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Abgas-Schalldämpfer für Brennkraft-
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maschinen.
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Die Erfindung betrifft einen Abgas-Schalldämpfer, bestehend aus einem
Gehäuse mit mindestens zwei hintereinander angeordneten Kammern mit einem, den Schalldämpfer
in seiner Längserstreckung durchdringenden, mit Abgasdurchtrittsöffnungen versehenen
Abgasführungsrohr und in dem Raum zwischen Abgasführungsrohr und Gehäuse angeordneten
Absorptionsstoff.
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Abgas-Schalldämpfer der gattungsgemäßen Art sind bereits seit den
Anfängen des Schalldämpferbaues bekannt. Diese reinen Absorptions-Schalldämpfer
sind leicht herzustellen und finden heute noch als Nachschalldämpfer in aus mehreren
Schalldämpfern bestehenden Anordnungen Verwendung. Es sind auch schon Absorptions-Schalldämpfer
mit zusätzlichen Resonatorkammern bekannt. Bei diesen Schalldämpfern ist entweder
zusätzlich eine Resonatorkammer vor oder hinter einer Absorptionskammer oder zwischen
zwei Absorptionskammern angeordnet. Eine solche Anordnung stellt zwar eine beachtliche
Verbesserung dar, erhöht jedoch die Baulänge des Schalldämpfers, was wiederum zu
erhöhtem Aufwand, auch bezüglich des Einbaues, führt. Ferner sind bereits Anordnungen
bekannt, bei denen im Bereich einer Resonatorkammer dmsenartige
Verengungen
in dem abgas führenden Rohr angeordnet sind. Diese Verengungen, die in den meisten
Anordnungen eine Unterbrechung des abgas führenden Rohres bilden und sogar im Bereich
von Übersprechöffnungen angeordnet sind, dienen dem günstigeren Anschluß der umgebenden
Kammer.
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Die bekannten Anordnungen sind, von dem einfachen Absorptionsdämpfer
abgesehen, recht aufwendig und haben insbesondere den erheblichen Nachteil, daß
durch die Pulsation des Abgases die Basaltwolle aus der Absorptionskammer ausgetragen
wird, nachdem es zuvor durch die hohe Temperaturbelastung spröde geworden und nahezu
zerfallen ist.
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Nach diesen Erkenntnissenliegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
einen Abgas-Schalldämpfer der gattungsgemäßen Art aufzuzeigen, bei weichem durch
geeignete Anordnung der an sich bei Abgas-Schalldämpfern bekannten Bauelemente eine
Versprödung des Absorptionsstoffes tind damit dessen Zerfall und dessen Austragung
durch das pulsierende Abgas vermieden wird und der damit eine höhere Lebensdauer
aufweist bei günstigen, breitbandigen Dämpfungswerten und vergleichmäßigter Abgasströmung.
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Die Aufgabe wird bei einem Schalldämpfer der gattungsgemäßen Art dadurch
gelöst, daß im Bereich der Eintrittskammer ein das Abgasführungsrohr nur auf einen
Teil seiner Länge umhüllendes, eine Resonatorkammer bildendes, mit Abgasdurchtrittsöffnungen
versehenes Rohr und in dem Abgasführungsrohr eine mit seiner Mündung in den von
der Resonatorkammer umgebenden Bereich ragende Einlaufdüse angeordnet ist.
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Mit dieser Anordnung eines Absorptions-Schalldämpfers mit integrierter
Resonatorkammer und einen Einlaufrohr
im Bereich der Resonatorkammer
wird die Haltbarkeit des Absorptionsstoffes, vorzugsweise Basaltwolle, wesentlich
verbessert, weil ein Schutz vor zu hoher thermischer Belastung und damit vor Versprödung
erzielt wird bei gleichzeitiger Verhinderung der Austragung.
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Das ermöglicht zugleich einen einfacheren Aufbau unter Verwendung
der vielfach erprobten Bauteile.
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Eine weitere Verbesserung in der Fertigung und in Bezug auf die Lagerhaltung
der zur Fertigung erforderlichen Einzelteile wird dadurch erreicht,daß die Resonatorkammer
aus zwei Halbschalen gebildet und eintritts- und austrittsseitig zur Befestigung
an dem Abgasführungsrohr auf dessen Aussendurchmesser verjüngt ist. Diese beiden
Halbschalen werden bei der Montage auf das Abgasführungsrohr aufgesetzt und die
angeformten Flansche miteinander verschweißt. Dabei weist diese Resonatorkammer
gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung einen ovalen Querschnitt mit solchen angeformten
Flanschen auf. Durch diese Ausgestaltung mit ovalem Querschnitt wird eine Vergrößerung
des Resonatorvolumens erreicht und eine Anpassung an eine ebenfalls ovale Form des
Abgas-Schalldämpfers bei kreisrundem Abgasführungsrohr. Eine solche Kontur des Abgasschalldämpfers
träfsttbekanntlich zu einer geringeren Einbauhöhe bei'und/in vielen Ausführungen
schon üblich. Natürlich ist auch die Ausgestaltung der Resonatorkammer als beiderseits
verjüngtes Rohr möglich.
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Es hat sich als besonders zweckmäßig herausgestellt, daß die Einlaufdüse
in dem Eingangsbereich der zweiten Kammer befestigt ist und mit dem verjüngten Teil
bis in etwa die Mitte der Eintrittskammer ragt. Diese Anordnung hat sich als am
günstigten erwiesen, den Schutzef-.fekt auf den Absorptionsstoff und eine Vergleichmäßigung
der
Strömung zu bewirken, wobei letzteres wichtig ist für die Austragung des Schallschluckstoffes
und für die VerbeSserung der Schalldämpfwirkung.
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Weiterhin hat es sich als günstig erwiesen, das Abgasführungsrohr
im Bereich der Gasaustrittsöffnungen (der Perforation) innerhalb der zweiten Kammer
mit einer Matte aus Metallgestrick zu umgeben. Auch diese an sich bekannte Maßnahme
trägt dazu bei, die Austragung von Absorptionsstoff - zu verhindern und den Schallschluckstoff
vor Überhitzung zu schützen.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles
näher erklärt und weitere Merkmale beschrieben In der zugehörigen Zeichnung zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Abgas-Schalldämpfer und Fig. 2 einen Querschnitt
im Bereich der Eintrittskammer des Abgas-Schalldämpfers nach Fig. 1.
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Der in der Zeichnung dargestellte Abgas-Schalldämpfer besteht aus
einem Gehäuse 1, das eingangsseitig durch 2 einen Boden/und ausgangsseitig durch
einen Boden3abgeschlossen ist. Der Schalldämpfer kann beliebigen Querschnitt aufweisen.
Die dargestellte Form von ovalem Querschnitt hat besondere Vorteile in Bezug auf
den Einbau unter dem Bodenblech von Kraftfahrzeugen, weil er gegenüber einem Schalldämpfer
mit kreisrundem Querschnitt eine größere Bodenfreiheit des Fahrzeuges bewirkt. Ein
in dem Gehäuse angeordneter Zwischenboden 4 unterteilt dieses in eine Eintrittskammer
5 und eine weitere Kammer 6,durch weitere Zwischenböden können noch weitere Unterteilungen
erfolgen. Die Länge der einzelnen Kammern kann unterschiedlich sein und ergibt
sich
durch die akustischen Anforderungen. In dem dargestellten Beispiel ist die Eintrittskammer
5 kürzer als die zweite Kammer 6. In dem Gehäuse 1 ist ein Abgasfubrungsrohr 7 als
zentral angeordnetes Rohr. Natürlich kann es auch außermittig angeordnet sein und
sogar zur Verlängerung des Abgaswesges bei gleicher Baulänge des Gehäuses 1 z. B.
im Bereich der zweiten Kammer 6 abgebogen verlaufen, etwa durch eine zugposaunenartige
Führung. Diese Abart kann besonders angewendet werden, wenn das Abgasführungsrohr
7 außermittig verläuft und - bezogen auf Fig. 2 - etwa in dem linkes der Mitte liegenden
Teil des Bodens 2 eingeführt wird und den Abgas schalldämpfer in dem rechts der
Mitte liegenden Teil des Abschlußbodens 3 verläßt. Dieses Abgasführungsrohr 7 ist
im vorliegenden Ausführungsbeispiel im Bereich der Eintrittskammer 5 und der zweiten
Kammer 6 mit Gasdurchtrittsöffnungen 8 versehen. Diese Perforation setzt lediglich
im Bereich des Zwischenbodens 4 und der Befestigung der Einlaufdüse 9 sowie des
Anschlusses der die Resonatorkammer 12 bildenden Halbschalen (13a, 13b) aus. Die
Gasdurchtrittsöffnungen 8 sind vorzugsweise im Bereich der Eintrittskammer 5 größer
als im Bereich der zweiten Kammer 6.
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Das Abgasführungsrohr 7 ist in dem perforierten Bereich innerhalb
der zweiten Kammer 6 von einer Matte 16 aus Metallgestrick, z. B. Chromstahlwolle,
umgeben und der verbleibende Raum zwischen dem Abgasführungsrohr 7 bzw.
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der Matte 16 und dem Gehäuse 1 mit Absorptionsstoffl7, z. B. Basaltwolle
ausgefüllt. In dem Abgasführungsrohr 7 ist eine Einlaufdüse 9 derart angeordnet,
daß sie mit ihrem zylindrischen Teil 10 in dem Eingangsbereich der zweiten Kammer
6 befestigt ist und mit ihrer Mündung 11 in den Bereich der Eintrittskammer 5 ragt.
Diese Einlaufdüse
9 ist nicht perforiert und in bekannter Weise
nach Art einer Lavaldüse ausgebildet. Die Mündung 11 weist einen geringeren Durchmesser
auf als der Innendurchmesser des Abgasführungsrohres 7, so daß das Abgas den Mündungsteil
10 mit seinem sich in Strömungsrichtung kegelförmig erweiternden Teil umströmen.kann.
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In Verbindung mit dem nichtperforierten Teil des Abgasführungsrohres
7 entsteht somit eine Pufferkammer, was sowohl für die Beruhigung der Abgasströmung
und deren Vergleichmäßigung als auch für die Verbesserung der akustischen Wirkung
vorteilhaft ist. Im Bereich der Eintrittskammer 5 ist ferner, das Abgasführungsrohr
umhüllend, eine Resonatorkammer 12 angeordnet.
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Diese besteht entweder aus einem sich an beiden Enden auf den Außendurchmesser
des Abgasführungsrohres 7 sich verjüngenden Rohr oder, wie im dargestellten Beispiel,
aus zwei Halbschalen 13, 13b, die Gasdurchtrittsöffnungen 14 aufweisen und so geformt
sind, daß sie eingangs- und ausgangsseitig mit dem Abgasführungs rohr 7 verbunden
sind. Dabei kann die Verbindung der Halbschalen 13a, 13b mit dem Rohr 7 einseitig,
vorzugsweise stromabseitig fest und auf der anderen Seite lose als Schiebesitz ausgebildet
sein. Der'Raum zwischen der Resonatorkammer 12 und dem Gehäuse 1 ist ebenfalls mit
Schallschluckstoff 18, z. B. Basaltwolle, ausgefüllt. Bei der bevorzugten dargestellten
Anordnung ragt die Einlaufdüse 9 bis etwa in die Mitte der Eintrittskammer 5. Sie
kann jedoch auch bis z. B. zu dem ersten Drittel der Kammer 5 geführt werden. Die
dargestellte Ausführung hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen.
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