DE2822966A1 - Abgasschalldaempfer fuer auspuffvorrichtungen von brennkraftmaschinen, insbesondere von brennkraftmaschinenangetriebenen handarbeitsgeraeten - Google Patents

Description

• BEZEICHNUNG: Abgasschalldämpfer für Auspuffvorrichtungen
• von Brennkraftmaschinen, insbesondere von brennkraftmaschinenangetriebenen Handarbeitsgeräten.
• Die Erfindung betrifft einen Abgasschalldämpfer für Auspuffvorrichtungen von Brennkraftmaschinen, insbesondere von brennkraftmaschinenangetriebenen Handarbeitsgeräten, bestehend aus zwei schalenförmig zusammengesetzten Teilen mit einem mit dem Auslaß der Brennkraftmaschine verbundenen Eintrittsstutzen und mit einer oder mehreren an der dem Eintrittsstutzen gegenüberliegenden Schalldämpferwand vorgesehenen Austrittsöffnungen mit das Abgas ablenkenden Austrittshutzen, die die Abgase in einen vorgeschalteten Khlkanal mit einer diffusorartig erweiterten Austrittsöffnung seitlich ablenken.
• Bei Handarbeitsgeräten mit Verbrennungsmotor ist der Schalldämpfer in der Regel so angeordnet, daß er bei Handhabung des Gerätes mit leicht brennbaren Gräsern, dürrem Gestrüpp, Spänen od.dgl. in Berührung kommen kann und diese aufgrund seiner hohen Wandungstemperaturen von etwa 320°C bis 380°C bzw. Abgastemperaturen von etwa LIoo0C und höher, entzünden kann.
• Um das Entflammen von Gräsern, Gestrüpp und dürrem Holz zu verhindern, ist es daher erforderlich, die Berührungstemperatur an den Wandungen wie auch die Abgastemperaturen so weit zu senken, daß Waldbrände und sonstige Brandgefahren verhindert werden.
• Diese Absenkung der Temperaturen wird erreicht, wenn die Abgase mit Umgebungsluft vermischt werden. Ein System, das diese Vermischung ohne weiteren Energieaufwand, d.h. Leistungsverlust, begünstigt, ist das Venturiprinzip.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Abgasschalldämpfer für Brennkraftmaschinen, insbesondere bei Handarbeitsgeräten, zu schaffen, mit dem eine Absenkung der Ber'ührungs-und Abgastemperaturen, um Brandgefahren bei Berührung mit leicht brennbaren Gegenständen, insbesondere eine Waldbrandgefahr während der Inbetriebnahme des Handarbeitsgerätes zu verhindern, und mit dem die Zufuhr einer hohen Frischluftmenge im Verhältnis zur Abgasmenge erzielt wird, um somit eine größtmögliche Abkühlung der heißen Gase bzw. der Außenwände zu erreichen.
• Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Abgas schalldämpfer für Auspuffvorrichtungen von Brennkraftmaschinen, insbesondere von brennkraftmaschinenangetriebenen Handarbeitsgeräten, gemäß der eingangs beschriebenen Art vorgeschlagen, der gemäß der Erfindung in der Weise ausgebildet ist, daß die den Kühlkanal einseitig begrenzende Wand des Schalldämpferschalenteils im Anschluß an die letzte der Kanalaustrittsöffnung zugekehrte Austrittshutze eine negative Winkeländerung c4~ mit einem Winkel von etwa 20 bis 80 zur Ausbildung eines Wandstrahlungselementes (Fluidic) aufweist.
• Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Abgasschalldämpfers wird der Wirkungsgrad des venturirohrartig ausgebildeten Kühlkanales wesentlich erhöht, und zwar insofern, als eine hohe Frischluftmenge im Verhältnis zur Abgasmenge durch den Kühlkanal geleitet werden kann, so daß eine sehr große Abkühlung der heißen Gase bzw. der Außenwände erreicht wird.
• Um den Grundgesetzen der Injektorwirkung zu entsprechen, wird mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung erreicht, däß die aus dem Auspuff austretenden heißen Gase laminar an der GehRusewand anliegen und somit eine turbulenzfreie Strömung in dem venturirohrartig ausgebildeten Kühlkanal entstehen läßt. Die Austrittsöffnungen in der Schalenteilwand des Abgas schalldEmpfers, die schlitzförmig ausgebildet sind, lassen den Abgasstrahl parallel zur Oberflache austreten. Damit diese Strömung an der Oberfläche anliegen bleibt, ist die Uberströmte Fläche um etwa 20 bis 80 geneigt und bildet somit ein Wandstrahlelement, welches das Anlegen der Stromung gewährleistet. Durch nachgeschaltete Wirbelzäune kann die laminare Grenzschicht zerstört und in eine turbulente Stromung verwandelt werden, was eine intensive Vermischung der heißen Abgase mit der Frischluft zur Folge hat und somit die Berührungs- wie auch die Abgastemperaturen sehr stark herabsetzt.
• Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor. Besonders vorteilhaft ist hierbei die Ausgestaltung nach Anspruch 5, wonach jede die Austrittsöffnung in der Schalenteilwand des Abgasschalldampfers Uberdekkende Austrittshutze den sich an die Austrittsöffnung anschließenden Abschnitt der Schalenteilwand mit einem Abschnitt abschnittsweise überdeckt, wobei die Länge des überdeckten Abschnittes etwa o,5 mm bis 5 mm betragen kann. Durch diese Ausgestaltung wird der Abgasstrahl gezielt gerichtet, und zwar insbesondere dann, wenn die Neigung der Austrittshutzenoberfläche bis etwa 30 beträgt, was sich als besonders str5-mungsgünstig erwiesen hat.
• In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt: Fig. 1 einen Abgasschalldämpfer mit teilventurirohrartig ausgebildetem Kilhlkanal, teils in Seitenansicht, teils in einem senkrechten Schnitt, Fig. 2 den Abgasschalldämpfer in einer Ansicht von vorn, Fig. 3 einen vergr8ßerten senkrechten Schnitt gemäß Linie III-III in Fig. 2 und Fig. 4 die nutzbare Mantellinie eines Venturirohres.
• Gemäß Fig. 1 und 2 ist mit lo ein Abgasschalldämpfer bezeichnet, der aus zwei zusammengesetzten Schalenteilen 11 und 12 besteht.
• Der Schalenteil 11 ist mit einem Eintrittsstutzen 15 versehen, der mit dem Auslaß einer in der Zeichnung nicht dargestellten Brennkraftmaschine eines Handarbeitsgerätes, wie beispielsweise einer Motorkettensäge, verbunden ist und über den in Pfeilrichtung X die Abgase in den Schalldämpferinnenraum geleitet werden. Die dem Eintrittsstutzen 15 gegenüberliegende Schalenteilwand 13 des Schalenteils 12 weist eine oder mehrere' Austrittsöffnungen 16 auf. Im Bereich dieser Austrittsöffnungen 16 ist eine der Anzahl der Austrittsöffnungen entsprechende Anzahl von Austrittshutzen 20 bzw. 12o an der Schalenteilwand 13 angeordnet. Die in den Innenraum des Schalldämpfers lo gelangenden Abgase strömen durch die Austrittsöffnungen 16 bei gleichzeitiger Ausrichtung des Strahles durch die Austrittshutzen 20 bzw. 120 in einen seitlich an dem Schalldämpfer lo vorgesehenen Kühlkanal 31, der von einer haubenförmigen Abdeckung bzw. geschlossenen Schale 30 gebildet ist. Diese Schale 30 weist obenseitig eine Eintrittsöffnung 35 für die in Pfeilrichtung Y einströmende Frischluft und an der der Eintrittsöffnung 35 gegenüberliegenden Seite eine Austrittsöffnung 36 für das in Pfeilrichtung Y1 ausströmende Abgas-Frischluft-Gemisch auf. Die den Kühlkanal 31 begrenzende äußere Seitenwand der Schale 3o ist bei 30a angedeutet (Fig. 1).
• Diese Sc hale 3o, die auf dem Schalenteil 12 befestigt ist, ist derart angeordnet, daß die Schale 30 zusammen mit der entsprechend geformten Wand 13 des Schalenteils 12 den Längsteils eines Venturirohres bildet, so daß letztlich der Kühlkanal 31 teilventurirohrartig ausgebildet ist, jedoch nur soweit, wie dies der nutzbaren Mantellinie des in Fig. 4 gezeigten Venturirohres entspricht.
• Der Schalenteil 12 ist durch die seitlich abgeschlossene Schale 3o abgedeckt und bildet somit einen Teil eines Venturirohres (Fig. 4). Während die den Kühlkanal 31 begrenzende Wand 3oa der Schale 3o zur Senkrechten des Schalldämpfers lo nach außen leicht geneigt verlaufend ist, weist die Wand 13 des Schalenteils 12 folgenden Verlauf auf: nach einem anfänglich fast parallel zur Wand 13a verlaufenden Wandabschnitt 13c folgt nach der letzten Austrittshutze 20 der längere, abgewinkelte Wandabschnitt 13b, der fast parallel zur senkrechten Mittellinie des Schalldämpfers lo verläuft. Dieser Wandabschnitt 13b geht dann kanalaustrittsseitig in einen Wandabschnitt l3d über, der den breiteren Kanalabschnitt im unteren Bereich des Wandabschnittes 13b verjüngt.
• An der Wand 13 des Schalenteils 12 können mehrere Austrittsöffnungen 16 hintereinander gehaltet vorgesehen sein, wodurch eine maximale Leistung der Brennkraftmaschine erreichbar ist, so daß gleichzeitig die Venturiwirkung noch erhöht wird. Jede der Austrittsöffnungen 16 ist mit einer hutzenartigen Abdekkung zur Ausbildung des Austrittshutzens 20 bzw. 120 versehen.
• Wie Fig. 3 zeigt, hat die Schalidämpferwand 13 hinter der letzten Austrittshutze 20 eine negative Winkeländerung erfahren und bildet somit ein Wandatrahlungselement (Fluidic).
• Diese Winkeländerung ist durch den Winkel > angezeigt, der vorzugsweise 20 bis 80 aufweisen kann. Damit der Abgas strahl gezielt gerichtet ist, überdeckt jede die Austrittsöffnung 16 in der Schalenteilwand 13 überdeckende Austrittshutze 20 den sich an die Austrittsöffnung 16 anschließenden Wandabschnitt 13a der Schalenteilwand 13 mit einem Abschnitt 20a, so daß der Abschnitt 20a der Äustrittshutzenoberseite 20b den sich an die Austrittsöffnung 16 anschließenden Wandabschnitt 13a jeweils um diejenige Länge überdeckt, die dem Abschnitt 20a der Austrittshutze 20 entspricht. Die Länge 1 des überdeckten Wandabschnittes 13a entspricht vorzugsweise o,5 mm bis 5 mm. Eine Neigung der Hutzenoberseite 20b bis etwa 30 wirkt sich besonders strömungsgünstig aus.
• Die Höhe der von dem Austrittshutzen 20 gebildeten Austrittsöffnung 21 entspricht etwa dem Betrag der dberdeckten Länge des Abschnittes 13a von der Oberseite 20b des Austrittshutzens 20. Vorzugsweise beträgt die Höhe h der Austrittsöffnung 21 des Austrittshutzens 20 o,5 mm bis 3 mm.
• Sind mehrere Austrittshutzen 20 und 120 an der Schalenteilwand 13 vorgesehen, so sind alle Austrittshutzen vorzugsweise vor der Winkeländerung Leder Schalenwand 13 bzw. vor der Wandabknickung angeordnet. Um einen möglichst bereiten Venturiquerschnitt zu erreichen und mögliche Randwirbel zu vermeiden, sind die Austrittsöffnungen 16 und dementsprechend auch die Austrittshutzen 20 über die gesamte Breite des Abgasschalldämpfers angeordnet. Ist eine derartige Ausgestaltung nicht möglich, so können auch seitlich zu den Austrittsöffnungen 16 entsprechende Oberflächenneigungen (Fluidic) angebracht sein.
• Die Anordnung der Austrittsöffnungen 16 in Verbindung mit der Ausbildung der Austrittshutzen 20 ist dergestalt, daR das ausströmende Abgas an der Wand 13 anliegt, wozu eine evtl.
• Neigung der Hutzenoberseite dazu beiträgt.
• L e e r se i t e

Claims (12)

1. Patentansprüche: Abgasschalldämpfer für Auspuffvorrichtungen von Brennkraftmaschinen, insbesondere von brennkraftmaschinenangetriebenen Handarbeitsgeräten, bestehend aus zwei schalenförmig zusammengesetzten Teilen mit einem mit dem Auslaß der Brennkraftmaschine verbundenen Eintrittsstutzen und mit einer oder mehreren an der dem Eintritt sstut zen gegenüberliegenden Schalldämpferwand vorgesehenen Austrittsöffnungen mit das Abgas ablenkenden Ausstrittshutzensdie die Abgase in einen vorgeschalteten Kühlkanal mit einer diffusorartig erweiterten Austrittsöffnung seitlich ablenken, dadurch gekennzeichnet, daß die den Kühlkanal (31) einseitig begrenzende Wand (13) des SchalldSmpferschalenteils (12) im Anschluß an die letzte der Kanalaustrittsöffnung (36) zugekehrte Austrittshutze (20) eine negative Winkeländerung (o&) mit einem Winkel von etwa 20 bis 80 zur Ausbildung eines Wandstrahlungselementes (Fluidic) aufweist.
2. 2. Abgasschalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalenteil (12) austrittshutzenseitig unter Ausbildung einer Eintrittsöffnung (35) für die Frischluft und einer der Eintrittsöffnung gegenüberliegenden Austrittsöffnung (36) für das Frischluft-Abgasgemisch durch eine abgeschlossene Schale (3o) abgedeckt ist, und daß die den Kühlkanal (31) begrenzenden Wände (30a,13) einen Längsteil eines Venturirohres bilden.
3. 3. Abgasschalldämpfer nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Austrittshutzen (20) zum Anliegen der ausströmenden Abgase an der Schalenteilwand (13) mit einer Neigung der Austrittshutzenoberseite versehen ist.
4. 4. Abgasschalldämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseite (20b) der Austrittshutze (20) eine Neigung bis etwa 30 aufweist.
5. 5. Abgasschalldämpfer nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede die Austrittsöffnung (16) in der Schalenteilwand (13) überdeckende Austrittshutze (20,120) den sich an die Austrittsöffnung (16) anschließenden Abschnitt (13a) der Schalenteilwand (13) mit einem Abschnitt (20a) absehnittsweise überdeckt.
6. 6. Abgasschalldämpfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der von dem verlängerten Austrittshutzenabschnitt (20a) überdeckte Wandabschnitt (13a) eine Länge (l)von etwa o,5 mm bis 5 mm aufweist.
7. 7. Abgasschalldämpfer nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsschlitzhöhe (h) eines jeden Austrittshutzens (20,120) etwa der Länge des sich an die Austrittsöffnung (16) anschließenden und vom Austrittshutzenabschnitt (20a) überdeckten Wandabschnitt (13a) entspricht.
8. 8. AbgasschalldEmpfer nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsschlitzhöhe (h) eines jeden Austrittshutzens (20,120) etwa o,5 mm bis 3 mm beträgt.
9. 9. Abgasschalldämpfer nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wand (13) des Sehalenteils (12) mehrere Austrittshutzen (2o (20,120) hintereinanderliegend angeordnet sind.
10. lo. Abgasschalldämpfer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittshutzen (20,120) vor der Winkeländerung (cR2) der Wand (13) des Schalenteils (12) angeordnet sind.
11. 11. Abgasschalldämpfer nach Anspruch 1 bis lo, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnungen (16) in der Schalenteilwand (13) schlitzförmig ausgebildet sind.
12. 12. Abgasschalldämpfer nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die schlitzförmigen Austrittsöffnungen (16) und die ihnen zugeordneten Austrittshutzen (20) sich über die gesamte Breite des Schalldämpfers (lo) erstreckend ausgebildet sind.