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Die
vorliegende Erfindung gehört
zu dem Bereich des Autobaus und kann für die Dämpfung des Geräusches von
Auspuffgasen der Verbrennungsmotoren an Autos, Motorräder, Motorroller,
an der Bautechnik angewendet werden.
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Es
ist bekannt, dass für
die Dämpfung
der Geräusche
von Auspuffgasen der Verbrennungsmotoren, Dämpfer verschiedener Konstruktionen
angewendet werden. Heutzutage werden sie in Serien hergestellt und
verwendet Dämpfer
in denen für
die Dämpfung
folgende Elemente verwendet werden:
- – die Hauptdampfelemente-
das sind innere Metallkonstruktionen verschiedener Formen, die Gasströmungen ihre
Richtung innerhalb des Gehäuses
des Dämpfers ändern zwingen,
sowie auch
- – zusätzliches
Dampfmaterial, z.B. Glaswatte oder Mineralwatte, das sich zwischen
der inneren Konstruktion des Dämpfers
und seines äußeren Gehäuses befindet.
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« Der Schalldämpfer ist
ein mit Dämmmaterial
gefüllter
Zylinder, der radiale und axiale Schlitze hat. Die Geräuschdämmung wird
durch die Anströmgeometrie,
die Dämmpatrone
und die Entlüftungsschlitze
mit sphärischer
Abströmung
erreicht...
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...Schalldämpfer sollen
die Abgasdruckpulsation glättern
und dadurch möglichst
nicht hörbar machen.
Hierfür
gibt es im wesentlichen zwei physikalische Prinzipien : Reflexion
und Absorption. Nach diese Prinzipien unterscheiden sich auch die
Schalldämpfer.
Meist bestehen sie jedoch aus einer Kombination von Reflexion und
Absorption...
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...Reflexionsschalldämpfer verursachen
einen höheren
Abgasgegendruck, haben in der Regel einen höheren Leistungsverlust und
sind schwerer...
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Absorptionsschalldämpfer dienen
vorwiegend als Nachschalldämpfer.»
(Buch „Kraftfahrtechnisches
Taschenbuch", Herausgeber:
Robert Bosch GmbH, 23. Auflage, 1999, ISBN 3-528-03876-4, Seite
450 bis 451, 692).
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« Die Abgase
sollen den Brennraum beim Öffnen
des Auslassventils möglichst
schnell und ungehindert verlassen...
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Die
Schalldämpfung
hängt von
folgenden ab:
- – Hubraum,
- – Arbeitsverfahren,
- – Drehzahlbereich,
- – Platzangebot
am/unter dem Fahrzeug,
- – Zylinderanzahl
und Motorbauform,
- – Kombinationsmöglichkeiten
der Krümmehrrohre,
- – Käuferwünsche hinsichtlich „Sound".
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Verfahren zur Schalldämpfung
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- – Reflexion,
- – Absorption,
- – Drosselung,
- – Resonanz,
- – Interferenz,
- – Kettenleitung/Umlenkung.
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Teilweise
werden mehrere Dämpfungsverfahren
in einem einzigen Schalldämpfer
miteinander kombiniert...»
(Buch „Kraftfahrzeugtechnik" von: Balzer, Ehlert, Haslinger,
2. Auflage 2000,... ISBN 3-8242-4270-2, Seiten 192 bis 193;
Buch „Handbuch
der Kfz-Technik Band 1" von:
Balzer, Ehlert, Haslinger, 1. Auflage der Lizenzausgabe 2000,...
ISBN 3-613-02054-8, Seiten 46 bis 48).
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Die
bekannten gegenwärtigen
Konstruktionen der Dämpfer,
die unter der Berücksichtigung
der o.g. Prinzipien der Dämpfung
der Geräusche
hergestellt sind, relativ große
Massen und Gewicht haben, und was sehr wichtig ist, gewährleisten
einen großen Wiederstand
dem Strom von Auspuffgasen was einen großen Verlust der Kapazität von Motor
verursacht und zu einem größeren Verbrauch
an Brennstoff führt.
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Das
Ziel der vorliegenden Erfindung (die Erfindung hat Patentansprüche), ist
die Schaffung von einem Dämpfer
der Auspuffgase an Verbrennungsmotoren mit minimalem Wiederstand
dem Strom ( der Bewegung, dem Fluss) der Auspuffgase und möglichst
kleinen Massen und Gewicht bei einer effektiven Dämpfung der
Auspuffgase.
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Dieses
Ziel wurde mit Erfolg erreicht durch das Einbau von der Scheidewände in Form
von Kegelstümpfe,
die hintereinander stehen. Dabei die Seitenwände der Scheidewänden haben
Schlitze in der Form von schmalen Ritzen oder Bohrungen.
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Der
Auspuffgasstrom trifft auf seinem Wege einen minimalen Wiederstand.
Ein Teil von der Auspuffgasen läuft
durch die kleinste Grundlage des Kegelstumpfes. Die Richtung dieses
Auspuffgasstroms wird dabei nicht geändert.
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Der
Rest der Gase läuft
durch die Ritzen oder durch die Bohrungen in den Seitenwänden von diesen
Kegelstümpfen
in gleicher Richtung. Dabei werden sie nach einer Abzugrichtung
von der inneren Oberfläche
des Gehäuses
des Dämpfers
reflektiert. Nach dem Durchgang der einigen von konischen Scheidewänden wird
das Geräusch
von Auspuffgasen bis zur zugelassenen Normen reduziert, dabei verliert
der Motor die Kapazität
für das
Durchschieben der Auspuffgase durch die dargestellte Konstruktion
des Dämpfers
fast nicht.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im Folgenden
näher beschrieben.
Die, zur Patentierung vorliegende Vorrichtung des Dämpfers von
Geräuschen
der Auspuffgase der Verbrennungsmotore, stellt ein zylindrisches
Gehäuse
dar, das aus einem normalen oder Nirostastahl (Edelstahl) mit der
Stärke
von 1 mm bis 2 mm (Zeichnung Nº1,
Einzelteil 5) hergestellt ist, im innern einer nach der
anderen eingebauten Scheidewände
in Form der Kegelstümpfe
haben (Zeichnung Nº1,
Einzelteil 6), auch als Führungskegel genannt, die Seitewände von
deren Schlitze in Form der Ritzen (Zeichnung Nº1, Einzelteil 9) oder
Bohrungen haben. Die Führungskegel
werden auch aus dem Stahl mit der Stärke von ca. 1 mm gemacht.
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Der
Strom von Auspuffgasen kommt aus Einlassrohr (Zeichnung Nº1, Einzelteil 2)
und geht weiter in den ersten Führungskegel
(bzw. erste Kegelstumpf)(Zeichnung Nº1, Einzelteil 6).
Im Führungskegel
beginnt sich der Strom zu verengen und strebt nach Auslauf durch
die kleinste Grundlage (die schmale Öffnung mit dem Durchmesser
ca. 10 mm). Ein Teil der Gase läuft
durch diese Öffnung.
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Durch
die Verengung des Gasstroms findet eine wesentliche Reduzierung
des Geräusches
der Auspuffgase statt.
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Innerhalb
des Führungskegels
findet die Verdichtung des Gasstroms und Erhöhung des Gasdrucks statt, was
zu der Erhöhung
des Wiederstandes des Dämpfers
dem Durchlauf des Gasstroms und dabei zu dem Verlust an der Kapazität des Motors
führen
könnte.
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Um
es zu vermeiden, sind in der Seitenwänden der Kegelstümpfe schmale
Ritze oder Bohrungen mit der Breite bzw. mit dem Durchmesser von
1 bis 2 mm (Zeichnung Nº1,
Einzelteil 9 oder Zeichnung Nº3, Einzelteil 9 – eine Variante
mit Ritzen) vorgesehen. Dabei findet auch eine Reduzierung der Geräusche statt.
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Die
allerkleinste Grundlage oder Spitze der Führungskegel wird innerhalb
des inneren Gehäuses des
Dämpfers
(Zeichnung Nº1,
Einzelteil 5) mit der Hilfe von Metallzentrierungshaltern
zentriert (Zeichnung Nº1,
Einzelteil 7), die aus einem Großring und einem Kleinring (Zeichnung
Nº4, Einzelteil 7.1 und 7.2)
und einigen Distanzstücke
(Zeichnung Nº4,
Einzelteil 7.3) (die optimale Anzahl der Distanzstücke ist 3)
gleicher Länge
(die beiden Ringe miteinander zusammenschließen) bestehen. Die Stärke der
Ringe und der Distanzstücke
ist von 2 mm bis 3 mm. Der kleine Ring des Zentrierhalters wird
auf den Führungskegel
von der Seite seiner kleinsten Grundlage draufgesetzt. Der große Ring
des Zentrierhalters kommt in das innere Gehäuse des Dämpfers und die kleinste Grundlage
des Führungskegels
wird auf diese Art innerhalb der Dämpfers (Zeichnung Nº1) zentriert.
Der nächste
Führungskegel
wird in das Gehäuse
des Dämpfers
so eingebaut, dass er sich mit seiner großen Grundlage auf den großen Ring
des Zentrierhalters des vorherigen Führungskegel stützt (Zeichnung
Nr. 1) usw.
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Es
gibt eine Möglichkeit
das Geräusch
der Auspuffgase wesentlich zu reduzieren in dem man ein Außengehäuse (Zeichnung
Nr.1, Einzelteil 3 oder Zeichnung Nr.2, Einzelteil 3)
und Dampfstoff (z.B. Glas- oder Mineralwatte) verwendet, der sich
zwischen der Außen,– und Innengehäuse (Zeichnung Nr.1,
Einzelteil 4 oder Zeichnung Nr.2, Einzelteil 4) liegt.
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Das
Innengehäuse
des Dämpfers
(Zeichnung Nr.2, Einzelteil 5) wird im Außengehäuse (Zeichnung
Nr.2, Einzelteil 3) mit der Hilfe der, an die Wände des
Innengehäuses
des vorderen und hinteren Teils des Dämpfers angeschraubten Bolzen
und Befestigungsmutter zentriert (Zeichnung Nr.2, Einzelteil 10).
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Die
Form des Abdampfstutzens (Zeichnung Nr.1, Einzelteil 8)
kann unterschiedlich sein. Wichtig ist, dass er einen Begrenzungsbord
hat (Zeichnung Nr.5, Einzelteil 8.1), in den sich der Zentrierhalter (Zeichnung
Nr.1, Einzelteil 7) des letzten Führungskegels stützt.
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Die
vorliegende Erfindung erlaubt der Dämpfer der Auspuffgase von Verbrennungsmotoren
herzustellen, die effektiv das Geräusch von Auspuffgasen dämpfen und
dabei wesentlich kleinere Größen haben
als die, die heute hergestellt werden, sowie auch kleinere Verluste
an Motorkapazität
verursachen. Zur Bestätigung
dieser Vorteile von meiner Erfindung stelle ich Ihnen die Ergebnisse
des durchgeführten
Test vor.
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Es
wurde ein inoffiziell Vergleichstest eines in der Serie hergestellten
Endschalldämpfers
und des Prüfstücks (des
Musters) durchgeführt.
Dieser Test hat am 04. Juni 2003 an einem Leistungsmessprüfstand im
Institut für
Fahrzeugbau Braunschweig/Wolfenbüttel
(Stadt Wolfsburg) stattgefunden.
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Zum
Vergleich wird folgende Information mitgeteilt:
Das Prüfstück (das
Muster) hat folgende Größen:
| – Gehäuselänge | – 420 mm |
| – Durchmesser | – 70 mm |
| – Stärke der
Wände des Gehäuses | – 2 mm |
| – Gewicht
des Dämpfers nicht
mehr als | – 2 kg |
| – Anzahl
der konischen Scheidewände | – 5 |
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Erfolgreich
getestet an dem Auto Golf 3, mit einem Motorvolumen von 1,6 L (SSKW,
75 PS).
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Die
Parameter des Testes:
- – getestetes Auto – VW Golf
3 GL 1,6 L, 55 kW, 75 PS;
- – drittes
Getriebe, 5000 Umdrehungen, 120 km/h;
- – Druck
an Vorderräder – 3 Atmosphäre.
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Bei
der Durchführung
des Testes wurde festgestellt, dass die elektrische Kapazität des Motors
in Serie hergestellten Dämpfers
etwa 38 kW und bei dem Prüfstück (Musterdämpfer) etwa
40 kW beträgt. Die
Messungen der Kapazität
haben gezeigt, der Musterdämpfer
einen kleineren Wiederstand dem Gasstrom leistet.
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Die
Größe des Dampfers
und seinen Zubehörteilen
für die
andere Autos können
sich von dem Prüfstück (Muster)
unterscheiden. Die Hauptrolle spielt dabei die Motorleistung, Hubraum
usw.
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Auch
bei dem Leerlauf wurde der Abstand von dem Auspuffrohr des Dämpfers bis
zur Hand gemessen, auf der die Luftschwankungen des Gasstroms spürbar waren.
Und wenn bei der in Serie hergestellten Dämpfer dieser Abstand gegen
0,6 m war, dann war er bei dem neuen Dämpfer waren die Luftschwankungen
in der Entfernung von 1 m von dem Auspuffrohr spürbar. Es spricht dafür, dass
der zur Patentierung vorliegende neue Dämpfer fast doppelt weniger
Wiederstand dem Auspuffgasstrom leistet.
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Der
minimale Wiederstand des Gasstroms wird dadurch erreicht, dass die
summarische Oberfläche
der kleineren Grundlage der Scheidewand und aller Ritzen (oder Bohrungen)
in die Seitenwänden der
Scheidewand gleich oder großer
als die Oberfläche
der Öffnung
des Einlassrohrs ist.
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Zitierte Nichtpatentliteratur
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- 1. Buch „Kraftfahrtechnisches
Taschenbuch",
Herausgeber:
Robert Bosch GmbH, 23. Auflage, 1999,
ISBN 3-528-03876-4, Seite
450 bis 451, 692;
- 2. Buch „Kraftfahrzeugtechnik"
von: Balzer,
Ehlert, Haslinger, 2. Auflage 2000,...
ISBN 3-8242-4270-2,
Seiten 192 bis 193;
- 3. Buch „Handbuch
der Kfz-Technik Band 1"
von:
Balzer, Ehlert, Haslinger, 1. Auflage der Lizenzausgabe 2000,...
ISBN
3-613-02054-8, Seiten 46 bis 48.