CH478335A - Schalldämpfer - Google Patents

Description

  Schalldämpfer    Die Erfindung bezieht sich auf einen Schalldämpfer  an einem Verbrennungsmotor.  



  Bei Schalldämpfern besteht ein Problem darin, dass  diese den durch die austretenden Abgase erzeugten Schall  bestmöglich dämpfen sollen, wobei gleichzeitig den aus  tretenden Gasen ein möglichst geringer Widerstand ent  gegengesetzt werden soll, da bei einem grossen Gaswider  stand die Motorleistung ungünstig beeinflusst wird.  



  Die Erfindung, mit der dieses Problem gelöst wird, ist  gekennzeichnet durch ein mit dem Motor in Verbindung  stehendes Mantelrohr und ein in diesem liegendes beid  seitig offenes Innenrohr, wobei der     ringförmige    Zwi  schenraum zwischen dem     Mantelrohrende    und dem In  nenrohr am hintern Ende durch einen Ring abgeschlos  sen ist, die Länge des Mantelrohres so gewählt ist, dass  bei einer bestimmten Frequenz der Auspuffimpulse eine  stehende Schallwelle auftritt und das Innenrohr minde  stens angenähert in einem Schwingungsknotenpunkt en  digt.  



  Es hat sich gezeigt, dass sich durch einen derartigen  Schalldämpfer die Dämpfung des Schalles gegenüber  herkömmlichen Schalldämpfern verbessert und sich zu  gleich die Leistung des Motors erhöht, da der Austritts  widerstand der Verbrennungsgase gering ist.  



  In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des  erfindungsgemässen Schalldämpfers dargestellt. Es zei  gen:       Fig.    1 eine Ansicht des Schalldämpfers, teilweise im  Schnitt,       Fig.    2 das hintere Ende des Schalldämpfers im  Schnitt,       Fig.    3 eine schematische Darstellung der Schallwelle  zur Erklärung der Wirkungsweise.  



  Der Schalldämpfer weist ein metallisches Mantelrohr  1 mit einem     Krümmungsteil    3 auf, der über ein     An-          schlussstück    5 mit einem Verbrennungsmotor in Verbin  dung steht. Im Innern dieses Mantelrohres 1     befindet    sich  ein Innenrohr 2 von geringerem Durchmesser, so dass  sich zwischen dem Mantelrohr 1 und dem Innenrohr 2  ein ringförmiger Zwischenraum 7 bildet, welcher infolge  der koaxialen Anordnung dieser beiden Rohre ringsum  die gleiche Breite hat. Das Mantelrohr 1 ist an seinem  hinteren Ende durch eine starr angebrachte, ringförmige    Scheibe 9 dicht abgeschlossen. Das Innenrohr 2 ragt  hinten ein kurzes Stück 6 über das Mantelrohr 1 hinaus.

    Das Innenrohr 2 ist in der Nähe seines vorderen Endes  durch schmale Haltestege 4 im Mantelrohr 1 abgestützt,  wobei der Querschnitt an dieser Stelle durch diese Stege  nur unwesentlich reduziert wird. Das Innenrohr 2 ist an  beiden Enden offen und enthält innen somit einen  zylindrischen Hohlraum 8, dessen     Querschnittsfläche     vorzugsweise etwa die Hälfte des Mantelrohres 1 beträgt.  Die Länge des Mantelrohres 1 wird so gewählt, dass in  ihm eine stehende Schallwelle auftritt.  



  Um eine gute     Schalldämpfungs-Wirkung    zu erreichen,  ist es wesentlich, dass das Innenrohr 2 bei einem  Wellenknotenpunkt endigt. Die Distanz A, über welche  das Innenrohr 2 in das Mantelrohr 1 hineinragt, soll  vorzugsweise die Hälfte des gestreckten Abstandes vom  hinteren Ende 9 des Mantelrohres 1 bis zu den Ventilen  des Motors betragen. Das vordere Ende 10 des Innenroh  res endigt somit in einem Schwingungsknotenpunkt,  welcher in     Fig.    3 mit E bezeichnet ist.

   Die theoretische  Erklärung für die überraschend gute Schalldämpfung  wird darin erblickt, dass die Wellen von der Scheibe 9  reflektiert werden, und da     sie    gleiche Wellenlänge, aber  entgegengesetzte Druckverteilung längs der Rohrachse  haben, miteinander interferieren und sich gegenseitig  auslöschen oder mindestens stark schwächen.  



  Es wurde empirisch festgestellt, dass bei Vier- und       Sechs-Zylinder-Viertakt-Benzinmotor    für Personenauto  mobile und normalem Drehzahlbereich ein ausgeprägtes       Schall-Frequenzgebiet    vorhanden ist mit einer Wellenlän  ge B von etwa 4,8 m. Die     halbe    Wellenlänge C ist somit  etwa 2,4 m, was der Länge des Mantelrohres 1 samt  Anschlussstutzen bis zu den Ventilen des Motors ent  sprechen soll, um eine möglichst gute Schalldämpfung zu  erhalten.  



  Ferner wurde ebenfalls durch Versuche festgestellt,  dass für die pulsierende Gasströmung eine Wellenlänge  von 610 mm angenommen werden kann. Die halbe  Wellenlänge beträgt somit 305 mm. Eine weitere Er  kenntnis besteht nun darin, die Gesamtlänge des in das  Mantelrohr 1 hineinragenden Innenrohres 2 so auszufüh  ren, dass dieses ein Mehrfaches der erwähnten halben      Wellenlänge, im vorliegenden Beispiel 1,22 mm, be  trägt.  



  Das Innenrohr ragt dabei hinten ein kurzes Stück   nämlich 1 bis 6 cm - über das Mantelrohr 1 hinaus. Zur  Einregulierung der optimalen Werte ist es zweckmässig,  das hintere Ende 6 des Innenrohres 2 mit einer     teleskop-          artig    verschiebbaren Hülse zu versehen. Um eine gute  Schalldämpfung und gleichzeitig einen geringen Gaswi  derstand zu erhalten, soll die     Querschnittsfläche    des  Innenrohres nicht über     60 J    und nicht über     30%    der       Querschnittsfläche    des Mantelrohres liegen.  



  Bei einem praktischen     Ausführungsbeispiel    haben  sich folgende Werte als zweckmässig erwiesen: Länge des  Mantelrohres bis zu den Ventilen = 2,4 m, Länge des  Innenrohres im Innern des Mantelrohres = 1,24 m, Län  ge des freien hintern Rohrstummels 2 bis 4 cm, lichter  Durchmesser des Mantelrohres 84 mm, lichter Durch  messer des Innenrohres 50 mm. Material: Stahlblech oder  rostfreies Blech.  



  Ausser für Motorfahrzeuge könnte dieser Schall  dämpfer auch für stationäre Maschinen oder Flugzeuge  angewendet werden. Es wäre ferner möglich, das Innen  rohr 2 auf der Scheibe 9 in gewissen Grenzen     teleskopar-          tig    verschiebbar auszuführen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Schalldämpfer an einem Verbrennungsmotor, gekenn zeichnet durch ein mit dem Motor in Verbindung stehendes Mantelrohr (1) und ein in diesem liegendes beidseitig offenes Innenrohr (2), wobei der ringförmige Zwischenraum (7) zwischen dem Mantelrohrende und dem Innenrohr am hintern Ende durch einen Ring (9) abgeschlossen ist, die Länge des Mantelrohres (1) so gewählt ist, dass bei einer bestimmten Frequenz der Auspuffimpulse eine stehende Schallwelle auftritt und das Innenrohr (2) mindestens angenähert in einem Schwingungsknotenpunkt (E) endigt. UNTERANSPRDCHE 1.

   Schalldämpfer nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass das Innenrohr (2) mindestens angenä- hert bis in die Mitte des Abstandes zwischen Ventilsitz und Mantelrohrende reicht. 2. Schalldämpfer nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass das Innenrohr über das hintere Ende des Mantelrohres hinausragt. 3. Schalldämpfer nach Patentanspruch oder Unteran spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gestreckte Länge des Mantelrohres (1) samt Anschluss-Stutzen bis zum Ventilsitz des Motors gemessen - zwischen 230 cm und 250 cm beträgt. 4.

   Schalldämpfer nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass das Mantelrohr (1) mindestens in seinem mittleren Bereich angenähert die doppelte Quer schnittsfläche des Innenrohres (2) hat. 5. Schalldämpfer nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass beide Rohre (1, 2) eine kreisrunde Querschnittsform haben und das Innenrohr (2) vorn durch Stege (4) im Mantelrohr (1) konzentrisch gehalten ist. 6.

   Schalldämpfer an einem Viertakt-Brennkraftmotor nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die gestreckte Länge des Mantelrohres (1) samt Anschluss- Stutzen bis zum Ventilsitz mindestens angenähert 240 cm, die Gesamtlänge des Innenrohres (2) mindestens angenähert 125 cm beträgt, und das Innenrohr (2) das Mantelrohr hinten 1 bis 6 cm überragt. 7. Schalldämpfer nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass das Innenrohr (2) an seinem das Mantelrohr (1) überragenden hinteren Teilstück teleskop- artig verschiebbar ist. B.

   Schalldämpfer nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Querschnittsfläche des Innenroh- res (2) weniger als 60% der Querschnittsfläche des Mantelrohres (1) beträgt. 9.

   Schalldämpfer nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Querschnittsfläche des Innenroh- res (2) nicht über 60% und nicht weniger als 30% der Querschnittsfläche des Mantelrohres (1) beträgt.