DE2804875A1

DE2804875A1 - Mehrfachwandige hohlprofile mit schliesskoerpern zwecks thermischer gasfuehrung

Info

Publication number: DE2804875A1
Application number: DE19782804875
Authority: DE
Inventors: Hans Karl Dr Leistritz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-02-04
Filing date: 1978-02-04
Publication date: 1979-08-09

Description

Rezeichnung der folgenden BeschreibunF :
Mehrfachwandige Eohlprofile mit Schließkörpern zwecks thermischer Gasführung Re schreibung Die Erfindung betrifft eine Führungsanlage für Gasdurchsatzgruppen mit Auslaß in die freie Atmosphäre, insbesondere für motorische Antriebselemente. Sie geht von dem Umstand aus, daß die in der Branche übliche Fertigung aus einfachem Stahlblech zahlreiche Nachteile aufweist. Diese bestehen einerseits in der großen Korrosionsneigung, andererseits in der sehr lohnintensiven Fertigung von Entspannungsräumen, welche langgestreckte Gasfuhrungskanale als akustische Elemente aufweisen; hinzu kommt außerdem, daß dünnwandige Stahlblechflächen Membranwirkungen ausstrahlen und auf diese Weise den Schwingungsanfall ihrer Innenräume als sog. Körperschall an die Umwelt abgeben. Der Werkstoffwechsel vom einfachen Stahlblech zu Chromstahl war zwar geeignet, die Korrosionsprobleme zu lösen, nicht aber die wirtschaftlichen Fragen und die Schwingungsanfälligkeit. Der Werkstoffwechsel zu Aluminium führte nur bei sehr kleinen Brennkraftmaschinen mit sehr aufwendigen Druckgußwerkzeugen zu begrenzten Lösungen, weil die Warmfestigkeitsgrenze dieses Werkstoffes immer wieder zu Dauerschäden führte, sodaß beispielsweise im weiten Gebiet der Kraftwagenschalldämpfer solche Versuche als gescheitert anzusehen waren; insbesondere führte die Schwingungsbeaufschlagung der Innenraum-Querwände mit zunehmender thermischer Belastung zu einer Zerstörung der inneren Bauteile, vor allem der akustischen Elemente. Der Werkstoffwechsel zur Keramik brachte infolge der Sprödigkeit dieses Materials ähnliche Dauerschäden, wobei die Empfindlichkeit gegen äußere Schlageinwirkung hinzukommt. Auch bei diesen verschiedenen Materialien bestehen Warmfestigkeitsprobleme, insbesondere bei den für Geräte dieser Art interessanten einfachen keramischen Massen, und Empfindlichkeit gegenüber einer Schwingungsbeaufschlagung direkt auf dünnwandige keramische Flächen. Da indessen beide Werkstoffe, Aluminium und Keramik, durch ihre preiswerte Formbarkeit im industriell hochinteressanten Strangpreßverfahren und durch ihre Billigkeit und Häufigkeit auf die Dauer unumgehbare Vorteile besitzen, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, durch ein spezielles Konstrionskonzept die bezeichneten Nachteile zu vermeiden. 3s besteht darin, daß das Gehäuse oder ein Innenraum solcher Gasaurchsatzgeräte durch ein beiderseits offenes, langgestrecktes Hohlprofil ohne Querwände,mit einfacher, doppelter oder mehrfacher Mantelwandung, gebildet wird und das Hohlprofil in Schließkörper eingespannt ist, welche die zur Raumbildung erforderlichen Zusatzwandungen aufweisen und die Gesamtheit des Gasdurchsatzes so ordnen, daß thermisches Gefälle mittels jenseitiger Wandsoülung durch ein kühleres Medium entweder bei Wandungen des hohlprofils oder bei Wandungen des sulauf-Schließkörpers mit Wärmefluß in den Auslauf-EchlieSkörper stattfindet.
Das Hohlprofil kann als einheitlicher Formkörper gefertigt sein, wie die Figur 1, die Figuren 10 und 12, die beiden Hohlprofil schnitte innerhalb der Figur 14 und die Figur 15 dies darstellen.
Es ist aber auch möglich, es in Verbundtechnik so vorzusehen, wie die Figur 4 dies zeigt : hierbei wird ein einwandiges Hohlprofil mit Innenrippen 3 und Außenrippen 4 versehen, die auf der umschließenden Wandung 8 aufgebracht sind, und es entstehen die Kanäle 9 (vgl. auch die Figuren 5 und 6) des ringartigen IIantelraumes durch eine rohrartige Wandung 15, in welche das Formteil 8 eingefügt ist, und die Kanäle 10 durch ein rohrartiges Wandungsteil 24, das zugleich einen speziellen Innenraum 13 bildet. Die Figur 20 erweitert diesen Gesichtspunkt durch die Ineinanderfügung verschiedenster Hohlprofilarten. Dabei können je nach Eignung verschiedene Werkstoffe kombiniert werden. Wie der gestrichelte äußere Wandteil 53 der Figur 1 andeutet,isW eine beliebige Häufung durch Rippen (55,56) unterteilter Mantelräume mit Eanalgruppen (5,57) möglich, die einen Innenraum 50 umgeben.
Zu unterscheiden von dieser Hohlprofilkonstruktion ist die Schließkörperbildung. Hierfür zunächst das einfache Beispiel der Figur 2, den Schalldämpfer eines Industriemotors darstellend.
Das Hohlprofil mit den Mantelraumkanälen 5 und den Rippen 56 (gemäß Figur 1) ist mittels einer Verschraubung 71 in die beiden Schließkörper 60 und 70 eingespannt. Ersterer besitzt den Abgaszulaufkanal 1, einen Entspannungsraum 2, eine Lochwandung 10, durch welche das Abgas in einen Zulaufraum 4 gelangt, dessen Fmgrenzungswandungen eng am Hohlprofil anliegen : die innere hat eine größere Eindringtiefe in den Hohlprofil-Innenraum 50, die äußere greift in eine nutartige Vertiefung der Wandung 52 ein.
Das in den Raum 4 einfließende Abgas kommt nach Durchquerung der Eohlprofil-Eanalgruppe 5, die sich in einem groß außenverrippten Aluminium-Strangpreßteil befindet, mit Wärmeverlust im 2culaufraum 6 des Schließkörpers 70 an, an dessen Wandungen weitere Wärme abgebend. Auf diese Weise bildet sich innerhalb der Aluminiumwandung 51, insbesondere in deren Xåhe zum Schließkörper 60, ein thermisches Gefälle Richtung Innenraum 50. Die Eerbeiführung dieses thermischen Gefälles ist neben akustischen Überlegungen einer der wesentlichen Gesichtspunkte für die mit Hilfe der Schließkörper angeordnete Gegenstromleitung des Gasdurchsatzes. Hinzu kommt ein weiterer Wärmetauschweg, nachdem das Abgas nach Durchlauf durch die Öffnungen 16 den Innenraum 50 des Hohlprofils durchquert hat : es strömt entlang des nichtgelochten Teiles der Schließkörper-60-Wandung 10, die jenseitig aus dem Raum 2 von heißem Motorabgas bespült wird, und trägt auch hiervon Wärme ab, die direkt durch das Rohr 18 dem Auslaßrohr 73 zuströmt, ohne das Aluminium-Hohiprofil thermisch zu belasten. Dieser thermische 'Surzschlußweg" ist unmittelbar zwischen den beiden Schließkörpern 60 und 70 vorgesehen. Mit diesen Mitteln und dem Umstand, daß bei dem gemäß Figur 2 geschilderten Verlauf des Gasdurchsatzes nur dem axialen Strömungsverlauf des Kanalgruppensystems entsprechende Aluminium-Längswandungen vorliegen, von denen jede ein wärmeabtragendes thermisches Gefälle aufweist (Wandung 52 der Figur 1 an die freie Atmosphäre mit Oberflächenvergrößerung durch Aufrippung, Wandung 51 an bereits kühleres Abgas), und alle die Strömungsumkehr bewirkenden und der Vibrationsbeaufschlagung direkt ausgesetzten Wandungen, also alle Querwandungen, aus einem Werkstoff höherer Warmfestigkeit gefertigt sind, mit diesen Mitteln gelingt es, Aluminium-Formkörper in Reißgaszonen einzusetzen, die oberhalb der bekannten Warmfestigkeitsgrenzen dieses Werkstoffes belegen sind; denn deren Definition setzt eine allseitige thermische Beaufschlagung voraus, ohne daß innerhalb des Wandbereiches ein thermisches Gefälle mit zwangsläufig geordneter Wärmewegführung stattfindet.
Da es Motorenarten gibt, deren weißgasmenge auch diesen konstruktiv in der beschriebenen Art gesicherten Anwendungsbereich sprengt, muß in dem Konstruktionskonzept ein dies ausgleichendes Spektrum flankierender Maßnahmen vorgesehen sein. Am Beispiel der Figur 3 ist hierfür ein erster Überblick gegeben. Aus dem Abgaszulaufrohr 1 tritt die Reißgasmenge in einen Entspamnmgsraum 2 ein, der folgende vier Eigenschaften aufweist : erstens haben die Schließkörper nicht nur Zulaufräume mit begrenzter Eindringtiefe wie der Schließkörper 60 und auch 70 in Figur 2, sondern es ist der gesamte Innenraum 50 der beiden Hohlprofile, die auf das Schließkörper-Einlaufteil 70 der Figur 3 auggesetst sind, mit einer Wandung nöherer Warmfestigkeit ausgelegt (in der Regel aluminiumbrschichtetes Stahlblech), zweitens befindet sich zwischen dieser Wandung und der Aluminiumwandung 51 wärmeisolierendes Material (wie Keramikwolle), drittens beaufschlagt die Heißgaseinlaufmenge über eine Teilstromaufteilung 12 ein sog. Innenkühlrohr, dessen Innenraum 8 mit beiden oeffnungen der freien Atmosphäre zugewendet ist, und viertens steigert bei großem Abgasdurchsatz ein in das Gerätaustrittsrohr 7 hineinragender Luftejektor 9 den Frischluftdurchsatz durch das Innenkühlohr 8. Aus dem Raum 2 gelangt das Abgas alsdann in die beiden Schließkörper 60a und 60b, deren Wandungen in die freie Atmosphäre abstrahlen und erst danach in die aluminiumbegrenzten Kanalgruppen der beiden Hohlprofile. Schließlich besitzt der Abgassammelraum 6 wiederum einen Wärmetauschkurzschlußweg, wie er bereits bei Figur 2 beschrieben wurde : das wesentlich abgekühlte Abgas führt direkt vom jenseitigen Wandteil der Abgasleitungen 1 und 2 der Austrittsleitung 7 Wärme zu.
Bei den Abgasanlagen von Krafträdern haben Hohlprofile der geschilderten Art eine ganz besondere Redeutung. Die Figuren 4 - 6 zeigen, wie es gelingt, durch keramische Profile gemäß Figur 4 die in der Regel sehr lohnaufwendigen akustischen Elemente dieser Schalldämpfer zu ersetzen und die Figuren 5 und 6 stellen im Zusammenhang mit den Schließkörpern 11/23 (Figur 5) und 11/24 /26 (Figur 6) neue schalldämpfende Baug=pen dar, deren Hohlprofile aus einfachen keramischen Massen gefertigt sind. Die Halterung der Profile erfolgt durch Federdruck (20). Werden Aluminium-Hohlprofile angewendet,kann eine ganz außerordentliche Verbilligung in der Fertigung erzielt werden, und zwar schon aus dem Grunde, weil eine Schalldämpfer-Verchromung guter Schichtdicke etwa die halben Gesamt-Gestehungskosten einer solchen Anlage ausmacht und dieser Kostenfaktor bei der Verwendung von Aluminium-Strangpreßteilen wegfallen kann, weil das Oberflächenfinish der Strangpreß-Formteile im Unterschiede zu Druckgußteilen bereits ohne jede Nachbearbeitung verchromten Anlagen nicht nachsteht. Hin kommt, daß auch die Fertigung der Innenteile billiger ist und das Strangpreßteil als Meterware etwa zum internationalen Kilopreis vom Fabrikanten beziehbar ist. Schließlich stellt ein Hohlprofil-Außenmantel, wie ihn die Figuren 9 und 10 darstellen, ein wirksames Mittel dar, den Körperschall von Zweitaktmotoren hoher Literleistung in diesem Bereich zu beseitigen.
Die Figur 7 beschreibt die geeignete Konstruktionsform für Viertakt-Eraftradmotoren, die üblicherweise Langrohrabstimmungen ab Motorauslaß aufweisen. In Figur 7 endet dieses Langrohr, den Innenraum 50 des Hohlprofils (etwa gemäß Figur 1, aber ohne die Außenverrippung 56) durchquerend, in einem Entspannungsraum 16, direkt eine Eiih1wand beaufschlagend, welche Bestandteil ist einer Kühlluftdurchsatzzone 14, die mit einem Luftejektor 15 betrieben wird, wie er bereits im Zusammenhang mit Figur 3 beschrieben wurde.
Die Figur 8 zeigt eine Schalldämpferkonstruktion fur Zweitaktmotoren (Krafträder) bis ca. 100 com. Hierbei ist durch einen Überströmschlitz 15 die Gegenstromanordnung auch innerhalb der Kanalgruppe 5 durchgeführt : die Abgasmenge läuft aus dem Zuströmkonus 1 durch die Lochungen 18 in eine etwa 2/3 aller Kanäle umfassende erste Teilstromgruppe, im Entspannungsraum des hinteren Schließkörpers (19) erfolgt die Überleitung in die zweite Teilstromgruppe und über den Resonator des ersten Schließkörpers (21) und einen akustischen Kettenleiter der Gerätaustritt (13).
Größere Zweitaktmooren-Schalldämpfer bedtrfen einer großflächigeren Aluminium-Umkapselung des zwischen den beiden Klonen 2 und 21 liegenden zylindrischen Wandteils 20. Das aus dem Gegenkonus 21 durch die Lochungen 7 austretende Gas gelangt aus dem Raum 8 in die in Figur 10 ersichtliche Teilstromgruppe 14, um über den Raum 15 durch die vollständig aluminium-ummantelte Teilstromgruppe 12 in das Schlußvolumen 18 und den Gerätaustritt zu gelangen. Ähnlich dieser Figur 9 ist die Konstruktion gemäß Figur 11 : ein noch einfacheres Aluminium-Jlohlprofil gemäß Figur 12 leitet den Gasrücklauf mittels Hohlrippen 10 und anschließende Kettenleiterrohre 17 zum Gerätaustritt.
In der Konstruktion gemäß Figur 13 wird der Innenraum 1 des Hohlprofils als Kapselraum für den ein Luftförderelement 61 antreibenden Elektromotor 62 verwendet. tToerströmschlitze 22 leiten den Luftstrom in eine erste Teilstromgruppe und mittels des Schließkörpers 70 erfolgt Übergang in die zweite (im Gegenstrom angeordnete) Teilstromgruppe 3. Der Schließkörper 60 enthält zusätzlich ein optimal wirkendes Schalldämpfungselement 35/41/ 42/43. Für Elektromotoren eignen sich derartige Hohlprofile besonders aus Aluminium, weil die Wärmeabs->rahlung über die große Kapseloberfläche bedeutsam ist.
Die Figur 10 zeigte ein Aluminium-Hohlprofil, bei dem im Unterschiede zur Figur 1 auch der Inneraum (50 in Figur 1, 8 in Figur 10) eine direkt an die freie Atmosphäre abstrahlende Wandung 11 aufweist, und zwar trotz der Anordnung von Teilstromkanälen im Bereich des Mantelraumes (12). In Figur 14 zeigt im integrierten Schnitt das Hohlprofil 90 eine dies noch erweiternde Charakteristik : jeder Teilstromkanal (Gruppe 91 und 92 und Gruppe 93, 94, 95 und 96) besitzt ebenso wie der Innenraum 50 eine direkt in die freie Atmosphäre abstrahlende einfache Wandung, obwohl auch jeder dieser Längskanäle Doppelwandung aufweist. Die Stabilität dieses Hohlprofils ist dadurch ganz außerordentlich, und die Konstruktion der Figur 14 zeigt, wie es möglich ist, durch die Ordnung des Gasdurchsatzes mittels der Schließkörper 60 und 70 jeder Wandung dieses Profils ein thermisches Gefälle zusuordnen. Im Innenraum des Hohlprofils 90 ist ein zylindrisch-doppelwandiges Hohlprofil gemäß Figur 1 vorgesehen, dessen Innenraum 50 die Fortsetzung eines Innenkühirohres 8 darstellt, welches als vom Abgasdurchsatz streng getrennter Kühlkreislauf auch beide Schließkörper durchdringt. Die Konstruktion der Figur 14 stellt das Grundkonzept für Kraftwagen-Schlußschalldämpfer dar. Auch hier sind keine Aluminium-Querwandungen vorgesehen. Die Wärmeabfuhr im Kurzschlußweg des Rohres 8 ist nicht nur bei Fahrwind, sondern auch bei Stillstand des Fahrzeuges, d.h. im Leerlaufbetrieb des Motors, gesichert, weil der gebündelte Abgasströmeaustritt bei den Kanälen 5 für den Luftdurchsatz aus der inneren Öffnung 50 des Hohlprofils Ejektorwirkung ausübt. Die Spannvorrichtung, welche die Schließkörper 60 und 70 an das Hohlprofil preßt und im Inneren des Körpers verläuft, ist nicht eingezeichnet.
Bei Eraftwagenschalldämpfern kann die Verwendung von Aluminium-Hohlprofilen auch bei großen Hubräumen zur Anwendung kommen, wenn ab Motorauslaß thermisch abfallende Gasführung technisch kompromißlos durchgeführt wurde. Interessanterweise führt dies gleichzeitig zu einem Konstruktionskonzept, das bei Mehrzylindermotoren als Fächerrohr bekanntwurde und bei sog.Rennsportanlagen unter Weglassung aller sog. Sammelrohrkonzepte darin besteht, direkt am Motorauslaß parallel geschaltet mit Rohren gleicher Länge in ein Sammelrohr bestimmter Längserstreckung und Querschnitte zu münden, weil hierdurch ein Motor bestimmter Auslegung zu einer optimalen Drehmomentabstimmung gebracht werden kann. Wenigen ist allerdings die nur aus Prüfstandarbeiten gewinnbare Erfahrung geläufig, daß mit solchen Fächerrohrabstimmungen gleichzeitig die günstigsten Brennstoffverbrauchswerte erzielbar sind. Seit den Arbeiten von E.List (1932, "Die Erhöhung des Liefergrades durch Saugrohre bei Dieselmotoren") und auf dessen Anregung von A.Pischinger (1935, "Bewegungsvorgänge In Gassäulen"in Forsch.a.d.G.d.Ing.Wesen Bd.6) und später viele andere ist es bekannt, daß durch geeignete Wahl von Auspuffleitungslänge und -querschnitt sowie richtige Konzepte für die angeschlossenen Folgeräume Aufladungen erzielbar sind. Da solche Fächerrohranordnungen gleichzeitig radiatorenahnliche Abstrahlwirkungen und geringste Materialanhäufungen aufweisen, ist mit ihnen die von uns geforderte thermisch abfallende Gasführung zugleich auf wirtschaftlichste Weise realisierbar, Es gehört mithin in den technologischen Zusammenhang dieser Beschreibung und Patentansprüche, wenn vom Konzept des Hauptanspruches her beim Mehrzylinder-Viertaktmotor ab Motorauslaß Fächerrohranordnung ohne vorherige Sammelkrümmer mit Gußmaterialanhäufungen und anschliessend Sammelrohrleitung mit Innenb-ühlsystem für richtig gehalten werden. Demgegenüber kann H.Martins Konzept der 50er Jahre mit "ausgedehnter Staukammers' in Motornähe, aus akustischen Theorien hergeleitet, ebenso als überholt gelten wie das als Nachverbrennungskonzept noch immer nicht allerorts abgeschriebene MAN AIR OX-System mit unzulässiger Wärmeanhäufung am Motorauslaß. Die eine thermisch abfallende Gasführung ermöglichende Fächerrohranordnung ist gleichzeitig die geeignet thermisch trennende Zone zwischen Frimärverbrennung und Nachverbrennungsanlagen. Sie gehört in das thermische Gesamtkonzept der Gasführung innerhalb des Schließkörpers, über den der Gaszulauf in das bezeichnete Hohlprofil stattfindet und erweitert insbesondere im Zusammenhang mit zwischengeschalteten bzw. nachgeschalteten Kühlstrecken den Anwendungsbereich von Hohlprofilen aus Aluminium bzw. anderen gegenüber Heißasbeaufschlagung empfindlichen Werkstoffen.
Die Figur 21 zeigt ein solches Facherrohr, das ohne Zwischenschaltung eines Gußkörpers, der die verschiedenen auslaBausschübe eines Mehrzylindermotors vorerst vereinigen würde, mit Hilfe eines Rreitflansches 50 direkt an dem 2-'totorblock argesoklossen ist. Gemäß Figur 22 erfolgt die Vereinigung dieser Gasmengen der Fächerrohre 30 - 33 erst im nachfolgenden Entspannungsvolumen, das zugleich als Kühlstrecke mittels Innenkühlrohr 37 ausgelegt ist. Nach Figur 23 ist es zweckmäßig, die Abgas kühlstrecke bereits in den Fächerrohrbereich, z.b. mit einem ummantelnden Luftdurchsatzraum 34, so weit wie räumlich möglich Richtung Motorauslässe vorzuziehen.
Die Figuren 24 und 25 zeigen zwei Eühlstrecken, die infolge ihrer hochgradig wirksamen akustischen Elemente nicht nur als sog.
Vorschalldämpfer geeignet sind, sondern auch ihre eigenen Mantel wandungen 50 vor der Körperschallbildung bewahren, ohne daß Doppelwandungen mit der Zwischenpackung von Absorptionsmaterial erforderlich ist. Beide werden von einem Innenhhhlrohr 37 axial durchdrungen. Die aufschraubbaren Deckel 51 und 55 sind hierdurch schwingungsfrei und haben ausreichende Festigkeit für die Kräfte, die seitens der Ein- und Auslaufleitungen (30,31,1) bei den verschiedenen Aufhängungsarten auf den Körper wirken. Bei beiden Konstruktionen erfährt das durch die Leitung 30 bzw. 30 und 31 einlaufende Abgas zunächst eine Teilstromaufteilung : bei der Konstruktion gemäß Figur 24 durch ein siebartiges Lochblech 40, bei Figur 25 nach Eintritt in den rohrartigen Gasführungsraum 53 mittels einer Zerteilung durch Leitschaufeln 43, die auf der Oberfläche des Innenkühlrohres befestigt sind und zugleich als Drallelemente wirken. Durch das Lochblechfeld 45 gelangt das turbulente Gemenge von Gasströmen in den Raum 46, wobei seitens der Leitschaufelflächen und seitens des ungelochten Teiles der Wandung 41, der den Raum 44 abschließt, ein fUr die selektive Wirkung der Konstruktion bedeutsamer Druckwellenrückwurf stattfindet.
Nach erneuter Teilstromaufteilung (Lochblechfeld 41) gelangt das Gas über den Resonanzraum 47 in die Leitung 1, die es dem Endschalldämpfer zuführt. Diese Konstruktion, einschließlich der Kishlstrecke durch die deutsche Offenlegungsschrift 26 25 616 bekanntgeworden, verringert den für den Schlußschalldämpfer notwendigen Bauaufwand erheblich. Es ist zweckmässig, die Fertigung wegen der vielfachen Wärmetauschwirkungen an die freie Atmosphäre ganz aus metallischen Werkstoffen vorzunehmen. Der für das Innenteil 52/53/41 erforderliche Chromblechanteil ist gering. Die Mantelwandung kann aus innen und außen aluminisiertem einfachen Stahlblech bestehen, da keine Schweißstellen vorhanden sind und die Deckel 51 und 55 mittels Dichtungsschnur 54 gasdicht anliegen. Bei Figur 24 ist keramischer Block mit einS Summe von Larkanälen vorgesehen (42). Diese Konstruktion ist trotz ähnlIcher Wirkung wesentlich billiger zu fertigen.
Die Summe dieser Beispiele weist darauf hin, daß eine konsequent thermisch abfallende Gasführung vom Motorauslaß bis zum Schließkörper, der die Anordnung des Gaseinlaufs in den Schlußschalldämpfer regelt, den Strömungswiderstand der Gesamtanlage infolge wesentlich begrenzter Gasausdehnung zu verringern vermag.
Hier vereinigen sich zwei konstruktiv bedeutsame Linien : neben bessere Leistungsabstimmung des Motors tritt die Möglichkeit, gegenüber Heißgas empfindliche Werkstoffe, die in der Wirtschaftlichkeit des Strangpreßverfahrens zu fertigen sind, anzuwenden.
Das Konstruktionselement Innenkühlrohr, neben den Beispielen der Figuren 3(8), 6(13), 7 (15), 14 (8 und 50), 17 (5), 19 (4 und 22), 20 (4 und 22), 22 (37), 24 (37) und 25 (37) durch entsprechende Schließkörperkonstruktion auch in jeden Teilstrom der Hohlprofile als vom Abgas getrennter Kühlluftdurchsatz integrierbar, ist hinsichtlich seiner OberSächenauslegung allen Aufgabenstellungen dieser Art auf wirtschaftlichste Weise anzupassen.
Das Eingehen auf die speziellen Vorteile, welche stranggepreßte Formeile infolge Ihrer einfachen Herstellbarkeit larggestrecki:er Gasführurgskanagrupper bieten, führte im Zusammenhang mit einem ebenso eInfachen Preßdeckel-System, aus dem die Schließkörper herstellbar sind, schließlich zu neuen akustischen Bauelementen äußerster Einfachheit und Wirtschaftlichkeit. An eine doppelte Gegenstromanordnung mit extremen Langkanälen, die zugleich das Körperschallpoblem von Zweitakter-Abgasanlagen größerer Literlelstung zu beherrschen vermag und überdies vollsändig zerlegbar, also service-reundlich, ist, konnte aus dem traditionellen Stahlblechfertigungsverfahren aus einer Vielzahl von Gründen nicht gedacht werden.
Die verbundtechnische Verspannung zwischen Hohlprofil und Schließkörpern ist teils aus den Zeiohrungen ersichtlich, teils aus den Patentansprüchen 15 bis 18.
L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche # Führungsanlage für Gasdurchsatzgeräte mit Auslaß in die freie Atmosphäre, insbesondere für motorische Antriebselemente zum Zwecke der Beseitigung die Umwelt belästigender Faktoren wie Lärm, Temperatur und Schadstoffe und gleichzeitiger Verdesserung der Fertigungsbedingungen sowie der motorischen Antriebsleistung, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (Figur 1 und 2 : 52 und 56) oder ein Innenraum (Figur 4 : 8,3,4) durch ein beiderseits offenes langgestrecktes Hohlprofil ohne Querwände mit einfacher oder mehrfacher Manteiwandung gebildet wird und das Hohlprofil in Schließkörper (Figur 2 : 60 und 70; Figur 5 15/11 und 23; Figur 6 : 13/24 und 15/26) eingespannt ist, welche die zur Raumbildung erforderlichen Zusatzwandungen (Figur 2: 17) aufweisen und die Art des Gasdurchsatzes so ordnen (Figur 2 10, 16), daß thermisches Gefälle mittels jenseitiger Wandspüiung durch ein kühleres Medium entweder bei Wandungen des Eohlprofils stattfindet (Figur 2 : 51) oder bzw.zusätzlich bei Wandungen des Zulauf-Schließkörpers (Figur 2: 17) mit Wärmefluß direkt in den Auslauf-Schließkörper (Figur 2: 18).
2. Vorrichtung gemäß vorigem Anspruch dadurch gekennzeichnet, daß die Gasdurchsatzregelung mittels der Schließkörper innerhalb verschiedener Gasführungskar.äle des Hohlprofils, die eine gemeinsame Wandung aufweisen (Figur 2:Wandung 51 für die Kanäle 5 und 50), die Gasdurchsatzfolge als Gegenstromanordnung realisiert (Figur 8: Kanäle 5 und 58).
3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Gasdurchsatzregelung als Gegenstromanordnung zwischen Gasführungsräumen stattIindet, deren Außenwandung von einem Hohlprofil (Figur 2: Raum 50 mit Wand 51) und einem Gasführungsraum, dessen Außenwandung Bestandteil eines Schließkörpers ist (Figur 2: 18), gebildet wird.
4. Vorrichtung gemäß einem der vorigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß der übergangsraum (Figur 8 : 19), der aus einem Teilstromkanal oder einer solchen Kanalgruppe (5) den Gasstrom empfängt und ihn an eine mit gemeinsamer Wandung versehene Gegenstrom-Kanalanordnung oder -Kanalgruppe (58) weiterleitet, eine Reflexionswandung (71) besitzt, die zugleich in die freie Atmosphäre abstrahlt.
5.Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß der vor Beaufschlagung von Wandungen des Hohlprofils gelegene Zulauf-Schließkörper (60 in Figur 7) einen Entspannungsraum (16/19) aufweist, aus dem (vgl.Figur 7) durch mindestens eines der im folgenden genannter Mittel Wärmeabgabe stattfindet : Abstrahlung an die freie Atmosphäre (22), Beaufschlagung einer jenseitig von einem kühlenden Medium bei allen Betriebszuständen umspülten Wandung (21), Durchleitung von Rohren (11) oder ähnlichen wärmetauschenden Profilkörpern mit innerem Durchlauf kühlerer Medien (Figur 14: 8 in Schließkörper 60).
6. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß eine Hindurchführung von Heißgasleitungen (1) (vgl.Fi=ur 7) durch den Innenraum (so) eines Hohlprofils nur dann erfolgt, wenn zugleich eine der folgenden Maßnahmen zur Anwendung gelangt : Durchleitung einer kühleren Gasströmung im Zwischenraum zwischen der Hohlproiilwandung (51i und der Heißgasleitung, isolierende Zwischenschicht (Figur 3: 15), zusätzliche Innenkühlanordnung innerhalb der Heißgasleitung (Figur 3 6).
7. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß Einlauföffnungen (Figur 7 : 10) aus einem SchlieSkörper in das Hohlprofil einen kleineren Durchmesser besitzen als die Folgeleitung (5).
8. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß in Hohlprofilwandungen Überströmschlitze (Figur 6: 91; Figur 8: 15; Figur 13: 22; Figur 15 - 18: 30) angebracht sind.
9. Vorrichtung gemäß vorigem Anspruch dadurch gekennzeichnet, daß bereits im Strangpreßteil vorgesehene Längsschlitze (30 in Figur 15) durch formschlüssig anliegende Wandungen (24) eines oder beider Schließkörper (Figuren 16 - 18) nur teilweise so abgedeckt werden, daß neuartige akustische Bauelemente fertigungstechnisch einfach gebildet werden.
10. Vorrichtung gemäß einem der vorigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß der Zulauf-Schließkörper die Endstufe einer thermisch abfallenden Gasführung (= Kühlstrecke) ab Motorauslaß darstellt und auch bei Mehrzylindermotoren nahe Motorauslaß keine die Abgasausschübe zusammenfassende sog.Staukammer oder sog.Gußsammelrohr mit wärmespeichernden Materialanhäufungen vorgesehen ist.
11. Vorrichtung gemäß einem der vorigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß auch bei Mehrzylindermotoren, insbesondere solchen mit Viertaktspülung, die am Motorauslaß direkt angeschlossenen abgestimmten Abgasrohre einem mit Innenkühlung, insbesondere Innenkühlrohren (37 in Figuren 22 - 25), ausgestatteten Entspannungsvolumen zugeführt werden, in das zugleich akustische Bauelemente integriert sind.
12. Vorrichtung gemäß vorigem Anspruch dadurch gekennzeichnet, daß in dem Sammelvolumen (Figuren 22 und 23 : 35 und 39; Figuren 24 und 25 : 35,46,47) das Innenkühlro'nr (37) umgebende Teilstrombildungselemente vorgesehen sind wie Auslaufbrausen (40 in Figuren 22 und 23), keramische Langkanalgruppen (42 in Figur 24), Drallelemente mit Lochfeldauslauf im umgebenden Wandungskörper (43,44,45 in Figur 25).
13. Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß in den Auslauf-Schließkörper ein vom Sulau-F-Schließkörper herkommendes Inneiikühlrohr integriert ist, dessen Luftdurchsatz prinzipell vom Abgasdurchsatz getrennt ist (Figur 14 : 8).
14. Vorrichtung gemäß einem der vorigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß ein Innenkühlrohr sich in den Innenraum oder in Teilstromkanäle eines Hohlprofilringraumes fortsetzt, wobei die übrigen Hohlprofilkanäle zugleich den Gerätauslauf für den Abgasdurchsatz bilden und die Austrittsöffnungen des Abgases den Luftdurchsatzöffnungen so zugeordnet sind, daß sich im Innenkühlrohr auch ohne Fahrwind Luftdurcsatz bildet (Figur 7 9 und 7; Figur 14 : 8 und 50 zu 5; Figur 17: 5 zu 30/35).
15. Vorrichtung gemäß vorigem Anspruch dadurch gekennzeIchnet, daß das von einem Zulauf-Schließkörper gemäß Anspruch 13 herkommende Innenkühlrohr (8), welches in den Innenraum (50; vgl.

Figur 14) des hohlprofils hineinragt, als Montage-Leitschiene für die Einfädelung des Auslaufschließkörpers (70) in der Weise dient, daß entweder ein axial gleichgelagertes Endteil des Innenkülrohres, im Auslaufschließkörper befestigt, formschlüssig ein Stück darübergesteckt wird, oder ein Hohlprofilrohr mit Doppelmantel und darin vorgesehenen Teilstromgruppen (5 in Plgur 14) den Abgasauslaß des Gerätes darstellt und sein Innenraum (50) formschlüssig darübergesteckt wird.
16. Vorrichtung gemäß vorigem Anspruch dadurch gekennzeichnet, daß eine Spannvorrichtung die in den beiden Echließkörpern verankerten Bestandteile des Innenkühlrohres in der Weise ineinander verfestigt, daß dies zugleich die Verspannung des Hohlprofils in die beiden Schließkörper bewirkt.
17. Vorrichtung gemäß einem der vorigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß bei einem mindestens teilweise doppelwandigen Hohlprofilkörper mindestens zwei Gasführungskanäle (Figur 14: 91 und 92) innen zylindrisch ausgeftiErt sind, um als Leitschienen für die Position von Schließkörpern zu dienen, die mit entsprechenden Rohrstutzen in sie eingreifen (Figur 14: 98,99).
18. Vorrichtung gemäß einem der vorigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß bei einem einfachwandigen Eohlprofilkörper, der innen mit Hohlrippen versehen ist (vgl.Figur 10: 12), wenigstens zwei dieser Hohlrippen innen zylindrisch ausgeführt sind, um entsprechend Anspruch 17 der Schließkörperposition und durch ihre Eigenschaft, rohrartige Zu- oder Auslaufverteiler der Schließkörper aufzunehmen, zugleich der Ordnung des Gasdurchsatzes zu dienen (vgl. Rohre 17 in Figur 11).
19. Vorrichtung gemäß einem der vorigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß (vgl.Figur 14, integrierter Schnitt) jeder Gasführungsraum des Hohlprofilkörpers zugleich teilweise einfachwandig und doppelwandig ist und mit der Einfachwandung in die freie Atmosphäre abstrahlt (50,91,92,93-96).
20. Vorrichtung gemäß einem der vorigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß Innenkühirohre jede nur denkbare profilartige Oberflächenvergrößerung erhalten können ( 4/16 in Figur 20).
21. Vorrichtung gemäß einem der vorigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß Innenkühlrohre mehrfach (vgl.Figur 19 und 20: 4/16 und 22) so vorgesehen werden köimen, daß sie innere Abgasleitungen des Gerätes (14) fast vollständig ummanteln.
22. Vorrichtung gemäß einem der vorigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß ein Schließkörper nicht nur die räumliche Ergänzung eines Hohlprofilflächenteiles durch Querwandbildung vornimmt (vgl.Figur 8 Wandung 70), sondern dartlber hinaus, insbesondere mit Eindringtiefe in einen Hohlprofil-Innenraum (So), einen speziellen, allseitig von Schließkörperwandungen umschlossenen Resonanzraum als Gasdurchsatzzone (Figur 8: 21) mit Zulauf- (7) und Auslaufleitung (11) oder als Nebenschlußkammer (Figur 14: 72) umfaßt.
23. Vorrichtung gemäß einem der vorigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß dünne Wandungen aus einfachem Stahlblech, z.

B. bei Zweitaktmotoren in Abgasanlagen im Innenraumbereich infolge des Ölzusatzes zum Brennstoff relativ korrosionsbeständig, zur Vibrationshemmung und zur allseitigen Abgasbeaufschlagung mit einem einfachwandigen Aluminium-Hohlprofilkörper umgeben erden (Figuren 9 und 10), der eine Gegenstromanordnung in der Weise aufweist, daß der erste Gegenstromrücklauf durch Kanäle (14) erfolgt, die durch formschlüssiges Anliegen einer rillenartigen Aluminiumwandung am Stahlblechmantel(4 in Figur 9) gebildet werden, und der zweite Gegenstromrücklauf durch vollsvändig von Aluminiumwandungen umgebene Kanäle, sog. Hohlrippen (12 in Figuren 9 und 10), die den Zulauf des Abgases in eine akustische Endstufe (18/19) herbeiführen.
24. Vorrichtung gemäß einem der vorigen Ansprüche, insbesondere gemäß vorigem Anspruch, in welchem eine Gasdurchsatzfolge in zweifacher Gegenstromanordnung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Gegenstromrücklauf (12 in Figur 9; 10 in Figur 11) aus einer Umkehrkammer (15 im Schließkörper 70) erfolgt, die große Abstrahlfläche zur freien Atmosphäre aufweist.
25. Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, insbesondere aber gemäß Anspruch 9 und Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei isolierender Abdeckung einer Alumlnium-Hohlprofilwandung gemäß Anspruch 6 in der Aluminiumwandung dünne Längsschlitze vorgesehen sind (vgl.Anspruch 9), sodaß in den Aluminium-Gasführungsräumen (5 in Fig.3) zugleich Absorptionsdämpfung stattfindet
26. Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, insbesondere gemäß Anspruch 1, wobei ein Gerätinnenraum (vgl.Figuren 4 und 6j innerhalb eines Gehäusemantels (15) durch ein beiderseits offenes Hohlprofil ohne Querwände mit insbesondere einfacher Mantelwandung (8) durch daran angesetzte Innen (3) und Außenrippen (4) mit Gasführungskanälen unterteilt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein solches Zweiring-Hohlkammerrohr im Bereich seiner äußeren Teilstromgruppe (Figur 4: 9; Figur 6: 90) nur teilweise durch Schließkörperwandungen (15 und 26) räumlich ergänzt ist und, sofern es ein Gerätauslaufrohr darstellt (Figur 6), als Einring-Hohlkammerrohr (Kanalgrtpe 100) mit Außarverrippung ausläuft.
27. Vorrichtung gemäß vorigem Anspruch dadurch gekennzeichnet, daß auch im inneren Teilstrombereich (Figur 4: 10; Figur 6 100) ein formschlüssig anliegendes Schließkörperrohr (13) nicht in voller Hohlprofillänge anliegt und dann, wenn es (13) ein Innenkühlrohr mit Luftdurchsatz darstellt, bei seiner Auslauföffnung (30) einer Luftejektorwirkung durch die aus dem Kanälen 100 ausströmenden Abgasströme unterliegt.