DE10020373A1 - Abgasschalldämpfer mit Funkenschutzsieb - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Abgasschalldämpfer für einen Verbrennungsmotor, insbesondere in einem handgeführten Arbeitsgerät wie einer Motorkettensäge oder dgl. Der Abgasschalldämpfer weist ein Schalldämpfergehäuse (2) mit einer Eintrittsöffnung (3) und einem Auslaß (4) auf, welches einen Dämpfungsraum (1) umschließt. Im Strömungsweg (5) des Abgases ist ein Funkenschutz (6) sowie auf der Seite der Eintrittsöffnung (3) eine Abgasbrause (7) vorgesehen. Der Dämpfungsraum (1) ist durch eine Trennwand (8) in einen ersten und einen zweiten Teilraum (9, 10) aufgeteilt. Das Volumen des zweiten Teilraumes (10) entspricht mindestens etwa dem Volumen des ersten Teilraumes (9). Das Funkenschutzsieb (6) ist in der Trennwand (8) angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft einen Abgasschalldämpfer mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In Abgasschalldämpfern motorisch angetriebener Arbeitsge­ räte wie Kettensägen, Freischneider, Saug-/Blasgeräte oder dgl. ist ein Funkenschutzsieb angeordnet, um im Abgas ent­ haltene Partikel zurückzuhalten. Diese im Strömungsweg des Abgases angeordnete Funkenschutzsiebe sind hohen mechani­ schen Belastungen durch Temperatur- und Druckschwankungen ausgesetzt.

Aus der US 4,370,855 ist ein Abgasschalldämpfer einer Mo­ torkettensäge bekannt, bei dem im Strömungsweg des Abgases auf der Seite der Eintrittsöffnung eine Abgasbrause in Form eines vielfach gelochten Bleches angeordnet ist. Die Abgas­ brause ist im Bereich ihrer Lochung von einem rohrförmigen Funkenschutzsieb umgeben. Entlang seines Strömungsweges passiert das Abgas zunächst die Eintrittsöffnung und an­ schließend die Lochung der Abgasbrause. Dabei wird das Ab­ gas teilweise entspannt und der Schallpegel gesenkt. Nach Durchtritt durch das Funkenschutzsieb gelangt das Abgas in den Schalldämpferinnenraum, wobei eine weitere Entspannung eintritt, bevor es durch eine Austrittsöffnung ins Freie abströmt. Die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases ist in den einzelnen Öffnungen der Abgasbrause relativ hoch, wobei das Funkenschutzsieb durch diese hohen Strömungsgeschwin­ digkeiten einer hohen mechanischen Belastung ausgesetzt ist. Durch die nahe Anordnung des Funkenschutzsiebes am Ab­ gasauslaß des Zylinders ist das Temperaturniveau als auch das Druckniveau sehr hoch, was zu einem frühzeitigen Aus­ fall des Funkenschutzsiebes führen kann. Der dann notwendige Austausch des Funkenschutzsiebes ist aufwendig, da eine De­ montage des Schalldämpfers erforderlich ist.

Aus der DE-OS 25 39 516 ist ein Abgasschalldämpfer bekannt, bei dem im Bereich des Schalldämpfer-Auslasses ein Funken­ schutz-Gitter angeordnet ist. Solche Gitter neigen jedoch dazu, zu versotten, da der Abgasstrom im Bereich des Aus­ lasses eine bereits abgesenkte geringe Temperatur aufweist. Im Abgasstrom mitgeführte Öl- oder Rußpartikel setzen sich am Gitter fest, wobei die Temperatur des Abgasstromes für ein Abbrennen der entstehenden Ablagerungen nicht aus­ reicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsge­ mäßen Abgasschalldämpfer derart weiterzubilden, daß die Standzeit eines angeordneten Funkenschutzsiebes verbessert ist.

Die Aufgabe wird durch einen Abgasschalldämpfer mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, ein Funkenschutzsieb in einem Abgasschalldämpfer derart anzuordnen, daß dort ei­ nerseits der Abgasstrom hinreichend entspannt ist und die Schalldruckspitzen so weit geglättet sind, daß eine mecha­ nische Überlastung des Funkenschutzsiebes zuverlässig ver­ hindert ist. Andererseits ist am Montageort das Temperatur­ niveau des Abgasstromes hinreichend hoch, so daß zurückge­ haltene Öl- oder Rußpartikel verbrannt werden, womit ein Zusetzen des Funkenschutzsiebes sicher vermieden ist.

Erfindungsgemäß wird der Dämpfungsraum durch eine Trennwand in zwei Teilräume aufgeteilt, wobei die beiden Teilräume durch eine Öffnung miteinander verbunden sind, in welcher das Funkenschutzsieb angeordnet ist. Eine sogenannte Abgas­ brause mit einem vielfach gelochten Blech im Bereich der Eintrittsöffnung erzeugt eine erste Stufe der Entspannung und Glättung der Schalldruckspitzen im Abgasstrom. Nach dem Passieren der Abgasbrause tritt der Abgasstrom in den er­ sten der beiden Teilräume ein, wobei die einzelnen Teil­ ströme durch die einzelnen Löcher der Abgasbrause in dem Teilraum zusammengeführt werden mit einem verringerten Ge­ samtdruck und niedrigeren Schalldruckspitzen. Nach diesem akustischen Glättungsvorgang tritt der Abgasstrom durch das Funkenschutzsieb in den zweiten Teilraum ein, in dem eine weitere Entspannung erfolgt. Schließlich wird der Abgas­ strom beim Austritt durch den Auslaß auf das Druckniveau der Umgebung entspannt. Bei diesem kaskadenförmigen Ent­ spannungsvorgang zwischen dem hohen Druck am Abgasauslaß am Zylinder bzw. an der Eintrittsöffnung des Schalldämpferge­ häuses und der Umgebung liegt am Durchgang zwischen dem er­ sten Teilraum im Anschluß an die Abgasbrause und dem zwei­ ten Teilraum ein Temperaturniveau vor, bei dem Rückstände am Funkenschutzsieb noch zuverlässig abgebrannt werden. Durch die Abgasbrause und den ersten Teilraum ist der Ab­ gasstrom so weit entspannt und die Schalldruckspitzen so weit geglättet, daß die mechanische Belastung des Funken­ schutzsiebes abgesenkt ist. Zur Erzeugung eines angepaßten Temperatur- und Druckniveaus ist dabei das Volumen des zweiten Teilraumes mindestens etwa so groß wie das Volumen des ersten Teilraumes und entspricht vorteilhaft dem Volu­ men des ersten Teilraumes zusammen mit dem Volumen der Ab­ gasbrause.

In einer bevorzugten Ausbildung bildet die Trennwand zwi­ schen dem ersten und dem zweiten Teilraum auch einen Wand­ teil der Abgasbrause. Dieses Wandteil wird durch den durch die Eintrittsöffnung in die Abgasbrause eintretenden, noch sehr heißen Abgasstrom stark erwärmt. Durch Wärmeleitung in der Trennwand wird das darin gehaltene Funkenschutzsieb zu­ verlässig auf einem hohen Temperaturniveau zur Vermeidung des Versottens gehalten.

Eine einfache Lösung zur Reduktion des Fertigungsaufwandes ergibt sich dadurch, daß das Funkenschutzsieb in Durchströ­ mungsrichtung formschlüssig in der Trennwand gehalten ist. Dazu wird bevorzugt an der Trennwand ein Halterahmen ange­ ordnet, in den das Funkenschutzsieb einschiebbar ist und umfangseitig mindestens teilweise umgriffen ist. Zur Redu­ zierung der Teilezahl und damit der Material- und Ferti­ gungskosten ist die Abgasbrause aus der entsprechend ausge­ formten Trennwand gebildet, an der ein zusätzliches, den Innenraum der Abgasbrause begrenzendes Wandblech angebracht ist. Die Trennwand und das daran befestigte Wandblech wei­ sen vorteilhaft je einen Absatz auf, die zusammen den Hal­ terahmen bilden. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, den Halterahmen als separates Bauteil auszubilden.

Zur Verringerung des Wartungsaufwandes weist das Schall­ dämpfergehäuse einen Montageschlitz auf, durch den das Fun­ kenschutzsieb in den Halterahmen einsteckbar ist. Dadurch kann für Reinigungs- oder Austauschzwecke das Funkenschutz­ sieb aus dem Schalldämpfergehäuse entnommen bzw. wieder hineingesteckt werden, ohne das Schalldämpfergehäuse demon­ tieren zu müssen. Zuverlässig und mit geringem Aufwand ist dabei das Funkenschutzsieb durch eine Schraube und insbe­ sondere durch eine selbstschneidende Blechschraube am Schalldämpfergehäuse gesichert.

Das Schalldämpfergehäuse ist bevorzugt aus zwei Teilschalen gebildet, die entlang einer umlaufenden Naht miteinander und gleichzeitig auch mit der Trennwand verbunden sind. Insbesondere auf dem Wege des Umbördelns sind damit die we­ sentlichen Bauteile des Abgasschalldämpfers in einem Ar­ beitsvorgang miteinander verbindbar. Die umlaufende Naht ist dabei vorteilhaft derart ausgebildet, daß sie eine Ebene aufspannt. Dadurch kann das Verbindungswerkzeug ins­ besondere für eine automatisierte Fertigung einfach gestal­ tet sein. Das von außen einsteckbare Funkenschutzsieb ist zweckmäßig mit einer Halteabwinkelung versehen, die diese umlaufende Naht umgreift. Dadurch ist das Funkenschutzsieb zusätzlich auch im Bereich des Montageschlitzes formschlüs­ sig gehalten. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Eine Querschnittsdarstellung eines Abgasschalldämp­ fers mit dem darin eingezeichneten Strömungsweg des Abgases.

Fig. 2 Eine Explosionszeichnung der Einzelteile des Ausfüh­ rungsbeispiels nach Fig. 1 mit konstruktiven Einzel­ heiten.

Der Querschnittsdarstellung nach Fig. 1 ist zu entnehmen, daß ein Schalldämpfergehäuse 2 einen Dämpfungsraum 2 um­ schließt, der durch eine Trennwand 8 in einen ersten Teil­ raum 9 und einen zweiten Teilraum 10 aufgeteilt ist. Das Schalldämpfergehäuse 2 besteht aus einer ersten Teilschale 12 und einer zweiten Teilschale 13, die in einer Trennungs­ ebene 15 gemeinsam mit der Trennwand 8 miteinander verbun­ den sind. Die Verbindung kann durch Schweißen, Hartlöten oder dgl. erfolgen und ist im gezeigten Ausführungsbeispiel durch eine umgebördelte Naht 14 gebildet. In der ersten Teilschale 12 ist eine Eintrittsöffnung 3 für den Abgas­ strom vorgesehen und durch einen ringförmigen Kragen 25 ge­ bildet. Die Trennwand 8 weist einen rohrförmigen Hals 26 auf, der den Kragen 25 umgreift und mit diesem verbunden ist. Auf der Eintrittsöffnung 3 bzw. dem Hals 26 gegenüber liegenden Seite ist an der Trennwand 8 ein Wandblech 20 be­ festigt. Das Wandblech 20 zusammen mit dem Hals 26 um­ schließen den Innenraum einer Abgasbrause 7, wobei ein Wandteil 11 der Abgasbrause 7 mit einer Vielzahl von in Fig. 2 näher gezeigten Brauseöffnungen 27 versehen ist. In der Trennwand 8 ist des weiteren eine Sieböffnung 28 zur Aufnahme eines Funkenschutzsiebes 6 vorgesehen. Die zweite Teilschale 13 des Schalldämpfergehäuses 2 weist einen durch eine Auslaßhutze 30 abgedeckten Auslaß 4 für den Abgasstrom auf.

Der Strömungsweg des Abgases ist durch die Pfeile 5 darge­ stellt, demnach der Abgasstrom durch die Eintrittsöffnung 3 zunächst in den Innenraum 19 der Abgasbrause 7 gelangt. Hierzu ist der Abgasschalldämpfer unmittelbar am Abgasaus­ laß des Zylinders festgelegt. Beim Durchtritt durch eine Anzahl von Brauseöffnungen 27 in den ersten Teilraum 9 er­ folgt eine Entspannung des Abgases und eine Glättung der Schalldruckspitze. Anschließend wird der Abgasstrom durch das Funkenschutzsieb 6 in der Sieböffnung 28 in den zweiten Teilraum 10 geleitet und dabei ein weiteres Mal entspannt. Schließlich gelangt der Abgasstrom durch den Auslaß 4 ins Freie. Die einzelnen, durch die Vielzahl der Brauseöffnun­ gen 27 hindurchtretenden Teilströme werden dabei im ersten Teilraum 9 zusammengeführt, wobei das relativ große Volumen des ersten Teilraumes 9 zunächst zu einer Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit führt. Die Sieböffnung 28 weist einen im Vergleich zum ersten Teilraum 9 kleinen Quer­ schnitt auf, wodurch eine erneute Beschleunigung des Abgas­ stromes hervorgerufen wird, der jedoch nicht mehr die hohen Schalldruckspitzen wie im Bereich der Abgasbrause aufweist. Durch die hohe Strömungsgeschwindigkeit durch das Funken­ schutzsieb 6 wird die Reinigungswirkung der hohen Tempera­ tur unterstützt, wobei durch die verringerten Druckspitzen eine mechanische Überlastung des Funkenschutzsiebes 6 ver­ mieden wird. Zur Anpassung des Druck- und Temperaturniveaus des Abgasstromes im Bereich des Funkenschutzsiebes 6 ist das Volumen des zweiten Teilraumes 10 mindestens etwa so groß wie das Volumen des ersten Teilraumes 9 und im gezeig­ ten Ausführungsbeispiel etwa so groß wie das Volumen des ersten Teilraumes 9 zusammen mit dem Volumen des Innenrau­ mes 19 der Abgasbrause 7. Durch die einteilige Ausbildung der Trennwand 8 mit dem Wandteil 11 und die Anbringung des Wandbleches 20 an der Trennwand 8 ist eine gute Wärmeanbin­ dung des Funkenschutzsiebes 6 an die Abgasbrause 7 gegeben.

Das Funkenschutzsieb 6 kann mit der Trennwand 8 ver­ schraubt, verschweißt oder vernietet sein und ist im ge­ zeigten Ausführungsbeispiel durch einen Halterahmen 16 formschlüssig in Richtung der durch den Pfeil 24 darge­ stellten Durchströmungsrichtung gehalten. Der Halterahmen 16 ist dabei durch je einen Absatz 17, 18 der Trennwand 8 bzw. des Wandbleches 20 gebildet, zwischen die das Funken­ sieb 6 von außen durch den Montageschlitz 21 eingeschoben ist.

Die Explosionszeichnung in Fig. 2 zeigt die Einzelteile des Abgasschalldämpfers nach Fig. 1 mit konstruktiven Einzel­ heiten. Die erste und die zweite Teilschale 12, 13, die Trennwand 8, das Wandblech 20 sowie die Auslaßhutze 30 sind als geprägte, gestanzte bzw. tiefgezogene Blechteile ausge­ bildet. An der ersten Teilschale 12 ist im Bereich der Ein­ trittsöffnung 3 der Kragen 25 einteilig angeformt, an dem der einteilig mit der Trennwand 8 ausgebildete Hals 26 be­ festigt wird. Die Trennwand 8 weist rings um den Hals 26 eine Vertiefung auf, die einen Wandteil 11 der in Fig. 1 gezeigten Abgasbrause 7 bildet. In diesem Wandteil 11 sind eine Vielzahl von Brauseöffnungen 27 vorgesehen. Des weite­ ren ist in der Trennwand 8 eine Sieböffnung 28 vorgesehen, die in dem nicht an die Naht 14 (Fig. 1) angrenzenden Be­ reich durch einen Absatz 17 umrandet ist. Zusammen mit dem Absatz 18 des Wandbleches 20 bildet dieser den Halterahmen 16 (Fig. 1) für das Funkenschutzsieb 6. Anstelle der Ab­ sätze 17, 18 können auch Haltelaschen oder dgl. als separa­ te oder einteilig an die Trennwand 8 angeformte Bauteile vorteilhaft sein. Die zweite Teilschale 13 weist zwischen ihrer die Naht 14 bildenden Kante und dem Auslaß 4 einen Montageschlitz 21 zum Hindurchführen des Funkenschutzsiebes 6 auf. Das Funkenschutzsieb 6 ist einteilig aus einem ge­ stanzten Drahtgeflecht gebildet und mit einer Halteabwinke­ lung 22 versehen. Im in den Montageschlitz 21 eingesteckten Zustand ist das Funkenschutzsieb 6 mit einer Schraube 23 am Schalldämpfergehäuse 2 gesichert. Im gezeigten Ausführungs­ beispiel ist die Schraube 23 als selbstschneidende Blech­ schraube 23 ausgebildet, die in ein Schraubloch 29 der er­ sten Teilschale 12 eingreift. Dadurch umgreift nach Fig. 1 die Halteabwinkelung 22 die Naht 14 und stellt so eine zu­ sätzliche formschlüssige Verbindung des Funkenschutzsiebes 6 mit dem Schalldämpfergehäuse 2 her.

Claims (12)

1. Abgasschalldämpfer für einen Verbrennungsmotor, insbe­ sondere in einem handgeführten Arbeitsgerät wie einer Motorkettensäge oder dgl., mit einem einen Dämpfungs­ raum (1) umschließenden Schalldämpfergehäuse (2), wel­ ches eine Eintrittsöffnung (3) und einen Auslaß (4) für das Motorabgas aufweist, wobei im Strömungsweg (5) des Abgases ein Funkenschutzsieb (6) sowie auf der Seite der Eintrittsöffnung (3) eine Abgasbrause (7) vorgese­ hen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungsraum (1) durch eine Trennwand (8) in einen ersten und einen zweiten Teilraum (9, 10) aufgeteilt ist, wobei das Volumen des zweiten Teilraumes (10) mindestens etwa dem Volumen des ersten Teilraumes (9) entspricht und wobei das Funken­ schutzsieb (6) in der Trennwand (8) zwischen den Teil­ räumen (9, 10) angeordnet ist.

2. Abgasschalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen des zweiten Teilraumes (10) etwa der Summe der Volumina des ersten Teilraumes (9) und der Abgasbrause (7) entspricht.

3. Abgasschalldämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (8) einen Wandteil (11) der Abgasbrause (7) bildet.

4. Abgasschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schalldämpfergehäuse (2) aus zwei Teilschalen (12, 13) besteht, die entlang einer umlaufenden Naht (14) miteinander und mit der Trennwand (8) verbunden sind.

5. Abgasschalldämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die umlaufende Naht (14) eine Trennungsebene (15) aufspannt.

6. Abgasschalldämpfer nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilschalen (12, 13) und die Trennwand (8) durch Umbördeln miteinander ver­ bunden sind.

7. Abgasschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Funkenschutzsieb (6) in Durchströmungsrichtung (24) formschlüssig gehalten ist.

8. Abgasschalldämpfer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß an der Trennwand (8) ein das Funkenschutzsieb (6) umfangseitig mindestens teil­ weise umgreifender Halterahmen (16) angeordnet ist.

9. Abgasschalldämpfer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Halterahmen (16) durch einen Absatz (17) in der Trennwand (8) und durch einen weiteren Absatz (18) eines an der Trennwand (8) befe­ stigten, den Innenraum (19) der Abgasbrause (7) begren­ zenden Wandbleches (20) gebildet ist.

10. Abgasschalldämpfer nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Schalldämpfergehäuse (2) einen Montageschlitz (21) aufweist, durch den das Funkenschutzsieb (6) einsteckbar ist.

11. Abgasschalldämpfer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Funkenschutzsieb (6) eine die Naht (14) umgreifende Halteabwinkelung (22) aufweist.

12. Abgasschalldämpfer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Funkenschutzsieb (6) durch eine Schraube und insbesondere durch eine selbst­ schneidende Blechschraube (23) gesichert ist.