DE102009056815A1

DE102009056815A1 - Silencers for exhaust systems and methods for preventing or reducing noise in silencers

Info

Publication number: DE102009056815A1
Application number: DE102009056815A
Authority: DE
Inventors: Georg Reuther; Jürgen Rickertsen
Original assignee: Heinrich Gillet GmbH
Current assignee: Tenneco GmbH
Priority date: 2008-12-06
Filing date: 2009-12-04
Publication date: 2010-06-10
Anticipated expiration: 2029-12-05
Also published as: DE102009056815B4; DE202008016200U1

Abstract

Schalldämpfer für Abgasanlagen von Verbrennungsmotoren, umfassend
– ein Gehäuse (1),
– ein Einlassrohr (2),
– ein Auslassrohr (3),
– und wenigstens eine Zwischenwand (4, 5),
gekennzeichnet durch das Merkmal:
– in wenigstens einem Bereich des Gehäuses (1) mit geringer oder negativer Krümmung zwischen dem Rand oder Zwischenwand (4, 5) und dem Gehäuse (1) ist ein Spalt (10, 11) vorgesehen.Silencer for exhaust systems of internal combustion engines, comprising
A housing (1),
An inlet pipe (2),
An outlet pipe (3),
And at least one intermediate wall (4, 5),
characterized by the feature:
- In at least one region of the housing (1) with little or negative curvature between the edge or intermediate wall (4, 5) and the housing (1), a gap (10, 11) is provided.

Description

Die Erfindung betrifft Schalldämpfer für Abgasanlagen von Verbrennungsmotoren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Vermeidung oder Verminderung von Störgeräuschen bei SchalldämpfernThe The invention relates to mufflers for exhaust systems of internal combustion engines according to the preamble of claim 1 and a method for avoidance or reduction of noise in silencers

Es ist bekannt, dass die Oberflächen der Schalldämpfergehäuse mechanisch schwingen und dadurch unerwünschten Schall abstrahlen. Eine erste Quelle der Schwingungserregung sind die pulsierenden Abgase des Verbrennungsmotors. Zur Reduzierung dieser Schwingungen gibt es inzwischen eine ganze Reihe von Maßnahmen, angefangen von Doppelblechen bis hin zu speziellen Prägungen des Gehäuseblechs.It is known that the surfaces of the muffler housing vibrate mechanically and thereby emit unwanted sound. A first source of vibrational excitation are the pulsating ones Exhaust gases of the internal combustion engine. To reduce these vibrations There are now a whole series of measures, starting from double sheets to special embossing of the housing sheet.

Je mehr die durch die pulsierende Abgase ausgelösten Schwingungen und Schallabstrahlungen beseitigt werden, desto mehr treten jedoch andere Störgeräusche und deren Quellen in den Vordergrund. Eine dieser weiteren Quellen von Störgeräuschen ist die Berührungsfläche zwischen Gehäusemantel und Zwischenwand. Sobald sich die Temperaturen der Abgase verändern, kommt es an dieser Stelle zu thermischen Ausdehnungsdifferenzen. Insbesondere wenn die Berührungsfläche zwischen Gehäuse und Zwischenwand nur schwach gekrümmt ist, entstehen laute klappernde Geräusche bzw. Körperschall. Das ist unbefriedigend.ever more the vibrations caused by the pulsating exhaust gases and sound emissions are eliminated, the more occur other noise and their sources in the Foreground. One of these other sources of noise is the contact surface between housing jacket and intermediate wall. As soon as the temperatures of the exhaust gases change, it comes at this point to thermal expansion differences. In particular, if the contact surface between Housing and partition is only slightly curved, create loud rattling noises or structure-borne noise. That is unsatisfactory.

Eine naheliegende Maßnahme, diese Geräusche zu beseitigen, besteht in einer festen Schweißverbindung. Da man in einen fertigen Schalldämpfer nicht mehr hineinsehen kann, muss die Schweißverbindung von außen ohne Sichtkontakt angebracht werden, was angesichts der Fertigungstoleranzen nicht immer erfolgreich sein wird. Wesentlich nachteiliger ist jedoch die mit dem Schweißen verbundene Gefügeveränderung an dem Gehäusemantel und der Zwischenwand. Ein weiteres Problem bei der Schweißverbindung ist die schon erwähnte thermische Ausdehnungsdifferenz beim Aufheizen und Abkühlen des Schalldämpfers die zum Aufreißen der Schweißnaht führt. Um dieses Problem beherrschen zu können, mussten zusätzliche Arbeitsvorgänge eingeführt werden. Die damit einhergehende Verteuerung der Herstellung ist unbefriedigend. Solche Lösungen sind beispielsweise in der DE 10 2007 007 600 A1 , der DE 10 2006 040 980 B4 , der DE 10 2004 057 413 A1 oder der DE 07 905 550 U1 beschrieben.An obvious measure to eliminate these noises is a firm weld. Since you can no longer look into a finished muffler, the weld must be mounted from the outside without visual contact, which will not always be successful in view of manufacturing tolerances. Much more disadvantageous, however, is the structural change associated with welding on the housing shell and the intermediate wall. Another problem with the welded joint is the already mentioned thermal expansion difference during heating and cooling of the muffler which leads to tearing of the weld. In order to master this problem, additional work processes had to be introduced. The associated increase in the cost of production is unsatisfactory. Such solutions are for example in the DE 10 2007 007 600 A1 , of the DE 10 2006 040 980 B4 , of the DE 10 2004 057 413 A1 or the DE 07 905 550 U1 described.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Schalldämpfer der eingangs genannten Art derart auszugestalten, dass die erwähnten Geräusche nicht mehr auftreten.Of the The present invention is therefore based on the object, a silencer of the type mentioned in such a way that the mentioned Noises no longer occur.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Schalldämpfer mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie einem Verfahren zur Vermeidung oder Reduzierung von Störgeräuschen bei Schalldämpfern mit den Merkmalen des Anspruchs 8.These Task is solved by a silencer with the features of claim 1 and a method for avoidance or reduction of noise in silencers with the features of claim 8.

Die vorliegende Erfindung sorgt dafür, dass an den problematischen Stellen keine Berührung zwischen Gehäusemantel und Zwischenwand mehr auftreten kann. Der erste Vorteil besteht somit darin, dass diese Störgeräusche unterbleiben. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Spalte zwischen Zwischenwand und Gehäusemantel die Funktionen übernehmen, die nach dem Stand der Technik durch Öffnungen und Perforationen in der Zwischenwand erreicht werden. Das bedeutet, dass die entsprechenden Arbeitsvorgänge ganz oder teilweise eingespart werden können. Dies ermöglicht einen erheblichen Produktionsvorteil gegenüber herkömmlichen Lösungen.The present invention ensures that the problematic Do not make contact between housing shell and intermediate wall can occur more. The first advantage exists thus, that these noises are omitted. Another advantage is that the gaps between partition and housing shell take over the functions that in the prior art through openings and perforations be reached in the intermediate wall. That means the corresponding ones Work can be saved in whole or in part. This allows a significant production advantage over conventional solutions.

Unter „problematische Stellen” werden solche Bereiche verstanden, an denen der Krümmungsradius der Berührungsfläche zwischen Zwischenwand und Gehäuse größer als 300 mm oder gar negativ ist.Under "problematic "Are understood as those areas where the Radius of curvature of the contact surface between partition and housing larger than 300 mm or even negative.

Unter „Störgeräusche” versteht im allgemeinen laut klappernde Geräusche oder Körperschall, welche vermieden werden sollen.Under "noise" understands in general loud clattering noises or structure-borne noise, which should be avoided.

Gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung besitzt die Zwischenwand einen den Spalt bildenden Rücksprung.According to one first embodiment of the invention, the intermediate wall has a the gap forming return.

Alternativ oder aber auch ergänzend besitzt das Gehäuse einen den Spalt bildenden Vorsprung.alternative or in addition, the housing has a the gap forming projection.

Zum Halten der Zwischenwand im Gehäuse ist es bekannt, rechts und links der Zwischenwand Haltesicken einzuformen. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung befinden sich diese Haltesicken nur in Bereichen außerhalb des Spaltbereichs.To the Holding the partition wall in the housing it is known, right and form the left wall of the intermediate wall holding beads. According to one advantageous embodiment of the invention, these holding beads are only in areas outside the gap area.

Die erfindungsgemäße Spaltbildung lässt sich sowohl bei Schalengehäusen, bei Wickelgehäusen und bei geblasenen Gehäusen realisieren.The inventive gap formation can be both with shell casings, with winding casings and realize with blown casings.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Vermeidung oder Verminderung von Störgeräuschen bei Schalldämpfern sieht vor, dass bei einem Schalldämpfer, der aus einem Gehäuse, einem Einlassrohr, einem Auslassrohr und wenigstens einer Zwischenwand besteht, in wenigstens einem Bereich des Gehäuses mit geringer oder negativer Krümmung zwischen dem Rand oder Zwischenwand und dem Gehäuse ein Spalt eingeführt oder ausgestaltet wird.The inventive method for preventing or Reduction of noise in silencers provides that when a muffler is made from a Housing, an inlet pipe, an outlet pipe and at least an intermediate wall exists in at least a portion of the housing with little or no negative curvature between the edge or partition and the housing introduced a gap or is designed.

Dies wird vorzugsweise dadurch erreicht, dass an den Zwischenwänden an den problematischen Stellen Rücksprünge ausgebildet werden, was bevorzugt über einen Umformungsprozess erfolgt. Alternativ können an dem Gehäuse ein oder mehrere Vorsprünge ausgebildet werden, was ebenfalls zur Spaltbildung zwischen Gehäuse und Zwischenwand an den problematischen Stellen führt. Durch die Spaltbildung wir eine Berührung zwischen dem Gehäusemantel und der Zwischenwand und damit auftretende Störgeräusche vermieden. Zusätzlich übernehmen die Spalte auch die Funktion der üblichen Perforationen in der Zwischenwand, was einen weiteren Vorteil darstellt.This is preferably achieved in that at the intermediate walls to the problemati Ranks recesses are formed, which is preferably done via a forming process. Alternatively, one or more projections can be formed on the housing, which also leads to the gap formation between the housing and the intermediate wall at the problematic points. The gap formation prevents contact between the housing shell and the intermediate wall and the resulting noise. In addition, the gaps also take over the function of the usual perforations in the partition, which is another advantage.

Natürlich ist auch eine Schalldämpferkonstruktion denkbar, bei denen sowohl Rücksprünge als auch Vorsprünge an den problematischen Stellen zur Spaltbildung ausgebildet sind.Naturally is also a muffler design conceivable in which both recesses and protrusions are formed at the problematic sites for gap formation.

Je nach Intensität und Art der auftretenden Störgeräusche werden ein oder mehrere Vorsprünge am Gehäuse oder ein oder mehrere Rücksprünge an der Zwischenwand an den problematischen Stellen des Schalldämpfers ausgeformt. Schweißarbeiten, wie sie bislang erforderlich waren, sind nicht mehr notwendig. Selbst bei starken hitzebedingten Ausdehnungen des Schalldämpferkorpus und seinen Bestandteilen bleiben das Gefüge zwischen Gehäuse und Zwischenwand intakt. Ein dadurch bedingtes Aufreißen von Schweißnähten wird verhindert. Bislang beim Herstellungsprozess notwendige Arbeitschritte entfallen.ever according to intensity and type of noise be one or more projections on the housing or one or more recesses on the partition formed at the problematic points of the muffler. Welding work, as they were previously required are not necessary anymore. Even with strong heat-related expansions remain the muffler body and its components the structure between housing and partition intact. A consequent tearing of welds will be prevented. So far necessary steps in the manufacturing process omitted.

Nachfolgend soll die Erfindung in Form von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.following the invention in the form of embodiments closer be explained.

Es zeigen jeweils rein schematischIt each show purely schematically

1 eine Draufsicht auf einen geöffneten Schalenschalldämpfer, 1 a top view of an open shell silencer,

2 einen Schnitt entlang der Linie II-II durch den Schalenschalldämpfer der 1, 2 a section along the line II-II through the shell muffler of 1 .

3 einen Schnitt entlang der Linie III-III durch den Schalenschalldämpfer der 1, 3 a section along the line III-III through the shell muffler of 1 .

4 einen Querschnitt durch einen zweiten Schalldämpfer, 4 a cross section through a second silencer,

5 einen Querschnitt durch einen dritten Schalldämpfer, 5 a cross section through a third muffler,

6 einen Querschnitt durch einen vierten Schalldämpfer, 6 a cross section through a fourth silencer,

7 einen Querschnitt durch einen fünften Schalldämpfer, 7 a cross section through a fifth muffler,

8 einen Querschnitt durch einen sechsten Schalldämpfer und 8th a cross section through a sixth muffler and

9 einen Querschnitt durch einen siebten Schalldämpfer. 9 a cross section through a seventh muffler.

Die 1, 2 und 3 zeigen einen Schalenschalldämpfer als Draufsicht im geöffneten Zustand (1), als Schnitt entlang der Linie II-II (2) und als Schnitt entlang der Linie III-III (3). Man erkennt eine Gehäuseschale 1, in deren Innerem zwei Zwischenwände 4, 5 aufgestellt sind. Vorgesehen ist ein Abgaseinlassstutzen 2 seitlich sowie ein Abgasauslassrohr 3 frontal.The 1 . 2 and 3 show a shell silencer as a plan view in the open state ( 1 ), as a section along the line II-II ( 2 ) and as a section along the line III-III ( 3 ). One recognizes a housing shell 1 , inside which are two partitions 4 . 5 are set up. Provided is an exhaust inlet 2 laterally and an exhaust outlet pipe 3 frontal.

Wie die 2 und 3 zeigen, besitzt das Gehäuse 1 großflächige flache, fast ebene Bereiche, bei denen der Anpressdruck zwischen Gehäuse 1 und Zwischenwand 4, 5 nur gering ist, so dass es beim Aufheizen und Abkühlen unter dem Einfluss der pulsierenden Abgase zu Klappergeräusche kommt. Um diese Geräuschbildung zu unterbinden, sind die Zwischenwände 4, 5 mit Rücksprüngen 4.1, 4.2, 4.3; 5.1, 5.2, 5.3 ausgebildet. Dadurch entstehen zwischen Gehäuse 1 und Zwischenwand 4, 5 Spalte 10, 11. Dabei sind diese Spalten 10, 11 so dimensioniert, dass sie die Funktion von Perforationen und Durchgangsöffnungen ganz oder teilweise übernehmen. Auf diese Weise können die entsprechenden Bearbeitungsvorgänge eingespart werden.As the 2 and 3 show possesses the housing 1 large flat, almost flat areas, where the contact pressure between the housing 1 and intermediate wall 4 . 5 is low, so that there is rattling noise during heating and cooling under the influence of the pulsating exhaust gases. To prevent this noise, the intermediate walls 4 . 5 with recesses 4.1 . 4.2 . 4.3 ; 5.1 . 5.2 . 5.3 educated. This creates between housing 1 and intermediate wall 4 . 5 column 10 . 11 , There are these columns 10 . 11 dimensioned so that they take over the function of perforations and openings in whole or in part. In this way, the corresponding processing operations can be saved.

4 zeigt einen Querschnitt durch einen zweiten Schalldämpfer. Dessen Gehäuse 1 besitzt vier Bereiche, in denen die Krümmung nicht nur gering, sondern negativ ist. Derartige Gehäuseformen sind jetzt möglich, weil in den kritischen Bereichen Spalte 11 zwischen Zwischenwand 5 und Gehäuse 1 eingehalten sind. Das Gehäuse 1 liegt jetzt nur noch in den stark gekrümmten Bereichen an der Zwischenwand 5 an, so dass diese ausreichend gehalten ist, was gegebenenfalls durch zusätzliche Haltesicken noch unterstützt werden kann. 4 shows a cross section through a second silencer. Its housing 1 has four areas where the curvature is not only low, but negative. Such housing shapes are now possible because in the critical areas column 11 between partition 5 and housing 1 are complied with. The housing 1 is now only in the strongly curved areas on the partition 5 so that it is kept sufficient, which can possibly be supported by additional holding beads still.

5 zeigt einen Querschnitt durch einen dritten Schalldämpfer. In diesem Ausführungsbeispiel besitzt die perforierte Zwischenwand 4 drei Rücksprünge, wobei ein Rücksprung groß ist, so dass ein großer Durchgang 10 entsteht, während die anderen Rücksprünge entsprechend kleiner sind, so dass nur relativ schmale Spalten 11 entstehen. 5 shows a cross section through a third muffler. In this embodiment has the perforated partition 4 three returns, with a return is great, making a great passage 10 arises, while the other recesses are correspondingly smaller, leaving only relatively narrow columns 11 arise.

Auch in diesem Fall berühren sich Gehäuse 1 und Zwischenwand 4 nur in den stark gekrümmten Bereichen.Also in this case, housing touch 1 and intermediate wall 4 only in the strongly curved areas.

6 zeigt einen Querschnitt durch einen vierten Schalldämpfer. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Zwischenwand 4 zweifach gelocht. In den akustisch kritischen Bereichen sind Spalte 10, 11 vorgesehen, in dem die Zwischenwand 4 mit entsprechenden Rücksprüngen versehen wurde. 6 shows a cross section through a fourth muffler. In this embodiment, the intermediate wall 4 double punched. In the acoustically critical areas are gaps 10 . 11 provided in which the partition wall 4 was provided with corresponding recesses.

7 zeigt einen Querschnitt durch einen fünften Schalldämpfer. Die Zwischenwand 5 besitzt eine große Öffnung für ein abgasführendes Rohr 3. Außerdem besitzt sie einen starken Rücksprung, so dass zwischen Zwischenwand 5 und Gehäuse 1 ein großer Spalt bzw. Durchgang 10 gebildet wird. Des weiteren besitzt das Gehäuse 1 einen Vorsprung 1.1, der einen Spalt 11 bildet. 7 shows a cross section through a fifth muffler. The partition 5 has a large opening for an exhaust pipe 3 , In addition, it has a strong return, so that between partition 5 and housing 1 a big gap or passage 10 is formed. Furthermore, the housing has 1 a lead 1.1 that a gap 11 forms.

8 zeigt einen Querschnitt durch einen sechsten Schalldämpfer. Dieser besitzt wieder einen großen Bereich mit negativer Krümmung. Die Zwischenwand 4 besitzt in diesem Fall einen Rücksprung, so dass ein Spalt 11 entsteht. Weitere Spalte 11 sind auf der stärker gekrümmten Seite gebildet, um einen entsprechenden Durchgang für die Abgase frei zu lassen. 8th shows a cross section through a sixth muffler. This again has a large area with negative curvature. The partition 4 has in this case a return, leaving a gap 11 arises. Further column 11 are formed on the more curved side to leave a corresponding passage for the exhaust gases.

9. schließlich zeigt einen Querschnitt durch einen siebten Schalldämpfer. Das rechteckige Gehäuse 1 ist mit Vorsprüngen 1.1, 1.2 unterschiedlicher Ausdehnung versehen, so dass ein großer Durchgang 10 und ein schmalerer Spalt 11 für die Abgase gebildet sind. 9 , finally shows a cross section through a seventh muffler. The rectangular housing 1 is with tabs 1.1 . 1.2 provided different extent, making a large passage 10 and a narrower gap 11 are formed for the exhaust gases.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102007007600 A1 [0004]
DE 102006040980 B4 [0004]
- DE 102004057413 A1 [0004]
- DE 07905550 U1 [0004]

Claims

Silencer for exhaust systems of internal combustion engines, comprising - a housing ( 1 ), - an inlet pipe ( 2 ), - an outlet pipe ( 3 ), - and at least one intermediate wall ( 4 . 5 ), characterized by the feature: - in at least one region of the housing ( 1 ) with low or negative curvature between the edge or partition ( 4 . 5 ) and the housing ( 1 ) is a gap ( 10 . 11 ) intended.

Silencer according to claim 1, characterized by the feature: - the intermediate wall ( 4 . 5 ) has in the region of the gap ( 10 . 11 ) a return ( 4.1 . 4.2 . 4.3 ; 5.1 . 5.2 . 5.3 ).

Silencer according to claims 1 or 2, characterized by the feature: - the housing ( 1 ) has in the region of the gap ( 10 . 11 ) a lead ( 1.1 . 1.2 ).

Silencer according to claims 1 to 3, characterized by the feature: - right and / or left of an intermediate wall ( 4 . 5 ) are outside the range of the column ( 4 . 5 ) Holding beads in the housing ( 1 ).

Silencer according to claims 1 to 4, characterized by the feature: - the housing ( 1 ) is a shell housing.

Silencer according to claims 1 to 4, characterized by the feature: - the housing ( 1 ) is a winding housing.

Silencer according to claims 1 to 4, characterized by the feature: - the housing ( 1 ) is a blown housing.

Method for avoiding or reducing noise with mufflers provides that with a silencer, the of a housing, an inlet pipe, an outlet pipe and at least one partition, in at least one area of the housing with little or no negative curvature between the edge or partition and the housing Gap is introduced or designed.

Method according to claim 8, characterized by Feature: - at the intermediate wall will be at the problematic Make for gap formation recesses.

A method according to claim 8 or 9, characterized by the feature: - on the housing will be on the problematic sites for gap formation projections educated.

Method according to one of claims 8 to 10, characterized by the feature: - right and / or To the left of an intermediate wall will be outside the area the column retaining beads formed in the housing.