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SchalldämEfer für eine Verbrennungskraftmaschine
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Schalldämpfer gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1.
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Bekanntlich dienen derartige Schalldämpfer dazu, die mit den Abgasen
einer Verbrennungskraftmaschine transportierte Schallenergie durch eine bestimmte
Fuhrung der Abgase aufgrund von Schallrefle x ionen durch Interferenz zu mindern
bzw. durch Überführung in schallabsorbierende Materialien wie z.B. Steinwolle umzusetzen.
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Es ist in diesem Zusammenhang bekannt, Gasführungsrohre oder ähnliche
Führungseinrichtungen für die Abgase innerhalb eines Hüllrohres anzuordnen, wobei
das Gasführungsrohr bzw. die Führungseinrichtung umfangsseitig mit Strömungsöffnungen
ausgerüstet sind, welche der Führung des Gasstromes dienen und wobei eine Schalldämpfung
hauptsächlich durch zahlreiche Umlenkungen und.hierdurch bedingte Reflex ionen bewirkt
werden soll.
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Aus-der DE-OS 1 951 757 ist ein Schalldämpferzylinder für Brennkraftmaschinen
bekannt9 der aus einem äußeren Hüll-
rohr besteht, durch dessen
eine Stirnseite ein Gasführungsrohr hineingeführt ist, welches im mittleren Bereich
des Hüllrohres seinerseits von einer konzentrischen Anordnung von insgesamt drei,
einen gleichen radialen Abstand voneinander aufweisenden weiteren Gasführungsrohren
umgeben ist. Die innerhalb des Hüllrohres angeordneten Gasführungsrohre sind strnsetE
beidseitig denso wie der Endbereich des der Einführung des Abgasstromes in dieses
Hüllrohr dienenden Gasführungsrohres verschlossen. Die koaxial somit ineinander
geschachtelten Gasführungsrohre innerhalb des Hüllrohres sind ihrerseits mit Strömungsöffnungen
versehen, denen jeweils nach außen, d.h. aus dem jeweiligen Rohr herausgeführte
Auswölbungen als Strömungsfuhrungsmittel zugeordnet sind. Die Ebenen der Strömungsöffnungen
verlaufen parallel zu der Achse der Gasführungsrohre, so daß ein Ausströmen von
Abgasen aus diesen Gasführungsrohren nur in peripherc Richtung, nämlich durch diese
Strömungsöffnungen hindurch möglich ist. Lediglich das äußerste, unmittelbar der
Wandung des Hüllrohres benachbarte Gasführungsrohr weist eine axiale Ausströmungsöffnung
auf, welche in eine Kammer führt, an welche unmittelbar ein Gasaustrittsrohr angeschlossen
ist. Charakteristisches Merkmal dieses bekannten Schalldämpferzylinders ist es somit,
daß die Abgase auf einer im Querschnitt des Hüllrohres gesehen im wesentlichen spiralförmigen
Bahn von innen nach außen durch zahlreiche Strömungsöffnungen hindurchgeführt sind,
woraus sich nicht nur ein relativ komplizierter struktureller Aufbau dieses bekannten
Schalldämpfers ergibt, sondern auch ein beträchtlicher Druckverlust während der
Durchströmung, wadurch der Füllungsgrad einer Verbrennungskraftmaschine und auf
diese Weise deren Nutzleistung nachteilig beeinflußt werden können.
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Der aus dem DE-GM 6937 382 bekannte Schalldämpfer be-
steht
aus einem Hüllrohr, innerhalb welchem - sich entgegen der Strömung der Abgase erstreckend
- ein Kegel mit kreisförmiger Grundfläche angeordnet ist, der seinerseits einen
sich in Strömungsrichtung der Abgase erstreckenden Kegelstumpf durchdringt. Sowohl
der Kegel als auch der Kegel stumpf füllen im Bereich ihrer Grundfläche das Hüllrohr
vollständig aus und sind auf ihren jeweiligen Mantelflächen mit Strömungsöffnungen
derart ausgerüstet, daß der gesamte Abgasstrom die im Bereich des Mantels des Kegelstumpfes
angeordneten Strömungsöffnungen durchströmen muß, anschließend in eine zwischen
den Mänteln des Kegelstumpfes und des Kegels sowie dem Hüllrohr definierte Kammer
gelangt und aus dieser Kammer heraus wiederum durch Strömungsöffnungen im Mantel
des Kegels weitergeführt ist.
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Wesentliches Merkmal auch dieses bekannten Schalldämpfers ist, daß
die Strömungsführung durch zahlreiche scharfe Umlenkungen, insbesondere starke Querschnittsveränderungen
gekennzeichnet ist, welchs naturgemäß ebenfalls mit hohen Druckverlusten verbunden
ist0 Somit ergeben s-ich bei diesen bekannten Schalldämpfer im wesentlichen ähnliche
Nachteile wie bei demjenigen gemäß der DE-OS 1 951 757.
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Schließlich ist aus der DE-OS 25 29 274 ein Rohrschalldämpfer für
Brennkraftmaschinen bekannt, bei welchem ein zylindrisches Gasführungsrohr innerhalb
eines Hüllrohres geführt ist, wobei das Gasführungsrohr umfangsseitig mit Strömungsöffnungen
versehen ist, denen jeweils Ablenkzungen zugeordnet sind, die in das GasführungsrohrhLneinragen
Zwar ergibt sich bei dieser Ausführungsforin ein strukturell einfacherer Aufbau
als bei den beiden bereits geschilderten Schalldämpfern9 jedoch ist die Anordnung
derartiger Öffnungen mit in den Strömungsquerschnitt des Gasführungsrohres hineinragenden
Zungen ebenfalls noch mit einem beträchtlichen Druckverlust verbunden.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Schalldämpfer für eine Verbrennungskraftmaschine
zu konzipieren, bei welcher unter Vermeidung der dem Stand der Technik anhaftenden
Nachteile eine wirksame Schalldämpfung bei gleichzeitig geringem Druckverlust gewährleistet
ist. Gelöst wird diese Aufgabe vor allem durch die Merkmale des Kennzeichnungsteiles
des Anspruches 1. Von wesentlicher Bedeutung ist somit, daß in dem freien Strömungsquerschnitt
des Gasführungsrohres keine, eine Gasströmung behindernden Einbauten hineinragen.
Der sich in dem Gasführungsrohr bewegende Abgasstrom wird somit durch die erfindungsgemäßen
Maßnahmen nicht behindert, insbesondere wirken sich diese nicht erhöhend auf den
zu erwartenden Druckverlust aus. Die Abwinklung bzw. Auswölbung eines Teiles der
Wandung des Gasfuhrungsrohres im Bereich des Schnittes erfolgt erfindungsgemäß derart,
daß das Strömungsfeld insbesondere im Wandbereich nicht durch Verwirbelungen, welche
beispielsweise bei der bloßen Anbringung von Bohrungen im Mantel eines Rohres entstehen
würden, behindert wird. Zweckmäßigerweise wird somit die Wandung im Bereich dieser
Auswölbung derart gestaltet, daß sich eine strömungsgünstige Form ergibt, welche
insbesondere ein ungestörtes Abführen eines Teiles des Abgastromes und insbesondere
der diesem innewohnenden Schallenergie durch diese Strömungsöffnung ermöglicht.
Eine strömungsgünstige Form in diesem Sinne ist beispielsweise dann gegeben, wenn
das Ausmaß der Abwinklung lediglich geringfügig ist und insbesondere dem Gesichtspunkt
Rechnung trägt, daß die sich im Bereich der Wandung des Gasführungsrohres bewegende
Strömung nicht von dieser Wandung ablösen darf. Ferner kann durch eine von der Orientierung
der Strömungsöffnungen relativ zu der Oberfläche des Gasführungsrohres abhängige
Anordnung der Strömungsöffnungen in einfacher Weise dafür Sorge getragen werden,
daß eine
Rückreflex ion von aus diesen Strömungsöffnungen ausgetretenen
Schallwellen zurück in das Gasführungsrohr nahezu ausgeschlossen ist. Die erfindungsgemäßen
Maßnahmen bringen somit bei geringstmöglichem Druckverlust während der Durchströmung
eine sehr wirksame Schalldämpfung mit sich.
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Das physikalische Prinzip der Dämpfung der aus den Strömungsöffnungen
ausgetretenen Schallwellen in einem, das Gasführungsrohr umgebenden Raum kann sowohl
auf der Grundlage von Interferenzen als ach auf der Grundlage von Schallabsorbtion
beruhen, wobei in letzterem Fall der das Gasführungsrohr umgebende Raum mit einem
entsprechenden schalldämpfenden bzw. schallabsorbierenden Material gefüllt werden
muß.
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Die Merkmale der Ansprüche 2 und 3 bringenden Vorteil mit sich, daß
ein bezüglich der Oberfläche des Gasführungsrohres vertikales Abströmen von Abgasen
verhindert wird, die über die Strömungsöffnungen abgeführten Abgasteile vielmehr
unter geringstmöglicher Umlenkung geführt werden.
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Auf diese Weise werden Druckverluste gering gehalten, Durch die Anordnung
von geradlinigenp sicli parallel zur Längsachse des Gasführungsrohres erstreckenden
Schnitten können die Strömungsöffnungen beispielsweise derart gestaltet sein, daß
ein Abströmen von Abgas bzw. ein Austreten von Schallwellen in peripherer Richtung
zu den Gasführungsrohren erfolgt, wobei insbesondere bei gleichmäßiger Verteilung
der Schnitte über die Oberfläche des Gasführungsrohres sowie gleichmäßiger Orientierung
der Strömungsflächen zueinander in einfacher Weise auch ein Wiedereintreten von
Schallwellen, die aus einer Strömungsöffnung ausgetreten sind in die nächste Strömungsöffnung
und damit in das Gasführungsrohr in einfacher Weise verhindert werden können.
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Die Merkmale der Ansprüche 4 bis 6 beziehen sich auf ein besonders
vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Strömungs-
öffnung, deren
Gestaltung quantitativ durch die Einhaltung eines bestimmten Winkels, um den die
Wandung im Bereich eines Schnittes gegenüber der Gaströmungsrichtung abgewinkelt
bzw. ausgewölbt ist sowie eine bestimmte lichte Weite der Strömungsöffnung im Bereich
eines Punktes größter Auslenkung der Wandung des Gasführungsrohres aus der Oberfläche
des Gasführungsrohres hebestirnmt. Air lEzXrem ergibt sidi redrmensoh eine bestimmte
erforderliche Länge des jeweiligen Schnittes in der Wandung des Gasführungsrohres.
Ausgehend von diesem Punkt fällt die ausgelenkte Wandung des Gasführungsrohres somit
entsprechend diesem Winkel - in Gegenrichtung zur Gasströmungsrichtung gesehen -
bis zur Oberfläche des Gasführungsrohres ab, wobei dieser Punkt naturgemäß an dem
gasströmungsseitigen Ende des jeweiligen Schnittes angeordnet ist. Die Wandung des
Gasführungsrohres fällt - ausgehend von dem genannten Punkt - ferner in peripherer
Richtung ab und geht awmptotisch in die übrige Wandung des Gasführungsrohres über.
In der Nähe des g-asströmungsseitigen Endes des Schnittes ergibt sich somit ein
verhältnismäßig steiler Anstieg der Wandung aus der übrigen Oberfläche des Gasführungsrohres
heraus, so daß die Ausströmungsöffnung ausschließlich in einer axial verlaufenden
Ebene liegt und, im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche des Gasführungsrohres
verläuft.
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In gewissen Fällen kann es gemäß dem Anspruch 7 angebracht sein, nur
einen Teil der Oberfläche bzw. Teile der Oberfläche mit den erfindungsgemäßen Strömungsöffnungen
zu versehen.Hierbei hängt die genaue Lage dieser Bereiche von den Eigenschaften
des zu dämpfenden Geräusches und von den Einbauverhältnissen des Gasführungsrohres
ab.
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Die Merkmale der Ansprüche 8 bis 10 stellen ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel
eines Schalldämpfers dar, bei
welchem von den erfindungsgemäßen
Gasführungsrohren Gebrauh gemacht wird, Hierbei sind die aus Halbböden zusammengesetzten
Zwischenwandungen den erfindungsgemäßen Gasführungsrohren angepaßt und ermöglichen
es, diese dichtend zu umschließen, so daß voneinander getrennte Kammern gebildet
werden können. Diese, die Gasführungsrohre umgebenden, durch das äußere Hüllrohr
sowie die Zwischenwandungen umgrenzten Kammern haben im wesentlichen die Funktion,
die aus den Strömungsöffnungen austretenden Schallwellen durch Reflexion und Interferenz
zu schwächen.
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Die Merkmale des Anspruchs 13 verdeutlichen den verhältnismäßig geringen
herstellungstechnischen Aufwand bezüglich eines erfindungsgemäßen Gasführungsrohres.
Von besonderem Vorteil sind in diesem Zusammenhang Strömungsöffnugen, deren Ebene
sich senkrecht zur Oberfläche des Gasführungsrohres und parallel zu dessen Längsachse
erstreckt, da nach deren Herstellung bei einem Fenen Blech, welches das Ausgangswerkstück
bildet, dieses problemlos zu der runden Form endes Rohres gebogen und längsgeschweißt
werden kann.
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In dieser, durch die besondere Gestaltung bedingten einfachen Herstellbarkeit
liegt ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Gasführungsrohres, welcher sich
beträchtlich auf die Herstellungskosten eines mit diesem bestückten Schalldämpfers
auswirkt. Gegenüber Gasführungsrohren, deren Strömungsöffnungen durch mit Materialverlusten
und mit einer Wandschwächung verbundene Ausstanzungen hergestellt werden, ergibt
sich bei einem erfindungsgemäßen Gasführungsrohr der weitere Vorteil, daß durch
die bloße Abwinkelung der Wandung im Bereich der Schnitte die Steifigkeit des Rohres
erhöht ist, so daß dünnere Bleche als bei den erstgenannten Gasführungsrohren benutzt
werden können. Auf diese Weise wird auch eine Gewichtsersparnis erreicht.
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Die Merkmale des Anspruchs 14 stellen eine Ausführungsform zweier
einander benachbarter Gasführungsrohre dar, welche in gewissen Fällen ebenfalls
von Vorteil sein kann.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus dem folgenden,
in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel. Es zeigen: Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen
Schalldämpfers im Längsschnitt; Fig. 2
eine Ansicht gemäß Pfeil II der Fig. 1; Fig. 3 eine schematische Darstellung eines
Gasführungsrohres in Ansicht; Fig. 4 einen Schnitt gemäß Linie IV-IV der Fig. 3;
Fig. 5 eine Darstellung der Einzelheit V der Fig. 3 im Schnitt und in einer ebenen
Darstellung.
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Mit 1 ist in den Fig. 1 und 2 ein im Querschnitt ovales Hüllrohr bezeichnet-,
dessen Stirnseiten durch Deckbleche 2 und 3 im-wesentlichen verschlossen sind. Die
Deckbleche 2, 3 sind an dem Hüllrohr 1 entweder angeschweißt oder angefalzt.
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Innerhalb des Hüllrohres 1 erstreckt sich ein erstes erfindungsgemäßes
Gasführungsrohr 4, welches sowohl in dem Deckblech 2 als auch an zwei, sich parallel
zu den Deckblechen 2 und 3 erstreckenden, den Querschnitt des Hüllrohres 1 ausfüllenden
Zwischenwandungen 5, 6 abgestützt ist. Das Deckblech 2 ist zu diesem Zweck ebenso
wie die Zwischenwandungen 5, 6 mit Bördelungen 7 versehen, mittels welchen das Gasführungsrohr
4 fest umschlossen wird.
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Das Gasführungsrohr 4 endet auf seinem, durch den Pfeil 8, welcher
die Gaseintrittsrichtung sowie dessen Gaseintrittsöffnung kennzeichnet abgekehrten
Ende in einer Gasaus-Mittsö£hung,welche innerhalb des Hüllrohres 1 und mit Abstand
von dessen Deckblech 3 angeordnet ist. Gaseintrittsseitig durchdringt das Gasführungsrohr
4 somit das Deckblech 2. Unterhalb des Gasführungsrohres 4 befindet sich innerhalb
des Hüllrohres 1 ein weiteres Gasführungsrohr 10, dessen GaseDtrittsöEnung 11 innerhalb
des Hüllrohres 1 mit Abstand vor dem Deckblech 2 und dessen Gasaustrittsöffnung
12 außerhalb des Hüllrohres 1 angeordnet
ist. Austrittsseitig durchdringt
das Gasführungsrohr 10 somit das Deckblech 3. Die Lagerung des Gasführungsrohres
10 mittels des Deckbleches 3 sowie der Zwischenwandungen 5,6 erfolgt in ähnlicher
Weise wie diejenige des Gasführungsrohres 4.
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Schließlich befindet sich oberhalb des Gasführungsrohres 4 ein weiteres
Gasführungsrohr 13, welches lediglich in den Zwischenwandungen 5, 6 gelagert ist
und dessen Eintritts- und Austrittsöffnungen innerhalb des Kü11-rohres 1 angeordnet
sind. Die Längsachsen der Gasführungsrohre 4, 10 und 13 verlaufen parallel zueinander
und liegen in einer gemeinsamen Ebene.
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Die Zwischenwandungen 5, 6 bestehen jeweils aus zwei bezüglich einer
Querachse 16 zueinander symmetrischen Halbböden 14, 15 welche mit der Gestalt und
der Position der Gasführungsrohre 4, 10 und 13 entsprechenden, im wesentlichen halbkreisförmigen
Ausnehmungen 17 versehen sind. Durch diese Halbböden 14, 15 werden die Gasführungsrohre
4, 10 und 13 dicht umschlossen, so daß sich, in Längsrichtung des Hüllrohres gesehen,innerhalb
diesem die Kammern 18, 19 und 20 ergeben. Die Halbböden 14, 15 sind miteinander
und im Bedarfsfall auch mit den Gasführungsrohren 4, 10 und 13 verschweißt und stehen
über eine umfangsseitig verlaufende Bördelfläche 21 mit der Innenseite des Hüllrohres
nurreibschlüssig nach Art eines Preßsitzes in Verbindung. Die Verbindung der Gasführungsrohre
4, 10 mit den Deckblechen 2, 3 erfolgt ebenfalls dichtend.
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Die untereinander angeordneten Gasführungsrohre 4, 10 bestehen jeweils
aus zwei Halbschalen22,23, diedurclhStanung aus einem ebenen Blech hergestellt worden
sind, wobei diese Halbschalen in welche jeweils zwei Halbteile der Gasführungsrohre
4, 10 eingeformt sind, wie durch die Punkte 24 angedeutet ist,
punktuell
miteinander verschweißt sind. Mittels des beiden Halbschalen 22, 23 jeweils eigenen
Verbindungsbleches 25 kann hierbei gleichzeitig eine formschlüssige Arretierung
der Gasführungsrohre gegenüber den Deckblechen 2, 3 erfolgen.
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Es sei betont, daß diese Ausbildung der Gasführungsrohre lediglich
beispielhaft ist, so daß der Erfindungsgegenstand naturgemäß auch andere Ausführungsarten
von Gasführungsrohren umfaßt.
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Die erfindungsgemäßen Gasführungsrohre sind mit einer Vielzahl von
Strömungsöffnungen 26 versehen, die in Längsrichtung der Gasführungsrohre - sich
achsparallel zu diesen erstreckend - hintereinander angeordnet sind. Diese Strömungsöffnungen,
deren Gestalt im folgenden noch näher zu beschreiben sein wird, sind über die gesamte
Länge des mittleren, gaseintrittsseitig angeordneten Gasführungsrohres 4, jedoch
nur über einen Teil in das gasaustrittsseitig angeordneten Gasführungsrohres 10
verteilt angeordnet und zwar über dessen - in Gasströmungsrichtung gesehen - ersten
Teil, während das Gasführungsrohr 13 keine derartigen Strömungsöffnungen 26 aufweist.
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In den Fig. 3 bis 5 sind Teile, die mit denjenigen der Fig. 1 und
2 übereinstimmen, auch übereinstimmend bezeichnet, so daß sich eine diesbezügliche
wiederholte Beschreibung erübrigt. Die Beschreibung der Fig. 3 bis 5 ist auf ein
mit Strömungsöffnungen 26 versehenes Gasführungsrohr gerichtet, welches in Abkehr
von den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel als einzelnes Rohr,
somit nicht aus Halbschalen zusammengesetzt ausgebildet ist.
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Bei der Herstellung eines Gasführungsrohres gemäß den Fig. 3 bis 5
wird von einem ebenen Blech ausgegangen, in
welches zunächst hintereinander,
in Achsrichtung des herzustellenden Rohres Schnitte eingebracht werden, und zwar
in der Form von mehreren nebeneinander parallel verlaufenden Reihen. Naturgemäß
müssen die Anzahl dieser Reihen sowie derem Abstand aufdenUmfang des cus dem BLechh7nstla?dai
Gasführungsrohres abgestellt sein. Anschließend erfährt das Blech im Bereich dieser
Schnitte eine Umformung, beispielsweise durch Ziehen oder Pressen derart, daß die
Ebene des Bleches im Bereich des einen Endes 27 jeweils eines Schnittes um einen
Winkel « gegenüber der Grundebene 29 derart abgewinkelt wird, daß die Projektion
dieser Grundebene 29 auf eine zu dieser senkrechte und parallel zu den Schnitten
verlaufende Zeihenebene mit dem abgewinkelten Teil des Bleches eine Strömungsöffnung
26 bildet, die die Gestalt eines spitzwinkligen, in Richtung des jeweiligen Schnittes
langgestreckten Dreieckes aufweist, dessen Spitze im Bereich des einen Endes 27
des jeweiligen Schnittes liegt und dessen verhältnismäßig kurze Grundseite, welche
in Fig. 5 gestrichelt dargestellt und mit Ziff. 30 bezeichnet ist, ihren einen Ausgangspunkt
an dem anderen Ende 28 des jeweiligen Schnittes hat. Dabei sind die Enden 27, 28
der Schnitte zueinander so orientiert, daß die Gasströmungsrichtung in Richtung
des Pfeiles 31, somit ausgehend von dem Ende 27 in Richtung auf das Ende 28 hin
verläuft.
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Ausgehend von dem höchsten Punkt 32 (Fig. 4, 5) des abgewinkelten
Teiles des Bleches, senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 5 -wie aus Fig. 4 ersichtlich
- fällt das Blech somit allmählich bis auf die Grundebene 29 ab. Die Ebene der Strömungsöffnungen
26 verläuft somit senkrecht zur Grundebene 29. Das auf diese Weise mit Strömungsöffnungen
26 versehene ebene Blech wird anschließend zu
einem Rohr gebogen,
dessen Längsachse parallel zu den Schnitten verläuft, wobei die einander gegenüberstehenden
Längskanten dieses Rohres miteinander verschweißt werden.
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Auf eine zeichnerische Darstellung dieser Schweißlängsnaht wurde jedoch
verzichtet.
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Das erfindungsgemäße Gasführungsrohr ist somit durch Strömungsöffnungen
26 gekennzeichnet, deren Ebene parallel zur Längsachse des Gasführungsrohres verläuft,
deren Profil ein entgegen der Gasströmungsrichtung zeigendes spitzwinkliges Dreieck
ist, welche durch Auswölbungen der Wandung des Gasführungsrohres nach außen gebildet
werden und welche wenigstens einen Teil des Gasführungsrohres in regelmäßiger Anordnung
überdecken.
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Die Größe des Winkels o wird nach oben durch die Forderung begrenzt,
daß die an der Wandung des Gasführungsrohres entlang geführte Gasströmung sich nicht
von dieser ablösen darf, welches in Verwirbelungen und Druckverlusten resultieren
würde, Eine untere Grenze des Winkels dk ergibt sich daraus, daß die Auswölbungen
in diesem Bereich des Gasführungsrohres bzw. die Strömungsöffnungen 26 nicht durch
Korrosion zugesetzt werden dürfen. Unter Beachtung dieser Randbedingungen hat sich
ein Winkel ob von beispielsweise 70 als optimal erwiesen. Die Länge der in das Blech,
aus welchem das Gasführungsrohr hergestellt werden soll, einzubringenden Schnitte
kann beispielsweise unter Beachtung eines Winkels ci von etwa 70 derart bemessen
werden, daß sich im Bereich des höchsten Punktes 32 des abgewinkelten Teiles eine
Abmessung a von ca. 2,1mm ergibt. Mit a ist die lichte Weite des Strömungsquerschnittes
26 ausgehend von der Grundebene 29 bzw. der dieser in der Projektion gemäß Fig.
5 entsprechenden Grundoberfläche des Gasführungsrohres bis zur inneren Begrenzungskante
de abgewirlkeAten
Teiles im Bereich des höchsten Punktes 32:gemeint.
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Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Gasführungsrohres bzw. des
Schalldämpfers gemäß den Fig. 1 und 2 besteht darin, daß die in Richtung des Pfeiles
8 in das zentrale Gasführungsrohr 4 eintretenden Abgase innerhalb desselben einer
ungehinderten Strömung unterliegen, sich in Richtung der Pfeile 33 innerhalb des
Hüllrohres durch die einzelnen Kammern 18,19, und 20 hindurchbewegen und dieses
schließlich verlassen. Im Bereich der Strömungsöffnungen 26 des zentralen Gasführungsrohres
4 wird ein Teil der sich in diesem ausbreitenden Schallweller aus dem Gasführungsrohr
4 in eine der Kammern 18, 19 und 20 ablenkt und hier durch Reflexionen an den umgebenden
Wänden bzw. Interferenzerscheinungen geschwächt.
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Von besonderem Vorteil ist es hierbei, daß aufgrund der Anordnung
der Strömungsöffnungen 26, welche ein Austreten der Schallwellen im wesentlichen
in peripherer Richtung ermöglichen, ein Wiedereintreten der Schallwellen in das
gleiche Gasführungsrohr praktisch nicht möglich ist. Ein Austreten von Abgasen aus
den Strömungsöffnungen 26 des zentralen Gasführungsrohres 4 wird insbesondere durch
den geringen Winkel cfr (Fig. 5) begünstigt, welcher innerhalb des Gasführungsrohres
bis in den unmittelbaren Bereich der Strömungs5ffing 26 einen möglichst ungehinderten
und von Verwirbelungen freien Strömungsverlauf gewährleistet.
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Aus diesem Grunde unterliegt die das Gasführungsrohr 4 durchströmende
Abgasströmung durch Ableitung eines Teilgasstromes sowie eines Teiles der Schallenergie
durch diese Strömungsöffnungn 26 ener sanen Schalldämpfung, ohne daß die Duriströmung
des Gasströmungsrohres 4 mit einem besonderen Druckverlust verbunden ist. Eine weitere
Schalldämpfung findet innerhalb der Kammer 20 aufgrund der Umlenkung des Gasstromes
sowie der damit verbundenen Refle xion und Interferenz
von Schallwellen
statt. Auch ist diese Umlenkung mit Verwirbelungen verbunden, welche ebenfalls schalldämpfend
wirken. Dieser Vorgang wiederholt sich bezüglich der aus dem Gasführungsrohr 13
in die Kammer 18 austretenden Abgase, wobei die Verengung 34 des Gasführungsrohres
10 ebenfalls Schallreflex ionen auslöst und auf diese Weise zur Schalldämpfung beiträgt.
Die Strömungsöffnungen 26 des Gasführungsrohres 10 entsprechen in ihrer Wirkung
denjenigen des Gasführungsrohres 4. Den Kammern 18, 19 und 20 kommt jeweils die
Funktion einer akustischen Resonanzkammer zu, so daß deren Längen entsprechend der
Charakteristik der zu dämpfenden Schallwellen bemessen sind.
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In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Gasführungsrohr 10 außer
in den Kammern 18 und 19 auch teilweise in der Kammer 20 mit Strömungsöffnungen
26 versehen. Diese Verteilung der Strömungsflächen 26 gemäß Fig. 1 muß im Einzelfall
ebenfalls auf die Charakteristik der zu dämpfenden Schallwellen abgestimmt werden,
so daß insoweit Abweichungen von den gezeigten Ausführungsbeispiel denkbar sind.
Die wesentlichenVorteieines mit den erfindungsgemäßen Gasführungsrohren bestückten
Schalldämpfers bestehen darin, daß bei hoher Dämpfungsleistung der zu erwartende
Druckverlust bei der Durchströmung gering ausfällt, daß eine gute Dämpfung insbesondere
der hohen Frequenzbereiche stattfindet, so daß die Verwendung eines schallabsorbierenden
Materials entfallen kann. Letzteres wirkt bei den häufigen Temperaturwechseln eines
Schalldämpfers bekanntlich als Feuchtigkeitsträger, der die Korrosion fördert. Dieser
Gefahr kann somit durch Auslassen eines schallabsorbierenden Materials erfolgreich
begegnet werden.