DE19902915A1 - Schalldämpfer für Kraftmaschine mit Innenverbrennung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schall­ dämpfer oder Auspufftopf für eine Kraftmaschine mit Innenverbrennung wie etwa einen kleinen Zweitakt- Benzinmotor, der für kleine, tragbare Arbeitsma­ schinen, wie etwa eine Heckenschere oder eine Ket­ tensäge geeignet ist und insbesondere einen Schall­ dämpfer, der Abgasvorschriften zu erfüllen vermag.

Im Hinblick auf die zunehmende Besorgnis über Um­ weltprobleme besteht starker Bedarf nach Verringe­ rung der Mengen von Kohlenwasserstoffen, CO, NOx etc., im von Kraftmaschinen ausgestoßenen Abgas, auch bei kleinen Zweitaktbenzinmotoren zur Verwen­ dung in einer kleinen, tragbaren Arbeitsmaschine wie etwa einer Heckenschere oder einer Kettensäge. Wie man am Beispiel des als CARB TIER 2 bekannten Abgasbegrenzungsgesetz in Kalifornien sieht, wird erwartet, daß Abgasgesetzgebungen immer strenger werden.

Im Hinblick darauf, einer solchen Abgasgesetzgebung zu genügen, hat die Anmelderin der vorliegenden Pa­ tentanmeldung zuvor in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung H9-273416 einen Schalldämp­ fer mit folgendem Aufbau vorgeschlagen. Der Schall­ dämpfer ist mit einer Ausdehnungskammer versehen, in die vom Abgasanschluß der Kraftmaschine ausge­ stoßenes Abgas eingeführt wird. Die Ausdehnungskam­ mer ist seitlich durch eine Trennplatte in eine er­ ste Ausdehnungskammer und eine zweite Ausdehnungs­ kammer unterteilt. Die Trennplatte ist mit einem Abgasreiniger wie etwa einem Oxidationskatalysator ausgestattet, der aus einem Metallschaumkörper mit Gaspermeabilität aufgebaut ist. Dementsprechend wird Abgas zunächst in die erste Ausdehnungskammer eingeführt und geht dann durch den Abgasreiniger in die zweite Ausdehnungskammer über.

Die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung H9-273416 offenbart auch einen Schalldämpfer, bei dem zusätzlich zu der oben beschriebenen Konstruk­ tion die Außenwand der Ausdehnungskammer aus einer Doppelwand gebildet ist, die aus einer inneren Ta­ fel und einer äußeren Wandtafel gebildet ist, die einen geeigneten Abstand zueinander haben, um einen Luftspalt dazwischen zu bilden.

Es hat sich zwar gezeigt, daß der in der ungeprüf­ ten japanischen Patentveröffentlichung H9-273416 vorgeschlagene Schalldämpfer die Kohlenwasser­ stoffanteile in einem Abgas erheblich verringert, doch haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung festgestellt, daß der erwähnte Schalldämpfer fol­ gende Probleme aufweist.

Wie in Fig. 1 der ungeprüften japanischen Patent­ veröffentlichung H9-273416 gezeigt, ist die Ausdeh­ nungskammer des Schalldämpfers allgemein langge­ streckt in orthogonaler Richtung zur Axialrichtung des Zylinders der Brennkraftmaschine, und die Aus­ dehnungskammer ist seitlich (lateral) durch eine Trennplatte in eine erste Ausdehnungskammer und ei­ ne zweite Ausdehnungskammer unterteilt. Mit anderen Worten ist die Ausdehnungskammer seitlich der Aus­ stoßrichtung von Abgas aus dem Abgasanschluß der Kraftmaschine unterteilt, so daß das Abgas radial aus dem Abgasanschluß in die erste Ausdehnungskam­ mer ausgestoßen wird. Infolgedessen kann ein Teil des ausgestoßenen Abgases, das nach unten fließt, nicht von der Innenwand der ersten Ausdehnungskam­ mer gestreut werden, so daß dieser Teil des Abgases direkt gegen einen oberen Abschnitt des Abgasreini­ gers trifft und dann durch den Abgasreiniger (Oxidkatalysator) von der ersten Ausdehnungskammer in die zweite Ausdehnungskammer übergeht und dabei in der gleichen Richtung wie die Ausstoßrichtung des Abgases (oder parallel dazu) ausgerichtet ist.

Dadurch wird die Temperaturverteilung der Einlaß­ seite des Abgasreinigers (oder der Seite der ersten Ausdehnungskammer) ungleichförmig, wodurch es un­ möglich wird, die Temperatur dieses Bereichs als Ganzes für die Aktivierung des Reinigers zu opti­ mieren. Außerdem können je nach Plazierung des Ab­ gasreinigers nicht nur die Auslaßtemperatur des Ab­ gases, sondern auch die Oberflächentemperatur des Schalldämpfers durch die Erhitzung des Abgasreini­ gers zu hoch werden und so die Verschlechterung des Abgasreinigers beschleunigen oder die Haltbarkeit des Abgasreinigers beeinträchtigen.

Die vorliegende Erfindung ist gemacht worden, um die oben erwähnten Probleme zu beseitigen, und des­ halb ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Schalldämpfer für eine Kraftmaschine mit Innenver­ brennung anzugeben, der (1) in der Lage ist, aus dem Abgasanschluß einer Kraftmaschine mit Innenver­ brennung ausgestoßenes Abgas daran zu hindern, di­ rekt gegen den Abgasreiniger aufgrund von schlech­ ter Streuung des Abgases zu stoßen, (2) in der Lage ist, die Temperaturverteilung an der Einlaßseite des Abgasreinigers insgesamt gleichförmiger zu ma­ chen und so die Temperatur dieses Bereichs für die Aktivierung des Abgasreinigers zu optimieren, und (3) in der Lage ist, nicht nur die Auslaßtemperatur des Abgases, sondern auch die Oberflächentemperatur des Schalldämpfers zu verringern, die andernfalls durch die Erhitzung des Abgasreinigers erhöht wer­ den könnte, und dadurch die Verschlechterung des Abgasreinigers zu minimieren und die Haltbarkeit des Abgasreinigers zu verbessern.

Um die obigen Ziele zu erreichen, hat ein Schall­ dämpfer für eine Kraftmaschine mit Innenverbrennung gemäß der vorliegenden Erfindung eine Ausdehnungs­ kammer, in die ein vom Abgasanschluß einer Kraftma­ schine mit Innenverbrennung ausgestoßenes Abgas eingeführt wird, die niveaumäßig im Bezug auf eine Längsachse des Zylinders der Kraftmaschine mit In­ nenverbrennung in eine erste Ausdehnungskammer und eine zweite Ausdehnungskammer mittels einer Trenn­ platte unterteilt ist. Ein Abgasreiniger wie etwa ein Oxidationskatalysator ist an der Trennplatte befestigt. Vom Abgasanschluß ausgestoßenes Abgas wird in die zweite Ausdehnungskammer von der ersten Ausdehnungskammer über den Abgasreiniger einge­ führt.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der vorlie­ genden Erfindung ist die Ausdehnungskammer langge­ streckt in einer Richtung parallel zur Längsachse des Zylinders, und der Abgasreiniger ist vom Abgas­ anschluß durch einen vorgegebenen Abstand in einer zu einer Ausstoßrichtung des Abgases senkrechten Richtung beabstandet.

Bei einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die zweite Ausdehnungs­ kammer definiert durch eine äußere Wandtafel, die einen Abgabeanschluß für das Abgas hat, wobei der Abgabeanschluß an der Innenseite durch ein behäl­ terartiges raumförmiges Element verdeckt ist, was es ermöglicht, das in die zweite Ausdehnungskammer eingeführte Abgas in die Umgebungsatmosphäre durch einen in dem inneren, raumförmigen Element gebilde­ ten Auslaßanschluß und den Abgabeanschluß abzuge­ ben. Der Abgabeanschluß ist ferner durch einen Fun­ kenfängerschirm abgedeckt.

Bei Schalldämpfern für Kraftmaschinen mit Innenver­ brennung nach der vorliegenden Erfindung wird das vom Abgasanschluß der Kraftmaschine mit Innenver­ brennung ausgestoßene Abgas in die erste Ausdeh­ nungskammer mit einer hohen, der Schallgeschwindig­ keit fast gleichwertigen Geschwindigkeit einge­ führt, und das so in die erste Ausdehnungskammer eingeführte Abgas wird in der ersten Ausdehnungs­ kammer ausgedehnt und gestreut, wodurch das Abgas­ geräusch abgeschwächt wird. In diesem Fall stößt fast die gesamte Menge von Abgas, das in die erste Ausdehnungskammer ausgestoßen worden ist, an denje­ nigen, die erste Ausdehnungskammer definierenden äußeren Wandtafelabschnitt, der dem Abgasanschluß gegenüberliegt, und das darauf aufgetroffene Abgas wird dann fast in einem gleichförmigen Zustand auf den Einlaßabschnitt des Abgasreinigers gerichtet.

So ist es möglich, das aus dem Abgasanschluß der Kraftmaschine mit Innenverbrennung ausgestoßene Ab­ gas daran zu hindern, direkt auf den Abgasreiniger zu stoßen, und das gesamte Abgas gleichförmig an der Einlaßseite des Abgasreinigers einzuführen. Da ferner die aus der ersten Ausdehnungskammer und der zweiten Ausdehnungskammer bestehende Ausdehnungs­ kammer langgestreckt ist, kann der Grad an Freiheit in der Anordnung des Abgasreinigers erhöht werden. Da außerdem der Abgasreiniger vom Abgasanschluß durch einen vorgegebenen Abstand in einer zu einer Ausstoßrichtung des Abgases aus dem Abgasanschluß senkrechten Richtung beabstandet ist, kann der Ab­ gasreiniger an einer optimalen Stelle positioniert sein. Infolgedessen kann die Temperaturverteilung der Einlaßseite des Abgasreinigers gleichförmig ge­ macht werden und gleichzeitig seine Temperatur für die Aktivierung des Abgasreinigers optimiert wer­ den. Da außerdem der Abgasreiniger an einer optima­ len Stelle positioniert sein kann, ist es möglich, nicht nur die Auslaßtemperatur des Abgases zu ver­ ringern, sondern auch die Oberflächentemperatur des Schalldämpfers, die andernfalls durch die Erhitzung des Abgasreinigers erhöht werden könnte, wodurch die Verschlechterung des Abgasreinigers minimiert und die Haltbarkeit des Abgasreinigers verbessert wird.

Das in die erste Ausdehnungskammer eingeführte Ab­ gas wird dann über den Abgasreiniger, der in dem Trennelement montiert ist, in die zweite Ausdeh­ nungskammer infolge einer Druckdifferenz zwischen der ersten Ausdehnungskammer und der zweiten Aus­ dehnungskammer eingeführt, wobei die zweite Ausdeh­ nungskammer anschließend an die erste Ausdehnungs­ kammer mit dem Trennelement dazwischen angeordnet ist.

Da in diesem Fall das Abgas durch die Wirkung des Abgasreinigers (Oxidationskatalysator) effektiv mit dem Sauerstoff in der Ausdehnungskammer reagieren kann (oxidative Verbrennung), können die in dem Ab­ gas enthaltenen CO- und Kohlenwasserstoff-Anteile stark verringert werden.

Das in die zweite Ausdehnungskammer eingeführte Ab­ gas wird erneut sich ausdehnen und streuen gelas­ sen, wodurch das Abgasgeräusch weiter abgeschwächt wird, und dann, gemäß bevorzugten Ausgestaltungen nach Durchlaufen des im inneren, raumförmigen Ele­ ment gebildeten Auslaßanschlusses und des vom Fun­ kenfängerschirm verdeckten Abgabeanschlusses an die Umgebungsatmosphäre abgegeben. Da das innere, raum­ förmige Element und der Funkenfängerschirm in die­ ser Weise angeordnet sind, ist es möglich, auch wenn ein Funken in der zweiten Ausdehnungskammer ungelöscht bleibt, den Funken völlig daran zu hin­ dern, direkt nach außen abgegeben zu werden, und gleichzeitig kann die Temperatur des an die Umge­ bungsatmosphäre abzugebenden Abgases weiter gesenkt werden. Dadurch kann die Haltbarkeit des Funkenfän­ gerschirms verbessert und gleichzeitig das Verstop­ fen des Funkenfängerschirms minimiert werden.

Fig. 1 ist ein longitudinaler Querschnitt, der ei­ ne Ausgestaltung eines Schalldämpfers gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt, zusammen mit ei­ ner Kraftmaschine mit Innenverbrennung, an der der Schalldämpfer befestigt ist;

Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht des in Fig. 1 gezeigten Schalldämpfers;

Fig. 3 ist ein Querschnitt entlang der Linie III-III aus Fig. 1;

Fig. 4 ist ein Querschnitt entlang der Linie IV-IV aus Fig. 1;

Fig. 5 ist ein vergrößerter Schnitt, der den Ab­ gasabgabeanschlußbereich des in Fig. 1 gezeigten Schalldämpfers darstellt;

Fig. 6 ist ein Querschnitt entlang der Linie VI-VI aus Fig. 5;

Fig. 7 ist ein longitudinaler Querschnitt, der ei­ ne andere Ausgestaltung eines Schalldämpfers gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt, zusammen mit einer Kraftmaschine mit Innenverbrennung, an der der Schalldämpfer befestigt ist;

Fig. 8 ist ein vergrößerter Schnitt, der den Ab­ gasabgabebereich des in Fig. 7 gezeigten Schall­ dämpfers darstellt;

Fig. 9 ist ein longitudinaler Querschnitt, der ei­ ne andere Ausgestaltung eines Schalldämpfers gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt, und einer Kraftmaschine mit Innenverbrennung, an der der Schalldämpfer befestigt ist; und

Fig. 10 ist eine teilweise geschnittene perspekti­ vische Ansicht des in Fig. 9 gezeigten Schalldämp­ fers.

Bei der ersten Ausgestaltung, wie in Fig. 1 ge­ zeigt, ist eine Kraftmaschine mit Innenverbrennung 1, ein kleiner luftgekühlter Zweitaktbenzinmotor vom Schnürle-Ausspültyp (Schnürle-Scavenging type), nachfolgend einfach als Brennkraftmaschine bezeich­ net, der herkömmlich als Energiequelle bei einer tragbaren Arbeitsmaschine wie etwa einer Hecken­ schere oder einer Kettensäge verwendet wird und dessen Hubraum ca. 23 cm³ bis 26 cm³ beträgt.

Die Kraftmaschine 1 umfaßt einen Zylinder 2 mit ei­ ner halbkugeligen Brennkammer 5, die mit einer Zündkerze 15 versehen ist, ein Kurbelwellengehäuse 3, das unter und in Verbindung mit dem Zylinder 2 angeordnet ist, einen in dem Zylinder 2 beweglich aufgenommenen Kolben 4, einen Einlaßanschluß 7, der mit einem Luftkraftstoffgemisch-Zufuhrdurchgang 8 in Verbindung steht, einen Abgasanschluß 10, der mit einem Schalldämpfer 20 in einer vorgegebenen Weise in Verbindung steht, wie nachfolgend erläu­ tert, und ein Paar von Ausspülanschlüssen 9, die an Vorder- beziehungsweise Rückseite in der Perspekti­ ve von Fig. 1 in vorgegebener Weise angeordnet sind (nur einer von ihnen ist in Fig. 1 gezeigt).

In der gleichen Weise wie bei der herkömmlichen Kraftmaschine mit Innenverbrennung wird die alter­ nierende Auf-und-Ab-Bewegung des Kolbens 4 von ei­ ner Verbindungsstange 11 in eine Drehbewegung der Kurbelwelle 12 umgesetzt, die mit einem Gegenge­ wicht 14 versehen ist. Der Abtriebsabschnitt der Welle ist mit der oben erwähnten tragbaren Arbeits­ maschine verbunden und treibt diese an.

Der vertikal langgestreckte Schalldämpfer 20 gemäß der ersten Ausgestaltung ist am äußeren Abschnitt des Abgasanschlusses 10 des Zylinders 2 der Brenn­ kraftmaschine 1 mit seiner längeren Abmessung par­ allel zur Längsachse X-X des Zylinders 2 der Brenn­ kraftmaschine 1 montiert. Eine Wärmedämmplatte 22 ist zwischen dem Schalldämpfer 20 und der Kraftma­ schine 1 angeordnet. Der Schalldämpfer 20 ist mit einer ersten Ausdehnungskammer 31 und einer zweiten Ausdehnungskammer 32 versehen, die niveaumäßig durch ein Trennelement 40 unterteilt sind, das in etwa horizontal (in seitlicher Richtung oder Brei­ tenrichtung der Brennkraftmaschine 1) angeordnet ist.

Die erste Ausdehnungskammer 31 und die zweite Aus­ dehnungskammer 32 sind definiert durch ein Paar von äußeren Wandtafeln 36 und 37, deren zugewandte Sei­ ten jeweils offen sind. Der äußere umlaufende Randabschnitt 36a der äußeren Wandtafel 36, die nä­ her an der Brennkraftmaschine 1 angeordnet ist, und der äußere umlaufende Randabschnitt 37a der äußeren Wandtafel 37, die entfernt von der Brennkraftma­ schine 1 angeordnet ist, sind hermetisch miteinan­ der verbunden, zum Beispiel durch Schweißen. Ferner ist das Trennelement 40 mit den inneren Oberflächen der äußeren Wandtafeln 36 und 37 in einer solchen Weise hermetisch verbunden, daß der von den äußeren Wandtafeln 36 und 37 gebildete Raum in einen oberen Raum und einen unteren Raum unterteilt ist, wodurch die erste Ausdehnungskammer 31 beziehungsweise die zweite Ausdehnungskammer 32 definiert ist.

Der äußere umlaufende Randabschnitt 36a der der Brennkraftmaschine 1 benachbarten äußeren Wandtafel 36 ist als Flansch mit L-förmigem Querschnitt ge­ formt. Wie in Fig. 2 deutlich gezeigt ist, haben verbreiterte Abschnitte 36c des Flansches Schrau­ ben- oder Bolzenaufnahmelöcher 36d im oberen zen­ tralen Abschnitt sowie den unteren rechten und lin­ ken Abschnitten des L-förmigen Abschnitts. Ferner ist eine Mutter 35 zum Montieren einer Schalldämp­ ferabdeckung (nicht gezeigt) durch Schweißen an der Rückseite eines jeden der verbreiterten Abschnitte 36c befestigt.

Ein prismenförmiger Oxidationskatalysator 50, der einen metallischen Träger umfaßt und als Abgasrei­ niger dient, ist an dem Trennelement 40 in einer solchen Weise montiert, daß der prismenförmige Oxi­ dationskatalysator 50 das Trennelement 40 vertikal durchläuft, das heißt der prismenförmige Oxidati­ onskatalysator 50 ragt in die erste Ausdehnungskam­ mer 31 sowie in die zweite Ausdehnungskammer 32 vor. Insbesondere ist eine rechteckige Katalysator- Montageöffnung 40a im Trennelement 40 gebildet, und eine quadratische rohrförmige Hülse 52 ist in die Katalysator-Montageöffnung 40a eingefügt und am Trennelement 40 zum Beispiel durch Schweißen befe­ stigt. Der prismenförmige Oxidationskatalysator 50, der einen metallischen Träger umfaßt, ist in die Hülse 52 eingefügt und daran befestigt, so daß die obere Oberfläche (Einlaßseite) des Oxidationskata­ lysators 50 zur ersten Ausdehnungskammer 31 hin freiliegt, wohingegen die untere Oberfläche (Auslaßseite) des Oxidationskatalysators 50 zur zweiten Ausdehnungskammer 32 hin freiliegt.

Da der Oxidationskatalysator 50, der integral mit der Hülse 52 ausgebildet sein kann, so montiert ist, daß er von dem Trennelement 40 getragen wird, kann die Form des Oxidationskatalysators einfach gehalten sein, und gleichzeitig können Änderungen in Größe und Plazierung des Oxidationskatalysators sowie der Austausch und die Hinzufügung des Oxida­ tionskatalysators bequem durchgeführt werden.

Ferner können das Trennelement 40 und der Oxidati­ onskatalysator 50 vom Abgasanschluß 10 durch einen vorgegebenen Abstand in einer zu einer Ausstoß­ flußrichtung des Abgases senkrechten Richtung beab­ standet angeordnet sein.

Der Oxidationskatalysator ist nicht auf dem an der quadratischen rohrförmigen Hülse befestigten metal­ lischen Träger beschränkt, sondern es kann jede an­ dere Konfiguration von Oxidationskatalysator ver­ wendet werden.

Wie aus Fig. 1, 2, 3 und 4 erkennbar ist, ist ein Paar von Befestigungsmanschetten 55 seitlich in der ersten Ausdehnungskammer 31 auffast dem gleichen Niveau wie dem des Abgasanschlusses 10 der Brenn­ kraftmaschine 1 oder eines Abgaseinlaßanschlusses 27 angeordnet, um die äußere Wandtafel 37 mit einer Verstärkungsplatte 24 zu verbinden. Wenn der Schalldämpfer am äußeren Seitenabschnitt des Zylin­ ders 2 befestigt werden soll, wird jeweils ein Paar von Schrauben oder Bolzen 56 von der rechten Seite des Schalldämpfers 20 in die Befestigungsmanschet­ ten 55 eingeführt, und dann wird der Spitzenab­ schnitt eines Außengewindes mit dem Innengewinde (nicht dargestellt) in Eingriff gebracht, daß in dem äußeren Seitenabschnitt des Zylinders 2 gebil­ det ist, wodurch der Schalldämpfer 20 fest am Zy­ linder 2 angebracht wird.

Wie aus Fig. 1, 2, 5 und 6 zu sehen ist, ist ein Abgabeloch 37A mit rechteckiger Form zum Abgeben des Abgases aus der zweiten Ausdehnungskammer 32 an einer abschüssigen Oberfläche 37a vorgesehen, die am unteren verjüngten Abschnitt der äußeren Wandta­ fel 37 gebildet ist, die von der Seite, an der die Kraftmaschine 1 sich befindet, abgewandt ist. Ein Funkenfängerschirm 72 aus Edelstahlgeflecht ist von innen her über dem Abgabeloch 37A installiert. Fer­ ner ist ein behälterartiges inneres raumförmiges Element 81 (mit dreieckigem Querschnitt) so mon­ tiert, daß es von innen das Abgabeloch 37A und den Funkenfängerschirm 72 verdeckt. Dadurch wird das Abgas, das in die zweite Ausdehnungskammer 32 ein­ geführt worden ist, veranlaßt, in den Innenraum 80 durch die Auslaßanschlüsse 82 einzutreten, die an beiden Seitenwänden des inneren raumförmigen Ele­ ments 81 gebildet sind, wodurch das in die zweite Ausdehnungskammer 32 eingeführte Abgas daran gehin­ dert wird, linear und direkt an die Umgebungsatmo­ sphäre abgegeben zu werden. Das Abgas wird dann an das äußere der schrägen Oberfläche der äußeren Wandtafel 37 abgegeben, nachdem es den Funkenfän­ gerschirm 72 und das Abgabeloch 37A durchquert hat.

Das innere raumförmige Element 81 ist an der inne­ ren Wand der äußeren Wandtafel 37 durch Schweißen befestigt, nachdem ein in Form einer sich ent­ wickelnden Erhöhung gestanztes Blech wie bei einer Faltschachtel aufgestellt worden ist. Vorgegebene Verbindungsabschnitte werden zum Beispiel durch Schweißen abgedichtet, um so das innere raumförmige Element 81 herzustellen.

Wie in Fig. 2, 5 und 6 zu sehen ist, ist ein Ab­ gasführungselement 75 mit einem abschließenden Ab­ gabeanschluß 71 an der äußeren Oberfläche der schrägen Oberfläche 37a der äußeren Wandtafel 37 montiert, um das Abgabeloch 37A und den Funkenfän­ gerschirm 72 zu verdecken.

Eine Mutter 76 ist durch Schweißen an jedem von drei Abschnitten der inneren Oberfläche (Rückseite) des umlaufenden Abschnitts des Abgabelochs 37A be­ festigt, das in der äußeren Wandtafel 37 gebildet ist (siehe Fig. 6). Das Abgasführungselement 75 und der Funkenfängerschirm 72 sind zusammen durch Schrauben 77 befestigt, die von außen mit den Mut­ tern 76 in Eingriff gebracht sind, wobei die äußere Wandtafel 37 dazwischen liegt (Fig. 6).

Das Abgasführungselement 75 ist ein kastenartiger Hauptkörper 75a mit einer rechteckigen Quer­ schnittskonfiguration, der geringfügig größer als die Abgabeöffnung 37A ist, wobei die Unterseite und eine Seitenfläche davon offen sind und ein Abgabe­ durchgangsabschnitt 75b mit der offenen Seitenflä­ che des kastenartigen Hauptkörpers 75a in Verbin­ dung steht, wodurch eine vorstehende Konfiguration gebildet wird, deren Unterseite und eine Seitenflä­ che offen sind. Der abschließende Abgabeanschluß 71 für Abgas im Schalldämpfer 20 ist durch den offenen äußeren Endabschnitt des Abgabedurchgangsabschnitts 75b gebildet (Fig. 6).

Ein Venturirohr 65, das an beiden Enden auf einen etwas größeren Durchmesser erweitert ist als die Öffnung des abschließenden Abgabeanschlusses 71, ist über eine langgestreckte plattenartige Klammer 67 mit dem abschließenden Abgabeanschluß 71 des Ab­ gasführungselements 75 verbunden, was es ermög­ licht, das von dem abschließenden Abgabeanschluß 71 abgegebene Abgas in das Venturirohr 65 einzuführen.

Ein Lufteinlaßloch 66 ist am Halsabschnitt 65a des Venturirohrs 65 gebildet (siehe Fig. 6). Ferner ist ein Lufteinlaßraum 85 ringförmig zwischen dem Kantenabschnitt 65b des Venturirohrs 65 und dem ab­ schließenden Abgabeanschluß 71 gebildet.

Bei dem Schalldämpfer 20 der oben beschriebenen Ausgestaltung wird das vom Abgasanschluß 10 der Brennkraftmaschine 1 ausgestoßene Abgas in die er­ ste Ausdehnungskammer 31 mit einer hohen Geschwin­ digkeit eingeführt, die der Schallgeschwindigkeit fast gleichwertig ist, und das so in die erste Aus­ dehnungskammer 31 eingeführte Abgas wird dann in der ersten Ausdehnungskammer 31 ausgedehnt und ge­ streut, wodurch das Abgasgeräusch abgeschwächt wird. In diesem Fall trifft fast die gesamte Menge des in die erste Ausdehnungskarner 31 ausgestoßenen Abgases auf denjenigen die erste Ausdehnungskammer 31 definierenden äußeren Wandtafelabschnitt (die äußere Wandtafel 37), der dem Abgasanschluß 10 zu­ gewandt ist, und das so auftreffende Abgas wird dann auf den Oxidationskatalysator 50 gerichtet, der als Abgasreiniger arbeitet.

Dementsprechend ist es möglich, daß aus dem Abgas­ anschluß 10 der Brennkraftmaschine 1 ausgestoßene Abgas daran zu hindern, direkt auf den Oxidations­ katalysator 50 zu treffen, und das gesamte Abgas gleichförmig an der Einlaßseite des Oxidationskata­ lysators 50 einzuführen. Da außerdem die aus der ersten Ausdehnungskammer 31 und der zweiten Ausdeh­ nungskammer 32 bestehende Ausdehnungskammer als Ganzes in einer Richtung parallel zur Längsachse X-X des Zylinders 2 langgestreckt ist, kann der Grad an Freiheit in der Anordnung des Oxidationskataly­ sators 50 erhöht werden. Da außerdem der Oxidati­ onskatalysator 50 vom Abgasanschluß 10 durch einen vorgegebenen Abstand in einer zu einer Ausstoß­ flußrichtung des Abgases vom Abgasanschluß 10 senk­ rechten Richtung beabstandet angeordnet ist, kann der Oxidationskatalysator 50 an einer optimalen Stelle positioniert sein.

Infolgedessen kann die Temperaturverteilung an der Einlaßseite des Oxidationskatalysators 50 gleich­ förmiger gemacht und gleichzeitig dessen Temperatur für die Aktivierung des Oxidationskatalysators 50 optimiert werden. Da außerdem der Oxidationskataly­ sator 50 an einer optimalen Stelle positioniert sein kann, ist es möglich, nicht nur die Auslaßtem­ peratur des Abgases, sondern auch die Oberflächen­ temperatur des Schalldämpfers 20 zu senken, die an­ dernfalls durch die Erhitzung des Oxidationskataly­ sators 50 erhöht werden könnte, und so die Ver­ schlechterung des Oxidationskatalysators 50 zu mi­ nimieren und die Haltbarkeit des Oxidationskataly­ sators 50 zu verbessern.

Das in die erste Ausdehnungskammer 31 eingeführte Abgas durchläuft den Oxidationskatalysator 50, der in dem Trennelement 40 montiert ist, und tritt in­ folge einer Druckdifferenz zwischen der ersten Aus­ dehnungskammer 31 und der zweiten Ausdehnungskammer 32 in die zweite Ausdehnungskammer 32 ein, die un­ ter der ersten Ausdehnungskammer 31 mit dem Tren­ nelement 40 dazwischen positioniert angeordnet ist. Soweit das Abgas wirksam mit dem Sauerstoff in den Ausdehnungskammern 31 und 32 durch die Wirkung des Oxidationskatalysators 50 reagieren gelassen wird (oxidative Verbrennung) werden die CO- und Kohlen­ wasserstoff-Anteile, die im Abgas enthalten sind, stark verringert.

Das in die zweite Ausdehnungskammer 32 eingeführte Abgas wird expandiert und wieder gestreut, wodurch das Abgasgeräusch weiter verringert wird, und dann an die Umgebungsatmosphäre nach Durchlaufen des Auslaßanschlusses 82, der in dem inneren raumförmi­ gen Element 81 gebildet ist, des Abgabeanschlusses 37a, der durch den Funkenfängerschirm 72 verdeckt ist, des Abgasführungselements 75 und des Venturi­ rohrs 65 abgegeben. Da das innere raumförmige Ele­ ment 81 und der Funkenfängerschirm 72 in diesem Fall in dieser Weise angeordnet sind, ist es mög­ lich, auch wenn ein Funken in der zweiten Ausdeh­ nungskammer 32 ungelöscht bleibt, den Funken völlig daran zu hindern, direkt nach außen abgegeben zu werden, und gleichzeitig kann die Temperatur des an die umgebende Atmosphäre abgegebenen Abgases weiter verringert werden. Infolgedessen kann die Haltbar­ keit des Funkenfängerschirms 72 verbessert und gleichzeitig das Verstopfen des Funkenfängerschirms 72 minimiert werden.

Wenn das Abgas an die umgebende Atmosphäre von dem abschließenden Abgabeanschluß 71 des Abgasführung­ selements 75 durch das Venturirohr 65 abgegeben wird, kann Außenluft von dem im Venturirohr 65 ge­ bildeten Lufteinlaßloch 66 sowie von dem ringförmi­ gen Lufteinlaßraum 85, der zwischen dem Kantenab­ schnitt 65b des Venturirohrs 65 und dem abschlie­ ßenden Abgabeanschluß 71 gebildet ist, eintreten, und so mit dem Abgas vermischt werden. Dadurch kann die abschließende Abgabetemperatur des Abgases wei­ ter verringert werden.

Da außerdem das Abgas sowie die äußere Oberfläche des Schalldämpfers 20 auf einer niedrigen Tempera­ tur gehalten werden können, ist es nicht länger er­ forderlich, ein spezielles hitzebeständiges Materi­ al wie etwa rostfreien Stahl, das speziell für ei­ nen Hochtemperaturschalldämpfer entworfen ist, bei der Herstellung der äußeren Wandtafeln 36 und 37 zu verwenden, die den Schalldämpfer 20 bilden, was die vorliegende Erfindung hinsichtlich niedrigerer Ko­ sten und einfacherer Herstellung vorteilhaft macht.

Fig. 7 und 8 zeigen eine andere Ausgestaltung eines Schalldämpfers für eine Brennkraftmaschine nach der vorliegenden Erfindung. Der Schalldämpfer 20 dieser Ausgestaltung ist hinsichtlich des grund­ legenden Aufbaus und des äußeren Erscheinungsbildes der gleiche wie in den oben erläuterten Fig. 1 bis 6, unterscheidet sich aber darin, daß die Posi­ tion des Trennelements 40 und des Oxidationskataly­ sators 50 niedriger sind (in einem Abstand von ca. 30 mm vom Abgasanschluß 10), so daß sie vom Abgas­ anschluß 10 entfernt gehalten werden, um zu verhin­ dern, daß die Temperatur der Einlaßseite des Oxida­ tionskatalysators 50 höher wird als für die Oxida­ tionsreaktion erforderlich. Infolgedessen kann die Temperatur des Abgases an der Auslaßseite des Oxi­ dationskatalysators 50 verringert werden, was es möglich macht, die Temperatur des vom Schalldämpfer 20 abgegebenen Abgases zu verringern. Da ferner das Volumen der ersten Ausdehnungskammer 31 erhöht wer­ den kann, kann der Staudruck verringert und damit die Stabilität im Arbeitsmaschinengeschwindigkeits­ bereich verbessert werden. Da außerdem ein kasten­ artiges inneres raumförmiges Element 83 anstelle des (im Querschnitt) dreieckigen inneren raumförmi­ gen Elements 81 verwendet wird, kann dessen Innen­ volumen erhöht werden, so daß das kastenartige in­ nere raumförmige Element 83 als dritte Ausdehnungs­ kammer wirken kann, wodurch der Geräuschdämpfungs­ effekt des Schalldämpfers 20 verstärkt und gleich­ zeitig die Stabilität der Geschwindigkeit der Ma­ schine weiter verbessert werden kann.

Das innere raumförmige Element 83 kann auch aus ei­ nem Blech gebildet sein, das in Form einer sich entwickelnden Erhöhung gestanzt und dann wie bei einer Faltschachtel aufgestellt ist, wobei vorgege­ bene Verbindungsabschnitte von diesen anschließend zum Beispiel durch Schweißen abgedichtet sind, um das innere raumförmige Element 83 zu bilden, das an beiden Seiten mit Auslaßanschlüssen 84 versehen ist.

Fig. 9 und 10 zeigen noch eine weitere Ausge­ staltung eines Schalldämpfers für eine Kraftmaschi­ ne mit Innenverbrennung nach der vorliegenden Er­ findung. Der Schalldämpfer 20 aus Fig. 9 und 10 ist hinsichtlich der fundamentalen Konstruktion und des äußeren Erscheinungsbildes der gleiche wie bei der Ausgestaltung nach Fig. 1 bis 8, unterschei­ det sich aber darin, daß (1) eine innere Wandtafel 41 an der Innenseite der äußeren Wandtafeln 36 und 37 angeordnet ist, um so einen Wärmedämmraum S zwi­ schen den äußeren Wandtafeln 36 und 37 und der in­ neren Wandtafel 41 zu bilden, und daß (2) ein Ven­ turirohr 25, das als Außenlufteinlaßmittel dient, in der Nähe des Abgaseinlaßabschnitts 27 der ersten Ausdehnungskammer 31 angeordnet ist, so daß das Ab­ gas durch das Venturirohr 25 fließen kann und so durch Ausnutzung des Strahlstroms des eingeführten Abgases Außenluft in die erste Ausdehnungskammer 31 gezogen wird. Ein Außenlufteinlaßrohr 26 verbindet den Halsabschnitt 25a des Venturirohrs 25 mit der umgebenden Atmosphäre.

Der Schalldämpfer 20 der Fig. 9 und 10 ermög­ licht zusätzlich zu den Wirkungen, die bei den oben erwähnten Ausgestaltungen erzielt werden können, eine weitere Verringerung der Temperatur der Außen­ oberfläche des Schalldämpfers 20 dadurch, daß der Wärmedämmraum S vorgesehen ist, und fördert die Oxidation von CO und damit eine starke Verringerung des CO-Anteils, da die Menge an Sauerstoff in der ersten Ausdehnungskammer 31 durch die Einführung von Umgebungsluft durch das Lufteinlaßrohr 26 und das Venturirohr 25 erhöht werden kann.

Die obige Beschreibung und die beigefügten Zeich­ nungen von bevorzugten Ausgestaltungen sind nur zur Verdeutlichung angegeben und detailliert gezeigt worden; es versteht sich, daß die Konstruktion des Schalldämpfers variert werden kann, ohne den Gedan­ ken und den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Der Schalldämpfer gemäß der vorliegenden Erfindung kann nicht nur auf die luftgekühlte Zweitakt- Benzinmaschine der oben erwähnten Ausgestaltungen angewendet werden, sondern auch auf eine Viertakt­ maschine. Was den Abgasreiniger 50 angeht, können nicht nur die oben erwähnten, sondern auch ein Schaum-Formkörper, ein keramischer Träger und der­ gleichen verwendet werden. Im Hinblick auf die Mon­ tage des Oxidationskatalysators 50 in dem Trennele­ ment 40 können diverse Verfahren angewendet werden, wie etwa ein Verfahren, bei dem der Abgasreiniger 50 an dem Trennelement 40 verklebt ist.

Wie oben erwähnt, ist es nach der vorliegenden Er­ findung möglich, einen Schalldämpfer für eine Kraftmaschine mit Innenverbrennung anzugeben, der in der Lage ist, das von dem Abgasanschluß der Brennkraftmaschine ausgestoßene Abgas daran zu hin­ dern, direkt aufgrund von schlechter Streuung des Abgases auf den Abgasreiniger zu treffen, der in der Lage ist, die Temperaturverteilung an der Ein­ laßseite des Abgasreinigers insgesamt gleichförmig zu machen und so die Temperatur dieses Bereichs für die Aktivierung des Abgasreinigers zu optimieren, und in der Lage ist, nicht nur die Auslaßtemperatur des Abgases, sondern auch die Oberflächentemperatur des Schalldämpfers zu verringern, die anderenfalls durch die Erhitzung des Abgasreinigers erhöht wer­ den könnte, und so die Verschlechterung des Abgas­ reinigers zu minimieren und die Haltbarkeit des Ab­ gasreinigers zu verbessern.

Claims (6)

1. Schalldämpfer (20) für eine Kraftmaschine (1) mit Innenverbrennung, mit einer Ausdehnungskammer, in die von einem Abgasanschluß (10) der Kraftma­ schine (1) mit Innenverbrennung ausgestoßenes Abgas eingeführt wird, wobei

• - die Ausdehnungskammer eine Trennplatte (40) ent­ hält, die die Ausdehnungskammer niveaumäßig in Be­ zug auf eine Längsachse eines Zylinders (2) der Kraftmaschine (1) mit Innenverbrennung in eine er­ ste Ausdehnungskammer (31) und eine zweite Ausdeh­ nungskammer (32) unterteilt;
• - der Abgasanschluß (10) mit der ersten Ausdehnungs­ kammer (31) in Verbindung steht, und
• - ein Abgasreiniger (50) an der Trennplatte (40) so befestigt ist, daß vom Abgasanschluß (10) in die erste Ausdehnungskammer (31) ausgestoßenes Abgas in die zweite Ausdehnungskammer (32) von der ersten Ausdehnungskammer (31) über den Abgasreiniger (50) eingeführt wird.

2. Schalldämpfer nach Anspruch 1, bei dem die Aus­ dehnungskammer in einer im allgemeinen zur Längs­ achse (X-X) des Zylinders (2) parallelen Richtung langgestreckt ist.

3. Schalldämpfer nach Anspruch 1, bei dem der Ab­ gasreiniger (50) vom Abgasanschluß (10) durch einen vorgegebenen Abstand in einer Richtung senkrecht zu einer Ausstoßrichtung des Abgases beabstandet ist.

4. Schalldämpfer nach Anspruch 1, bei dem der Ab­ gasreiniger (50) ein Oxidationskatalysator ist.

5. Schalldämpfer nach Anspruch 1, bei dem die zwei­ te Ausdehnungskammer (32) durch eine äußere Wandta­ fel (37) definiert ist und die äußere Wandtafel (37) einen Abgabeanschluß (37A) für das Abgas hat, wobei der Abgabeanschluß von innen durch ein behäl­ terartiges inneres raumförmiges Element (81, 83) verdeckt ist, was es ermöglicht, das in die zweite Ausdehnungskammer (32) eingeführte Abgas aus der zweiten Ausdehnungskammer (32) an die umgebende At­ mosphäre durch einen Auslaßanschluß (82, 84), der in dem inneren raumförmigen Element (81, 83) gebildet ist, und durch den Abgabeanschluß (37A) abzugeben.

6. Schalldämpfer nach Anspruch 5, bei dem der Abga­ beanschluß (37A) durch einen Funkenfängerschirm (72) verdeckt ist.