DE10104293A1

DE10104293A1 - Dämpfereinsatz sowie Auspufftopf mit einem solchen Dämpfereinsatz

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Publication number: DE10104293A1
Application number: DE10104293A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-09-05
Filing date: 2001-01-30
Publication date: 2002-03-14

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen neuartigen Dämpfereinsatz zur Verwendung in Auspuffanlagen oder Auspufftöpfen von Fahrzeugen, insbesondere Motorrädern, mit einem Einlaß und einem Auslaß und mehreren in einer Abgas-Strömungsrichtung zwischen dem Einlaß und dem Auslaß gebildeten Kammern.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Dämpfereinsatz gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1.

Für Fahrzeuge und insbesondere für Motorräder gelten unter anderem gesetzliche Vorschriften hinsichtlich Lärmemission, die beim Fahren auf normalen, d. h. öffentlichen Wegen und Straßen eingehalten werden müssen, nicht jedoch beim Motorsport bzw. beim Fahren auf speziell für den Motorsport bestimmten oder eingerichteten Geländen, Straßen, Wegen usw.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Dämpfungselement aufzuzeigen, welches im eingebauten Zustand hinsichtlich der Lärmemission die gesetzlichen Vorschriften für das Fahren auf öffentlichen Straßen und Wegen voll erfüllt, bei Rennveranstaltungen aber unter Inkaufnahme einer höheren Lärmemission eine Steigerung der Leistung und des Drehmomentes des Motors ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Dämpfereinsatz entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet. Ein Auspufftopf mit einem solchen Dämpfereinsatz ist entsprechend dem Patentanspruch 10 ausgeführt.

Der erfindungsgemäße Dämpfereinsatz, der als voll funktionsfähiges Bauteil auch problemlos in Auspufftöpfe vorhandener Auspuffanlagen eingebaut oder nachgerüstet werden kann, erfüllt bei geschlossener Klappe die zusätzlich vorgeschriebenen Grenzwerte hinsichtlich der Lärmemission. Durch Öffnen der Klappe ist dann bei entsprechend höherer Lärmemission eine Steigerung der Leistung sowie des Drehmomentes des jeweiligen Motors möglich.

Unter "Klappe" ist im Sinne der Erfindung ganz allgemein ein Funktionselement zu verstehen, welches im geöffneten Zustand einen Abgasfluß durch den Dämpfereinsatz unter Umgehung zumindest einer Kammer, beispielsweise der am Auslaß vorgesehenen Kammer, vorzugsweise direkt aus der Expansionskammer ermöglicht und im geschlossenen Zustand einen Gasfluß durch sämtliche in Strömungsrichtung aneinander anschließende Kammern des Dämpfereinsatzes zur Erzielung der verbesserten Dämpferwirkung erzwingt.

Im einfachsten Fall ist die Klappe von zwei Scheiben gebildet, die relativ zueinander bewegbar sind, und zwar derart, daß abhängig von der Relativstellung dieser Scheiben zueinander zumindest eine zusätzliche Auslaßöffnung für den Abgasstrom unter Umgehung zumindest einer Kammer des Dämpfereinsatzes zunehmend geöffnet oder geschlossen wird.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in vereinfachter Darstellung und im Längsschnitt einen Dämpfereinsatz gemäß der Erfindung zusammen mit einem Auspufftopf;

Fig. 2 in vereinfachter Darstellung und in Draufsicht eine feststehende Radienscheibe des Dämpfers der Fig. 1;

Fig. 3 in vereinfachter Darstellung und in Draufsicht eine bewegliche Radienscheibe des Dämpfers der Fig. 1;

Fig. 4 in vereinfachter Darstellung die beiden Radienscheiben der Fig. 2 und 3 übereinander liegend in einer geschlossenen Stellung der von diesen Radienscheiben gebildeten einstellbaren Klappe oder Öffnung;

Fig. 5 in einer Darstellung ähnlich Fig. 4 die beiden Radienscheiben in einer geöffneten Stellung.

Der in den Figuren allgemein mit 1 bezeichnete Dämpfereinsatz besitzt ein äußeres Rohrstück 2 und ein inneres Rohrstück 3, die achsgleich miteinander angeordnet sind und deren Achsen die Längsachse L des Dämpfers 1 bilden. Das innere Rohrstück 3 ist durch eine Prallscheibe 4 in zwei Kammern unterteilt, die in Längsrichtung L aufeinander folgen und durch die Prallscheibe 4 aber dicht voneinander getrennt sind, und zwar in die der Fig. 1 rechte Kammer 5 und in die in dieser Figur linke Kammer 6. Das äußere Rohr 2 umschließt das innere Rohr 3 mit Abstand, so daß zwischen den beiden Rohren ein das innere Rohr 3 umschließender Ringkanal 7 (Expansionskammer) gebildet ist. An dem einen Ende, d. h. bei der für die Fig. 1 gewählten Darstellung an dem rechten vorderen Ende 1' des Dämpfereinsatzes 1 bildet das äußere Rohr 2 einen sich zu diesem Ende hin kegelstumpfförmig verjüngenden Abschnitt 2', an dem das äußere Rohr 2 mit dem inneren Rohr 3 dicht verbunden ist, so daß die Kammer 7 dort durch den Abschnitt 2' geschlossen ist. Am an dem in der Fig. 1 rechten rückwärtigen Ende 1'' des Dämpfers 1 weist das äußere Rohr 2 einen sich kegelstumpfförmig zu diesem Ende hin erweiternden Abschnitt 2'' (Aufweiterung) auf, an dem eine Radienscheibe 8 befestigt ist, die in einer Ebene senkrecht zur Längserstreckung L liegt und den Ringkanal 7 an diesem rückwärtigen Ende 1'' des Dämpfers 1 verschließt, und zwar bis auf zwei mondsichelförmige, in der Radienscheibe 8 vorgesehene Öffnungen 9 und 10, die beidseitig von einer radial zur Achse L verlaufenden Mittellinie M angeordnet sind und sich jeweils über einen Winkelbereich kleiner als 180° um die Längsachse L erstrecken und von denen die bezogen auf die Längsachse L weiter außen liegende Öffnung 9 einen größeren Querschnitt und die der Längsachse L näher liegende Öffnung 10 einen kleineren Querschnitt aufweisen. Die Radienscheibe 8 besitzt weiterhin eine die Längsachse L konzentrisch umschließende kreisrunde Öffnung 11, die gleich dem Durchmesser des inneren Rohres 3 ist und an deren Rand das innere Rohr in geeigneter Weise befestigt ist.

In der Nähe der Prallplatte 4 ist das Rohr 3 sowohl im Bereich der Kammer 5 mit jeweils einer von einer Vielzahl von Öffnungen gebildeten Perforation 12 bzw. 13 versehen, d. h. über diese Perforationen besteht eine Verbindung zwischen der Kammer 5 und der Ringkammer 7 (Perforation 12) sowie zwischen der Ringkammer 7 und der Kammer 6 (Perforation 13). Weiterhin ist das äußere Rohr 2 mit einer von einer Vielzahl von Öffnungen gebildeten Perforation 14 versehen.

An der Radienscheibe 8 ist eine bewegliche Radienscheibe 15 schwenkbar vorgesehen, und zwar um eine Gelenkachse des Gelenks 16, die gegenüber der Längsachse L radial versetzt ist, parallel zu dieser Längsachse verläuft und die Achse M schneidet. Bei der dargestellten Ausführungsform ist das Gelenk 16 von einer Schraube 16' mit Sicherungsscheibe 16'' und Mutter 16''' gebildet. In der Radienscheibe 15 ist, eine Öffnung 17 vorgesehen, die als langgestreckte Öffnung ausgebildet ist und die in der einen Achsrichtung eine Breite entsprechend dem Durchmesser der Öffnung 11 und in der anderen Achsrichtung eine Länge aufweist, die etwas größer ist als der Durchmesser der Öffnung 11. Bei an der Radienscheibe 8 angelenkter Radienscheibe 15 befindet sich letzterer an der dem Inneren des Dämpfers 1 abgewandten Außenseite der Radienscheibe 8, und zwar in der Weise, daß die Radienscheibe 15 um einen gewissen Winkelbetrag um das Gelenk 16 schwenkbar ist (Doppelpfeil A) und in jeder Schwenkstellung die Öffnung 17 deckungsgleich mit der Öffnung 11 angeordnet ist und der volle Querschnitt der Öffnung 11 freiliegt.

Der Querschnitt der Öffnung 17 entspricht dem Querschnitt der Öffnung 11 zuzüglich der Fläche der Öffnung 10 und des zwischen den Öffnungen 10 und 11 vorhandenen Materialsteges.

In der einen, bei der Darstellung der Fig. 2-5 unteren Schwenkstellung liegen die Öffnungen 9 und 10 frei (Fig. 5). In der oberen Schwenkstellung der Radienscheibe 15 sind von dieser die Öffnungen 9 und 10 abgedeckt, so daß lediglich die Öffnung 11 freiliegt (Fig. 4).

Das Schwenken der Radienscheibe 15 erfolgt entweder manuell an einem unmittelbar am Dämpfereinsatz 1 vorgesehenen und auch bei eingebautem Dämpfereinsatz zugänglichen Einstellmechanismus 18 oder aber über ein Stellglied 19, beispielsweise in Form eines Bowdenzuges oder einer flexiblen Welle durch ein manuelles Betätigungselement 20 und/oder über einen Stellmotor 21, der dann auch in Abhängigkeit von weiteren Parametern, beispielsweise in Abhängigkeit von der Drehzahl des Motors angesteuert wird.

Im Einbauzustand ist der Dämpfereinsatz 1 so in den Auspufftopf 22 einer ansonsten nicht dargestellten Auspuffanlage eines Motorrades eingesetzt, daß die Kammer 5 direkt mit dem an den Auspuffkrümmer führenden Anschluß 23 des Auspufftopfes 22 in Verbindung steht. Der zwischen der Außenfläche des äußeren Rohres 2 und der Innenfläche des kreiszylinderförmigen Auspufftopfes 22 gebildete Ringraum 24 ist mit einem Dämm-Material (Glaswolle, VA-Stahlwolle usw.) ausgefüllt. Das rückwärtige Ende 1'' des Dämpfers 1 befindet sich im Inneren des an der Rückseite offenen Auspufftopfes 22 mit Abstand von dem offenen Ende dieses Auspufftopfes, wobei das manuelle Einstellelement 18, sofern vorhanden, an der Auspufftopfaußenseite frei zugänglich ist und das Stellglied 19 in geeigneter Weise durch die Wandung des Auspufftopfes 22 hindurch geführt ist, so daß über die beispielsweise im Bereich des Lenkers des Motorrades vorgesehene Betätigungshandhabe 20 oder über den räumlich vom Auspuff entfernt angeordneten Stellmotor 21 die von den beiden Radienscheiben 8 und 15 gebildete Klappe geöffnet bzw. geschlossen werden kann.

Die beiden Radienscheiben 8 und 15 bilden eine einstellbare Klappe 8/15. Bei geschlossener Klappe 8/15 (Fig. 4) sind die beiden Öffnungen 9 und 10 durch die Radienscheibe 15 verschlossen, d. h. der Dämpfereinsatz 1 besitzt seine maximale Dämpfereigenschaft. Die Motor-Auspuffgase gelangen in die Kammer 5 dann durch die Perforation 12 in die äußere, als Expansionskammer wirkende Kammer 7 und aus dieser insbesondere auch schallgedämpft durch die Perforation 13 in die Kammer 6, aus der die Abgase dann über die Öffnung 11 und das offene, rückwärtige Ende des Auspufftopfes 22 in die Umgebung gelangen.

Bei geöffneter Klappe (Fig. 5) sind zusätzlich zu der Öffnung 11 auch die Öffnungen 9 und 10 geöffnet, so daß der größere Teil der Motor-Auspuffgase aus der Kammer 7 durch die Öffnungen 9 und 10 direkt an das offene Ende des Auspufftopfes 22 gelangt und von dort in die Umgebung, mit dem Vorteil einer Erhöhung der Leistung und des Drehmomentes des Motors, allerdings mit einer Erhöhung des Lärmpegels.

Der beschriebene Dämpfereinsatz 1, der vorzugsweise als nachrüstbarer Dämpfereinsatz ausgebildet ist, ermöglicht es also, ein Motorrad auf öffentlichen Straßen und Wegen mit geschlossener Klappe 8/15 zu fahren, um so die gesetzlichen Normen einzuhalten, gleichzeitig aber auf speziellen, für den Rennsport freigegebenen Strecken auch mit geöffneter Klappe 8/15 zu fahren, und zwar mit optimaler Leistung und optimalem Drehmoment.

Selbstverständlich ist es bei der erfindungsgemäßen Ausbildung möglich, die Klappe 8/15 nicht nur in ihren Extremstellungen, sondern auch in Zwischenstellungen zu betreiben.

Bei einer Steuerung der Klappe 8/15 mittels eines Stellmotors 21 ist weiterhin auch ein drehzahlabhängiges Öffnen und Schließen der Klappe 8/15 möglich, beispielsweise in der Form, daß die Klappe 8/15 mit steigender Drehzahl zunehmend geschlossen wird. Die Erfindung wurde voranstehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Es versteht sich, daß zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne daß dadurch der der Erfindung zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird.

Bezugszeichenliste

1

Dämpfereinsatz

1

' vorderes Ende des Dämpfers

1

'' rückwärtiges Ende des Dämpfers

2

äußeres Rohrstück

2

',

2

'' Abschnitt

3

inneres Rohrstück

4

Prallscheibe

5

,

6

Kammer

7

Ringkanal oder Expansionskammer

8

feststehende Radienscheibe

9

,

10

,

11

Öffnung

12

,

13

,

14

Perforation

15

bewegliche Radienscheibe

16

Gelenk

16

' Schraube

16

'' Sicherungsscheibe

16

''' Mutter

17

Öffnung

18

Einstellelement

19

Verstellglied

20

Betätigungshandhabe

21

Stellmotor

22

Auspufftopf

23

Auspufftopfanschluß

24

Ringraum

Claims

1. Dämpfereinsatz zur Verwendung in Auspuffanlagen oder Auspufftöpfen (22) von Fahrzeugen, insbesondere Motorrädern, mit einem Einlaß (1') und einem Auslaß (1'') und mehreren in einer Abgas-Strömungsrichtung zwischen dem Einlaß und dem Auslaß gebildeten Kammern (5, 6, 7), dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Auslasses (1'') eine Klappe (8/15) vorgesehen ist, die zwischen einem geöffneten Zustand und einem geschlossenen Zustand steuerbar ist, im geöffneten Zustand einen Abgasstrom an den Auslaß (1'') unter Umgehung wenigstens einer Kammer (6) ermöglicht und im geschlossenen Zustand einen Abgasstrom durch sämtliche, in Strömungsrichtung aneinander anschließende Kammern (5, 6, 7) erzwingt.

2. Dämpfereinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Einlaß (1') und dem Auslaß (1'') wenigstens drei Kammern (5, 6, 7), nämlich eine mit dem Einlaß verbundene Eingangskammer (5), eine Expansionskammer (7) und eine am Auslaß vorgesehene Auslaßkammer (6) vorgesehen sind, und daß über die Klappe (8/15) die in Strömungsrichtung nach der Einlaßkammer (5) und vor der Auslaßkammer (6) angeordnete Expansionskammer (7) zum Auslaß (1'') geöffnet und geschlossen werden kann.

3. Dämpfereinsatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe (8/15) von wenigstens zwei Scheiben (8, 15) gebildet ist, die relativ zueinander drehbar, schwenkbar oder verschiebbar sind, und von denen wenigstens eine Scheibe (8) zumindest eine zusätzliche Auslaßöffnung (9, 10) aufweist, die durch die andere Scheibe freigegeben oder ganz oder teilweise verschlossen werden kann.

4. Dämpfereinsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe das rückwärtige Ende des Dämpfereinsatzes bildet.

5. Dämpfereinsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Expansionskammer (7) die am Einlaß vorgesehene Kammer (5) und die im Bereich des Auslasses vorgesehene Kammer (6) umschließt.

6. Dämpfereinsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern über Perforationen (12, 13) in Wandungen miteinander in Verbindung stehen.

7. Dämpfereinsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine manuelle Einstelleinrichtung (18) zum Einstellen der Klappe (8/15).

8. Dämpfereinsatz nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstelleinrichtung (18) auch bei in einem Auspufftopf (22) angeordneten Dämpfereinsatz für das Verstellen zugänglich ist.

9. Dämpfereinsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Einstellglied (19), beispielsweise in Form eines Bowdenzuges oder einer flexiblen Welle, zum Verstellen der Klappe (8/15) mittels einer entfernt vom Dämpfereinsatz vorgesehenen Betätigungshandhabe (20) und/oder eines Stellmotors (21).

10. Auspufftopf für Fahrzeuge, insbesondere Motorräder, gekennzeichnet durch einen im Auspufftopf (22) angeordneten Dämpfereinsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche.