DE10319212A1 - Schalldämpfer mit variablen akustischen Eigenschaften - Google Patents

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Schalldämpfer mit variablen akustischen Eigenschaften. In das Gehäuse (0) ist eine Druckdose (1) mit Membran (10), Feder (2), Kolben (7), Kolbenstange (3), Schließelement (5) an der Kolbenstange (3) und Druckanschlussleitung (4) integriert. Die Membran (10) ist gegen die Kolbenstange (3) thermisch isoliert. Zwischen dem Schließelement (5) und der Druckdose (1) befindet sich eine weitere thermisch isolierende Schicht (10).

Description

• Die Erfindung betrifft Schalldämpfer mit variablen akustischen Eigenschaften für pulsierende Gase gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
• Aus der DE 195 03 322 C ist ein Schalldämpfer mit variabler Dämpfungscharakteristik für pulsierende Gase bekannt, umfassend ein Gehäuse, ein Gaszuleitungsrohr zum Gehäuse, darin integrierte Rohre, eine Überdruckdose mit Membran, Feder, Kolbenstange und Druckanschluss, wobei die Niederdruckseite der Membran vom Umgebungsdruck und der Feder beaufschlagt ist, eine Druckleitung, die den Gasdruck auf die Überdruckseite der Membran leitet, und ein Schließelement zum Öffnen und Verschließen eines der Rohre. Das Schließelement ist ein Ventilteller, der an der Kolbenstange befestigt ist und im Ruhezustand das Ende des Gaszuleitungsrohrs verschließt. Ein besonderes Merkmal des bekannten Schalldämpfers sieht vor, dass die Druckleitung in die Kolbenstange integriert ist. Diese besitzt dazu eine Verlängerung, die in das mittels Ventilteller verschließbare Rohr hineinragt. Dank der Überdruckdose mit Membran lassen sich mit kleinsten Differenzdrücken beliebig große Kräfte zum Bewegen des Schließelements erzeugen. Die Konstruktion weist nur wenige bewegte Teile auf; sie ist einfach, betriebssicher und preiswert.
• Es versteht sich, dass die heißen, pulsierenden Abgase das Schließelement, die Kolbenstange, deren Führungsbuchse und die Druckdose erwärmen. Da die Druckdose außerhalb des Schalldämpfergehäuses montiert ist, wird sie normalerweise vom Fahrtwind gekühlt. In thermisch hochbelasteten Abgassystemen genügt diese natürliche Kühlung jedoch nicht immer. Dadurch kommt es zu einer vorzeitigen Alterung der temperaturempfindlichen Bestandteile, insbesondere der Kolbenstange, der Führungsbuchse und der Membran. Das ist unbefriedigend.
• Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Schalldämpfer der eingangs genannten Art anzugeben, der auch für thermisch hochbelastete Abgassysteme geeignet ist.
• Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Schalldämpfer mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
• Dank der gezielten Isolationsmaßnahmen werden die temperaturempfindlichen Bauteile des Abgasventils gezielt thermisch isoliert. Die Isolierung erfolgt sowohl hinsichtlich der Wärmeleitung als auch der Wärmestrahlung.
• Die thermischen Isolationsmaßnahmen sorgen auch für eine thermische Entlastung der Kolbenstange und ihrer Führungsbuchse. Der Wärmeübergang in das hoch beanspruchte Führungssystem wird deutlich reduziert. Dies reduziert den Verschleiß.
• Insgesamt wird durch relativ wenige zusätzliche Maßnahmen eine deutliche Erhöhung der Lebensdauer erreicht. Alternativ kann der erfindungsgemäße Schalldämpfer auch in Abgassystemen mit deutlich höherem Temperaturniveau eingesetzt werden.
• Entsprechend den thermischen Anforderungen können die einzelnen Isoliermaßnahmen einzeln eingesetzt oder miteinander kombiniert werden.
• Vorzugsweise ist die Membran mittels zweier Isolierscheiben gegen den Kolben und die Kolbenstange isoliert. Diese einfache Konstruktion erfüllt ohne weiteres ihren Zweck.
• Den Hauptteil der Isolationswirkung gewährleistet die Isolationsschicht. Diese befindet sich vorteilhafterweise in einem Schutzgehäuse. Dieses verhindert die zerstörenden Wirkungen der Gaspulsationen.
• Vorteilhafterweise ist die Druckanschlussleitung in die Kolbenstange integriert.
• Steht die Niederdruckseite des Kolbens mit der freien Atmosphäre in Verbindung, so steht der maximal mögliche Differenzdruck für die Bewegung des Kolbens zur Verfügung.
• Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Paket aus Feder und Membran auf einem Drahtkissen beweglich gelagert. Dies sorgt für eine gedämpfte Lagerung, so dass Vibrationen, ausgelöst durch die pulsierenden Gase bzw. die Vibrationen des sich bewegenden Fahrzeugs, gefedert abgefangen werden.
• Anhand der Zeichnung soll die Erfindung in Form eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.
• Die Figur zeigt ausschnittsweise einen Schnitt durch einen Schalldämpfer für heiße pulsierende Gase, von dem nur ein Stück der Gehäusewand 0 dargestellt ist. In eine Öffnung der Gehäusewand 0 ist mit Hilfe einer Montagebuchse 15 ein Abgasventil montiert. Dieses besitzt eine Druckdose 1 mit Membran 10, Feder 2, Kolben 7 und Kolbenstange 3, in die eine Druckanschlussleitung 4 integriert ist. Am freien Ende der Kolbenstange 3 ist ein Schließelement 5 in Form eines Ventiltellers montiert. Das Schließelement 5 öffnet bzw. verschließt den Querschnitt eines in den Schalldämpfer integrierten gasführenden Rohres 9.
• Sobald Abgase in das Rohr 9 einströmen, wird der darin entstehende Überdruck durch die in die Kolbenstange 3 integrierte Druckleitung 4 auf die Druckseite der Membran bzw. des Kolbens 7 übertragen. Diese öffnet gegen die Feder 2 und den atmosphärischen Außendruck, der durch eine Öffnung 6 in der Druckdose 1 auf die Niederdruckseite des Kolbens 7 wirkt. Sobald die Druckdifferenz hoch genug ist, bewegen sich Kolben 7, Kolbenstange 3 und Schließelement 5 nach rechts, wodurch das Rohr 9 geöffnet wird und die Abgase ausströmen können.
• Um die Wärmeleitung vom Schließelement 5 über die Kolbenstange 4 auf den Kolben 7 bzw. dessen Membran 10 zu reduzieren, ist die Membran 10 auf der Vorder- und auf der Rückseite mit je einer Isolierscheibe 11, 12 belegt.
• Des weiteren befindet sich in der Montagebuchse 15 eine Isolierschicht 14, umgeben von einem Schutzgehäuse 13. Diese Isolierschicht 14 verhindert die Übertragung der Wärme auf die Druckdose 1. Gleichzeitig schützt sie auch die die Kolbenstange 3 und deren Führungsbuchse. Das Schutzgehäuse 13 verhindert die Zerstörung der Isolierschicht durch die pulsierenden Gase.

Claims (6)

1. Schalldämpfer mit variablen akustischen Eigenschaften für pulsierende Gase, mindestens umfassend – ein Gehäuse (0), darin integriert – Rohre (9), – ein Abgasventil mit – einer Druckdose (1) mit Membran (10), Feder (2), Kolben (7), Kolbenstange (3), Schließelement (5) an der Kolbenstange (3) und Druckanschlussleitung (4), – und eine Führungsbuchse (16) für die Kolbenstange (3), – das Schließelement (5) verschließt mehr oder weniger eines der Rohre (9), gekennzeichnet durch die Merkmale: – die Membran (10) ist gegen die Kolbenstange (3) thermisch isoliert, – zwischen dem Schließelement (5) und der Druckdose (1) befindet sich eine thermisch isolierende Schicht (10).
2. Schalldämpfer nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch das Merkmal: – die Membran (10) ist mittels zweier Isolierscheiben (11, 12) gegen Kolben (7) und Kolbenstange (3) isoliert.
3. Schalldämpfer nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch das Merkmal: – die thermisch isolierende Schicht (14) befindet sich in einem Schutzgehäuse (13).
4. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch das Merkmal: – die Druckanschlussleitung (4) ist in die Kolbenstange (3) integriert.
5. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch das Merkmal: – die Niederdruckseite des Kolbens (7) steht mit der freien Atmosphäre in Verbindung.
6. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch das Merkmal: – das Paket aus Membran (10), Membrankolben (7), Isolationsscheiben (11, 12) und Feder (2) ist auf einem Drahtkissen (8) axial beweglich gelagert.