DE1016980B - Schalldaempferanlage fuer die Auspuff- und/oder Ansauganlage von Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schalldämpfer für die Auspuff- und/oder Ansauganlage von Brennkraftmaschinen, bei der hintereinandergeschaltete Kammern von in ein Mantelrohr eingesetzten ringförmigen Scheiben, die je einen sektorförmigen Ausschnitt aufweisen, und Abstandshülsen gebildet werden, wobei Scheiben und Abstandshülsen durch einen mittig innenliegenden Schraubbolzen zusammengespannt sind.

Bei einem derartigen bekannten Schalldämpfer ist die Lage des sektorförmigen Ausschnitts bei allen Scheiben gleich, so· daß die Gase ohne nennenswerte Umlenkung durchströmen. Bei einer anderen Ausführung wird der Ausschnitt der aufeinanderfolgenden Scheiben so im Winkel versetzt, daß eine schraubenförmige Durchströmung eintritt. Nach einer weiteren Bauart sind die Scheiben auf ein von einem Teil der Gase durchströmtes, mit Bohrungen für radialen Gasdurchtritt versehenes Mittelrohr aufgesetzt.

Die Erfindung stellt eine Kombination dieser Merkmale dar, wobei zusätzlich noch jede Abstandshülse eine in einer Meridianebene liegende einseitige Kammertrennwand gleicher Länge trägt und die Ausschnitte der Scheiben im Winkel so gegeneinander versetzt sind, daß jede Trennwand, in. Umfangsrichtung gesehen, verschiedene Kanten des Ausschnitts der anliegenden Scheiben berührt.

Die vorgenannte Anordnung der Trennwände hat zur Folge, daß die in die Kammer eintretende Gasströmung gezwungen wird, die Kammer in Umfangsrichtung zu durchlaufen, bevor sie durch den Ausschnitt der ersten Scheibe hindurchtritt. Auf diese Weise wird eine für die Schalldämpfung günstige Umlenkung und Verlängerung der Gasströmung geschaffen. Die verlängerten Strömungswege begünstigen auch das Auftreten von Interferenzen in der im Mittelrohr strömenden Gasströmung. Eine derart durch Trennwände zur Umlenkung gezwungene und verlängerte Strömungsbahn ist bei den bekannten Schalldämpfern nicht vorgesehen, weil bei diesen solche Trennwände fehlen. So· sind z. B. bei dem bekannten Schalldämpfer, bei dem die in ein Rohr eingesetzten ringförmigen Scheiben mit je einem sektorförmigen Ausschnitt versehen sind, der axial mit dem vorausgehenden und folgenden Scheibenausschnitt fluchtet, keine Trennwände zwischen den Scheiben vorgesehen, so daß die Gasströmung im wesentlichen geradlinig von Ausschnitt zu Ausschnitt verläuft und die zwischen den Scheiben gebildeten Kammern nur als Entspannungskammern wirken.

Bei der eingangs an zweiter Stelle genannten bekannten Ausführung besitzen die in ein Rohr eingesetzten ringförmigen Scheiben über ihre ganze Oberfläche verteilte sektorförmige Ausschnitte, die Schalldämpferanlage

für die Auspuff- und/oder Ansauganlage

von Brennkraftmaschinen

Anmelder:

Dr. Hans Karl Leistritz,
Frankfurt/M., Usingerstr. 10

Dr. Hans Karl Leistritz, Frankfurt/M.,
ist als Erfinder genannt worden

durch schmale Zwischenstege unterbrochen sind, wobei Trennwände und Stege nur wenige Winkelgrade einnehmen und von Scheibe zu Scheibe gegeneinander versetzt sind. Trennwände zwischen den Scheiben sind auch hier nicht vorgesehen. Der Gasstrom nimmt daher praktisch den ganzen Rohrquerschnitt ein und wird von Kammer zu Kammer nur geringfügig aus seiner geradlinigen Strömungsbahn abgelenkt, ohne daß eine wesentliche Verlängerung der Strömungsbahn eintritt.

Bei der eingangs an dritter Stelle genannten bekannten Bauart sind Scheiben, die nur über einen Teil ihres Umfangs ringförmig und im übrigen segmentartig abgeschnitten sind, innerhalb des Außenrohres auf ein Mittelrohr derart aufgesetzt, daß der Segmentausschnitt abwechselnd an die obere Wandungshälfte und an die untere Wandungshälfte des Außenrohres zu liegen kommt. In jede der auf diese Weise zwischen den Scheiben gebildeten Kammern führt eine Bohrung des Mittelrohres, das zur Zufuhr oder Abfuhr des Gesamtgasstromes dient, der in in die einzelnen Kammern einmündende Teilgasströme aufgeteilt wird. Axial verlaufende Trennwände sind in den Kammern nicht vorgesehen. Eine verlängerte Strömungsbahn wird daher nur in begrenztem Maße jeweils für den Teilstrom herbeigeführt, der aus der vorausgehenden Kammer kommt, und zwar durch zickzackförmige Ablenkung dieses Teilstromes abwechselnd zur einen und zur anderen Rohrwandungshälfte hin. Demgegenüber wird bei der Erfindung der gesamte Gasstrom von Kammer zu Kammer weitergeleitet und zu einer längeren, jede Kammer in Umfangsrichtung durchströmenden Bahn gezwungen.

709 699/20O

Zur Verbesserung der Schalldämpfung kann bei der Ausführung der Erfindung vorgesehen sein, daß das Volumen der Kammern der Kammerreihe in an sich bekannter Weise in Strömungsrichtung zu- oder abnimmt, so daß-sich eine erwünschte Expansions- und/ oder Kompressionswirkung ergibt.

Bei der bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die eine Kammerreihe von einer zweiten, ebenso aufgebauten, zu ihr parallel von Gas durchströmten Reihe umgeben. Bei dieser Ausführungsform kann der Gasstrom von der inneren Kammerreihe radial in die äußere einströmen, oder umgekehrt, so daß in diesem Fall die Schalldämpfungswirkung jeder Kammerreihe durch Interferenzwirkungen zwischen den Kammerreihen verbessert wird.

Um die Fertigung des erfmdungsgemäßen Schalldämpfers gegenüber den bekannten Bauarten zu vereinfachen, können die Kammern aus unter sich gleichen Scheiben, Abstandsstücken verschiedener Länge, einem zylindrischen Mittelrohr und einem Mantelrohr aufgebaut sein.

Zwei erfindungsgemäße Schalldämpfer können als Einheiten ein und derselben Schalldämpferanlage hintereinandergeschaltet werden, wobei die Zwischenwand bei einer Kammerreihe eine Durchbrechung erhält. Ferner kann ein erfindungsgemäßer Schalldämpfer oder eine Schalldämpferanlage der letztgenannten Art mit Schalldämpfern anderer Bauart in Reihe, vorzugsweise vor den oder die letzteren geschaltet werden.

An Hand der Zeichnung werden die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise beschrieben, und zwar zeigt

Abb. 1 schematisch einen Längsschnitt durch zwei hintereinandergeschaltete Schalldämpfereinheiten gemaß der Erfindung,

Abb. 2 die Ausbildung der ringförmigen Scheiben für die innere Kammerreihe jeder der Schalldämpfereinheiten nach Abb. 1,

Abb. 3 ein Abstandsstück mit Trennwand für die innere Kammerreihe und

Abb. 4 abgebrochen den Innenaufbau der inneren Kammer bei einer Ausführung nach Abb. 1 oder bei einer vereinfachten Ausführung mit nur einer Kammerreihe je Schalldämpfereinheit.

Gemäß Abb. 1 ist der Schalldämpfer aus drei konzentrischen Rohren 1, 2, 3 aufgebaut, von denen das innerste den kleinsten Durchtrittsquerschnitt und das äußere den größten Durchtrittsquerschnitt in Achsrichtung besitzt. Die Gasströmung tritt in das innere Rohr 1 durch eine öffnung 4 und in die innere Kammerreihe durch eine Öffnung 5 der vorderen Stirnwand 6 in Pfeilrichtung ein. Sie verläßt die beiden hintereinandergeschalteten Schalldämpfereinheiten durch eine Öffnung 7 der hinteren Stirnwand 8 in Pfeilrichtung. Die beiden Einheiten sind durch einen durchgehenden Bolzen 31 miteinander verschraubt, dessen Kopf bzw. Mutter sich gegen Kappen 9 und 10 an der einen Stirnwand und 11 und 12 an der anderen Stirnwand anlegt; die Flanschscheiben bilden dabei mit den Stirnwänden Eintritts- und Austrittskammern. Die Kappen 9 und 10 einerseits und 11 und 12 andererseits können auch aus einem Stück bestehen.

Die Kammern 15 und 15 a der inneren Kammerreihe werden durch ringförmige Scheiben 13 gebildet (Abb. 2), die mit ihrer Mittelöffnung 14 auf das Mittelrohr 1 aufgesetzt sind. Die Kammern 15 gehören zu einer ersten Schalldämpfereinheit, die Kammern 15 α zu der nachgeschalteten zweiten Schalldämpfereinheit, die von der ersten durch eine Trennwand 16 getrennt ist und mit dieser nur über eine Durchtrittsöffnung 17 in Verbindung steht.

Gemäß Abb. 3 und 4 ist zwischen jedem Paar von Scheiben 13 ein Abstandsstück 18 angebracht, das aus einem kurzen zylindrischen Rohrstück und einem in einer Meridianebene liegendem, in gleicher Länge angesetzten Teil 19 besteht, der eine Trennwand in den Kammern 15 bzw. 15 a bildet. Jede der Scheiben 13 besitzt einen Ausschnitt 2Oj der gegen den Ausschnitt 20 der nächstfolgenden Scheibe 13 so im Winkel versetzt ist, daß jede Trennwand 19 in Umfangsrichtung gesehen verschiedene Kanten 21 bzw. 21a des Ausschnitts 20 der anliegenden Scheiben 13 berührt. Auf diese Weise wird in jeder Kammer eine Strömung in Umfangsrichtung erzwungen, ein direktes Durchströmen durch die im Winkel gegeneinander versetzten Ausschnitte hintereinanderliegender Scheiben also verhindert.

Das Mittelrohr 1 besitzt vor der Trennwand 16 eine radiale Austrittsöffnung 22 für den in ihm strömenden Teilgasstrom, der somit in Pfeilrichtung in die innere Kammerreihe 15 eintritt und durch Interferenz gewisse Schallfrequenzen dämpft oder beseitigt.

Der größere Teil der Schalldämpfung erfolgt in der Kammerreihe 15 durch die umlaufende Gasströmung. Dabei ist zu beachten, daß in Abb. 1 und 4 die Abstände zwischen den Scheiben 13 nur der Einfachheit halber gleichmäßig gezeichnet sind, vorzugsweise aber in Strömungsrichtung zunehmen oder abnehmen sollen. Das gleiche gilt für die Kammern 15 a der zweiten Schalldämpfereinheit.

Gemäß Abb. 4 kann sich eine Schalldämpfereinheit auf das Mittelrohr und eine konzentrisch dazu angeordnete Kammerreihe beschränken, wobei natürlich die Austrittsöffnung 17 der Querwand 16 der inneren Kammerreihe zugeordnet werden müßte.

Bei der bevorzugten Ausführung nach Abb. 1 ist für jede Schalldämpfereinheit noch eine zweite äußere Kammerreihe von Kammern 23 bzw. 23 α vorgesehen, wobei sich die Kammern 23 α axial an die Kammern 23 hinter der Trennwand 16 anschließen.

Die Kammern 23 bzw. 23 a sind analog den Abb. 2 bis 4 aus ringförmigen Scheiben 24 mit Durchtrittsöffnungen und Abstandshülsen mit Trennwänden entsprechend Abb. 3 aufgebaut, wobei für die Abstandsbemessung und das Kammervolumen das gleiche wie bei Abb. 4 gilt. Das Außenrohr 3 bildet die äußere Wandung der Kammer 23 und 23 α.

Die letzte Kammer der inneren ersten Kammerreihe 15 besitzt eine Durchtrittsöffnung· 25, durch die der Gasstrom in die äußere Kammerreihe übertritt und mit einem Teilgasstrom in Interferenz kommt, der durch eine öffnung 26 der vorderen Stirnwand 6 in Pfeilrichtung zugeleitet wird.

Der gemäß Abb. 1 durch die Öffnung 17 aus der ersten Schalldämpfereinheit austretende Gesamtgasstrom gelangt in die äußere Kammerreihe 23 a der zweiten Schalldämpfereinheit und verzweigt sich in ihr in zwei Teilgasströme, von denen der eine durch eine radiale Öffnung 27 am Anfang und der andere durch eine öffnung 28 am Ende der äußeren Kammerreihe in die innere Kammerreihe eintritt. Die innere Kammerreihe öffnet sich bei 29 in das Mittelrohr.1, das in der Nähe der hinteren Stirnwand bei 30 eine öffnung zur inneren Kammerreihe 15 α hat. An dieser Stelle tritt Interferenz der einerseits aus dem Rohr 1, andererseits aus der inneren Kammerreihe 15 α kommenden Teilgasströme ein, die dann vereinigt bei 7 austreten.

Es ist ersichtlich, daß die Fertigung der Schalldämpfereinheiten aus unter sich gleichen Scheiben 13 und 24 und bei Verwendung eines zylindrischen Mittelrohres 1 sowie unter Verwendung gleicher oder unterschiedlicher Abstandsstücke nach Abb. 3 außerordentlich einfach ist und der Aufbau ohne Schweißen einfach durch Verschraubung der Teile mittels des Bolzens 31 erfolgen kann.

Eine Schalldämpfereinheit gemäß Abb. 4 oder hintereinandergeschaltete Schalldämpfereinheiten ge- ίο maß Abb. 1 können sowohl zur Ansauggeräuschdämpfung vor dem Vergaser einer Vergaserbrennkraftmaschine als auch zur Auspuffschalldämpfung hinter dem Motor verwendet werden.

Sie können ferner in Reihe mit Schalldämpferein.-heiten anderer bekannter Bauarten geschaltet werden, und zwar vorzugsweise vor diese.

Die Schalldämpferanlage nach Abb. 1 kann auch für stärkere Brennkraftmaschinen in einem Rohr von etwa 50 mm Durchmesser untergebracht werden, so daß sie für Sportmotorräder und sonstige Fälle, bei denen wenig Raum zur Verfügung steht, geeignet ist.

Es empfiehlt sich im allgemeinen bei der ersten Schalldämpfereinheit nach Abb. 1 die Kammern 15 und 23 mit zunehmendem Volumen und bei der zweiten Schalldämpfereinheit die Kammern 15 α und 23 a mit abnehmendem Volumen auszubilden; indessen kann insbesondere bei Motoren, die eines Schließdruckes aus der von der Abgasanlage rücklaufenden Druckwelle bedürfen, die erste Schalldämpfereinheit mit Kammern sich verringernden Volumens und die zweite Schalldämpfereinheit mit Kammern anwachsenden Volumens versehen werden.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE: 35

1. Schalldämpfer für die Auspuff- und/oder Ansauganlage von Brennkraftmaschinen, bei der hintereinandergeschaltete Kammern von in ein Mantelrohr eingesetzten, je einen sektorförmigen Ausschnitt aufweisenden ringförmigen Scheiben und Abstandshülsen gebildet werden, die durch einen mittig innenliegenden Schraubbolzen zusammen gespannt werden, dadurch gekennzeichnet, daß jede Abstandshülse (18) eine in einer Meridianebene liegende einseitige Kammertrennwand (19) gleicher Länge trägt und die Ausschnitte (20) der Scheiben (13) in an sich bekannter Weise im Winkel gegeneinander versetzt sind, und zwar so, daß jede Trennwand (19), in Umfangsrichtung gesehen, verschiedene Kanten (21 bzw. 21a) des Ausschnitts (20) der anliegenden. Scheiben (13) berührt, ferner, daß Scheiben und Abstandshülsen in an sich bekannter Weise auf ein von einem Teil der Gase durchströmtes, mit Bohrungen (22, 29, 30) für radialen Gasdurchtritt versehenes Mittelrohr (1) aufgesetzt sind, wobei die Abstandshülsen mit dem Mittelrohr übereinstimmende Radialbohrungen aufweisen.

2. Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen der Kammern einer Reihe in an sich bekannter Weise in Strömungsrichtung zu- oder abnimmt.

3. Schalldämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Kammerreihe von einer zweiten, ebenso aufgebauten, zu ihr parallel von Gas durchströmten Reihe umgeben ist.

4. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern in an sich bekannter Weise aus unter sich gleichen Scheiben, Abstandsstüeken verschiedener Länge, einem zylindrischen Mittelrohr und einem Mantelrohr aufgebaut sind.

5. Schalldämpferanlage, gekennzeichnet durch die Hintereinanderschaltung von zwei Schalldämpfereinheiten nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einer bei einer Kammerreihe durchbrochenen Zwischenwand.

6. Schalldämpferanlage mit einem oder mehreren Schalldämpfern nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß diese mit Schalldämpfern anderer Bauart in Reihe, vorzugsweise vor diese geschaltet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 603 178;
österreichische Patentschrift Nr. 116 283;
schweizerische Patentschrift Nr. 175 118;
französische Patentschriften Nr. 413 248, 842 962, 045 881.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 709' 699/200 9.57