DE3441284A1

DE3441284A1 - Auspufftopf mit vertikaler achse

Info

Publication number: DE3441284A1
Application number: DE19843441284
Authority: DE
Inventors: Lajos Budapest Toth
Original assignee: GANZ MAVAG MOZDONY VAGON
Current assignee: GANZ MAVAG MOZDONY VAGON
Priority date: 1983-11-21
Filing date: 1984-11-12
Publication date: 1985-07-11
Also published as: GB2150218B; HU190188B; GB2150218A; GB8429306D0; HUT37092A

Description

Auspufftopf mit vertikaler Achse

Die Erfindung bezieht sich auf einen Auspufftopf mit vertikaler Achse für die Auspuff sy sterne von Kraftfahrzeugen, wobei der Auspufftopf des Aus puffsystems vertikal angeordnet ist.

Die bekannten Auspufftöpfe mit vertikaler Achse haben ein von einem Mantel, einer Bodenplatte und einem Deckel begrenztes Gehäuse und sind mit den Schwierigkeiten der Ableitung des in den Auspufftopf durch die Abgasauslässe hineinfallenden Niederschlages und anderen Wassers behaftet. Die Ableitung des Wassers aus dem Auspuffrohr ist im Hinblick auf die Verhinderung des Hineinsickerns des Wassers in den Motor sehr wichtig.
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Das oben geschilderte Problem tritt am meisten bei Schleppkraftfahrzeu gen von Eisenbahnen auf, wobei die Verhinderung des Wassereindringens, besonders bei den tropischen Eisenbahnen, ausdrücklich vorgeschrieben wird, jedoch ernste Schwierigkeiten bereitet.

Zur Lösung dieser Probleme wurden bereits mehrere, äußerst komplizierte Auspuff systeme vorgeschlagen. Als Beispiel ist hier das System der französischen Firma "Vibrachoc" erwähnt, das aber nur horizontal eingebaut werden kann, ein Volumen mit großem Platzbedarf und eine komplizierte 25

Konstruktion hat. In diesem System wird das Eindringen des Wassers in den

Motor des Fahrzeuges sehr umständlich gelöst, was in der Praxis die Ver minderung der Leistung des Motors sowie eine kürzere einwandfreie Betriebsfunktion des Auspuffsystems mit sich gebracht hat. Zur Zeit ist kei- ^_n ne solche Ausführungsform eines Auspufftopfes bekannt, der mit vertikal stehender Achse eingebaut werden kann, das Eindringen des Wassers verhindert und auch mit einer Schalldämpfung versehen werden kann.

Die Aufgabe der Erfindung ist es also, einen Auspufftopf mit vertikaler „ρ- Achse für Auspuffsysteme von Kraftfahrzeugen zu schaffen, der bei vertikalem Einbau die Leistung des Motors möglichst wenig beeinflußt, da^r, Ein dringen von Wasser in das Innere des Motors verhindert, einfach, plat/spa-

rend, jedoch robust aufgebaut ist und gegebenenfalls auch mit einer Schell dämpfungsvorrichtung versehen werden kann.

Der erfindungsgemäßen Weiterentwicklung entsprechend ist in dem Gehäute ein vorzugsweise zylindrischer Innenroum ausgebildet, dessen Innendurch messer den Durchmesser des Abgosauslassa, des Auspufftopfes überschreitet, /n dem dem Abgasauslaß benachbarten oberen Bereich des Innenraumes ist koaxial ein kegelförmiges Leitblech angeordnet, dessen Eintrittsdurch messer den Durchmesser des Angaseinlasses überschreitet und dessen Aus- trittsdurchmesser den des Abgasauslasses unterschreitet. Ferner sind in dem dem Abgaseinlaß benachbarten unteren Bereich des Innenraumes koaxial ein Sammelkegel und daran angeschlossen radial nach außen gerichtete und nach unten geneigte, mit dem Innenraum des Sammelkegels verbundene Rohrrippen angeordnet, die außerhalb eines den Durchmesser des Abgas- einlasses überschreitenden Durchmessers mit Ausströmöffnungen versehen sind, wobei der Sammelkegel mit seiner Spitze nach unten, in Richtung des Abgaseinlasses gerichtet ist und einen den Austrittsdurchmesser des Leit bleches überschreitenden Grunddurchmesser hat. Schließlich ist zur Ablei tung des Wassers ein Ablaufrohr in der Bodenplatte des Auspufftopfes vorgesehen.

In dem erfindungsgemäßen Auspufftopf sind aufgrund der Erfindung die entgegengerichteten Strömungen des Wassers und des Abgases völlig von einander getrennt. Das Gas strömt ohne Turbulenz mit sehr kleinem Strö- mungswiderstand nach oben und das durch den Abgasauslaß eintretende Wasser umgeht den Einlaß des Auspufftopfes, es kann durch das Ablaufrohr mit Sicherheit entfernt werden.

Erfindungsgemäß ist es vorteilhaft, wenn das Leitblech über radial nach außen verlaufende Versteifungsrippem teilweise an dem Deckel und teilwei se an dem Mantel des Auspufftopfes angeschlossen ist.

Im Hinblick auf kleine Strömungswiderstände wird es erfindungsgemäß bevorzugt, wenn die Rohrrippen eine strömungsgünstige Form, z.B. ein Tragflügelprofil haben.

Der jeweiligen Anordnung entsprechend kann der Auspufftopf in dieser Er-

findunq mindestens teilweise mit einem schalldämpfenden Material an der Innenfläche des Gehäuses bedeckt werden und das schalldämpfende. Material kann von einen perforierten Inncnmantel an der Innenfläche gehalten werden.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das aus der Zeichnung ersichtlich ist. Die einzige Figur der Zeichnung stellt einen Schnitt der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Auspufftopfes dar.

Wie aus der Figur ersichtlich, ist der Auspufftopf als ein von einen äußeren zylindrischen Mantel 6, einem kegelstumpfförmigen oberen Deckel 14 und einer flachtrichterförmigen Bodenplatte 17 begrenztes Gehäuse ausgebildet, das über einen in der Bodenplatte 17 vorgesehenen Abgaseinlaß 1 direkt an ■ic dem Motor oder an einem mit dem Motor verbundenen Auspuffrohr und über einen in dem Deckel 14 vorgesehenen Abgasauslaß 16 an ein aus dem Fahrzeug herausführendes Auspuffrohr angeschlossen ist. Der Abgaseinlaß 1 hat einen Durchmesser D5, der kleiner ist als der Durchmesser DO des Abgasauslasses 16.

Im Inneren des Gehäuses ist ein Innenraum 3 ausgebildet, der vorzugsweise wie in diesem Ausführungsbeispiel eine zylindrische Form hat. In dem nahe an dem Abgasauslaß 16 liegenden oberen Bereich des Innenraumes 3 ist über dünne, vertikale, radial nach außen verlaufende Versteifungsrippen 12, die am Innenumfang des Mantels 6 gleichmäßig verteilt sind, ein Leitblech 11 befestigt, dessen Mittelachse mit der Mittelachse des Gehäuses zusam menfällt. Das Leitblech 11 hat eine sich nach oben verengende Kegel stumpfform, deren untenliegender Eintrittsdurchmesser D2 etwas größer ist als der Durchmesser D5 des Abgaseinlasses 1 und deren obenliegender Aus-

OQ fcritfcsdurchmesser Dl wesentlich kleiner ist als der Durchmesser DO des Ab gasauslasses 16. Über die vier Versteifungsrippen 12 ist das Leitblech 11 sowohl rnit dem Deckel 14, als auch mit dem Mantel 6 des Gehäuses verbunden.

gc In dem nahe an dem Abgaseinlaß 1 liegenden unteren Bereich des Innenraumes 3 ist ebenfalls koaxial zu der Mittelachse des Gehäuses ein hohler

Sammclkcqcl β angeordnet, dessen Spitze nach unten in Richtung zu dem Abqaseinloß I hin gerichtet ist. Er hat einen oben liegenden Basisdurchnicsser D), der etvviis größer ist als der oben liegende Auslaßdurchmesser Dl des l.eitb/cches Ii. Der Sammelkeqcl 8 i<it über radial nach außen verlaufende und nach unten, in Richtung zu dem Abgaseinlaß I hin geneigte Rohrrippen V in der Mittelachse des Innenraumes 3 gehalten. Die Rohrrippen 9 sind durch die Wand des Sammelkegels 8 hindurch mit dessen Innen raum verbunden. In der Nähe des Mantels 6, außerhalb eines den Durchmesser D5 des Angaseinlasses 1 überschreitenden Durchmesser D4 sind in den Rohrrippen 9 untere Ausströmöffnungen vorgesehen.

Im Hinblick auf auftretende Turbulenzen bzw. Strömungswiderstände ist es zweckmäßig, die Rohrrippen 9 in strömungsgünstiger Form auszubilden. Sie haben deshalb in dieser Ausführungsform ein gerades Tragflügelprofil, des- sen spitze Kante nach oben gerichtet ist.

In der Bodenplatte 17 des Gehäuses ist zur Entfernung des Wassers aus dem Inneren des Auspufftopfes mindestens ein Ablaufrohr 18 vorgesehen,

das über einen Flansch mit der Umgebung verbunden ist. In diesem unterer
sten Bereich des Innenraumes 3 ist das in den Innenraum 3 hineinragende Abgaseinlaßrohr 1 über untere Versteifungsrippen 7 sicher in der Mittelachse des Innenraumjss 3 gel hier ein Flansch vorgesehen.

achse des Innenraumjss 3 gehalten. Zum Anschluß des Einlasses 1 ist auch

Der Deckel 14 ist mit einem nach außen überstehenden Kragen 13 an den Mantel & des Gehäuses 1 angeschlossen, wobei er eine versteifende Wirkung ausübt.

Der erfindungsgemäße Auspufftopf kann auch in schalldämpfender Wirkung verwirklicht werden. Zu diesem Zwecke wird im Inneren des Innenraumes 3, nämlich an den Innenflächen des Mantels 6 und des Deckels 14 ein schallabsorbierendes Material 5 in geeigneter Dicke und daran mittels ei nes inneren perforierten Mantels 4 gehalten, bzw. dort vor dem Abtragen geschützt.

im Betrieb des erfindungsgemäßen Auspuff topf es wird - wie schon früher

erwähnt - die von oben durch den Abqasauslaß 16 eintretende Wasserströmung von der von unten durch den Abgoseinlaß I eintretenden Abgasströmung völlig getrennt. Die Betriebshauptströmung des Abgases tritt durch die Öffnung des Abgaseinlasses I mit dem Durchmesser D5 in den Innenraum 3 ein, der den größten Durchmesser des Auspufftopfes hat und einen Resonanzeffekt ausübt. Dabei kann das schalldämpfende Material schallabsorbierend wirken. In Richtung zu dem Abgasauslaß 16 strömt das Gas um den Sammelkegel 8 herum und zwischen den Rohrrippen 9 nach oben. Danach gelangt das Gas in das kegelstumpfförmige Leitblech 11, wo die Gasströmung gleichgerichtet wird und durch den Abgasaulaß 16 den Auspufftopf verläßt.

Beim Eindringen von Wasser, z.B. bei Regen, entsteht eine entgegengerichtete Wasserströmung, wobei das durch den Abgasauslaß 16 eintretende Wasser von dem Leitblech 11 auf zwei Teile aufgeteilt wird. Das durch die Austrittsöffnung Dl des Leitbleches 11 in dieses eintretende Wasser wird von dem Sammelkegel 8, dessen oberer Durchmesser D3 den Durchmesser Dl überschreitet, aufgefangen und in das innere der Rohrrippen 9 weitergeleitet, die das Wasser durch die Ausströmöffnungen 10 verläßt.

Da die Öffnungen 10 außerhalb des den Durchmesser D5 des Abgaseinlas ses 1 überschreitenden Durchmessers D4 angeordnet sind, gelangt das durch die Öffnungen 10 hinaustropfende Wasser zwischen den Abgaseinlaß 1 und den inneren Mantel 4. Von hier aus wird es durch das Ablaufrohr 18 entfernt.

Der an der Außenseite des Leitblechs 11 hinunterfließende zweite Teil des eintretenden Wassers tropft von dem unteren Rand des Leitkegels 11 unmittelbar oder nach der Berührung der Rohrrippen 9 ebenfalls zwischen den Abgaseinlaß 1 und den inneren Mantel 4, weil der untere Durchmesser 02 des Leitkegels 11 größer als der Durchmesser DS des Abgaseinlasses 1 ist, und wird durch das Ablaufrohr 18 ebenfalls abgeleitet.

Es ist zweckmäßig, die im Innenraum 3 angeordneten Metallteile mit einer Passivierung oder einem anderen Korrosionsschutz zu versehen und das schalldämpfende Material 5 wasserfest auzubilden.

Wenn die oben erwähnten Durchmesserver/ui/tn/sse zusammenfassend betrochtct worden, können die folgenden Ungleichungen festgelegt werden:

DO qrölicr ah D5,

D3 größer als Dl,

02 größer als D5,

D4 größer als D5,

Wie aus den obigen Ausführungen ersichtlich, ist der erfindungsgemäße Auspuff topf zur Gegenströmung, bzw. zum Trennen der Strömungen geeignet, wobei die Abgase unter kleinem Widerstand, praktisch ohne Turbulenzen den Auspufftopf durchströmen. Es wird zugleich das Eindringen des in den Auspufftopf hineinfallenden Wassers in den Motor mit Sicherheit verhindert. Die Konstruktion ist dabei einfach, leicht und leicht herstellbar. Es kann auch zugleich eine Schallabsorption verwirklicht werden, was die Vereinigung von mehreren Funktionen in einem Gerät (Verhinderung des Wassereindringens bzw. Schalldämpfung) ermöglicht. Eine Wartung wird kaum benötigt; auch der sich niederschlagende Teer kann durch das mindestens eine Ablaufrohr 18 unter das Fahrzeug abgeleitet werden.
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Claims

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zugelassen beim Europäischen Patentamt
European Patent Attorneys — Mandataires en Brevets Europeens

Dipl.-Ing. Hans-Martin Viering Dipl.-Ing. Rolf Jentschura · Steinsdorfstraße 6 · D-8000 München 22

Anwaltsakte 4703

Ganz-Mävag Mozdony-, Vagon-es Gepgyar Budapest/Ungarn

AuspuffLopf mit vertikaler /\e/ise

Ansprüche

fl.J Auspufftopf mit vertikaler Achse für Auspuffsysteme von Kraftfahrzeugen, mit einem Gehäuse, das von einem Mantel, einer Bodenplatte und einem Deckel begrenzt ist, wobei in der Bodenplatte ein Abgaseinlaß und in dem Deckel ein Abgasauslaß ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse ein vorzugsweise zylindrischer Innenraum (3) ausgebildet ist, dessen Innendurchmesser größer als der Durchmesser (DO) des Abgasauslasses

(16) ist und daß in dem dem Abgasauslaß (16) benachbarten oberen Bereich des Innenraumes (3) koaxial ein kegelförmiges Leitblech (11) angeordnet ist, dessen Eintrittsdurchmesser (D2) größer als der Durchmesser (D5) des Abgaseinlasses (1) ist und dessen Austrittsdurchmesser (Dl) kleiner als der Durchmesser (DO) des Abgasauslasses (16) ist, und daß in dem dem Abgaseinlaß (1) benachbarten unteren Bereich des Innenraumes (3) koaxial ein Sammelkegel (8) und daran angeschlossen radial nach außen gerichtete und nach unten geneigte, mit dem Innenraum des Sammelkegels (8) verbundene Rohrrippen O) angeordnet sind, die außerhalb eines den Durchmesser (D5) des AbqaseinLisses (I) überschreitenden Durchmessers (D^) mit Ausström-

l/p
Telefon (0 89) 29 34 13 und 29 34 14 · Telefax (0 89) 22 839 20 · Telex 17 898 454+ ■ Telegramm Steinpat München

öffnungen (10) versehen sind, wobei der Sammelkcgel (8) mit seiner Spii/c in Richl.imq de Λ/χ/<ΐ'><Μη/.ιν>ο·. (1) gerichtet Kt und einen den Λιγ.Ιrilt.<,(lurchmc;:cr (I)I) do; I CtIl)IcChC; (II) überschreitenden Grundc/uri'/mics'»er (/))) /><>l_T und doß in der Bodenplatte (17) mindestens ein Abloufrohr (18) vorgesehen ist.
2. Auspufftopf nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitblech (11) über radial nach außen verlaufende Versteifungsrippen (12) teilweise an dem Deckel (14) und teilweise an dem Mantel (6) des Gehä'uses angeschlossen ist.
3. Auspufftopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Rohrrippe (9) eine strömungsgerechte Form, vorzugsweise ein Tragflügetprofil, hat.
4. Auspufftopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche des Gehäuses mindestens teilweise mit einem schalldämpfenden Material (5) bedeckt ist, das von innen von einem perforierten Innenmantel (4) gehalten ist.