DE2537946A1

DE2537946A1 - Verfahren und vorrichtung zur daempfung der auspuffgeraeusche von verbrennungskraftmaschinen

Info

Publication number: DE2537946A1
Application number: DE19752537946
Authority: DE
Inventors: Moriyuki Taguchi
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1974-08-28
Filing date: 1975-08-26
Publication date: 1976-04-01
Also published as: CA1038770A; FR2283312A1; GB1513473A; DE2537946C2; FR2283312B1

Description

PATENTANWÄLTE ^A- GRÜNECKER

H. KINKELDEY 5 3 7 V 4 U ' w. STOCKMAlR

DR-INa · AoE ICALTECH»

K. SCHUMANN

DR RER NAT. · DlPL-H-(YS

P. H. JAKOB

G. BEZOLD

DR RER MOJ. · OPL-CHEM

MÜNCHEN E. K. WEIL

LINDAU

MÜNCHEN 22

MAXlMiLlANSTRASSE. 43

26. Aug. 1975 P 9536

YAMAHA HAISÜDOKI EABUSHIKI KAISHA

ΜΌ. 25ΟΟ, Shingai, Iwata-shi, Shizuoka-ken, Japan

Verfahren und Vorrichtung zur Dämpfung der
Auspuffeeräusche von Verbrennungekraftmaschinen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dämpfung der Auspuffgeräusche von Verbrennungskraftmaschinen, sowie einen Abgasschalldämpfer, der Auspuffgeräusche von Verbrennungskraftmaschinen mindert. .

Auspuffgeräusche von Verbrennungskraftmaschinen bestehen normalerweise aus Geräuschen, die entstehen, wenn Abgase von einer Hotorauslassöffnung ausströmen und sich dann schnell ausdehnen,

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sowie aus Geräuschen, die dadurch entstehen, dass die Abgase von der Auslassöffnung durch ein Auspuffrohr strömen. Die auf die erstgenannte V/eise erzeugten Geräusche pflanzen sich in Form von pulsierenden Druckwellen fort, die Frequenzkomponenten besitzen, welche im v/esentlichen proportional zur Motordrehzahl sind. Dieser Geräuschteil enthält daher einen relativ grossen Teil an niederfrequenten Komponenten. Der Teil der Geräusche, die auf Grund des Durchströmens der Abgase durch das Auspuffrohr entstehen, rühren von Turbulenzen und dgl. im Abgasstrom her, wobei ein relativ kleiner Teil an niederfrequenten Komponenten und ein relativ hoher Teil an höherfrequenten Komponenten auftritt.

Die Dämpfung höherfrequenter Komponenten mit Auspuff top fen oder Schalldämpfern nicht allzu grossen Abmessungen ist mit den bekannten Abgasschalldämpfern relativ gut möglich. Zur Dämpfung der niederfrequenten Geräuschkomponenten ist .es normalerweise jedoch notwendig, relativ grosse und lange Auspufftöpfe bzw. Schalldämpfer zu verwenden. Insbesondere in den Fällen, bei denen für den Schalldämpfer nicht sehr viel Platz vorhanden ist, beispielsweise bei Motorrädern, war es bis jetzt nicht möglich, die üblicherweise verwendeten Schalldämpfer oder Auspufftopfe zu verwenden, die ausreichend lang sind, um alle niederfrequenten Geräuschkomponenten im wesentlichen zu dämpfen. Daher war es insbesondere bei kleineren Fahrzeugen recht schwierig, Auspuffgeräusche zu dämpfen, bei denen ein relativ grosser Teil aus niederfrequenten Geräuschkomponenten besteht. Bei diesen Fahrzeugen traten aus diesem Grunde manchmal recht hohe und nicht mehr zu tolerierende Geräuschpegel auf.

In folgenden Patentschriften wurden bereits Verfahren und Vorrichtungen zur Minderung von Auspuffgeräuschen beschrieben: US-PSen 2 017 7^8 5 2 360 429; 3 589 469; 3 665 712; DT,-PSen 595.425; 802 204; 964 915 und 1 121 410.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren, sowie einen Abgasschalldämpfer anzugeben, der die Auspuffgerausche insbesondere hinsichtlich der niederfrequenten Kompo-

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nenten mindert. Darüberhinaus soll der Abgasschalldämpfer möglichst kleine Abmessungen besitzen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemässe durch einen Abgasschalldämpfer mit den in Anspruch Λ angegebenen Merkmalen gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemässen Abgasschalldämpfers sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die gestellte Aufgabe wird auch durch die im Anspruch 27 angegebenen Massnahmen gelöst.

Gemäss der Erfindung werden also die Geräuschkomponenten mit niederer Frequenz in einer Schalldämpfungskammer und die Geräuschkomponenten mit höherer Frequenz in einem Auspufftopf oder einem Schalldämpfer, der zur Minderung der höherfrequenten Geräuschkomponenten geeigneter ist, gedämpft.

Erfindungsgemäss ist eine in Strömungsrichtung unterhalb der Motorauslassöffnung angeordnete Schalldämpfungskammer mit einer Rückstosswand vorgesehen. Auf Grund der Rückstosswand können sich in der Schalldämpfungskammer stehende Wellen ausbilden. Eine stehende Welle besitzt "Knoten" mit kleinster Amplitude, sowie dazwischenliegenden "Bäuchen". An der Schalldampfungskammer ist eine Auslassöffnung an einer Stelle, die in axialer Richtung gesehen nahe bei einem Knoten liegt. Die aus der Auslassöffnung ausströmenden Gase besitzen für die Frequenzen, für die sich eine stehende Welle ausbildet, eine niedere Amplitude, da der Schwingungsknoten in der Nähe der Auslassöffnung liegt, bzw. die höheren Amplituden sind weiter von der Auslassöffnung entfernt, da die Schwingungsbäuche mit den höheren Amplituden zwischen den Knoten liegen. Auf diese Weise wird das Auspuffgeräusch mit den niederen Frequenzen gemindert.

Gemäss einem weiteren Merkmal strömt das durch die Auslassöffnung der Schalldämpfungskammer kommende Gas in einen Auspufftopf oder einen Schalldämpfer ein, in dem die höherfrequenten

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Geräuschkomponenten, die in der Schall dämp fungskammer nicht gedämpft worden sind, gedämpft werden. Der den Auspufftopf bzw. den Schalldämpfer verlassende Gasstrom ist daher praktisch frei sowohl von niederfrequenten als auch von höherfrequenten Geräuschkomponenten.

Gemäss einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind Einrichtungen vorgesehen, um die Rückstosswand in der Schalldämpfungskammer in axialer Richtung von der Austrittsöffnung weg oder zur Austrittsöffnung hin zu verschieben, so dass man die Lage des Schwingungsknotens so einrichten kann, dass er an der Auslassöffnung liegt. Dies ist sowohl für die Frequenz- als auch für die Temperaturkompensation möglich, wenn man dies wünscht.

Gemäss einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann gegebenenfalls ein Katalysator in Strömungsrichtung gesehen unterhalb der Schalldämpfungskammer angebracht sein, der auf den Abgasstrom katalytisch wirkt, ohne dass er durch die niederfrequenten Vibrationen und Schwingungen beschädigt oder zerstört werden würde. Insbesondere bei Schalldämpfern für Motorräder wurden die Katalysatoren, beispielsx^eise durch niederfrequente Schallwellen häufig sehr schnell zerstört.

Durch die Erfindung wird also ein Abgasschalldämpfer geschaffen, bei dem stehende Wellen in einer Schalldämpfungskammer dazu ausgenutzt werden, die Geräuschkomponenten mit niederer Frequenz zu mindern, und ein in Strömungsrichtung unterhalb der Schalldämp fungskammer angeordneter Schalldämpfer oder ein Auspufftopf vermindert die Geräuschkomponenten mit höherer Frequenz. Weiterhin kann eine Ausdehnungskammer verwendet werden, um den Druck der Schallwellen zu mindern;

Durch die Erfindung ist es möglich, sowohl höherfrequente als auch niederfrequente Geräuschkomponenten im Abgasstrom zu mindern, insbesondere auch dann, wenn für den Einbau von Schalldämpfern und Auspuffanlagen nur sehr wenig Platz ist, da die erfindungsgemässe Schalldämpferanlage sehr kompakt ist und

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sehr kleine Abmessungen besitzt» Daher ist der erfindungsgemässe Abgasschalldämpfer insbesondere für Motorräder sehr gut geeignet, bei denen lange Schalldämpfer der bekannten Bauart nicht verwendet v/erden konnten. Darüberhinaus können durch die erfindungsgemässe Schalldämpferanlage insbesondere auch die niederfrequenten Geräuschkomponenten sehr wirkungsvoll gedämpft xverden. Darüberhinaus mindert der Abgasschalldämpfer die Auspuffgeräusche insgesamt sehr stark, wobei bei der Herstellung gegenüber bekannten Schalldämpfern der Materialaufwand gering ist, wodurch die erfindungsgemässen Schalldämpfer auch kostengünstig hergestellt werden können. Darüberhinaus nehmen die erfindungsgemässen Abgasschalldämpfer nur einen sehr kleinen Raum ein.

Die Erfindung, sowie v/eitere Ausführungsformen und Merkmale werden nachstehend anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die erste Ausdehnungskammer bekannter Bauart,

Fig. 2 einen axialen Querschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform der bei der vorliegenden Erfindung verwendeten Schalldämpfungskammer,

Fig. 3ι 4- und 5 graphische Darstellungen von Funktions- und Betrieb svorgängen und -Verhältnissen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemässen Schalldämpfer,

Fig. 6 einen Querschnitt einer abgeänderten Ausführungsform der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung zusammen mit einem Auspufftopf,

Fig. 7 und 8 Querschnitte entlang der Schnittlinien 7-7 bzw. 8-8 der in Fig. 6 dargestellten Anlagen,

Fig. 9 einen Querschnitt entlang der Schnittlinien 9-9 von Fig. 8,

Fig.10 einen axialen Querschnitt einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,

Fig.11 einen Querschnitt entlang der Schnittlinie 11-11 von Fig. 10,

Fig.12 bis 18 Querschnitte, die weitere Ausführungsformen der

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Erfindung darstellen,

Fig.19 und 20 Querschnitte entlang der Schnittlinien 19-19 und 20-20 in Fig. 18, .

Fig.21 ein Motorrad mit einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemässen Auspuffanlage in Aufsicht,

Fig.22 einen Ausschnitt von Fig. 21 mit weggelassenem Motorrad-Chassis und

Fig.23 und 24 Querschnitte weitererAusführungsformen des erfindungsgemässen Abgasschalldämpfers mit Katalysatoren.

Während in Fig. 1 die erste Ausdehnungskammer bekannter Bauart dargestellt ist, zeigt Fig* 2 eine Schalldämpfungskammer gemäss der Erfindung. In Fig. 1 steht ein Auspuffrohr 1 üblicher Bauart an der Stelle 1a mit einer Auslassöffnung 2a eines Verbrennungsmotors, beispielsweise eines einzylindrigen Zweitaktmotors in Verbindung. Das Rohr 1 besitzt einen zylinderförmigen vorderen Bereich 3 (an dessen Ende am Punkt B eine "Einlassöffnung" liegt) mit einem relativ kleinen Durchmesser. Die erste Ausdehnungskammer 4- (auch Auspufftopf genannt) besitzt einen zylinderförmigen hinteren Bereich 5 mit einem Durchmesser, der grosser ist als der Durchmesser der Einlassöffnung. Zwischen den Bereichen 3 und 5 befindet sich ein konischer Bereich 6. Die Kammer 4- besteht aus den Bereichen 5 und 6. Am hinteren Ende der ersten Ausdehnungskammer befindet sich ein Abgas-Auslass 7·

In Fig. 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt, wobei Teile, die den in Fig. 1 dargestellten Teilen entsprechen, mit den entsprechenden Bezugsnummern versehen sind. Die erfindungsgemässe Auspuffanlage gemäss Fig. 2 unterscheidet sich von der bekannten Auspuffanlage gemäss Fig. 1 dadurch, dass die Ausdehnungskammer 4 in Fig. 2 als Schalldämpfungskammer bezeichnet wird, und dass eine Eückstos swan dung 5^a ohne Öffnung vorgesehen ist, wogegen ein Abgas-Auslass 17 zum Abgas-Auslass an der Seitenwandung der Schalldämpfungskammer an einer Stelle vorgesehen ist, die nachfolgend noch beschrieben und erläutert werden wird. Bei der bekannten Abgasanlage gemäss Fig. 1 besitzt die Endwandung eine Öffnung und die Seitenwand ist geschlossen.

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Gemäss bekannten theoretischen Untersuchungen bilden sich für relativ niedrige Frequenzen, etxia in der Grössenordnung von 300 bis 1000 Hz in der in Fig. 2 dargestellten Kammer stehende Wellen, beispielsweise die stehende Welle 10,aus. Eine solche Welle besitzt Druckbäuche · 11 und Druckknoten 12. Wie in Fig. schematisch dargestellt ist, ist die Amplitude an der Stelle am grössten und am Knoten 12 am kleinsten. Gemäss der Erfindung sollen die Gase an einer Stelle durch eine Auslassöffnung 17 austreten, die sich so nah wie möglich an einem Knoten befindet, so dass nur relativ gedämpfte niederfrequente Komponenten des Schalles zusammen mit dem Gasstrom austreten. Die Lage der Knoten ändert sich in axialer Richtung mit der Frequenz und der Temperatur. Obwohl sich die Knoten am häufigsten an Stellen bilden, die an ungeradzahligen Vielfachen einer Viertel-Wellenlänge liegen·, entstehen auch Knoten an anderen Wellenlängen-Bruchteilen und natürlich treten auch stehende Wellen von vielen unterschiedlichen Frequenzen auf. Darüberhinaus ändert sich die Wellenlänge bei einer bestimmten Frequenz mit der Temperatur. Dementsprechend muss nach theoretischer Feststellung der besten Lage eine experimentelle Einstellung oder Bestimmung der Lage durchgeführt werden, um sicher zu sein, dass die am stärksten störenden oder die lautesten Komponenten bei einer bestimmten Schallzusammensetzung gedämpft werden. Darüberhinaus verläuft die Temperatur auch nicht gleichmässig und auch deshalb sind experimentelle Untersuchungen und Bestimmungen notwendig.

Üblicherweise wird die Frequenz, die am bedeutsamsten ist, durch Messen und durch die Untersuchung der Auspuffgas strömung, von einem bestimmten Motor, dessen Auspuffgase schallgedämpft werden sollen., bestimmt. Nach der Theorie ist die beste Stelle, bei der relativ niedere Frequenzen gedämpft werden, eine Viertel-Wellenlänge von der Rückstosswand entfernt, wenn der Motor und die Auspuffanlage betriebswarm sind.

Wenn die Stelle. , an. denen sich der Knoten befindet, nicht mit der Stelle der Auslassöffnung übereinstimmt, so beeinträchtigtdies die Schalldämpfungswirkung bei unterschiedlichen Tempera-

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türen. Bei einem Schalldämpfer, der an einem bestimmten Motor angebracht ist, bewirken die Knoten von anderen stehenden Wellen der in der Nähe liegenden Frequenzen und die an unterschiedlichen Wellenlängen-Bruchteilen sich ausbildenden Knoten in der Praxis jedoch eine Dämpfung der Schallkomponenten mit niederer Frequenz am Ausgang, auch wenn die Dämpfung der Frequenz, die am bedeutsamsten ist, etwas geringer ist.

In einem Streifen mit einer in Richtung der Achse 13 gemessenen Länge "L" befindet sich normalerweise der Knoten für die wichtigste Frequenz bei den Temperaturen, die beim Betrieb am häufigsten auftreten. Die Stelle, an der ein Knoten liegt, kann in etwa theoretisch bestimmt werden und muss schliesslich noch experimentell abgestimmt werden, was jedoch nicht sehr aufwendig und schwer ist. Wie zuvor beschrieben, erhält man durch diese Abstimmung oder Anpassung die Knotenstelle, die am wirkungsvollsten ist und weiterhin ermöglicht die Einstellung eine Kompensation der Wirkungen, die auf Grund ungleichmässiger Temperaturverteilung entsteht. Die vorliegende Erfindung soll daher eine Auslassöffnung mit einem geeigneten grossen Abgasdurchlass schaffen, durch die die Abgase an einem Bereich innerhalb des beschriebenen Streifens durchströmen. Es können auch mehr als eine Auslassöffnung vorgesehen sein, obwohl normalerweise eine Auslassöffnung ausreicht. Wenn mehrere Auslassöffnungen vorgesehen werden, so liegen alle in dem Streifen. Bei theoretischen Untersuchungen hat sich herausgestellt, dass die Auslassöffnung am wirkungsvollsten ist und etwa 94- % des Schalles mit der in Rede stehenden niederen Frequenz dämpft, wenn die axiale Länge der Auslassöffnung kleiner als 4- cm und vorzugsweise kleiner als 2 cm ist. Je kleiner die Länge der Auslassöffnung ist, umso stärker werden die Schallschwingungen abgeschnitten. Der Streifen "L" ist erstaunlich breit und kann etwa 10 cm betragen. Die zuvor angegebenen Werte gelten für Frequenzen mit etwa 500 Hertz, was bei einer Temperatur von etwa 280° C einer Wellenlänge von etwa 1 m entspricht.. Die Auslassöffnung ist normalerweise etwa 0,25 m₅ d. h. etwa eine 'Viertelwellenlänge von der Rückstosswand entfernt. Es ist oft wichtig, den Schall mit 500 Hertz zu dämpfen.

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_ 9 —

Höherfrequente Sclial!komponenten (d. h. Schallkomponenten über etwa 1000 Hertz) bilden normalerweise keine stehenden Wellen in der in Fig. 2 dargestellten Weise aus und dalier verlassen diese Komponenten die Sclialldämpfungskammer mit den Abgasen und müssen durch Einrichtungen gedämpft werden, die hinter der Schalldämpfungskammer angeordnet sind.

Wenn der Motor in Betrieb ist, gelangen pulsierende Druckwellen im Abgas in das Auspuffrohr 1. Die Maximalwerte der pulsierenden Drücke ist in Fig. 3 für die in den Fig. 1 und 2 dargestellten Punkte A, B, C, D und E wiedergegeben. In Fig. 3 gibt die gestrichelte Kurve "a" die Änderung des Maximalwerts des pulsierenden Druckes im Auspuffrohr an verschiedenen Stellen entlang der Achse 13 in der in Fig. 1 dargestellten Anordnung wieder. Die ausgezogene Kurve "b" zeigt die Änderung des Maximalwertes des pulsierenden Druckes im Auspuffrohr der in Fig. dargestellten Anordnung.

Wie aus Fig. 3 zu entnehmen ist, ist der Druck im Abgas bei beiden Anordnungen an den beiden Enden des Auspuffrohres am höchsten und im Mittelbereich des Auspuffrohres am kleinsten. Diese Tatsache lässt sich sowohl theoretisch errechnen als auch experimentell feststellen. Im Auspuffrohr gemäss der Vorrichtung von Fig. 2 xtferden die Auspuffgase an einer axialen Stelle ausgelassen, an der der Maximalwert der pulsierenden Druckwelle relativ niedrig ist, wogegen bei der Vorrichtung gemäss Fig. die Abgase an einer axialen Stelle ausströmen, wo dieser Wert relativ hoch ist. Der pulsierende Druck in der Kammer gemäss Fig. 2 ist an allen Stellen höher als in der Kammer gemäss Fig. 1, jedoch strömt in der Kammer gemäss Fig. 1 das Gas da aus, wo der Druck am höchsten ist, wogegen in der in Fig. 2 dargestellten Anordnung das Gas da ausströmt, wo der Druck am niedrigsten ist. Der Druck, bei dem das Gas bei der Vorrichtung gemäss Fig. 2 ausströmt, ist insgesamt jedoch niedriger als der Auslassdruck bei der Vorrichtung gemäss Fig. 1. Daher ist der tatsächlich austretende Schalldruck in der Vorrichtung gemäss Fig. 2 merklich kleiner als in der Vorrichtung gemäss Fig. 1.

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- ίο -

In Fig. 4 sind die Druckscliwankungen während eines Arbeitszykluses eines Zweitaktmotors an den Abgas-Auslassöffnungen 7 und 17 der ersten Ausdehnungskammer gemäss Fig. 1 bzw. der Schalldämpfungskammer gemäss Fig. 2 dargestellt. Auch hier gibt die gestrichelte Kurve "a" die Druckverhältnisse bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung und die ausgezogene Kurve "b" die Druckverhältnisse bei der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung wieder. Wie aus der Zeichnung zu entnehmen ist, treten nach dem grössten Druckmaximum α wenige Druckmaxima auf, die durch die Bezugszeichen ß und γ markiert sind. Im Auspuffrohr von Fig. 2 entsprechen die Druckmaxima α¹ und α", ß¹, ß" und γ' und γ" den Druckmaxima α, ß und γ in der ersten Ausdehnungskammer gemäss Fig. 1. Ersichtlich treten also bei der Vorrichtung gemäss Fig. 2 mehr Druckxvellen mit relativ grosser Amplitude während eines Arbeitszykluses des Motors auf als bei der Vorrichtung gemäss Fig. 1. Dagegen sind jedoch die Maximalwerte der Druckwellen bei der Vorrichtung gemäss Fig. 2 im Vergleich zu den Maximalwerten a,ßund γ in dem Auslassrohr gemäss Fig.1 'sehr viel kleiner, weil die Druckwellen α, ß und γ in zwei Druckwellen α¹ bzw. α", ß¹ bzw. ß" und γ¹ bzw. γ" aufgeteilt werden. Das bedeutet, dass die niederfrequenten Komponenten der Auslass-Druckwelle relativ stark gedämpft werden und gleichzeitig die Maximalwerte des pulsierenden Druckes kleiner sind. Diese Tatsache lässt sich auch experimentell feststellen und kann auch durch theoretische gasdynamische Untersuchungen bestätigt werden.Dass die Vorrichtung gemäss Fig. 2. bessere Ergebnisse zeitigt, kommt eindeutig zum Ausdruck. Wie zuvor bereits beschrieben, wirkt sich die Abstimmung oder die Einstellung der Entfernung zwischen der Rückstosswand und der Abgasauslassöffnung auf die Wirksamkeit des Schalldämpfers aus. Bei den bekannten Verbrennungsmotoren sollte die Lage der Abgasauslassöffnung so festgelegt werden, dass gerade das Druckmaximum α von etwa 300 bis 1000 Hertz gedämpft wird, und ein solcher Aufbau erscheint unabhängig von der Motordrehzahl normalerweise der günstigste zu sein.

Bei den Untersuchungen wurde ein Zweitaktmotor mit zwei Zylindern verwendet, der einen Hubraum von 350 cnr und eine Leistung

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von 38 PS/7500 Upm besass. Bei den Untersuchungen lief der Motor bei einer Aussentemperatur von 25° C und mit einer Drehzahl von 7000 Upm. Die Abmessungen des bei dieser Untersuchung verwendeten Schalldämpfers sind im oberen Teil von Fig. 4- in Millimetern zusammen mit den bereits beschriebenen Wellenformen angegeben. Dieser Aufbau wurde dahingehend abgeändert, dass die Untersuchung auch für die in Fig. 1 dargestellte Anordnung durchgeführt wurde, indem die Austrittsöffnung in der Rückstosswand ausgebildet und die Austrittsöffnung an der Seitenwand geschlossen wurde.

Fig. 5 zeigt die Erequenzverteilung, des bei der Untersuchung gemäss Fig. 4- gemessenen Schalles, wobei die gestrichelte Kurve "a" den Schall in Dezibel (A-Masstab) bei dem in lig. 1 dargestellten Auspuffrohr und die durchgezogene Kurve "b" den Schall in Dezibel beim in Fig. 2 dargestellten Auspuffrohr wiedergibt. Der Schall wurde an einer Stelle gemessen, die 1 m von der jeweiligen Abgas-Auslassöffnung entfernt lag. Wie aus J¹Ig. 5 zu entnehmen ist, wurden die niederfrequenten Schallkomponenten im Auspuffrohr der in Fig. 2 dargestellten Art wesentlich abgedämpft.

Die Fig. 6 bis 9 zeigen weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, bei denen ein Auspuffrohr-Teil 21 mit einer Auslassöffnung 22a eines zweizylindrigen Verbrennungsmotors 22 verbunden ist. Das Auspuffrohr 21 besitzt ein vorderes Teil 23 (die Einlassöffnung) mit einem relativ kleinen Querschnitt, einen zylinderförmigen hinteren Teil 25 mit einem grösseren Durchmesser, sowie einen zwischen diesen beiden Teilen liegenden konischen Teil 26. Bei dieser Ausführungsform bilden der konische Teil und der hintere Teil wie bei anderen Ausführungsformen auch eine "Ausdehnungskammer" insofern, als diese Kammer im Vergleich zum Auspuffrohrteil 23 einen vergrösserten Durchmesser aufweist. Diese "Ausdehnungskammer" bildet auch die Schalldämpfung sk amme r. Das rückwärtige Ende wird durch eine Rückstosswand 25a abgeschlossen. In der Nähe einer Verbindungsstelle zwischen dem konischen Teil 26 und dem hinteren Teil 25 ist eine Abgas-Austritt so ff nung 27 ausgebildet, die in dem Streifen

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liegt, an der sich der Knoten der stehenden Welle mit der in Rede stehenden Frequenz gemäss den zuvor beschriebenen Kriterien bildet.

Mit dem zylinderförmigen hinteren Teil 25 des Auspuffrohrteiles 21 ist ein Auspufftopf 28 einstückig ausgebildet, der eine Einlassöffnung 29 aufweist, die über eine Abgasleitung 30 mit der Auslassöffnung Z] des Auspuffrohrteils 21 in Verbindung steht. Die genannten Leitung oder die Verbindung zwischen der Einlassöffnung 29 und der Auslassöffnung 27 kann sehr leicht durch Anschweissen eines Blechstückes oder einer Platte seitlich an die Auspuffanlage gebildet werden.

Der Auspufftopf 28 ist durch Zwischenwände 31 bis 37 in Kammern 38 bis 44 unterteilt. Die Kammern 38 bis 41 stehen miteinander über Löcher in den Zwischenwänden 31 bis 33 in Verbindung. Die Kammern 41 und 44 stehen miteinander über ein Rohr 45 in Verbindung, wogegen die Kammern 42 und 44 miteinander über das Rohr 46 verbunden sind. Die Kammer 42 steht über das Rohr 47 mit der Atmosphäre in Verbindung» Innerhalb der Kammer 43 besitzen die Röhren 45 bis 47 mehrere Öffnungen in den Seitenwandungen. Die Kammer 43 ist mit schallschluckendem Material, beispielsweise Glaswolle, ausgefüllt. Dieser Auspufftopf ist insbesondere so ausgebildet, dass er hochfrequente Schallkomponenten gut dämpfen kann.

Die Abgase strömen vom vorderen Teil 23 (der Einlassöffnung) des Auspuffrohrteils 21 in die Schalldämpfungskammer 24, wo sich das Gas ausdehnt und entsprechend der Motordrehzahl eine stehende Welle bildet. Die Welle entspricht einer bestimmten Frequenz, die bei einer bestimmten Motordrehzahl erzeugt wird. Das expandierte Gas strömt durch die Auslassöffnung 27, die Abgasleitung 30 und die Einlassöffnung 29 in die Kammer 38 des Auspufftopfs-Teiles 28.

Durch Ausdehnung des Gases in der Ausdehnungskammer wurde der Maximalwert der Auspuff-Druckwelle verkleinert und insbesondere wurden die niederfrequenten Komponenten gedämpft. Die höherfre-

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quenten Komponenten wurden noch nicht gedämpft. Das Abgas strömt von der Kammer 38 durch die Kammern 39, 40 und 41 und durch das Rohr 45 in die Kammer 44 und danach über das Rohr zurück in die Kammer 42 und wird schliesslich durch das Rohr ausgestossen. Während dieses Vorgangs v/erden die höherfrequenten Druckkomponenten der Abgase gedämpft und dementsprechend werden auch die höherfrequenten Schallpegel abgesenkt. Die Anordnung rechts von der Wand 25a wird als Auspufftopf oder auch als Schalldämpfer gezeichnet. Es können alle geeigneten Auspufftöpfe oder Schalldämpfer verwendet werden, die höherfrequente Druckwellen, bzw. höherfrequente Schallkomponenten gut dämpfen. Der hier gewählte Ausdruck "Auspufftopf" wird auch im Zusammenhang mit den anderen Ausführungsformen verwendet. Die Kombination von Auspuff topf und Schalldämpfungskammer dämpft sowohl die niederen als auch die höheren Frequenzkomponenten, und die Ausdehnungskammer kann (aber muss nicht) den Druck insgesamt verringern. Dieser Aufbau einer Auspuffanlage ergibt eine Abgasströmung mit optimal gedämpftem Schall.

In den Fig. 10 und 11 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Schalldämpfers gemäss der vorliegenden Erfindung dargestellt. Diese Ausführungsform wurde insbesondere für einen Viertakt-Verbrennungsmotor geschaffen. Bei der Anlage gemäss Fig. 10 und 11 ist ein Auspuffrohr 51 mit einer Auslassöffnung eines (nichtdargestellten) Viertaktmotors verbunden.' Das Auspuffrohr 51 hat über seine gesamte Länge hinweg einen einheitlichen Durchmesser und wird an einem Ende von einer Schalldämpfungswand 55a abgeschlossen, so dass eine Schall dämp fungskammer 55"b gebildet wird. An einer Stelle, die vor der Rückstosswand (in Fig. 10 links von der Rückstosswand, entsprechend der Vorwärts-Fahrrichtung des Fahrzeuges) liegt, ist eine Abgasaustrittsöffnung 37 vorgesehen, die sich - wie zuvor beschrieben - da befindet, wo der Knoten der stehenden Welle bei den üblichen Motordrehzahlen liegt. Die Ausdehnungskammer 60 liegt bezüglich der Strömungsrichtung hinter der Auslassöffnung, woraus deutlich wird, dass die Ausdehnung des Gases nicht notwendigerweise in der Rahe eines Knotens erfolgen muss. Eine Gasausdehnung kann auch ganz weggelassen werden oder kann, wie hier dargestellt, nach der

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Schalldämpfungskammer, v;o sich die stehende Welle ausbildet, erfolgen.

Hinter der Ausdehnungskammer ist ein Auspufftopf 58 angeordnet. Die Kammern 68 bis 73 v/erden durch Zwischenwände 61 bis 66 gebildet. Die Ausdehnungskammer 60 und die Kammer 68 sind über einen Durchgang 59 miteinander verbunden.

Ein zahlreiche Löcher in der Seitenwand aufweisendes Rohr 75 erstreckt sich durch die Zwischenwände 61 bis 64 und ragt mit dem vorderen Ende in die Kammer 68 hinein. Das Rohr 75 ist zwischen den Zwischenwänden 61 und 63 durch eine Zwischenwand 75a geteilt. Die Zwischenwände 62 und 64 besitzen ausserhalb des Rohres 73 Löcher 62a und 64a. Auf diese Weise wird ein Zick-Zack-Durchgang gebildet, der von der Kammer 68 zur Kammer 72 führt, wie dies durch die Pfeile in I¹Xg. 10 angedeutet ist. Zwischen die Zwischenwände 65 und 66 ist ein Rohr 76 angebracht, das Löcher in der Seitenwand besitzt. Die Kammer 73 ist mit schallschluckendem Material, beispielsweise Glaswolle, ausgefüllt.

Das vom Motor kommende Abgas strömt durch das Auspuffrohr 51 und verlässt die Schalldämpfungskammer über die Abgasauslassöffnung 57 und gelangt dann in die Ausdehnungskammer 60. Dabei hat sich die Amplitude der niederfrequenten Schallkomponenten verringert. Der Schall in dem durch die Auslassöffnung 57 strömenden Gasstrom besitzt niederfrequente Schallkomponenten, die gedämpfter sind als bei dem Schall, der im Gasstrom in die Dämpfungskammer eintritt.

Die Abgase strömen von der Ausdehnungskammer 60, in der der Druck als ganzes verringert wird, danach durch den Durchgang 59 in die Kammer 68. Während die Abgase durch den Auspuff topf 58 strömen, wird die meiste Energie der hochfrequenten Geräusche absorbiert. Danach wird der Abgasstrom an die Umgebung abgegeben.

In E¹Xg. 12 ist ein weiteres Schalldämpfungssystem gemäss der Erfindung dargestellt, bei dem das Auspuffrohr 100 einen koni-

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sehen Teil 101 besitzt, der sich zu einem grösseren zylinderförmigen Teil 102 erweitert. Die Ausdehnungskammer 107 wird teilweise durch die Rückstossxvand 113 und durch die Teile 101 und 102 begrenzt. Die Rückstosswand befindet sich an einem kolbenförmigen Glied 114 im zylinderförmigen Teil und ist im zylinderförmigen Teil hin- und herverschiebbar. Gegen den Widerstand einer an der Wand 108 befestigten Zugfeder 116 kann ein Zugseil 118 die Rückstosswand in Fig. 12 nach links ziehen. Wenn das Zugseil freigegeben wird, zieht die Zugfeder 116 das Glied 114 in Fig. 12 in die Ausgangslage nach rechts zurück. Die Lageverschiebung des Gliedes 114 stellt die Stellung der Eückstosswand ein, so dass der Knoten der stehenden Welle optimal in axialer Richtung an der Auslassöffnung 109 zu liegen kommt. Das Glied kann von Hand oder automatisch bewegt werden, um bei Temperaturänderungen ein Auswandern des Knotens auszugleichen, er kann auch in seiner Stellung verändert werden, um andere Frequenzen, beispielsweise bei anderen Drehzahlen wirkungsvoller und besser zu dämpfen. Oder genauer ausgedrückt, dient die Verschiebung der Wand 113 dazu, den Knoten der stehenden Druckwelle mit der in Betracht gezogenen Frequenz näher an die Auslassöffnung zu bringen. Die Auslassöffnung 109 steht über den Durchgang 110 mit der Einlassöffnung 112 eines Auspufftopfes 111 in Verbindung, wie es zuvor bereits beschrieben wurde. Die Zwischenwand 108 trennt den Auspuff topf von dem Schalldämpfungsbereich. Die in Fig. 12 dargestellte Ausführungsform besitzt Einrichtungen, um die Lage des 'Knotens, der Druckwelle, welche die in Rede stehende Frequenz aufweist, bezüglich der Einlassöffnung so einzustellen, dass die optimale Schalldämpfungswirkung erreicht wird.

In Fig. 13 ist eine Auspuffanlage dargestellt, die der in Fig. 12 dargestellten Auspuffanlage entspricht, jedoch mit dem Unterschied, dass die Lage der Auslassöffnung bezüglich einer festliegenden Rückstosswand verändert wird, dass also in diesem Falle nicht die Lage der Wand verändert wird. Dabei kann die Frequenz, die gedämpft werden soll, anders sein und die Lage des für die Dämpfung wirkungsvollsten Knotens kann sich in

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einem anderen Abstand von der Rückstosswand befinden als dies für einen Knoten der lall ist, der bei einer anderen Frequenz die beste Dämpfung bewirkt. Bei höheren Drehzahlen kann .die zu dämpfende Frequenz beispielsweise höher sein und der Knoten würde näher ander Wand liegen. Dann ist es vorteilhaft, die Auslassöffnung (oder die Rückstosswand) in eine solche Lage zu bringen, dass der Knoten - in axialer Richtung gesehen - nahe an .er Auslassöffnung zu liegen kommt.

Bei der in Fig. I3 dargestellten Ausführungsform strömt das Abgas vom Motor durch das Auspuffrohr 120 und durch ein konisches Teil 121 und gelangt in den zylinderförmigen, vergrösserten Teil 122. Diese Teil wird durch eine festliegende Rückstosswand 123 begrenzt, die ein Loch 124 besitzt, in dem ein Rohr in axialer Richtung verschoben werden kann. Ein Druckzugseil 127ssteht mit der Drosselklappe oder dem Gashebel und weiterhin mit dem Rohr 125 in. Verbindung, und verschiebt das Rohr 125 in Abhängigkeit mit der Motordrehzahl.

Die Auslassöffnung 128 ist statt an der Aussenwandung der Kammer in der Wandung des Rohres 125 ausgebildet. Das aus der Auslassöffnung 128 strömende Abgas gelangt durch den Durchgang 129 in das Rohr 125 und danach in den Auspufftopf I30, der mehrere Zwischenwände I3I und eine übliche Füllung 132 besitzt. Das Rohr 125 stellt die Innenwandung der Schalldämpfungskammer dar.

Bei der in Fig.. 14 dargestellten Ausführungsform liegen mehrere stehende Wellen vor, um die Wahrscheinlichkeit, dass ein Knoten in der Nähe der Auslassöffnung für einen breiteren Frequenzbereich liegt, zu erhöhten. Zu diesem Zwecke geht das Auslassrohr 150 in ein konisches Teil I5I über, das seinerseits in ein zylinderförmiges Teil 152 mit vergrössertem Durchmesser übergeht. In der Wand des zylinderförmigen Teils 152 befindet sich eine Auslassöffnung 153 und eine Umgehungsleitung 154 verbindet die Auslassöffnung des Schalldämpfungsbereiches mit der Einlassöffnung 155 eines Auspufftopfes 156. Die Schalldampfungskammer 157 wird durch eine geschlossene Wandung 158 begrenzt, wobei zwei Zwischenwände 159» 160 vorgesehen sind, die jeweils ein

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Loch 161 bzw. 162 aufweisen. Das Loch 161 ist grosser als das Loch 162. Daher können sich drei stehende Wellen bilden. Je nach der Frequenz ist bei wenigstens einer dieser Welle, und wahrscheinlich auch bei mehreren dieser stehenden Wellen ein Knoten vorhanden, der, in axialer Richtung gesehen, in der Nähe der Auslassöffnung liegt.

Weil in bestimmten Fällen, insbesondere bei Motorrädern, die Gesamtlänge von Schalldämpfer und Auspufftopf eine bestimmte Länge nicht überschreiten darf, sollte die Länge des Strömungsxveges innerhalb der Anlage möglichst gross sein. Beispielsweise gelangen die Abgase gemäss Fig. 15 über ein Auspuffrohr 170 in die Schalldämpfungskammer I7I und treffen auf eine nicht ebene, mit einer kreisförmigen Einkerbung versehene Rückstosswand 172 auf, an der die stehende Welle nicht nur in die entgegengesetzte Richtung parallel zur Auftreffriehtung der Abgase, sondern auch nach aussen an den Ringbereich 173 zurückgeworfen v/erden, an dem die Rückstosswand 174 angebracht ist. Die stehende Welle wird durch die Wand 174 gebildet und in die Kammer 17I zurückgeworfen, und bildet dort einen Knoten. Die Auslassöffnung 175 ist an der gewünschten Stelle ausgebildet. Der Strömungsx'jeg zur Rückstosswand und von der Rückstosswand her ist daher sozusagen "gefaltet". Der Auslass 175 steht mit einer Einlassöffnung 177 eines Auspufftopfes 178, der Zwischenwände 179 und eine Füllung aufweist, über einen Durchlass 176 in Verbindung, der dadurch gebildet wird, dass an der Aussenwand der Auspuffanlage etwas von der Aussenwand beabstandet eine Platte oder ein Blech angeschweisst wird.

In Fig. 16 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei der das Auspuffrohr 180 über einen konischen Teil 181 in eine Schalldämpfungskammer 182 mit einem ersten Auspuffteil 183 und einem zweiten Auspuffteil 184 übergeht. Die Auspuff teile werden zum Teil durch eine Umlenkplatte 185 begrenzt, die in einem Winkel von etwa 45° zur Achse 186 der Auspuffanlage angeordnet ist, so dass die Gase und Wellen seitwärts in den zweiten Auspuffteil zur Rückstosswand 187 hin umgelenkt

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\tferden, wobei die Ruckstossviand 187 zur stehenden Welle führt. Nahe an der Auslassöffnung 188 bildet sich ein Knoten aus. Die Auslassöffnung steht ihrerseits mit einer Einlassöffnung 189 eines Auspufftopfes 190 mit Zwischenwänden 191 und einer Füllung 192 in Verbindung. Diese Anordnung weist den Vorteil auf, dass durch Anbringen eines seitlichen Auspuffteiles die Gesamtlänge der Auspuffanlage kürzer gehalten v/erden kann.

In den. Fig. 17 und 18 sind Ausführungsformen dargestellt, bei denen die Schalldämpfungskammer und der Auspufftopf konzentrisch zueinander angeordnet sind. In Fig. 17 geht die Einlassöffnung 195 in einen konischen Teil 196 über und die Abgase strömen in einen zylinderförraigen Teil. Der konische Teil 196 und der zylinderförmige Teil bilden die Schalldämpfungskammer 197· Mehrere Auslassöffnungen 198 sind in einem bestimmten Abstand gemäss dem zuvor beschriebenen Grundgedanken von einer Bückstosswand 199 entfernt. Es können also mehrere Auslassöffnungen verwendet werden, sie müssen nur in dem Bereich liegen, der - wie zuvor beschrieben - durch die Breite "L" vorgegeben ist. Um die Schalldämpfungskammer herum liegt konzentrisch ein Auspufftopf, wobei die innere Wand des Auspufftopfes gleichzeitig die äussere Wand der Schalldämpfungskammer ist. Dadurch kann Material eingespart und die Auspuffanlage billiger hergestellt werden. Links von den Zwischenwänden 202 und einer Füllung 203 ist die Schalldämpfungskammer 201 ausgebildet. Die Abgase treten bei der in Fig. 17 dargestellten Auspuffanlage rechts aus der Anlage aus.

In Fig. 18 ist eine Auspuffanlage dargestellt, bei der der Auspufftopf innen und die Schalldämpfungskammer aussen liegt, also gerade umgekehrt wie bei der in Fig. 17 dargestellten Ausführungsform. Die in Fig. 18 dargestellte Auspuffanlage besitzt ein Auspuffrohr 205, das mit einem konischen Teil 206 verbunden ist, der wiedeinim in einen Bereich übergeht, der die zylinderförmige Schalldmpfungskammer 207 bildet.Die ringförmige Schalldämpfungskammer wird auf der rechten Seite von der Eückstosswand 208 abgeschlossen. Ein Auspufftopf 209 ist von der

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Schalldämpfungskammer umgeben. Der Auspufftopf 209 weist ein spitz zulaufendes Ende 210 auf, an dem die Gase in die ringförmige Schalldämpfungskammer umgelenkt werden. In der Wandung des Auspufftopfes ist eine Auslassöffnung 211 dort angebracht, wo sich der Knoten der stehenden Welle bildet. Diese Auslassöffnung 211 ermöglicht den Durchgang der Abgase von der Schalldämpfung skammer in den Auspuff topf- Der Auspuff topf enthält mehrere Zwischenvrände 212 und eine !Füllung 213, um die höherfrequenten Schallkomponenten zu dämpfen.

In Fig. 21 ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt, durch die es möglich ist, die Gesamtlänge der Auspuffanlage weiter zu verringern. An dem Chassis 221 eines Motorrades 220 ist^ eine Schalldämpfungskammer 222 und ein Auspuff topf 223 angebracht. Die Schalldämpfungskammer und Auspufftopf sind so gebaut, wie dies an .Hand der Ausführungsbeispiele zuvor beschrieben wurde. Beispielsweise kann die Auspuffanlage vorteilhaft aus der Schalldämpfungskammer gemäss Fig. 2 und dem Auspufftopf gemäss Fig. 6 bestehen. Die Kammer und der Topf sind über ein Rohr 224 verbunden, das die Auslassöffnung der Schalldämpf ungskammer mit der Einlassöffnung des Auspufftopfes verbindet. Auf diese Weise können die Schalldämpfungskammer und der Auspufftopf auf den gegenüberliegenden Seiten des Motorrades parallel zueinander angebracht werden, wodurch das Gewicht der Auspuffanlage gleichmässiger verteilt wird. Die rechte Seite der Schalldämpfungskammer 222 ist abgeschlossen und die entsprechende Seite des Auspüfftopfes ist offen. Alle Abgase treten dabei aus dem Auspufftopf aus. Des äusseren Erscheinungsbildes wegen werden die Schalldämpfungskammer und der Auspuff topf in der gleichen äusseren Form gebaut.

Bekanntermassen werden die Katalysatoren durch Schwingungen und Vibrationen, die durch die niederfrequenten Komponenten ausgelöst werden, zerstört. Es ist weiterhin bekannt, dass einige Katalysatoren am besten bei niederen Temperaturen und andere wiederum besser bei höheren Temperaturen wirken. Die

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vorliegende Erfinduag weist drier den Vorteil auf, dass der Katalysator da angebracht wer .en kann, v/o die Abgase am heissesten sind, also insbesonde:3 in der Nähe der Schalldämpfungskarnmer, oder auch dort angefacht werden kann, wo im weiteren Verlauf der Abgasstromrichtng die Abgase kühler sind, wenn dies gewünscht wird. Die Iv'Calysatoren besitzen eine wesentlich höhere Lebensdauer, .oil sie an. Stellen liegen, an denen die niederfrequenten Scha'lkomponenten bereits stark gedämpft sind.

In Fig. 23 ist beispielweise eine Auspuffanlage dargestellt, die der in Fig. 6 dargestellten Anlage entspricht und die gleichen Bezugszeichen aufweist. Gegenüber der in Fig. 6 dargestellten Auspuffanlage unterscheidet sich die in Fig. 23 dargestellte Anlage dado cn, dass ein Katalysator 230 iia Innern des Auspuffmantels d:.-°ekt zwischen dem Auspuff topf und der Schalldämpfungskainmer angeordnet ist. Der Katalysator befindet sich zwischen zwei ir.:.t Löchern versehenen Platten 231 und 232 und xv'irkt an dieser Stelle auf die Gase ein. Der Katalysator xtfird durch Wärmeabstrahlung nach aussen gekühlt und wirkt am besten in kühlarem /zustand. Er kann auch bezüglich der Abgasstromrichtung weiten hinten angeordnet sein, wenn dies erforderlich ist.

In Fig. 24- ist die in Fig. 17 dargestellte Auspuffanlage dargestellt, wobei jedoch zwischen den beiden mit Löchern versehenen Platten 236 and 237 ein Katalysator 235 liegt. Der Katalysator 235 wird am besten bei relativ kalten Temperaturen und wirkt auf den Abgasstrom ein, wenn relativ tiefe Temperaturen herrschen, um in hoher Konzentration auftretende Kohlenwasserstoffe aus den Abgasen zu entfernen. Nachdem der Motor warmgelaufen ist, wirkt der Katalysator 235 nicht mehr stark. Es kann jedoch ein weiterer Katalysator 238 v/eiter am Ende des Abgasstromes vorgesehen sein, der bei höheren Temperaturen wirkt. Dieser zusätzliche Katalysator 238 kann auch im Zusammenhang mit einem Auspufftopf vorgesehen sein.

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Zusammengefasst schafft dr'e vorliegende Erfindung äusserst vorteilhafte und für die Anv^ndung sehr geeignete Auspuffanlagen und ein sehr vorteilhaft-s Verfahren, 'ja sowohl die niederen als auch die hötmreii. ScKallfrequenzen .n den Abgasströmen zu j-^ron, insbesondere gilt dies für kleine Auspuf fanlagen, wo ein kompakter Aufbau uad eine möglich^; kleine Länge der Anlage gefordert wird. Die Erfindung schafft eine Einrichtung, um die niederfrequenten Schallkomponenten, bispielsweise bei Motorrädern, zu dämpfen, bei denen bis getet die langen Auspufftöpfe, die bei den bekannten Auspufi'Jilagen erforderlich waren, infolge ihrer grossen Länge nicht verwendet werden konnten. Bei dem erfindungsgemässen Verfahren wänden zunächst die niederfrequenten Schallkomponenten in en er Schalldämpfungskammer der beschriebenen Art und danach die iiöherfrequenten Schallkomponenten in einem Auspuff topf ged"Jnpft.

Es konnte festgestellt werden, dass auf Grund der sich ergebenden Ausdehnung des Gase eine arbesserte Schalldämpfung erreicht werden kann, wenn der gesamte Rauminhalt der Anlage von der Einlassöffnung des Schalldämpfers an bis zum Ausströmen der Abgase gegenüber dem gesamten Hubraum des Motors um einen Faktor grosser ist, der zwi'chen etwa 6 und etwa 12 liegt, und vorzugsweise etxva 8 ist.

Die erfindungsgemässe Auspuffanlage führt zu einem Abgasstrom mit bemerkenswert geringer Geräuschentwicklung, wobei zur Herstellung der Auspuff an?age nur wenig Material verwendet z.u werden braucht und die Anlag', selbst sehr klein ist.

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Claims

Ansprüche

:1.J Abgasschalldämpfer, der die Auspuffgeräusche von Verbren- ^ nungskraftmaschinen mindert, gekennzeichnet durch eine aus einer Umfangswandung und einer Euckstossxvand (5a) gebildete Schalldämpfungskammer (4) mit einer Eintrittsöffnung (B), durch die die von der Kraftmaschine (2) kommenden Abgase strömen, wobei die Rückstosswand (5&) zu einer Achse (13) der Schalldämpfungskammer (4) senkrecht angeordnet und derart geformt ist, dass sich eine stehende Welle (10) für eine zu dämpfende, relativ niederfrequente Geräuschkomponente bilden kann und in der Schalldämpfungskammer (4) ein Schwingungsknoten (12) der stehenden Welle (10) auftritt, und durch eine Austrittsöffnung (17), die in der Umfangswandung der Schalldämpfungskammer (4) an einer axialen Stelle, die zum Schwingungsknoten (12) ausgerichtet ist, ausgebildet ist, so dass die Abgase aus der Schalldämpfungskammer (4) an einem Bereich (L) austreten, der zum Schwingungsknoten (12) axial ausgerichtet ist.

2. Abgasschalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalldämpfungskammer (4) rohrförmig und die Rückstosswand (5a) eben ist.

3- Abgasschalldämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalldämpfungskammer (4) einen sich erweiternden Bereich (6) aufweist, der zwischen der Eintrittsöffnung (B) und einem zylinderförmigen Teil (5) liegt.

4. Abgasschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3? dadurch gekennzeichnet, dass zur Dämpfung der durch die Schalldämpf ungskammer (4, 24) hindurchgehenden Geräuschkomponenten mit höherer Frequenz ein Auspufftopf (28) mit einer Einlassöffnung (29), die mit der Auslassöffnung (27) der Schalldäinpfungskammer (4) in Verbindung steht und mit einer Auslassöffnung (47), die mit der freien Atmosphäre in Verbindung steht, vorgesehen ist (I¹Xg. 6).

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5. Abgasschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalldämpfungskammer (197j 207) und der Auspufftopf (200, 209) koaxial zueinander angeordnet sind, wobei ein Durchgang (198), der jex^eils durch eine Seitenwandung der Schalldämpfungskammer (197» 207) und der Auspufftopfes (200, 209) hindurchgeht und diese verbindet, dass der Auspufftopf (200, 209) Zwischenwände (202,212) und eine Füllung (203, 213) aufweist, und die äussere Wandung der Schalldämpfungskammer (4) gleichzeitig die Aussenwandung des Auspufftopfes (200, 209) ist (Fig. 17, 18).

6. Abgasschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5^ dadurch gekennzeichnet, dass durch die Auslassöffnung (57) die Abgase in eine Ausdehnungskammer (60) strömen und sich ausdehnen und danach von der Ausdehnungskammer (60) durch den Auspufftopf (58) strömen (Fig. 10 und 11).

7· Abgasschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalldämpfungskammer (55b) langgestreckt ist und die Ausdehnungskammer (60) die Schalldämpfungskammer (55b) umgibt und sich über den grössten Teil der Schalldämpfungskammer (4) erstreckt (Fig. 6).

8. Abgasschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, dass die Eückstosswand (113) in der Schalldämpfungskammer (107) beweglich angebracht ist, und dass Einrichtungen vorgesehen sind, die die Eückstosswand (113) in Abhängigkeit der Motordrehzahl in axialer Richtung bewegen, so dass der Schwingungsknoten zur Auslassöffnung (109) axial ausgerichtet bleibt (Fig. 12).

9· Abgasschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstosswand (113) Teil einer KoIbenvorrichtung ist, und dass der Bereich der Schalldämpfungskammer (107), in dem die Kolbenvorrichtung liegt, zylinderförmig ist (Fig.12).

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10. Abgasschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 9? dadurch gekennzeichnet, dass die Schalldämpfungskammer ein innerhalb der äusseren Umfangswandung (122) axial verschieb bares Rohr (125) aufweist, xrobei das Rohr (125) die innere Umfangswandung der Schalldämpfungskammer bildet, und die Auslassöffnung (128) durch die innere Umfangswandung hindurchgeht, und dass Vorrichtungen vorgesehen sind, um das Rohr (125) axial so zu verschieben, damit die Auslassöffnung (128) axial zum Schwingungsknoten (12) ausgerichtet ist (Fig. 13).

11. Abgaschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Rückstosswände (158, 159? 160) vorgesehen sind, wobei eine Rückstosswand 058) keine Löcher aufweist und die anderen Wände (159 ₅ 160) ringförmig sind, so dass sich mehrere stehende Wellen ausbilden (Fig. 14).

12. Abgas schalldämpf ei¹ nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalldämpfungskammer (17Ό ein in sie vorstehendes Eintrittsrohr aufweist, so dass ein das Eintrittsrohr umgebender Ringbereich entsteht, wobei die Rückstosswand (172) die Wellen niederer Frequenz in den Ringbereich und auch in das Eintrittsrohr zurückwirft, und wobei das Eintrittsrohr ein Teil der Umfangswandung bildet, und die Auslassöffnung (175) in der Wand ■ des Eintrittsrohres ausgebildet ist (Fig. 15)·

13. Abgasschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstosswand (172) so ausgebildet ist, dass .sie den Gasstrom ringförmig zurückwirft.

14. Abgasschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalldämpfungskammer (182) zwei Teile (183, 184) aufweist, und eine Umlenkplatte (185) den Gasstrom aus einem Kammerteil (183) in den anderen Kammerteil (184) umlenkt, wobei die Auslassöffnung (188) in

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der Wandung des einen Kammerteils (184) ausgebildet ist (Fig. 16)

Abgasschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Auspufftopf (200) die Schalldämpfungskammer (197) konzentrisch umgibt (Fig. 17)-

16. Abgasschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalldämpfungskammer (207) den Auspufftopf (209) konzentrisch umgibt (Fig. 18).

17. Abgasschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Auspuff topf (200, 209) und die Schalldämpfungskammer (197» 207) eine gemeinsame Wand besitzen (Fig. 17 und 18).

18. Abgasschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Schal !dämpfung skammer· (222) und der Auspufftopf (223) im wesentlichen parallel zueinander, jedoch voneinander beabstandet angeordnet sind, und dass ein Rohr (224) die Austrittsoffηung der Schalldämpfungskammer (222) mit der Einlassöffnung des Auspufftopfes (223) verbindet, so dass die Schalldämp'fungskammer (222) auf der einen Seite und der Auspufftopf (223) auf der anderen Seite eines Chassis (221) angeordnet werden können (Fig. 21 und 22).

19. Abgasschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein Katalysator (230) bezüglich der Abgas-Strömungsrichtung unterhalb'der Schalldämpfungskammer und oberhalb des Auspufftopfes angeordnet ist (Fig. 23 und 24).

20. Abgasschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 19» dadurch gekennzeichnet, dass ein Katalysator (235) im Auspuff topf enthalten ist (Fig. 24).

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21. Abgasschalldämpfei¹ nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalldämpfungskammer, der Katalysator (230) und der Auspufftopf in einer Achse liegen (Fig. 23).

22. Abgasschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator (235) die Schalldämpfungskammer konzentrisch umgibt (Fig. 24).

23· Abgasschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator (235) und der Auspufftopf die Schalldämpfungskammer konzentrisch umgeben (Pig. 24)

24. Abgasschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalldämpfungskammer (4) einen Querschnitt besitzt, der grosser ist als die Eintrittsöffnung (B), so dass sich die Abgase ausdehnen können.

25· Abgasschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausdehnungskammer in Strömungsrichtung oberhalb der Austrittsöffnung (17) ausgebildet ist.

26. Abgasschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 25 ₅ dadurch gekennzeichnet, dass die Schalldämp fungskammer (222) an der einen Seite und der Auspufftopf (223) an der anderen Seite eines Motorrads-Chassis (221) angeordnet sind (Fig. 21 und 22).

27. Verfahren zur Minderung des Auspuffgeräusches von Verbrennungskraftmaschinen, bei denen die Auspuffgeräusche sowohl höherfrequente als auch niederfrequente Geräuschkomponenten besitzen, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Schalldämpf ungskammer eine stehende Welle für die niederfrequenten Geräuschkomponenten gebildet wird, wobei die stehende Welle einen Schwingungsknoten mit kleinster Amplitude be-

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sitzt, dass der Abgasstron aus der Schalldämpfungskammer in radialer Sichtung zur Achse der stehenden Welle und an einer axialen Stelle abströmt, die im wesentlichen zum Schwingungsknoten axial ausgerichtet ist, und dass der aus der Schall dämpf ungskammer ausströmende Gasstrom durch einen Auspuff topf geleitet wird, der die höherfrequenten Geräuschkomponenten dämpft.

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