DE3843826C2 - - Google Patents
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- DE3843826C2 DE3843826C2 DE19883843826 DE3843826A DE3843826C2 DE 3843826 C2 DE3843826 C2 DE 3843826C2 DE 19883843826 DE19883843826 DE 19883843826 DE 3843826 A DE3843826 A DE 3843826A DE 3843826 C2 DE3843826 C2 DE 3843826C2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N1/00—Silencing apparatus characterised by method of silencing
- F01N1/08—Silencing apparatus characterised by method of silencing by reducing exhaust energy by throttling or whirling
- F01N1/10—Silencing apparatus characterised by method of silencing by reducing exhaust energy by throttling or whirling in combination with sound-absorbing materials
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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Description
Die Erfindung betrifft einen Schalldämpfer zur Dämpfung von Schall
wellen, entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Die Schalldämpfung wird bei Absorptionsschalldämpfern allgemein
durch Reflexion der Schallwellen an Übergangsflächen zwischen Medien
mit unterschiedlichen Schallabsorptionskoeffizienten erreicht.
Dabei wird die Schallenergie in Wärme umgewandelt. Ein zweckmäßiger
Schalldämpfer soll die Schallfortleitung stark, die Strömung und
damit die Motorleistung jedoch wenig behindern. Da die längenbezogene
Dämpfung mit der Frequenz wächst, weisen derartige Schalldämpfer
meist eine, gegenüber den Querabmessngen große Länge auf. Die
Leistungsgrenze eines Schalldämpfers bezüglich seiner Dämpfungseigen
schaften ergeben ich nach oben hin dadurch, daß die Wirksamkeit
bei hohen Frequenzen sinkt, weil die Schallwellen infolge der kleinen
Wellenlänge und Wellenamplitude den Strömungskanal passieren können,
ohne von den Wänden beeinflußt zu werden. Nach unten ist die Wirksam
keit eines Schalldämpfers dadurch begrenzt, daß die tiefste Frequenz
mit nennenswerter Dämpfung durch die Schichtdicke des schallabsorbie
renden Materials bestimmt wird. Um einen befriedigenden Schalldämpfungs
grad zu erreichen, ist es überdies erforderlich, den Schalldämpfer
möglichst exakt auf die Leistungsdaten des zugeordneten Verbrennungs
motors abzustimmen.
Bei einem bekannten Schalldämpfer dieser Art (DE-GM 84 19 475.8)
ist in einem Gehäuse ein von porösem Stoff umgebendes Rohr mit im
Querschnitt unterschiedlich langen Achsen angeordnet. Das ovale
oder elliptische Rohr, in das zusätzlich mehrere Diffusoren eingesetzt
sind, weist gegenüber üblichen runden Rohren verbesserte Schallab
sorptionseigenschaften auf. Dennoch sind die Schalldämpfungseigen
schaften vor allem bei kurzer Bauweise des Schalldämpfers nicht
befriedigend.
Weiter ist es bekannt, einen Abgasschalldämpfer für Dieselmotoren,
Kompressoren und dergleichen einzustzen, der ein dünnwandiges,
spiralförmig gedrehtes Innenrohr aufweist, das im Querschnitt recht
eckig ist, wobei die Außenecken dieses Rohres entfernt sind (US-
PS 39 57 133). Dadurch soll erreicht werden, daß einerseits im
Abgas mitgeführte Flüssigkeit problemlos aus dem Innenrohr entwei
chen kann und daß andererseits die zur Schalldämpfung verwendete
Metallwolle nicht zum Ende des Dämpfers hin verdichtet wird. Der
Einsatz eines solchen Abgasschalldämpfers ist jedoch auf die Gebiete
beschränkt, in denen es möglich ist, querdurchströmte Abgasschalldäm
pfer einzusetzen. Ferner sind auch Schalldämpfer bekannt, die in
einem Innenrohr zur Verbesserung der Schalldämpfung zusätzliche
weitere Innenrohre besitzen. Durch eine solche Konstruktion kann
jedoch die Schalldämpfung nur unwesentlich verbessert werden,
da es dabei zu einem Überströmen der Schallwellen zwischen den
Rohren kommt (US-PS 46 35 753).
Weiterhin ist es bekannt, zu anderen Zwecken, wie zum Beispiel
zur Abgasreinigung, mehrere Rohre nebeneinander in einem Mantelrohr
anzuordnen. Derartige Anordnungen sind jedoch nicht in der Lage,
Schallwellen nachhaltig zu dämpfen. Ein Grund dafür ist darin zu
suchen, daß durch das Überströmen der Schallwellen von einem Rohr
auf das nächste benachbarte Rohr keine Möglichkeit vorhanden ist,
eine nennenswerte Dämpfung der Schallwellen in dem Zwischenraum
zwischen den beiden Rohren zu erreichen.
Die Erfindung stellt sich nun zur Aufgabe, einen Schalldämpfer
der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß einerseits
eine stärkere Schalldämpfung erreicht wird und andererseits die
Motorleistung nur geringfügig geschmälert wird.
Die Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten
Merkmale gelöst. Bei einer solchen Ausbildung wird durch ein Verformen
des Innenrohres die Übergangsfläche zwischen Strömungskanal und
den schallabsorbierenden Medien nachhaltig vergrößert. Dadurch
ist es möglich, unter Beibehaltung des Strömungsquerschnittes eine
gegenüber bekannten Schalldämpferformen vergrößerte Übergangsfläche
zu erreichen. Da es sich bei der aus dem Verbrennungsmotor austretenden
Strömung bereits um eine turbulente Strömung handelt, sind bezüglich
der Leistungsverluste die durch die vergrößerte Übergangsfläche
hervorgerufen, vermehrt auftretenden Randeinflüsse zu vernachlässigen.
Werden zudem die Ecken des Innenrohrs ausgerundet, kann die Lebens
dauer des Schalldämpfers erheblich erhöht werden. Der hinter dem
Verbrennungsmotor angeordnete Schalldämpfer ist nämlich aufgrund
von Pulsationsbewegungen, die durch die Bewegungen der Kolben her
vorgerufen werden, starken Schwingungen ausgesetzt, die zu einer
Materialermüdung führen können. Bei diesen Pulsationsbewegungen
können Druckdifferenzen im Bereich von 2 bar auftreten.
Bei einer Ausbildung entsprechend dem Patentanspruch 3 kann
weiterhin durch Befestigung von Stegen an den Seiten des Innenrohrs
dem Durchströmen der Schallwellen von einer Ausformung des
sternförmigen Vielecks zur nächsten Ausformung wirksam begegnet
werden. Aus fertigungstechnischen Gründen bietet es sich an, die
Verformungen des Rohres punktsymmetrisch zum Mittelpunkt des Rohres
auszuführen. Selbstverständlich sind jedoch auch asymmetrische
Verformungen des Rohres denkbar.
Das Dämpfungsmaß D berechnet sich allgemein nach der folgenden
empirischen Formel.
D = 1,1 a L U / A
a) = akustischer Widerstand
L) = Länge des Dämpfers
U) = Umfangslänge
A) = Strömungsquerschnitt
L) = Länge des Dämpfers
U) = Umfangslänge
A) = Strömungsquerschnitt
Je größer das Dämpfungsmaß D, desto besser ist die Dämpfung. Bei
vorgegebenem akustischen Widerstand a und vorgegebener Länge L
kann das Dämpfungsmaß D lediglich durch die weiteren geometrischen
Einflußgrößen Umfangslänge U und Strömungsquerschnitt A vergrößert
werden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen an einem
Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt durch den erfindungsgemäßen
Schalldämpfer,
Fig. 2 einen Querschnitt entsprechend Linie II-II von Fig. 1,
Fig. 3 einen Querschnitt entsprechend Fig. 2 in einer wei
teren Ausbildung der Erfindung.
Bei einem Abgasschalldämpfer für Verbrennungsmotoren befindet sich
in einem Mantelrohr 10 ein gasdurchlässiges, längsdurchströmtes
Innenrohr 11. Der Strömungsquerschnitt des Innenrohrs beeinflußt
unmittelbar die Motorleistung. In dem Raum 14 zwischen Mantelrohr
10 und Innenrohr 11 sind die Schallenergie verringernde Medien
mit größerem Schallabsorptionskoeffizienten untergebracht. Dabei
handelt es sich zum Beispiel um Mineralwolle oder bei besonderen
wärmetechnischen Verhältnissen um Edelstrahlwolle. Die
Schalldämpfung findet vor allem an der Übergangsfläche zwischen
dem Innenrohr 11 und den die Schallenergie verringernden Medien
statt. Die eine Erstreckung dieser Übergangsfläche entspricht dabei
dem Umfang des Innenrohrs 11, während die andere Erstreckung
dieser Fläche durch die Länge des Schalldämpfers vorbestimmt ist.
Zur Erzeugung einer größeren Übergangsfläche stellt das Innenrohr
11 im Querschnitt ein Vieleck mit in den Innenraum des Vielecks
hineinverformten Seitenlinien 11 b dar. Mantelrohr 10 und Innenrohr
11 sind konzentrisch angeordnet. Um die Lebensdauer des Schalldämpfers
zu erhöhen, sind zumindest die Außenecken 11 d dieses Vielecks ausgerun
det. Zu diesem Zweck kann es auch angebracht sein, die nach innen
verformten Seitenlinien 11 b auszurunden.
Um ein Durchstrahlen zwischen einzelnen Armen des sternförmigen
Innenrohres 11 zu vermeiden, können an den Seitenlinien 11 b Stege
15 befestigt werden. Um einen Übergang der Schallwellen aus dem
Strömungsquerschnitt in das schallabsorbierende Medium zu gewährleisten,
kann das Innenrohr 11 wenigstens auf einem Teil seiner Länge perforiert
sein. Vorzugsweise stellt das vieleckige Innenrohr 11 ein Dreieck
dar. Die sternförmigen Arme des vieleckigen Innenrohres 11 besitzen
zueinander parallele, in geringem Abstand befindlichen Flanken 11 c,
die durch Kreissegmente 11 d miteinander verbunden sind. Dabei kann
durch die Verformung des Innenrohrs die Umfangsfläche des Innen
rohrs die Mantelfläche des Außenrohrs annähernd erreichen oder
diese gar überschreiten. Um eine möglichst genaue Abstimmung zu
erreichen, empfiehlt es sich, bei kurzer Baulänge vor allem zur
Verwendung an Zweiradfahrzeugen, den Schalldämpfer auf die halbe
Wellenlänge der erzeugten Schallwellen im Bereich des Maximaldreh
momentes des Motors abzustimmen.
Aus fertigungstechnischen Gründen ergibt sich ein punktsymmetrischer
Querschnitt des Schalldämpfers. Denkbar sind jedoch auch andere,
nicht symmetrische Querschnittsformen. Der Schalldämpfer ist zwischen
einem Sammelrohr 17 und einem Endrohr 16 angeordnet. Dabei wird
möglichst versucht, einen fließenden Übergang von den Rohren 17,
16 auf den Schalldämpfer zu gewährleisten.
Bei einem solchen Schalldämpfer ist es möglich, bei einem Strömungs
querschnitt, der einem Rohr mit einem Durchmesser von 40 mm entspricht,
einen Umfang zu erreichen, der einem Rohr mit einem Durchmesser
von 80 mm entspricht.
Die Umfangslänge U hat in diesem Fall beispielsweise einen Wert von
ungefähr 250 mm, die Strömungsfläche einen Wert von 1250 mm2. Der
Faktor U / A in de oben angegebenen Formel wird damit zu 0,2. Bei einem
üblichen Rohr mit einem Durchmesser von 40 mm ergibt sich der Faktor
U / A = 2/ r zu 0,05. Das Dämpfungsmaß wird also bei diesem Beispiel um
den Faktor 4 vergrößert.
Claims (8)
1. Abgasschalldämpfer für Verbrennungsmotoren, bestehend aus einem
Mantelrohr (10) und einem gasdurchlässigen, im Mantelrohr ange
ordneten, längsdurchströmten, im Querschnitt ein Vieleck bilden
den Innenrohr (11), mit den Raum (14) zwischen Mantelrohr (10)
und Innenrohr (11) ausfüllenden, die Schallenergie verringernden
Medien mit größerem Schallabsorptionskoeffizienten,
dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (11) in den Innenraum
des Vielecks hinein verformte Seitenlinien (11 b) aufweist und
daß die Ecken (11 a) des sternförmigen, auf einem Teil seiner
Länge perforierten Innenrohres (11) ausgerundet sind.
2. Schalldämpfer nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Mantelrohr (10) und das Innenrohr (11) konzentrisch
angeordnet sind.
3. Schalldämpfer nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Umfangsfläche des Innenrohres (11) durch an den Seitenli
nien (11 b) befestigte Stege (15) vergrößert ist.
4. Schalldämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das Innenrohr (11) dreieckförmig ist.
5. Schalldämpfer nach Patentanspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeich
net, daß die Ausformungen des Innenrohres (11) zueinander paral
lele, in geringem Abstand befindliche Flanken (11 c) aufweisen.
6. Schalldämpfer nach einem der vorhergehenden Patentansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß er bei kurzer Baulänge, zum Beispiel
zur Verwendung an Zweiradfahrzeugen, auf die halbe Wellenlänge
der erzeugten Schallwellen im Bereich des Maximaldrehmomentes
des Motors abgestimmt ist.
7. Schalldämpfer nach einem der vorhergehenden Patentansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (11) symmetrisch zum
Mittelpunkt des Mantelrohrs (10) verformt ist.
8. Schalldämpfer nach einem der vorhergehenden Patentansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (11) des Schalldämpfers
mit fließenden Übergängen zwischen einem Sammelrohr (17) und
einem Endrohr (16) angeordnet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883843826 DE3843826A1 (de) | 1988-12-24 | 1988-12-24 | Schalldaempfer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883843826 DE3843826A1 (de) | 1988-12-24 | 1988-12-24 | Schalldaempfer |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3843826A1 DE3843826A1 (de) | 1990-06-28 |
DE3843826C2 true DE3843826C2 (de) | 1990-10-04 |
Family
ID=6370214
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19883843826 Granted DE3843826A1 (de) | 1988-12-24 | 1988-12-24 | Schalldaempfer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3843826A1 (de) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7364011B2 (en) * | 2002-04-05 | 2008-04-29 | Martin Hirschorn | Attenuating power booster |
CN105402136A (zh) * | 2015-12-09 | 2016-03-16 | 广东美芝制冷设备有限公司 | 压缩机消音器以及具有其的旋转式压缩机 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3957133A (en) * | 1975-09-10 | 1976-05-18 | Scovill Manufacturing Company | Muffler |
DE8419475U1 (de) * | 1984-06-28 | 1984-09-20 | Schüle, Rolf | Auspuff-schalldaempfvorrichtung |
JPS61291714A (ja) * | 1985-06-17 | 1986-12-22 | Jiyun Itani | ノイズコンバ−タ |
-
1988
- 1988-12-24 DE DE19883843826 patent/DE3843826A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3843826A1 (de) | 1990-06-28 |
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