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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft einen Schallfämpfer und insbesondere einen
Abgasschalldämpfer zur Abgasschallfämpfung bei einer verbrennungskraftmaschine oder
dgl.
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Es wurden bereits zahlreiche 5c'ialldämpfer für Kraftfahrzeug-Abgasschalldämpfersysteme
zum Dämpfen der Abgasgeräusche vorgeschlagen. Beispielsweise wurden Abgaseinström-
und Abgasausströmrohre in einen zylinderförmigen oder elliptischen Topf eingesetzt
und weitcrhin Trennwände und Abzweiglöcher im Topf vorgesehen, um den Wechselstromanteil
bzw. den pulsierenden Druck des in den Schalldämpfer einströmenden Abgases zu dämpfen
bzw gleichförmig zu machen. Solche Schalldämpfer weisen jedoch eine unzureichende
Schalldämpfungswirkung auf.
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Es ist weiterhin bekannt, dass die Schalldämpfungswirkung von der
Stelle abhängt, an der der Auspufftopf am Auspuffrohr angebracht ist. Wenn der Auspufftopf
an der Unterseite eines Kraftfahrzeugs angebracht wird, insbesondere bei einem Personenkraftwagen,
bei dem nur ein begrenzter Raum vorhanden ist, kann der Auspufftopf nicht immer
an der für die Schalldäzpfung besten Stelle angebracht werden, und manchmal ist
es aus baulichen Gründen und aus welchen Gründen auch immer nicht vorteilhaft, den
Auspufftopf an der Stelle anzubringen, an der eine ausreichende Schalldämpfungswirkung
erzielt wird. Die optimale Stelle, an der der Auspufftopf angebracht werden sollte,
hängt von der effektiven Länge und dem Querschnitt des einlasseitigen Abgasrohrs,
der effektiven Länge und dem Querschnitt des Auspufftopfes und der effektiven Länge
und dem Querschnitt des auslassseitigen Abgasrohres je nach der Ausbildung der Wagenunterseite
ab, und der Auspufftopf kann nicht immer an der optimalen Stelle angebracht werden,
weil der Auspufftopf beispielsweise aus baulichen Gründen oder aus Platzmangel an
einer anderen Stelle angesetzt werden muss.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Schall- K dämpfer
zu schaffen, der eine ausgezeichnete Schalldämpfungswirkung aufweist, keine Sekundärgeräusche
erzeugt und praktisch dieselbe Schalldämpfungswirkung auch dann besitzt, wenn er
nicht an der optimalen Stelle angeb.racht werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemässe durch den in Anspruch 1 angegebenen
Schalldämpfer gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ullteransprüchen
angegeben.
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Der erfindungsgemässe Schalldämpfer weist einen sehr einfachen Aufbau
auf, so dass er kostengünstig hergestellt werden kann.
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und besitzt eine gute Schalldämpfungswirkung.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beispielsweise
näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt durch das Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemässen Schalldämpfers, Fig. 2 einen Querschnitt durch ein weiteres
erfindungsgemässes Ausführungsbeispiel, Fig. 3 einen Querschnitt durch eine dritte
erfindungsgemässe Ausführungsform, Fig. 4 einen Querschnitt entlung der in Fig.
3 eingezeichneten Schnittlinie IV-IV, Fig. 5 eine perspektivische Darstellung der
in Fig. 3 vliedergegebenen Trennwand, Fig. 6 eine schematische Darstellung, anhand
der das Grundprinzip des erfindungsgemässen Schalldämpfers erläutert wird, Fig.
7 einen Querschnitt durch eine vierte erfindungsgemässe Ausführungsform, Fig. 8
einen Querschnitt durch eine fünfte erfindungsgemässse Ausführungsform, Fig. 9 eine
Darstellung entlang der in Fig. 8 eingezeichneten Schnittlinie IX-IX,
Fig.1()
cinen Querschnitt durch eie sechste erfindungsgemässe Ausführungsform, Fig.11 eine
perspektivische Darstellung der in Fig. 10 gczeigten Trennwand, Fig. 12 eine perspektivische
Darstellltng eines weiteren Ausführungbeispiel für eine Trennwand bei dem in Fig.
10 dargestellten Ausführungsbeispiel, Fig.13 einen Querschnitt durch eine andere
Äusführungsform des in J?ig. 10 dargestellten Zylinder, Fig.14 einen Querschnitt,
der eine weitere Ausführungsform des in Fig. 10 dargestellten Zylinders wiedergibt,
und Fig.15 eine schematische Darstellung, die der Erläuterung des Grundprinzips
des erfindungsgemässen Schalldämpfers dient.
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Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemässe Srusführungsform. Ein zylinderförmiger
Topf 10 ist an den beiden Seiten mit Seitenwänden 11 und 12, die beispielsweise
um den Rand herum befestigt sind, verschlossen. Ein Auspuffgaseinströmrohr 13 und
ein AuspuffEasausströmrohr 14 ragen durch die jeweilige Seitenwand 11 und 12 hindurch
in das Innere des Auspufftopfes hinein, und sie gehen auch durch die mit Löchern
versehene Trennwand 17 hindurch und werden von ihr gehalten. Die Trennwand 17 teilt
den Innenraum des Auspufftopfes in zwei Abschnitte bzw. Kammern 15 und 16. Die beiden
Rohre 13 und 14 sind also dadurch in ihrer Lage festgelegt. Das Einströmrohr 13
besitzt einen einen kleineren Durchmesser aufweisenden Abschnitt 18, der in die
Kammer 16 vorsteht, und auf dem ein Deckel bzw. eine Kappe 19 aus einem wärmebeständigen,
durchgehende Poren aufweisenden Material beispielsweise aus einem geschäumten Metall
oder einem Metallnetz angebracht ist. Innerhalb des Kammer 15 sind in der Wand des
Einströmrohres 13 Abzweiglöcher 20 ausgebildet. Das Auslassrohr 14 ist an den beiden
Enden offen, wobei ein Ende zur Kammer 1-5 hin offen ist und mit ihr in Verbindung
steht. Das Einströmrohr 13 steht mit dem Ausströmrohr 14 hauptsächlich über die
Kammer 16, die perforierte Wand 17 und die Kammer 15 in Vfrbindung.
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Das Verhältnis zwischen der Länge a des im Auspuffrohr liegenden Teils
des Einströmrohrs 13 und der Länge b des im Auspufftopf liegenden teils des Ausströmrohrs
14, also das Verhältnis a : b wird vorteilhafterweise zu 1/2 L : 3/4L oder 3/4 L
: 1/2 L gewählt, wobei L die Länge des Auspufftopfes 10 ist.
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Die Fläche der Abzweiglöcher 20 liegt vorzugsweise in einem Bereich
zwischen vier Löchern mit einem Durchmesser von 2 mm und zwei Löchern mit einem
Durchmesser von 6 im, wenn das Einströmrohr einen Durchmesser von 40 mm aufweist.
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Das Einström- und das Ausströmrohr 13 und 14 sind mit dem Auspuffrohr
21 bz). 22 verbunden. llonr, die Motorauspuffgase vorn Auspuffrohr 21 in den Schalldämpfer
gelangen, werden diese unter Druck stehenden, pulsierenden Auspuffgase in dem Bereich
18 mit kleinc---n Durchmesser am Lnde des Einströmrohrs 13 gedrosselt und teilen
sich dann in kleine Gasströme auf, die durch die Poren des durchgehende Poren aufweisenden
Materials 19 hindurchgehen. Danach strömt das Abgas in die Kammer 16 und dehnt sich
darin aus. Das Gas gelangt dann durch die perforierte Trennwand 17 in die Kammer
15 und gelangt dann über das Ausströmrohr 14 in das Auspuffrohr 22. Ein Teil des
in das Einströmrohr 13 einströmenden Abgases gelangt über die Abzweiglöcher 20 direkt
in die Kammer 15, so dass dadurch ein Anstieg der zum Motor zurücklaufenden Druckwelle
verhindert wird, die auf Grund des Strömungswiderstands auftritt, der bei Durchgang
der Abgase durch das poröse Naterial 19 entsteht. Die Dämpfungs wird durch die Ausdehnung
des Abgases in der Kammer 15 und durch die Intereferenz mit dem durch die Trennwand
17 in die Kammer 15 eindringenden Abgases bewirkt. Die perforierte Trennwand 17
dampft das Geräusch, das bei Durchtritt des Abgases durch das poröse Material 19
auftritt. Als wärmebeständiges, durchgehende Poren aufweisendes Material 19 kann
beispielsweise ein geschäumtes Metall verwendet werden, welches durch Porösmachen
eines Metalls hergestellt werden kann.
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Wie erläutert, wird das durch den Auspufftopf hindurchströmende Abgas
gedrosselt, wird einem grossen Strömungswiderstand ausgesetzt,
expandiert
und unterliegt einer Interferenzwirkung und es ist dadurch möglich, den Wechselstromanteil
der Druckwelle ausreichend zu dämpfen und die Dämpfungswirkung dadurch zu erhöhen,
dass die Längen der Einström- und Ausströmrohre 13 und 14 und die Grössen bzw. die
Zahl der Abzweiglöcher 20 etwa in der zuvor erläuterten Weise gewählt werden. Der
Dämpfungseffekt hängt von der Lage, an der der Schalldämpfer im Auspuffrohr angebracht
ist, ab. Durch Ualli dor Lage der Abzweiglöcher 20 in Längsrichtung des Einströmrohres
13 ist es möglich, die effektive Stelle, an der der Schalldämpfer bcfestigt oder
angebracht ist, zu veriindern, so dass dadurch die.
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Dämpfungswirkung gesteigert werden kann.
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Fig. 2 zeigt eine weitere erfindungsgemässe Ausführungsform.
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Ein zylinderförmiger Auspufftopf 30 wird an den Seiten mit Seitenwinden
31 und 32 verschlossen. Ein Abgaseinströmrohr 33 und ein Abgasausströmrohr 34 ragen
durch die jeweiligen Seitenwände 31 und 32 ins Innere des Auspufftopfes hinein und
durch zwei perforierte Trennwände 37 und 37a hindurch, die den Innenraum des Auspufftopfes
in drei Kammern 35, 35a und 36 aufteilen und die Rohre 33 und 34 haltern. Auf diese
Weise sind beide Rohre 33 und 34 in ihrer Lage festgelegt. Der Durchmesser des Einströmrohres
33 ist kleiner als der Durchmesser des Abgasrohrs 41. Das Einströmrohr 33 ist am
inneren Abschluss mit einem wärmebeständigen porösen Material 39 versehen, welches
wie bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel in Form einer Kappe oder eines
Bechers ausgebildet ist und am inneren Ende des Einströmrohres 33 befestigt ist.
Im Ausströmrohr befinden sich innerhalb der Kammer 36 Abzweiglöcher 40 in der Wandung.
Das Einströmrohr 33 steht mit dem Ausströmrohr 34 hauptsächlich über die Kammer
36, die Trennwand 17a, die Kammer 35a, die Trennwand 17 und die Kammer 35 in Verbindung.
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Das Verhältnis zwischen der Länge a des sich im Auspufftopf erstreckenden
Einströmrohres 33 und der Länge b des Ausströmrohrs Y innerhalb des Auspufftopfes
ist bei einer Länge L des Auspufftopfes 30 in derselben Weise gewählt, wie dies
im
Zusammenhang mit dem in Fig. 1 dargstellten Ausführungsbeispiel
beschrieben wurde, und auch der Bereich bzw. die Fläche der Abzweiglöcher 40 ist
in entsprechender Weise wie bei dem in Fig. 1 angegebenen Beispiel gewählt.
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Nachdem das Motorabgas durch den Auspuffrohr 41 geströmt ist, teilt
es nich im Abschnitt 36 bauptsächlich auf Grund der Drosselwirkung des einen kleinen
Durchmesser aufweisenden @@-strömrohres 33 und des durch das poröse Material 19
gebildeten Strömungswiderstandes in feine Ströme auf. Die Geräuschentwicklung bei
der Erzeugung der feinen Ströme wird bei Durchgang des Abgases durch die perforierten
Trennwände 1'/a und 17 [,cdämpft, bevor das Abgas in die Kammer 35 einströmt, und
nach der Geräuschdämpfung strömt das Abgas dann durch das Asströmrohr Yj und das
Auspuffrohr 42 aus. Ein Teil des Abgases gelangt aus der Kammer 36 durch die Abzweiglöcher
40 in dar. Auspuffrohr 42, wobei eine Geräuschdämpfung auf Grund der Drosselwirkung
und der Interferenzwirkung auftritt, wenn das AbU-!s durch die Löcher 40 strömt.
Wie bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungs beispiel kann die tatsächliche oder
effektive Stelle, an der der Schalldämpfer angebracht ist, durch Ändern der Lage
der Abzweiglöcher 40 verändert werden.
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In den Fig. 3 bis 5 ist eine weitere Ausführungsform. eines erfindungsgemässen
Schalldämpfers dargestellt. Ein zylinderförmiger Auspufftopf 50 ist an seinen Seiten
beispielsweise durch Bofe stigen an den Rändern jeweils mit Seitenwänden 51 und
52 verschlossen. Ein Angaseinströmrohr 53 und ein Abgasausströmrohr 54 ragen durch
die Seitenwände 51 und 52 hindurch und erstrecken sich in das Innere des Auspufftopfes.
Der Innenraum des Auspufftopfes 50 ist durch eine perforierte Trennwand 57. und
eine Trennwand 63 in eine erste Expansionskammer 55, eine zweite Expansionskammer
56 und eine Resonanzkammer 64 für eine Resonanz bezüglich der zweiten Expansionskammer
56 aufgeteilt. Die perforierte Trennwand 57 besteht aus einer Platte 57a, die aus
perforiertem Blech hergestellt ist und einen Flansch 57b zum Einsetzen in den Auspufftopf
2, sowie einen vorspringendeii Teil
65 aufweist, der in einem konusförmigen,
in einem Auslassteil 66 endenden Teil 58 übergeht, wobei diese Teile keine Löcher
aufweisen (vgl. Fig. 5). Die perforierte Treunwand 57 besitzt weiterhin ein Loch
57e für das Ausströmrohr und einen um das Loch 57c herum ausgebildeten Halterungsflansch
57d. Der konusförmige Teil 58 schliesst sich an das innere Ende des Einströmrohres
53 an, so dass der Innendurchmesser kleiner als der Innendurchmesser des Einströmrohres
wird. Dadurch vergrössert sich das Expansionsverhältnis des aus dem Einströmrohr
53 in den Schalldämpfer einströmenden Abgases. Die undere Trennwand 63 besteht aus
einem Blech oder einer Platte ohne Löcher.
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Diese Trennwand 63 ist ebefalls mit einem vorspringenden Teil 67 verschen,
in dem ein kleines Drosselloch 68, dessen Innendurchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser
des Auspuffrohres 59, ausgebildet ist, wie im weiteren noch beschrieben werden wird.
Das Schalldämpferohr 59 und die Resonanzkammer 64 stehen über das Drosselloch 68
miteinander in Verbindung.
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Das eine Ende des Einströmrohres 53 geht durch die Seitenwand 51 hindurch
und das innere Ende des Einströmrohres 53 liegt im vorspringenden Teil 65 der perforierten
Trennwand 57 und ist' darin befestigt. Das innere Ende des Ausströmrohre 54 ist
zur ersten Expansionskammer 55 hin offen, geht durch beide Trennwände 57 und 63
und die Seitenwand 52 hindurch und wird von diesen Wänden gehaltert. Ein Schalldämpfungsrohr
59 liegt im offenen Ende 66 des konusförmigen Teils 58, das mit dem inneren Ende
des Einströmrohres 53 in Verbindung steht. Das Dämpfungsrohr 59 kann beispielsweise
aus einem mit Löchern versehene ohr, aus geschäumtem Metall oder einem anderen durchgehende
Poren aufweisen Material hergestellt werden. Das andere Ende des Schalldämpferohrs
liegt im in der Trennwand 63 ausgebildeten, vorspringen den Teil 67 und ist darin
befestigt. Das Einströmrohr 53 besitzt ein Abzweigloch 60 und das Ausströmrohr besitzt
ein Abzweigloch 70.
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Bei diesem Aufbau wird der grösste Teil des im Einströmrohr 53 einströmenden
Abgases durch den konusöfmrigen Teil 58 volumenmässig
komprimiert,
so dass dadurch pulsierende Druckwellen des Auspuffgases gedämpft werden, und daher
strömt das Abgas vom Drosselteil 58 mit einem grossen, Expansionsverhältnis in das
Dämpfungsrohr 59. Ein Teil des Auspuffgases strömt durch das Abzweigloch 60 in der
Röhre 53 in die erste Expasionskammer 55, so dass dadurch verhindert wird, dass
ein druckverlust auf Grund der Druckminderung im Drosselteil 58 verhindert wird.
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wobei auch die Dämpfung durc]i Interferenz mit dem in die erste Expasionskammer
55 einströmenden Abgases hervorgerufen wird. Ein Teile des in das Dömpfungsrohr
59 einström-enden Abgases strömt in rechten Winkel dazu weg und es tritt eine Dämpfungswirkung
auf Grund der Expansion und der Kontaktion des Abgase auf, wenn es durch den piit
Löchern versehenen Teil des Rohres 59 strömt, bevor es zur Expansion in die zweite
Expansionskammer 56 gelangt. Ein Teil des durch das Dämpfungsrohr 59 strömenden
Abgases gelangt iiber das Drosselloch 58 in die Resonanzkammer 64, so dass eine
Resonanz-Drosselwirkung erzielt wird. Der Durchmesser des Drosselloches 68 wird
verändert, um die Resonunzfrequenz in der Resonanzkammer 64 zu ändern und dadurch
die beste Dämpfungswirkung zu erzielen.
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Wenn das Abgas durch den mit Löchern versehenen Bereich der Trennwand
57 aus der zweiten Expansionskammer 56 strömt, gelangt das Abgas im komprimicrten
Zustand von der ersten Expansionskammer 55 in das Ausströmrohr 54 und tritt in dem
Ausströmrohr in Interferenz mit dem Abgas, das durch das Abzweigloch 70 aus der
zweiten Expansionskammer 56 in das Ausströmrohr gelangt.
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Das Abgas wird dann nach ausreichender Dämpfung nach aussen abgeführt.
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Gemäss den zuvor beschriebenen Ausführungsform können mit dem erfindungsgemässen
Schalldämpfer die verschiedenen Dämpfungseffekte hervorgerufen werden, um die Auspuffgeräusche
durch einen einfachen Aufbau gut zu dämpfen. Die Trennwand kann auch einfach hergestellt
werden, nämlich mittels eines Pressvorgaiiges, so dass dadurch auch die Herstellungskosten
wesentlich reduziert werden. Mit dem erfindungsgemässen Schalldämpfer
lassen
sich also zahlreiche praktisch erhebl:iche Vorteile erzielen.
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Bei dem in Fig. 3 dargestellten Schalldämpfer sind L die Lh'ne des
Auspufftopfes, l1 und l2 die akustischen effektiven Längen des Einströmrohres 53
bzw. des Ausströmrohres 54 im Auspufftopf, 1 die akustische affektive Länge der
Einström- und Ausströmrohre 53 und 54 im Auspufftopf, weirn keine Abzweigl-öcher
60 und 70 vorhanden sind und lx der Abstand des Abzweiglochs vom Ende des Auspufftopges.
11 oder 12 ist dann durch folgende Gleichung gegeben:
(Hierbei ist k = 0,3160, a = 2,8539 und b = 7,0991). Vorteilhafterweise sollten
die Abzweiglöcher 60 und 70 an Stellen atisgebildet sein, an denen 11 oder 12 die
Werte 1/4 L, 1/2 L oder 3/4 L aufweisen. Diese Abzweiglöcher können sowohl im Einströmrohr
53 als auch im Ausströmrohr 54 oder in beiden Rohren ausgebildet sein.
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Fig., 6 zeigt den schematischen Aufbau des erfindungsgemässen Schalldämpfers.
Wenn 11 die Länge des Einströmrohres 83 bis zu einer Seitenwand 81 des Auspufftopfes
80. 12 die Länge des Rohres 83 im Auspufftopf 80 und D'der Innendurchmesser des
Einströmrohres 83 ist, so ist die effektive akustische Länge L1 des in Fig. 6 dargestellten
Einströmrohres 83 gegeben durch: L1 = 11 + 12 + αD.
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α ist der Korrekturkoeffizient für das offene Ende, der durch
die. Form des offenen Endes des Abgaseinströmrohres 83 vorgegeben ist. Wenn das
Ende des Einströmrohres 83 in den Auspufftopf 80 hineinragt, ist α t 0,3.
Die effektive akustische LängeL3 des Ausströmrohrs 84 lässt sich in entsprechender
Weise ermitteln.
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Wenn ein Abzweigloch 90 in der in den Auspufftopf 80 hinein ragenden
Einströmrohrs 83 an einer Stelle ausgebildet ist, die von der Seitenwand 81 in einem
Abstand l4 entfernt ist, ist die effektive akustische Länge l# des Abgaseinströmrohres
83 im Auspufftopf 80 durch folgende Gleichung gegeben:
(Hierbei K = 0,3160, a = 2,8539, b = 7,0991 und l3 = l2 + αD).
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Aus dieser Gleichung erhält man die effektive akustische Länge L1
des Abgaseinströmrohrs 83:
Da l4 innerhalb eines Bereiches von 0<l4<l2 frei gewählt werden kann, kann
die effektive akustische Länge L1 des zinströmrohrs 83 durch Einstellen bzw. Verändern
der Lage des Ahzweigloches verändert werden. Auch die effektive akustische Länge
L3 des Abgasausströmrohrs 84 kann in entsprechender Weise ermittelt werden.
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Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wurde festgestellt,
dass dann, wenn das Abgaseinströmrohr ein rundes Rohr mit einem Innendurchmesser
von 40,3 mm ist, das zuvor angegebene Ziel dadurch erreicht werden kann, das ein
oder mehrere Abzweiglöcher mit einer Gesamtfläche von 25 bis 300 mm2 gebildet werden.
Die Tatsache, dass die effektive Länge des Abgaseirzströmrohres (oder der Abgasausströmrohres)
durch die entsprechende Ausbildung des Einströmloches 90 verändert werden kann,
bedeutet, dass dann, wenn dieselbe Schalldämpferart verwendet wird, der Auspufftopf
80 durch Schaffung des Abzweigloches nahe dem Einlass angebracht werden kann.
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Genau dieselben Grundsätze gelten auch für das Abgasausströmrohrs
Durch entsprechende Lage des Abzweigloches 100 kann der Schalldämpfer rowohl in
der Nähe des Einlasses als auch in der Nähe des Auslasses angebracht werden, indem
die Länge des Einström-oder Ausströmrohrs 83 bzw. 84 verändert wird.
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Wenn der Auspufftopf an der Unterseite des Fabrzeuges angebracht wird,
kann auch dann, wenn der Auspufftopf auf Grund der baulichen Gegebenheiten des Fahrzeugs
nicht an der besten Stelle angebracht werden kann, eine ausreichende Dämpfurgswirkung
dadurch erzielt werden, dass das Abzeweigloch an der richtigen Stelle angebracht
und durch Versetzung die richtige Stelle gefunden wird.
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Mit dem erfindungsgemässen Schalldämpfer kann die Lange des Schalldämpfers,
die zur Erzielung der besten Dämerungswirkung mäglich ist, zum Einlas oder Auslasshin
dadurch verschoben werden, das die Abgaseinström- oder Ausströmrohre 83 und 84 mit
dem Abzweigloch 90 oder 100 versehen werden Dadurch kann auch dann eine aureichende
Dämpfwirkung erzielt werden, wenn sich die Stelle, an der der Auspufftopf angebracht
werden soll, auf Grund der Bauweise des Fahrzeugs geändert hat.
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Nachfolgend sollen Zahlenbeispiele für das Verhältnis L1/L3 der effektiven
Länge des Abgaseinströmrohres 83 und des Abgasausströmrohres 84 angegeben werden:
L1 /L3 = 0,074; 0,164; 0,258; 0,344; 0,444; 0,625; 1,000; 1,689; 2,545; 3,333; 4,571;
7,666 oder 25,000 Die Lagetoleranz bei der Installtion des Schalldämpfers beträgt
etwa + 200 mm und die Dämfpungswirkung wird bei einer Lageverschiebung in dieser
Grössenordnung nieht sehr verringert.
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Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgem'js,en
Schalldämpfern, Vorn und hinten ist der Auspufftopf 110 mit Seitenwänden 111 und
112 abgeschlossen, und der Inneraum
des Auspufftropfes ist mit
einer perforierten Trennwand 117 und einer nicht-perforierten Trennwand 117a in
Kammern 115 und 115 und in eine Resonanzkammer 116 unterteilt. Ein Abgaseinströmrohr
113 geht durch die Seitenwand 111 hindurch, regt in den Auspufftopf 110 hinein,
tritt auch durch die Seitenwand 117 hindurch und ist zur Kammer 115a hin offen.
Das Abgaseinströmrohr 113 weist einen Endteil mit kleinerem Durchmesser auf, der
den Drosselabschnitt 118 bildet. Auf dem hinteren Teil des Drosselabschnitts 118
ist ein Zylinder 119 aufgesetzt, dessen vorderes Teil durch die Trennwand 117a hindurchgeht
und sich in die Resonanzkammer 116 hineinerstreckt. Dieser Zylinder 119 besteht
aus einer perforierten Wand mit einer Anzahl kleiner Löcher 121, und er ist vor!l
in der Resonanzkammer mit einem Abdichtteil 122 abgeschlossen. Ein Abgasausflussrohr
114 ragt: durch die Seitenwand 112 in den Auspufftopf 110 hinein und geht weiterhin
durch die Trennwände 117a u,ld 117 hindurch und ist zur Kammer 115 hin offen. In
den Abgaseinströmrohr 113 ist ein Abzweigloch 120 und im Abgasausströmrohr 114 ist
ein Abzweigloch 124 ausgebildet. Diese Löcher 120 und 124 dienen dazu, die Durchtrittsfläche
des Abgases z,u vergrössern, so dess dadurch der Strmungswiderstand beim Durchgang
der Abgase durch den Schalldämpfer verringert wird, wobei eine Interferenzwirkung
im Abgas hervorgerufen wird. Gleichzeitig kann mit den Abzweiglöchern 120 und 124-
die effektive akustische Länge des Abgaseinströmrohres 113 und des Abgasausströmrohres
114 im Aupufftopf eingestellt werden, um zu verhindern, dass sogenannte Durchlassfrequenzen
auftreten, die sonst ohne Dämpfung durch den Schalldämpfer hindurchgehen.
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Bei diesem Aufbau des Schalldämpfers str men die Abgase vom Abgaseinströmrohr
113 durch den Drossel abschnitt 118 am vorderen Ende des Abgaseinströmrohres 113
in den Zylinder 119 hinein und dann durch die kleinen Löcher 121 in die Kammer 115a.
Ein Teil des Abgases gelangt durch die kleinen Löcher 121 in die Kammer 116, in
der durch Resonanz eine Dämpfungswirkung auftritt.
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Das in die Kammer 115a eintretende Abgas strömt durch die perforierte
Seitenwand 117 in di.e Kammer 115 ein und dann zu
sammen mit dem
durch das Abzweigloch 120 direkt in die Kammer 115 einströmenden Abgas weiter in
das Abgasausströmrohr 114.
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Dann strömt das Abgas durch das Rohr 114 und wird zusammen mit dem
Abgas, das über das Abzweigloch 124 aus der Kammer 115a direkt in das Rohr 114 gelangt,
ausgeleitet. Während dieser Zeit wird das Abgas durch Expansion, Konstruktion,Interferenz,
Auftreten der Strömungswiderstände usw. gedämpft, so dass die Im.pulslnteile unterdrückt
und der Schall bzw. das Geräusch gedämpft wird.
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Bei dem Schalldämpfer mit dem zuvor beschriebenen Aufbau und den genannten
Wirkungen und Effekten steht die Frequenz des Geräuschspitzenwertes, der in der
Resonanzkammer 116 gedämpft wird, in stakrem Mass mit der Durchtrittsfläche des
Abgases im Zylinder 119 und in der Resonanzkammer 116, und darülerhinaus mit dem
Volumen der Kammer 116 in Bezichung. Daher kann bei dem in der erfindungsgemässen
Weise ausgebildeten Schalldämpfer die Frequenz des in der Resonanzkammer 116 gedämpften
Spitzenwertes auf einfache Weise dadurch verändert werden, dass die Fläche und Anzahl
der kleinen Löcher 121 in dem Bereich des Zylinders 119, der in der Resonanzkammer
11G liegt, entsprechend gewählt bzw. eingestellt wird.
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Die Fig. 8 und 9 zeigen eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemässen
Schalldb'mpfers. Ein Auspufftopf 130 ist vorn und hinten jeweils mit einer Seitenwand
131 und 132 verschlossen.
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Der Innenraum des Auspufftopfes wird durch eine perforierte Trennwand
137 und eie nicht-perforierte Trennwand 137a in Kammer 135 und 135a und in eine
Resonanzkammer 136 unterteilt.
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Ein AbL'aseinströinrohr 133 geht durch die Seitenwand 131 hindurch,
ragt in den Auspufftopf 130 hinein, steht durch die Trennwand 137 in die Kammer
135a vor und ist zur Kammer 135a hin offen.
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Das Abgaseinströmrohr 133 besitzt einen Endbereich mit kleinerem Durchmesser,
der einen Drosselbereich 138 bildet. Ein Ende eines Zylinders 139, der aus einer
Wandung mit einer Anzahl kleiner Löcher 141 besteht, ist im Drosselteil 138 eingesetzt
und darin befestigt, und dns andere Ende ragt durch die Trennwand 137a
hindurch
und steht in die Resonanzkammer 131 vor, wobei dieses Ende konisch zuläuft und geschlossen
ist, wie dies in den Fig. 8 und 9 dargestellt ist. Das Abgasausströmrohr 134 sagt
durch die Seitenwand 132 in den Auspufftropf 130 hinein, geht durch die Wände 137a
und 137 hindurch und ist zur Kammer 135 hin offen. Im Abgaseinströmrohr 133 ist
ein Abzweigloch 140 und im Abgasausströmrohr 134 ist ein Abzweigloch 144 vorgesehen.
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Bei dieser Bauweise des Schalldämpfers gelangt das Abgas über das
Abgaseinströmrohr 133 und über das Drosselteil 138 am vorderen Ende des Abgaseinströmrohres
133 in des Zylinder 139 und von dort durch die in der Wandung des Zylinders 139
ausgebildeten kleinen Löcher 141 weiter in die Kammer 135a. Ein Teil des Abgases
strömt durch kleine Löcher 141 in die Resonanzkammer 136 ein und, nachdem eine Resonanzwirkung
durch Resonanz eingetreten ist, wieder in den Zylinder 139 zurück. Das Abgas gelangt
dann durch die perforierte Trennwand 137 in die Kammer 135, wo es sich mit Abgas
ercinigt, welches durch das Abzweigloch 140 aus dem Abgaseinströmrohr 133 direkt
in die Kammer 135 strömt. Das Abgas gelangt dann in das Abgasausströmrohr 134 und
vereinigt sich mit dem Abgas, welches durch das Abzweigloch 144 direkt aus der Kammer
135a in das Abgasausströmrohr 134 gelangt. Während das Abgas in dieser Weise durch
den Auspuff strömt, wird es, bevor es ausgestossen wird, durch Expansion, Kontraktion,
Interferenz, auftretende Strömungswiderstände usw. gedämpft, so dass impulsförmige
Anteile unterdrückt und das Auspuffgeräusch gedämpft wird.
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Bei dem Auspuff mit dem zuvor beschriebenell Aufbau und den zuvor
genannten Wirkungen hängt die Frequenz des Spitzenwertes des in der Resonanzkammer
136 gedämpften Geräusches (d.h.
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die Resonanzdämpfungsfrequenz) erheblich von der Durchtrittsfläche,
durch die das Abgas in den Zylinder 139 und die Resonanzkammer 136 strömt, sowie
vom Volumen der Kammer 136 ab.
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Bei dem in dieser Weise ausgebildeten Schalldämpfder gemäss der vorliegenden
Erfindung kann die Frequenz des in der Resonanzkammer 136 gedämpften Spitzenwertes
ohne Schwierigkeiten vorändert
werden, indem die Grösse und Anzahl
der kleinen Löcher 141 gewählt bzw. eingestellt wird, die in der in der Resonanzkammer
136 liegenden Teil des Zylinders 139 ausgebildet sind.
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Die Fig. 10 bis 14 zeigen eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemässen
Schalldämpfers. Ein zylinderförmiger Auspufftopf 150 ist an der Vorder- und Hinterseite
mit jeweils einer Seitenwand 151 bzw. 152 abgeschlossen. Der Innenraum des Auspufftopfes
150 ist mit einer perforierten Trennwand 157 und einer nicht-perforierten Trennwand
157a in die Kammern 115 und 155a und in eine Resonanzkammer 156 unterteilt. Ein
Abgaseinströmrohr 153 steht durch die Seitenwand 151 in den Auspufftopf 150 vor,
geht durch die perforierte Trennwand 157 hindurch und ist zur Kammer 155a hin offen.
Das Abgaseinströmrohr 153 besitzt einen Endbereich mit reduziertem Durchmesser,
der einen Drosselbereich 158 bildet. Ein Zylinder 159, dessen Wandung mit einer
Abzahl kleiner Löcher 161 versehen ist, ist mit einem Ende auf den Drosselteil 158
aufgeschoben und liegt mit dem anderen Ende in einer Ausnehmung 165, die in der
Trennwand 157a ausgebildet ist. Die Ausnehmung 165 besitzt mehrere kleine Löcher
1GG,durch die Abgas aus dem Zylinder 159 in die Resonanzkammer 156 und umgekehrt
strömen kann. Das Abgasausströmrohr 154 erstreckt sich durch di e Seitenwand 152
hindurch in den Auspufftopf 150 hinein, geht durch die Trennwände 157a und 157 hindurch
ist zur Kammer 151 hin offen. Im Abgaseinströmrohr 153 befindet sich ein Abzweigloch
160 und im Abgasausströmrohr 154 befindet sich ein Abzweigloch 164.
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Bei dieser Bauweise des Schalldämpfers gelangt das Abgas aus dem Abgaseinströmrohr
153 über den Drosselteil 158 am vorderen Ende des Abgaseinströmrohres 153 in den
Zylinder 159 und von dort durch die in der Umfangswandung des Zyliiiders 159 ausgebildeten
kleinen löcher 161 in die Kammer 155a. Gleichzeitig strömt ein Teil des Abgases
durch in der Ausnehmung 165 der Trennwand 157a ausgebildeten kleinen Löcher 166,
so dass dieser Teil des Abgases durch Resonanz gedämpft wird. Das in die Kammer
155a einströmende Abgas gelangt durch die Trennwand 157 in die Kammer 155, wo sich
das Abgas mit dem Abgas vereinigt,
sich dort mit de@ aus der Kammer
155a direkt durch das Abzweigloch 104 ausströmende Abgas. Bevor dieser in dieser
Weise durch das Schalldämpfer strömende Abgas nach aus den abgegeben wird, für @es
durch Expansion, Kontraktion, Interferenz, aus tretende Strömungs@@uderstände usw.
gedämpft, so dass impulsförmige Komponenten unterdrückt und das Geräusch gedämpft
wird.
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Fig. 12 zeigt eine Abwandlung der nicht-performierten Trennwand 157a.
Bei diesem Ausführungsbeispiel umgibt ein vorspringende Kante 167 des kleine Loch
166, das in der Ausnehmung 164 de@ perforierten Trennwand 157a ausgebildet ist.
Bei dem in Fig. 13 dargestellten Ausführungsbeispiel ist anstelle der Ausnehmung
ein vorsprigender Teil 168 in der Trennwand 157a ausgebildet um das Zylinderende
159 zu befestigen bzw. in seiner Lage festzuhalten, und das Ende des Zylinders 159
ist auf den vorstehende. Teil 168 aufgeschoben, der mit einem ein Mittelloch 166
aufweisenden, einstückig ausgebildeten, umgebogenen, trichterförmigen Bereich versehen
ist. Fig. 14 zeigt eine weitere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung. Hierbei
ist ein Rohr 169 in das kleine Loch 166 der Ausnehmung 165 eingesetzt, um den Zylinder
165 damit zu befestigen, so dass derjenige Teil des Abgases im Zylinder 159 durch
das Rohr 169 in die Resonanzkammer 156 strömt. Die Wirkungen bei diesen Ausführungsformen
entsprechen den zuvor erläuterten Vorgängen und Wirkungen.
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Bei dom Schalldämpfer mit dem zuvor beschriebenen Aufbau und den zuvor
beschriebenen Wirkungen und Funktionsweisen hängt die Frequenz des Geräuschspitzenwertes,
der in der Resonanzkammer 156 gedämpft wird Cd. h. die Resonanzdämpfungsfrequenz)
stork von der Fläche und Form der Durchganges, durch den das Abgas in den Zylinder
159 und in die Resonanzkammer 156 gelant, sowie vom Volumen der Kammer 156 ab. Bei
dem in der zuvor beschriebenen Weise ausgebildeten, erfindungsgemässen Schalldämpfer
kann die Resonanzdämpfungsfrequenz ohne weiteres dadurch verändert
werden,
dass die Fläche des Strömungsweges zwischen dem Zylinder 159 und der Resonanzkammer
156 durch Änderung der Fläche und die Zahl der kleinen, in der Ausnehmung 165 oder
im vorstehenden Teil 158 ausgebildeten @ächer @@@ oder ein dies bei der in Fig.
14 dargestellten Ausführungsform der @@ll ist, durch Änderung des Innendurch messers
oder der Länge des Rohres 109 geändert wird.
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Fig. 15 zeigt eine schematische Darstellung, die des Grundprinzip
des Aufbaus eines erfindungsgemässen Schalldämpfers wiedergibt. Wenn L1 die effektive
akustische Länge des Abgaseinströmrohres 183 im Auspuffkopf 180 bei nicht vorhanderem
Abzweigloch 190 ist. und wenn sich das Abzweigloch 190 im Rohr 183 in einem Abstand
lx1 von der Seitenwand 181 des Abspufftopfes 180 befindet, ist die effektive akustische
Länge Lx1 des Einströmrohres 183 im Auspufftopf 180 durch folgende Gleichung gegeben:
(Es ist K = 0,3160; a = 2,8539 und b = 7,0991). Da lx1 innerhalb eines Bereiches
von 0 < lx1 < l1 frei gewählt werden kann, kann die effektive akustische Länge
Lx1 des Rohres 183 durch Verändern der Lage des Abzweigloches 190 ohne Änderung
der effektiven akustischen Länge Lx1 des Rohres 183 auch dann verändert werden,
wenn die Länge L1 des Abgaseinströmrohres 183 im Auspufftopf 180 nicht geändert
wird. Die effektive akustische Länge Lx2 des Ausströmrohres 184 kann in entsprechender
Weise durch folgende Gleichung berechnet werden:
Wenn die Lage der Abzweiglöcher 190 und 200 also, so gewählt wird, dass lx1 und
lx2 1/4, 1/2 oder 3/4 der Länge L des Auspufftopfes
180 sind.
kann der Ge@@@sch in Fig. @die der Schalldämpfer ist verminden werden.
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Wie die Unter@schunges zeigt, kann das @@ve@@@@@@ge@@ @@@ bei einem
randen Abgaseinströmrohr 183 mit eine @@@@@ von 40,3 am Gedurch gemischt @@@sdt,
d@@@ @@. @ @ @@@ Abzweiglöcher mit einer Gesch@@@@liche in der @@@@@@ @@@ere@@@
25 bis 300 mm² ausgebildet sind.
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L e e r s e i t e