DE2719213A1

DE2719213A1 - Schalldaempfer

Info

Publication number: DE2719213A1
Application number: DE19772719213
Authority: DE
Inventors: Eizo Suyama
Original assignee: Nihon Radiator Co Ltd
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 1976-04-30
Filing date: 1977-04-29
Publication date: 1977-11-17
Also published as: FR2349730A1; FR2349730B1; US4122914A

Description

Dr. F. Zumstein sen. - Dr. E. Assmann - Dr. R. Koenigsberger Dipl.-Phys. R. Holzbauer - Dipl.-Ing. F. Klingseisen - Dr. F. Zumstein jun.

PATENTANWÄLTE

B MÜNCHEN 2,

BRÄUHAUSSTRASSE 4

TELEFON: SAMMEL NR. (089) 225341 TELEGRAMME: ZUMPAT TELEX 529979

6/Li Ref.:5229

NIHON RADIATOR CO.,LTD., Tokyo/Japan Schalldämpfer

Die Erfindung betrifft einen Schalldämpfer zur Verwendung bei einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs und ähnlichem, und insbesondere einen Schalldämpfer der Expansicnsbauart, der vom Abgas einer Brennkraftmaschine zur Lärmdämpfung durchströmt wird.

Ein Schalldämpfer der Expansionsbauart wird bisher so eingesetzt, daß die Abgase einer Brennkraftmaschine sich wiederholt expandieren und komprimieren können um die pulsierende Geräuschentv/icklung zu dämpfen.

Es wurden bisher jedoch nicht nur bei Schalldämpfern der Expansionsbauart, sondern auch ganz allgemein in dem Fall, wenn ein Auslaßrohr vorgesehen ist, das von Abgas in komprimiertem

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Zustand durchströmt ist, die Enden der Rohre im rechten Winkel zu der Rohrachse abgeschnitten. Hierdurch ergaben sich die Nachteile, daß der Widerstand zunalim, wenn das Abgas während der Durchströmung komprimiert wurde, daß der Gegendruck zunahm und das Gefälle infolge der komprimierten Durchströmung beträchtlich anstieg oder sich sogar ein Ströwungsschatten bildete, wodurch zusätzlich sekundäre Geräusche der Gasströmung und ähnliches auftraten.

Bei dem an sich bekannten Schalldämpfer der Expansionsbauart treten Nachteile auf. Wenn nämlich das Abgas vom Einlaßrohr in den Dämpfer strömt, trifft der gleichmäßige Geschwindigkeitskegel des Strahls (der Strahlabschnitt konvergiert konisch, wenn der Gasstrom das Einlaßrohr verläßt,und die Länge dieses Strahlabschnittes beträgt ungefähr das 5~fache des Durchmessers des Einlaßrohres) auf die rückwärtige Endplatte des Schalldämpfers auf und wird unter Erzeugung sta r/ker Lärrabildung reflektiert. Wenn das Abgas in den Schalldämpfer eintritt und sich expandiert, treten Strömungsschatten und Turbulenzen auf, die zusätzlich Lärm in sekundärer V/eise erzeugen.

Ein weiterer Nachteil des bekannten Schalldämpfers der Expansionsbauart ist darin zu sehen, daß außer beim Grundbetriebszustand der Brennkraftmaschine eine starke Geräuschbildung dann auftritt, wenn schnell beschleunigt oder schnell abgebremst wird, und selbst wenn dieser Nachteil überwunden werden könnte, tritt immer noch eine starke Geräuschbildung auf, die von der Lage und der Anbringung sowie der Lagerung der Brennkraftmaschine abhängt.

Beim bekannten Schalldämpfer der Expansionsbauart wird, wenn dieser einen Drosselabschnitt am offenen Ende des Einlaßrohres für das Abgas aufweist, die Wirkung erzielt, daß die Druckpulsierung des Abgases grob ausgeglichen wird, jedoch

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v.'ird hierboi der Nachteil in Kauf genommen, daß eine sogenannte sekundäre Lärmbildung des Gasstromes auftreten kann, was zu den Nachteilen führt, die im folgenden näher erörter werden.

Die Erfindung zielt darauf ab, die geschilderten Nachteile zu überwinden.

Vorzugsweise ist der erfindungsgeinäßc Schalldämpfer so ausgebildet, daß das Ende des Auslaßrohres, in das der komprimierte Abgasstrom einstx-ömt, sich allmählich im Durchmesser in Gegenrichtung zu der Strömungsrichtung des Abgases erweitert, um den Abfall an Voluinenverminderung bzw. deren Verlust zu verringern sowie das Auftreten von StrömungCEchatten zu verhindern, um die sekundäre Geräucchbildung des Luftstroms 2U reduzieren.

Vorzugsweise soll der Schalldämpfer so ausgebildet werden, daß der Abgasstrom, der aus der Brenngacmaschine pulsierend austritt, geglättet wird, um das Schallgeräusch des Abgases und dessen Pegel zu verringern sowie eine ausreichend wirksame Dämpfungscharakteristik mit möglichst geringem technischem Aufwand zu gewährleisten.

Vorzugsweise ist der Schalldämpfer gemäß der Erfindung so ausgebildet, daß das Abgas aus der Brennkraftmaschine der Einwirkungen des Drosseins, der Expansion, des Widerstandes und der überlagerung ausgesetzt wird, um den Schalldruck des Abgases zu dämpfen, was eine ungefähr konstante Dämpfungswirkung ermöglicht.

Weiter sollen bei einem Schalldämpfer gemäß der Erfindung die sekundären Geräuschbildungen des Gasstromes infolge des kegelförmigen Strahles, welcher durch das drosseiförmig ausgebildete Ende des Einlaßrohres" für das Abgas gebildet wird, auf einfache konstruktive Art vermieden werden.

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Erfindung?: gemäß zeichnet sich ein Schalldämpf or dadurch aus, daß ein abgeschlossener zylindrischer Hauptkörpor vorgesehen ist, in v/elchen ein Einlaß- und ein Auslaßrohr für dio Abgase einer Brennkraftmaschine eingesetzt sind; wobei das Ende des Auslaßrohres innerhalb des Dämpfungskörpers ungefähr troinpetenförraig erweitert ist, daß das Mündungoende des Einlaß: ohros in dem Dämpfungskörper ein durchgehendes poröses Glied umfaßt, das aus wärmebeständigem Material besteht, daß dor- Innente'.l des Körpers in wenigstens eine stirnseitig liegende Kammer und oine rückseitig liegende Kammer mit Hilfe wenigstens einer porösen Trennwand unterteilt wird, dr-ß das Einlaß- und das Aur.laßrohr auf der Trennwand derart abgestützt .sind, daß sie mit der rückwärtigen und der stirnseitig liegenden Kammer entsprechend verbindbar sind, daß der Endabschnitt der Einlaßrohres inner'halb des Hauptkörpers ein gasdurchlässiger., ununterbrochenes poröses Glied aufweist, und daß daa Eingangsrohr innerhalb der stirnseitig liegenden Kammer oder das Auslcßrohr innerhalb der rückwärtig liegenden Kammer Ableitungsöi:i?nungen aufweist, wobei das verengte offene Ende des Einlaßrohres mit einem Verschlußglied aus Profilrnetall bedeckt ist.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Besugnahuc auf die beigefügte Zeichnung .

Fig. 1 ist eine Axialschnittansicht einer Ausführungsform eines Schalldämpfers der Exparisionsbauart gemäß der Erfindung;

Fig. 2 ist eine Schnittansicht längs der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 ist eine Ausschnittsdarstellung des Rohrendes zur Verengung des AbgasEtrömungsquerschnittes bei einem geradvn Rohrstück in teilweise geschnittener Darstellung;

Fig. 4 ist eine Axialschnittansicht einer v/eiteren Aur.führungsforiu eines Schclldäupfers gemäß dor Erfindung;

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Fig. 5 und 6 sind vergrößerte Teilausschnittnansicbten, die Ausführungsbeispiele für das Anbringen des durchgehenden porösen Gliedes bei der in Fig. 4 gezeigton Ausführungsform zeigen;

Fig. 7 ist eine schematische Ansicht des Aufbaus eines an sich bekannten Schalldämpfers der Expansionsbauart;

Fig. 8 ist eine Axialschnittansicht einer v/eiteren Ausführungsform eines Schalldämpfers gemäß eier Erfindung;

Fig. 9 zeigt in einer Schnittansicht eine abgewandelte^: Aus-· führungsforra des Schalldämpfers gemäß Fig. 8;

Fig. 10 ist eine vergrößerte Ansicht der Befestigungsart des durchgehenden porösen Gliedes, das in Fig, 9 gezeigt ist;

_Pig. 11 ist eine Schnittanoicht einer weiteren Ausführung;·; form einec Schalldämpfers gemäß der Erfindung;

Fig. 12 ist eine perspektivisch vergrößerte Ansicht eines Verschlußteiles, welches an den in Fig. 11 gezeigten Schalldämpfer angebracht ist; und

Fig. 13 ist eine Schnittansicht des strahlenförmigen Geschwindigkeitskegels des Abgases, welches sich durch das clrosselförmig verengte Ende des Einlaßrohres bildet.

Bei der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsforin ist das Ende eines Einlaßrohres in einem Därapfunsskörper im Durchmesser erweitert, um den Verlust an komprimierter Strömung des Abgases zu verringern sowie das Auftreten von Strörnungs schatten zu unterbinden, um die sekundäre Geräuschentwicklung des Luftstroms zu reduzieren. Wie in Fig. 3 gezeigt, wird bekanntlich das Rohrende ungefähr im rechten Winkel zu der Rohrachse abgeschnitten, was den Nachteil hat, daß der Widerstand zum Zeitpunkt der komprimierten Strömung des Abgases groß ist, wodurch sich ein beträchtlicher Verlust an komprimiertem Strom ergibt, so daß sich Strömungsschatten in dem Rohr in der Nähe der Einlaßöffnung bilden, die zur Bildung sekundärer Geräusche des Gasstrom.·; und ähnlichem führen.

Mit 1 ist in den Fig. 1 und 2 ein abgeschlossener zylindrischer

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Körper bezeichnet, der eine stirnseitige Endplatte 2 und eine rückwärtige Endplatte 3 aufweist. Mit 4 ist ein Einiaßrohr bezeichnet, das in dem Hauptkörper 1 die stirnseitige Endplatte 2 bis zu 1/2 der Länge der Innenseite des Hauptkörpers 1 durchziehend eingesetzt ist. Am Basisabschnitt des Rohrer; sind kleine Ableitungsöffnungen 5 vorgesehen, während der stirnseitige Abschnitt des Rohres derart verengt ist, daß sich ein Abschnitt mit geringerem Durchmesser als zuvor bildet. Mit 7 ist ein Auslaßrohr bezeichnet, das in den Hauptkörper 1 die rückwärtige Endplatte 3 bis zu 3/4 der Länge des Körpers durchziehend eingesetzt ist, und das Rohrende innerhalb des Körpers erweitert sich gleichmäßig allmählich trompetenförmig in Gegenrichtung zum Abgasstrom, so daß sich ein offener erweiterter Abschnitt 8 bildet.

Bei diesem Aufbau wird das Abgas, das über das Einlaßrohr 4 einströmt, komprimiert, wenn es den Abschnitt 6 mit vermindertem Durchmesser durchströmt,und an der offenen Spitze gelangt es zur Expansion strahlenförmig in den Hauptkörper 1. Dieses Abgas wird nochmals komprimiert, wenn es in das Auslaßrohr 7 strömt. Der Abgasstrom wird durch den sich erweiternden offenen Abschnitt 8 allmählich komprimiert, so daß der Einströmwiderstand gering ist und der Verlust an komprimierter Strömung im Vergleich zum Schalldämpfer bekannter Bauart wesentlich niedriger gehalten wird, bei dem der Gasstrom plötzlich komprimiert wird. Aufgrund der allmählichen und gleichmäßigen Drosselung des Strömungsweges können keine Strömungsschatten auftreten, die sekundäre Geräuschbildungen verursachen könnten.

Bei dieser Ausführungsform gelangt ein Teil des Abgases in dem Einlaßrohr 4 unmittelbar zu dem Hauptkörper 1 durch die Ableitungsöffnungen 5, um die Zunahme des Abgasdruckes infolge des Abschnittes 6 mit vermindertem Durchmesser zu dämpfen, wodurch die Zunahme des Gegendrucks der Brennkraftmaschine gedämpft wird.

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Die Querschnittsgestalt des sich erweiternden öffnungsabschn.vfctes 8 in Längsrichtung, ciie sich dadurch auszeichnet, daß der Durchmesser kontinuierlich und. allmählich vom Einlaß des Auslaßrohres 7 zunimmt, ist von großer Bedeutung, insbesondere dann, wenn die Gestalt kurvenförmig mit gi'ößercr Krümmung, wie z.B. eine Involventenkurve, ausgebildet ist. Bei dieser Ausführungsform sind als ein Rohr 4 und als Auslaßrohr 7 jeweils einzelne Rohrstücke vorgesehen, jedoch kann auch ein Schalldämpfer mit einem weiteren, darrwischen liegenden Rohr vorgesehen sein, welcher von Abgas durchströmt ist und die Ausbildung desselben läfJt sich so verbessern, daß am einströmungsseitigen Ende ein Mündungsabschnitt mit erweitertem Querschnitt für daj.^: Abgas vergesehen ist. Die Auslegung des sich ervieiternden liündungsabschnittes 8 wird in Abhängigkeit der Dämpfungsart,der Stärke, der Temperatur, der Anzahl der Pulüierungen des Abgases, der Art der Brennkraftmaschine und ähnlichem ausgelegt.

Aufgrund der zuvor erläuterten Auslegung des Schalldämpfers wird der Hauptvorteil erzielt, daß die Komprimierung den einströmenden Abgasstromes vom offenen Rohrende her allmählich und kontinuierlich erfolgt, und die Dämpfung ergibt sich, ohne daß der Verlust der komprimierten Strömung vergrößert wird,und'im Gegensatz zu der bekannten Ausführung&forin des Schalldämpfers tritt keine sekundäre Geräuschbildung auf. Der Aufbau des erfindungsgemäßen Schalldämpfers ist einfach und seine Herstellung unkonip] iziert, da die Durchmescererv.'eiterung am Rohrende nach Maßgabe der Dämpfung ausgelegt ist.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 4 bis 6 ist eine weitere Ausführungsform eines Schalldämpfers gemäß der Erfindung gezeigt. Bei dieser Ausführungsform wird der Abgasstrom, der pulsierend aus der Brennkraftmaschine ausgestoßen wird, geglättet, um die Geräuschentwicklung des Abgases zu vermindern. Bei cinoin an sich bekannten Schalldämpfer, der in Fig. 7 gezeigt ist, expandiert sich das /ibgas, das von dem Einlißrohr h in den JJauptkör-per 1 einströmt während des Strömungüwegea zu dem Zeitpunkt, wenn c.v;

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nach rückwärts bewegt wird und wenn es in das AuslaGrohr 7 einströmt, verengt sich der Stroinungrweg, während die Eigenonovf-άο durch die Überlagerung der Schallv;ollo und ähnlichem vc-micL tet und die Puls ic rung zur Dämpfung unterdrückt wird. Y'onn jedocU bei einen so ausgebildeten Schalldämpfer das Abgas in den H^;:.ript~ körper von dem Einlaßrohr 4 einströmt, trifft der gleichmäßig ausgebildete Geschwindigkeitr-kego! des Strahles (der stiahliörmige Abschnitt konvergiert konisch, wenn der Gasstrom das Einlaßrolir 4 verläßt,und die Länge botrügt ungi.-xähr das 5-1'sche des Durchmessers des Einlaßrohres) auf die rückseitige Endplatte 3 auf und wird reflektiert unter großer Geräuschbiildung, und wenn dar. Abgas in den Hau.ptkörper 1 einströmt und sich dort expandiert, bilden sich Strö).nmg?;:;chatten und Turbulenzen, die zu sekundärer Geräuschbildung führen. Alle diese Erscheinungen sind nachteilig. Der eri'indung&gci-iäßü Schalldämpfer überwindet diese Nachteile.

Wie in Fig. 4 gezeigt, sind beide Enden dos Hauptkürpers 1 durch eine stirnseitige Endplatte 2 und eine rückseitige Endplatte verschlossen. Ein Einlaßrohr 4 ist die stirnseitige Endplatte durchziehend und ein Auslaßrohr 7 die rückwärtige Endplatte 3 durchziehend angeordnet. Erfindungsgemäß zeichnet sich dieser Schalldämpfer dadurch aus, daß ein scheibenförmig ausgebildetes durchgehendes poröses Glied 9 am offenen Endabschnitt des Einlaßrohves 4 innerhalb des Eauptkörpers 1 vorgesehen ist, das aus wärmebeständigem Material besieht, und das poröse Glied 9 weist im Innern zufällig geibldete, sich schneidende komplizierte Ströinungspfade auf, wie z.B. bei einem porösen Metall, bei einer Matte aus Stahlwolle, bei einen Ketzgeflocht, das mehrschichtig ist und Mehrere Drahtnetze umfaßt, und ähnlichem.

Die Fig. 5 und 6 zeigen dir. Anbringung eines durchgehenden porösen Gliedes 9 am Encl abschnitt de ο Einlaßrohres 4. In den) in Fig. 5 f.:c-:-ze igten Au.s."ü}i.rvi'gc;beii-;piGl oii.-J. lⁱ.:r^Iüit;:-in:;:"oi-uig verengte Abr.chnitlc; 10,10 innerhalb dos Querschnitts des Rohren 1

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ausgebildet, wobei das poröse Glied 9 zwischen diesen Abschnitten 10,10 festgelegt ist. Bei dem in Fig. 6 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das poröse Glied zwischen einem ähnlich ausgobildeten, sich verengenden Abschnitt 10 und einem Flanschabschnitt 11 festgelegt, der am Endabschnitt des Rohres 4 ausgebildet ist.

Auf diese Art und V/eise kann man das durchgehende poröse Glied an dem offenen Endabschnitt des Einlaßrohres 4 innerhalb des Hauptkörpers 1 derart anbringen, daß beim Einströmen des Abgases in den Hauptkörper 1 von dem Einlaßrohr 4 der gleichmäßige Geschwindigkeitskegel des Strahls durch das poröse Glied 9 unterbrochen wird, wodurch sich die sekundäre Geräuschentwicklung, die Bildung von Strömungsschatten und von Turbulenzen verhindern lassen und ein v/irksamer Schalldämpfer geschaffen wird, der relativ klein ausgebildet ist.

In Fig. 0 ist eine v/eitere Ausbildungsform eines Schalldämpfers gemäß der Erfindung gezeigt. Dieser Schalldämpfer dient zur Erzielung guter Dämpfungswirkungen infolge der Wechselwirkung zwischen einem wärmebeständigen kontinuierlichen porösen Glied am offenen Endabschnitt des Einlaßrohres für das Abgas innerhalb des Hauptkörpers, den Ableitöffnungen an dem Einlaßrohr oder dem Auslaßrohr und einer porösen Trennwand. Bei diser Ausführungsform sind die beiden Enden eines zylinderförmig ausgebildeten Schalldämpferkörpers 1 durch Endplatten 2 und 3 verschlossen. Ein Einlaßrohr 4 und ein Auslaßrohr 7 sind in dem Hauptkörper über die entsprechende Endplatte eingesetzt, und beide Rohre 4 und 7 sind auf einer porösen Trennwand 15 abgestützt. Das Ende des Einlaßrohres 4 ist drosseiförmig verengt und bildet einen Abschnitt 6 mit vermindertem Durchmesser, an welchem ein wärmebeständiger durchgehender poröser Körper 9 in Form eines Verschlußteiles angebracht ist. Ableitöffnungen 5 sind an den Seitenwandungen des Rohres 4 ausgebildet. Das Verhältnis der Länge a dec EinlaCrohres U im Hauptkb'rper zu der Länge b des Auslaßrohres 7 in dem Hauptkörp^r beträgt vorzugsweise:

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L : --^- L oder J- L :-^- L,

wobei mit L die Länge des Hauptkörpers 1 bezeichnet ist. Die Abmessungen der Ableitöffnungen 5 bilden eine äquivalente Fläche, die innerhalb eines Bereiches von 2 mm 0 · 4 bis 6 mm 0 · 2 bei einem Durchmesser des Einlaßrohres von 40 mm liegt.

Wenn die Rohre 16 und 17 mit dem Einlaßrohr 4 bzw. dem Auslaßrohr 7 verbunden sind und die Abgase der Brennkraftmaschine von der Abgasleitung 16 in den Hauptkörper 1 über das Einlaßrohr 5 einströmen, wird das Abgas mit pulsierendem Druck an dem Abschnitt 6 mit vermindertem Durchmesser an der Stirnseite des Einlaßrohres 4 gedrosselt und in Teilströrae aufgeteilt, die durch die Öffnungen in dem kontinuierlichen porösen Glied 9 zur Expandierung strömen. Diese Ströme gelangen in eine rückwärtige Kammer 18 und strömen dann über Durchgangsöffnungen in der Trennwand 15 in eine stirnseitige Kammer 19 des Hauptkörpers und treten in das Auslaßrohr 7 ein, um über die Abgasleitung 17 ausgestoßen zu werden.Ein Teil des in das Einlaßrohr 4 eingetretenen Abgases gelangt direkt in die stirnseitige Kammer 19 über die Ableitungsöffnungen 5, um einen Anstieg des Gegendruckes der Brennkraftmaschine infolge des Widerstandes zu verhindern, wenn das Abgas das kontinuierliche poröse Glied 9 durchzieht. Ferner wird hierbei eine Dämpfung infolge der Überlagerung der Dämpfung aufgrund der Expansion des Abgases in der stirnseitigen Kammer 19 und dem Abgas erzii.i't, das in die stirnseitige Kammer 9 über die Trennwand 15 eintritt. Die poröse Trennwand 15 wirkt derart, daß der bei der Strahlbildung auftretende Lärm gedämpft wird, wenn das Abgas das kontinuierliche poröce Glied 9 durchzieht. Als wärmebeständiges, durchgehendes poröses Glied 9 kann schauraartig oder schwaramartig ausgebildetes Metall vorgesehen sein, das iir. porösen Zustand durch Pressen metallischer Feinkörner gesintert ist".

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/fr

Das Abgas, das den Hauptkörper 1 durchströmt, wird der Wirkung des Drosseins, des Widerstandes, der Expansion und der Überlagerung unterworfen, \rnd bei der Vorgabe der Länge des Einlaßrohrs 4 und des Auslaßrohrs 7 sowie der entsprechende Dimensionie rung der Ableitungsöffnungen 5» wie zuvor beschrieben, kann der Schalldruck zur Verbesserung der Dämpfungswirkung vollständig gedämpft werden.

Die Dämpfungswirkung ist in Abhängigkeit von der Lage an der Auspuffleitung verschieden, d.h. von der Lage der Auspuffleitung, an der der Dämpfer angebracht ist. Durch die entsprechende Lage der Ableitöffnungen 5 und die Abstimmung und Anbringung derselben vor oder nach dem Einlaßrohr 4 läßt sich der Dämpfer gemäß der Erfindung an verschiedenen Stellen zur Verbesserung der Dämpfungswirkung anbringen, (vergl.Japanische Patentanmeldung No. 115615/1974).

In Fig. 9 ist eine, wie in Fig. 8 gezeigte, abgewandelte Ausführungsform gemäß der Erfindung. Hierbei ist das Einlaßrohr 4 als ein Rohrstück mit kleinerem Durchmesser als ,jenem des Auslaßrohrs 16 ausgebildet,und an seinem Mündungsende ist ein scheibenförmiges, wärmebeständiges, durchgehendes poröses Glied 9 angebracht. Weiterhin sind zwei poröse Trennwände 15 in dem Hauptkörper angeordnet sowie Ableitöffnungen 5 am Auslaßrohr vorgesehen.

Der Abgasstrom, der in einer Ablaßleitung 16 eintritt, wird hauptsächlich dadurch gedrosselt, daß das Einlaßrohr 4 einen kleineren Durchmesser aufweist. Die Drosselung erfolgt ferner aufgrund des V/iderstandes des porösen Gliedes 9, der Aufteilung der Strömung in feine Teilströrae und des Gelangens derselben in die rückwärtige Kammer 18 des Hauptkörpers. Die bei der Strahlbildung auftretenden Geräusche werden mit Hilfe der porösen Trennwände 15,15 beseitigt, und eine Drosseli^ng erfolgt aufgrund der Ableitöffnungen 5. Aufgrund der Überlagerung wird

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die Geräuschbildung gedämpft und das Ahgas über die Abgasleitung ausgestoßen.

Die entsprechende Anbringung und Lage des Schalldämpfers kann gemäß der Lage der Ableitöffnungen 5 abgeändert v/erden, was anhand des zuvor erwähnten Aueführungsbeispiels erläutert ist.

Bei diener Ausführungsform wird eine verbesserte Därapfungsv/irkung trotr einfachem Aufbau erzielt, so daß ein derartiger Schalldämpfer von großer praktischer Bedeutung ist.

Die Fig. 11 und 12 zeigen eine vjeitore Ausführung form eines Schalldämpfers gemäß der Erfindung, bei dem ein droscolförmig verengter Abschnitt am offenen Ende des Einlaßrohrcs für das Abgas ausgebildet ist, so daß die Erzeugung von sekundärer Goräuschbildung der Gasströmung unter Beibehaltung eines einfachen Aufbaus des Schalldämpfern wirksam verhindert ist.

Wenn der drosseiförmig verengte Abschnitt am offenen Ende des Einlaßrohres für das Abgas ausgebildet ist, ergibt sich die Wirkung, daß die Pulsierung des Abgases im Rohr grob ausgeglichen wird, jedoch tritt dann beim Dämpfer der Nachteil auf, daß sich eine sekundäre Geräuschbildunr; des Gasstromes, v.'ie nachstehend näher erläutert, einstollt. Eine solche Geräuschbildung muß vermieden werden.

Wenn - wie in Fig. 13 gezeigt - das Abgas aus dem drosselförmig verengten Ende 21 eines Rohres 4 ausgestoßen wird, verläuft die Strömung des Abgases in Form eines Strahlkegels, bestehend aus einem divergierenden Diffusionsgasabschnitt 22 und einem mittleren konischen Abschnitt 23 als gleichmäßiger Geschwindigkeitskegel. Der Diffusionsgasabschnitt 22 dos Kegels des Gasstromes außer dem gleichmäßigen Gescliwindigkeitskegol 23 erzeugt die sekundäre Geräiuichbildung der Gasströmung infolge von Strömungsschatten und ähnlichem - Der sekundären Geräucchbildung der

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Gasströmung wohnt die Eigenschaft inne, daß sie zunimmt, wenn eine Schikane oder ein Hindernis 24, das nicht gasdurchlässig ist, sich dem gleichmäßigen Geschv/indigkeitskt-gel 23 nähert. Der gleichmäßige Geschwindigkeit;:.]:egel 23 bezeichnet den Bereich, in welchem die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases in dem Rohr 4 gleich dem strahlenförmigen Gasstrom und dessen Geschwindigkeit ist. Dieser Kegel weist eine konische Gestalt auf, wobei eine Grundfläche mit dem offenen Ende des Rohres übereinstimmt und eine Höhe aufweist, die 5mal so groß wie der Durchmesser D des offenen Endes ist.

Bisher sind keine v/irksamen Vorgehensweisen bekannt, die die sekundäre Geräuschbildung des Gasstromes, der durch den Kegel der strahlenförmigen Gasströmung verursacht wird, beseitigen. Die DämpfungswirUung von an sich bekannten Schalldämpfern wird hierdurch nämlich um die Hälfte reduziert, selbst wenn das offene Ende des Einlaßrohres für das Abgas drosseiförmig verengt ausgebildet ist.

Bei der Ausführungsform gemäß der Erfindung ist eine Verschlußteil 25, das ungefähr konisch ausgebildet ist und aus einem schwaramartigen Metall, wie in Fig. 12 gezeigt, hergestellt ist, an dem drosseiförmig verengten offenen Ende 21 des Einlaßrohres 4 für das Abgas, wie in Fig. 11 gezeigt ist, angeordnet. Das schwammartige oder schauiuartige Metall ist eine Art wärmebeständiges, durchgehendes, gasdurchlässiges Glied und besteht aus Metallfasern mit Metallfaden oder ähnlichem. Die verbleibenden Abschnitte des Dämpfers können auf ähnliche Art und Weise ausgebildet sein, wie dies bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen der Fall ist.

Bei der gezeigten Ausführungsform ist mit 1 der zylindrische Körper bezeichnet, mit 2 und 3 sind die stirn- und rückseitigen Endplatten, mit Ί5 eine poröse Prallplatte, die den Schalldämpfer in eine rückwärtige Kammer 10 und eine stirnseitige Kammer 19 unterteilt, während mit 7 das Auslaßrohr für das Ab-

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gas bezeichnet werden, das die rückwärtige Kammer 18 durchzieht und in die stirnseitige Kammer 19 mündet. Die Bezugsziffer 5 bezeichnet die Ableitöffnungen, die in dem Einlaßrohr 4 für das Abgas ausgebildet sind.

Die Dämpfungswirkung der Ausführungsform gemäß Fig. 11 wird im folgenden beschrieben. Das Abgas, das über das Einlaßrohr 4 für das Abgas eingeströmt ist, wird bezüglich der Pulsierung in dem Einlaßrohr 4 grob gleichgerichtet und ausgeglichen, da das offene Ende 21 drosseiförmig verengt ist,und ein Teil des Abgases strömt direkt in die rückwärtige Kammer 18 über die Ablaßöffnungen 5, so daß vermieden wird, daß der Druck in dem Einlaßrohr 4 ansteigen kann, während der Großteil des Abgases in das Verschlußteil 25 über das offene Ende 21 strömt. Da zu dieser. Zeitpunkt der stirnseitige Abschnitt des offenen Endes 21 durch das Verschlußteil 25 aus.einem gasdurchlässigen, durchgehenden porösen Material verschlossen ist, bildet sich kein Kegel einer strahlförmigen Gasströmung, wie in Fig. 13 gezeigt, und demzufolge tritt keine sekundäre Geräuschbildung des Gasstromes auf. Wird das Verschlußteil 25 als Bl nddeckel ausgebildet, dann wird das in das Verschluß teil. 25 eingeleitete Abgas weiter bezüglich der Pulsierung ausgeglichen, und das Abgas wird einer Dämpfungswirkung unterworfen, währenddem es das kontinuierliche bzw. durchgehende poröse Material, aus welchem das Verschlußteil 25 besteht,passiert,wodurch eine wiederholte Expansion und Komprimierung bzw. Verengung des Strömungsweges und eine Umleitung des Abgases erzielt werden, so daß das Abgas in der rückwärtigen Kammer 18 in ausgeglichener Form über die feinen Öffnungen in der Oberfläche des Verschlußteiles 25 eintritt.

Eine ähnliche Dämpfungswirkung wird auch dann erzielt, wenn die Höhe des Verschlußteils 25, das konusförmig ausgebildet ist, entweder größer oder kleiner als die Länge von 5D, wie zuvor erwähnt ist, ist.

Bei dieser Ausführungsform eines Schalldämpfers gemäß der Er-

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findung läßt sich die Bildung eines Kegels einer strahlförraigen Abgasströmung im drosseiförmig verengten, offenen Ende unterbinden, während das Abgas ausgeglichen wird, so daß die Erzeugung einer sekundären Geräuschbildung des Gasstromes völlig vermieden wird und der Schalldämpfer dennoch einen einfachen Aufbau aufweist, wobei ein Verschlußteil aus schwammartigem oder schaumähnlichem Metall vorgesehen ist. Hierdurch wird die Dämpfungswirkung verbessert und ein solcher Schalldämpfer weist aufgrund der besseren Dämpfung einen höheren Nutzwert auf.

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Claims

Patentansp r ü ehe

Λ.) Schalldämpfer der ExpEinsionobauart mit einem Verschluß ^ an einem zylindrischen Hauptkörper, in welchem Rohre zum Durchleiten von Abgas eingesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Endabschnitt der Rohre (4,7), der von Abgas durchströmt ist, sich allmählich und gleichmäßig im Durchmesser in Gegenrichtung zur Abgasströmungsrichtungsrichtung unter Bildung eines erweiterten offenen Abschnittes (8) erweitert.
2. Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erweiterte offene Abschnitt (8) am Auslaßrohr (7) des Abgases vorgesehen ist.
3. Schalldämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dan Vorderteil des Einlaßrohres (4) für das Abgas in Form eines Abschnittes (6) mit verringertem Durchmesser ausgebildet ist.
4. Schalldämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an die Rohrwandung des Grundabschnitts des Einlaßrohres (4) für das Abgas Ableitöffnungen (5) vorgesehen sind.
5. Schalldämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaßrohr (4) in den Hauptkörper (1) bis zur halben Länge und das Auslaßrohr (7) in den Hauptkörper (1) bis zur 3/4 der Länge ragt.
6. Schalldämpfer mit einem Kauptkörper, dessen äußere Zylinderv/amlimg mit einer stirnseitigon Endplatte und einer rückseitigen Endplatte an beiden Enden verschlossen ist,

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mit einem Einlaßrohr, das durch die stirnseitige Endplatte ragt,' und einem Auslaßrohr, das durch die rückseitige Endplatte ragt, dadurch gekennzeichnet, daß ein offener Endabschnitt des Einlaßrohres (4) innerhalb des Körpers (1) ein kontinuierliches bzw. durchgehendes poröses Glied (9) aus wärmebeständigem Material aufweist, und daß das poröse Glied (9) im Innern zufälligerweise gebildete komplizierte Gasströmungspfade aufweist.
7. Schalldämpfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das durchgehende poröse Glied (9) aus porösem Metall,aus Stahlwollematte oder einer mehrlagigen Netzstruktur aus Drahtnetzen besteht.
8. Schal-xämpfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Glied (9) zwischen kreisringförmigen,verengten Abschnitten (10,10) festgelegt ist, die am Endabschnitt des Einlaßi^ohres (4) ausgebildet sind.
9. Schalldämpfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Glied (9.) zwischen einem kreisringförmigen, verengten Abschnitt (10) und einem flanschförmigen Abschnitt (11) festgelegt ist, der am Endabschnitt des Einlaßrohres (4) ausgebildet ist.
10. Schalldämpfer mit einem zylindrischen, nicht verschlossenen Hauptgehäuse, in welches ein Einlaßrohr und ein Auslaßrohr eingesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum des Gehäuses (1) · in wenigstens eine stirnseitige Kammer (19) und eine rückseitige Kammer (18) mit Hilfe wenigstens einer porösen Trennwand (15) unterteilt ist, daß c r, Einlaßrohr (4) und das Auslaßrohr (7) auf der Trennwand (15) abgestützt sind, daß der Endabschnitt des Einlaßrohres (4) im Gehäuse (1) durch ein poröses Glied (9) aus wärm·.beständigem Material

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verschlossen ist, und daß Ableitöffnungen (5) an der Rohrwandung des Einlaßrohres (4) innerhalb der stirnseitigen Kammer (19) und am Auslaßrohr (7) innerhalb der rückwärtigen Kammer (18) vorgesehen sind.
11. Schalldämpfer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Länge a des Einlaßrohres (4) und der Länge b des Auslaßrohres (7) in dem Gehäuse (1) innerhalb nachstehenden Bereiches liegt:

a : b = -4— L : -£— L oder a : b = -^- L : -g— L

wobei L die Länge des Gehäuses (1) bezeichnet ist.
12. Schalldämpfer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich der Ableitöffnungen (5) am Einlaßrohr (4) oder am Auslaßrohr (7) innerhalb eines Bereiches von ?Aj D φ χ 4 bis 4l){!x2 liegt, wobei mit D der Rohrdurchmesser des Einlaßrohres (4) oder der des Auslaßrohres (7) bezeichnet ist.
13. Schalldämpfer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ableitöffnungen (5) am Einlaßrohr (4) vorgesehen sind, und daß das Vorderteil in Form eines Abschnitts (6) mit verändertem Durchmesser ausgebildet ist.
14. Schalldämpfer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum des Gehäuses (1) in drei Kammern, einer stirnseitigen, einer mittleren und einer rückwärtigen mit Hilfe von zwei porösen Trennwänden (15) unterteilt ist. daß das Einlaßrohr (4) und das Auslaßrohr (7) mit der rückwärtigen Kammer (18) und der stirnseitigen Kammer (19) in Verbindung sind, und d£ß

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die Ableitöffnungen (5) am Auslaßrohr (7) innerhalb der rückwärtigen Kammer (18) liegen.
15. Schalldämpfer nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrdurchmesser des Einlaßrohres (4) kleiner als der Durchmesser des Auslaßrohres (7) bemessen ist, mit dem das Einlaßrohr (4) verbunden ist.
16. Schalldämpfer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Glied (9) aus wärmebeständigem Material aus schaumartigem Metall besteht.
17. Schalldämpfer nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das schwaramartige Metall scheibenförmig ausgebildet ist.
18. Schalldämpfer mit einem Einlaßrohr für das Abgas und einem Auslaßrohr für das Abgas, wobei ein Abschnitt jeden Rohres in einem dicht verschlossenen zylindrischen Gehäuse eingesetzt ist, bei welchem das offene Ende des Abschnittes des Einlaßrohres für das Abgas im Gehäuse drosseiförmig verengt ist, dadurch gekennzeichnet , daß ein Verschlußteil (25) aus schwamniartigem bzw. geschäumtem Metall am offenen Ende (21) angeordnet ist.
19. Schalldämpfer nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum des dicht verschlossenen zylindrischen Gehäuses (1) in eine stirnseitige und eine rückseitige Kammer (18,19) durch eine Trennwand (15) unterteilt ist, daß das Einlaßrohr (4) für das Abgas in die rückwärtige Kammer (18) über die Trenn-

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wandung (15) ragt, und daß das Auslaßrohr (7) für das Abgas mit der stirnseitigen Kammer (19) über die Trennwand (15) in Verbindung steht.
20. Schalldämpfer nach Anspruch 19» dadurch gekennzeichnet, daß die Ableite:" fnun^er·. (5) am Einlaßrohr (4) für das Abgas im GehäuöO (l) ausgebildet sind.
21. Schalldämpfer nach Anspruch 18, d a d u r-c h gekennzeichnet, daß das Verschlußteil {?J>) au« Metalldrähten bzw. Metallfasern besteht.

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