DE2022851A1 - Auspuffanlage - Google Patents

Description

• "Auspuffanlage" Die Erfindung betrifft ein.e Auspuffan.lage für Brennkraftmaschinen o.dgl. und insbesondere ein.e Auspuffanlage mit Schalldämpfung zum Dämpfen. von. Schall, der von. der Auslaßsammelleitung des Motors kommt.
• Die Erfindung eign.et sich besonders für Kraftfahrzeuge, un.d sie wird unter besonderer Bezugsnahme auf diese beschrieben.. Es versteht sich jedoch, daß die Erfin.dun.g ein.e breitere Anwen.-dungsmbglichkeit hat un.d in den. verschiedensten Anlagen. verwendet werden. kann., bei denen Auspuffan.lagen. und Schallprobleme vorhan.den. sind.
• In. der Konstruktion un.d Herstellun.g von. Kraftfahrzeugen., die mit Brennkraftmotoren ausgerüstet sind, ist es üblich, eine Auspuffanlage vorzusehen., um Abgase vom Motor zur Rückseite des Fahrzeugs zu leiten, wo die Gase in. die Atmosphäre abgegeben werden. Normalerweise ist eine Schalldämpfung in. der Auspuffanlage vorgesehen., um Schall zu dämpfen., der durch die Explosion.en. im Motor hervorgerufen. wird un.d der durch die Auspuffan.lage durch die Auspuffgase wan.dert. Es ist bekann.t, daß das Grun.dmotorenlaufgeräusch bei ein.er Grun.dfrequen.z für jedes Fahrzeug liegt, wobei die Grundfrequenz eine Funktion der Zün.dfrequen.z des Motors und der Länge der Auspuffanlage ist. Zusätzlich zu den. Grundfrequenzschallwellen sind verschiedene Oberschwin.gungafrequen.zen. ebenfalls vorhanden, die gedämpft werden müssen.. Es ist ferner bekann.t, daß es optimale Punkte en.tlang der Auspuffanlage gibt, an. den.en. Schalldämpfer an.zuordn.en sin.d, um den größten. Wirkungagrad zu erbringen.. Es ergeben.
• sich häufig Schwierigkeiten. hinsichtlich der optimalen. Lage, da die optimalen Punkte für die verschieden.en. Frequenzen. der Schallwellen nicht an. den. gleichen Punkten. liegen.
• Es sind schon die verschiedensten. Vorrichtungen. bekann.t, um Schall in einer Auspuffanlage zu dämpfen.. Es ist dabei als erforderlich angesehen worden, alle schalldämpfenden Mittel in einer einzigen. Vorrichtung zu kombinieren. un.d eine solche Vorrichtung in der Auspuffanlage an einem Kompromißpunkt an.zuordnen, um mindestens eine teilweise Dämpfung für alle Frequenzen zu liefern. Unglücklicherweise ist dadurch nicht für eine vollständige Dämpfung gesorgt, da die ein.zelne Vorrichtung n.aturbedingt nicht am optimalen Punkt für jede Schallwellenfrequenz angeordnet werden kann. Die Herstellung und die Verwen.dung einer einzigen schalldämpfenden. Vorrichtung ist wegen. des komplizierten Fahrgestells der meisten Kraftfahrzeuge als erforderlich angesehen worden, das die möglichen Anordnungsstellen solcher Vorrichtungen. begrenzt. Außerdem stehen dem die Herstellungskosten für eine Anzahl von schalldämpfenden Vorrichtungen entgegen, ebenso die Schwierigkeit in der Un.terbringung solcher Vorrichtung an verschiedenen. Punkten entlang der Auspuffanlage. Bekannte Schalldämpfer sind kompliziert und aufwendig und erfordern viele Teile, um Resonanz- und Ausdehn.-kammern, Beitwege, Einlässe und Auslässe usw. zu bilden. Das alles ist erforderlich, um eine möglichst weitgehende Dämpfung an einer einzigen Stelle in der Auspuffanlage zu erbringen.
• Die Auspuffanlage gemäß der Erfindung besteht im wesentlichen.
• aus einer Auspuffleitung, die sich von der Auspuffsammelleitung eines Brennkraftmotors bis zu einem Punkt an der Rückseite eines Kraftfahrzeugs un.ter dem Fahrgestell des Fahrzeugs erstreckt. Eine An.zahl im Abstand an.geordneter schalldämpfender Vorrichtungen. sind mit der Auspuffleitung verbunden. un.d -stehen.
• mit ihrem Inneren. in. Verbindung. Sie sind so kontruiert, ausgebildet und abgestimmt, daß sie an. den optimalen. Stellen. entlang der Auspuffleitun.g angesetzt werden. können, um die wirkungsvollste Schalldämpfung für die verschiedenen. Frequenzen.
• des Schalls zu erbrin.gen., der durch die Anlage geht. Die schalldämpfenden Vorrichtungen. können. aus einem Kunststoff gefertigt sein. und können als solche jede beliebige Form haben., sei sie regelmäßig oder unregelmäßig, um sich an. die Unterseite des Fahrzeugs anzupassen und eine Unterbringun.g an. jeder gewünschten Stelle in. Längsrichtung der Leitung zu ermöglichen.. Ein.e schalldämpfende Vorrichtung ist so ausgebildet und abgestimmt, daß sie Schall in dem Niederfrequen.zbereich dämpft, und sie kann möglichst nahe an. der Auspuffaammelleitun.g an.geordnet sein.. Eine andere schalldämpfende Vorrichtung kann. so geformt und abgestimmt sein, daß sie Schall in dem Hochfrequenzbereich dämpft, un.d sie kann an. der Auspuffleitung an dem Punkt angeordnet sein, an dem diese Hochfrequenzschallwellen einen maximalen Druckpunkt haben.. Eine an.dere schalldämpfen.de Vorrichtung ist so ausgebildet und abgestimmt, daß sie Zwischenfrequen.zschallwellen dämpft. Sie ist an ein.er Stelle an.geordnet, die in einem Abstand sowohl von der ersten. als auch von. der zweiten schalldämpfenden Vorrichtung liegt, un.d zwar ebenfalls wieder an einem Punkt, bei dem die größte Wirkung erzielt wird.
• Eine In dieser Weise kontruierte Auspuffanlage gestattet eine optimale Schalldämpfung der störenden. Schallwellenfrequenzen innerhalb der Auspuffanlage dadurch, daß ein.e optimale An.ordnung der Vorrichtungen für die Frequenzen ermöglicht wird, auf die sie abgestimmt sind. Es ist dadurch ein große An.pasungefähigkeit in der Konstruktion der Auspuffanlage ermöglicht, da die verschiedenen schalldämpfenden Vorrichtungen. aus Kunststoff gefertigt und in jeder beliebigen Form ausgebildet sein.
• könn.en., um sich an. das Fahrgestell des Fahrzeugs an.passen. zu können. Die Anlage ist außerordentlich preiswert insofern, als die verschiedenen Teile und Formgebun.gserfordern.isse im Vergleich zu bekannten. schalldämpfenden Vorrichtungen entfallen, und die Gesamtanlage ist außerordentlich wirkun.gsvbll, weil die verschiedenen. Teile optimal an.geordnet werden. können.
• Die Erfin.dung ist im nachfolgenden. anhan.d eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichn.ung n.äher erläutert.
• In. der Zeichnun.g sind: Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Auspuffanlage gemäß der Erfindung, Fig. 2 eine Einzelheit in. Draufsicht, die eine Variante der in. Fig. 1 gezeigten. An.lage darstellt, Fig. 9 eine Einzelheit im Teilschnitt, die eine weitere Variante der in. Fig. 1 gezeigten. Anlage darstellt, un.d Fig. 4 eine grafische Darstellung, in der die Sin.usform der verschiedenen Schallwellen. in der in Fig. 1 gezeigten Auspuffanlage gezeigt sin.d, die als eine Funktion der Länge der Auspuffan.lage dargestellt sind.
• Es wird zuneächst auf Fig. 4 Bezug genommen, in der die Sin.usform der Schallwellen einer Auspuffanlage als Beispiel dargestellt ist. Die Schallwellen sind als eine Funktion der Länge der Auspuffleitun.g dargestellt, wobei der Punkt A die Lage der Auspuffsammelleitun.g einer Brennkraftm9schine un.d B das hintere Ende der Auspuffleitung darstellen. Eine erste Kurve C ist eine Darstellung der Grundfrequenz des Motorschalle, die eine Funktion. der ZAn.dfrequen.z des Motors und eine Funktion der Länge der Auspuffanlage ist. Bei den. meisten V-8-Motoren. bei normaler Fahrzeuggröße liegt die Frequenz der Schallwelle C in.
• der Größenordn.ung von 20 Hertz. Da die Auspuffleitung ein offenes Rohr ist, haben die durchgehenden Schallwellen einen.
• Wellen.bauch bzw. einen. Punkt maximalen. Drucks an. der Auspuffsammelleitung und einen Kn.oten bzw. Punkt geringsten. Drucks am hinteren En.de der Auspuffleitung. Das ist in Fig. 4 durch eine Amplitudenspitze der Kurve a bei A und durch eine Nullamplitude am Punkt B dargestellt.
• Zusammen mit der Grundfrequenzschallwelle C werden durch den Motor verschiedene Oberschwingun.gafrequenzen und Resonanzfrequenzen. erzeugt, die durch die Auspuffanlage gehen. Dieee Frequenzen müssen ebenfalls gedämpft werden. Beispielsweise ist die dritte Oberschwingungafrequenz, die in Fig. 4 durch die Sinuskurve D dargestellt ist, eine Schallwelle mit einer Frequenz, die dreimal so hoch wie die Grundfrequenz C ist, also in der Größenordnung von 66 Hertz liegt. Die fünfte Oberschwingungsfrequenz, , die bei E gezeigt ist, ist ebenfalls ein.e Schallwelle, die eine Frequenz hat, welche das Fünffache der der Grundfrequenz ist, also in der Größenordnung von. 110 Hertz liegt. Die siebte Oberschwingungsfrequenz, die bei F dargestellt ist, hat eine Frequenz, die siebenmal so hoch wie die Grundfrequenz C ist, also in der Größenordnung von 154 Hertz liegt.
• Diese Schallwellen C, D, E und F sind jeweils in der Auspuffleitung während des Laufens des Motors vorhanden, und alle diese Schallwellen müssen gedämpft werden, um im Betrieb des Pahrzeugs unerwünschte Geräusche zu vermeiden.
• Es ist bekannt, daß der optimale Punkt der Schalldämpfung ein Wellenbauch ist, also ein Punkt höchsten Drucks der Schallwelle.
• In der Sinusdarstellung der Schallwellen in Fig. 4 zeigen die Punkte der größten Alaplitude der verschiedenen Sinuskurven die Wellenbäuche. Beispielsweise hat gemäß der Darstellung die siebte Oberschwingun.gswelle F Wellenbäuche an den. Punkten F1-, F2, F3 und F4. Entsprechend sind die Punkte der kleinsten Amplitude, also die Kn.oten, Punkte geringsten Drucks, wie sie bei E1, E2 un.d E an. der fün.ften Obersc.hwingungssinuskurve E dar-3 gestellt sind. Um eine ordn.un.gsgemäße Dämpfung der Schallwelle F zu erzielen, kann. eine schalldämpfende Vorrichtung, die ordnun.gsgemäß abgestimmt ist, am besten an irgendeinem der Wellenbauchpunkte F1 bis F4 an.geordnet werden.
• Zu beachten ist, daß zur Schaffung gewisser Toleranzen in. der Anordnung eine shacalldämpfenden Vorrichtung die Vorrichtung innerhalb von 450 des Wellenbauchpunktes zu beiden. Seiten. davon liegen kann, um eine ann.ehmbare Schalldämpfung zu erzielen. Die Anordnung der Vorrichtung innerhalb dieses Bereiches gestattet ein.e gewisse Dämpfung, je näher die Vorrichtung jedoch an. dem Wellenbauchpunkt liegt, desto größer ist der Wirkungsgrad in der Dämpfung von Schall bei dieser Frequenz. Da der Abstand zwischen dem Wellenbauchpunkt und dem nachsten Kn.oten.punkt einer der Sinuswellen 90° der Sinuskurve darstellt, ist es klar, daß 45% die Hälfte dieses Abstan.des darstellt. Beispielsweise bei der dritten Oberschwingungsfrequenzwelle D befindet sich ein Wellenbauchpunkt bei A, und der erste Knotenpunkt liegt in einem Abstand von einem Drittel der Länge der Leitung vom Punkt A, also am Punkt D1. Dabei handelt es sich um einen Abstand von 900 auf der Sin.uskurve, und ein Punkt, der in der Mitte zwischen dem Punkt A und dem Punkt D1 liegt, liegt bei 45°. Die Anordnung einer schalldämpfenden Vorrichtung innerhalb des ersten. Sechstels der Län.ge der Auspuffanlage vom Punkt A entfernt befin.det sich also n.och innerhalb des zulässigen.
• Bereichs. Da die Grundfrequenzschallwelle C ein. Viertel ihrer Distan.z über die gesamte Länge der Auspuffanlage hinweg bestreicht, ist auch die Anordnung einer schalldämpfenden Vorrichtun.g innerhalb des ersten. Sechstels der Länge der An.lage wirkungsvoll zur Dämpfung der Frequenz a, um der dritten Oberschwingungsfrequenz D gerecht zu werden.
• Bei den dritten, fünften, siebten und neunten Oberschwingungsfiaequenzen. handelt es sich um die Schallwellen., die am häufigsten. in der Schalldämpfung von. Auspuffanlagen erfaßt werden., da diese im störenden Geräuschbereich liegen.. Die Dämpfun.g dieser Frequenzen umfaßt auch eine Dämpfung der höheren Oberschwingungsfrequenzen, da Wellenbauchpunkte an. im wesen.tlichen.
• den. gleichen Punkten. in. Lan.gsrichtun.g der Auspuffanlage auftreten. Beispielsweise hat die neunte Oberschwin.gun.gsfrequen.z im Bereich von. 198 Hertz Wellenbauchpunkte, die mit den Wellenbauchpunkten. der dritten. Oberschwingungsfrequenzkurve D zusammenfallen., obgleich die n.eun.te Oberschwingungsfrequenz auch ein.e Anzahl andere Wellen.bauchpunkte hat. Nichtsdestoweniger wird auch durch Anordnung einer schalldämpfenden. Vorrichtung am Wellenbauchpunkt der Schallwelle D der Schall. in der neunten Oberachwin.gun.gsfrequenz der Grun.dfrequenz a gedämpft. Über die neunte Oberschwingungsfrequen.z hin.aus werden die Schallwellen.
• immer weniger störend, sie dürfen wahrscheinlich sogar gegen.
• über anderen. Fremdgeräuschen beim Fahren nicht zu hören sein, beispielsweise als Folge von Fahrwind u.dgl. Eine optimale Schalldämpfung in der Auspuffanlage befaßt sich also mit größter Wahrscheinlichkeit mit Schallwellen. im Frequenzbereich von.
• 20 bis 200 Hertz, und die Anlage wird auf diese Frequenzen. ababgestimmt Unter Bezugnahme auf Fig. 1 kann es sich bei der strichpunktiert dargestellten Brennkraftmaschine 10 um einen V-8-Motor handeln, der Auspuffsammelleitungen 12 un.d 14 zu beiden Seiten. aufweist, die mit den. Motorzylindern in Verbindung stehen. Eine Hauptsammelleitung 16 ist in. ordnun.gsgemaßer Weise mit der Auspuffsammelleitung 14 verbunden, während eine Querleitung 18 mit ein.em Ende der Auspuffsammelleitun.g 12 und am gegenüberliegenden.
• Ende mit der Auspuffleitun.g 16 verbunden ist. Es kann jede geeignete Verbindung vorgesehen. sein, beispielsweise mit Hilfe einer Bügelsehraube 19, solange die Verbindung ein Entweichen von Gas verhindert. Die Abgase von beiden Sammelleitungen 12 und 14 werden also der Auspuffleitung 16 zugeleitet, um zum hinteren Ende des Fahrzeugs zu fließen.
• Die Auspuffleitung 16 umfaßt ein. erstes Auspuffleitun.gsatUck 20 un.d ein. zweites Stück 22. Das zweite Leitungsstück 22 endet am hin.teren En.de des Fahrzeugs und leitet die Abgase in. die Atmosphäre. Die ungewöhmliche Form der Leitung 16 ist durch das Fahrgestell des Fahrzeugs bestinimt, wobei die Leitung 8o ausgebildet ist, daß @sie Hindernisse dgl zwischen dem vorderen Ende und dem hinteren Ende des Fahrzeugs umgeht.
• Mit der Auspuffsammelleitung 20 an einem Punkt in der Nähe der Auspuffsammelleitun.g 14 des Motors ist eine erste schalldämpfende Vorrichtung 24 angebracht, auf die noch einzugehen.
• sein wird. Die Vorrichtung 20 dient zum Dämpfen. von. Niederfrequenzschall in der Auspuffanlage, beispielsweise die Grunfrequenzwelle C und die dritte Oberschwin.gungsfrequenswelle D, wie sie in Fig. 4 dargestellt sind. Die schalldämpfende Vorrichtung 24 befindet sich, um die erforderliche Funktion auszuüben, am besten in der Nähe des Wellenbauchpunktes dieser Schallwellen, bei dem es sich gemäß Fig. 4 um den Punkt an der Sammelleitung des Motors handelt. Unter Bezugnahme auf die Bereichsgrenze von 450 auf die schon eingegangen worden ist, kann die Vorrichtung 24 jedoch an irgendeinem Punkt innerhalb des ersten Sechstels der Länge der Leitung 16 sitzen, um trotzdem 4für eine annehmbare, wenngleich weniger effektive Schalldämpfung zu sorgen. Damit kann eine andere Anpassung an das Fahrgestell des Pahrzeugs erfolgen.
• Zwischen dem Auspuffleitungsstück 20 und dem Leitungsstück 22 der Auspuffleitnng 16 sitzt eine zweite schalldämpfende Vorrichtung 26, auf die noch einzugehen sein wird. Die schalldämpfende Vorrichtung 26 ist zum Dämpfen von. Schall in dem Hochfrequenzbereich vorgesehen, beispielsweise der siebten Oberschwingungsfrequenz F, wie sie in. Fig. 4 dargestellt ist.
• Wiederum erfolgt die Anordnung der schalldämpfenden Vorrichtung 26 an einem Wellenbauchpunkt, beispielsweise F2, F3 oder F4, um für eine optimale Schalldämpfung dieser Schallwellen.
• zu sorgen.. Die siebte Oberschwin.gungsfrequenz hat gemäß der Darstellung in. Fig. 4 Wellenbauchpunkte an. Stellen, die bei zwei Siebtel, vier Siebtel und sechs Siebtel der Länge der Leitung 16 von. der Auspuffsammelleitun.g entfernt liegen., -und die Anordnung der schalldämpfenden Vorriohtung 26 an iregendeinem dieser Punkte sorgt für ein.e optimale Schalldämpfun.g. Im gleichen Maße ist die Toleranz von. 450 zu beiden Seiten. der Wellen bauchpunkte ein Grenzwert für eine annhmbare Schalldämpfung, um eine größere Anpassungsfähigkeit in. der Anordnung der Vorrichtung 26 relativ zum Fahrgestellt des Fahrzeugs zu geben..
• Am hinteren Rohrstück 22 der Auspuffleitung 16 sitzt ein.e dritte schalldämpfende Vorrichtung 28, auf die n.och einzugehen sein. wird. Diese Vorrichtung ist zum Dämpfen von. Schall im Zwischenfrequenzbereich vorgesehen., beispielsweise zur Dämpfun.g der fünften Oberschwin.gun.gsfrequen.zschallwelle E gemäß der Darstellung in. Fig. 4. Die Wellenbauchpunkte der fünften Oberschwin.gun.gsfrequenz liegen. an. den Punkten. der maximalen. Amplitude, nämlich bei zwei Fünftel und vier Fünftel der Länge der Auspuffleitun.g 16 von der Sammelleitung 14 entfernt. Die Anordnung der schalldämpfenden. Vorrichtung 28 am hinteren. Wellen.bauchpunkt sorgt für eine optimale Schalldämpfung für diese Frequenz un.d vermeidet ein. Stören in. der Lage relativ zur schalldmämpfenden Vorrichtung 26. Ein. gewisses -Naß an An.-passun.gsSehigkeit ist durch den 45°-Bereich zu beiden.Seiten der Wellenbauchpunkte gegeben, um damit eine Anpassung an. das Fahrgestell des Bahrseugs in. der Anordnung der Yorrichtung 28 zu ermöglichen.
• Un.ter Bezugnahme auf die waagerechte Linie G in. Fig. 4, die die Auspuffsammelleitung 16 darstellt, ist zu sehen., daß die schalldampfende Vorrichtung 24- ordnungsgemäß an. irgendeiner Stelle zwischen. der Sammelleitun.g A un.d ein.em Punkt in der Mitte der Länge des Kn.otenpunktes D1 der Sinuskurve D liegen kann.. Je näher sich die Sammelleitung A an. der Vorrichtung 24 befindet, desto wirkun.gsvoller wird der Niederfrequenzschall gedämpft.
• Die schalldämpfen.de Vorrichtung 26 wird zweckmäßigerweise an ein.em Punkt 26 auf der waagerechten. Lin.ie G an.geordnet, bei dem es sich um den Wellenbauchpunkt F2 handelt. Falls das Fahrgestell des Fahrzeugs an. diesem Punkt ein.e Unterbringung n.icht gestattet, kann. die schalldämpfende Vortichtung 26 am Punkt 26'§ angeordnet werden., bei dem ea sich um den. Wellenbauchpunkt F3 handelt.
• En.tsprechen.d wird die schalldämpfende Vorrichtung 28 zweckmäßigerweise am Punkt 28' an. der waagerechten Linie G entlang angeordn.et, bei dem es sich um den. Wellen.bauchpunkt E1 der Zwischen.frequenzschallwelle E handelt. Falls das Fahrgestell des Fahrzeugs das erfordert, kann die Vorrichtung 28 alternativ am Punkt 28" angeordnet sein, bei dem es sich um den Wellentauchpunkt E2 der Schallwelle E handelt.
• Die schalldämpfende Vorrichtung 28 für den. Niederfrequenzbereich umfaßt ein. Leitungsstück 30, das mit dem Auspuffleitungsstück 20 in. einer solchen Weise verbunden. ist, daß es mit dem Inneren dieses Leitungsstück in Verbindung steht. Ein.e Bügelsehraube 32 o.dgl. ist vorgesehen., um das Stück 30 am Stuck 20 in. starrer Weise zu befeatigen.. Das Stück 30 erstreckt sich von. der Leitung 16 nach hinten und ist mit einer vergrößerten geschlossenen Konstruktion 34 in geeigneter Weise verbunden. Die Konstruktion 34 ist gemäß der Darstellung un.-regelmäßig geformt und besteht aus Kunststoff, so daß sich eine solche un.regelmäßige Form oder jede andere unregelmäßige Form ohn.e weiteres herstellen läßt, um eine Anpassung an. das Fahrgestell des Fahrzeugs zu ermöglichen. Es kann jeder geeignete Kunststoff verwendet werden, vorausgesetzt, daß er in eine geeignete Form geformt werden kann, diese Form nach der Herstellung beibehält und auch bei Umgebungstemperaturen an der Einbaustelle der Vorrichtung unverformbar ist.
• Un.ter Umgebungstemperatur wird die Temperatur veratanden, die die umgebende Luft beim Lauten des Fahrzeugs unter den jeweiligen klimatischen. Verhältnissen annehmen kann. Auch wenn. die Abgastemperaturen. in. der Größenordnung von. 370 bis 480 0C liegen, kann. die Umgebungstemperatur in. der Größenordnung von 65 bis 95°C liegen. Die letztere Temperatur ist diejen.ige, die entscheidend ist für die Wahl eines Kunststoffes, der sich für die Konstruktion. 34 eignet.
• Da die Konstruktion 34 ein geschlossener Raum ist, d.h. die einzige Verbindung diejenige ist, die mit dem Leitungsstück 30 in Verbindung steht, ist keine Öffnung zur Atmosphäre vorhanden, und deshalb erfolgt kein Druckabfall über die Dämpfungsvorrichtung 24 hinweg, wenn Abgase durch die Leitung 16 fließen.
• Da an. der Vorrichtung kein. Druckgefälle vorhanden ist, erfolgt auch kein.e damit einhergehende Temperaturänderung. Die Konstruktion 34 kann. zweckmäßigerweise also aus einem Kunststoff bestehen, der die anderen erforderlichen Bedingungen erfüllt.
• Die Konstruktion 34 un.terliegt keinen. schnellen. oder stoßartigen Temperaturänderungen.
• Der Raumihhalt der Konstruktion 34 kann eine geeignete Größe haben, wobei das Fahrgestell des Fahrzeugs und die Form, die sie haben muß, berückaichtigt werden. Nachdem einmal ein solches Volumen festgelegt ist, können. die Abmessungen. des Abstimmrohrstücks 30 festgelegt werden. Die Länge und der Durchmesser des Rohrstück9 30 sind proportional zum Volumen der Konstruktion 34 für eine bestimmte Frequenzdämpfung, und dabei erfolgt ein.e Auslegung nach den bekannten Regeln.
• Obgleich die Konstruktion. 34 vorzugsweise vollständig gegen.
• die Atmosphäre geschlossen. ist, um Temperaturänderungen. mit Druckänderun.gen. zu vermeiden, kann eine Kon.den.sation. innerhalb des geschlossenen. Raums zu Schwierigkeiten führen.. Zu diesem Zweck kann. in. der Kon.struktion. 34 ein. sehr klein.es Loch vorgesehen sein., um das Ablaufen solchen. Konden.sats zu verhindernT Wenn ein solches Loch einen Durchmesser in. der Größenordnung von 3 mm hat, wird das entstehende Druckgefälle nicht markant genug sein, um zu Temperaturschwierigkeiten. zu führen. Die Konstruktion. kann also als gegen. die Atmosphäre geschlossen betrachtet werden, selbst wenn. ein solches Loch vorhanden. ist.
• Die schalldämpfende Vorrichtung 26 für den Hochfrequen.zbereich kann in. der Form einer Anzahl bekann.ter schalldmämpfender Vorrichtungen. vorgesehen. sein, beispielsweise in. einer Ausführung, die als Helmholtz-Schalldämpfer bekann.t ist. Dabei handelt es sich lediglich um ein.e Ausdehn.un.gskammer, d.h. um einen äusseren röhrenförmigen. Mantel 36, der die Leitung 20 umgibt. Die Leitung ist dabei mit einer Anzahl von. Öffnungen. versehen., die mit der Rin.gkammer zwischen dem Leitungsstück 20 und dem Man.-tel 36 in Verbin.dung stehen., um ein. Ausdehnen. von Gas in. diesen.
• Raum hinein. zu ermöglichen..
• Die schalldämpfende Vorrichtung 28, die zum Dämpfen von. Zwischenfrequenzschallwellen. angeordn.et ist, umfaßt ein.en. ersten röhrenförmigen Teil 58, der am hin.teren Rohrstück 22 in einer solchen Weise an.geordnet ist, daß er mit dem Inneren. dieses Rohrstücks in. Verbindung steht. Er ist mit ihm in. jeder geeign.eten. Weise verbunden, beispielsweise durch ein.e Bügelschraube 40. Um den. röhrenförmigen. Teil 38 erstreckt sich eine zweite Röhre 42, die aus einem Kunststoff gefertigt ist, bei dem es sich um das gleiche Material handeln kann, das auch für die Konstruktion. 34 Verwendung gefunden hat. Dabei müssen. die gleichen. Voraussetzungen. erfüllt sein. Die Röhre 42 ist an. ihrem En.de geschlossen.. Wegen. ihrer Röhrenform liegt die Röhre 42 zweckmäßigerweise parallel zum Röhren.stück 22 un.d paßt sich dem Fahrgestell des Fahrzeugs an.. Die Kombin.ation. des Elementes 38 und des Elementes 42 bildet das, was als Viertelwellen.-Abstimmvorrichtung bekann.t ist. Die Län.ge un.d der Durchmesser sind dabei eine Funktion. der Länge der Schallwelle, die gedämpft werden. soll. Die Röhre 42 ist gegen. die Atmosphäre geschlossen., hat also keine Öffnungen. mit Ausnahme der Verbindung zum Rohr 38 un.d mit Ausn.ahme ein.es even.tuell vorhandenen. Kondensatlochs, um damit jede Temperaturänderung ausauschließen., wie bereits im Zusammenhang mit der Konstruktion 34 erläutert worden. ist.
• Un.ter Bezugnahme auf Fig. 2 ist eine Variante der in Fig. 1 gezeigten Auspuffanlage dargestellt. Dabei steht die Auspuffleitung 16 mit einem Auspuffsammelleitungszweig 14 des Motors in Verbindung, und die Querleitung 18, die mit der Auspufflei tung 16 bei 19 verbunden ist, steht mit dem Auspuffsammelleitungszweig 12 in. Verbindung. Die schalldämpfende Vorrichtung 24' für den. Wiederfrequen.zebereich ist gemäß der Darstellung mit der Auspuffanlage am Optimalpunkt verbunden, d.h. mit dem Wellentauchpunkt der Schallwellen frequenzen im Querstück 48 der Auspuffsammelleitung. Die schalldämpfende Vorrichtung 24' kann aus Kunststoff gefertigt sein und jede geeignete Form haben, um in. den. Raum zu passen., der am Fahrzeug vorhanden. ist.
• Dabei ist eine Verbindung mit den. einzelnen Teilen. in. jeder geeigneten Weise vorgesehen..-Am Querstück 48 erreicht der Druck ein Maximum, so daß die Schalldämpfungen dieseniFunkt die größte Effektivität hat.
• Gemäß der Darstellung in. Fig. 3 ist die Auspuffanlage an einen.
• Brennkraftmotor angeschlossen, der in Blockbauart vorgesehen ist. Dabei umfaßt der durch strichpunktierte Linien dargestellte Motor 52 ein.e einzige Auspuffsammelleitung 54 mit Kanälen. 56, die zu dem jeweiligen Motorzylinder führen. Die Auspuffleitung 16' ist mit der Auspuffsammelleitung 54 in geeigneter Weise verbunden und erstreckt sich von ihr aus nach hinten zum rückwärtigen. Teil des Fahrzeugs. Eine schalldämpfende Vorrichtung 24' 2 für den. Niederfrequen.zbereich steht mit der Auspuffsammelleitung 54 über ein Abstimmrohr 60 in Verbindung, das in geeigneter Weise damit verbunden ist. Die schalldämpfende Vorrichtung 24' kann aus Kunststoff gefertigt sein, wie das bereits beschrieben. worden. ist, und sie kann jede geeignete Porm haben, um in den. zur Verfügung stehenden Raum zu passen. Hinter der Auspuffsammelleitung 54 sitzen in der Auspuffleitung 16' *) an.
• schalldämpfende Vorrichtungen für den Hochfrequenz- und für den Zwischenfrequenzbereich, wie das in Fig. 1 dargestellt ist.
• Die Anordnung der schalldämpfenden Vorrichtung 24" an. der Auspuffsammelleitung sorgt für eine optimale Schalldämpfung der Niederfrequenzschallwellen inder Auspuffanlage.
• Erfindungsgemäß ist also eine Auspuffanlage vorgesehen., die extrem anpassungsfähig in der Anordnung der Einzelteile ist, um eine optimale Schalldämpfung für alle Frequenzen zu erbringen, die in der Auspuffanlage auftreten. Bestimmte Einzelteile der Anlage kannen aus Kunststoff gefertigt sein, um damit ein höheres Maß an Anpassungsfähigkeit in der Anordnung der Teile relativ zum Fahrgestell des Fahrzeugs zu ermöglichen..
• Da es nicht erforderelich ist, alle Einzelteile in einer Großkonstruktion zusammenzufassen, läßt sich eine optaimale Dämpfung der verschiedenen Frequenzen mühelos erreichen. Das Gesamtergebnis ist eine außerordentlich preiswerte und wirkungsvolle schalldämpfende Anlage. für eine Auspuffleitung, die sich leicht einbauen läßt und eine effektive Funktion erbringt, um damit für eine preiswerte Konstruktion und Herstellung von.
• Auspuffanlagen zu sorgen.

Claims (18)

Patentansprüche

1. Auspuffanlage für eine Brennkraftmaschine mit einer Auspuffsammelleitung, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine Leitung (16), die von der Auspiiffsammellitung wegführt und zur Atmosphäre an einem Punkt offen ist, der im Abstand davon liegt, derart, daß Abgase vom Motor weggeleitet werden, eine erste schalldämpf ende Vorrichtung (24), die mit der Leitung (16) verbunden tat und mit deren Inneren in Verbindung steht und so ausgebildet ist, daß sie Schallwellen niedriger Frequenz in der Auspuffanlage dämpft, eine zweite schalldämpfende Vorrichtung (26), die mit der Leitung (16) verbunden ist und im Abstand zu der eraten schalldämpfenden Vorrichtung (24) liegt sowie mit dem Inneren der.

Leitung (16) in Verbindung steht und so ausgebildet ist, daß sie Schallwellen hoher Prequenz in der Auspuffanlage dämpft, und eine dritte schalldämpfende Vorrichtung (28), die mit der Leitung (16) verbunden ist und im Abstand zu der ersten schalldämpfenden Vorrichtung (24) und der zweiten schalldämpfenden Vorrichtung (26) liegt und mit dem Inneren der Leitung (16) in Verbindung steht sowie so ausgebildet ist, daß sie Schallwellen einer Zwischenfrequenz in der Aus-.

puffanlage dämpft.

2. Auspuffanlage nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n. z e i c h n. e t, daß die erste schalldämpfende Vorrichtung (24) mit der Leitung (16) an. einer Stelle verbun.-den. ist, die innerhalb von einem Sechstel der Länge der Leitung (16) von einem Punkt höchsten. Drucks der dadurch gedämpften. Schallwellen en.tfern.t liegt.

3. Auspuffanlage nachÄnspruch 2, d a d u r c h g e -k e n. n. z e i c h n. e t, daß die erste schalldämpfende Vor-.

richtung (24) ein. Rohrstück (30), das mit der Leitung (16) verbunden. ist und mit deren. Inn.eren. in. Verbindung steht, und ein.en. vergrößerten. Teil (34) umfaßt, der sich von. dem Rohrstück (30) wegerstreckt, wobei das Rohrstück (30) und der vergrößerte Teil (34) gegen. die Atmosphäre geschlossen.

sind.

4. Auspuffanlage nach An.spruch 3, d a d u r c h g e -k e n n. z e i c h n. e t, daß der vergrößerte Teil der ersten schalldämpfenden Vorrichtung (24) aus Kunststoff gefertigt ist.

5. Auspuffanlage nach Anspruch 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die erste schalldämpfen.de Vorrichtung (24) zum Dämpfen. von. Schallwellen in. der dritten.

Oberschwingungsfrequenz der Grundfrequenz der Auspuffanlage abgestimmt ist.

6. Auspuffanlage nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n. z e i c h n. e t, daß die erste schalldämpfende Vorrichtung (24) an der Auspuffsammelleitung des Motors sitzt.

7. Auspuffanlage n.ach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n. n z e i c h n e t, daß die zweite achalldämpfende Vorrichtung (26) an. der Leitung (16) an einer Stelle liegt, die innerhalb von. ein.em Vierzehntel der Länge der Leitun.g (16) von. einem Punkt höchsten. Drucks der dadurch gedämpften.

Schallwellen. entfernt liegt.

8. Auspuffanlage nach Anspruch 7, d a d u r c h g e -k e n n z e i c zu h n e t, daß die zweite schalldämSpfen.de Vorrichtung (26) zum Dämpfen. von. Schallwellen in der siebten OberschwingungsSrequen.z der Grun.dfreque:n.s der Auspuffanlage abgestimmt ist.

9. Auspuffanlage nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n. z e i zu c h n. e t, daß die dritte schalldämpfende Vorrichtung (28) mit der Leitung (16) an einer Stelle verbunden. ist, die innerhalb von einem Zehntel der Länge der Leitung (16) von einem Punkt höchsten Drucks der dadurch gedämpften. Schallwellen. entfernt liegt.

10. Auspuffanlage nach Anspruch 9, d a d u r c h g e -k e n. n. z e i c h n e t, daß die dritte schalldämpfende Vorrichtung (28) zum Dämpfen von Schallwellen in der fünften Oberschwingungsfrequenz der Grundfrequenz der Auspuffanlage abgestimmt ist.

11. Auspuffanlage n.ach An.spruch 9, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die dritte schalldämpfende Vorrichtung (28) ein erstes Rohrstück (38), das mit der Leitung (16) verbanden ist und mit deren Inneren in Verbindung steht, und ein zweites Rohrstück (42) mit dem gleichen J)urchmesser wie das erste Rohrstück (38) umfaßt, wobei das erste Rohrstück (38) und das zweite Rohrstück (42) gegen die Atmosphäre geschlossen sind.

12. Auspuffanlage nach Anspruch 11, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß das zweite Rohrstück (42) aus Kunststoff gefertigt ist.

13. Schalldanfende torrichtung für eine Auspuffanlage mit einer Auspuffleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, g e -k e n n z e i c h n e t d u r c h ein erstes Stück (30, 38) das zur Verbindung mit der Leitung (16) vorgesehen ist und mit dem Inneren derselben in Verbin.dun.g steht, un.d durch ein zweites Stück (34, 42), das sich vom ersten Stück (30, 38) wegerstreckt und einen geschlossenen Raum bildet, der nur zum ersten Stück (30, 38) offen ist.

14. Schalldämpfende Vorrichtung nach Anspruch 13, d a -d u r c h g e k e n n. z e i c h n. e t, daß das zweite Stück (34, 42) aus Kunststoff gefertigt ist.

15. Schalldämpfende Vorrichtung nach An.spruch 13, d a -d u r c h g e k e n n. z e i c h n e t, daß der Rauminhalt des ersten Stücks (30, 38) proportional zum Rauminhalt des zweiten. Stücks (34, 42) für eine von der Vorrichtung gedämpfte Schallwellen.frequenz ist.

16. Schalldämpfende Vorrichtung nach Anspruch 13, d a -d u r c h g e k e n. n. z e i c h n e t, daß das zweite Stück t42) röhrenförmig ausgebildet ist und die Länge des ersten. Stücks (38) und des zweiten Stücks (42) im wesentlichen. gleich einem Viertel der Wellenlänge der dadurch gedämpften Schallwelle Ist.

17. Schalldämpfende Vorrichtung nach An.spruch 16, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das zweite Stück (42) aus Kunststoff gefertigt ist.

18. Auspuffanlage für eine Brennkraftmaschine mit einer Auspuffsammelleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, g e -k e n n z e i c h n e t d u r c h eine von der Auspuffsammelleitung wegführende Leitung (16), die zur Atmosphäre an einem Punkt offen ist, der in einem Abstand davon entfernt liegt, derart, daß Abgase vom Motor weggeführt werden, eine erste schalldämpfende Vorrichtung (24) mit einem Abstimmrohrstück (30), das mit der Leitung (16) verbunden. istun.d mit deren. Inn.eren. in. Verbin.dun.g steht, un.d mit einem zweiten Stück (34), das mit dem Abstimmrohrstück (30) in.

Verbindung steht und aus einem Kunststoff gefertigt ist sowie gegen. die Atmosphäre geschlossen. ist, eine zweite schalldämpfende Vorrichtung (26), die auf der Leitung (16) sitzt und im Abstand von. der ersten schalldämpfenden. Vorrichtung (24) liegt und mit dem Inneren. der Leitung (16) in. Verbindun.g.steht, und eine dritte schalldämpfende Vorrichtung (28) mit ein.em Abstimmrohrstück (38), das mit der Leitung (16) verbunden ist un.d mit deren. Inneren. in. Verbindung steht, und mit einem zweiten röhrenförmigen. Stück (42), das mit dem Abstimmrohrstück (38) in. Verbindung steht un.d aus ein.em Kunststoff gefertigt und gegen. die Atmosphäre geschlossen.

ist, wobei die erste schalldämpfende Vorrichtung (24) zum Dämpfen. von. Schallwellen. geringer Frequenz in der Auspuffan.-lage abgestimmt ist un.d an. der Leitung (16) innerhalb von.

einem Sechstel der Länge der Leitung (16) von der Auspuffsammelleitung entfernt liegt, die zweite schalldämpfende Vorrichtung (26) zum Dämpfen. von Schallwellen hoher Frequenz in. der Auspuffanlage abgestimmt ist un.d an der Leitung (16) innerhalb von. einem Vierzehntel der Län.ge der Leitung (16) von. einem Punkt höchsten Drucks der dadurch gedämpften.

Schallwellen entfernt sitzt un.d die dritte schalldämpfende Vorrichtung (28) zum Dämpfen. von Schallwellen einer Zwischenfrequenz abgestimmt ist und an. der Leitung (16) innerhalb von. einem Zehn.tel der Länge der Leitung (16) von einem Punkt maximalen Drucks der dadurch gedämpften. Schallwellen.

entfernt sitzt.