DE3829668C3 - Abgasschalldämpfer für einen Zweitaktmotor in einem tragbaren Arbeitsgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Abgasschalldämpfer für Zweitaktmotoren in einem tragbaren Arbeitsgerät wie einer Motorsäge nach dem Oberbegriffs des An­ spruchs 1.

Aus der Literaturstelle Forstarchiv, 58. Jahrgang (1987) Seite 124 ist bekannt, bei einer von einem Zwei­ taktmotor angetriebene Motorsäge zur Behandlung der etwa 600° heißen Abgase einen Katalysator anzuord­ nen. Durch den chemischen, exotherm ablaufenden Um­ wandlungsprozeß im Katalysator, beispielsweise von Kohlenwasserstoff zu Kohlendioxyd und Wasser, kann sich die Temperatur der Abgase auf ca. 1000° erhöhen. Aufgrund der dem Zweitaktmotor typischen Spülverlu­ ste stehen dem Umwandlungsprozeß energiereiche Ab­ gase zur Verfügung, so daß beim Umwandlungsprozeß Wärmeenergie in der Größenordnung der abgegebenen Motorleistung frei wird. Aufgrund der dem Zweitakt­ motor typischen energiereichen Abgase und der durch den Umwandlungsprozeß im Katalysator bedingten Temperaturerhöhung kann eine Entflammung der be­ handelten Abgase auftreten.

Aus der DE-A 28 00 687 ist ein Schalldämpfer für Kraftfahrzeuge bekannt, in dem ein Katalysator ange­ ordnet ist, der über einen Teilumfang mit Abstand zum Schalldämpfergehäuse liegt. Die von dem Gehäuse und dem Katalysator begrenzten Hohlräume stehen einsei­ tig über eine gelochte Stirnwand mit der Kammer des unbehandelten Abgases in Verbindung. Aufgrund der Druckpulsationen füllen sich die Hohlräume mit unbe­ handeltem Abgas. Der Katalysator mündet in einen Ab­ gasraum des Schalldämpfers, aus dem das behandelte heiße Abgas ohne weitere Kühlung abgeführt wird. Das Schälldämpfergehäuse wird sich daher insbesondere im Bereich des Abgasraumes auf die Temperatur des be­ handelten Abgases aufheizen, was bei Kraftfahrzeugen jedoch keine Personengefährdung bedeutet, da der Schalldämpfer unterhalb des Kraftfahrzeuges in einem für Personen ohne weiteres nicht erreichbaren Bereich montiert ist.

Aus der DE-U 79 25 614 ist ein Abgasschalldämpfer für den Verbrennungsmotor eines Rasenmähers be­ kannt, der von einem innerhalb des Gerätegehäuses ge­ führten Kühlluftstrom umspült ist. Der die Abgase ab­ führende Abgasauslaß mündet in die abströmende Kühlluft, wodurch die Temperatur des abströmenden Abgas-/Luftgemisches vor Austritt aus dem Gerätege­ häuse deutlich gesenkt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Ge­ häusetemperatur des Schalldämpfers niedrig zu halten, die Gefährdung der Bedienungsperson durch die aus dem Katalysator austretenden heißen behandelten Ab­ gase zu vermindern und eine Entflammung der energie­ reichen behandelten Abgase zu verhindern.

Die Aufgabe wird nach den kennzeichnenden Merk­ malen des Anspruchs 1 gelöst.

Der in einem Hohlkörper angeordnete Katalysator ist mit Abstand im Gehäuse des Abgasschalldämpfers angeordnet, so daß er über seine Umfangsfläche vom unbehandelten Abgas umspült ist. Die zwischen dem Hohlkörper und dem Schalldämpfergehäuse vorhande­ nen unbehandelten Abgase werden immer wieder durch neue unbehandelte Abgase ausgetauscht, wodurch im Betrieb des Zweitaktmotors eine Wärmeabfuhr an der Oberfläche des Hohlkörpers erzielt ist. Das Schalldämp­ fergehäuse kann sich daher durch die Strahlungswärme des Katalysators nur bedingt erhitzen. Die dem Benut­ zer zugewandten Teile des Schalldämpfergehäuse neh­ men ein Temperaturniveau an, das nahe dem der unbe­ handelten Abgase liegt. Dies ist auch dadurch erzielt, daß der vom unbehandelten Abgas umspülte Hohlkör­ per mit seinem Ausgang innerhalb des Schalldämpfer­ gehäuses in ein Abgasendrohr mündet, durch das das behandelte Abgas unmittelbar aus dem Schalldämpfer­ gehäuse abgeführt wird. In das Schalldämpfergehäuse selbst tritt daher heißes, behandeltes Abgas nicht ein. Ein unmittelbarer Kontakt des heißen, behandelten Ab­ gases mit den dem Benutzer zugewandten Wänden des Schalldämpfergehäuses tritt nicht auf. Da der Übertritt der heißen behandelten Abgase aus dem Hohlkörper in das Abgasendrohr innerhalb des Schalldämpfergehäu­ ses liegt, kann an der Verbindungsstelle selbst bei auf­ tretenden Undichtigkeiten kein Sauerstoff zutreten, was die Gefahr einer Entflammung der heißen, behandelten Abgase bedingen würde. Bei der gewählten Anordnung ist die Mündung des Hohlkörpers in das Abgasendrohr vom unbehandelten Abgas umspült, welches sauerstoff­ arm ist, so daß selbst bei auftretenden Undichtigkeiten im Mündungsbereich vom Hohlkörper zum Abgasend­ rohr ein Entflammen der behandelten Abgase fast aus­ geschlossen werden.

Vorteilhaft ist der Ausgang des Hohlkörpers mit ver­ ringertem Querschnitt vorgesehen und mündet in das Abgasendrohr, durch das das behandelte Abgas aus dem Schalldämpfergehäuse abgeführt ist. Der in Strö­ mungsrichtung der Abgase verjüngte Querschnitt be­ wirkt eine Beschleunigung des Abgasstroms.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist das Abgasendrohr teilkreisförmig um den Hohlkörper an­ geordnet und wird vom unbehandelten Abgas umspült, so daß alle das behandelte Abgas führenden Teile vom unbehandelten Abgas gekühlt werden, um eine niedri­ gere Oberflächentemperatur zu erhalten.

Um den ins Freie abgeführten behandelten Abgass­ trom in der Temperatur zu senken, ist ferner vorgese­ hen, den Auslaßabschnitt des Abgasendrohres als Düse auszubilden und dem im Querschnitt erheblich größeren Eingang eines Strahlrohres gegenüberliegend anzuord­ nen, so daß der in das Strahlrohr einströmende Abgass­ trom kühle Umgebungsluft in das Strahlrohr mitreißt, sich mit dieser vermischt und als in der Temperatur gesenktes Gasgemisch austritt.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung erge­ ben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschrei­ bung und der Zeichnung, in der Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Abgasschalldämpfers gezeigt sind. Es zeigt

Fig. 1 im Schnitt einen erfindungsgemäßen Abgas­ schalldämpfer,

Fig. 2 eine Seitenansicht eines Schalldämpfers nach Fig. 1 im Schnitt,

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Schalldämpfer nach Fig. 1,

Fig. 4 eine andere Ausführungsform eines erfindungs­ gemäßen Schalldämpfers in Seitenansicht,

Fig. 5 den Schalldämpfer nach Fig. 4 im Schnitt,

Fig. 6 den Schalldämpfer nach Fig. 4 in Draufsicht, teilweise geschnitten,

Fig. 7 eine dritte Ausführungsform eines Abgasschall­ dämpfers im Schnitt durch die Trennebene,

Fig. 8 den Schalldämpfer nach Fig. 7 in Seitenansicht, teilweise geschnitten,

Fig. 9 eine Ansicht von hinten auf eine plattenförmige Aufnahme für den Hohlkörper des Katalysators,

Fig. 10 eine Draufsicht auf die Aufnahme nach Fig. 9,

Fig. 11 eine Draufsicht auf eine Motorsäge mit seit­ lich angeordnetem Strahlrohr und in Längsrichtung aus­ tretendem Gasgemisch,

Fig. 12 eine Draufsicht auf eine Motorsäge gemäß Fig. 11 mit seitlich angeordnetem Strahlrohr und quer zur Längsachse gerichtetem Austritt,

Fig. 13 in schematischer Darstellung eine Seitenan­ sicht auf einen am Motorzylinder angeordneten Schall­ dämpfer gemäß Fig. 12,

Fig. 14 eine Draufsicht auf den Schalldämpfer gemäß Fig. 13,

Fig. 15 einen Schnitt längs der Linie A-A nach Fig. 14,

Fig. 16 eine Darstellung gemäß Fig. 15 mit einer Kreisdüse,

Fig. 17 eine Darstellung gemäß Fig. 15 mit einer Dralldüse,

Fig. 18 in schematischer Darstellung eine Draufsicht auf ein anderes Ausführungsbeispiel eines Abgasschall­ dämpfers mit Strahlrohr,

Fig. 19 in schematischer Darstellung eine Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Abgasschall­ dämpfers mit angeordnetem Strahlrohr.

Der dargestellte Abgasschalldämpfer 1 ist für einen Zweitaktmotor eines tragbaren Arbeitsgerätes, z. B. ei­ ner von Hand zu führenden Motorsäge, vorgesehen.

Der Schalldämpfer 1 ist dicht neben dem Zweitaktmo­ tor angeordnet. Durch einen Abgaseinlaß 2, der unmit­ telbar an einen Stutzen oder Flansch des Motorzylin­ ders anschließt, tritt das vom Motor ausgestoßene Ab­ gas in den Schalldämpfer ein.

Das Gehäuse 3 des Abgasschalldämpfers 1 ist aus einem als Unterschale bezeichneten schalenförmigen Gehäuseteil 4 und einer mit dieser verbundenen Gehäu­ seschale 5 gebildet, die als Oberschale bezeichnet wird. Die Unterschale 4, in deren Wand 6 der Abgaseinlaß 2 ausgebildet ist, ist dem Motorzylinder zugewandt, wäh­ rend die Oberschale 5 vom Motorzylinder abgewandt liegt. Die Unterschale 4 und die Oberschale 5 können als Tiefziehteile ausgeführt und in einer Trennebene 7 mit­ einander verbunden sein. Die gasdichte Verbindung der beiden Schalen erfolgt vorteilhaft über lösbar ver­ schraubte Flansche; es kann zweckmäßig sein, die Scha­ len 4 und 5 in der Trennebene 7 z. B. durch Falzen oder Schweißen unlösbar miteinander zu verbinden.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel (Fig. 1, 6) ist die Oberschale 5 weniger tief ausgeformt als die Unterscha­ le 4 und weist profilierte Ausprägungen 8 zur Erhöhung der Festigkeit und Vergrößerung der Wandoberfläche auf.

Im Gehäuse 3 ist für die Reinigung des vom Motor in den Schalldämpfer 1 einströmenden Abgases 9 ein Ka­ talysator 10 vorgesehen, der in einem vorzugsweise rohrförmigen Hohlkörper 11 angeordnet ist. Der Hohl­ körper 11 ist an einem Ende in einer plattenförmigen Aufnahme 12 gehalten, die vorzugsweise in der Unter­ schale 4 des Gehäuses 3 festgelegt ist. Die plattenförmi­ ge Aufnahme 12 stützt sich mit einem Rand 15 in der Unterschale 4 ab, wobei sie so geformt sein kann, daß sie ohne weitere Befestigungsmittel lösbar in der Unter­ schale 4 gehalten ist. (Fig. 1). Auch kann ein Fixieren der Platte 12 durch Festschweißen oder Festlöten des Ran­ des in einem Gehäuseteil zweckmäßig sein (Fig. 7, 8).

Um auch bei hohen Beanspruchungen eine schwin­ gungsarme sichere Halterung des Hohlkörpers 11 zu gewährleisten, ist dieser im Bereich seines vorderen En­ des mit Stützstegen 16 (Fig. 2, 6) zusätzlich in der Unter­ schale 4 festgelegt. Diese z. B. festgeschweißten Stütz­ stege 16 dienen auch einer weiteren Verstärkung bzw. Aussteifung des Gehäuses 3.

Im Ausführungsbeispiel liegt der Hohlkörper 11 mit dem Katalysator 10 mit allseitigem Abstand im Gehäuse 3 quer zum Abgaseinlaß 2, derart, daß das einströmende Abgas 9 auf den Außenmantel des rohrförmigen Hohl­ körpers 11 trifft. Da die Temperatur des eintretenden Abgases 9 geringer ist als die im Katalysator 10 auftre­ tenden Temperaturen (ca. 1000°), wird der Katalysator durch das eintretende Abgas 9 über seinen ganzen Um­ fang intensiv gekühlt. Durchtrittsöffnungen 14 zwischen der Gehäusewandung und dem Rand 15 der Platte 12 gewährleisten einen Durchtritt der eintretenden Abgase 9 zum Eingang 13 (Fig. 2) des Katalysators 10.

Der dem Eingang 13 gegenüberliegende Ausgang 17 des rohrförmigen Hohlkörpers 11 ist als im Querschnitt verjüngter Rohrteil 18 ausgeführt. Dabei ist der Durch­ messer des Rohrteils 18 wesentlich kleiner als der des Hohlkörpers 11; bevorzugt ist der Durchmesser des Rohrteils 18 kleiner als der halbe Durchmesser des Hohlkörpers 11.

Das freie Ende des Rohrteils 18 ist gasdicht in der Wandung der Unterschale 4 angeordnet und mündet in einen Abgasraum 19, der zwischen der Außenwand der Unterschale 4 und einer auf die Außenwand der Unter­ schale 4 aufgesetzten Haube 21 gebildet ist (Fig. 1 bis 3). Vorteilhaft ist die Haube 21 gasdicht mit der Wand 6 der Unterschale 4 verschweißt. Zur Erzielung einer intensi­ ven Wärmeabstrahlung kann die vorzugsweise aus Blech bestehende Haube 21 mit ausgeformten Rippen oder Sicken 22 versehen sein, wodurch eine Oberflä­ chenvergrößerung erzielt ist.

An den Abgasraum 19 schließt ein Abgasendrohr 20 gasdicht an. Dabei liegt das Abgasendrohr vorzugswei­ se auf der der Oberschale 5 abgewandten Stirnseite des Abgasraums 19 (Fig. 3).

Das durch den Abgaseinlaß 2 einströmende Abgas tritt durch die Durchtrittsöffnungen 14 (Fig. 1) zum Ein­ gang 13 (Fig. 2) des Katalysators 10, durchströmt diesen und tritt als behandeltes Abgas 9' am im Durchmesser verringerten Ausgang 17 in den Abgasraum 19 aus. Von dort strömt das behandelte Abgas 9' durch das Abgas­ endrohr 20 zum Auslaß, an dem vorteilhaft eine Prall­ wand 24 (Fig. 3, 4 und 5) angeordnet ist. Diese Prallwand ist etwa entenschnabelförmig ausgebildet, um das aus­ strömende Abgas 9' aufzufächern. Durch die Prallwand 24 kann das behandelte Abgas 9' in eine gewünschte Richtung breitgefächert abgeleitet werden, wobei eine direkte Beaufschlagung des Motorgehäuses, des Ket­ tenraddeckels oder eines anderen Motorsägenteils ver­ mieden ist.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung ist der den Katalysator 10 tragende Hohlkörper 11 vom Eingang 13 bis zum Ausgang 17 von einströmendem, unbehandel­ tem Abgas 9 umspült, wodurch sich eine Kühlung des Katalysators ergibt. Dadurch stellt sich am Gehäuse 3 eine deutlich geringere Temperatur ein als die Wandung des Hohlkörpers 11 aufweist. Um auch über die Aufnah­ me 12 und die Stützstege 16 eine geringe Wärmeleitung zum Gehäuse zu erhalten, sollten diese Teile dünne Stege mit möglichst kleinem Querschnitt sein.

Zur Erzielung eines möglichst langen Strömungswe­ ges des behandelten Abgases 9' kann im Abgasraum 19 eine Trennwand 126 (Fig. 2) angeordnet sein, die zwei in Strömungsrichtung hintereinander geschaltete Abgas­ kanäle trennt. Durch diese Abgaskanäle strömt das be­ handelte Abgas 9', z. B. in entgegengesetzten Richtun­ gen, zum Abgasendrohr 20, das zweckmäßig innen mit der Haube 21 gasdicht verschweißt ist.

In dem in den Fig. 4 bis 6 dargestellten Ausführungs­ beispiel liegt der den Katalysator 10 fassende Hohlkör­ per 11 axial zum Abgaseinlaß 2 ausgerichtet. Vorzugs­ weise liegt die Mittelachse 26 des Abgaseinlasses 2 etwa parallel zur Mittelachse 27 des den Katalysator 10 tra­ genden Hohlkörpers 11. Der Hohlkörper 11 liegt - wie bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 bis 3 - in einer plattenförmigen Aufnahme 12, die im Ausfüh­ rungsbeispiel nach den Fig. 4 bis 6 in der Gehäusetrenn­ ebene 7 festgelegt ist. Hierzu liegt die Aufnahme 12 mit randseitigen Umfangsteilen zwischen den Befestigungs­ flanschen der Unterschale 4 und der Oberschale 5, die vorzugsweise mittels Schrauben lösbar zusammenge­ fügt sind. Der Eingang 13 des Katalysators liegt dabei in der Oberschale 5 auf der dem Abgaseinlaß 2 abgewand­ ten Seite der plattenförmigen Aufnahme 12, wobei das durch den Abgaseingang 2 einströmende unbehandelte Abgas 9 durch in der Aufnahme 12 vorgesehene Durch­ trittsöffnungen 14 zum Eingang 13 strömt und auf sei­ nem Weg zum Eingang den Hohlkörper 11 kühlt.

Der sich in Strömungsrichtung der Abgase verjün­ gende Hohlkörper 11 endet in einem im Durchmesser stark verringerten Rohrteil 18, der den Ausgang 17 des Katalysators 10 bildet. Im dargestellten Ausführungs­ beispiel mündet das Rohrteil 18 unmittelbar in das Ab­ gasendrohr 20, das direkt am Rohrteil 18 angeschlossen ist. Zum Ausgleich von Toleranzen und Verformungen kann der Rohrteil 18 bevorzugt als Kugelabschnitt od. dgl. ausgebildet sein. Vorteilhaft wird der Rohrteil 18 im Abgasendrohr 20 mittels einer Dichtung 25 abge­ dichtet, so daß das behandelte Abgas 9' nicht unkontrol­ liert abströmen kann. Die Dichtung 25 ist bevorzugt ein elastischer Ring, durch den ein zusätzlicher Toleranz­ ausgleich möglich ist.

Die im Ausführungsbeispiel lösbare Verbindung des Hohlkörpers 11 mit dem Abgasendrohr 20 liegt vorteil­ haft innerhalb des Gehäuses 3. Hierdurch ist vermieden, daß bei Auftreten kleinerer Undichtigkeiten Sauerstoff auf der Ausgangsseite des Katalysators 10 zutreten kann, der zur Entflammung der behandelten Abgase 9' führen könnte. Bei innerhalb des Gehäuses 3 auftreten­ den Undichtigkeiten entsteht nur ein geringfügiger By­ pass, durch den unbehandeltes Abgas 9 zutritt, welches aber die Funktion des Katalysator-Schalldämpfers nicht weiter beeinträchtigt.

Da das einströmende Abgas 9 eine Temperatur von ca. 600° aufweist und das behandelte Abgas 9' eine Temperatur um 900° bis 1000°, wird durch die erfin­ dungsgemäße Anordnung des Katalysators innerhalb des Gehäuses 3 eine Kühlung des behandelten, abströ­ menden Abgases 9' durch das eintretende Abgas 9 er­ zielt, wodurch einer Entflammung des behandelten Ab­ gases 9' entgegengewirkt ist.

Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 7 und 8 ist das Abgasendrohr 20 im Schalldämpfergehäuse angeordnet und lediglich mit seinem erweiterten Auslaßabschnitt 20.1 aus der Oberschale 5 des Schalldämpfergehäuses herausgeführt. Das Abgasendrohr 20 ist - in Draufsicht (Fig. 7, 9) - teilkreisförmig um den Hohlkörper 11 des Katalysators 10 angeordnet, wobei es den Hohlkörper über vorzugsweise etwa ein Viertel seines Umfangs mit Abstand umgibt. Das Abgasendrohr 20 liegt ferner auch mit allseitigem Abstand zum Schalldämpfergehäuse 3. Das Abgasendrohr schließt einteilig an das Rohrteil 18 am Ausgang des Katalysators 10 an. Das Rohrteil 18, das Abgasendrohr 20 sowie die plattenförmige Aufnahme 12 sind - wie die Fig. 9 und 10 im einzelnen zeigen - aus zwei profilierten Platten 12.1 und 12.2 zusammenge­ setzt. In jeder Platte ist eine Halbschale des schnecken­ förmigen Abgasendrohres 20 sowie des Rohrteils 18 ausgeformt, die in der Trennebene 12.3 gasdicht anein­ andergefügt sind. In der Platte 12.1 ist die Halterung 12.4 für den Hohlkörper 11 mit dem Katalysator 10 vorgesehen, in der dieser gasdicht festgelegt ist. Die plattenförmige Aufnahme 12 ist mit ihrem Rand in der Oberschale 5, d. h. in einem dem Motorzylinder 40 ab­ gewandten Gehäuseteil festgelegt, vorzugsweise festge­ schweißt, wodurch der Hohlkörper 11 mit dem Kataly­ sator 10 und dem Abgasendrohr 20 in der Oberschale 5 festliegt. Durch den Austausch der Oberschale 5 kann ein defekter Katalysator gegen einen neuen ausgewech­ selt werden oder auch ein alter Schalldämpfer mit einem Katalysator 10 versehen werden.

Der Hohlkörper 11 mit dem Katalysator 10 ist axial zum Abgaseinlaß 2 ausgerichtet (Fig. 8), wobei der Ein­ gang 13 des Katalysators 10 dem Abgaseinlaß 2 zuge­ wandt ist (Fig. 8). Einströmendes Abgas 9 tritt in den Katalysator 10 ein, wird behandelt und strömt als be­ handeltes Abgas 9' durch das Rohrteil 18 und das Ab­ gasendrohr 20 zum Auslaßabschnitt 20.1 des Abgasend­ rohrs 20. Dieser Auslaßabschnitt 20.1 ist erweitert aus­ gebildet und endet in einer um 90° abgewinkelten Düse 30, deren Bedeutung nachfolgend näher erläutert ist.

Wie die Fig. 9 und 10 zeigen, ist der erweiterte Aus­ laßabschnitt 20.1 des Abgasendrohrs 20 ebenso wie die Auslaßdüse 30 in den Platten 12.1 und 12.2 ausgebildet. So ergibt sich eine einteilige Ausbildung der Düse 30, des Abgasendrohrs 20, der plattenförmigen Aufnahme 12 und der vorgesehenen Halterung 12.4 für den Hohl­ körper 11 des Katalysators 10. Es kann vorteilhaft sein, auch den Hohlkörper 11 einteilig mit der Platte 12.2 bzw. der Aufnahme 12 auszubilden.

Wie sich aus den Fig. 8 und 9 ergibt, ist hinter der Aufnahme 12.4 ein Abgasraum 12.5 für das behandelte Abgas 9' gebildet, der durch die Platten der Aufnahme 12 begrenzt ist. Etwa radial zur Achse 27 des Katalysa­ tors führt das ausgeformte Rohrteil 18 in das Abgasend­ rohr 20, das bei einem maximalen Durchmesser von 13 mm eine minimale Erstreckung von 85 mm aufweisen sollte. In der Praxis hat sich überraschend gezeigt, daß bei einer derartigen konstruktiven Ausbildung die Ent­ flammung behandelter Abgase 9' sicher vermieden wird. Durch die gezeigte Anordnung des Abgasend­ rohres 20 innerhalb des Gehäuses 3 wird das Abgasend­ rohr 20 über die Durchtrittsöffnungen 14 in der platten­ förmigen Aufnahme 2 von beiden Seiten über seine gan­ ze Länge von unbehandeltem Abgas 9 umspült, so daß das aus dem Katalysator mit ca. 900° bis 1000° austre­ tende Abgas 9' vom unbehandelten Abgas mit einer Temperatur von ca. 600° stark gekühlt wird. Das behan­ delte Abgas 9' weist daher am Ausgang der Düse 30 eine deutlich niedrigere Temperatur auf als unmittelbar am Ausgang 17 des Katalysators 10; im weiteren wirkt die Kühlung des Abgasstroms einer Entflammung der behandelten Abgase 9' entgegen.

Um eine weitere Abkühlung des aus der Düse 30 austretenden Abgasstroms 9' zu erzielen, ist dieser ge­ genüberliegend ein Strahlrohr 31 zugeordnet (Fig. 11 bis 19), dessen Eingangsquerschnitt 31.2 ein Mehrfaches größer als der Düsenaustrittsquerschnitt ist. Wie Fig. 12 zeigt, ist die Düse 30 dem Strahlrohr 31 nach Art eines Injektors zugeordnet, so daß das in das Strahlrohr 31 eintretende, behandelte Abgas 9' kühle Umgebungsluft 32 mitreißt, wodurch ein seitwärts ausgeblasenes Gas­ gemisch 33 erzielt ist das breitgefächert quer zur Längs­ richtung der Motorsäge ausgeblasen wird und eine stark abgesenkte Temperatur aufweist. Vorteilhaft wird das Gasgemisch 33 in derselben Richtung ausgeblasen wie die Motorkühlluft 34 austritt; die beiden Ströme können sich vermischen, wodurch eine weitere Absen­ kung der Temperatur im Bereich des Austritts 31.1 des Strahlrohrs 31 erzielt ist. Diese Injektoranordnung kann vorteilhaft auch getrennt von den anderen hier be­ schriebenen Maßnahmen als alleinige temperatursen­ kende Maßnahme für den Abgasstrom verwendet wer­ den.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 12 ist die Düse 30 an der Oberschale 5 des zweischaligen Schalldämpfer­ gehäuses 3 vorgesehen, wie dies im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 7 und 8 gezeigt ist. Das Strahlrohr 31 ist an der Unterschale 4 befestigt bzw. angeformt. Es kann vorteilhaft aus zwei zusammengesetzten Halbschalen bestehen, die das Strahlrohr 31 bilden. Das Gasgemisch tritt quer zu der durch das Sägeschwert 35 bestimmten Längsachse der Motorkettensäge aus dem Austritt 31.1 aus. Diese Anordnung benötigt nur wenig Bauraum, so daß auch ältere Motorsägen durch Austausch des Schalldämpfers 1 mit einem Katalysator 10 ausgerüstet werden können.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 11 tritt die Düse 30 aus der Unterschale 4 aus und liegt einem vorzugsweise ebenfalls an der Unterschale 4 befestigten Strahlrohr 31 gegenüber, dessen Austritt 31.1 in Längsrichtung des Sägeschwertes 35 vorgesehen ist. Der Eingang 31.2 des Strahlrohrs 31 ist mit einem seitlichen Fangblech 31.3 versehen, das die Motorkühlluft 34 - zumindest einen Teil von dieser - in das Strahlrohr 31 einleitet. Die eintretende Motorkühlluft 34 unterstützt die Injektor­ wirkung der Paarung Düse 30/Strahlrohr 31, so daß ausreichend Umgebungsluft 32 zum Kühlen des Abga­ ses 9' angesaugt wird.

Die in Fig. 12 dargestellte Ausführungsform ist in den Fig. 13 und 14 vergrößert gezeigt. Die Düse 30, die durch Zusammensetzen der die Aufnahme 12 bildenden Platten 12.1 und 12.2 (Fig. 10) gebildet ist, tritt seitlich (Fig. 14) aus der Oberschale 5 heraus und ist mit dieser gasdicht verschweißt. Die Düse 30 liegt dem Eingang 31.2 des Strahlrohrs 31 gegenüber, welches seitlich ne­ ben der Unterschale 4 liegt und vorzugsweise an diesem befestigt ist. Das eintretende Abgas 9' reißt kalte Umge­ bungsluft 32 in das Strahlrohr und vermischt sich mit dieser. Der austretende Strom des Gasgemisches hat eine deutlich geringere Temperatur als das unbehandel­ te Abgas 9'.

Zur Unterstützung der Luftansaugung können über die Länge des Strahlrohrs 31 ein oder mehrere kiemen­ artige Lufteintrittsöffnungen 36 vorgesehen sein, die in der Wandung des Strahlrohres ausgebildet sind (Fig. 13). Durch diese Lufteintrittsöffnungen 36 strömt weitere kühle Umgebungsluft 32.1 ein, die die Tempera­ tur des austretenden Gasgemisches senkt.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 hat die Düse 30 einen im wesentlichen oval-rechteckigen Austrittsquer­ schnitt, wie in Fig. 15 gezeigt ist. Es kann jedoch auch ein kreisrunder Austrittsquerschnitt mit zentralem Kern 37 vorteilhaft sein, wie in Fig. 16 gezeigt.

Anstatt eines Kerns 37 kann es zweckmäßig sein, bei einem runden Düsenquerschnitt - Fig. 17 - Prallble­ che 38 anzuordnen, wodurch eine bessere Verwirbelung des behandelten Abgases 9' mit der eintretenden kühle­ ren Umgebungsluft 32 erzielt ist.

In Weiterbildung der Erfindung gemäß den Fig. 18 und 19 ist vorgesehen, zur Unterstützung der Injektor­ wirkung in das Strahlrohr 31 einen Teilluftstrom 46 des Motorkühlgebläses 45 einzuleiten. Dieser Teilluftstrom 46 kann auf der Höhe der Düse 30 unmittelbar mit dem behandelten Abgas 9' in das Strahlrohr 31 eingeleitet werden, wie dies Fig. 18 zeigt. Das Strahlrohr 31 ist dabei oberhalb des Abgaseinlasses 2 in Richtung auf die Düse 30 verlängert, die auf der dem Strahlrohr 31 abge­ wandten Seite des Schalldämpfergehäuses vorgesehen ist. Das Strahlrohr 31 hat daher etwa L-Form. Im Be­ reich der Umlenkung der Strömung sind in Strömungs­ richtung sich erstreckende, leicht gebogene Leitschau­ feln 47 im Strahlrohr 31 angeordnet. In deren Höhe wird zusätzlich Motorkühlluft 34 in Strömungsrichtung des Strahlrohres herangeführt, wozu das Strahlrohr - ent­ sprechend Fig. 11 - ein Fangblech 31.3 aufweist. Die kühle Umgebungsluft 32 strömt am Eingang 31.2 auf­ grund der Injektorwirkung dem Strahlrohr 31 zu.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 19 ist das Strahl­ rohr 31 entsprechend den Ausführungsbeispielen in den Fig. 8, 12 und 14 vorgesehen. Es liegt mit seinem Eintritt 31.2 der Oberschale 5 zugewandt; vorzugsweise liegt der Eintritt 31.2 auf Höhe der Trennebene 7. In Strö­ mungsrichtung des eintretenden Gases verläuft das Strahlrohr 31 schräg in Richtung auf den Abgaseinlaß 2 des Schalldämpfergehäuses 3 und ist etwa auf der Höhe des Abgaseinlasses 2 nach außen abgebogen, so daß das Gasgemisch 33 seitlich abströmt, wie Fig. 12 zeigt. Der Austritt 31.1 liegt dabei - in Draufsicht - etwa in der Kontur des Zylinders 40, so daß die Außenkontur des Zylinders 40 mit angeflanschtem Schalldämpfergehäuse 3 von dem an der Unterschale 4 angeschmiegtem Strahlrohr 31 kaum überschritten wird. Etwa in Höhe der Biegung des Strahlrohrs 31 mündet ein vom Motor­ kühlgebläse gespeister Luftkanal 49 ein, wobei im Mün­ dungsbereich vorteilhaft mindestens ein Leitblech 48 vorgesehen ist. Der einströmende Teilluftstrom 46 des Gebläses 45 erhöht die Strömung im Strahlrohr 31, wo­ durch vermehrt kühle Umgebungsluft 32 angesaugt wird. Die den Abgasschalldämpfer 1 umgebenden Ge­ häuseteile der Motorsäge können ferner zweckmäßig mittels einer Wärmeschutzfolie gegen Aufheizung ge­ schützt sein. Außerdem kann der Schalldämpfer 1 zur Wärmeisolation der Befestigungspunkte hier nicht nä­ her dargestellte zusätzliche Einrichtungen aufweisen, die aus einem schlecht wärmeleitenden Isoliermaterial bestehen und aus scheiben- oder winkelförmigen Ab­ standsstücken gebildet sein können.

Claims (23)

1. Abgasschalldämpfer an einem Zweitaktmotor in einem trag­ baren Arbeitsgerät wie einer Motorkettensäge, bestehend aus einem Gehäuse (3) mit einem Abgaseinlaß (2) und einem Ab­ gasauslaß, wobei der Schalldämpfer (1) dicht neben dem Zweitaktmotor liegt und sein Abgaseinlaß (2) unmittelbar an einen Stutzen oder Flansch des Motorzylinders anschließt, sowie mit einem in Strömungsrichtung zwischen Abgaseinlaß (2) und Abgasauslaß angeordneten Katalysator (10) zur Be­ handlung der Abgase, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator (10) in einem Hohlkörper (11) angeordnet ist, der mit allseitigem Abstand im Gehäuse (3) des Abgasschalldämpfers angeordnet ist, daß der Ausgang (17) des Hohlkörpers (11) innerhalb des Schall­ dämpfergehäuses (3) an ein Abgasendrohr (18, 19, 20) angeschlossen ist, wobei die Mündung des Hohlkörpers (11) in das Abgasend­ rohr (18, 19, 20) vom unbehandelten Abgas umspült ist, wobei das Abgasendrohr (20) über einen Großteil seiner Länge mit allseitigem Abstand innerhalb des Schalldämpfergehäuses (3) liegt und vom unbehandelten Abgas umspült ist und das behandelte Abgas durch einen Auslaßabschnitt (20.1) des Ab­ gasendrohrs (20 aus dem Schalldämpfergehäuse (3) in die Umgebungsluft abgeführt ist.

2. Abgasschalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Ausgang (17) des Hohlkörpers (11) in Strömungsrichtung der behan­ delten Abgase (9') verjüngt.

3. Abgasschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgasend­ rohr (20) den Hohlkörper (11) teilkreisförmig, vor­ zugsweise mit radialem Abstand umgibt (Fig. 7).

4. Abgasschalldämpfer nach Anspruch 2 oder 3, da­ durch gekennzeichnet, daß das Abgasendrohr (20) einen maximalen Durchmesser von 13 mm und eine Mindestlänge von 85 mm aufweist.

5. Abgasschalldämpfer nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang (17) in einen Abgasraum (19) mündet, an den das Abgasendrohr (20) anschließt.

6. Abgasschalldämpfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgasraum (19) von einer außen am Gehäuse (3) gasdicht befestigten Haube (21) und der Gehäusewand (6) begrenzt ist (Fig. 6).

7. Abgasschalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang (17) in das Ab­ gasendrohr (20) mündet, das gasdicht aus dem Ge­ häuse (3) herausgeführt ist.

8. Abgasschalldämpfer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein den Ausgang (17) bilden­ des Rohrteil (18) unter Einsatz von Dichtmitteln (25) lösbar mit dem Abgasendrohr (20) verbunden ist.

9. Abgasschalldämpfer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrteil (18) als Toleran­ zen und Verformungen ausgleichender Kugelab­ schnitt ausgebildet ist.

10. Abgasschalldämpfer nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das den Ausgang (17) des Katalysators (10) bildende Rohrteil (18) und das Abgasendrohr (20) einteilig ausgebildet sind (Fig. 7).

11. Abgasschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkör­ per (11) des Katalysators (10) über eine plattenför­ mige Aufnahme (12) im Gehäuse (3) gelagert ist (Fig. 7, 9).

12. Abgasschalldämpfer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die den Schalldämpfer (1) tei­ lende plattenförmige Aufnahme (12) Aussparungen als Durchtrittsöffnungen (14) für unbehandeltes Abgas (9) aufweist (Fig. 1, 7).

13. Abgasschalldämpfer nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die plattenförmige Aufnahme (12) im Gehäuse (3) lösbar angeordnet ist (Fig. 1).

14. Abgasschalldämpfer nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnah­ me (12) in der Trennebene (7) des zweischalig aus­ geführten Gehäuses (3) festgeklemmt ist (Fig. 6).

15. Abgasschalldämpfer nach einem der Ansprü­ che 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der den Katalysator (10) aufnehmende Hohlkörper (11) axial quer zum Abgaseinlaß (2) angeordnet ist (Fig. 1 bis 3).

16. Abgasschalldämpfer nach einem der Ansprü­ che 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (11) des Katalysators (10) axial zum Abgaseingang (2) ausgerichtet ist (Fig. 4 bis 8).

17. Abgasschalldämpfer nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang (13) des Katalysa­ tors (10) auf der dem Abgaseinlaß (2) abgewandten Seite liegt (Fig. 6).

18. Abgasschalldämpfer nach einem der Ansprü­ che 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Ab­ gasendrohr (20) und der Ausgang (17) des den Ka­ talysator (10) tragenden Hohlkörpers (11) an einem dem Motor abgewandten Gehäuseteil (5) angeord­ net sind (Fig. 7 und 8).

19. Abgasschalldämpfer nach einem der Ansprü­ che 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Aus­ laßabschnitt des Abgasendrohrs (20) als Düse (30) ausgebildet ist und dem im Querschnitt erheblich größeren Eingang (31.2) eines Strahlrohres (31) ge­ genüberliegt.

20. Abgasschalldämpfer nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlrohr (31) an dem dem Motor zugewandten Gehäuseteil (4) des Schalldämpfergehäuses (3) befestigt, vorzugsweise angeformt ist.

21. Abgasschalldämpfer nach Anspruch 19 oder 20, gekennzeichnet, daß über die Länge des Strahlroh­ res (31) in dessen Wandung mindestens eine weite­ re Lufteintrittsöffnung (36) angeordnet ist.

22. Abgasschalldämpfer nach einem der Ansprüche 19 bis 21 dadurch gekennzeichnet, daß dem Strahl­ rohr (31) in Strömungsrichtung zumindest ein Teil­ strom der abströmenden Motorkühlluft zugeführt ist (Fig. 11, 18).

23. Abgasschalldämpfer nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß dem Strahl­ rohr (31) ein Teilluftstrom (46) des Motorkühlge­ bläses (45) zugeführt ist (Fig. 11, 18, 19).