DE1052169B

DE1052169B - Intake silencer

Info

Publication number: DE1052169B
Application number: DEW16481A
Authority: DE
Inventors: Sigismond Wilman
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1954-04-20
Filing date: 1955-04-18
Publication date: 1959-03-05

Description

Ansauggeräuschdämpfer Die bisher bekannten Ansaugschalldämpfer weisen Entspannungskammern, Resonanzkammern, Vorrichtungen, die eine akustische Interferenz bewirken, mit Absorptionsmaterial ausgekleidete Leitungen oder Kammern u. dgl. auf.Intake silencer The previously known intake silencer have Relaxation chambers, resonance chambers, devices that cause acoustic interference cause lines or chambers and the like lined with absorption material.

Wenn eine gute Schalldämpfung ohne Verminderung der Motorleistung erzielt werden soll, muß der Schalldämpfer ein ziemlich großes Volumen aufweisen, so daß Schwierigkeiten bei der Unterbringung des Schalldämpfers unter der Motorhaube eines Fahrzeugs entstehen und seine Verwendung bei einem Kraftradmotor manchmal unmöglich ist.If a good soundproofing without reducing the engine power is to be achieved, the muffler must have a fairly large volume, so that difficulties in placing the muffler under the hood of a vehicle and sometimes its use in a motorcycle engine is impossible.

Die Erfindung hat einen Schalldämpfer einfacher Art und von geringen Abmessungen zum Gegenstand, die seine Verwendung für Motoren für Krafträder, Leichtmotorräder, Motorfahrräder u. dgl., bei welchen sehr wenig Raum zur Verfügung steht, ermöglicht.The invention has a muffler of simple type and of small size Dimensions on the subject, its use for engines for motorcycles, light motorcycles, Motorcycles and the like, in which very little space is available, enables.

Es ist bekannt, daß Gummi oder diesem gleichwertige Stoffe gute Schalldämpfungseigenschaften besitzen.It is known that rubber or its equivalent has good soundproofing properties own.

Es ist ferner ein Ansauggeräuschdämpfer für luftansaugende Kolbenmaschinen bekannt, dessen Gehäuse durch eine elastische Zwischenwand in zwei nicht miteinander verbundene Kammern unterteilt ist, von denen die eine einen von der Außenluft herkommenden Einlaß und einen zu den Zylindern hinführenden Auslaß aufweist, während die andere Kammer keine Verbindung zum Zyllindereinlaß besitzt. Auf einen Ansauggeräuschdämpfer dieser Art bezieht sich die Erfindung.It is also an intake silencer for air-intake piston engines known, whose housing is not interconnected by an elastic partition in two connected chambers is divided, one of which comes from the outside air Has inlet and an outlet leading to the cylinders, while the other Chamber has no connection to the cylinder inlet. On an intake silencer this is how the invention relates.

Gemäß einem ersten Merkmal der Erfindung ist die genannte elastische Zwischenwand aus einer undurchlässigen, mit ihre Schwingungsamplitude erhöhenden, vorzugsweise konzentrisch zueinander angeordneten Wellungen ausgestatteten Membran aufgebaut. Ein weiteres Merkmal der Erfindung sieht vor, daß die an zweiter Stelle genannte Kammer unmittelbar mit der Außenluft in Verbindung steht oder allenfalls mittelbar, z. B. durch eine zum Auspuff führende Leitung.According to a first characteristic of the invention, the aforesaid is elastic Partition made of an impermeable, with its oscillation amplitude increasing, preferably concentrically arranged corrugations equipped membrane built up. Another feature of the invention provides that the second said chamber is in direct contact with the outside air or at most indirectly, e.g. B. by a line leading to the exhaust.

Die Erfindung besteht nicht in dem ersten oder dem weiteren Merkmal für sich, wohl aber in der Vereinigung dieser Merkmale.The invention does not consist in the first or the further feature for itself, but probably in the union of these characteristics.

Bei dem beschriebenen, bekannten Ansauggeräuschdämpfer war die zweitgenannte Kammer in sich abgeschlossen, besaß also keine Verbindung zur Außenluft, wie dies die Erfindung vorsieht. Wenn man z. B. bei dem erfindungsgemäßen Ansauggeräuschdämpfer die Zusatzkammer luftdicht abschließen würde, so müßte man, um trotzdem die gewünschte Dä.mpfungswirkung zu erzielen, das ganze Gehäuse des Dämpfers auf etwa das Vierfache vergrößern. Dies würde der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe widersprechen, nach welcher gerade mit einem Dämpfer von niedrigen Abmessungen ausgekommen werden soll. Dieser Aufgabe kommt auch die gewellte Ausführung der Zwischenwand entgegen, die bei dem bekannten Dämpfer ebenfalls nicht vorhanden ist. In der Kombination dieser beiden Maßregeln liegt .demnach die neue Erfindung.In the case of the known intake silencer described, the second was mentioned Chamber self-contained, so it had no connection to the outside air like this the invention provides. If you z. B. in the intake silencer according to the invention the additional chamber would be airtight, so you would still have to get the desired To achieve damping effect, the entire housing of the damper to about four times enlarge. This would contradict the object on which the invention is based, according to which just get by with a damper of small dimensions target. This task is also met by the corrugated design of the partition wall, which is also not available in the known damper. In combination of these two measures lies .the new invention.

Die vorerwähnte Kammer mit der Verbindung nach außen kann durch einen Kanal mit der Auspuffleitung des Motors verbunden werden, so daß deren Druck dazu ausgenutzt werden kann, die elastische Bewegung der Membran zu unterstützen.The aforementioned chamber with the connection to the outside can by a Channel to be connected to the exhaust line of the engine, so that their pressure to do so can be used to support the elastic movement of the membrane.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese nachfolgend an Hand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt Fig. 1 einen Querschnitt einer ersten Ausführungsform des Schalldämpfers gemäß der Erfindung, Fig. 2 einen ähnlichen Schnitt eines Schalldämpfers mit mehreren Membranen, Fig. 3 einen ähnlichen Schnitt einer weiteren Ausführungsform und Fig. 4 eine schematische Darstellung, welche die Anordnung des Schalldämpfers gemäß Fig.3 an einem Motor zeigt.For a better understanding of the invention, this is given below with reference to of exemplary embodiments described in more detail in conjunction with the drawing. It Fig. 1 shows a cross section of a first embodiment of the muffler according to of the invention, Fig. 2 shows a similar section of a muffler with several Membranes, FIG. 3 shows a similar section of a further embodiment and FIG. 4 is a schematic illustration showing the arrangement of the muffler according to FIG shows on an engine.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung besteht aus zwei tellerförmigen, durch Drücken aus Metall hergestellten Gehäusehälften 1, 2, die an ihrem Umfang einen Verbindungsflansch 3 bzw. 4, beispielsweise in Form eines ringförmigen Kranzes, aufweisen. Zwischen den beiden Flanschen 3, 4 ist -der Umfang einer Membran 5 aus synthetischem, gegen Öl und Benzindämpfe widerstandsfähigem Kautschuk in der Weise eingespannt, daß diese Membran das Innere des durch die schalenförmigen Teile gebildeten Gehäuses in zwei Kammern 6, 7 unterteilt. Für den Zusammenbau sind >chrauben 8 vorgesehen, die durch entsprechende Boh--ungen in den Flanschen3, 4 und gegebenenfalls durch len Umfang der Membran 5 geführt sind und auf leren Enden Muttern 9 aufgeschraubt werden. Die Membran 5 ist mit Wellungen, beispielsweise in Form tonzentrischer Kreise, ausgebildet, die dazu dienen, ihr eine größere Elastizität zu verleihen.The device shown in Fig. 1 consists of two plate-shaped housing halves 1, 2 made of metal by pressing, which have a connecting flange 3 or 4, for example in the form of an annular ring, on their circumference. The circumference of a membrane 5 made of synthetic rubber resistant to oil and gasoline vapors is clamped between the two flanges 3, 4 in such a way that this membrane divides the interior of the housing formed by the shell-shaped parts into two chambers 6, 7. For the assembly> screws 8 are provided, which are guided through corresponding bores in the flanges 3, 4 and, if necessary, through the circumference of the membrane 5, and nuts 9 are screwed onto the outer ends. The membrane 5 is formed with corrugations, for example in the form of tonecentric circles, which serve to give it greater elasticity.

Die Kammer 6 steht mit dem Motor durch einen fZohrstutzen 10 in Verbindung, der beispielsweise an ien Vergasereintritt angeschlossen ist, und mit der Außenluft durch das Rohrstück 11, an dessen Ende °_in nicht gezeigtes Luftfilter angeordnet sein kann. Die Kammer 7 steht mit der Außenluft durch Öffnun-;en 12 in der Wand der Gehäusehälfte 2 in Verbin-3ung.The chamber 6 is connected to the motor through a pipe socket 10, which is connected, for example, to a carburetor inlet, and to the outside air through the pipe section 11, at the end of which an air filter (not shown) is arranged can be. The chamber 7 stands with the outside air through openings 12 in the wall the housing half 2 in connection.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist wie folgt: Beim Ansaugen von Luft durch den Motor entsteht in der Kammer 6 ein Unterdruck, der die Membran 5 nachzieht, um dem durch die Saugwirkung des Motors hervorgerufenen Unterdruck entgegenzuwirken. Infolge der Trägheit der Membran erfordert ihre Verformung eine gewisse Zeit. Dies hat zur Folge, daß der Lufteintritt durch die Öffnungen 12 in die Kammer 7 allmählich geschieht. Gleichzeitig dringt durch das Rohrstück 11 allmählich Luft in die Kammer 6 ein, so daß die angesaugte Luft teilweise aus der Kammer 6 infolge der Bewegung der Membran 5 und teilweise aus der Außenluft stammt, die durch das Rohrstück 11 eintritt. Der Lufteintritt erfolgt in beiden Fällen nicht gleichzeitig. Wegen der Trägheit der Membran sind die beiden Schallwellen, von denen die erste im Rohrstück 11 und die zweite in den Öffnungen 12 hervorgerufen wird, zueinander versetzt, was eine starke Schalldämpfung ergibt. Nach Beendigung der Ansaugperiode fährt die Luft im Rohrstück 11 infolge ihrer Trägheit fort, die Kammer 6 zu füllen. Die Membran wird daher so bewegt, daß sich das Volumen der Kammer 6 vergrößert und das der Kammer 7 verringert. Infolge ihrer Trägheit bewegt sich die :Membran über ihre Mittelstellung hinaus, so daß das Volumen der Kammer 6 größer wird, als es im Ruhezustand der Vorrichtung ist. Die Spannung der Membran erleichtert das Ansaugen von Luft beim nächsten Saughub des Motors, so daß eine Vorrichtung der beschriebenen Art eine gewisse Leistungssteigerung des Motors bewirken kann.The mode of operation of the device is as follows: When sucking in Air through the motor creates a negative pressure in the chamber 6, which the membrane 5 to counteract the negative pressure caused by the suction effect of the motor. Due to the inertia of the membrane, it takes time to deform. this has the consequence that the entry of air through the openings 12 into the chamber 7 gradually happens. At the same time, air gradually penetrates into the chamber through the pipe section 11 6 a, so that the sucked air partially out of the chamber 6 as a result of the movement of the membrane 5 and partly from the outside air that flows through the pipe section 11 entry. In both cases, air does not enter at the same time. Because of the The inertia of the membrane are the two sound waves, the first of which is in the pipe section 11 and the second caused in the openings 12, offset to each other what results in a strong sound attenuation. After the suction period has ended, the air moves in the pipe section 11 continues to fill the chamber 6 due to their inertia. The membrane is therefore moved to increase the volume of the chamber 6 and that of the chamber 7 decreased. As a result of its inertia, the: membrane moves over its central position addition, so that the volume of the chamber 6 is greater than it is in the rest state of the device is. The tension of the membrane makes it easier to suck in air on the next suction stroke of the engine, so that a device of the type described a certain increase in performance of the engine.

Die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung unterscheidet sich von der in Fig.1 nur dadurch, daß statt der Membran 5 ,drei einander überlagerte Membranen 13, 14, 15 vorgesehen sind. Die erste Membran 13, die dem Saugstutzen 10 am nächsten gelegen ist, weist kenne Unterbrechungen auf, während die zweite mittlere Membran 14 mit einer Mittelöffnung 16 von viel geringeremOuerschnitt als derSaugrohrquerschnitt versehen ist und die dritte Membran 15 eine oder mehrere Öffnungen 17 aufweist, deren Gesamtquerschnitt größer ist als derjenige der Öffnung 16, wobei die Öffnungen 17 vorzugsweise so vorgesehen sind, daß sie der Öffnung 16 der Membran 14 nicht gegenüberliegen.The device shown in Fig. 2 differs from that in Figure 1 only in that instead of the membrane 5, three superimposed membranes 13, 14, 15 are provided. The first membrane 13 that is closest to the suction port 10 is located, has known interruptions, while the second middle membrane 14 with a central opening 16 of much smaller cross-section than the intake manifold cross-section is provided and the third membrane 15 has one or more openings 17, the total cross-section of which is greater than that of the opening 16, the openings 17 are preferably provided so that the opening 16 of the membrane 14 is not opposite.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung nach Fig. 2 ist ähnlich der in Fig.1 dargestellten, während der Schalldämpfungsgrad größer ist, da die,durch die Bewegung der Membran erzeugte Schallwelle in drei kleine Wellen von geringer Amplitude unterteilt ist, die nacheinander durch jede der drei Membranen erzeugt werden. Zuerst tritt eine durch die erste nicht durchbrocheneMembran13 erzeugteWelle durch dieMittelöffnung 16 der Membran 14 hindurch, wobei Luft in den Raum zwischen den beiden Membranen eintritt. Dies hat zur Folge, daß die beiden Membranen sich allmählich voneinander entfernen, so daß zwischen ihnen eine Kammer von geringem Volumen gebildet wird, worauf die durch die Bewegung der :Membran 14 erzeugte Welle durch die Öffnungen 17 der Membran 15 hindurchtritt. Schließlich tritt die durch die Membran 15 erzeugte Welle, die noch schwächer als die durch die Membran 14 hervorgerufene ist, was durch die geringere Schwingungsamplitude bedingt ist, durch die Öffnungen 12 in die Außenluft aus. Es wird daher eine Geräuschdämpfung durch die Phasenverschiebung der Schallwellen erzielt, da statt einer einzigen Welle von großer Amplitude mehrere aufeinanderfolgende Wellen von kleiner Amplitude wirksam werden. Mit einem Schalldämpfer dieser Art soll eine noch stärkere Geräuschdämpfung als mit dem gemäß Fig. 1 erzielt werden.The mode of operation of the device according to FIG. 2 is similar to that in FIG shown, while the degree of sound attenuation is greater because the, due to the movement The sound wave generated by the membrane is divided into three small waves of low amplitude that are generated sequentially by each of the three membranes. First kick a wave generated by the first uninterrupted membrane 13 through the central opening 16 of the membrane 14 through it, with air in the space between the two membranes entry. As a result, the two membranes gradually move apart remove so that a chamber of small volume is formed between them, whereupon the wave generated by the movement of the diaphragm 14 through the openings 17 of the membrane 15 passes through. Finally, the one generated by the membrane 15 occurs Wave that is even weaker than that caused by the membrane 14, which is caused by the lower oscillation amplitude is due to the openings 12 into the outside air the end. There is therefore a noise attenuation due to the phase shift of the sound waves achieved, since instead of a single wave of large amplitude several successive Waves of small amplitude take effect. With a silencer like this an even stronger noise attenuation is to be achieved than with that according to FIG. 1.

Fig. 3 zeigt einen Schalldämpfer gemäß der Erfindung und Fig. 4 in schematischer Darstellung in verkleinertem Maßstab den Anbau dieses Schalldämpfers, beispielsweise an einem Viertaktmotor 18, dessen Auspuffleitung 19 in einen Auspufftopf 20 mündet. Der Vergaser ist bei 21 dargestellt. Der Schalldämpfer nach Fig. 3 ist ähnlich dem in Fig. 1 dargestellten, jedoch ist die Kammer 7 statt unmittelbar mit der Außenluft mit dem Auspufftopf 20 über eine mit Kühlrippen 23 versehene Rohrleitung 22 verbunden. Die Kammer 6 des Schalldämpfers steht mit der Außenluft über ein selbsttätiges, aus -einer Gummischeibe24 bestehendes Ventil in Verbindung, das die in der Metallplatte 26 im Innern des Rohrstückes 11 vorgesehenen Öffnungen 25 freigeben oder abdecken kann. Am Eintrittsende des Rohrstückes 11 ist ein Filter 27 angeordnet. Ferner ist die Membran 5 nicht frei, wie bei der in Fi.g. 1 dargestellten Ausführungsform, sondern in die gezeigteLage durch den Druck einer Feder 28 belastet, die sich an ihrem einen Ende an der Wand der Gehäusehälfte 1 und an ihrem anderen Ende an einer gedrückten Platte 29 abstützt, die an der Membran durch einen Bolzen30 befestigt ist, welcher diese zwischen der Platte29 und einer Beilagscheibe31 einspannt.Fig. 3 shows a silencer according to the invention and Fig. 4 in Schematic representation on a reduced scale of the attachment of this silencer, for example on a four-stroke engine 18, the exhaust pipe 19 of which into a muffler 20 opens. The carburetor is shown at 21. The muffler of Fig. 3 is similar to that shown in Fig. 1, but the chamber 7 is instead of directly with the outside air with the muffler 20 via a pipe provided with cooling fins 23 22 connected. Chamber 6 of the silencer communicates with the outside air via an automatic, A valve consisting of a rubber disk24 connected to the one in the metal plate 26 open or cover openings 25 provided in the interior of the pipe section 11 can. A filter 27 is arranged at the inlet end of the pipe section 11. Furthermore is the membrane 5 is not free, as in the case of the in Fi.g. 1 illustrated embodiment, but loaded into the position shown by the pressure of a spring 28, which is attached to one end to the wall of the housing half 1 and at its other end to one pressed plate 29, which is attached to the membrane by a bolt 30 which clamps this between the plate 29 and a washer 31.

Die Wirkungsweise der letztbeschriebenen Vorrichtung ist wie folgt: Beim Ansaugen entsteht in der Kammer 6 ein Unterdruck, durch den die Membran 5 geringfügig verformt und die Feder 28 zusammengedrückt wird. Diese Bewegung wird durch den Druck der Auspuffgase unterstützt, und der Erfinder beabsichtigt damit gleichzeitig eine Verbesserung der Füllung des Motors, da bei einem Viertaktmotor unmittelbar auf den Auspuffhub ein Ansaughub folgt. Wenn die Länge der Auspuffleitung 19 zusammen mit der Länge der Verbindungsrohrleitung 22 richtig gewählt ist, ist,die Zeit, welche die Druckwelle braucht, um die Strecke zwischen dem Auspuffventil und der Saugleitung des Motors auf dem vorangehend beschriebenen Weg zu durchlaufen, gleich oder geringfügig größer als die Zeit, welche der Motor braucht, um eine halbe Umdrehung auszuführen. Auf diese Weise soll erreicht werden, daß die durch den Auspuff hervorgerufene Druckwelle den Ansaugschalldämpfer in dem für -die Bewegung der Membran und das Zusammendrücken der Feder 28 richtigen Zeitpunkt erreicht, um eine zwangsweise Luftzufuhr zum Motor zu bewirken. Die Membran 24 verhindert den Austritt dieser Luft durch das Filter 27.The last device described works as follows: When sucking in, a negative pressure arises in the chamber 6, through which the membrane 5 is slightly deformed and the spring 28 is compressed. This movement is due to the pressure that supports exhaust gases, and the inventor intends to do so at the same time Improvement of the filling of the engine, since with a four-stroke engine immediately on the exhaust stroke is followed by an intake stroke. When the length of the exhaust pipe 19 together with the length of the connecting pipeline 22 chosen correctly, is the time which the pressure wave needs to make the distance between the exhaust valve and the suction line of the motor to run through in the way described above, the same or slightly greater than the time it takes for the motor to complete half a revolution. In this way it should be achieved that the pressure wave caused by the exhaust the intake silencer in the one for the movement of the diaphragm and the compression the spring 28 reaches the correct point in time to force air into the engine to effect. The membrane 24 prevents this air from escaping through the filter 27

Nachdem einerseits -der Ansaugvorgang beendet ist und andererseits der Druck in der Kammer 7 abgesunken ist, drückt die Kraft der Feder 28 die Membran 5 in ihre Ausgangsstellung zurück, so daß in die Kammer 6 durch das Filter 27 und die Öffnungen 25 Luft angesaugt wird, da die Öffnungen 25 nicht mehr durch die Membran 24 abgeschlossen sind, welche abgehoben wird, um den freien Durchtritt von Ansaugluft zu ermöglichen.After the suction process has ended on the one hand and on the other hand the pressure in the chamber 7 has dropped, the force of the spring 28 pushes the membrane 5 back to its original position so that in the Chamber 6 through the filter 27 and the openings 25 air is sucked in, since the openings 25 are not more are completed by the membrane 24, which is lifted to the free To allow passage of intake air.

Der gleiche Schalldämpfer kann auch für einen Zweitaktmotor verwendet werden, wobei es jedoch infolge der kurzen Dauer der Ansaug- und der Auspuffperiode erforderlich werden kann, gewisse Regelmöglichkeiten vorzusehen.The same muffler can also be used for a two-stroke engine However, this is due to the short duration of the intake and exhaust periods it may be necessary to provide certain control options.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Inlet silencer for air-sucking piston engines, whose housing is split into two not interconnected by an elastic partition Chambers is divided, one of which comes from the outside air Has inlet and an outlet leading to the cylinders, while the other Chamber has no connection to the cylinder inlet, characterized in that the elastic partition made of an impermeable, with its oscillation amplitude increasing, preferably concentrically arranged corrugations equipped Membrane (5) and .daß also the second named chamber (7) directly or indirectly, e.g. B. via a line (22) leading to the exhaust (20) with which Outside air is in connection (12).

2. Intake silencer according to claim 1, thereby characterized in that the chamber (7) of the housing (1, 2) facing away from the motor except through the impermeable membrane (13) still through another or more, essentially Perforated membranes (14, 15) arranged parallel to the membrane (13) in chambers is divided, the outermost of which is in communication with the outside air.

3. Intake silencer according to claim 2, characterized in that the perforations of the membranes against each other are arranged offset. Publications considered: German Patent Specifications No. 114 608, 917 580; U.S. Patent No. 2,352,003.