DE19514828A1 - Auspufftopfanordnung für einen Verbrennungsmotor - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Auspufftopfanordnung für einen Verbrennungsmotor, insbesondere für einen luftgekühlten Zweitakt-Benzinmotor für eine Arbeitsmaschine beispielsweise einen Rasenmäher oder eine Kettensäge.

In den letzten Jahren ist es gefordert worden, bei Verbrennungsmotoren, etwa luftgekühlten Zweitakt-Benzinmotoren für Mäher oder Kettensägen, einen Oxidationskatalysator im Auspufftopf vorzusehen, um KW (Kohlenwasserstoff)- Bestandteile, CO (Kohlenmonoxid)-Bestandteile u. dgl. des von dem Motor abgegebenen Verbrennungsgases zu reduzieren und das Abgas zu reinigen.

In der Beschreibung des auf die Anmelderin der vorliegenden Anmeldung zurückgehenden japanischen Gebrauchsmusters mit der Veröffentlichungs-Nr. HEISEI 3-92517 ist eine Auspufftopfanordnung für einen Verbrennungsmotor offenbart. Bei dieser Auspufftopfanordnung ist ein zylindrisches Element, bei dem ein Gewebekatalysator dadurch gebildet worden ist, daß ein Oxidationskatalysator auf ein gewebeförmiges Basismaterial haftend aufgebracht wurde, in der Weise in dem Auspufftopf untergebracht, daß ein Abgasführungszylinder von dem zylindrischen Element eingeschlossen ist. Die Fig. 6 und 7 zeigen eine solche konventionelle Auspufftopfanordnung für einen Verbrennungsmotor, wie sie oben erwähnt wurde. Fig. 6 ist eine Schnittseitenansicht, die einen Hauptteil des konventionellen Auspufftopfes zeigt, wobei letzterer an einem Hauptteil des Verbrennungsmotors angebracht ist. Fig. 7 zeigt eine perspektivische Explosionsdarstellung des Auspufftopfes nach Fig. 6.

In den Fig. 6 und 7 ist zwischen dem Verbrennungsmotor 20 und dem Auspufftopf 10 eine wärmeisolierende Platte 11 angeordnet, die dazu dient, den Übergang von Wärme vom Auspufftopf 10 zu dem Verbrennungsmotor 20 und zu einem Kraftstofftank 29 zu vermeiden, und ferner dazu, in Kombination mit einer Zylinderabdeckung 27 Kühlluft zu leiten. Der Auspufftopf 10 ist an einer seitlichen Verbindungsfläche 10c in zwei Teile unterteilt, und zwar in eine innere Auspufftopfhälfte 10a auf der Seite des Hauptteils des Verbrennungsmotors 20 und in eine äußere Auspufftopfhälfte 10b. In der oben erwähnten inneren Auspufftopfhälfte 10a sind ein Abgasführungszylinder 13 und zwei parallel zu dem Zylinder 13 positionierte Haltepfosten 14 und 15 an beiden Seiten des Zylinders 13 angeordnet. Der Abgasführungszylinder 13 ist an einer inneren Verstärkungsplatte 28 befestigt, die an einer inneren Wand der inneren Abgastopfhälfte 10a angebracht ist. Ein mit der inneren Verstärkungsplatte 28 und dem Abgasführungszylinder 13 in Verbindung stehendes Verbindungsloch 16, ein in der wärmeisolierenden Platte 11 ausgebildetes Abgasloch 17 und eine Austrittsöffnung 25 auf der Seite des Hauptteils des Verbrennungsmotors 20 stehen miteinander in Verbindung. Darüber hinaus ist eine Vielzahl von kleinen Löchern 18 in der Umfangswand des Abgasführungszylinders 13 vorgesehen, um eine Verbindung zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Motors 20 herzustellen.

Schraubstifte 21 und 22, die an der Seite des Verbrennungsmotors 20 beiderseits der Austrittsöffnung 25 vorstehen, sind in Verbindungslöcher der Haltepfosten 14 und 15 und in die Anschlußlöcher in der äußeren Auspufftopfhälfte 10b eingesetzt, und Muttern 23, 24 sind auf die Spitzen der Schraubstifte 21, 22 aufgeschraubt, so daß die innere Auspufftopfhälfte 10a und die äußere Auspufftopfhälfte 10b auf diese Weise zu einer abgedichteten Einheit zusammengefaßt sind. Ferner ist ein abnehmbar an der Seite des Hauptteils des Verbrennungsmotors 20 angebrachter Auspufftopfdeckel 26 vorgesehen.

Wenn die innere Auspufftopfhälfte 10a und die äußere Auspufftopfhälfte 10b integral zusammengefaßt werden, wird ein im wesentlichen zylindrisches Element 30, bei dem ein Gewebekatalysator zwischen zwei Drahtnetzen gehalten wird, im wesentlichen zu einer Ellipse deformiert, derart, daß der Abgasführungszylinder 13 von dem zylindrischen Element 30 umschlossen wird, und das zylindrische Element 30 ist an den beiden Haltepfosten 14 und 15 gehalten.

Bei der oben beschriebenen Konstruktion wird das beim Betrieb des Verbrennungsmotors erzeugte Abgas über die Austrittsöffnung 25 des Verbrennungsmotors 20 zu dem Abgasführungszylinder 13 des Auspufftopfes 10 abgegeben. Das Abgas durchströmt dann die kleinen Löcher 18 des Abgasführungszylinders 13 und gelangt durch den Gewebekatalysator des zylindrischen Elements 30, um schließlich über ein Abgasrohr 40 an die Atmosphäre abgegeben zu werden.

Bei der Konstruktion des konventionellen Auspufftopfs eines Verbrennungsmotors ist das zylindrische Element 30 lediglich zwischen bzw. an den Haltepfosten 14 und 15 gewunden, insbesondere darauf aufgesteckt, und an diesen fixiert. Es ist nicht von außen her abgestützt, so daß das zylindrische Element 30 instabil gehalten ist. Ein weiteres Problem besteht darin, daß die Größe des an den Pfosten 14 und 15 festgemachten zylindrischen Elements 30 durch die Längen der Haltepfosten 14 und 15 begrenzt ist.

Das zylindrische Element 30 ist ferner an den Haltepfosten 14 und 15 mit einer darauf ausgeübten Spannung gewunden, was das Zusammenbauen und die Wartung bzw. das Entfernen von Teilen erschwert.

Darüber hinaus ist das zylindrische Element 30 in einem Hochtemperaturbereich nahe der Austrittsöffnung 25 des Verbrennungsmotors 20 positioniert, wodurch der Katalysator schädlichen Wirkungen ausgesetzt ist, was dazu führt, daß häufige Instandhaltungsarbeiten unter Entfernung der Teile erforderlich werden.

Durch die vorliegende Erfindung sollen die Probleme der oben beschriebenen konventionellen Abgastopfanordnung eines Verbrennungsmotors beseitigt werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für einen Verbrennungsmotor eine Auspufftopfanordnung bereitzustellen, die einen einfachen Einbau und Ausbau eines Katalysators ermöglicht, auf einfache Weise zusammengesetzt werden kann, eine einfache Ausführung von Wartungsarbeiten, wie etwa das Reinigen und Entfernen von Teilen, erlaubt und bei der die Erzeugung von Schwingungen und Geräuschen vermieden und das Reinigungsvermögen und die Lebensdauer des Katalysators erhöht wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe umfaßt die Auspufftopfstruktur für einen Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung einen kastenförmigen Auspufftopf, der eine innere Auspufftopfhälfte und eine äußere Auspufftopfhälfte aufweist, die trennbar miteinander verbunden sind, ein in dem Auspufftopf ausgebildetes Verbindungsloch zur Leitung von Abgas von dem Verbrennungsmotor zu dem Abgastopf, ein zylindrisches Element, das einen Katalysator zwischen Haltenetzen mit ausreichender Elastizität aufweist, wobei die erfindungsgemäße Auspufftopfanordnung dadurch gekennzeichnet ist, daß das zylindrische Element in einem Raum in dem Abgastopf derart angeordnet ist, daß ein Hauptteil oder Trägerkörper des zylindrischen Elements zwischen bzw. an der inneren Auspufftopfhälfte und der äußeren Auspufftopfhälfte abgestützt ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das oben erwähnte zylindrische Element durch Verstärkungsrippen und Befestigungsmittel zur Befestigung eines Abgasführungselements elastisch abgestützt, die an der inneren Fläche des Auspufftopfes vorstehen.

Bei der vorstehend erwähnten Abgastopfanordnung für einen Verbrennungsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung ist das zylindrische Element in der Weise frei abgestützt, daß sich der Körper entsprechend der Form des ihn umgebenden Bereichs infolge seiner elastischen Deformation selbst adjustiert bzw. einpaßt. Das zylindrische Element ist darüber hinaus in seiner Lage durch die an seinem Körper liegenden Verstärkungsrippen und die beispielsweise als Muttern ausgebildeten Befestigungselemente beschränkt bzw. festgelegt. Bezüglich der vertikalen Lage ist das zylindrische Element durch Bodenflächen der inneren Auspufftopfhälfte und der äußeren Auspufftopfhälfte und durch den Abgasführungszylinder beschränkt, wie dies in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, so daß das zylindrische Element in einem stabilen Zustand wackelfrei fixiert ist. Das zylindrische Element kann somit auf einfache Weise montiert und entfernt werden, und die Erzeugung von Schwingungen und Geräuschen wird ebenfalls in befriedigender Weise verhindert.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Längsschnittdarstellung des Hauptteils eines Auspufftopfs entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, der an einem Verbrennungsmotor angebracht ist,

Fig. 2 eine Querschnittsdarstellung des Hauptteils des Auspufftopfes mit einem Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine Vorderansicht des Hauptteils mit Blickrichtung in Richtung des Pfeils III in Fig. 1,

Fig. 4 eine perspektivische Explosionsdarstellung des in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Auspufftopfes,

Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung des in Fig. 4 mit V gekennzeichneten Abschnitts,

Fig. 6 eine Längsschnittdarstellung eines Hauptteils eines konventionellen Auspufftopfes, der am Hauptteil eines Verbrennungsmotors angebracht ist, und

Fig. 7 eine perspektivische Explosionsdarstellung des in Fig. 6 gezeigten Auspufftopfes.

Für gleiche oder entsprechende Teile in den Fig. 1 bis 5 des Ausführungsbeispiels und in den Fig. 6 und 7 des konventionellen Auspufftopfs eines Verbrennungsmotors werden entsprechend gleiche Bezugszeichen verwendet, so daß wiederholte Erläuterungen unterbleiben können.

Nachstehend werden hauptsächlich Unterschiede zwischen der vorliegenden Erfindung und dem Stand der Technik erläutert.

Bei dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind Verstärkungsrippen oder Wulste 2 unterhalb einer inneren Wand einer inneren Auspufftopfhälfte 10′a vorgesehen. Die Verstärkungsrippen 2 stehen nach innen hin vor und erstrecken sich vertikal. Ein abgestufter Abgaskanal 42 mit einem im wesentlichen U-förmigen Querschnitt ist außerhalb einer äußeren Auspufftopfhälfte 10′b ausgebildet. Ein Abgasführungselement 40 mit einer Abgasöffnung 41 an dessen Spitze zum Ausbringen von Abgas zur Atmosphäre ist an einer äußeren Fläche der äußeren Auspuffhälfte 10′b zusammen mit einem Verstärkungselement 45 und einem Netzelement (Funkenfänger) 46 durch kleine Schrauben 47 und Muttern 48 befestigt.

Wie in Fig. 5 gezeigt, weist das zylindrische Element 30 einen Gewebekatalysator 32 auf, der zwischen einer Reihe von geschichteten Trägernetzen 31 aus rostfreiem Stahl o. dgl. mit geeigneter elastischer Rückbildungs- bzw. Regenerierungskraft eingesetzt ist, und die Netze 31 und der Gewebekatalysator 32 sind an einander überlappenden Abschnitten 33 punktverschweißt, um als Ganzes im wesentlichen einen Zylinder zu formen.

Das zylindrische Element 33 wird zwischen der inneren Auspufftopfhälfte 10′a und der äußeren Auspufftopfhälfte 10′b in der Weise eingesetzt, daß sich dessen Achse vertikal erstreckt, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist, und die Schraubstutzen 21 und 22 werden mit den Muttern 23 und 24 in Eingriff gebracht, um das zylindrische Element 30 am Körper oder Umfang 30a des zylindrischen Elements 30 mit einer den Körper 30a schwach deformierenden Kraft zu halten. Der Auspufftopf 10 wird gleichzeitig zuverlässig abgedichtet, und das zylindrische Element 30 ist montiert und fixiert.

Nachstehend wird die Funktion der Auspufftopfanordnung eines Verbrennungsmotors gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit der oben beschriebenen Konstruktion erläutert.

Das im Betrieb des Verbrennungsmotors 20 erzeugte Abgas wird durch die Austrittsöffnung 25 des Verbrennungsmotors 20 zu dem Abgasführungszylinder 13 in dem Auspufftopf 10′ geleitet. Das Abgas durchströmt die kleinen Löcher 18 des Abgasführungszylinders 13 an der der oberen Öffnung 30b des zylindrischen Elements 30 gegenüberliegenden Seite. Das Abgas durchströmt dann den Gewebekatalysator 32. Schließlich wird das Abgas über den Abgaskanal 42 und die Abgasöffnung 41 aus dem Auspufftopf 10′ ausgegeben, nachdem es gereinigt und einer Schalldämpfung unterzogen worden ist.

Das in der in den Figuren illustrierten Form montierte zylindrische Element 30 ist in der Weise frei abgestützt, als der Körper 30a sich selbst aufgrund seiner elastischen Deformation an die Form seiner ihn umgebenden Bereiche adjustiert bzw. anpaßt. Darüber hinaus wird das zylindrische Element 30 an Seitenflächen durch die Verstärkungsrippen 2 und die Muttern 48 in seiner Lage beschränkt. Bezüglich seiner vertikalen Lage wird das zylindrische Element 30 durch Bodenflächen der inneren Auspufftopfhälfte 10′a und der äußeren Auspufftopfhälfte 10′b und durch den Abgasführungszylinder 13 beschränkt, wie dies in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, so daß das zylindrische Element 30 in einem stabilen Zustand wackelfrei fixiert ist. Das zylindrische Element 30 kann daher auf einfache Weise eingebaut werden, und Wartungsarbeiten, wie etwa das Reinigen und Entfernen von Teilen, wie etwa dem zylindrischen Element 30, können auf einfache Weise durchgeführt werden. Ferner wird die Erzeugung von Schwingungen und Geräuschen verhindert.

Das zylindrische Element 30 ist in einem Abstand von der Austrittsöffnung 25 des Verbrennungsmotors 20 angeordnet, und das Abgas wird in das zylindrische Element 30 ausgeblasen, wie es in den Fig. 1 und 2 illustriert ist, so daß die Reinigungsfähigkeit des Gewebekatalysators verbessert wird und die Verminderung der Reinigungskapazität verhindert wird.

Die vorliegende Erfindung wurde oben anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Selbstverständlich können gestalterische Änderungen vorgenommen werden, ohne den Erfindungsumfang zu verlassen.

So sind beispielsweise die zu windenden Trägernetze 31 des zylindrischen Elements 30 nicht auf Doppellagen beschränkt. Es können drei oder vier Lagen oder Schichten vorgesehen sein, und der Gewebekatalysator 32 kann in jeder Lücke eingesetzt sein.

Neben einem Gewebekatalysator können alternativ auch andere Katalysatoren mit geeigneter Elastizität verwendet werden.

Bei dem Auspufftopf gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Katalysator auf einfache Weise montiert und entfernt werden. Das Zusammensetzen des Auspufftopfs und Wartungsarbeiten, etwa die Reinigung und Entfernung von Teilen des Auspufftopfes, gestalten sich einfach. Die Erzeugung von Schwingungen und Geräuschen läßt sich wirksam verhindern, und die Reinigungskapazität und Lebensdauer des Katalysators werden verbessert.

Zusammenfassend wird eine Auspufftopfstruktur oder Abgasschalldämpferanordnung eines Verbrennungsmotors vorgeschlagen, bei der ein Katalysator auf einfache Weise eingebaut und ausgebaut werden kann. Der Auspufftopf kann ferner leicht zusammengesetzt werden, und Wartungsarbeiten, etwa das Reinigen und Entfernen der Teile des Auspufftopfes, gestalten sich einfach. Die Erzeugung von Vibrationen und Geräuschen wird wirksam verhindert, und die Reinigungskapazität und Lebensdauer des Katalysators können verbessert werden. Die Auspufftopfstruktur umfaßt einen Auspufftopf, der eine innere Auspufftopfhälfte und eine äußere Auspufftopfhälfte aufweist, die trennbar miteinander kombiniert sind, ein in dem Auspufftopf ausgebildetes Verbindungsloch zur Leitung von Abgas von einem Verbrennungsmotor zu dem Auspufftopf und ein zylindrisches Element mit einem Katalysator zwischen elastischen bzw. nachgiebigen Trägernetzen, wobei die erfindungsgemäße Auspufftopfstruktur dadurch gekennzeichnet ist, daß das zylindrische Element in einem Raum in dem Auspufftopf angeordnet ist, wobei ein Teil oder Körper des zylindrischen Elements, insbesondere an dessen Umfang, sowohl von der inneren Auspufftopfhälfte als auch von der äußeren Auspufftopfhälfte abgestützt oder gehalten ist.

Claims (2)

1. Auspufftopfanordnung für einen Verbrennungsmotor, umfassend einen Auspufftopf (10′), der eine innere Auspufftopfhälfte (10′a) und eine äußere Auspufftopfhälfte (10′b) aufweist, die trennbar miteinander verbunden sind, ein in dem Auspufftopf (10′) ausgebildetes Verbindungsloch (16) zur Leitung von Abgas von dem Verbrennungsmotor (20) zu dem Auspufftopf (10′) und ein zylindrisches Element (30), das einen Katalysator (32) zwischen elastischen Trägernetzen (31) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Element (30) in einem Raum in dem Auspufftopf (10′) vorgesehen ist, wobei ein Körper (30a) des zylindrischen Elements (30) sowohl zwischen der inneren Auspufftopfhälfte (10′a) als auch der äußeren Auspufftopfhälfte (10′b) gehalten ist.

2. Auspufftopfanordnung nach Anspruch 1, wobei das zylindrische Element (30) durch Verstärkungsrippen und Befestigungselemente (48) zur Befestigung eines Abgasführungselements (40) elastisch abgestützt ist.