DE202011000536U1

DE202011000536U1 - Schalldämpfer für ein Motorgerät

Info

Publication number: DE202011000536U1
Application number: DE202011000536U
Authority: DE
Original assignee: Makita Corp
Current assignee: Makita Corp
Priority date: 2011-03-09
Filing date: 2011-03-09
Publication date: 2012-06-12
Anticipated expiration: 2021-03-10

Abstract

Schalldämpfer (100) für einen Zweitaktmotor (10) eines Motorarbeitsgerätes, insbesondere für ein handbetriebenes Motorarbeitsgerät wie ein Garten- und Grünanlagenpflegegerät, ein Handwerkzeug wie eine Kettensäge, eine Handkreissäge oder ein Trennschleifer oder für ein Kleinkraftrad, einen Bootsmotoreinen Schalldämpfereinlass (11) aufweist, an den sich ein Strömungskanal (12) anschließt, sodass – der Strömungskanal (12) mittels dem Schalldämpfereinlass (11) an einen Auslass eines Brennraumes (13) des Zweitaktmotors (10) anbringbar ist, – wobei der Strömungskanal (12) am dem Schalldämpfereinlass (11) gegenüberliegenden Kanalende (14) in eine erste Kammer (15) mündet, – wobei ferner eine zweite Kammer (16) vorgesehen ist, – in die Abgas durch ein vom Strömungskanal (12) abgezweigter Hauptauslass (17) einströmt und aus der das Abgas durch einen Auslass (19) ausströmt, wobei – der Strömungskanal (12) zwischen dem Schalldämpfereinlass (11) und der ersten Kammer (15) derart strömungsgünstig ausgeformt ist, dass das in den...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schalldämpfer für einen Zweitaktmotor eines Motorarbeitsgerätes, insbesondere für ein handbetriebenes Motorarbeitsgerät wie ein Garten- und Grünanlagenpflegegerät, ein Handwerkzeug wie eine Kettensäge, eine Handkreissäge oder ein Trennschleifer oder für ein Kleinkraftrad, einen Bootsmotor und dergleichen, wobei der Schalldämpfer einen Schalldämpfereinlass aufweist, an den sich ein Strömungskanal anschließt, sodass der Strömungskanal mittels dem Schalldämpfereinlass an einen Auslass des Brennraumes des Zweitaktmotors anbringbar ist, wobei der Strömungskanal am dem Schalldämpfereinlass gegenüberliegenden Kanalende in eine erste Kammer mündet, wobei ferner eine zweite Kammer vorgesehen ist, in die Abgas durch ein vom Strömungskanal abgezweigter Hauptauslass einströmt und aus der das Abgas durch einen Auslass ausströmt, wobei der Strömungskanal zwischen dem Schalldämpfereinlass und der ersten Kammer derart strömungsgünstig ausgeformt ist, dass das in den Schalldämpfereinlass einströmende Abgas aufgrund seiner Massenträgheit überwiegend in die erste Kammer einströmt und nach einer Befüllung der ersten Kammer wieder zurückströmt, und sich hierdurch in Richtung zum Brennraum ein Gegendruck bildet, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
STAND DER TECHNIK
Aus der DE 20 2008 005 168 U1 ist ein gattungsbildender Schalldämpfer in Anordnung an einem Zweitaktmotor gezeigt, der für ein Motorarbeitsgerät wie ein Garten- und Grünanlagenpflegegerät oder ein Handwerkzeug wie eine Kettensäge, eine Handkreissäge oder ein Trennschleifer oder für ein Kleinkraftrad, einen Bootsmotor und dergleichen Verwendung findet. Der gezeigte Schalldämpfer verfügt über einen Schalldämpfereinlass, der mit dem Auslass des Brennraumes des Zweitaktmotors verbunden ist. An den Schalldämpfereinlass schließt sich ein Strömungskanal an, der über ein Kanalende in eine erste Kammer mündet. Der Strömungskanal und die erste Kammer sind beispielhaft durch eine größere zweite Kammer umschlossen, wobei die erste Kammer auch außerhalb der zweiten Kammer angeordnet sein kann. Um das Abgas nach der Abgasrückströmung in Richtung zum Schalldämpfereinlass abströmen zu lassen, ist eine Strömungsverbindung in Form eines Hauptauslasses gezeigt, der sich rechtwinklig von der Kanalströmungsrichtung weg erstreckt und in die zweite Kammer mündet. Schließlich kann das Abgas die zweite Kammer durch einen Auslass verlassen und ins Freie gelangen.
Beim Bau derartiger Schalldämpfer wird grundsätzlich das Ziel verfolgt, den Strömungskanal zwischen dem Brennraum des Zweitaktmotors und der ersten Kammer derart strömungsgünstig auszuformen, dass das aus dem Auslass des Brennraumes strömende Abgas aufgrund seiner Massenträgheit überwiegend zunächst in die erste Kammer einströmt und nicht bereits durch den Hauptauslass in die zweite Kammer eintritt. Durch das Einströmen des Abgases in die erste Kammer wird diese befüllt, bis das Abgas in der ersten Kammer einen Überdruck bildet. Anschließend strömt das Abgas aufgrund des Überdrucks von der ersten Kammer durch den Strömungskanal zurück in Richtung zum Schalldämpfereinlass. Dadurch kann sich in Richtung zum Brennraum des Zweitaktmotors eine Gasbarriere in Form eines Gegendrucks bilden, durch den ein schädlicher Nachauslass von unverbranntem Kraftstoff-Luftgemisch verringert oder sogar vermieden wird. Auch bereits in den Schalldämpfer gelangtes unverbranntes Kraftstoff-Luftgemisch kann durch das rückströmende Abgas in den Brennraum des Zweitaktmotors zurückbefördert werden. Durch dieses Prinzip der Abgasrückströmung können die Abgaswerte beim Betrieb eines Zweitaktmotors erheblich verbessert werden, ferner kann der Verbrauch an Kraftstoff verringert werden.
Zur Optimierung der Abgasströmung zwischen dem Schalldämpfereinlass und der ersten Kammer wurde festgestellt, dass es von Vorteil ist, Bauteilübergänge derart auszubilden, dass möglichst geringe Verwirbelungen im Abgas entstehen, das den Strömungskanal durchströmt. Je stärker die Verwirbelungen sind, die sich im Abgasmassenstrom bilden, desto größer wird der Strömungswiderstand, und desto geringer ist die Wirkung der in Richtung zum Brennraum zurückströmenden Druckbarriere, um ein Austreten von unverbranntem Kraftstoff-Luftgemisch aus dem Auslass des Brennraumes zu verhindern. Jedoch lassen sich durch Übergänge zwischen dem Auslass und dem Schalldämpfereinlass, zwischen dem Strömungskanal und dem Hauptauslass sowie zwischen dem Strömungskanal und der ersten Kammer Verwirbelungen nicht vermeiden, sodass grundsätzlich das Ziel verfolgt wird, die Übergänge der einzelnen Strömungsabschnitte für das Abgas derart strömungsgünstig auszuformen, dass eine nur geringe Wirbelbildung entsteht.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Strömungsverhalten im Strömungskanal eines Schalldämpfers der vorbezeichneten Bauart weiter zu verbessern.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Schalldämpfer für einen Zweitaktmotor gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass im Strömungspfad des Abgases zwischen dem Schalldämpfereinlass und dem Auslass wenigstens ein Strömungsgleichrichter angeordnet ist.
Durch den Einsatz wenigstens eines Strömungsgleichrichters im Strömungspfad des Abgases, das den Schalldämpfer zwischen dem Schalldämpfereinlass und dem Auslass des Schalldämpfers durchströmt, kann eine Verbesserung des Strömungsverhaltens des Abgases durch den Schalldämpfer erreicht werden. Das Strömungsverhalten eines Gases, das einen Strömungskanal durchströmt, kann bei Anordnung eines Strömungsgleichrichters im Strömungskanal geringere Verwirbelungen aufweisen, und die Strömung in einem Strömungskanal kann durch einen Strömungsgleichrichter einen niedrigeren Strömungswiderstand aufweisen. Damit wird durch einen Strömungsgleichrichter eine gerichtete Strömung erzwungen, die der Kanalströmungsrichtung entsprechen kann, in die das strömende Gas entlang des Strömungskanals geleitet wird. Das Befüllen der ersten Kammer mit Abgas und das Rückströmen des Abgases von der ersten Kammer in Richtung zum Auslass des Brennraumes wird damit durch die Anordnung eines Strömungsgleichrichters insbesondere im Strömungskanal des Schalldämpfers begünstigt. Dabei konnte festgestellt werden, dass bei Anordnung eines Strömungsgleichrichters im Strömungskanal der durch das rückströmende Abgas gebildete Gegendruck gegen den Auslass des Brennraumes verbessert werden konnte. Damit kann zumindest ein Strömungsgleichrichter mit besonderem Vorteil im Strömungskanal des Schalldämpfers angeordnet werden. Insbesondere kann der Strömungsgleichrichter aus beiden Richtungen der Kanalströmungsrichtung durchströmt werden, nämlich wenn das Abgas vom Schalldämpfereinlass in die erste Kammer strömt, und wenn das Abgas aus der ersten Kammer zurück in Richtung zum Schalldämpfereinlass strömt. Die Überführung einer verwirbelten Abgasströmung in eine gleichgerichtete Abgasströmung kann dabei sowohl für die erste Durchströmung als auch für die zweite Durchströmung vorteilhaft genutzt werden. Durch die Überführung der Strömung in eine wenigstens überwiegend parallel zur Kanalströmungsrichtung ausgerichteten Strömung kann der Strömungswiderstand durch die Reduktion von Wirbelverlusten ebenfalls reduziert werden.
Mit besonderem Vorteil kann der Strömungsgleichrichter angrenzend an den Schalldämpfereinlass im Strömungskanal angeordnet sein. Für das Hin- und Herströmen des Abgases vom Schalldämpfereinlass zur ersten Kammer und von der ersten Kammer zurück zum Schalldämpfereinlass ist es von besonderem Vorteil, wenn der Hauptauslass, der die Strömungsverbindung zwischen dem Strömungskanal und der zweiten Kammer bildet, besonders weit von der ersten Kammer entfernt angeordnet ist. Zugleich muss jedoch vermieden werden, dass das Abgas, das den Brennraum über den Auslass verlässt und in den Schalldämpfereinlass einströmt, nicht vor Erreichen der ersten Kammer durch den Hauptauslass in die zweite Kammer entweicht. Wird nun der Strömungsgleichrichter angrenzend an den Schalldämpfereinlass im Strömungskanal angeordnet, so kann der Vorteil genutzt werden, dass der Hauptauslass ebenfalls möglichst nah am Schalldämpfereinlass angeordnet wird, wodurch sich ein besonders großer Abstand zwischen dem Hauptauslass und der ersten Kammer ergibt. Dabei wird der Vorteil genutzt, dass die Abgasströmung durch den Strömungskanal von der ersten Kammer in Richtung zum Schalldämpfereinlass dann besser in den oder in Richtung zum Brennraum zurückströmen kann, wenn die Strömung des Abgases möglichst gleichgerichtet ist. Wird nun ein Strömungsgleichrichter im Strömungskanal angeordnet, insbesondere angrenzend an den Schalldämpfereinlass, so kann sogar die Länge des Strömungskanals reduziert werden. Im Ergebnis kann der Strömungskanal mit einem Strömungsgleichrichter kürzer ausgebildet sein als ein Strömungskanal, in dem kein Strömungsgleichrichter eingebracht ist.
Eine ebenfalls vorteilhafte Anordnung eines Strömungsgleichrichters ergibt sich, wenn dieser angrenzend an das Kanalende im Strömungskanal angeordnet ist. Durch den Strömungsgleichrichter kann sowohl das in die Kammer eintretende Abgas im Strömungsverhalten positiv beeinflusst werden, jedoch kann insbesondere das aus der ersten Kammer in den Strömungskanal zurückströmende Abgas bereits bei Einströmen in den Strömungskanal eine gerichtete Strömung aufweisen, und das Strömungsverhalten kann durch den sich anschließenden Strömungskanal entlang der Kanalströmungsrichtung weiter verbessert werden, um eine möglichst wirbelarme Strömung des in den oder in Richtung zum Brennraum strömenden Abgases zu erhalten.
Mit weiterem Vorteil kann der oder ein weiterer Strömungsgleichrichter in der ersten Kammer angeordnet sein. Durch diesen kann das Strömungsverhalten des Abgases in der ersten Kammer positiv beeinflusst werden, insofern, als dass bei Ein- und Ausströmen des Abgases in und aus der ersten Kammer eine Wirbelbildung möglichst minimiert wird. Insbesondere kann durch einen Strömungsgleichrichter in der ersten Kammer eine Vorzugsrichtung des Abgases beim Ein- und Ausströmen in und aus der ersten Kammer erreicht werden, und das Abgas kann in der ersten Kammer entweder lediglich verdichtet und wieder entspannt werden, oder das Abgas durchströmt die erste Kammer wenigstens teilweise, indem sich in der ersten Kammer durch die Anordnung eines entsprechenden Strömungsgleichrichters eine gerichtete Wirbelbildung einstellt.
Der Strömungsgleichrichter kann eine Kreuzlamellenstruktur und/oder eine Fächerstruktur aufweisen. Grundsätzlich basiert die Funktion eines Strömungsgleichrichters darauf, dass der Querschnitt des mit dem Abgas durchströmten Strömungskanals in mehrere kleinere Strömungskanäle aufgeteilt wird. Diese Aufteilung kann durch eine Kreuzlamellenstruktur und/oder durch eine Fächerstruktur erfolgen, und die Querschnittsstruktur des Strömungsgleichrichters ändert sich in Strömungsrichtung nicht. Durch die Kreuzlamellenstruktur und/oder durch die Fächerstruktur werden mehrere kleinere Strömungskanäle gebildet, die parallel zueinander verlaufen und kleinere Einzelquerschnitte aufweisen, in denen eine Wirbelbildung unterbunden wird oder in denen Wirbel, mit denen das Abgas in den Strömungsgleichrichter eintritt, über der Strömungsstrecke des Strömungsgleichrichters abgebaut werden, sodass das Abgas den Strömungsgleichrichter mit einer gerichteten, im Wesentlichen zur Kanalströmungsrichtung parallelen Strömung verlässt.
Die Kreuzlamellenstruktur kann aus einer Vielzahl von horizontalen und einer Vielzahl von vertikalen Elementen einer flachen Erstreckung gebildet sein, die als Kreuzstruktur ineinander gebracht sind. Folglich erfährt eine Strömung in einer Kreuzlamellenstruktur sowohl in einer horizontalen Richtung als auch in einer vertikalen Richtung eine Zwangsführung über dem Gesamtquerschnitt des Strömungskanals. Eine Fächerstruktur kann aus einer Vielzahl von parallel zueinander verlaufender Flächenelemente gebildet sein, die jedoch keine quer zum Verlauf der Flächenelemente angeordneten weiteren Flächenelemente aufweist. Ein Strömungsgleichrichter mit einer Fächerstruktur kann besonders vorteilhaft angrenzend an den Schalldämpfereinlass angeordnet werden, und das Abgas, das mit einem gerichteten Impuls aus dem Brennraum zunächst gegen die untere Seite des Strömungskanals strömt, die in Richtung zum Kurbelgehäuse weist, muss nicht bereits durch einen Strömungsgleichrichter mit einer Kreuzlamellenstruktur geführt werden, wodurch starke Strömungsverluste entstehen können. Jedoch kann die Strömung durch eine Fächerstruktur des Strömungsgleichrichters bereits in lateraler Richtung gleichgerichtet werden, und ein Strömungsgleichrichter mit einer Kreuzlamellenstruktur kann sich einem Strömungsgleichrichter einer Fächerstruktur in Richtung zur ersten Kammer anschließen.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der Strömungsgleichrichter eine Form aufweist, durch die das Abgas bei Durchströmen des Strömungsgleichrichters einen Drall um die Kanalströmungsrichtung erfährt. Dabei kann der Gleichrichter eine gerichtete Strömung mit und ohne Drall erzeugen. Durch eine Drallströmung können zusätzliche Effekte wie geringere Druckverluste in der Strömung des Abgases erreicht werden, wobei Reaktionsmomente auf die zum Zylinder zurückströmenden Abgase bei nicht zentrischer Lage des Strömungskanals zum Zylinder erzielt werden können, ferner können Reaktionsmomente der zum Volumen der ersten Kammer hinströmenden Abgase zum Befüllen der Kammer erzielt werden.
Ein weiterer Vorteil kann dadurch erreicht werden, dass der Strömungsgleichrichter eine Katalysatorfunktion aufweist. Durch eine Katalysatorfunktion im Strömungsgleichrichter kann sowohl eine Gleichrichtung der Abgasströmung als auch eine Katalysatorfunktion erreicht werden, sodass in einem Bauteil zwei Funktionen integriert sind. Insbesondere kann durch die Katalysatorfunktion neben der Verbesserung der Emissionswerte des Motorarbeitsgerätes durch die strömungsgünstige Ausgestaltung des Strömungskanals und dem dadurch erzielten Strömungseffekt des Abgases zur Bildung eines Gegendruckes gegen die Öffnung im Brennraum des Zweitaktmotors eine weitere Verbesserung der Abgaswerte dadurch erzielt werden, dass in den Schalldämpfer der vorbezeichneten Bauart mit einem Strömungsgleichrichter zugleich eine Katalysatorfunktion umgesetzt wird, damit die Abgase des Zweitaktmotors nicht ungereinigt in die Umwelt gelangen. Durch die Katalysatorfunktion können die Kohlenwasserstoffe mit Hilfe des Restsauerstoffgehaltes zu Kohlendioxid beziehungsweise Kohlenmonoxid umgesetzt werden. Für geringere Konvertierungsraten, das heißt nicht alle Kohlenwasserstoffe in den Abgasen werden in Kohlendioxid beziehungsweise Kohlenmonoxid umgewandelt, wird dennoch eine erhebliche Verbesserung der Abgaswerte des Motorarbeitsgerätes erreicht, da die Vorteile der Abgasrückströmung der vorteilhaften Funktion des Strömungsgleichrichters mit der Katalysatorfunktion überlagert wird.
Der Strömungsgleichrichter kann insbesondere eine Wabenstruktur aufweisen, wobei die Oberfläche der Wabenstruktur eine Katalysatorschicht aufweist. Auch ein Strömungsgleichrichter, der eine Kreuzlamellenstruktur und/oder eine Fächerstruktur besitzt, kann mit einer Katalysatorschicht versehen sein, um die gewünschte Wirkung der Abgasreinigung zu erzielen. Der Vorteil einer großen Oberfläche einer Kreuzlamellenstruktur und/oder einer Wabenstruktur kann dabei mit Vorteil genutzt werden, wenn diese Oberflächen mit der Katalysatorschicht versehen sind.
Nach einer weiteren vorteilhaften Maßnahme kann der Strömungsgleichrichter im Hauptauslass und/oder in der zweiten Kammer und/oder im Auslass angeordnet sein. Insbesondere die Anordnung eines Strömungsgleichrichters im Hauptauslass oder auch im Auslass, durch den das Abgas die zweite Kammer verlässt, entstehen Vorteile hinsichtlich des Strömungsverhaltens des Abgases, insbesondere können auch hier Strömungswiderstände verringert werden.
Der Strömungsgleichrichter kann als Einlegeteil ausgebildet sein, das in einen vorzugsweise aus zwei Hälften ausgebildeten Strömungskanal und/oder das in eine vorzugsweise aus zwei Hälften ausgebildete erste Kammer vor einem Fügen der beiden Hälften zwischen diesen einlegbar ist. Dadurch ergibt sich eine vorteilhafte Fertigungsmöglichkeit zur Herstellung eines Schalldämpfers mit Strömungskanälen, in denen der Strömungsgleichrichter angeordnet ist. Beispielsweise können die aus den zwei Hälften gebildeten Komponenten des Strömungskanals und/oder der ersten Kammer nach Einlegen des wenigstens einen Strömungsgleichrichters aufeinandergebracht werden, und die vorzugsweise aus Blech hergestellten Hälften werden miteinander verbördelt oder beispielsweise verschweißt. Dabei kann der Strömungsgleichrichter ebenfalls mit einem Fügeverfahren in beispielsweise eine der beiden Hälften, durch die der Strömungskanal und/oder die erste Kammer, jedoch beispielsweise auch die zweite Kammer, gebildet wird, fest bzw. selbsthaltend angeordnet werden, und anschließend wir die zweite Hälfte mit der ersten Hälfte aufeinander gebracht.
BEVORZUGTE AUSFÜHRUNSBEISPIELE DER ERFINDUNG
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen, werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
1 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Schalldämpfers in Anordnung an einem Zweitaktmotor,
2 ein Ausführungsbeispiel eines Schalldämpfers mit einem Strömungsgleichrichter, der angrenzend an die erste Kammer angeordnet ist,
3 ein Ausführungsbeispiel eines Schalldämpfers mit einem Strömungsgleichrichter, der sich über der gesamten Länge des Strömungskanals angeordnet und verschiedenartig ausgebildet ist,
4 eine Querschnittsansicht des Strömungskanals des Schalldämpfers, in dem ein Strömungsgleichrichter mit einer Kreuzlamellenstruktur eingebracht ist,
5 eine Querschnittsansicht des Strömungskanals des Schalldämpfers, in dem ein Strömungsgleichrichter mit einer Fächerstruktur eingebracht ist,
6 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Schalldämpfers mit einem Hauptauslass, der nach unten in Richtung zum Kurbelgehäuse des Zweitaktmotors weist und
7 ein Ausführungsbeispiel eines Schalldämpfers mit einem Strömungsgleichrichter, der im Hauptauslass angeordnet ist.
1 zeigt einen Schalldämpfer 100 in Anordnung an einem Zweitaktmotor 10. Der Zweitaktmotor 10 weist einen Zylinder 18 auf, in dem ein Brennraum 13 gebildet ist. Der Brennraum 13 ist beweglich begrenzt durch den Kolben 21, der im Zylinder 18 hubbeweglich geführt ist und über eine Pleuel 23 mit einer Kurbelwelle 22 zur Bildung eines Kurbeltriebes verbunden ist. Der Zylinder 18 ist auf bekannte Weise an einem Kurbelgehäuse 24 angeordnet, in dem die Kurbelwelle 22 gelagert ist.
In der Wandung des Zylinders 18 ist ein Auslass angeordnet, an dem der Schalldämpfer 100 über einen Schalldämpfereinlass 11 in nicht näher gezeigter Weise angeflanscht ist. Befindet sich der Kolben 21 in der gezeigten Position des unteren Totpunktes, so gibt der Kolben 21 den Auslass des Brennraumes 13 im und um den unteren Totpunkt herum frei, und das Abgas kann vom Brennraum 13 durch den Schalldämpfereinlass 11 in den Schalldämpfer 100 gelangen.
An den Schalldämpfereinlass 11 schließt sich ein Strömungskanal 12 an, der mit einem dem Schalldämpfereinlass 11 gegenüberliegenden Kanalende 14 in eine erste Kammer 15 mündet und sich zwischen dem Schalldämpfereinlass 11 und der ersten Kammer 15 entlang einer Kanalströmungsrichtung 12' erstreckt. Ferner weist der Schalldämpfer 100 eine zweite Kammer 16 auf, die größer ausgebildet ist als die erste Kammer 15 und die die erste Kammer 15 beispielhaft vollständig sowie einen Teil des Strömungskanals 12 umschließt. Das in den Schalldämpfereinlass 11 eintretende Abgas kann zunächst wenigstens zum größeren Teil in die erste Kammer 15 gelangen, wobei am Strömungskanal 12 ein Hauptauslass 17 angeordnet ist, und das Abgas kann aus dem Strömungskanal 12 durch den Hauptauslass 17 in die zweite Kammer 16 gelangen. Ferner besitzt die erste Kammer 15 einen Nebenauslass 20, sodass Abgas auch aus der ersten Kammer 15 direkt in die zweite Kammer 16 einströmen kann. Das Abgas kann durch einen Auslass 19, der in der Wandung der zweiten Kammer 16 eingebracht ist, den Schalldämpfer 100 verlassen und ins Freie gelangen.
Der Strömungskanal 12 ist derart strömungsgünstig ausgeformt, dass das in den Schalldämpfereinlass 11 einströmende Abgas aufgrund seiner Massenträgheit überwiegend in die erste Kammer 15 einströmt und nach einer Befüllung der ersten Kammer 15 wieder in Richtung zum Schalldämpfereinlass 11 zurückströmt, um gegen den Auslass des Brennraumes 13 einen Gegendruck zu bilden. Damit wird erreicht, dass nicht verbranntes Kraftstoff-Luftgemisch nicht unkontrolliert in den Strömungskanal 12 gelangt, oder bereits in den Strömungskanal 12 eingetretenes Kraftstoff-Luftgemisch kann in den Brennraum 13 zurückgedrückt werden, während sich der Kolben 21 des Zweitaktmotors 10 im Bereich des gezeigten unteren Totpunkt befindet, und ein Ladungswechsel im Brennraum 13 stattfindet.
Die strömungsgünstige Ausbildung des Strömungskanals 12 wird erfindungsgemäß weiter verbessert durch die Anordnung eines Strömungsgleichrichters 25, der gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel im Strömungskanal 12 angeordnet ist. Der Strömungsgleichrichter 25 bewirkt eine wirbelärmere und entlang der Kanalströmungsrichtung 12' gerichtete Strömung des Abgases im Strömungskanal 12. Dadurch werden Wirbelverluste abgebaut, und die Strömung des Abgases vom Brennraum 13 in die erste Kammer 15 und zurück von der ersten Kammer 15 in den Brennraum 13 wird weiter begünstigt. Dadurch kann die Länge des Strömungskanals 12 weiter reduziert werden, und der Strömungskanal 12 kann eine geringere Mindestlänge aufweisen, um ein gerichtetes Strömungsverhalten des Abgases entlang der Kanalströmungsrichtung 12' zu bilden.
Das Ausführungsbeispiel zeigt eine Anordnung des Strömungsgleichrichters 25 direkt am Schalldämpfereinlass 11, sodass das Abgas, welches aus dem Brennraum 13 in den Schalldämpfer 100 eintritt, unmittelbar den Strömungsgleichrichter 25 durchströmt. Der Strömungsgleichrichter 25 ist so ausgebildet, dass der Querschnitt des Strömungskanals 12 in viele Einzelquerschnitte aufgeteilt wird, die sich etwa entlang der Kanalströmungsrichtung 12' erstrecken. Damit können Wirbel verhindert oder entstandene Wirbel abgebaut werden, und die Strömung des Abgases im Strömungskanal 12 folgt etwa einer laminaren, wirbelfreien oder wenigstens wirbelarmen Strömung. Das Beispiel zeigt die Anordnung des Strömungsgleichrichters 25 zwischen dem Schalldämpfereinlass 11 und der Anordnung des Hauptauslasses 17, durch den das Abgas vom Strömungskanal 12 in die zweite Kammer 16 strömen kann. Durch die Ausrichtung der Strömung des Abgases durch den Strömungsgleichrichter 25 gelangt weniger Abgas unmittelbar vom Schalldämpfereinlass 11 in den Hauptauslass 17, ohne die erste Kammer 15 zu durchströmen. Folglich kann durch den Strömungsgleichrichter 25 weiterhin der Anteil an Abgas erhöht werden, der aus dem Brennraum 13 in die erste Kammer 15 gelangt, und der erst nach Rückströmung entgegen oder in den Brennraum 13 den Strömungskanal 12 durch den Hauptauslass 17 verlassen kann.
2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Schalldämpfers 100 mit einem Strömungskanal 12, einer ersten Kammer 15, einem Hauptauslass 17 und einer zweiten Kammer 16. Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist ein Strömungsgleichrichter 25 vorgesehen, der angrenzend an den dem Schalldämpfereinlass 11 gegenüberliegenden Kanalende 14 angeordnet ist. Damit befindet sich der Strömungsgleichrichter 25 entlang der Kanalströmungsrichtung 12' zwischen dem Hauptauslass 17 und dem Kanalende 14, in dem der Strömungskanal 12 in die erste Kammer 15 übergeht. Damit wird ein weiteres Ausführungsbeispiel aufgezeigt, wobei die Anordnung eines Strömungsgleichrichters 25 gemäß dem Ausführungsbeispiel in 1 mit der Anordnung eines weiteren Strömungsgleichrichters 25 gemäß dem Ausführungsbeispiel in 2 auch kombiniert im Strömungskanal 12 angeordnet werden kann. Ferner kann alternativ oder zusätzlich ein Strömungsgleichrichter 25 im Hauptauslass 17 angeordnet werden, um eine Wirbelbildung auch im Hauptauslass 17 zu reduzieren oder zu vermeiden.
3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Schalldämpfers 100, in dem ein Strömungsgleichrichter 25 vorgesehen ist, der sich entlang des gesamten Strömungskanals 12 vom Schalldämpfereinlass 11 bis zum Kanalende 14 erstreckt. Dabei ist der Strömungsgleichrichter 25 beispielhaft mit einer unterschiedlichen Struktur ausgeführt, und der Bereich des Strömungsgleichrichters 25, der sich zwischen dem Hauptauslass 17 und dem Kanalende 14 erstreckt, weist eine Kreuzlamellenstruktur 25a auf. Der Bereich des Strömungsgleichrichters 25, der sich zwischen dem Schalldämpfereinlass 11 und dem Hauptauslass 17 erstreckt, weist hingegen eine Fächerstruktur 25b mit beispielsweise senkrecht verlaufenden Fächerlamellen auf. Diese gehen über in eine Kreuzlamellenstruktur 25a, wenn der Bereich des Hauptauslasses 17 erreicht ist. Durch den Strömungsgleichrichter 25 mit der Fächerstruktur 25b wird das Abgas zunächst in lateraler Richtung ausgerichtet, und in der Richtung, die der Kolbenhubrichtung entspricht, kann das Abgas über der gesamten Höhe des Strömungskanals 12 frei strömen. Damit wird der Vorteil erreicht, dass das Abgas, das einen etwa quer zur Kanalströmungsrichtung 12' ausgerichteten Impuls erhält, zunächst gegen die untere Seite des Strömungskanals 12 strömt, und das Abgas muss nicht bereits bei Eintritt in den Schalldämpfereinlass 11 eine Kreuzlamellenstruktur 25a durchströmen, die neben den vertikal verlaufenden Strömungslamellen zusätzlich horizontal verlaufende Strömungslamellen aufweist. Jedoch kann das Abgas nach Durchströmen des ersten Teils des Strömungskanals 12 in die Kreuzlamellenstruktur 25a eintreten, und das Abgas kann wirbelfrei in die erste Kammer 15 gelangen. Bei Rückströmung des Abgases aus der ersten Kammer 15 durchläuft dieses zunächst die Kreuzlamellenstruktur 25a, an die sich die Fächerstruktur 25b anschließt, bis das Abgas aus dem Schalldämpfereinlass 11 dem Brennraum 13 entgegen strömen kann. Damit wird eine vorteilhafte Weiterbildung des Strömungsgleichrichters 25 gezeigt, welcher sowohl eine Kreuzlamellenstruktur 25a als auch eine Fächerstruktur 25b aufweist.
4 zeigt einen Querschnitt durch den Strömungskanal 12 mit einer sich an diesen anschließenden ersten Kammer 15, und im Strömungskanal 12 ist ein Strömungsgleichrichter 25 mit einer Kreuzlamellenstruktur 25a eingebracht. Diese weist sowohl vertikale als auch horizontale Lamellen auf, die ineinander übergehend ausgebildet sind. Alternativ kann auch eine Wabenstruktur Anwendung finden, die an gleicher Stelle einsetzbar ist, wie auch eine Kreuzlamellenstruktur 25a.
In 5 ist eine weitere Querschnittsansicht eines Strömungskanals 12 mit einer sich an diesen anschließenden ersten Kammer 15 gezeigt. Im Strömungskanal 12 ist ein Strömungsgleichrichter 25 eingebracht, welcher eine Fächerstruktur 25b aufweist, und die Fächerelemente sind in der Vertikalen ausgerichtet. Dadurch kann zunächst eine laterale Gleichrichtung der Strömung des Abgases erzeugt werden, wobei sich beispielhaft an den Strömungsgleichrichter 25 mit der Fächerstruktur 25b ein Strömungsgleichrichter 25 mit einer Kreuzlamellenstruktur 25a anschließen kann.
6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Schalldämpfers 100 mit einem Strömungskanal 12, der sich zwischen einem Schalldämpfereinlass 11 und einem Kanalende 14 erstreckt. An das Kanalende 14 schließt sich eine erste Kammer 15 an, wobei eine zweite Kammer 16 vorgesehen ist, die die erste Kammer 15 sowie einen Teil des Strömungskanals 12 vorzugsweise umschließt.
Am Strömungskanal 12 ist ein Hauptauslass 17 angeordnet, welcher nach unten weist, und damit in Richtung zum Kurbelgehäuse ausgerichtet ist. Zwischen der Anordnung des Hauptauslasses 17 am Strömungskanal 12 und dem Schalldämpfereinlass 11 ist ein Strömungsgleichrichter 25 angeordnet, der beispielsweise eine Kreuzlamellenstruktur 25a oder eine Wabenstruktur aufweist. Dadurch wird das Abgas bereits sowohl in horizontaler als auch insbesondere in vertikaler Richtung an der Kanalströmungsrichtung 12' ausgerichtet, und das Abgas, das vom Brennraum 13 in den Schalldämpfereinlass 11 eintritt, kann nicht hauptsächlich durch den Hauptauslass 17 bereits entweichen, sondern gelangt wenigstens überwiegend in die erste Kammer 15. Der Brennraum 13 ist oberhalb des Strömungskanals 12 angeordnet, sodass zumindest ein Großteil des Abgases einen Impuls erhält, der in Richtung zur unteren Seite des Strömungskanals 12 verläuft, jedoch wird durch den Strömungsgleichrichter 25 ermöglicht, dass trotz des Impulses des Abgases in Richtung zur unteren Seite des Strömungskanals 12 an dieser der Hauptauslass 17 angeordnet werden kann, da das Abgas bereits durch den Strömungsgleichrichter 25 an der Kanalströmungsrichtung 12' ausgerichtet ist.
7 zeigt schließlich ein Ausführungsbeispiel eines Schalldämpfers 100 mit einem Strömungsgleichrichter 25, der im Hauptauslass 17 angeordnet ist. Damit ist ein letztes Ausführungsbeispiel aufgezeigt, das eine Anordnung des Strömungsgleichrichters 25 in einem wichtigen Strömungsabschnitt des Abgases durch den Schalldämpfer 100 vorschlägt, insbesondere kann das Strömungsverhalten des Abgases durch diese Anordnung des Strömungsgleichrichters 25 besonders positiv beeinflusst werden.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten oder räumliche Anordnungen, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
Bezugszeichenliste

100: Schalldämpfer
10: Zweitaktmotor
11: Schalldämpfereinlass
12: Strömungskanal
12': Kanalströmungsrichtung
13: Brennraum
14: Kanalende
15: erste Kammer
16: zweite Kammer
17: Hauptauslass
18: Zylinder
19: Auslass
20: Nebenauslass
21: Kolben
22: Kurbelwelle
23: Pleuel
24: Kurbelgehäuse
25: Strömungsgleichrichter
25a: Kreuzlamellenstruktur
25b: Fächerstruktur

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 202008005168 U1 [0002]

Claims

Schalldämpfer (100) für einen Zweitaktmotor (10) eines Motorarbeitsgerätes, insbesondere für ein handbetriebenes Motorarbeitsgerät wie ein Garten- und Grünanlagenpflegegerät, ein Handwerkzeug wie eine Kettensäge, eine Handkreissäge oder ein Trennschleifer oder für ein Kleinkraftrad, einen Bootsmotor und dergleichen, wobei – der Schalldämpfer einen Schalldämpfereinlass (11) aufweist, an den sich ein Strömungskanal (12) anschließt, sodass – der Strömungskanal (12) mittels dem Schalldämpfereinlass (11) an einen Auslass eines Brennraumes (13) des Zweitaktmotors (10) anbringbar ist, – wobei der Strömungskanal (12) am dem Schalldämpfereinlass (11) gegenüberliegenden Kanalende (14) in eine erste Kammer (15) mündet, – wobei ferner eine zweite Kammer (16) vorgesehen ist, – in die Abgas durch ein vom Strömungskanal (12) abgezweigter Hauptauslass (17) einströmt und aus der das Abgas durch einen Auslass (19) ausströmt, wobei – der Strömungskanal (12) zwischen dem Schalldämpfereinlass (11) und der ersten Kammer (15) derart strömungsgünstig ausgeformt ist, dass das in den Schalldämpfereinlass (11) einströmende Abgas aufgrund seiner Massenträgheit überwiegend in die erste Kammer (15) einströmt und nach einer Befüllung der ersten Kammer (15) wieder zurück strömt, und sich hierdurch in Richtung zum Brennraum (13) ein Gegendruck bildet, dadurch gekennzeichnet, dass im Strömungspfad des Abgases zwischen dem Schalldämpfereinlass (11) und dem Auslass (19) wenigstens ein Strömungsgleichrichter (25) angeordnet ist.
Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsgleichrichter (25) im Strömungskanal (12) angeordnet ist.
Schalldämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsgleichrichter (25) angrenzend an den Schalldämpfereinlass (11) im Strömungskanal (12) angeordnet ist.
Schalldämpfer (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsgleichrichter (25) angrenzend an das Kanalende (14) im Strömungskanal (12) angeordnet ist.
Schalldämpfer (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsgleichrichter (25) in der ersten Kammer (15) angeordnet ist.
Schalldämpfer (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsgleichrichter (25) eine Kreuzlamellenstruktur (25a) und/oder eine Fächerstruktur (25b) aufweist und/oder dass der Strömungsgleichrichter (25) eine Form aufweist, durch die das Abgas bei Durchströmen des Strömungsgleichrichters (25) einen Drall um die Kanalströmungsrichtung (12') erfährt.
Schalldämpfer (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsgleichrichter (25) eine Katalysatorfunktion aufweist.
Schalldämpfer (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsgleichrichter (25) eine Wabenstruktur aufweist, wobei die Oberfläche der Wabenstruktur eine Katalysatorschicht aufweist.
Schalldämpfer (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsgleichrichter (25) im Hauptauslass (17) und/oder in der zweiten Kammer (16) und/oder im Auslass (19) angeordnet ist.
Schalldämpfer (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Strömungsgleichrichter (25) als Einlegeteil ausgebildet ist, das in einen vorzugsweise aus zwei Hälften ausgebildeten Strömungskanal (12) und/oder das in eine vorzugsweise aus zwei Hälften ausgebildete erste Kammer (15) vor einem Fügen der beiden Hälften zwischen diesen einlegbar ist.