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Schalldämpfer für Brennkraftmaschinen.
Die Erfindung betrifft einen Schalldämpfer für Brennkraftmaschinen mit einem spiralig geführten, in seiner Wand in Abständen mit Durchtrittsöffnungen versehenen Kanal und besteht darin, dass die Spirale längliehrund ist, derart, dass zwischen Bogenstücken gerade oder nahezu gerade Teile liegen.
Es sind Schalldämpfer bekannt, die einen spiralig gewundenen Kanal aufweisen, in dessen Wand in Abständen Öffnungen vorgesehen sind. Bei diesen bekannten Ausführungen wird der Kanal aber schneckenförmig, also ununterbrochen in Kurvenform geführt, was zur Folge hat, dass solche Schalldämpfer bei Ausführung des Kanals in erforderlicher Länge Formen und Abmessungen aufweisen, die ihre Verwendung an Motorfahrzeugen unmöglich machen. Ausserdem ist der Strömungswiderstand in solchen über die ganze Länge gekrümmten Kanälen ein sehr grosser und macht sieh als Kraftverlust unangenehm fühlbar.
Bei der Ausführung gemäss der vorliegenden Erfindung werden hingegen durch die Einschaltung von geraden oder nahezu geraden Kanalteilen zwischen die Bogenstücke auch bei langen Kanälen gebrauchsfähige Formen und Abmessungen des Schalldämpfers erreicht. Ausserdem bleibt der durch die Krümmungen bedingte Strömungswiderstand und damit der Kraftverlust gering.
Der Kanal kann in bekannter Weise in der Strömungsrichtung sich allmählich verjüngenden
Querschnitt besitzen, damit das Gas auch bei verminderter Spannung noch austritt ; zweckmässig wird aber die Verjüngung nur in geraden oder nahezu geraden Teilen des Kanales vorgesehen, wogegen die Bogenstücke gleichbleibenden Querschnitt behalten, wodurch der an diesen Stellen auftretende Strömungswiderstand ausgeglichen wird und keine Kraftverluste verursacht werden. Das Kanalende besitzt eine kleine, nur einen Bruchteil des Anfangsquerschnittes betragende Querschnittsfläche. Vorteilhaft werden die Bogenstücke auch ohne Öffnungen belassen ; die in den Krümmungen auftretenden Stauungen bewirken eine Spannungserhöhung, so dass die Gasteile unter Geräusch durch die Löcher entweichen würden.
Wichtig ist, dass durch die in der Kanalwand vorgesehenen Öffnungen auch tatsächlich die beabsichtigten Gasmengen austreten. Zu diesem Zwecke werden beispielsweise die Öffnungsrandflächen schräg gegen die Strömungsrichtung gestellt oder bei den Öffnungen Führungsflächen vorgesehen, welche die Gasstromteile hinausleiten ; so kann beispielsweise der vor der Öffnung liegende Teil der Kanalwand nach aussen und der hinter der Öffnung liegende Kanalrand nach innen schräg gestellt sein, wodurch der Gasstromteil aufgehalten wird und tatsächlich austritt.
Am oder nahe dem inneren Ende der Spirale wird vorteilhaft noch eine zweckmässig nicht in der Stirnwand sondern in der Seitenwand liegende Öffnung vorgesehen, so dass jeweils die ganze in den Kanal eintretende Gaswelle bis zum Kanalende aus dem Kanal ausgetreten ist und nicht Polster und damit Rückstauungen entstehen, welche die Gasspannung erhöhen, unter knatterndem Geräusch entweichen und Kraftverluste zur Folge haben.
Weitere Erfindungsmerkmale werden an Hand der Zeichnung erläutert, in der ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt ist. Es zeigen schematisch Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Kanalspirale, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 1-1 der Fig. 1, Fig. 3 zwei verschiedene Ausführungsformen von Kanalaustrittsöffnungen in grösserem Massstabe im Längsschnitt durch die Kanalwand.
Der Gaskanal 1 nach Fig. 1 zeigt spiraligen Verlauf, wobei zwischen die Bogenstücke 2,2'gerade Teile 3, 3'geschaltet sind. Diese geraden Teile 3,3'sind in der Strömungsrichtung der bei 4
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eintretenden Gase verjüngt, wogegen die gekrümmten Teile 2, 2'gleichbleibenden Querschnitt besitzen, um nicht durch erhöhten Widerstand Kraftverluste hervorzurufen. Der Kanal kann zufolge der spiraligen Führung so lang gewählt werden, dass bei geeigneter Aufteilung seiner Wandaustritts- öffnungen 5, 5'und entsprechender Abstufung ihrer Querschnittsflächen beim Austritt der einzelnen Gasstromteile kein Knall entsteht und am Ende des Kanales kein oder fast kein Gasstrom mehr vorhanden ist, wobei der letzte Rest durch die Öffnung 5"entweicht.
Der Querschnitt der Wandöffnungen 5, 5'nimmt gegen das Kanalende 3"fortschreitend zu, derart, dass trotz der allmählich abnehmenden Spannung des Gasstromes stets ungefähr die gleiche Gasmenge durch die einzelnen Wand- öffnungen 5, 5'austritt. An Stelle einzelner Wandöffnungen grösserer Querschnittsfläche können auch mehrere Öffnungen kleinerer Querschnittsfläche nebeneinander angeordnet werden. An den Bogenstücken 2,2'sind keine Öffnungen vorgesehen.
Aus Fig. 2 ist ersichtlich, dass die Gasstromteile den Spiralkanal durch auf beiden Seiten derselben angeordnete Wandöffnungen 5, 5'verlassen und in beiderseits des Spiralkanales vorgesehene Gassammelräume 7,7'gelangen. Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, die Anzahl der Gasabzugsöffnungen und daher die Menge des abziehenden Gases bei gleicher Kanallänge zu verdoppeln. Entsprechend den beiden Gassammelräumen 7, 7'sind auch zwei Austrittsöffnungen 8 vorgesehen, durch welche das Gas ins Freie austritt.
Die Fig. 3 zeigt zwei besondere Arten der Ausbildung der Kanalöffnungen 5, um sicher den Austritt der gewünschten Gasmenge zu erreichen. Bei der ersten Ausführungsform ist der vor der Wand- öffnung (Loch, Schlitz od. dgl.) liegende Teil 10 der Kanalwand nach aussen und der hinter der Wand- öffnung befindliche Teil 11 der Kanalwand nach innen abgebogen, wodurch eine schräge Kanalführung entsteht, in welcher die von dem Wandteil11 abgefangene Gasmenge hinausgeleitet wird. Es genügt aber auch schon, wenn, wie bei der zweiten Ausführungsform, die Randflächen der Wandöffnungen gegen die Strömungsrichtung und damit auch gegen die Wandrichtung schräg gestellt sind.
Die Austrittsöffnungen aus den Gassammelräumen 7, 7'ins Freie können entweder in der Mitte der Spirale (bei 8) oder bei den gekrümmten Teilen derselben (bei 8') angeordnet sein.
Versuche haben gezeigt, dass bei spiralig angeordneten Kanälen in jenen Teilen, in denen sich die Wandöffnungen (in der Strömungsrichtung gesehen) von der Austrittsöffnung entfernen, die einzelnen Gaswellen zeitlich nacheinander zur Austrittsöffnung gelangen, so dass ein ununterbrochener Gasstrom entsteht ; die anderen Wandöffnungen sind für die Stromzerlegung wertlos, da die durch sie abstreichenden Gasstromteile gleichzeitig, also wieder als Gasstoss durch die Austrittsöffnung ins Freie gelangen. Es ist daher für die Wirkung des Dämpfers günstiger, wenn die Kanalaustrittsöffnungen nur in den sieh von der Austrittsöffnung entfernenden Kanalteilen vorgesehen werden.
Unter der Annahme der Austrittsöffnung bei 8'können also die Wandöffnungen 5'weggelassen und nur die Wand- öffnungen 5 belassen werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Schalldämpfer für Brennkraftmaschinen, mit einem spiralig geführten, in seiner Wand in Abständen mit Durchtrittsöffnungen versehenen Kanal, dadurch gekennzeichnet, dass die Spirale länglichnmd ist, derart, dass zwischen Bogenstücken (2, 2') gerade oder nahezu gerade Teile (3, 3') liegen.