DE19834822A1

DE19834822A1 - Abgasschalldämpfer mit einem Katalysator

Info

Publication number: DE19834822A1
Application number: DE19834822A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Stoll; Wolf Burger; Gustav Woelpert; Thomas Rieger; Ronald Hotz
Original assignee: Andreas Stihl AG and Co KG
Current assignee: Andreas Stihl AG and Co KG
Priority date: 1998-08-01
Filing date: 1998-08-01
Publication date: 2000-02-03
Also published as: WO2000008315A1; WO2000008315A9; JP2002522685A; US6393835B1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Abgasschalldämpfer an einem Verbrennungsmotor in einer Motorkettensäge; er besteht aus einem Gehäuse (1), welches aus zwei Gehäuseschalen (2, 3) zusammengesetzt ist. Die eine Gehäuseschale (2) weist einen Abgaseinlaß (4), die andere Gehäuseschale (3) einen Abgasauslaß (5) auf. Im Innenraum (6) des Schalldämpfergehäuses (1) sind eine Innenwand (8) sowie ein zwischen Abgaseinlaß (4) und Abgasauslaß (5) angeordnetes Katalysatorelement (7) vorgesehen. Um eine ausreichende katalytische Behandlung der Abgase bei geringem Gasgegendruck zu gewährleisten, ist vorgesehen, den eintretenden Abgasstrom (10) in Teilströme aufzuteilen und zumindest einen dieser Teilströme (23) in Kontakt mit dem Katalysatorelement (7) zu führen, wobei die Teilströme (22, 23) vor Austritt aus dem Schalldämpfergehäuse (1) zusammengeführt und miteinander vermischt sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Abgasschalldämpfer an einem Verbrennungsmotor in einem handgeführten Arbeitsgerät wie eine Motorkettensäge oder dergleichen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiger Abgasschalldämpfer ist aus der WO 97/01023 bekannt. Eine innere Trennwand teilt den Innenraum des Schalldämpfergehäuses in eine einlaßseitige Kammer und eine auslaßseitige Kammer auf. Die Trennwand ist dabei doppel wandig ausgeführt und trägt eine katalytische Beschichtung. Einlaßseitig ist die quer zum eintretenden Abgasstrom liegende Trennwand mit einer Vielzahl von Eintrittsöffnun gen versehen, um den Abgasstrom stark verwirbelt in den Zwischenraum der Trennwand einzuleiten. In diesem Zwischen raum erfolgt die katalytische Behandlung, wobei der Abgas strom über nur eine Auslaßöffnung in die auslaßseitige Kam mer übertreten und von dort aus dem Abgasauslaß in die Atmosphäre abströmen kann.

Bei einer derartigen Abgasführung muß der Katalysator zum Durchströmen der Gesamtmenge des Abgasstroms ausgebildet sein, wobei darauf zu achten ist, daß der sich aufbauende Gasgegendruck nicht so hoch wird, daß es zu Leistungsein bußen bei dem Verbrennungsmotor kommt. Dabei ist insbeson dere zu berücksichtigen, daß derartige Abgasschalldämpfer regelmäßig an Zweitaktmotoren, insbesondere schlitzge steuerten Zweitaktmotoren, angeflanscht werden, welche in ihrer Leistungscharakteristik empfindlich auf Änderungen im Abgasweg reagieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Abgas schalldämpfer der gattungsgemäßen Art derart weiterzu bilden, daß eine ausreichende katalytische Behandlung der Abgase bei geringem Gasgegendruck gewährleistet ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Der in das Schalldämpfergehäuse einströmende Abgasstrom wird in Teilmengen aufgeteilt, wobei nur eine der Teil mengen über das Katalysatorelement geführt ist und nach der katalytischen Behandlung mit der vorher abgezweigten Teil menge wieder zusammengeführt wird. Somit kann einerseits das Katalysatorelement in der Baugröße derart gestaltet werden, daß bei ausreichender katalytischer Behandlung des Teilstroms ein nur geringer Gasgegendruck aufgebaut wird. Darüber hinaus ist durch die Vermischung des behandelten Abgasstroms mit dem unbehandelten Abgasstrom eine Absenkung des Temperaturniveaus des behandelten Abgases möglich, so daß trotz katalytischer Behandlung der energiereichen Ab gase eines Zweitaktmotors der aus tretende Abgasstrom in einem akzeptablen Temperaturbereich liegt.

Zur Aufteilung des Abgasstroms schließt an den Abgaseinlaß mindestens eine in den Abgasstrom führende Leitwand an, die in bevorzugter Ausführungsform als Einlaßrohr ausgebildet ist, in dessen Rohrmantel nach Art einer Brause eine Viel zahl von Ausströmöffnungen angebracht ist. Nur ein Teil der Ausströmöffnungen der Brause mündet in ein Katalysator element, welches vorzugsweise von dem Einlaßrohr getragen ist. Das Katalysatorelement kann dabei aus einem Gehäuse topf bestehen, der selbst aus einem katalytischen Material besteht oder in dem ein katalytisch wirksames Material auf genommen ist, zum Beispiel ein ungeordnetes Gewirke oder dergleichen.

In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform begrenzen zwei zueinander etwa parallel liegende Leitwände einen Ein laßschacht, in den der Abgaseinlaß unmittelbar mündet. Zu mindest eine der Leitwände trägt eine katalytische Be schichtung oder besteht aus einem katalytischen Material, wodurch das zur Behandlung der Abgase notwendige Kata lysatorelement gebildet ist. Die Leitwände bilden zweck mäßig die Schenkel eines U-förmigen Bügels, dessen Grund steg eine deckungsgleich zum Abgaseinlaß liegende Einström öffnung aufweist, wobei der U-förmige Bügel zwischen den Böden der Gehäuseschalen eingeklemmt liegt.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weite ren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung, in der nachfolgend im einzelnen beschriebene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind. Es zeigen:

Fig. 1 einen Abgasschalldämpfer für einen Verbrennungs motor in einem handgeführten Arbeitsgerät von der Auslaßseite her gesehen,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 2,

Fig. 4 in perspektivischer Ansicht einen Abgasschall dämpfer anderer Ausführungsform,

Fig. 5 eine Ansicht auf den Abgasschalldämpfer nach Fig. 4 von der Auslaßseite her gesehen,

Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie VI-VI in Fig. 5,

Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie VII-VII in Fig. 6,

Fig. 8 eine Ansicht auf das Katalysatorelement gemäß Fig. 7,

Fig. 9 einen Schnitt längs der Linie IX-IX in Fig. 8,

Fig. 10 eine Draufsicht auf das Katalysatorelement gemäß Pfeil X in Fig. 8,

Fig. 11 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Abgasschall dämpfers von der Auslaßseite her gesehen,

Fig. 12 einen Schnitt längs der Linie XII-XII in Fig. 11,

Fig. 13 in vergrößerter Darstellung einen Schnitt längs der Linie XIII-XIII in Fig. 12,

Fig. 14 in vergrößerter Darstellung einen Haltewinkel für Katalysatorbleche,

Fig. 15 eine Zusammenbauzeichnung eines Abgasschalldämpfers in einer weiteren Ausführungsform,

Fig. 16 eine Zusammenbauzeichnung eines weiteren Abgas schalldämpfers mit einem von Fig. 15 abweichenden Katalysatorelement,

Fig. 17 eine Zusammenbauzeichnung eines weiteren Ausfüh rungsbeispiels eines Abgasschalldämpfers,

Fig. 18 eine Zusammenbauzeichnung eines nächsten Ausfüh rungsbeispiels eines Abgasschalldämpfers,

Fig. 19 eine Zusammenbauzeichnung eines letzten Ausfüh rungsbeispiels eines Abgasschalldämpfers,

Fig. 20 einen Schnitt entsprechend Fig. 2 durch ein weite res Ausführungsbeispiel eines Abgasschalldämpfers.

Die nachstehend beschriebenen Abgasschalldämpfer werden un mittelbar an den Abgasflansch eines Zylinders eines Ver brennungsmotors befestigt, so zum Beispiel an einem Ver brennungsmotor in einem handgeführten Arbeitsgerät wie eine Motorkettensäge, ein Trennschleifer, ein Freischneidegerät oder dergleichen. Als Verbrennungsmotor ist ein Zweitakt motor, gemischgeschmierter Viertaktmotor, getrennt geschmierter Viertaktmotor oder dergleichen verwendbar. Die nachstehend erläuterten Abgasschalldämpfer bestehen aus einem Gehäuse 1, welches aus zwei Gehäuseschalen 2 und 3 zusammengesetzt ist. Die eine Gehäuseschale 2 weist einen Abgaseinlaß 4 auf und ist unmittelbar an dem Abgaskanal montiert. Das Gehäuse 1 weist ferner einen Abgasauslaß 5 auf, der bevorzugt in der anderen Gehäuseschale 3 vorge sehen ist und die Abgase aus dem Schalldämpfergehäuse 1 ab führt. Im Innenraum 6 des Schalldämpfergehäuses 1 ist zwi schen dem Abgaseinlaß 4 und dem Abgasauslaß 5 ein Kata lysatorelement 7 zur Behandlung der Abgase angeordnet.

Im ersten Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 3 ist im Schalldämpfergehäuse 1 eine Zwischenwand 8 als Innenwand angeordnet, die bevorzugt in der Trennebene der Gehäuse schalen 2 und 3 festgeklemmt liegt und den Innenraum 6 des Schalldämpfergehäuses 1 quer zur Einströmrichtung 10 der Abgase in zwei getrennte Kammern 11 und 12 aufteilt. Die Kammern stehen über mindestens eine Verbindungsöffnung 13 in der Zwischenwand 8 miteinander in Strömungsverbindung, wobei im gezeigten Ausführungsbeispiel mehrere Verbindungs öffnungen 13 vorgesehen sind.

Wie Fig. 3 zeigt, schließt im Innenraum 6 des Schall dämpfergehäuses 1 an den Abgaseinlaß 4 eine den Abgasstrom führende Leitwand 14 an, die das Schalldämpfergehäuse 1 in Einströmrichtung 10 der Abgase durchragt (Fig. 2) und end seitig an den Gehäuseschalen 2, 3 anliegt.

Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 3 ist die Leit wand 14 von einem Einlaßrohr 15 rechteckig-ovalen Quer schnitts gebildet, in dessen Rohrmantel 16 nach Art einer Brause eine Vielzahl von Ausströmöffnungen 17, 18 ange bracht ist. Über die Ausströmöffnungen 17, 18 wird das in Einströmrichtung 10 durch den Abgaseinlaß 4 einströmende Abgas brausenartig in den Innenraum 6 des Schalldämpfer gehäuses 1 verteilt. Dabei durchragt das Einlaßrohr 15 die Zwischenwand 8 etwa senkrecht; die Ausströmöffnungen 17, 18 liegen dabei vorteilhaft auf der einen wie auf der anderen Seite der Trennwand 8 und münden sowohl in die einlaß seitige Kammer 11 als auch in die auslaßseitige Kammer 12; es kann zweckmäßig sein, die Ausströmöffnungen 17, 18 der art anzuordnen, daß sie nur in die einlaßseitige Kammer münden.

Wie aus den Fig. 2 und 3 zu entnehmen, münden die Ausström öffnungen 18 in ein Katalysatorelement 7, welches bevorzugt am Einlaßrohr 15 gehalten ist. Das Katalysatorelement 7 be steht im gezeigten Ausführungsbeispiel aus einem Gehäuse topf 19, der selbst aus einem katalytischen Material be stehen kann oder - wie im Ausführungsbeispiel gezeigt - mit einem katalytischen Material, zum Beispiel einem Gewirke 20 oder dergleichen, gefüllt sein kann. Das Katalysatorelement 7 liegt in der Zwischenwand 8, wobei die Auslaßöffnungen 21 des Gehäusetopfes 19 in die einlaßseitige Kammer 11 wie in die auslaßseitige Kammer 12 ausmünden; ein Ausmünden in eine der Kammern 11, 12 oder volumenmäßig aufgeteilte Gas ströme in die Kammern 11, 12 kann zweckmäßig sein.

Das in Einströmrichtung 10 in das brausenartige Einlaßrohr 15 einströmende unbehandelte Abgas teilt sich in erste Teilströme 22 auf, die unbehandelt in die Kammern 11 und 12 des Schalldämpfergehäuses 1 austreten. Durch die Ausström öffnungen 18 der Brause 15 treten getrennte Teilströme in das Katalysatorelement 7 ein und verlassen dieses als Teil ströme 23 behandelten Abgases durch die Auslaßöffnungen 21. Der eine Teilstrom 23 tritt dabei in die einlaßseitige Kam mer 11, der andere Teilstrom 23 in die auslaßseitige Kammer 12 ein. In den Gehäusekammern 11 und 12 erfolgt - zunächst getrennt voneinander - eine Vermischung der Teilströme 22 unbehandelten Abgases mit den Teilströmen 23 behandelten Abgases, wobei die Mischströme 24 der Kammer 11 über die Verbindungsöffnungen 13 in die Kammer 12 eintreten und sich dort mit den darin strömenden Teilströmen und Mischströmen vermengen. Aus dem Abgasauslaß 5 tritt somit ein Mischstrom 24 aus, wobei der Abgasauslaß 5 von einem Funkenschutz gitter 25 abgedeckt ist. Wie Fig. 1 in Verbindung mit Fig. 2 zeigt, ist am Abgasauslaß 5 eine Austrittshutze 26 ange ordnet, die die Abströmrichtung des aus dem Schalldämpfer gehäuse 1 austretenden Abgases bestimmt. Zweckmäßig ist die Austrittshutze von einem Luftleitblech 27 abgedeckt, über welches vorteilhaft von dem Verbrennungsmotor abströmende Kühlluft zugeführt ist, die sich mit dem Abgas zu einem temperaturreduzierten Abgasstrom vermischt.

Die Aufteilung der Volumen der Teilströme 22 und 23 erfolgt durch angepaßte Wahl der Durchmesser der Ausströmöffnungen, wodurch jeder Volumenstrom beliebig variiert werden kann.

Der Abgasschalldämpfer wird mittels kurzer Montageschrauben am Zylinder des Verbrennungsmotors befestigt, wobei die Montageschrauben 28 in buchsenartige Aufnahmehülsen 29 ein gesetzt sind, welche das Schalldämpfergehäuse 1 durchragen und auf der Auslaßseite offen sind. Auf diese Weise kann von der Auslaßseite her eine kurze Schraube in die Auf nahmehülse 29 eingeführt werden, wobei der Schraubkopf am Boden der Gehäuseschale 2 - vorteilhaft unter Zwischen legung eines Druckstückes 28a - aufliegt. Die- Aufnahme hülsen 29 liegen innerhalb des brausenartigen Einlaßrohres 15 und werden vom einströmenden Abgas umspült, wobei die Aufnahmehülsen 29 etwa achsparallel mit dem Einlaßrohr 15 liegen.

Der Abgasschalldämpfer im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4 bis 10 entspricht im Grundaufbau dem des Abgasschall dämpfers nach den Fig. 1 bis 3, weshalb für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet sind.

Der Abgasschalldämpfer ist aus den Gehäuse schalen 2 und 3 zusammengesetzt, wobei in der Trennebene 9 eine Zwischen wand 8 angeordnet ist, die den Innenraum 6 des Schall dämpfers 1 in eine einlaßseitige Kammer 11 und eine auslaß seitige Kammer 12 aufteilt.

An den Abgaseinlaß 4 schließt ein Einlaßschacht 30 an, der von zwei zueinander parallel liegenden Leitwänden 31 und 32 begrenzt ist und in dem der Abgaseinlaß 4 mündet. Zumindest eine der Leitwände 31, 32 trägt eine Beschichtung aus einem katalytischen Material; bevorzugt sind beide Leitwände 31, 32 mit einem katalytischen Material beschichtet bzw. be stehen aus einem derartigen Material.

In dem Einlaßschacht 30 sind die Aufnahmehülsen 29 für Mon tageschrauben angeordnet, wobei die Aufnahmehülsen 29 das Schalldämpfergehäuse 1 durchragen und mit vorgebbarem Spiel s den Abstand a zwischen den Leitwänden 31 und 32 füllen. In einer der Leitwände 31, 32, im gezeigten Ausführungs beispiel in der Leitwand 31, sind Ausströmöffnungen 33 an geordnet, welche ausschließlich in die einlaßseitige Kammer 11 des Abgasschalldämpfers münden.

Die Leitwände 31, 32 sind ausweislich den Fig. 8 bis 10 be vorzugt als Schenkel eines U-förmigen Bügels 34 vorgesehen, dessen Grundsteg 35 eine deckungsgleich zum Abgaseinlaß 4 liegende Einströmöffnung 36 zeigt. Aus Fig. 10 wird deut lich, daß abhängig vom Durchmesser der Aufnahmehülsen 29 in Längsrichtung der Trennwände 31, 32 zwischen den Hülsen 29 und den Leitwänden 31, 32 ein Spalt der Breite s besteht, über den weitgehend unbehandeltes Abgas aus dem Einlaß schacht 30 abströmen kann.

Wie Fig. 6 zeigt, ragt der Einlaßschacht 30 durch die Trennwand 8 von dem Boden der einlaßseitigen Gehäuseschale 2 zum Boden der auslaßseitigen Gehäuseschale 3, wobei sich der Spalt 37 über die Länge der Aufnahmehülsen 29 sowohl über die einlaßseitige Kammer 11 als auch über die auslaß seitige Kammer 12 erstreckt.

In Einströmrichtung 10 durch den Abgaseinlaß 4 und die Ein strömöffnung 36 in den Einlaßschacht 30 eintretendes Abgas wird in einer Teilmenge katalytisch behandelt, welche über die Ausströmöffnungen 33 als Teilstrom 23 in die einlaß seitige Kammer 11 austritt. Durch den sich längs der Auf nahmehülse 29 erstreckenden Spalt tritt weitgehend unbe handeltes Abgas als Teilstrom 22 in die Kammer 11 und die Kammer 12 aus, wobei sich der Teilstrom 23 des behandelten Abgases mit dem Teilstrom 22 des unbehandelten Abgases in der Kammer 11 vermischen und über die Verbindungsöffnungen 13 in die Kammer 12 übertreten. Dort wird sich der Misch strom 24 mit einem weiteren Teilstrom 22 unbehandelten Ab gases vermengen und über den Abgasauslaß 5, das Funken schutzgitter 25 und die Austrittshutze 26 gerichtet den Ab gasschalldämpfer verlassen.

Das Spiel s zwischen der Aufnahmehülse 29 und den Leit wänden 31 und 32 des Einlaßschachtes 30 läßt sich konstruk tiv vorgeben, wodurch die Länge des über den Spalt 37 aus dem Einlaßschacht 30 unbehandelt abströmenden Abgases vor gebbar ist. Wird der Spalt 37 sehr eng gewählt, wird im wesentlichen nur das an den Leitwänden 31, 32 vorbei streichende und damit behandelte Abgas durch den Spalt 37 austreten; ist das Spiel s größer gewählt, werden die Teil mengen unbehandelten Abgases größer. Ist das Spiel s gleich Null gewählt, kann das einströmende Abgas ausschließlich über die Ausströmöffnungen 33 als weitgehend behandelter Abgasstrom in die Kammer 11 des Schalldämpfergehäuses 1 austreten und strömt dann über die Verbindungsöffnungen 13 und die Kammer 12 zum Abgasauslaß 5.

Während in den beiden vor stehend beschriebenen Ausführungs beispielen eine Aufteilung des Abgasstroms unmittelbar nach Eintritt in das Schalldämpfergehäuse vorgenommen ist, strömt bei dem Abgasschalldämpfer nach den Fig. 11 bis 14 das unbehandelte Abgas zunächst in die einlaßseitige Kammer 11 ein und wird über die Trennwand 8 in zwei Teilströme aufgeteilt. Über die Verbindungsöffnungen 13 strömt ein Teilstrom 22 unbehandelten Abgases unmittelbar in die aus laßseitige Kammer 12 ein, während ein anderer Teilstrom 23' über Verbindungsöffnungen 13' in ein Katalysatorelement 7 eintritt. Das behandelte Abgas tritt als Teilstrom 23 aus Auslaßöffnungen 21 des Katalysatorelementes 7 in die aus laßseitige Gehäusekammer 12 ein, vermischt sich dort mit dem unbehandelten Abgas 22 und wird als Mischstrom 24 über den Auslaß 5 abgeführt. Der Mischstrom durchströmt ein Fun kenschutzgitter 25 und wird über eine Austrittshutze 26 ge richtet abgeführt.

Die Aufteilung des Abgasstroms in unbehandelte Teilströme 22 und behandelte Teilströme 23 erfolgt durch Zahl und Größe der Verbindungsöffnungen 13 und 13' in der Zwischen wand 8. Werden die Verbindungsöffnungen 13 sehr klein aus geführt, wird ein großer Teilstrom 23' in das Katalysator element 7 eintreten; entfallen die Verbindungsöffnungen 13, wird der gesamte durch den Abgaseinlaß zwischen den Auf nahmehülsen 29 eintretende Abgasstrom über das Katalysator element 7 geführt und behandelt, bevor es über den Ab gasauslaß 5 abströmt.

Das Katalysatorelement 7 ist zweckmäßig in der auslaß seitigen Gehäusekammer 12 angeordnet und besteht im wesent lichen - ähnlich dem bügelförmigen Katalysatorelement 7 ge mäß den Fig. 8 bis 10 - aus einzelnen, etwa parallel neben einander liegenden Katalysatorblechen 38 (Fig. 13), die an gegenüberliegenden Rändern Haltefahnen 39 (Fig. 12) auf weisen. Die Katalysatorbleche sind in Draufsicht etwa rechteckförmig, wobei die Haltefahnen 39 an den Schmal seiten vorgesehen sind. Mit den Haltefahnen 38 sind die Katalysatorbleche 39 in Haltewinkeln 40 eingesteckt, wozu in den Haltewinkeln Aufnahmeschlitze 41 ausgebildet sind, deren gegenüberliegende Wände in Einsteckrichtung unter einem Winkel 42 leicht aufeinander zulaufen, so daß die Haltefahnen 39 in den Aufnahmeschlitzen 41 geklemmt ge halten sind.

Wie die Fig. 12 und 13 zeigen, sind die Haltewinkel 40 mit einem abgebogenem Fußflansch 43 auf der Trennwand 8 be festigt, vorzugsweise punktverschweißt, wobei die Längs ränder der Katalysatorbleche mit geringem Abstand u zur Zwischenwand 8 liegen. Die Haltewinkel 40 umgreifen die Katalysatorbleche 38 an ihren Schmal- und Längsrändern und liegen mit einander zugewandten Schenkelrändern 44 anein ander an. Die Schenkelränder 44 sind zweckmäßig miteinander verbunden, zum Beispiel punktverschweißt, so daß die Kata lysatorbleche 38 von den Haltewinkeln 40 käfigartig um schlossen an der Zwischenwand 8 befestigt sind.

Wie Fig. 13 zeigt, mündet zwischen je zwei Katalysator blechen 38 eine Vielzahl hintereinander liegender Ver bindungsöffnungen 13', so daß zwischen je zwei Katalysator blechen Teilströme 23' des unbehandelten Abgases eintreten. Über die Auslaßöffnungen 21 tritt das behandelte Abgas als Teilstrom 23 in die auslaßseitige Gehäusekammer 12 aus. Die inneren Katalysatorbleche 38 weisen den Auslaßöffnungen 21 entsprechende Durchströmöffnungen 44 auf, um einen Über tritt des Abgases zu den Abströmöffnungen 21 zu ermög lichen.

Der in der Zusammenbauzeichnung nach Fig. 15 gezeigte Ab gasschalldämpfer besteht im Grundaufbau wieder aus einem Gehäuse 1, das aus Gehäuseschalen 2 und 3 zusammengesetzt ist, wobei im Boden der Gehäuseschale 2 der Abgaseinlaß 4 und im Boden der Gehäuseschale 3 der von einer Austritts hutze 26 abgedeckte Abgasauslaß 5 vorgesehen ist. Der In nenraum 6 des Abgasschalldämpfers ist von einer Leitwand 45 in Einströmrichtung 10 der Abgase 10 aufgeteilt, wobei das Abgas längs der Leitwand 45 vom Abgaseinlaß 4 zum Abgasaus laß 5 geführt ist. Die Leitwand 45 liegt quer zur Einström richtung 10 der Abgase mit Abstand y zur Gehäusewand 46, so daß zwischen der Gehäusewand 46 und der Leitwand 45 ein etwa spiralförmig verlaufender Kanal längs der Leitwand 45 vom Abgaseinlaß 4 zum Abgasauslaß 5 ausbildet.

Das in Einströmrichtung 10 einströmende Abgas tritt zentral in den etwa rohrförmigen Mittelabschnitt 47 der spiral förmigen Leitwand 45 und verläßt diesen quer zur Einström richtung über den Längsspalt 48, da der Mittelabschnitt 47 endseitig jeweils an den Böden der Gehäuseschalen 2 und 3 anliegt. Über den den Mittelabschnitt 47 halbkreisförmig umgebenden Endabschnitt 49 wird der Abgasstrom dann teil kreisförmig bzw. spiralförmig um den Abgaseinlaß 4 zum Ab gasauslaß 5 geführt. Aufgrund des im Durchmesser groß aus geführten Mittelabschnittes 47 und des großen Abstands y der Leitwand 45 zur Gehäusewand 46 sowie des Abstands z zwischen dem äußeren Endabschnitt 49 und dem Mittelab schnitt 47 der Leitwand wird der geführte Abgasstrom ledig lich in den längs der Leitwand 45 geführten Teilströmen 23 behandelt, während ein von den Teilströmen 23 einge schlossener Teilstrom 22 im wesentlichen unbehandelt vom Abgaseinlaß 4 bis zum Abgasauslaß 5 mitgenommen wird. Auf grund des im Abgasauslaß angeordneten Funkenschutzgitters und der Austrittshutze 26 wird der abströmende Abgasstrom 50 ein Mischstrom sein, der die Teilmengen der Teilströme 22 und 23 enthält.

Die Leitwand 45 ist aus einem katalytischen Material ge fertigt oder besteht aus einem mit einem katalytischen Material beschichteten Blech oder dergleichen, wobei durch die geometrische Gestalt und die räumliche Anordnung der geführte Abgasstrom nur in den der Leitwand benachbarten Bereichen katalytisch behandelt wird, während eine Teil menge als Abgasstrom 22 unbehandelt vom Abgaseinlaß 4 zum Abgasauslaß 5 strömt und sich erst dort mit dem behandelten Teilstrom 23 vermischt.

In nicht näher dargestellter Weise wird der Abgasschall dämpfer 15 mit das Schalldämpfergehäuse durchragende Bol zenschrauben unmittelbar am Abgasauslaß des Zylinders eines Verbrennungsmotors angeschraubt, wobei an der Leitwand 45 Aufnahmehülsen 29 für die Schrauben angeformt sind.

Der Abgasschalldämpfer nach Fig. 16 entspricht bis auf die Ausbildung der Leitwand 55 dem Aufbau nach Fig. 15, weshalb für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet sind. Die Leitwand ist etwa U-förmig ausgebildet, wobei das Abgas in Einströmrichtung 10 zentral zwischen die Schenkel 57 und 58 eintritt. Aufgrund des Schenkelabstandes d wird nur der der Leitwand naheliegende Teilstrom des Abgases behandelt sind strömt längs der Leitwand 55 zum Abgasauslaß 5. Dort werden sich die Teilmengen bei Durchtritt durch das Funkenschutz gitter und Eintritt in die Austrittshutze 26 innig mitein ander vermischen, so daß der austretende Abgasstrom 50 die durchmischten Teilströme behandelten und unbehandelten Ab gases enthält.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 17 ist das Außengehäuse des Abgasschalldämpfers entsprechend den vorstehend be schriebenen Ausführungsbeispielen ausgebildet. Für gleiche Teile sind gleiche Bezugszeichen verwendet.

Zwischen den Böden der Gehäuseschalen 2 und 3 ist ein Ein laßrohr 60 gehalten, welches endseitig durch die Böden der Gehäuseschalen 2, 3 verschlossen ist. Das Einlaßrohr 60 ist in einem Rahmen 61 gehalten, der weitgehend dicht an der Gehäuseinnenwand 46 anliegt, bevorzugt auf einer Schulter 62 in der Trennebene der Gehäuseschalen 2, 3 eingeklemmt ist.

Zwischen dem Rahmen 61 und dem Einlaßrohr 60 ist eine das Einlaßrohr 60 spiralförmig ansteigende Rampe 62 ausge bildet, die in dem zwischen dem im Querschnitt etwa recht eckförmigen Einlaßrohr 60 und der Gehäusewand 46 liegenden Ringraum angeordnet ist. Die Rampe 62 steigt beginnend am Boden der Gehäuseschale 2 spiralförmig um das Einlaßrohr 60 an und legt sich mit seinem Ende 63 am Boden der Gehäuse schale 3 an. Das Ende 63 liegt in einer Ebene mit dem Rand 64 des der Gehäuseschale 3 zugewandten Endes; das Ende 65 liegt in einer Ebene mit dem Rand 66 des der Gehäuseschale 2 zugewandten Endes. Der unterhalb der Rampe 62 nahe dem vorderen Ende 65 liegende Wandbereich des Einlaßrohres 60 weist Ausströmöffnungen 67 auf; in dem oberhalb der Rampe 62 benachbart zum oberen Ende 63 liegenden Wandbereich des Einlaßrohres 60 können Ausströmöffnungen 68 vorgesehen sein.

Durch die Rampe 62 ist der Ringraum zwischen dem Einlaßrohr 60 und der Gehäusewandung 46 in eine einlaßseitige Kammer 11 unterhalb der Rampe 62 und eine auslaßseitige Kammer 12 oberhalb der Rampe 62 aufgeteilt. Die beiden Kammern 11 und 12 sind durch ein zwischen den Enden 63 und 65 der Rampe gebildetes Fenster 69 miteinander verbunden.

Das in Einströmrichtung 10 eintretende Abgas strömt in das Einlaßrohr 60 und tritt in Teilströmen 23' aus den Aus strömöffnungen 67 in die einlaßseitige Kammer 11 des Schalldämpfergehäuses ein. Die Teilströme 23' werden nun längs der Rampe 62 spiralförmig um die Einströmrichtung 10 des Abgases bzw. um das Einlaßrohr 60 durch das Fenster 69 in die auslaßseitige Kammer 12 geführt, wobei sie über ihren spiralförmigen Weg längs der katalytisch beschich teten Rampe bzw. den katalytisch beschichteten Mantel des Einlaßrohres 60 strömen und konvertiert werden. Werden im Mantel des Einlaßrohrs 60 Ausströmöffnungen 68 vorgesehen, die unmittelbar benachbart zum Abgasauslaß 5 in die auslaß seitige Kammer 12 Teilströme 22 unbehandelten Abgases abge ben, so wird sich dieses mit den längs der Rampe strömenden behandelten Teilmengen 23 mischen und zusammen mit diesen als Abgasmischstrom 50 gerichtet aus der Austrittshutze 26 abströmen.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 18 ist in einem in der Ge häusetrennebene fest geklemmten Rahmen 61 ein Streckmetall 70 aus katalytisch beschichtetem Material gehalten. Das Streckmetall teilt den Innenraum 6 des Schalldämpfer gehäuses in eine einlaßseitige Kammer 11 und eine auslaß seitige Kammer 12. Das in Einströmrichtung 10 einströmende Abgas trifft auf das quer zur Einströmrichtung liegende Streckmetall, wobei der Abgasstrom unmittelbar durch die Öffnungen 71 im Streckmetall durchtritt. Diese Öffnungen 71 sind relativ groß, so daß davon ausgegangen werden kann, daß die benachbart zum Streckmetall liegenden Teilströme 23 katalytisch behandelt werden, während der im wesentlichen zentrisch durch die Öffnung 71 strömende Abgasteilstrom 22 unbehandelt bleibt. Der behandelte Abgasteilstrom 23 und der unbehandelte Abgasteilstrom 22 werden sich in der aus laßseitigen Kammer 12 des Schalldämpfergehäuses innig ver mischen und als gemischter Abgasstrom 50 über den Auslaß 5 und die Austrittshutze 26 in die Umgebung austreten.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 19 ist in der das Schall dämpfergehäuse in eine einlaßseitige Kammer 11 und eine auslaßseitige Kammer 12 aufteilenden Trennwand 8 ein im Außenumfang brausenartig gelochtes Rohr gehalten, das end seitig auf Halteringen 81 aufgeschoben ist, die auf den Böden der Gehäuseschalen 2 und 3 festliegen. Die Böden der Gehäuse schalen verschließen das Rohr 80 endseitig; ein Strömungsübertritt von der einlaßseitigen Kammer 11 zur auslaßseitigen Kammer 12 ist nur über das Rohr möglich. Das Rohr 80 trägt eine katalytische Beschichtung oder ist aus einem katalytischen Material gefertigt.

Das in Einströmrichtung 10 einströmende Abgas wird über die Öffnungen 82 im Rohrmantel 83 in das Rohr eintreten, längs des Rohres strömen und über die in der auslaßseitigen Kam mer 12 in der Rohrwand 83 vorgesehenen Öffnungen 84 aus strömen.

Vorteilhaft sind in der Trennwand 8 Verbindungsöffnungen 13 zwischen den Kammern 11 und 12 vorgesehen, über die ein un behandelter Teilstrom 22 der Abgase zum Auslaß 5 strömen kann. In der auslaßseitigen Kammer 12 werden sich daher die aus dem katalytischen Rohr 80 austretenden Teilströme 23 behandelten Abgases mit den über die Verbindungsöffnung 13 eintretenden Teilströme 22 unbehandelten Abgases vermischen und als vermischter Abgasstrom 50 aus dem Auslaß 5 in die Austrittshutze 26 übertreten.

Das in Fig. 20 dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht im Aufbau etwa dem nach Fig. 2, weshalb für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet sind; das Wirkprinzip ent spricht den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 15 bzw. 16, wonach der in Richtung 10 eintretende Abgasstrom längs einer mit katalytischem Material beschichteten Leitwand 95 strömt, die als Blechstreifen 90 im Gehäuse des Abgas schalldämpfers angeordnet ist. Der Blechstreifen 90 liegt mit einem Ende 91 flach auf der Einlaßseite an der Gehäuse schale 2 an, durchragt einen Strömungsschlitz 93 in der Zwischenwand 8 und liegt mit dem anderen Ende 92 flach am Boden der Gehäuseschale 3 an. In Seitenansicht ist der Blechstreifen 90 U-förmig gebogen, wobei die Schenkel die Enden 91, 92 bilden. Das Ende 91 hat eine zum Abgaseinlaß 4 deckungsgleiche Öffnung und weist einen quer zur Einström richtung 10 abgewinkelten Endabschnitt 94 auf, der zwischen die Aufnahmehülsen 29 greift, welche ihrerseits das Ende 92 des Blechstreifens 90 durchragen. Etwa auf Höhe des Abgas einlasses 4 weist die Zwischenwand 8 eine kugelschalen artige Ausbuchtung 96 in die auslaßseitige Kammer 12 auf; zweckmäßig ist in der Zwischenwand 8 eine zum Strömungs schlitz 93 als Bypass wirkende Verbindungsöffnung 97 für die Kammern 11, 12 vorgesehen.

Das in Einströmrichtung 10 zuströmende Abgas wird zunächst durch den in den Strömungsweg einragenden Endabschnitt 94 gestört und verwirbelt, wobei es in der als Prallfläche wirkenden, kugelschalenartigen Ausbuchtung 96 auftrifft. Der sich in der einlaßseitigen Kammer 11 aufbauende Gas druck bewirkt eine Strömung längs der Leitwand 14 durch den Strömungsschlitz 93 in die auslaßseitige Kammer 12, wobei das mit dem Blechstreifen 90 in Kontakt tretende Abgas kon vertiert wird. Parallel dazu tritt ein weitgehend unbe handelter Abgasteilstrom durch die Verbindungsöffnung 97. Die in die auslaßseitige Kammer eintretenden Teilströme vermischen sich, treten dabei teilweise erneut in Kontakt mit dem in der auslaßseitigen Kammer liegenden Abschnitt des Blechstreifens 90 und verlassen das Gehäuse über den Abgasauslaß 5 wie bereits beschrieben.

Claims

1. Abgasschalldämpfer an einem Verbrennungsmotor in einem handgeführten Arbeitsgerät wie eine Motorkettensäge oder dergleichen, bestehend aus einem Gehäuse (1), wel ches aus zwei Gehäuseschalen (2, 3) zusammengesetzt ist, wobei die eine Gehäuseschale (2) einen Abgaseinlaß (4) aufweist, der unmittelbar mit dem Abgaskanal des Verbrennungsmotors verbunden ist, und mit einem Ab gasauslaß (5), der die Abgase aus dem Schalldämpfer gehäuse (1) abführt, mit einer im Innenraum (6) des Schalldämpfergehäuses (1) angeordneten Innenwand (8) sowie mit einem Katalysatorelement (7) zwischen Abgas einlaß (4) und Abgasauslaß (5), dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Teilstrom (23) des über den Abgaseinlaß (4) einströmenden Abgasstroms (10) in Kontakt mit dem Katalysatorelement (7) geführt ist und ein zweiter Teilstrom (22) im wesentlichen ohne Kontakt mit dem Katalysatorelement (7) zum Abgasauslaß (5) strömt und daß die Teilströme (22, 23) vor Austritt aus dem Schalldämpfergehäuse (1) zusammengeführt und miteinander vermischt sind.

2. Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgasstrom (10) un mittelbar nach Eintritt in das Schalldämpfergehäuse (1) in einen ersten Teilstrom (22) und einen zweiten Teil strom (23) aufgeteilt ist.

3. Schalldämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Abgaseinlaß (4) min destens eine den Abgasstrom (10) führende Leitwand (14, 31, 32, 45, 55) anschließt.

4. Schalldämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitwand (14, 31, 32, 45, 55) das Schalldämpfergehäuse (1) in Einströmrich tung (10) der Abgase durchragt und an den Gehäuse schalen (2, 3) anliegt.

5. Schalldämpfer nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitwand (14) von einem Einlaßrohr (15) gebildet ist, in dessen Rohrmantel (16) nach Art einer Brause eine Vielzahl von Ausströmöffnun gen (17, 18) angebracht sind.

6. Schalldämpfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaßrohr (15) etwa ovalen Querschnitt aufweist und endseitig vorzugsweise von den Gehäuseschalen (2, 3) verschlossen ist.

7. Schalldämpfer nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaßrohr (15) von parallel zu seiner Längsachse angeordneten Aufnahme hülsen (29) für Montageschrauben durchragt ist.

8. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Ausström öffnungen (18) in das Katalysatorelement (7) mündet, welches vorzugsweise von der insbesondere als Einlaß rohr (15) ausgebildeten Leitwand (14) getragen ist.

9. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Katalysatorelement (7) aus einem Gehäusetopf (19) besteht, der ein katalytisch wirksames Material umfaßt, vorzugsweise aus einem kata lytisch beschichteten Material besteht.

10. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand als Zwischen wand (8) den Innenraum (6) des Schalldämpfergehäuses (1) quer zur Einströmrichtung (10) der Abgase in zwei getrennte Kammern (11, 12) aufteilt, die über eine Ver bindungsöffnung (13) in der Zwischenwand (8) mitein ander kommunizieren, wobei die Zwischenwand (8) von dem Einlaßrohr (15) durchragt ist und die Ausströmöffnungen (17, 18) in die eine Kammer (11) und die andere Kammer (12) münden.

11. Schalldämpfer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Katalysatorelement (7) in der Zwischenwand (3) liegt und das behandelte Abgas in die eine Kammer (11) und/oder die andere Kammer (12) abströmen kann.

12. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei zueinander etwa paral lel liegende Leitwände (31, 32) angeordnet sind, die einen Einlaßschacht (30) begrenzen, in den der Abgas einlaß (4) mündet.

13. Schalldämpfer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Leit wände (31, 32) eine Beschichtung aus einem kata lytischen Material trägt.

14. Schalldämpfer nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß im Einlaßschacht (30) Auf nahmehülsen (29) für Montageschrauben (28) angeordnet sind, daß die Aufnahmehülsen (29) das Schalldämpfer gehäuse (1) durchragen und mit vorgebbarem Spiel (s) den Abstand (a) der Leitwände (31, 32) füllen, wobei in zumindest einer der Leitwände (31) brausenartig Aus strömöffnungen (33) ausgebildet sind.

15. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand als Zwischen wand (8) den Innenraum (6) des Schalldämpfergehäuses (1) quer zur Einströmrichtung (10) der Abgase in zwei getrennte Kammern (11, 12) aufteilt, die über eine Ver bindungsöffnung (13) in der Zwischenwand (8) mitein ander kommunizieren, wobei die Zwischenwand (8) von dem Einlaßschacht (30) durchragt ist und die Ausström öffnungen (33) in die einlaßseitige Kammer (11) aus münden.

16. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitwände (31, 32) Schenkel eines U-förmigen Bügels (34) bilden, dessen Grundsteg (35) eine deckungsgleich zum Abgaseinlaß (4) liegende Einströmöffnung (36) aufweist.

17. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand als Zwischen wand (8) den Innenraum (6) des Schalldämpfergehäuses (1) quer zur Einströmrichtung (10) der Abgase in zwei getrennte Kammern (11, 12) aufteilt, daß die Zwischen wand (8) erste und zweite Verbindungsöffnungen (13, 13') zwischen den Kammern (11, 12) aufweist und im Strömungsweg einer Verbindungsöffnung (13') das vor zugsweise in der auslaßseitigen Kammer (12) liegende Katalysatorelement (7) angeordnet ist.

18. Schalldämpfer nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Katalysatorelement (7) aus einer Vielzahl etwa parallel nebeneinander liegen der Katalysatorbleche (38) besteht, die über angeformte Haltefahnen (39) in Aufnahmeschlitze (41) eines Halte winkels (40) eingesteckt zu einer Baueinheit zusammen gefügt sind und etwa senkrecht zur Zwischenwand (8) liegen.

19. Schalldämpfer nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltewinkel (40) an der Zwischenwand (8) festgelegt ist.

20. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Verbindungs öffnungen (13') zwischen den Katalysatorblechen (38) ausmünden und in den Katalysatorblechen (38) Durch strömöffnungen (44) ausgebildet sind.

21. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitwand (45, 55) als Innenwand das Schalldämpfergehäuse (1) in Einström richtung (10) der Abgase aufteilt und das Abgas quer zur Einströmrichtung (10) längs der Leitwand (45, 55) vom Abgaseinlaß (4) zum Abgasauslaß (5) geführt ist.

22. Schalldämpfer nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitwand (45, 55) quer zur Einströmrichtung (10) der Abgase mit Abstand (y) zur Gehäusewand (46) liegt.

23. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgasstrom quer zur Einströmrichtung (10) teilkreisförmig, vorzugsweise spiralförmig um den Abgaseinlaß (4) zum Abgasauslaß (5) geführt ist.