rohrkörpers freigegeben, wobei eine mittlere Dämpfung erzielt wird. In einer dritten Stufe bei einer maximalen Strömung werden der erste und ein weiterer Durchtrittsquerschnitt infolge Öffnung eines Bypassweges freigegeben; damit wird ein verminderter Gegendruck bei einer vergleichsweise geringen Dämpfung erzielt. Vorteilhafterweise ist dabei die Führungseinrichtung, die auch die Rückstellfeder aufnimmt, außerhalb des Gehäuses angeordnet und über ein Gestänge mit dem verschiebbaren Rohrkörper verbunden. Dies hat den Vorteil, dass die Führungseinrichtung einschließlich Feder weniger temperaturbelastet ist.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die oben erwähnte selbsttätige, strömungsinduzierte Verstellung des Rohrkörpers durch eine Zwangsverstellung mittels eines externen Stellgliedes unterstützt werden. Damit ist eine noch genauere Anpassung möglich.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind die Querschnitte des verschiebbaren Rohrkörpers und des gehäusefesten Rohrabschnittes nicht auf kreisförmige Querschnitte beschränkt, vielmehr sind auch nicht kreisförmige Querschnitte, z. B. Polygone möglich.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. Es zeigen
1 eine schematische Darstellung eines Schalldämpfers mit erfindungsgemäßer Ventilanordnung in nahezu geschlossenem Zustand (erstes Ausführungsbeispiel),
2 den Schalldämpfer gemäß 1 in geöffnetem Zustand,
3 eine schematische Ansicht eines Schalldämpfers mit Trennwand und erfindungsgemäßer Ventilanordnung in nahezu geschlossenem Zustand (zweites Ausführungsbeispiel),
4 den Schalldämpfer gemäß 3 in geöffnetem Zustand,
5 eine schematische Ansicht eines Schalldämpfers mit Trennwand und abgewandelter Ventilanordnung in nahezu geschlossenem Zustand (drittes Ausführungsbeispiel),
6 den Schalldämpfer gemäß 5 mit etwa halb geöffnetem Ventil und
7 den Schalldämpfer gemäß 5 mit voll geöffnetem Ventil.
1 zeigt eine schematische Ansicht eines Schalldämpfers 1, der für eine nicht dargestellte Abgasanlage eines Kraftfahrzeuges mit einem Verbrennungsmotor verwendbar ist. Der Schalldämpfer 1 weist ein Gehäuse 2 auf, welches eine von Abgas durchströmbare Kammer 2a bildet. In die Kammer 2a münden ein von einem nicht dargestellten Verbrennungsmotor kommendes Gaseintrittsrohr 3 sowie ein zu einem nicht dargestellten Endrohr der Abgasanlage führendes Gasaustrittsrohr 4. Das Gaseintrittsrohr 3 ragt mit einem perforierten Rohrabschnitt 5 in die Kammer 2a hinein, wobei der Rohrabschnitt 5 einen in Richtung des Pfeiles E (Gaseintrittsströmung) verschiebbaren Rohrkörper 6 in sich aufnimmt. Am Gehäuse 2 ist eine rohrförmige Führungseinrichtung 7 befestigt, auf welcher der Rohrkörper 6 gleitend angeordnet ist. Innerhalb des verschiebbaren Rohrkörpers 6 und der gehäusefesten Führungseinrichtung 7 ist eine Druckfeder 8 angeordnet, welche sich einerseits am Gehäuse 2 und andererseits am Rohrkörper 6 abstützt. Der Rohrkörper 6, welcher als Ventilkörper wirkt, ist also in Richtung des Pfeiles E geführt und bildet mit dem Rohrabschnitt 5 einen Ringspalt 9. Der Anströmbereich des Ventilkörpers 6 weist eine etwa halbkugelförmig ausgebildete Kappe 10 auf. Die Längsführung zwischen der Führungseinrichtung 7 und dem Rohrkörper 6 ist relativ eng toleriert, so dass sich aufgrund eines eingeschlossenen Gasvolumens eine viskose Wandreibung ergibt, die einen Dämpfungseffekt bei der Längsbewegung des Ventilkörpers 6 zur Folge hat. Damit wird ein Klappern vermieden.
Die dargestellte Position des Rohrkörpers 6 in 1 entspricht einer geringen Abgasströmung, dargestellt durch den Pfeil E. Die durch die Druckfeder 8 auf den Rohrkörper 6 ausgeübte Federkraft ist gleich der von der Abgasströmung auf die Kappe 10 ausgeübten Kraft. Der Rohrkörper 6 befindet sich in einer vorderen Position und gibt lediglich den Ringspalt 9 frei, so dass das Abgas – wie durch eine strichpunktierte Linie angedeutet – mit relativ starkem Druckabfall durch den perforierten Rohrabschnitt 5 in das Gasaustrittsrohr 4 strömt. Damit ergibt sich bei geringer Abgasströmung ein relativ hoher Gegendruck und eine gute Schalldämpfung. Der Ringspalt 9 weist eine Querschnittsfläche auf, die wesentlich kleiner als die Querschnittsfläche des Gaseintrittsrohres 3 ist.
2 zeigt den Schalldämpfer 1 gemäß 1 mit einer geöffneten Ventilposition. Der Ventilkörper 6 ist infolge eines erhöhten Strömungsdruckes durch das Abgas entsprechend Pfeil E um den Betrag x in Strömungsrichtung E verschoben, wobei die Druckfeder 8 komprimiert wurde. Der Durchtrittsquerschnitt des perforierten Rohrabschnittes 5 ist jetzt vollständig freigegeben, so dass das Abgas entsprechend der strichpunktierten Linie mit relativ geringem Druckabfall vom Gaseintrittsrohr 3 zum Gasaustrittsrohr 4 strömt. Der Verschiebeweg x des Rohrkörpers 6 (Unterschied der Positionen gemäß 1 und 2) ist vorzugsweise größer als der Durchmesser D des Abgaseintrittsrohres 3 bzw. des perforierten Rohrabschnittes 5.
3 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Schalldämpfer 11 mit einem Gehäuse 12, welches durch eine Trennwand 13 (auch Trennboden genannt) in zwei Kammern, eine Eintrittskammer 14 und eine Austrittskammer 15 unterteilt ist. In die Eintrittskammer 14 mündet ein Abgaseintrittsrohr 16, welches sich mit einem Rohrabschnitt 17 bis zur Trennwand 13 erstreckt und diese bis in die Austrittskammer 15 hinein durchsetzt. An die Austrittskammer 15 schließt sich ein Austrittsrohr 18 an. In der Trennwand 13 ist ein Bypassrohr 19 angeordnet, über welches die Eintrittskammer 14 mit der Austrittskammer 15 kommuniziert, jedoch einen relativ hohen Strömungswiderstand aufweist. Der Rohrabschnitt 17 weist zwei perforierte Wandbereiche 20, 21 beiderseits der Trennwand 13 auf, wobei im Trennwandbereich ein glatter, nicht perforierter Abschnitt 17a angeordnet ist. In dem Rohrabschnitt 17 ist ein Rohrkörper 22 verschiebbar unter Belassung eines Ringspaltes 23 angeordnet und über eine Druckfeder 24 gegenüber dem Gehäuse 12 abgestützt. Der Rohrkörper 22 ist über eine gehäusefeste, vorzugsweise rohrförmige Führungseinrichtung 25 in Längsrichtung des Eintrittsrohres 16 (Pfeil E) geführt. Der Rohrkörper 22 weist – abweichend von dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 – im vorderen Bereich einen perforierten Rohrwandabschnitt 26 auf, welcher eine radiale Durchströmung dieses Abschnittes – von außen nach innen und von innen nach außen – erlaubt.
Die in 3 dargestellte Position des Rohrkörpers 22 entspricht einer geringen Abgasströmung entsprechend Pfeil E. Die Druckfeder 24 hält den Rohrkörper 22 in seiner vorderen Position, so dass lediglich der Ringspalt 23 freigegeben ist, welcher vom Eintrittsrohr 16 bis in die Austrittskammer 15 reicht. Gleichzeitig besteht eine Strömungsverbindung für das eintretende Abgas vom Ringspalt 23 radial nach außen durch den perforierten Abschnitt 20 in die Eintrittskammer 14, von wo aus über das Bypassrohr 19 eine Verbindung in die Austrittskammer 15 besteht. In dieser Position ergibt sich somit für die Abgasströmung ein relativ hoher Strömungswiderstand, der einen entsprechenden Gegendruck zur Folge hat. Die Dämpfungswirkung in dieser Position ist relativ hoch. Der Strömungsweg des Abgases ist durch strichpunktierte Linien angedeutet.
4 zeigt den Abgasschalldämpfer 11 gemäß 3 mit einer geöffneten Ventilposition, d. h. der Rohrkörper 22 ist in Richtung des Pfeiles E aufgrund eines erhöhten Gasströmungsdruckes verschoben. In dieser geöffneten Position befindet sich der perforierte Wandabschnitt 26 des Rohrkörpers 22 im Bereich der Trennwand 13 und der beiden perforierten Wandabschnitte 20, 21 des Rohrabschnittes 17. Damit ergibt sich für die Gasströmung ein Bypass bzw. Kurzschluss vom Eintrittsrohr 16 in die Austrittskammer 15 bzw. zum Austrittsrohr 18. Die Strömung – dargestellt durch eine strichpunktierte Linie – tritt somit zunächst von radial außen durch die Perforation in das Innere des Wandabschnittes 26 ein und tritt dann stromabwärts radial nach außen wieder aus dem Wandabschnitt 26 aus. Damit ergibt sich für die Abgasströmung bei erhöhtem Durchfluss ein geringerer Gegendruck.
5 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Schalldämpfer 30 mit einem Gehäuse 31, welches durch eine Trennwand 32 in zwei Kammern 33, 34 unterteilt ist. Über ein Gaseintrittsrohr 35, entsprechend dem Pfeil E, gelangt die Abgasströmung in das Gehäuse 31 und verlässt dieses über ein Austrittsrohr 36, entsprechend dem Pfeil A. Das Eintrittsrohr 35 ist durch einen Rohrabschnitt 37 mit zwei perforierten Wandbereichen 38, 39 bis in den Bereich der Trennwand 32 verlängert. Das Gasaustrittsrohr 36 ragt in die Austrittskammer 34 hinein und weist im Bereich der Trennwand 32 einen perforierten Abschnitt 40 auf. Die Trennwand 32 weist im Bereich des perforierten Abschnittes 40 eine Öffnung 41 und ein in die Eintrittskammer 33 ragendes Teillastrohr 42 auf. Im Rohrabschnitt 37 ist ein Rohrkörper 43 mit einem perforierten Wandabschnitt 44 verschiebbar angeordnet und über ein Gestänge 45 mit einer Führungseinrichtung 46 verbunden, welche auch eine Rückstellfeder 47, in diesem Falle eine Schraubenzugfeder, aufnimmt. Die außerhalb des Gehäuses 31 angeordnete Führungseinrichtung 46 mit Rückstellfeder 47 ist somit nicht den hohen Abgastemperaturen ausgesetzt.
Die in 5 dargestellte Position des Rohrkörpers 43 entspricht einer geringen Abgasströmung. Der Durchgang vom Eintrittsrohr 35 zum Austrittsrohr 36 ist nahezu geschlossen. Die Abgasströmung tritt, entsprechend dem Pfeil E, ein, gelangt in den Ringspalt außerhalb des Rohrkörpers 43 und gelangt durch den perforierten Wandabschnitt 38 über die Einstrittskammer 33, das Teillastrohr 42 und die Öffnung 41 in das Austrittsrohr 36. Der Strömungsweg ist durch eine strichpunktierte Linie zwischen Pfeil E und A angedeutet; er ist durch einen relativ hohen Strömungswiderstand gekennzeichnet. Die Dämpfung ist in dieser Ventilposition maximal.
6 zeigt den Schalldämpfer 30 mit einer zweiten Ventilposition, welche einer mittleren Strömung, entsprechend dem Pfeil E, entspricht. Der Ventilkörper 43 befindet sich in einer mittleren Position, d. h. der erste stromaufwärtige, perforierte Wandbereich 38 ist jetzt freigegeben, so dass die Strömung durch diesen Bereich über das Teillastrohr 42 in das Austrittsrohr 36 gelangen kann. Der Strömungsweg ist wiederum durch eine strichpunktierte Linie zwischen den Pfeilen E und A angedeutet. In dieser Ventilposition bei einer mittleren Abgasströmung ergibt sich eine mittlere Dämpfung.
7 zeigt den Schalldämpfer 30 mit einer dritten Ventilposition bei maximaler Strömung, d. h. der Ventilkörper 43 ist in seine äußerste Endstellung in Richtung des Pfeiles E verschoben. Der perforierte Wandbereich 44 des verschiebbaren Rohrkörpers 43 befindet sich jetzt im perforierten Bereich 39 des Rohrabschnittes 37. Damit wird für die eintretende Gasströmung ein zusätzlicher Strömungsweg durch den Bypass des Wandabschnittes 44 frei. Somit ergeben sich zwei Strömungswege, welche durch strichpunktierte Linien dargestellt sind. Der Gegendruck ist demzufolge relativ gering, ebenso die Dämpfungswirkung.
Das Ausführungsbeispiel gemäß den 5, 6, 7 stellt somit eine Kombination der Ausführungsbeispiele gemäß 1 und 3 mit einer abgestuften Anpassung der Dämpfung an die Strömungsverhältnisse bzw. die Motordrehzahl eines Verbrennungsmotors dar.
Bezugszeichenliste

1: Schalldämpfer
2: Gehäuse
2a: Kammer
3: Gaseintrittsrohr
4: Gasaustrittsrohr
5: perforierter Rohrabschnitt
6: Rohrkörper
7: Führungseinrichtung
8: Druckfeder
9: Ringspalt
10: Kappe
11: Schalldämpfer
12: Gehäuse
13: Trennwand
14: Eintrittskammer
15: Austrittskammer
16: Abgaseintrittsrohr
17: Rohrabschnitt
18: Austrittsrohr
19: Bypass
20: perforierter Wandbereich
21: perforierter Wandbereich
22: Rohrkörper
23: Ringspalt
24: Druckfeder
25: Führungseinrichtung
26: Rohrwandabschnitt
30: Schalldämpfer
31: Gehäuse
32: Trennwand
33: Kammer
34: Kammer
35: Gaseintrittsrohr
36: Gasaustrittsrohr
37: Rohrabschnitt
38: perforierter Wandbereich
39: perforierter Wandbereich
40: perforierter Abschnitt
41: Öffnung
42: Teillastrohr
43: Rohrkörper
44: perforierter Wandabschnitt
45: Gestänge
46: Führungseinrichtung
47: Rückstellfeder

Claims

Vorrichtung zur Schalldämpfung von pulsierenden Gasströmen, insbesondere in Ansaug- oder Abgasanlagen von Brennkraftmaschinen bei Kraftfahrzeugen, mit einem von einem gasförmigen Medium (Gas) durchströmbaren Gehäuse (2; 12; 31), welches ein Gaseintritts- und ein Gasaustrittsrohr (3, 4; 16, 18; 35; 36) und eine Ventilanordnung mit einem federbelasteten, von der Gasströmung beaufschlagbaren, verschiebbaren Ventilkörper zur strömungsabhängigen Veränderung eines Durchtrittsquerschnittes für das einströmende Gas aufweist, wobei das Gaseintrittsrohr (3; 16; 35) einen in das Gehäuse hineinragenden, perforierten Rohrabschnitt (5; 17; 37) aufweist und der Ventilkörper als Rohrkörper (6; 22; 43) ausgebildet ist, der in dem perforierten Rohrabschnitt (5; 17; 37) verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem perforierten Rohrabschnitt (5; 17; 37) und dem Ventilkörper ein Durchtrittsspalt (9; 23) für den Durchtritt des Gases von dem Gaseintrittsrohr (3; 16; 35) in das Gehäuse (2; 12; 31) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, der Durchtrittsspalt (9; 23) ein Ringspalt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei am Gehäuse (2; 12; 31) eine Führungseinrichtung (7; 25; 46) zur Führung des Rohrkörpers (6; 22; 43) in Verschieberichtung befestigt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Gehäuse (12; 31) durch eine Trennwand (13; 32) in zwei Kammern (14, 15; 33, 34) unterteilt ist, wobei der perforierte Rohrabschnitt (17; 37) die Trennwand (13; 32) durchsetzt und wobei der Rohrkörper (22; 43) einen vorderen perforierten Wandbereich (26; 44) oder einen im Querschnitt reduzierten Bereich aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Rohrabschnitt (17) im Bereich der Trennwand (13) ein durchgehendes, nicht perforiertes Rohrstück (17a) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, wobei in der Trennwand (13) ein Verbindungsrohr (19) angeordnet ist, über welches die beiden Kammern (14, 15) in Gasströmungsverbindung stehen.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, wobei der perforierte vordere Bereich (26) des Rohrkörpers (22) – in Verschieberichtung – eine Länge aufweist, die etwa gleich oder größer als die Länge des durchgehenden Rohrstückes (17a) ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Rohrkörper (6, 22) anströmseitig eine strömungsgünstige Kappe (10) aufweist.
Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 8, wobei der Rohrabschnitt (37) einen ersten, stromaufwärts gelegenen und einen zweiten, stromabwärts im Bereich der Trennwand (32) angeordneten, perforierten Wandbereich (38, 39) aufweist und wobei der perforierte Rohrkörper (43) zwischen den perforierten Bereichen (38, 39) verschiebbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei das Gasaustrittsrohr (36) einen in die Austrittskammer (34) hineinragenden, bereichsweise perforierten Kanalabschnitt (40) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei der Kanalabschnitt (40) über eine Öffnung (41) und/oder ein Teillastrohr (42) mit der Eintrittskammer (33) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 11, wobei die Führungseinrichtung (7; 25; 46) mindestens ein Federelement aufweist.
Vorrichtung nach einem der Anspruche 1 bis 12, wobei der Rohrkörper durch einen pneumatischen, elektrischen oder hydraulischen Stellmotor verstellbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Querschnitte des verschiebbaren Rohrkörpers (6; 22; 43) und des gehäusefesten Rohrabschnittes (5; 23; 37) nicht kreisförmig ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 14, wobei die Führungseinrichtung (7; 25) rohrförmig ausgebildet und teleskopartig im Rohrkörper (6; 22) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 14, wobei die Führungseinrichtung (46) außerhalb des Gehäuses (31) angeordnet und über ein Gestänge (45) mit dem Rohrkörper (43) verbunden ist.