DE202021003793U1

DE202021003793U1 - 360° Kulissensteuerung für Reflexionsschalldämpfer

Info

Publication number: DE202021003793U1
Application number: DE202021003793.4U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-12-16
Filing date: 2021-12-16
Publication date: 2022-01-14
Anticipated expiration: 2031-12-17

Abstract

Reflexionsschalldämpfer mit abstimmbarer Weglänge und einstellbarem Staudruck, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehkulisse am Ausgang bestimmend eingestellt werden kann.

Description

Hintergrund der Erfindung
Bei 4-Takt-Motorrädern mit hohem Zylindervolumen ist ein Gesamtgeräusch gefragt, das den „bulligen“ Charakter der Maschine auch bei Einhaltung von Lämschutzvorschriften vermittelt. Hierbei ist das Auspuffgeräusch die entscheidende Komponente.
Absorptionsschalldämpfer, die Abgase z.B. durch einen Lochzylinder in einen „akustischem Sumpf“ durch umliegend angeordnete Dämmstoffe, wie Glas- oder Metallwolle leiten, bewirken „stumpfe“ Schallemissionen und im Extremfall „Nähmaschinenklang“.
Bei „Big Bikes“ wird aber ein eher grollender, tiefer Grundton, mit klickenden Obertönen erwartet, die den gefühlten Vibrationen einer schweren Maschine entsprechen.
Dieser Sound ist mit den Absorptionsdämpfern nicht zu erreichen. Man setzt hier Schallumwegdämpfer (auch Reflexionsdämpfer genannt) ein, bei denen die Rückführung der akustischen Stoßwellen durch Wiedereinkopplung vor dem Auslass eine Auslöschung von Schallspitzen bewirkt.
Damit kann eine messtechnisch begrenzte Schallstärke mit der Anmutung massiver Kraftentfaltung verbunden werden.
Die Krux dabei ist jedoch, dass die Phasenlöschung frequenzselektiv in Abhängigkeit vom Schallweg und der Drehzahl des Motors erfolgt, so dass die Anteile des direkten und des Umgelenkten Abgasstoßes bei vorbestimmten Drehzahlen abgestimmt sein müssen, um ein bestimmtes Klangbild zu erzeugen, das für die jeweilige Maschine kennzeichnend sein soll.
Dies wird meist durch angepasste Restriktion des Übergangs von Krümmerauslass in ein Endrohr zum Schallauslass bewirkt.
Der einzelne Biker hat hierzu aber oft individuelle Vorlieben und Absichten und will Modifikationen, wenngleich diese manchmal die Performance der Maschine gegenüber der Werkseinstellung eher verschlechtern.
Es gibt daher eine Vielzahl von nachrüstbaren Auspuffsystemen, die im Rahmen der Zulassungsgrenzen - und in einzelnen Fällen darüber hinaus - den Klang einer Maschine verändern.
Um hier Variationen zu ermöglichen, sind Schalldämpfer vielfach mit Verstellgliedern ausgestattet, um den Schallweg zu modifizieren. In einfachster Form ist dies eine Ventilklappe, die den Umweg in den Bypass verschließt oder öffnet oder eine Mittelstellung ermöglicht.
Abgesehen davon, dass diese mit der euphemistischen Bezeichnung einer zusätzlichen „Renneinstellung“ die regelkonforme Ausführung in der Normalstellung suggerieren und der Zulässigkeit solcher Modifikation, ist das Ziel solcher Maßnahmen, einen „kernigen“ oder „bulligen“ Sound individuell gestalten zu können, und dies möglichst innerhalb der zulässigen
Grenzen.
Aufgabe der Erfindung
Die Aufgabe vorliegender Erfindung ist es daher, eine individuelle Anpassung der Auspuffanlage ohne Regelverstoß zu ermöglichen.
Stand der Technik
Neben einer großen Zahl von Absorptionsschalldämpfern für Motorräder, wie US 8.256 569 B1 , sind Reflexionsschalldämpfer, für Verbrennungskraftmaschinen seit den 70er Jahren des vorigen Jahrhunderts bekannt, z.B. nach US 3.842.940 und SU 1694 944 A1 , später in Verbindung mit katalytischer Abgasreinigung, z.B. unter JP 200 529 099 3A und unter Verwendung des Helmholtz-Resonator-Effekts unter JPH0640319U.
Ab 1990 fanden diese auch für Motorräder Anwendung, wenngleich zunächst in Kombination
mit Absorptionsdämpfung wie in JP 2009 041 562A und, wenngleich nicht explizit für Motorräder beschrieben, unter CN 10 877 9692B und CN 110 735 689A , sowie CN 2012 025 13Y ,
sowie dediziert für Rennfahrzeuge unter CN 11 2081642A .
EP 1099829 beschreibt bereits ein derartiges System mit Reflexionsdämpfung im Ansatz, wobei allerdings die Restriktion des Durchgangs vom Hauptrohr ins Expansionsrohr durch den Durchmesser seiner Lochungen bestimmt und somit nicht veränderbar ist.
DE 10 2009 036 559 A1 führt dies ähnlich aus. ergänzt es jedoch mit einer Restriktionskulisse am Ende des Primärrohres, Auch US 7.484.591 B2 , das vorangehende Patent desselben Erfinders verwendet eine variable Trennplatte (Baffle Plate) zur Steuerung der Gasströme im Hauptrohr.
Derartige Ventileinrichtungen im Abgasstrang von Verbrennungskraftmaschinen neigen jedoch dazu, schnell zu verrußen und dann im Fall von drehbaren Kulissen zu verklemmen.
Lösung
Die prinzipielle Lösung dafür ist die Kombination eines partiellen Verschluss des Hauptweges der Abgase über die Kreisfläche des Außenrohres bzw. Frequenzrohr des im inneren der Endkappe des Schalldämpfers, das die durchlaufenden Schallwelle und damit den Frequenzbereich der primären Schalllöschung verbindet bzw. bestimmt.
Dabei bewirkt eine Restriktionskulisse am Ende des Frequenzrohres den Volumenanteil des Bypasses und damit die Intensität der Dämpfung. Ihre Gestaltung ist erfindungsgemäß so, dass eine drehbare Kulissenscheibe hinter eine Einlassscheibe gleichen Zuschnitts mit einem doppelten und beidseitigen 3 Löcher ausgeführt ist, deren Überschneidung den Durchlass bestimmt.
Die Einstellbarkeit über einen Drehwinkel von 360° bewirkt dabei, dass Versottungen an den Kulissenscheiben durch „Überdrehen“ in den anderen Scheibenbereich abscheren, im Gasstrom verbrennen so beseitigt werden.
Beides kann dynamisch so abgestimmt werden, dass sich in Abhängigkeit beider Parameter des Frequenzrohres, die primär den Frequenzbereich der Löschung bestimmt, wie auch den Gegendruck durch den Verschlusswinkel und damit der Durchlässigkeit der Staukulisse, die die Intensität der Löschung bestimmt.
Somit können die Dämpfung in unterschiedlichen Frequenzbereichen und damit der „Sound“ der Maschine bestimmt werden.
Im einfachen Fall ist die Kulisse mit dem Frequenzrohr manuell einstellbar, damit ist aber auch nur eine Klangcharakteristik gewählt.
Eine manuelle Einstellung kann jedoch so gestaltet werden, dass z.B. ein für bestimmte Drehzahlen als positiv evaluierter Sound erreicht wird - also z.B. im Gtand dunkles bis helles Blubbern, dann und bei hoher Drehzahl eher ein tiefes Grollen.
Dies erfolgt durch eine manuelle Einstellung über die Endkappe, die das verstellen der Staukulisse, mit mehreren, spezifisch durchlässigen Scheiben zulässt.
Ein erfinderische Schritt dazu ist, deren Versottung zu vermeiden, indem Leit- und Sperrglied der Kulisse als Scheiben mit zwei radialsymmetrischen 3 Löchern und dabei das Sperrglied in beide Richtungen drehbar bzw. um 360° rotierbar auszuführen.
So kann im Fall des Verklemmens, die Kulisse durch Gegendrehung wieder frei gemacht werden. Zudem ist damit der Einstellbereich zur Kombination mit der Weglängenanpassung
größer.
Figurenliste
Die grundlegende Ausführung derartiger Dämpfer als bekannt voraussetzend, beschränkt sich die Darstellung in den folgenden Figuren auf die Neuheit

1 zeigt Feststehenden Ring mit 3 Löchern (1)
2 zeigt den losen Ring mit 3 Löchern und 12 Rasterung (2)
3 zeigt den Feststehenden Innenring (3)
4 zeigt den Adapter-Ring mit 3 Löchern (4)
5 zeigt den Adapter mit 3 Löchern für die Endkappe (5)
6 zeigt die Flachfedern in Position (6)
6a zeigt den Feststehenden Ring mit 3 Löchern (1) mit Flachfedern (6) in Position.

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

US 8256569 B1 [0013]
US 3842940 [0013]
SU 1694944 A1 [0013]
JP 2005290993 A [0013]
JP 2009041562 A [0014]
CN 108779692 B [0014]
CN 110735689 A [0014]
CN 201202513 Y [0014]
CN 112081642 A [0014]
EP 1099829 [0015]
DE 102009036559 A1 [0016]
US 7484591 B2 [0016]

Claims

Reflexionsschalldämpfer mit abstimmbarer Weglänge und einstellbarem Staudruck, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehkulisse am Ausgang bestimmend eingestellt werden kann.
Reflexionsschalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehkulisse aus 2 oder mehr Scheiben mit radialen 3 Löchern besteht.
Reflexionsschalldämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die sich je nach Drehstellung überschneidenden Kulissenscheiben Durchlass und Staudruck bestimmen.
Reflexionsschalldämpfer nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kulissenscheiben um 360° drehbar sind.
Reflexionsschalldämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehung der Scheiben bzw. der Endkappe manuell einstellbar ist.
Reflexionsschalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Parameter der Staudruckverstellung und der Anpassung derer Weglänge durch das Frequenzrohr in der Endkappe in Abhängigkeit von der Drehzahl des Motors erfolgen.