DE9315426U1 - Schalldämpfer - Google Patents

Description

Schalldämpfer

Die Erfindung betrifft einen Schalldämpfer für die Auspuff-Schalldämpfung, mit mindestens einem porösen Absorber als Absorbtionsdämpfer, insbesondere für einen Antriebsmotor eines Wasserfahrzeuges.

Schalldämpfer sind in vielfacher Ausbildung bekannt. Ihre Wirkung beruht auf der Ausdämpfung der Schallschnelle, d.h. der Wechselströmung durch Reibung in porösen Stoffen von großer innerer Oberfläche wie Asbest-, Glas- und Metallwolle. Die Anordnung des Absorbtionsmaterials ist derart, daß der Abgasstrom mittels Berührerzwischenwand von der Oberfläche des Schluckstoffes getrennt ist, so daß akustische Kettenglieder, d.h. Resonatoren gebildet werden, von denen mindestens zwei bis fünf Resonatoren innerhalb eines zylindrischen Gehäuses angeordnet sind; vgl. Bussien "Automobiltechnisches Handbuch", Band 1, 18. Aufl., Berlin 1965, S. 866.

Abgesehen davon, daß Asbest-, Glas- und Metallwolle relativ hohe Strömungswiderstände aufweisen, ist ihre Verwendung im Bereich der Schalldämmung für Schiffsmotoren wenig geeignet, da dort sowohl durch das Auspuffgas/Kühlwassergemisch als auch durch Spritzwasser solche Gewebe sich rasch voll Wasser saugen und ihre Schalldämpfungseigenschaft schnell verlieren, ganz abgesehen davon, daß dabei der Strömungswiderstand stark ansteigt, was sich auf die Motorleistung negativ auswirkt.

Zur Geräuschminderung der aus den Entlüftungsleitungen fluidischer Systeme austretenden und sich dabei entspannenden Druckluft werden Schalldämpfer verwendet,

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die einen porösen Körper aus Sintermetall oder Kunststoff aufweisen, durch den der Luftstrahl ins Freie geleitet wird.

Solche Schalldämpfer können in aller Regel bei Verbrennungsmotoren nicht angewendet werden, da ihr Strömungswiderstand für mit Verbrennungspartikeln durchsetzte Auspuffgase zu hoch ist und diese Temperaturen bis über 900° Celsius betragen können.

Andererseits besteht insbesondere für kleine Bootseinheiten ein erheblicher Bedarf für kleinbauende einfach zu handhabende Schalldämpfer, da dort der zur Verfügung stehende Raum sehr beengt ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen neuen Schalldämpfer für die Auspuff-Schalldämpfung eines Schiffs- oder Bootsmotors zu schaffen, der aus modularen Bausteinen bestehend zu beliebigen Auspuffgrößen und dementsprechend unterschiedlichen Kammergrößen zusammenfügbar ist.

Ausgehend von einem Schalldämpfer für die Auspuff-Schalldämpfung mit mindestens einem porösen Absorber als Absorbtionsdämpfer ist gemäß der Erfindung diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein fester, blasenförmig offenporig strukturierter Keramikschaum mit 10 bis 30 Poren pro 2,54 cm (10 bis 30 ppi) in rechteckiger quadratischer oder runder Querschnittsform als die Querschnittsfläche des Auspuff-Strömungskanals mindestens teilweise bedeckender Absorber ausgebildet ist.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Absorber Teil eines Einkammer-Schalldämpfers.
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In Abhängigkeit der Motorleistung ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung der Absorber jeweils

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Teil einer Reflexionskammer eines mehrere Reflexionskammern aufweisenden Schalldämpfers.

Vorteilhafterweise sind die Außenwandungen des Schalldämpfers als ein Gummi- oder Neoprenschlauchstück ausgebildet, in das ein oder mehrere Absorber zwecks Bildung ein oder mehrerer Reflexionskammern eingesetzt sind und dessen Stirnseiten ein Ein- bzw. Auslaßstück zugeordnet sind.
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Unabhängig von seiner geometrischen Ausbildungsform weist der Schalldämpfer neben dem Gasauslaß wenigstens eine Wasserabflußöffnung auf.

Durch die Erfindung wird ein wenig Raum beanspruchender, an beliebige Einbauverhältnisse und an unterschiedliche Motorleistung leicht anpaßbarer, wohlfeiler Schalldämpfer geschaffen, der, wie Versuche gezeigt haben, eine hervorragende Lärmdämpfung ohne nennenswerte Minderung der Leistung des Verbrennungsmotores ermöglicht. Der blasenförmig, offenporig strukturierte, feste Keramikschaum ist gegenüber Wasser völlig unempfindlich, behält auch bei hohen Temperaturen (bis über 1000°) seine struktur und weist, was besonders vorteilhaft ist, einen sehr niedrigen Strömungswiderstand für die durchströmenden Auspuffgase auf. Die vorteilhafte Ausbildung des Absorbers als Einsatz ermöglicht diesen an jede handelsübliche Schlauchgröße anzupassen, was zu einer großen Flexibilität in der Ausgestaltung des Auspuffsystems insbesondere unter Berücksichtigung der beengten Raumverhältnisse bei Wasserfahrzeugen z.B. in Form von Booten führt. Darüberhinaus ist der neue Schalldämpfer überaus einfach herstellbar, da im wesentlichen handelsübliche Bauelemente verwendet werden, die entsprechend dem jeweiligen Anwendungsfall auf einfache Weise zusammenfügbar sind.

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Die Erfindung ist nachfolgend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles beschrieben. Im einzelnen zeigen
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Figur 1 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht einer als Anbaueinheit ausgebildeten Anordnung für die Vortriebserzeugung für ein Wasserfahrzeug mit dem Schalldämpfer gemäß der Erfindung

Figur 2 in vergrößerter Darstellung einen Schnitt durch den Schalldämpfer gemäß Figur 1,

Figur 3 einen Querschnitt durch den Schalldämpfer

gemäß Figur 2 und

Figur 4 mögliche Einbaulagen des Schalldämpfers gemäß der Erfindung.

Am Heck eines in Figur 1 nicht näher dargestellten Wasserfahrzeuges - z.B. am Bootsspiegel BS eines Schlauchbootes - ist eine dort befestigte Anordnung A zur Erzeugung des gewünschten Vortriebes in Form eines Wasserstrahlantriebes dargestellt. Die Anordnung A umfaßt ein Motoraggregat M und ein Pumpenaggregat P, das über einen Einlauf E Wasser aufnimmt, beschleunigt, und über eine Düse D ausstößt. Die Motor- und die Pumpenaggregate M und P stehen über eine Kraftübertragungsvorrichtung K miteinander in Antriebsverbindung. Die mit Kühlwasser versetzten Verbrennungsabgase des Motoraggregats M werden über einen Abgaskrümmer AK einem Schalldämpfer S zugeführt und über ein Auspuffrohr R ausgestoßen.

Wie Figur 2 zeigt, umfaßt der Schalldämpfer S ein Schlauchstück 10 aus hitzebeständigem Gummi, Kunststoff

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oder Metall, ebensolche Einlaß- und Auslaßstücke 11 und 12, zwischen denen einzelne Kammern, im vorliegenden Ausführungsbeispiel zwei aktive Kammern 13 und 14, gebildet sind. Diese Kammern werden von napfförmigen ebenfalls aus hitzebeständigem Kunststoff oder Metall bestehenden, im Durchmesser geringfügig größer als der Innendurchmesser des Schlauches gehaltenen, und dadurch im Einbauzustand durch Klemmung fixierten Einsatzstücken 16 begrenzt, die auf ihren dem Auslaßstück 12 zugewandten Flächen außermittig angeordnete auf den Einsatzstücken dort vorgesehene Durchbrüche 19 abdeckende Absorber 20 tragen.

Wie insbesondere aus Figur 3 hervorgeht, weisen die Einsatzstücke ferner in ihrem unteren Randbereich angeordnete Durchbrüche 21 auf, die als Abflußöffnungen für das beim Dämpfungsvorgang aus dem Auspuffgas ausfallende Wasser dienen. Die Lage der Durchbrüche 21 kann auf der Außenhaut des Schlauchstückes 10 durch Marken 30 angegeben sein, so daß die Einbaulage entsprechend der unterschiedlichen Bootstypen auf einfache Weise erkannt und der Einbau auch von ungeübten Arbeitskräften ausgeführt werden kann.

Es ist ferner möglich, sowohl die Durchbrüche 19 als auch die Durchbrüche 21 radial am Randbereich der Einsatzstücke 16 oder auf diesem verteilt anzuordnen, wobei der Durchbruchsquerschnitt den Erfordernissen entsprechend der zu bedienenden Motorleistung zu bemessen sind.

Die Einlaß- und Auslaßstücke sowie die Einsatzstücke sind mit dem Schlauchstück 10 gasdicht verbunden, wobei erstere mittels Schlauchbindern 22 oder Federklemmmanschetten in ihrer Lage gehalten sind, über die Stutzen 23 und 24 vom Ein- und Auslaßstück sind die Zu-

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und Ableitungen ebenfalls in an sich bekannter Weise z.B. mittels Kupplungsglieder 25 gasdicht verbunden.

Die Absorber 20 bestehen aus einem festen, blasenförmig 5 offenporig strukturierten Keramikschaum mit 10 bis 30 Poren pro 2,54 cm (10 bis 30 ppi) und können außer der dargestellten rechteckigen Form auch eine quadratische oder runde Querschnittsform aufweisen. Ein solcher Keramikschaum ist unter dem Warenzeichen SIVEX F der Firma Foseco Gesellschaft für Chemisch-metallurgische Erzeugnisse mbH Borken, Gelsenkirchener Straße 10 erhältlich. Die Absorber werden mittels nicht dargestellter Klammern klipp-artig in an sich bekannter Weise, oder durch aus der Raumfahrt bekannte, hitzebeständige Kleber im Durchbruch 19 des Einsatzstückes 16 gehalten.

Je nach Art und Leistung des Motoraggregates M sind die Größe der Einsatzstücke und der zugeordneten Absorber durch einfache Versuche bestimmbar. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Einsatzstücke derart in das entsprechend auszuwählende Schlauchstück eingesetzt, daß die Absorber 20 gegeneinander versetzt zur Wirkung gelangen. Auf diese Weise entsteht ein aus modulasen Bausteinen bestehender Schalldämpfer aus einer Kombination von Schallabsorber und Reflexionsschalldämpfer. Hierbei ist darauf zu achten, daß die Durchbrüche 19 jeweils in Bezug auf Figur 3 nahe dem Rand der Einsatzstücke angeordnet sind. Ebenso ist die Größe der einzelnen Kammern und damit auch die Länge des Schlauchstückes 10 durch einfache Versuche rasch bestimmbar. Nach Aufsetzen und Befestigen von Ein- und Auslaßstück an den Stirnseiten des Schlauchstückes 10 ist der beschriebene Schalldämpfer betriebsbereit.

Selbstverständlich können, wenn damit gute Schalldämpfungsergebnisse erzielbar sind, alle Absorber 20

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gleichachsig zum Schlauchstück 10 angeordnet sein. Bei Motoraggregaten sehr geringer Leistung kann auch lediglich ein Einsatzstück mit entsprechend dimensioniertem Absorber zur geforderten Schalldämpfung ausreichend sein.

Mögliche Einbaulagen des Schalldämpfers sind in der Figur 4 dargestellt. Bei gleicher Baulänge X und gleichem Durchmesser Y sind dort dem jeweiligen Schlauchstück 10 unterschiedlich geformte Ein- und Auslaßstücke 11 und 12 zugeordnet, um den vorstehend beschriebenen Schalldämpfer den jeweiligen Raumverhältnissen anpassen zu können.

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Claims (1)

1. Schutzansprüche

   1. Schalldämpfer für die Auspuff-Schalldämpfung, mit mindestens einem porösen Absorber als Absorbtionsdämpfer, insbesondere für einen Antriebsmotor eines Wasserfahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß ein fester, blasenförmig offenporig strukturierter Keramikschaum mit 10 bis 30 Poren pro 2,54 cm (10 bis 30 ppi) in rechteckiger, guadratischer oder runder Querschnittsform als die Querschnittsfläche des Auspuff-Strömungskanals mindestens teilweise bedeckender Absorber 20 ausgebildet ist.

   2. Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Absorber (20) Teil eines Einkammer-Schalldämpfers ist.

   3. Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Absorber (20) jeweils Teil einer Reflexionskammer eines mehrere Reflexionskairanern (13, 14) aufweisenden Schalldämpfers (S) ist.

   4. Schalldämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwandung der Reflexionskammern (13,14) von einem Schlauchstück (10) gebildet ist, in das ein oder mehrere Absorber (20) tragende Einsatzstücke (16) eingesetzt sind.

   5. Schalldämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den Einsatzstücken (16) Wasserabflußoffnungen (21) vorgesehen sind.

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   6. Schalldämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schlauchstück (10) mit kreisrundem Querschnitt (10) mehrere Reflexionskammern (13,14) begrenzende napfförmig ausgebildete Einsatzstücke (16) umfaßt, die auf den Einsatzstücken vorgesehene Durchbrüche (19) abdeckende Absorber (20) tragen, und daß den Stirnseiten des Schlauchstückes (10) ein Einlaßstück (11) bzw. ein Auslaßstück (12) zugeordnet ist.
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   7. Schalldämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage der die Durchbrüche (21) kennzeichnenden Marken (30) auf der äußeren Mantelfläche des Schlauchstückes (10) angeordnet sind.

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