(57)【要約】      （修正有）【課題】  最適化された消音特性を有する消音装置を提供することにある。【解決手段】  内部構成部材１と上述の内部構成部材を取囲む外部構成部材２を備える消音装置に関し、上述の内部構成部材は、開口部３が設けられる内壁４を形成し、また上述の外部構成部材は、上述の内壁に沿って延びる外壁５を形成する。消音装置の消音特性および屈曲性を改良するために、外壁は、内壁と共に個別の空洞７を形成するベローズ６として実現され、内壁の開口部は、上述の空洞中に開放する。さらに、外壁は、少なくとも１．５ｇ／ｃｍ３の密度を有する材料から製造される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部構成部材（１）と前記内部構成部材（１）を取囲む外部構成部材（２）を備える消音装置であって、前記内部構成部材（１）は、開口部（３）が設けられる内壁（４）を形成し、前記外部構成部材（２）は、前記内壁（４）に沿って延びる外壁（５）を形成する消音装置であって、
前記外壁（５）は、前記内壁（４）と共に複数の空洞（７）を形成するベローズ（６）であって、前記内壁（４）の前記開口部（３）は前記空洞（７）中に開放しており、
前記外壁（５）および／または前記内壁（４）は、少なくとも１．５ｇ／ｃｍ３の密度、特に少なくとも２．０ｇ／ｃｍ３の密度を有する材料から製造されることを特徴とする消音装置。
【請求項２】
密度は、２．５ｇ／ｃｍ３、特に２．２ｇ／ｃｍ３を超えないことを特徴とする請求項１に記載の消音装置。
【請求項３】
外壁（５）および／または内壁（４）は、少なくとも２０、特に少なくとも５０の原子番号を有する金属の塩類または酸化物、および／または充填剤としてのカーボンブラックから成るプラスチック材料から製造されることを特徴とする請求項１または２に記載の消音装置。
【請求項４】
外壁（５）および／または内壁（４）は、アクリル酸ゴム（ＡＣＭ）から製造されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の消音装置。
【請求項５】
内部構成部材（１）と前記内部構成部材（１）を取囲む外部構成部材（２）を備える消音装置であって、前記内部構成部材（１）は、開口部（３）が設けられる内壁（４）を形成し、前記外部構成部材（２）は、前記内壁（４）に沿って延びる外壁（５）を形成する消音装置であって、
前記外壁（５）は、前記内壁（４）と共に複数の空洞（７）を形成するベローズ（６）であって、前記内壁（４）の前記開口部（３）は前記空洞（７）中に開放しており、
吸音外層（１０）が前記外壁(５)上に設けられることを特徴とする消音装置。
【請求項６】
外層（１０）は、外壁（５）へ固定して接続されることを特徴とする請求項５に記載の消音装置。
【請求項７】
外層（１０）は、パターン付けされた表面を有することを特徴とする請求項５または６に記載の消音装置。
【請求項８】
外層（１０）は、１．５ｇ／ｃｍ３よりも高い、特に２．０ｇ／ｃｍ３よりも高い密度を有することを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の消音装置。
【請求項９】
密度は、２．５ｇ／ｃｍ３以下、特に２．２ｇ／ｃｍ３以下であることを特徴とする請求項８に記載の消音装置。
【請求項１０】
外層（１０）は、気泡状特性を有するものであることを特徴とする請求項５または６に記載の消音装置。
【請求項１１】
外層（１０）は、外壁（５）上にのびており、両端部において前記外壁（５）へ固定されることを特徴とする請求項５に記載の消音装置。
【請求項１２】
外層（１０）は、平滑なまたは波形のプラスチック材料から、特にエラストマーから、または波形金属から製造されることを特徴とする請求項１１に記載の消音装置。
【請求項１３】
シールが、外層（１０）と外壁（５）との間に設けられることを特徴とする請求項１１または１２に記載の消音装置。
【請求項１４】
内部構成部材（１）と前記内部構成部材（１）を取囲む外部構成部材（２）を備える消音装置であって、前記内部構成部材（１）は、開口部（３）が設けられる内壁（４）を形成し、前記外部構成部材（２）は、前記内壁（４）に沿って延びる外壁（５）を形成する消音装置であって、
前記外壁（５）は、前記内壁（４）と共に複数の空洞（７）を形成するベローズ（６）であって、前記内壁（４）の前記開口部（３）は前記空洞（７）中に開放しており、
前記外壁（５）を補強する手段が設けられることを特徴とする消音装置。
【請求項１５】
補強手段は、外壁（５）へ施される、袋編、特に金属またはプラスチックの袋編を備えることを特徴とする請求項１４に記載の消音装置。
【請求項１６】
補強手段は、ベローズ（６）の波の本体上に配置される外部リングエレメント（１１）を備え、前記波の本体は、前記外部リングエレメントを固定するように輪郭が決められることを特徴とする請求項１４に記載の消音装置。
【請求項１７】
補強手段は、波の本体上のベローズ（６）の内部に配置される内部リングエレメントを備えることを特徴とする請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の消音装置。
【請求項１８】
内部構成部材（１）と前記内部構成部材（１）を取囲む外部構成部材（２）を備える消音装置であって、前記内部構成部材（１）は、開口部（３）が設けられる内壁（４）を形成し、前記外部構成部材（２）は、前記内壁（４）に沿って延びる外壁（５）を形成する消音装置であって、
前記外壁（５）は、前記内壁（４）と共に複数の空洞（７）を形成するベローズ（６）であって、前記内壁（４）の前記開口部（３）は前記空洞（７）中に開放しており、
前記内壁（４）および／または前記外壁（５）は、パターン付けされた表面を有することを特徴とする消音装置。
【請求項１９】
外壁（５）および／または内壁（４）は、少なくとも１．５ｇ／ｃｍ３の密度、特に少なくとも２．０ｇ／ｃｍ３の密度を有する材料から製造されることを特徴とする請求項１８に記載の消音装置。
【請求項２０】
その密度は、２．５ｇ／ｃｍ３、特に２．２ｇ／ｃｍ３を超えないことを特徴とする請求項１９に記載の消音装置。
【請求項２１】
パターン付けされた表面により音を吸収することを特徴とする請求項１８〜２０のいずれか１項に記載の消音装置。
【請求項２２】
ベローズ（６）は、開口部（３）が設けられる内壁の上にのびていることを特徴とする請求項１〜２１のいずれか１項に記載の消音装置。
【請求項２３】
内部構成部材（１）は、それぞれが半径方向の開口部（３）を有するチューブまたはパイプから成ることを特徴とする請求項１〜２２のいずれか１項に記載の消音装置。
【請求項２４】
内部構成部材（１）は、それぞれが半径方向の開口部（３）を有するチューブまたはパイプのセグメントから成ることを特徴とする請求項１〜２２のいずれか１項に記載の消音装置。
【請求項２５】
内部構成部材（１）は、外部構成部材(２)上に熱的に形成されることを特徴とする請求項１〜２４のいずれか１項に記載の消音装置。
【請求項２６】
内部構成部材（１）は、外部構成部材（２）へ機械的に接続されることを特徴とする請求項１〜２４のいずれか１項に記載の消音装置。
【請求項２７】
内部構成部材（１）は、クイックカップリングで一体化されることを特徴とする請求項１〜２６のいずれか１項に記載の消音装置。
【請求項２８】
外部構成部材（２）は、内部構成部材（１）の全長にわたり屈曲自在であることを特徴とする請求項１〜２７のいずれか１項に記載の消音装置。
【請求項２９】
外壁（５）は、内壁（４）と同心で配置されることを特徴とする請求項１〜２８のいずれか１項に記載の消音装置。
【請求項３０】
外壁（５）は、形状が円錐形であることを特徴とする請求項１〜２９のいずれか１項に記載の消音装置。
【請求項３１】
内部構成部材および／または外部構成部材の材料は、ＮＢＲ、ＣＲ、ＥＣＯ、ＡＥＭ、ＡＣＭ、シリコーンおよびＦＰＭを含むことを特徴とする請求項１〜３０のいずれか１項に記載の消音装置。
【請求項３２】
内部構成部材（１）は、プラスチック材料から製造されることを特徴とする請求項１〜３１のいずれか１項に記載の消音装置。
【請求項３３】
内部構成部材（１）および／または外部構成部材（２）は、圧力支持体を備えることを特徴とする請求項１〜３２のいずれか１項に記載の消音装置。
【請求項３４】
ベローズ（６）は、内部構成部材（１）を越えて消音装置の縦方向に延びることを特徴とする請求項１〜３３のいずれか１項に記載の消音装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部構成部材と上述の内部構成部材を取囲む外部構成部材を備える消音装置に関し、上述の内部構成部材は、開口部が設けられる内壁を形成し、また上述の外部構成部材は、上述の内壁に沿って延びる外壁を形成する。
【背景技術】
【０００２】
この型式の消音装置は、ＤＥ１９５０４２２３Ａ１から知られている。
【０００３】
消音装置は、音放出を減少するために、たとえば、自動車のエンジンの吸気装置において使用される。Ｇｅｒｍａｎ−Ｏｆｆｅｎｌｅｇｕｎｇｓｓｃｈｒｉｆｔ ３４３１０７８は、この目的のために、吸気管の一定のセクションにおいて、吸音多孔性材料から製造される吸気管から実質的に成る消音装置を提案し、その吸気管は、上述のセクションにおいて多孔金属チューブにより取囲まれる。上述の消音装置は、従来のものより高い消音の程度に対する要求を満足しない。特に問題のあるのは、排気駆動タービン過給器システムが設けられるエンジンの騒音の消音である。そのようなタービン過給器システムが作動しているとき、脈動騒音が生じ、上述の脈動騒音は、タービン過給器の圧縮機羽根の微小な幾何学的形状の凹凸により発生される。この脈動騒音は、排気駆動タービン過給器の回転速度に比例して生じる。励振される周波数帯域は、ここでは、作動速度の大きい範囲に鑑みて非常に大きい。特に広帯域にわたる減音は、ここでは、音放出の全般的な減少を達成するために必要であることが分かる。
【０００４】
本出願の請求項１の一般条項の基礎となるＤＥ１９５０４２２３Ａ１において、多孔チューブを、閉じられた平面状表面を有する円筒形体により取囲まれる吸気管として使用すべきであることが提示されている。内部の多孔吸気管と上述の吸気管を同心で取囲む円筒形体との間に、広い連続した環状隙間が形成される。多孔吸気管に設けられる開口部が、上述の環状隙間の部位に配置されるので、上述の環状隙間は、吸気管の内部と連通できる。この消音装置の改良された消音特性は、吸気管における開口部を通して生じる、環状隙間との、空気質量交換および圧力相殺に基づいており、また環状隙間を形成する円筒形体は、圧力損失を防止し、かつ音放出をさらに減少させる。しかしながら、この消音装置の消音程度でも、特に過給エンジンの場合において音放出の広帯域の減少を達成するには十分ではない。
【０００５】
ＤＥ１９６３８３０４Ａ１は、タービン過給器が設けられるエンジン用に特別に設計される消音装置を開示している。この消音装置は、流路に配置されるチャンバを備え、そのチャンバには、互いに平行で離間された状態で配置される複数の環状オリフィスプレートが設けられる。２枚の隣接する環状オリフィスプレート間に、対応する共振チャンバが形成されて、特定の振動数範囲の音が減少する。この消音装置は、ガスの流路に位置決めされる縁部をオリフィスプレートが有するという欠点を有する。これらの縁部により生じる流れ抵抗は、タービン過給器システムの効率を減少する。加えて、消音装置チャンバへのオリフィスプレートの挿入は、製造技術の観点から複雑になるので、高コストを引起こす。
【０００６】
さらに、消音装置システムは、入手でき、および複数の異なる消音エレメントが直列で配置される場合にエンジンにも使用でき、上述の消音エレメントは、種々の振動数帯域用に構成される。しかしながら、この型式の消音装置システムは、過大な設置空間を必要とする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本出願人のＤＥ１０３４１３１９．７において消音装置が記載され、その装置は、内部構成部材と上述の内部構成部材の外側に配置される外部構成部材を備え、上述の内部構成部材は、多孔であり、また上述の外部構成部材はベローズとして実現される。この種の消音装置は、優れた、特に広範囲の消音特性を有する。
【０００８】
本発明の目的は、特に上述の用途に記載される消音装置に関して最適化された消音特性を有する消音装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、この目的は、請求項１の特徴を有する消音装置により、請求項５の特徴を有する消音装置により、請求項１４の特徴を有する消音装置により、および請求項１８の特徴を有する消音装置により、それぞれ達成される。
【００１０】
本発明によれば、上述の用途に明示される消音装置の内部と外部の構成部材の構造的設計に加えて、さらに吸音対策が講じられ、上述の吸音対策により、吸音装置の吸音作用の最適化がもたらされ、かくして、音放出がさらに減少される。
【００１１】
これを達成するために、請求項１に記載の消音装置の外壁および／または内壁は、少なくとも１．５ｇ／ｃｍ３の密度を有する材料から製造される。少なくとも１．５ｇ／ｃｍ３の密度は、外壁と内壁それぞれの吸音特性の大幅な改良をもたらすことが判明している。密度範囲の上限は、一般的に、材料の加工容易性と経済的に正当な費用により決められる。
【００１２】
代わりに、吸音外層を、本発明に従う消音装置の外壁上に設けるべきであることが、平行請求項５において提示される。また、この積層状構造により、消音装置の消音作用が改良される。
【００１３】
平行請求項１４に開示される他の代案によれば、本発明に従う消音装置には、外壁を補強する手段が設けられ、それにより外壁の音伝達振動が減少される。また、この手段により、音放出の減少がもたらされる。
【００１４】
さらに、消音特性の改良は、平行請求項１８で明示されるように、本発明に従う消音装置の外壁および／または内壁がパターン付けされた表面を有することで、代わりに達成される。
【００１５】
上述の改良された特性に加えて、本発明に従う上述の消音装置は、低周波数成分および高い振動数を有する成分を減衰できるように、ヘルムホルツ共鳴器の作動原理が、λ／４反射器の作動原理と組合せられるという利点も提供する。本発明に従う消音装置により、使用のそれぞれの場合に生じ、かつ減衰すべきである騒音に従って消音振動数帯域の調整ができる。加えて、本発明に従う消音装置は、非常に妥当な価格で製造できる。というのは、オリフィスプレートまたはバックドロップのような特殊なエレメントを設置する必要がないからである。
【００１６】
本発明に従う消音装置は、僅かな設置空間で済む。というのは、消音装置の内部構成部材は、ずれにしても給気システム内に設ける必要があるエラストマー部分内に組込まれるからである。さらに、ベローズ状外壁のために、本発明に従う消音装置は、屈曲自在構造の利点を優れた消音特性と組合せている。
【００１７】
高密度材料から製造される外壁および／または内壁を備える消音装置の好ましい実施態様によれば、その密度は２．０ｇ／ｃｍ３である。２．０ｇ／ｃｍ３の下限の場合に、特に優れた消音特性を、比較的低コストの材料に基づいて達成できることが判明している。密度範囲の上限は、２．５ｇ／ｃｍ３の最大値に、特に２．２ｇ／ｃｍ３に調整できる。さらに外壁と内壁それぞれを、アクリル酸ゴム（ＡＣＭ）から製造でき、ＡＣＭは、環境的作用に耐性を有する特に耐久力のある材料である。加えて、少なくとも２０、特に少なくとも５０の原子番号を有する金属の塩類または酸化物、および／または充填剤としてのカーボンブラックから成るプラスチック材料を使用できる。このようにして、それぞれの使用の場合に特に好適な材料の密度を調整できる。
【００１８】
外壁に吸音外層が設けられる本発明に従う消音装置の場合、上述の外層が外壁へ屈曲自在に接続されるときに好都合なことが判明している。特に安定な消音装置が、このようにして得られる。外層は、付加的にパターン付けされる表面を有することができるので、外壁を通しての音放出が減少される。さらに外層は、１．５ｇ／ｃｍ３より高い密度、特に２．０ｇ／ｃｍ３より高い密度を有することができるので、外層の吸音効果も改良される。特に好都合であることが判明している密度範囲の上限は、２．５ｇ／ｃｍ３、特に２．２ｇ／ｃｍ３である。外層の吸音特性を改良する別の実施可能な方法は、気泡状構造を有するように外層を実現することである。
【００１９】
外層と外壁の膜相互接続の代わりに、外層を外壁上に伸ばし、その両端部において外壁へ固定できる。外層を備える本発明に従う消音装置のこの実施態様を、特に簡単な仕方で、かつ特に妥当な価格で製造できる。外層は、平滑なまたは波形のプラスチック材料から、特にエラストマーから、または波形金属から製造できる。必要に応じて、シールを外層と外壁との間に設けることができ、このシールは、外層と外壁との間に多分存在する空気隙間を封止する。
【００２０】
消音特性を改良するように外壁を補強する手段を備える本発明に従う消音装置の場合、その補強手段は、外壁へ施される、袋編、特に金属またはプラスチックの袋編を備えることができる。この袋編は、外壁の振動を抑制するので、その構成部材の消音特性がさらに改良される。さらに、補強手段は、ベローズの波の本体上に配置される外部リングエレメントを備えることができ、上述の波の本体は、上述の外部リングエレメントを固定するように輪郭が決められる。またこれらの外部リングエレメントの手段により、その壁の表面構造の限定が達成されて、音放出がさらに減少される。他の好ましい実施態様によれば、補強手段は、波の本体上のベローズの内部に配置される内部リングエレメントを備えることができるので、ベローズの個別のひだが支承され、かつベローズの全体が補強されて、この実施態様の場合にベローズの考えられる最高の屈曲性が維持される。
【００２１】
好ましい実施態様によれば、ベローズは、開口部が設けられる全体の内壁部位にわたり延びる。これにより、２つの作動原理（ヘルムホルツ共鳴器およびλ／４反射器）の組合せから生じる相乗効果が、内部構成部材の全体の作動期間と全体の作動範囲にわたり有効であることが保証される。
【００２２】
好都合な実施態様によれば、内部構成部材は、それぞれに半径方向開口部が設けられるチューブまたはパイプを備える。この実施態様は、特に単純で、かつ妥当な価格で消音装置を製造する可能性を提供する。
【００２３】
また内部構成部材は、それぞれに半径方向開口部が設けられるチューブセグメントまたはパイプセグメントを備える。このセグメント化された内部構成部材の手段により、消音装置の特に優れた屈曲性が達成される。
【００２４】
内部構成部材は、好ましくは外部構成部材上に熱的に形成される。これにより、消音装置の製造が一層容易になる。というのは、内部構成部材と外部構成部材との間の複数の接続箇所と接続部位を、一度の作業で、すなわち一度の熱処理中に製造できるからである。内部構成部材は、外部構成部材へ機械的に接続することもできる。
【００２５】
他の実施態様によれば、内部構成部材は、急速カップリングで一体化される。このようにして、消音装置を、特に簡単で迅速な仕方で接続部材と接続ラインへ接合できる。
【００２６】
好都合な実施態様によれば、外部構成部材は、内部構成部材の全長にわたり屈曲自在であるので、消音装置を、エンジンの給気システムにおいて屈曲自在の部分として完全に利用できる。
【００２７】
他の好ましい実施態様によれば、外壁は内壁と同心で配置される。この実施態様の手段により、ベローズと内壁との間に形成される空洞は、ほぼ同一の形状、その結果同一の容積を有することが達成される。外壁を、形状を円錐形にもできるので、ベローズの空洞容積は、消音装置の縦方向（長手方向）に変えられる。
【００２８】
内部構成部材および外部構成部材にとり好都合であると判明している材料は、ＮＢＲ、ＣＲ、ＥＣＯ、ＡＥＭ、ＡＣＭ、シリコーンおよびＦＰＭである。内部構成部材は、プラスチック材料からも製造できる。外部構成部材および／または内部構成部材は、圧力支持体を備えることができ、上述の圧力支持体は、内部構成部材がプラスチック材料から製造される場合には必要でない。
【００２９】
本発明の他の好ましい実施態様によれば、ベローズは、内部構成部材を越えて消音装置の縦方向に延びる。これは、ベローズの一部分が、内部構成部材内で移送されるガス状媒体と直接接触することを意味する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下において本発明は、同封された概略図面を参照して典型的に詳細に説明される。
【００３１】
図１乃至３に示される消音装置は、排他的ではないが、特に内燃機関に使用されるように設計され、かつ排気駆動タービン過給器の圧縮機ハウジングの圧力側吐出し開口部にできるだけ近くに配置される。図１乃至３に示される消音装置は、勿論、タービン過給器の直後に位置決めされない他の設置場所でも消音効果を生じる。
【００３２】
図１から最も良く分かるように、消音装置は、外部構成部材２内に挿入される内部構成部材１を備えるので、上述の外部構成部材２が、内部構成部材１を取囲む。消音装置の縦方向Ａにおいて、上述の内部構成部材１は、空気入口と空気出口と、および構成部材の下流側または上流側において、それらに接続された接続部位、たとえば、給気チューブとを備える。
【００３３】
内部構成部材１が多孔屈曲自在チューブとして実現され、また外部構成部材２がベローズ状チューブとして実現されるので、全体の消音装置は、屈曲自在の特性を有する。内部構成部材１は、剛性パイプとしても実現できる。
【００３４】
図１からさらに分かるように、内部構成部材１は、半径方向開口部３を中に設けた内壁４を形成する。これらの開口部３は、上述の内壁４の円周方向に延びる並行な列８で配置され、すなわち開口部３のそれぞれの列８が円を形成し、その円は、内壁４の半径に対応する半径を有し、かつ消音装置の縦方向軸Ａに対して直角に配置される。列当たりの開口部３の数を変えることができ、開口部３の好都合な数は、８乃至１２である。列８当たりの開口部３の、それよりも少ない、または多い数も可能である。
【００３５】
図１乃至３からさらに分かるように、内壁４を取囲む外壁５は、ベローズ６として実現される。接合された状態で、すなわち、内部構成部材１が外部構成部材２内に配置されたとき、ベローズ６は、内壁４と共に個別かつ複数の空洞７を形成する。これらの空洞７は、内壁４の円周方向に互いに並行に延びる。
【００３６】
示される例においてベローズ６は、波形輪郭を有するチューブとして実現され、ひだ９が、最も外側のひだを除いて、２つの波の谷と１つの波の本体により形成される。図１で分かるように、ひだ９のそれぞれの波の本体に形成される空洞７は、周辺方向で円周方向に延びる波の谷により互いに横方向に形成される。
【００３７】
本例において、ひだ９は、波の谷の部位において内壁４上に当接する。したがって個別の空洞７は、互いに封止される。
【００３８】
図１において最も良く分かるように、開口部３のそれぞれの列８には、空洞７が付随する。これは、列８の半径方向開口部３は、空洞７のそれぞれに開放するように配置されることを意味する。開口部３の列８を、付随するひだ９の波の山と同心で配置することが好都合である。上述の列８における開口部３が、付随する空洞７中に開放するという条件で、列８が、ひだ９の波の山に関して変位されるように列８を配置することも想像できる。図１に関連して示されるように、ベローズ６が内壁４の多孔部分全体に沿って設けられ、そこにおいて、ベローズ６は、開口部３を通して内部構成部材１の内部と連通する空洞７を形成する。これにより、優れた消音特性が、内部構成部材１の作動期間全体を通して有効であることが保証される。
【００３９】
図１乃至３からさらに分かるように、隣接する列８の開口部３は、１つの列８のそれぞれの開口部３が、隣接する列８の２つの開口部３間の中心に配置されるように、円周方向に互いに関して変位される。
【００４０】
ひだ９と開口部３の列８との数は、典型的なものとみなすものとする。それよりも少ない、または多い数は可能であり、極端な場合に単一のひだ９だけとなる。
【００４１】
外部構成部材２の全体形状は、示される例において、ほぼ円筒形であり、円周方向表面、すなわち外壁５は、平面ではないが、ベローズ６として実現される。これは、ベローズ６のそれぞれのひだ９が、同一の径を有し、かつ対応する幾何学的形状のために、同一の容積も有することを意味する。
【００４２】
しかしながら、外壁５を円錐形状にすることもできる。この構造的設計の場合に、外壁５の径は、消音装置の縦方向軸Ａに沿って増加するので、個別のひだ９の径および、その結果、上述のひだの容積も、消音装置の長さ方向に増加し、それにより、消音振動数範囲が影響されることがある。外壁５の円錐形状は、外部構成部材２の成形分離特性をさらに改良する。
【００４３】
ひだ９の幾何学的形状と数は、個々の使用の場合に満足される必要がある消音と屈曲性に関する要件に左右される。たとえば、空洞容積、特に空洞深さ、すなわち内壁４と、ひだ９の波の山との間の距離、または個別のひだ９の曲線半径を変えることが想像できる。
【００４４】
内部構成部材１の内壁４の開口部３は、本例において円形断面を有する半径方向開口部として実現される。それと異なる断面形状、たとえば、半径方向に延びる楕円開口部も想像できる。開口部３をスロット形状開口部としても実現でき、この場合にスロットは、付随する空洞７中に開放するように、内壁４の小部分において円周方向に延びる。
【００４５】
消音装置の屈曲性を維持するために、内部構成部材１は、互いに分離される複数のパイプセグメントまたはチューブセグメントから成ることができる。内部構成部材１の個別のセグメントを、機械的接続の手段またはセグメント間接着の手段により外部構成部材２へ接続できる。内部構成部材１を、加硫を１回または数回実施することにより、外部構成部材２へ接続できる。クリップまたはリングの手段による機械的固定も可能である。内部構成部材１を、消音装置の両端部において、または個別のひだ９において外部構成部材２へ固定できる。
【００４６】
加えて、内部構成部材１は、急速カップリングで一体化される射出成形部材として実現できる。
【００４７】
ベローズ６が内壁４を越えて縦方向Ａに延びるように、減少した長さの内部構成部材１を使用することもできる。内壁４を越えて延びるこのベローズのセクションは、内部構成部材１により覆われないので、消音装置の消音特性に対する作用が達成される。
【００４８】
内部と外部のチューブ用のチューブ材料として使用されるようになっている材料は、ＮＢＲ、ＣＲ、ＥＣＯ、ＡＥＭ、ＡＣＭ、シリコーンおよびＦＰＭである。内部構成部材は、プラスチック材料からも製造できる。屈曲自在のチューブ材料が使用されるならば、圧力支持体が採用されるであろう。圧力支持体の使用は、外部構成部材２にとり特に好都合である。内部構成部材１の場合、上述の内部構成部材がエラストマーから製造されるならば、圧力支持体を不要にできる。上述の内部構成部材１がプラスチック材料から製造されるならば、圧力支持体は採用されないであろう。
【００４９】
上述の消音装置の消音特性は、外壁が少なくとも１．５ｇ／ｃｍ３の密度を有する材料から製造されるという事実のために、さらに改良される。特に好都合であると判明している材料は、約２．０ｇ／ｃｍ３の密度を有する材料である。その密度は、２．２乃至２．５ｇ／ｃｍ３の最大密度を有することができ、その密度範囲の上限は、主として、加工容易性と製造コストにより決められる。特に優れた消音特性を１．５乃至２．５ｇ／ｃｍ３の上述の範囲で達成できることが判明しているが、２つの範囲限界の許容範囲内でも、受入できる値を期待できる。その許容範囲を、たとえば、±０．５ｇ／ｃｍ３にすることができる。外壁に使用される材料は、この場合において、アクリル酸ゴム（ＡＣＭ）であるが、本発明は、この材料の使用に限定されない。所要の密度は、少なくとも２０、特に少なくとも５０の原子番号を有する金属の塩類または酸化物により調整され、それらの塩類または酸化物が、充填剤としてプラスチック材料へ添加される。代わりに、または付加的に、カーボンブラックも充填剤として使用できる。
【００５０】
本発明に従う消音装置の別の実施態様によれば、内壁は、少なくとも１．５ｇ／ｃｍ３の密度、特に２．０ｇ／ｃｍ３の密度を有する材料から製造される。そのような高密度材料の使用の代わりに、またはその使用に加えて、内壁は、音放出を減少するパターン付けされた表面を有することができる。上述の表面のパターン付けは、吸音の改良に寄与するので、音エネルギーが吸収されて熱に変換され、吸収表面の反射は可能な限り低い。これを達成するために、その表面は、できるだけ大きく、かつ広く反射する特性を有するように実現され、特に、多孔性で粗い表面として実現される。これは、たとえば、繊維の手段により（たとえば、フロッキングにより）、または気泡体により達成できる。内壁用の軟質材料の使用により達成される同時に付与される内部の高い減衰のために、内壁と外壁との間の固体伝送音の伝達も妨げられる。
【００５１】
外壁と内壁の製造に特に好適な材料は、商品名ＨＴＡＣＭ１８５の名前で本出願人により販売されている。
【００５２】
別の実施態様によれば、外壁５用の高密度材料の選択の代わりに、またはそれに加えて、吸音外層１０が、図４において分かるように、上述の外壁５へ施される。上述の図４において、外壁５と外層１０は、積層を形成し、上述の外層１０が、外壁の形状に、すなわちベローズ６のひだ輪郭に従うことが分かる。外層１０が外壁５へ固定接続され、上述の外層１０は、押出、浸漬または噴霧の手段により外壁５へ施されるようになっている。さらに外層を、気泡状特性、すなわち一定の程度に多孔性を有するように実現できる。
【００５３】
外層は、高分子材料から製造され、かつ１００乃至２００℃、好ましくは１４０℃を越える耐熱性を有する。
【００５４】
外壁５と外層１０との間の接続は、物理的、化学的または機械的に達成される。いずれの場合も、外層１０は、消音装置へ接続される構成部材のたわみから、または脈動から生じる消音装置の移動に常に追従できることが保証されなければならない。
【００５５】
外層１０と外壁５との間の固定接続部の代わりに、外層１０を外壁５上に伸ばすこともでき、外層の両端部だけを外壁５へ機械的または化学的に固定でき、すなわち固定接続部は、吸音外層１０と外層１０の両端部間の部分の外壁５との間に存在しない。したがって本発明に従う消音装置は、製造が特に容易である。ここで吸音の別個の外層は、平滑なまたは波形のプラスチック材料またはエラストマーから、もしくは波形金属から製造できる。必要に応じて、外層１０と外壁５を、封止エレメントの手段により封止できる。封止エレメントとして使用するのが適切な手段は、たとえば、封止リングまたは高分子封止剤である。
【００５６】
音放出を減少する他の実施可能な方法は、外部リングエレメント１１の手段によりなされる外壁５の表面が固定される事実により、図５に示される実施態様の場合に得られる。これらの外部リングエレメント１１は、図５に示されるように、ベローズ６の波の本体上に配置される。波の本体は、外部リングエレメント１１を固定し、特にそれらのエレメントを軸方向に固定するように輪郭が決められ、すなわちそれぞれの波の本体は、円周方向に延び、かつ対応する外部リングエレメントを受容するように機能する凹みを有する。ベローズ６は、リングエレメント１１の手段により補強されるので、音の放出が減少される。
【００５７】
それぞれの波の本体は、それに付随する１つの外部リングエレメント１１を有することができる。代わりに、幾つかの波の本体だけに外部リングエレメント１１を設けることもでき、たとえば、波の本体の１つおきに設けることができる。
【００５８】
外部リングエレメント１１の代わりに、またはそれに加えて、ここで図示されない内部リングエレメントを設けることができる。内部リングエレメントは、ベローズ６の内部に配置され、かつ波の本体の内側に当接して、ベローズ６を支承し、かつ補強する。
【００５９】
外部リングエレメントと内部リングエレメントとして使用されるのが適切なエレメントは、それぞれ、開放鋼製リングと保持リングであり、弾性作用を生じ、および取付けを容易にし、かつ波の本体上に作用する締付力を調整するのに使用される。
【００６０】
リングエレメントの代わりに、金属の袋編またはプラスチック材料の袋編を、外壁の全面上に配置でき、上述の袋編は、この場合には示されない。ベローズ構造の補強は、この袋編の手段によっても達成される。
【００６１】
消音装置の消音特性を改良する対策を、互いに組合せできる。外壁５を、たとえば、少なくとも１．５ｇ／ｃｍ３の密度を有する材料から製造できる。加えて、外壁５には、吸音外層を設けることができ、その外層は、上述の外壁５へ固定接続されるか、または上述の外壁５上に伸ばされ、かつ上述の外壁５の両端部だけにおいて固定される。外層１０は、気泡状構造を有するように、またはパターン付け表面を有するように実現できる。高密度材料から製造される外壁には、外層の代わりに補強手段を設けることができる。この補強手段は、袋編または外部リングエレメントおよび／または内部リングエレメントを備えることができる。さらに、そのうえ内壁は、少なくとも１．５ｇ／ｃｍ３の密度を有する材料から製造できる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
上述の消音装置は、過給ディーゼルエンジンまたは過給オットーエンジンにおいて生じる音放出を減少するのに特に好適である。消音装置を、空気伝播音を有効に減衰する必要がある他の分野においても使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の一実施態様に従う消音装置を通した縦方向断面図である。
【図２】図１に従う消音装置の分解図である。
【図３】図１に従う消音装置の側面図であり、内部構成部材が外部構成部材中に部分的に挿入されている。
【図４】外層を有するベローズの１つのひだを通した断面図である。
【図５】外部リングエレメントを有するベローズの１つのひだを通した断面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１  内部構成部材
２  外部構成部材
３  開口部
４  内壁
５  外壁
６  ベローズ
７  空洞
８  列
９  ひだ
１０  外層
１１  外部リングエレメント
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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