DE1476629A1 - Abgas- und Schalldaempfungs-System fuer Kraftfahrzeuge u.dgl. - Google Patents

Description

• lbgar und @ohelld@ipiuage-8yatem für Kraftfahrzeuge und ä419

  Die zriindtuW betrifft die Bandhebung von #bgaosa, und Inebeeoede-

  re eine 1Goabination aua einen ibgaorohr und ßeräuo ohdltmpfrr, die

  insbesondere 1'11r die Urwendung bei modernen Kraftfahrzeugen niedri-

  ger Bilhoutte geeignet ist. ,

  Fb#findangeaedäp wird ein koabinierte4 Rohr- und Gerdoaohdäapler-

  Syetem in Voroohlag gebracht, das einen othr kleinen »urebreooor

  und relativ große hänse aufeeiet und eo angepapt :Lot, dap daaeolbe

  leicht in den kleinen Raum papt oder angepapt werden keim, de in

  modernen Kraftfahrzeugen für da* #bgaoeyetea zur Veriägung dteht,.

  Nach einer bevorzugten erfindungegemäpea dueiührungeform ko»t

  eine kombinierte Bohr- und Gerhuaohdäapier-Binheit in dawead«g,

  die an ihren Einla@ ein laninitrtee Rohr aufweist, die die >bgene

  aus den liotoreaau»gang aufnimmt, in Geräueohdämpierteil heuer

  Dur ohläpfähighsit iot mit den hinteren Ende de* laminiert« Rehse

  verbunden. Der #ualaß dieoee ?eile iot mit einem gerimobdUpter-

  teil geringer Darohlaßüähigkbit verbunden. lnoohliefesd weehuols

  oioh diene Seilt hoher und kleiner Dureälapütäigcnit ab, wobei dis

  Einheit in einen Geräwohdäaptorteil gerinpr Durohlapfähigkeit

  Badet. @.::,.,.@

  Die Irfinduag wird in folgenden unter Bezugnahme auf die beigefUg-

  ten Zeichnungen erläuterts

  7149 1 ist ein -diagrwtöraiger8eitenautriß, teilweise weggebro-

  ohea, eines eriindungsgeaäßen kombinrrten Abgasrohr- und Geräusch-

  däapfer-Syeteae.

  Y149 2 ist ein weggebrochener Querschnitt länge der Linie 2-2 der

  ?1g. 1, die ein laminierte. Rohr zeigt.

  ?1g. 3 ist ein Quersobmitt länge der Linie 3-3 der ?1g. 1, die

  eine Auatührungeiora des aeräusohdämpßerteile hoher Durohlaßfähig-

  keit zeigt.

  ?1g. 4 ist ein Quereohnitt längs d er ldnie 4-4 der ?ig. 1, die

  eine AuetUhrungeiora des geräuaohdämpierteile geringer Dnrohlaß-

  tähigkeit zeigt.

  ?1g. 5 ist ein Schnitt durch eine weitere Auettihrungeform eines

  ßerätuohdäapterteile hoher Durohlaßfähigkeit.

  ?1g. 6 ist eine Drauisioht, teilweise in Schnitt, eines erfindun4e-

  gea&ßen *bgaaeyetens itir die Anwendung an einem Motor mit zwei

  Abgasaueläeeen, wobei die Kanaerteile geringer Dnrchlaßiähigkeit

  nicht maßstabgerecht gezeigt Bind.

  In der ?1g. 1 ist ein Verbrennungsmotor 1 mit Abgasleitung 3 ge-

  geigt, durch die die Abgase in ein Abgaseyetem 5 überttihrt werden.

  Des System 5 soll dav herkömmliche Abgas-Systea ersetzen, dad ein

  Abgasrohr, einen Geräueohdäapter und ein Endrohr aufheiet. Das

  System 5 liegt in Pore sinee langen Rohrs vor, daß die Gase von

  den Motor an dem vorderen Ende des Kraftfahrzeug- oder Iaetwagen-

  ohasei4 an eine Abgabestelle an den hinteren Ende des Pahrzeuge

  führt. Das Braten 5 ist nur geringlUgig größer als das herkömmlichE

  Ai,gasrohr (vorzugeweiee nicht größer als ein größter Durchmeaaer

  von 10,2 zu und vorsugsweise ?,6 cm) und kann in jeder beliebigen

  8lohtung an irgendeiner Stelle über seine TALnge gebogen sowie

  flaohgeaaoht oder ans der runden Pore heraus verformt werden, so

  daß dasselbe in demhierfUr an dem Cheieie deo Fahrzeuge zur #®r#fügang stehenden Baum angepaßt worden kenne Des &yetem 5 weint

  in lließriohtung der Abgase einen Rohrabeohnitt 7, eine Eipaneionr,

  kammer 11, einen Rohrebeohnitt 53, . ainu Satz verengter Komme=

  15, einen Rohrabeohnitt 55, eine Xspnneionekemmer 13, einen Rohr-

  abeohnitt 57 und einen Sets verrenater Kennern 17 auf. Die Au-

  dehungekamaern *tollen Getäueoh#äW@tendi Bauteile hoher bäcohinp-,

  fähigteit dar, und die Reihen derrfmngten Karnern bilden &i-

  räueohdgmpfeade Elemente geringer Dwohlaßfähigkeit. Die vertohie-

  denen Teile des Systeme sind in geeigneter weise aneinuda s.B,`

  vermittels Paaktvereohweißen.#sa Vorbanden,

  Die erste geräntohäämpfende Kompoheute in dem System 5 stellt der

  nöhraboohnitt 7 dar, der die Abga#e von der lbgeoleitung'3 des

  Motors aufnimmt. Derselbe sollte aas einem Rohrmateriel mit luden

  gefertigt sein, die aus mehr alz einer Xetalleohioht bestehen.

  zu ist insbesondere bevorsagtg dap den Rohr 7 ein lamiaiertze Bohr

  ist, des zwei oder mehr aioht durch» ohorte, einwandige, flhiwer-

  schweißte Rohre

  wobei d*e eine in dem anderen vorliegt

  und beide Rob» miteinander in loser Bertütrnng angeordnet sind.

  Der Rohraboohnitt 7 wirkt dergestalt, daß febengeräauohe in dienen

  Teil des Systeme aufgefangen werden.

  Die zweite Komponente des Systeme 5 besteht ans einem Bonteil

  hoher Durohlaßfähigkeit in Form einer *paneioneka«er fär die

  gerduohdämpfende Wirkung in den ibgasen,# Bei dem System S werden

  zwei derartige Bauteile 11 und 13 angewandte 3e ist nix betohten,

  daß daroh das Iramiaieren des äußeren . Äthäueee der ersten Auedeh-

  nungekammer 11, die benachbart zu der lbganleitang 3 de* Motor*

  vorliegt, das Bauteil 11 ebenfalls dergestalt wirken kann, daß

  Rohrgeräusche aufgefangen oder gseahwä,oht werden. 3s ist besonders

  zweckmäßig, daß das laminierte Bauteil möglichst eng benachbart au

  der Auslaßleitung 3-des liotore vorliegt,.und wenn dies aus irgend-

  einem Grund nicht möglich oder zweckmäßig ist, den laainierten

  Abschnitt 7 anzuwenden, sollte die Ezpansionskaamer l1 laminiert .

  sein. Wenn weiterhin festgestellt wird, daß die Iaminierung des

  Rohrabschnitts 7 nicht ausreichend ist, Nebengeräusche zu unter=

  drtioken, kann die Eacpansionekammer 11 ebenfalls wie der Rohrab-

  schnitt 53 laminiert sein.

  Die dritte Komponente des Systeme 5 stellt ein Bauteil geringer

  Durohlaßfähigkeit in Form eines Batäee von vermagten Kammern dar,

  durch die die Rauhigkeit oder Schärfe hoher Frequenzen entfernt

  wird, die noch nicht durch die Ezpansionekamtern oder das laminier-

  te Rohr ausgeschaltet oder unterdrückt worden sind. Bei dem System

  5 kommen zwei Sätze 15 und 17 der verengten Kammern in Anwendung,

  wobei jede derselben mehrere derartige Kammern, vorzugsweise vier

  oder mehr, aufweist. In Pließrioht mg der Abgase sieht man, daß

  des Bauteil hoher Durohlaßfthiganit zuerst und zum lbsohluß das

  Bauteil geringer Durohlaßfähigkeit angeordnet sind, und da# die

  einzelnen Komponenten abwechselnd Torliegen. Es ist bevorzugt, daß

  ein Satz verengte Kammern möglichst eng benachbart zu dem Bade des

  Systems vorliegt. . .

  Ee ist möglich, im Inneren einer Eacpsnsionskamaer weitere Anordnun-

  gen vorzusehen, durch die die Geräuschdämpfung noch wirksamer ge-

  macht wird. So ist s.B. in der &xpansionskumer 11 eine mutige

  querseitige ünterteilnag 19 Torgesehen, die ein Rohr 21 trägt und

  des Gehäuse 11 in zwei innere Unterkammeirn 23 und 25 unterteilt.

  Das Gehäuse der Kammer 11 kann einettiokig verkleinerte Endab-

  sahnitte 27 und 29 aufweisen, die ein Einlaßrohr 31 und ein Auslaß-

  rohr 33 enthalten und tragen.- Die gegenüberliegenden fläohaä 35 und

  37 der Rohre 31 und 21 können in der gezeigten Weise gpJ,tt$minklig

  abgeschnitten nein, und ebenfalls längsseitig verlaufende Sohlitse

  39 aufweinen. Das gleiche trifft auf die gegenüberliegenden Flächen

  .41 und 43 den Bohre 21 und de* Rohre 33 aus Die winkelförmigen

  Flächen und die Sohlit$e ergeben einen Breitband-8ffekt, durch den

  der durch die Icpaneionekammer 11 geeoäwäohte Yrequensbereioh vor-

  größert wird. In der gcpaneionekam»r 13 unterteilt ein® Unter-

  teilung 45 dao ßehäuee in zwei

  die miteinander durch

  einen ver (enden, in pließriohtung der Abdaee verlaufenden Hole

  47 der Unterteilung 45 verbunden sind, wobei der Hale 47 vor$uge-

  weine praktitoh dun glelohen Dmrohteveer wie der innere Durohmenser

  der Rohre 7, 53, 55.m 57 aufweinte Die vereohiedenen Zzpaneione-

  Unterkammern können gleichen oder untereohiedliohes Volumen in

  Abhängigkeit von den für dao epesielle lnwendungegebiet erforder-

  lichen akuetisohen Ergebnissen heben. Bevorzugt ist die Anwendung

  einen äußeren Durohneeeere von 7,6 an und Ausführen der Iäage der

  Ecpansionekammer auereichend, um genügenden Volumen zu erzielen,

  wobei diese Inga normalerweine ein Vlelfaohee den Durohweeere

  der Rohrabeohnitte aufweist und in allen ?ällen vorsugeweiee wenig-

  etens 3095 an betriggte

  Die Sätze 15 und 17 der vereng4en Kammern liegen in ?ora kamaertör'

  uriger Rohre vor.und enthalten sunammen eine auereichende Anzahl

  Kammern für das Irrtfsrnen rauher und hochfrequenter Gor äueo?sfe

  Vorsqj eweine finden in jedem Satz sweoks Irsielen bester 13rgebnieee

  wenigetene vier Zimmern Anwenduage Jeder der Sätze weint ein äupe-

  ree ßehiuee aut, das vorsugeweine einen Durohneneer von etwa

  5s4 om aufweint, und das, wie bei 47 gezeigt, unter Ausbilde» einer

  Reihe ringförmiger Kammern 49 verjüngt iete Die Kamera können alle

  die 4leiohe Gräfe aufw.ieen und ee "wurde gefunden, dap- 7/6 oh e@oe

  optimale Iah darstellt. Die lbd« den ueee weitem vft,*agtw

  Durohneleer tut, um, no rit ' es eren geradlinigen Rohr, wie das

  Rohr 51 in Eingriff zu kommen, und um die Verbindungs-Rohrabeohnitte 53 und 57 angepaßt $u werden. Das innere Rohr 51 weist einen Satz Schallöcher 59 auf, die sich in die Kammer 49 öffnen. Bei die- s« Sohallöohern handelt es sich vorzugsweise um eine Ausführungsfora, wie sie in der US-Patentsohrift 1 949 074 gezeigt ist. 1s ist zu beachten, daß zusätzlich zu der optimalen akustischen hänge die bevorzugte Iänge der Kammern 49 von 7,6 cm zu einer Bauart fuhrt, die leicht gebogen oder flach gemacht werden kann, um so dem unter einen Personenkraftwagen oder Lastwagen zur Verfügung stehenden Raum aagepaßt zu werden. Die lig. 5 zeigt eine geräusohdämpf ende Komponente hoher und mütlerer Durohlaßfähigkeit in Form einer Resoanzkammer 61, die zur Schwächung sehr tiefer Prequensen angewandt werden kann, falls eich dieselben in dem System 5 in der oben beschriebenen Weise als rsohteilig erweisen. Hierbei würde die Einheit 61 vorzugsweise v@die Stelle der Kammer 11 treten, wobei dieselbe auch an einer anderen Stelle des Systeme angeordnet werden kann, falls dies wirksamer ist. Hierbei kommt ein inneres Rohr 63 in Anwendung, das durch ein äußeres Gehäuse unter Ausbilden einer Kammer 65 um das Rohr umgeben ist. Große und den Gasfluß nicht behindernde Oeffnungen 67 in den Rohr bilden den einzigen Einlaß.oder Aualaß gegenüber der Kammer 65, die somit als eine Resmnz- oder #bstiaakaaaer wecke Ausschaltender tiefen Yrequen sen dient, auf di dieselbe abasstiart ist. Die Größe der Kenner 61 ist-vorsagpweise die gleiche wie sie im Zusammenhang mit den Ausdehnangekaamern be- schrieben ist. Die verschiedenen geräuschdämpfenden Komponenten den Braten* 5 können mehr oder minder für dis allgemeine Kerwen-. dang standardisiert sein, so daß die Abgaisysteae für verschiedene traftfahrseugaodelle aus denselben hergestellt werden können, in- des diesel Baaeleainte 3:n ausreichender Anzahl miteinander verbuni.» den werden, woti ei man Rohrverbindungen für optimale Anordnungen #@r@iaieht, Die prinzipielle Aufbauweise den Byetenn 5 kann anoh ftlr ein Doppeleyetem naoh der fig. 6 angewandt werden, wo ein Motor 101 zwei Abgae-Aueläsee 103 und ein Abgassystem 105 in Form eines langen Gasrohre aufweist. Das letztere ist in Absohnitten geseigt,_,

  die in der Praxis miteinander unter Ausbilden eines kontinnier-

  liohen leitungesyeteme verbunden sind. Jeder der Abeohnitte be- sitzt ein äußeres Rohr, das sioh über die volle Länge des Ab-

  eohnittee eretreokt, der vorsugawbiee einen größten laßendurohr

  meseer von 7,62 oa besitzt, Se führen zwei ithaliohe Rohrabeohnitte

  104 von. jeder der Abgasöffnungen 103 des Motors aus, wobei jeder

  derselben die Gase über die Leitung 107 in eine Ezpansionekurter

  109 und sodann in einen Bat: von vier verengten Kennern 111 über-

  führt. Die die zwei Bätse der verengten Kammern 111 verlassendes

  Gnee treten in die Rohrteile 113 ein, die in ein Y-Verbinduage-

  etüok 115 singepaßt sind, so daß die zwei Oase unter Erreiohen

  eines geräaeohdämpfenden Effektes bei hoher Darohlaßfithigkeit

  vereinigt werden.

  Man sieht somit, daß die gesamte Lunge jedes der Abeohnitte 104,

  die zu dem Y-Varbindaogestäok 115 !Uhren, nun einem Rohr herge-

  stellt ist, daß an geeigneten ßtellan unter Ausbilden der vereohie-

  denen Kammern in seinem Durohaebser verjüngt ist. 81n inneres Rohr

  119 ist an dem $inlaßende oder oberem Bade unter Ausbilden des

  laminierten seile 107 eingesetzt. Das äußere Rohr ist an gegeMber-

  liegenden Baden der Pspanaionekaarer lop, wie bei 121 gezeigt,..,

  verjüngt, um. so eine geringMgige Verjüngung und eine größere,

  Durohaeeserveründerang bei den Eintritt und Austritt der Oase in,.

  bsw. aas der fpanaloneia»er zu ergeben. Im Inneren den Versagten

  Rammereatzee 111 ist ein darohlöohertes Rohr 123 angeordnet, das duroh das verjüngte Teil 121 und naoh innen gewendete Teil 124 am hinteren Ende des Teils der verengten Kammer an Ort und Stelle gehalten wird. Ein Rohrteil 117 bildet den Auelaß für das Y-Yerbindungeteil 115. Es handelt sich hierbei um das vordere Ende des Rohrabschnitts 125. Der Rohrabschnitt 125 ist mit einem Rohrabschnitt 127 unter Ver- vollständigen des Abgassystems verbunden. Die Absohnitte 125 und 127 sind in der gleichen Weise wie die Abschnitte 104 ausgeführt, d.h. jeder derselben weist eine Länge des äußeren Rohre auf, des an geeigneten Stellen verjüngten Durchmesser besitzt, um so Sätze der verengten Kammern und Eup aneionskaamern ähnlich den durch die Bezugezeiehen 111 b zr. 109 gezeigten zu ergeben. Somit weist der Abschnitt 125 einen Satz verengter Kammern 125, eine ExPansionskammer 131 und einen weiteren Satz verengter Kammern 132 auf. Derselbe verläuft in einen Bueheenabeohnitt 1359 der das vordere Ende 137 des Abschnitte 127 aufnimmt. Der Abschnitt 137 kann in der bei 139 gezeigten weise scharf gebogen sein, und zwar unmittel- bar vor der Einführungsstelle der Gase in eine Expansionskammer 141. Die hinter der Kammer 1¢1 abfließenden Gaee treten in einen Satz verengter Kammern 143 ein, die unmittelbar vor dem Ende 145 des Geräusehdämpfersysteme angeordnet sind.
• Die Größen und Funktionsfähigkeiten der verschiedenen Bauelemente des Systems 105 sind vorzugsweise die gleichen, wie sie im Zu- eammenhang mit dem System 5 beschrieben worden sind. Die Systeme 5 und 105 können mit keramischem Material überzogen sein. Weiterhin können einige oder alle der verengten Kammern mit einem schallsohluckenden Material (wie Stahl- oder Kupferwolle) gefüllt sein, das den auftretenden Säuren und Temperaturen wider- steht. Die Rohre können an starken Biegungeetellen gewellt ansgef'(ä rt sein. Das hier offenbarte schallschluokende System kann so- wohl bei Booten mit Innenbordmotor als auch Kraftfahrzeugen ange- wandt werden.

Claims (1)

1. retentanvprüoheV Kombinierter Abgavl®itungr- und Schalldämpfer für Abgase oder dgl. von Kraftfahrzeugen, bei den die Gase durch ein Leituagvvyetet von einen Einlaß zu einet Auelaß geführt werden, dadurch g e - k e n n z e i o h n e t , daß das Rohrayetem (5,105) unregelmäßige Umrißform zwecke Anpassen des Raumes aufweist, den dasselbe ein- nehmen soll, sowie eine Mehrzahl akuetieoher Kammern kleinen Durchmessern (11,13,15,17,61,109,111,129.131,133,141,143) beeitat, die längeeeitig im Abstand zueinander über draktivoh die gesamte Länge des Rohreyeteme (5,105) angeordnet wind, no .daß die Abgase Tiber praktisch die gesamte Länge dde Rohreyeteme (5,105) durch die akuetisohen Kammern )15,17,11,13,61,109,111,189,131,133,141,143) in ihrer ßeräueohentwioklung gedämpft werden, wobei bestimmte der Kammern (15,17,111,129,133,143) in einer Gruppe zueammengefaßt sind und ein dwrohlöohertev Rohr einheitlichen Durchmessers (51,123) aufweisen, das den ßavdurohtritt durch die Kammern (159179111p1299 133.143) ergibt. 2. Kombinierte Abgasleitung und Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohreyatet(5,105) eine Höhe von mehreren Metern aufweist und das 4e« nte Abgavvyatem - für eiä Motor- fahrzeu4 darstellt. 3. Kombinierte &b,4vloitang und SohalldäUpfsr nach Anepraoh 1 oder 2, dadurch gekennäeiohnet, daß die Kamera (15,17,111,129,133,143) Kammern geringer Dwdhlapfähigteit zwecks Schwächen hochfrequenter Geräusche daratellau# dis sieht durch die lsp»eiosokas»rn (11, 13, 61,109,143) aotarfoü twräen,.die zur Bohndtoh«g, von Getta- schon niedriger oder rittltrer ?requ«s dienen, sowie eine 14tpau- ei oneka»er (11913s6191099141) in der ßtrbrungeriohtug Fror jeder- der verengten Karnern (15,17,111,129r133,143) angeordnet ist. 4. Kombinierte Abgasleitung und Schalldämpfer nach Ansprüchen 1 -3, dadurch gekennzeichnet, maß die letzte der akustischen Kammern (11,13,15,17,61,109,111,129,131,133,141,143) in Fließrichtung der Abgase eine verengte Kammer (15,17,111,129,133,143) ist. 5. Kombinierte Abgasleitung und Schalldämpfer nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenaseiohn®t, maß ein Abschnitt eines laminierten Rohre (7,107) vorgesehen ist, der das Finlaßende der Vorrichtung darstellt. 6. Kombinierte Abgasleitung und Schalldämpfer nach irgendeinem der vorangehendda Äneprüohe, dadurch gekennzeichnet, maß die akusti- schen Kammern (11,13,15,17,61,109,111,129,131,141,143) miteinander durch Gasrohrabsohnitte (53,55,57i113,117,137,145) verbunden sind, die etwa die Hälfte des Durchmessers der akustieohen Kammern (11, 13,15,17,61,109,111,129,131,133,141,143) besitzen. 7. Kombinierte Abgasleitung und Schalldämpfer nach irgendeinem der vorangehenden dadurch gekennzeichnet, maß die Eepension4 kammern (11,13,61,109,141) abwechselnd mit verende Kammern (15, 179111912991339143) in den System angeordnet sind. B. Kombinierte Abgasleitung und Schalldämpfer nach irgendeinen der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, maß die Pzpensiontt Kammern (11,13,61,109,141) länger als 30,5 an und die verengten Kanaern (15,17,111,1Z9,133,143) 7,6 an la»g.sind, die Kammern (11,13,15,17,61,109,111,129,131,133,141,143) einen Durchmesser von nicht größer als etwa 10,2 cm aufweisen, sowie die verbindenden 8rohrabsohnitte (g3,55,57,113,117,137,145) einen wesentlich ileine#-rem Darohaeeser als 10,2 oa besitzen. 9. Kombinierte Abgasleitung und Schalldämpfer nach irgendeinen der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, maß die verbinden- den Rohrabschnitte (53,55,57,113,117,137,145) und Kammern (l1,13, 15,17,61,109,111,129,131,133,141,143) gebogen werden können, eo daß die Gasleitung in ®ereohiedene Formen eo verlorat werden kann, d aß dieselben auf den hierfür en den Ohaeeie des Fahrzeuge zur Verfü- gung Raum angepaßt werden kann. 10. Kombinierte Abgasleitung und Bohalldämpiftr nach irgendeinem der #neprüohe 3 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß die verengten Kammern (15.17.111,129,133,143) ei äuß.eree Rohr (49) aufweisen, das an gegenüberliegenden Bcrden und in Abstünden von etwa 796 om verjüngt ist, am-so eine Reihe von Kammern (15,17,111,129,133,143) mit einer Länge von jeweie 7,6 om zu ergeben, und das durohlöoher- te innere Gasrohr (51,123) eich über alle Kammern (15,17,111,129, 133,143) eretreokt und auf den verjüngten Teilen des äußeren Robw (49) getragen wird. l1. Kombinierte Abgasleitung und Bohalldämpler nach Anapruoh 10, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Rohr (49) in Abständen ver- jüngt ist, um eo wenigetene drei nicht durchlöcherte, lgeseitig benachbart zueinander vorliegende Ka»e-n zu ergeben, die das durohlöoherte Rohr (51,123) umgeben, sowie die verengten Kammern (15,17,111,129,133,143)mit einem eohalleohlaokenden Material ge- füllt sind. 12, Kombinierte Absaeleitung und Sohalld er na Änapruoh 11, dadurch gekennseiohnet, daß das sohalleoh@` end Material eine Metallwolle let.