DE1069945B

DE1069945B -

Info

Publication number: DE1069945B
Application number: DENDAT1069945D
Authority: DE
Publication date: 1959-11-26

Description

DEUTSCHES

kl. 46 c⁶ 1/01

INTERNAT. KL. F 02 f

PATENTAMT

E15887Ia/46c⁶

ANMELDETAG: 17.MAI1958

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 26. NOVEMBER 1959

Die Erfindung betrifft einen Schalldämpfer, insbesondere für Verbrennungsmotoren, mit hintereinanderliegenden Kammern und wenigstens zwei die Kammern verbindenden und zu diesem Zweck mit Öffnungen versehenen Hauptabgasrohren.

Es sind Schalldämpfer dieser Art bekannt, bei denen die Abgase mit Hilfe von mehreren Rohren auf Umwegen durch die Kammern geleitet werden. Die Abgase werden dabei in das eine Rohr eingeführt, das in die letzte Kammer mündet, von wo sie dann durch die mit Öffnungen versehenen Trennwände der Mittelkammern in die erste Kammer strömen und diese durch das in umgekehrter Richtung die Kammern durchsetzende Abgasrohr verlassen. Es sind auch sogenannte Interferenzrohre bekannt, bei denen das Hauptrohr in zwei oder mehrereRohre verzweigt ist, die dann wieder zusammengeführt werden. Die Länge der Rohrzweige ist dabei verschieden. Will man mit derartigen Einrichtungen eine große Zahl Frequenzgruppen eines Geräuschspektrums dämpfen, sind verhältnismäßig viele Abzweigrohre erforderlich, da die Interferenzwirkung sehr eng auf die einmal festgelegten Frequenzgruppen beschränkt ist. Bei Drehzahl- und Belastungsänderungen der Motoren ändern sich jedoch die Frequenzen sehr stark, wodurch bei diesen Dämpfern die Dämpfungswirkung hinsichtlich des erfaßbaren Bereiches völlig unbefriedigend ist und sich andererseits fertigungstechnisch erhebliche Schwierigkeiten ergeben, je mehr Abzweigrohre benötigt werden.

Diese Nachteile werden durch den Schalldämpfer gemaß der Erfindung behoben, der für einen überraschend breiten Frequenzbereich bei kleinstem Fertigungsaufwand ausgelegt werden kann und der außerdem geringstes Eigengewicht bei kleinsten Abmessungen besitzt. Beim erfindungsgemäßen Schalldämpfer vergrößert und verkleinert sich abwechselnd der Gesamtdurchtrittsquerschnitt der Öffnungen des einen Rohres im Bereich aufeinanderfolgender Kammern, während beim anderen Rohr die umgekehrte Reihenfolge besteht. Die Öffnungen bestehen zweckmäßigerweise aus einer Perforation der Rohrwand und sind vorzugsweise so angeordnet, daß in der ersten Kammer am Gaseintrittsrohr die Durchtrittsquerschnitte größer als am Gasaustrittsrohr sind. In der folgenden Kammer ist das Verhältnis umgekehrt usf. Die Rohre weisen ferner an ihrem in der ersten bzw. letzten Kammer befindlichen Ende einen Abschluß in Form eines Bodens oder einer Zusammen-. quetschung u.dgl. auf.

Das aus dem akustischen LeitAvert der Durchtrittsöffnungen und dem Kammervolumen gebildete akustische System wirkt einmal als Abzweigresonator, bei dem die Schallwellen abgesaugt und in den Kammern gleichzeitig reflektiert werden, und zum anderen als Helmholtzscher Resonator. Die Wirksamkeit des Schalldämpfer

Anmelder:

Fa. J. Eberspächer,
Eßlingen/Neckar, Eberspächerstr. 24

Dr.-Ing. Herbert Martin

und Dipl.-Ing. Walter Bauerschmidt, Eßlingen/Neckar, sind als Erfinder genannt worden

Dämpfers erstreckt sich daher von den tieferen Frequenzen von etwa 50 Hz bis 2000 Hz, wozu nun noch die Interferenzwirkung der von den Durchtrittsöffnungen des einen Rohres zu denen des anderen Rohres sich, verzweigenden Schallwellen kommt. Es ist leicht einzusehen, daß der erfindungsgemäße Schalldämpfer einen breiten Wirkungsbereich hat, der noch beträchtlich erweitert wird, wenn weitere, eine Querverbindung zwischen den Kammern herstellende Zweigrohre vorgesehen werden. Je nachdem, ob die Abzweigfilter-, die Interferenz- oder die Resonatorwirkung verstärkt werden soll, können die Öffnungen vorwiegend aus einer Perforation der Rohre oder aber auch aus strömungsabweisenden Eindallungen bestehen.

Die großen und kleinen Durchtrittsquerschnitte an den im Bereich einer Kammer liegenden Rohrabschnitten verhalten sich zweckmäßigerweise wie 1 :2 bis 1 :8. Falls Zweigrohre vorgesehen sind, sollen deren vorzugsweise gleichbleibenden Durchtrittsquerschnitte mindestens ebenso groß sein wie die jeweils größeren bei den Hauptabgasrohren.

In den Zeichnungen und der Beschreibung sind einige Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Schalldämpfer schematisch erläutert.

Fig. 1 zeigt in einem Längsschnitt den Aufbau des erfindungsgemäßen Schalldämpfers;

Fig. 2 ist ein Schalldämpfer wie Fig. 1 mit einem zusätzlichen Zweigrohr;

Fig. 3 zeigt einen erfindungsgemäßen Schalldämpfer mit abwechselnden Eindallungen und Perforationsöffnungen in der Rohrwand;

Fig. 4 zeigt eine strömungsabweisende Eindallung an den abgasführenden Rohren und

Fig. 5 einen Schalldämpfer wie Fig. 2, jedoch mit einem Zweigrohr mit Eindallungen.

In Fig. 1 ist das Prinzip der erfindungsgemäßen Schalldämpfer zu sehen. Das Schall dämp fergehäuse 1

909 650/558

ist durch Trennwände 2 in einzelne Kammern 3, 4, 5 unterteilt. Das vom Abgaseintritt die Kammern durchsetzende Abgasrohr 6 und das Gasaustrittsrohr 7 weisen im Bereich der einzelnen Kammern perforierte Durchtrittsöffnungen 8 auf, deren Gesamtquerschnitt sich abwechselnd vergrößert und verkleinert. Der Durchtrittsquerschnitt der öffnungen 8 beim Abgaseintrittsrohr 6 ist im Bereich der ersten Kammer 3 größer als der der öffnungen 8 am gegenüberliegenden Abgasaustrittsrohr 7. In der nächsten Kammer 4 ist dieses umgekehrt io und so abwechselnd von Kammer zu Kammer. Ein Teilstrom der Abgase wird dadurch in die einzelnen Kammern umgeleitet, so daß zu der Abzweigresonanzdämpfung noch eine überraschend wirksame Interferenz- — dämpfung tritt.

Eine im wesentlichen gleiche Schalldämpferausführung ist in Fig. 2 dargestellt. Hier ist zusätzlich noch ein die Kammern 3, 4 und 5 untereinander verbindendes Zweigrohr 9 vorgesehen. Der Querschnitt der Durchtrittsöffnungen 8 des Zweigrohres 9 ist im Bereich der einzelnen Kammern gleichbleibend und vorzugsweise ebenso groß wie der größte der Hauptgasrohre 6 und 7. Ersichtlich ist, daß durch das Zweigrohr 9 die einzelnen Kammern untereinander verbindende zusätzliche Interferenzkanäle geschaffen sind, die je nach der herrschenden Strömung der Abgase direkt quer und kreuzweise verkettet verlaufen, so daß durch die Vielzahl der Überlagerungen ein großer Frequenzbereich gelöscht wird. Die Hauptabgasrohre 6 und 7 sowie das Zweigrohr 9 sind an den Enden 6a, la, 9a und 9 b mit einem Abschluß z.B. in Form eines Bodens versehen, bo daß die Schallwellen und Abgase nur durch die seitlichen öffnungen 8 hindurchtreten können.

Fig. 3 zeigt einen Schalldämpfer wie Fig. 2, jedoch mit Eindallungen 8 α anstatt der perforierten Durchtrittsöffnungen 8. Die Beschaffenheit derartiger Rohrwandeindallungen ist in Fig. 4 genauer dargestellt.

Fig. 5 zeigt im Prinzip einen Schalldämpfer nach Fig. 2, bei dem jedoch das Zweigrohr 9 mit strömungsabweisenden Eindallungen versehen ist. Es handelt sich hier selbstverständlich um Doppeleindallungen, wobei von der einen Seite die Gasströmung austritt, in der Kammer >um 180° umgelenkt wird und dann an der anderen Seite des Durchbruches der Rohrwand wieder eintritt, was mit einem Pfeil angedeutet ist.

Claims

Patentansprüche:

1. Schalldämpfer, insbesondere für Brennkraftmaschinen, mit hintereinanderliegenden Kammern und wenigstens zwei die Kammern verbindenden und zu diesem Zweck mit öffnungen versehenen Hauptabgasrohren, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtdurchtrittsquerschnitt der öffnungen (8) des einen Rohres (6) im Bereich aufeinanderfolgender Kammern (3, 4, 5) sich abwechselnd vergrößert und verkleinert und daß bei dem anderen Rohr (7) die jeweils umgekehrte Reihenfolge besteht.

2. Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Rohr (6) in an sich bekannter Weise mit dem Gaseintritt und das andere (7) mit dem Gasaustritt verbunden ist.

3. Schalldämpfer nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Rohre (6, 7) am Anfang (6a) bzw. Ende (7 a) innerhalb der ersten (3) bzw. letzten Kammer (5) verschlossen sind.

4. Schalldämpfer nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Gesamtdurchtrittsquerschnitt der öffnungen (8) von der ersten Kammer (3) zur zweiten Kammer. (4) im Eintrittsrohr (6) verkleinert und im Austrittsrohr (7) vergrößert.

5. Schalldämpfer nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen (8) in bekannter Weise aus einer Perforation der Rohrwand bestehen.

6. Schalldämpfer nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen in bekannter Weise aus Eindallungen der Rohrwand (8 a) mit entsprechenden Durchbrüchen bestehen.

7. Schalldämpfer nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die großen zu den kleinen Durchtrittflächen an den Rohren wie 2 : 1 bis 8 : 1 verhalten.

8. Schalldämpfer nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß weitere die Kammern miteinander verbindende Zweigrohre (9) vorge,-sehen sind, deren Durchtrittsöffnungen im Bereich der Kammern vorzugsweise gleichbleibenden Gesamtquerschnitt aufweisen.

9. Schalldämpfer nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtquerschnitt der Durchtrittsöffnungen bei den Zweigrohren (9) vorzugsweise ebenso groß ist wie derjenige der großen öffnungen bei den Hauptabgasrohren (6,7).

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 580 923, 803 452;
Patentschrift Nr. 339 des Amtes für Erfindungsund Patentwesen in der sowjetischen Besatzungszone Deutschlands;

deutsche Gebrauchsmuster Nr. 1 755 651, 1 755 652.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen