DE467515C - Schalldaempfer, insbesondere fuer Brennkraftmaschinen, bestehend in einem zylindrischen Gehaeuse mit spiralfoermigem Einsatz - Google Patents

Description

Den. Gegenstand der Erfindung bildet ein Schaldämpfer, insbesondere für Brennkraftmaschinen, bestehend in einem zylindrischen Gehäuse mit spiralförmigem Einsatz, durch den die Gase von innen nach außen strömen. Von den bekannten Ausführungen dieser Art unterscheidet sich der Erfindungsgegenstand dadurch, daß mehrere parallel geschaltete spiralförmige Kanäle 35, 37 vorhanden isind, die bei verhältnismäßig großer Länge und Breite nur sehr geringe Weite haben.

Versuche haben gezeigt, daß ein langer, breiter, aber nur enger Kanal von Spiralform äußerst wirksam hinsichtlich Zerstreuung von Schallwellenenergie ist, daß aber die Aufnahmefähigkeit eines solchen einzigen Kanals nicht für irgendwelche praktische Leistung ausreicht. Die den Gegenstand der

ao Erfindung bildende Parallelschaltung mehrerer solcher engen Kanäle vermeidet diesen Nachteil. Dieselben haben eine weit stärkere Zerstreuungswiirkung für Schallwellen als ein einziger weiter Kanal, dessen Querschnitt gleich den summierten Querschnitten der erwähnten engen Kanäle wäre.

Die Erfindung richtet sich auch auf die besondere konstruktive Ausgestaltung des neuen Schalldämpfers.

In der Zeichnung sind Ausführuingsbeispiele schematisch dargestellt.

Abb. ι ist ein Längsschnitt eines Schalldämpfers,

Abb. 2 ein Querschnitt,

Abb. 3 ein Teilschnitt durch eine Platte und die Befestigung eines Abstandshalters daran,

Abb. 4 ein Schnittaufriß einer anderen Ausführung für einen kleinen Außenbordmotor,

Abb. s ein Schnitt nach Linie 5-5 der Abb. 4.

Abb. 6 und 7 sind Schnitte durch andere Ausführungen.

Der Dämpfer hat ein Zylindergehäuse 1, gegen dessen Enden Kappen 2 und 3 durch Bolzen 4 gehalten werden. Die Kappe 3 z. B. hat einen Einlaß 4 zur Verbindung z. B. mit dem Auspuff eines Motors. Der Einlaß 4 mündet in eine relativ geräumige Innenkammer 5, die vom Gehäuse und seinen Kappen eingeschlossen wird und als übliche Ausdehnkammer des Dämpfers dient. Der Auslaß aus dem Dämpfer hat beim Ausführungsbeispiel die Form mehrerer im Winkel versetzter Öffnungen oder Schlitze um den Außenteil des Gehäuses

herum, wie noch zu beschreiben. Gewünschtenfalls kann ein einziger Auslaß durch oder in ein Auspuffrohr durch eine umhüllende Schale (nicht gezeichnet) vorgesehen sein, die die Außenseite des Gehäuses 2 in Abstand umgibt, gegen eine der Kappen abschließt und am ungeschlossenen Ende mit einem Auslaßrohr in üblicher Art verbunden ist.

Nach Abb. 1 und 2 sitzt im Gehäuse 1 ein engeres ähnliches Gehäuse i«, auch, gegen die Kappen 2 und 3 anliegend. Der Abstand zwischen den abgesehen vom Durchmesser gleich ausgebildeten Gehäusen 1 und 1« ist beträchtlich größer als der Abstand zwischen den Platten jedes Gehäuses, um eine zwischenliegende Ausdehnkammer· zu schaffen, welche die Abschwächung und Unterteilung der Schallwellen wegen Fehlens unmittelbaren ao Austrittes und entsprechenden Herumlaufens in der Kammer sehr unterstützt. Die Dämpfungswirkung wird durch abwechselnde Anordnung einer Reihe von Dämpfern obiger allgemeiner Art und Ausdehnkammern stark vervielfacht.

Abb. 2 zeigt, daß jedes der Zylindergehäuse ι und i^a aus mehreren übereinandiergielagerten, spiralig gewickelten Platten 6 besteht, die bei jedem Gehäuse identisch in Form und Maß sein können und Löcher für radiale Haltebolzen haben. Alle diese Merkmale sind zwar nicht notwendig, aber für wirtschaftliche Fertigung und einfachen Zusammenbau äußerst erwünscht. Nach Abb. 1 und 2 besteht jedes Gehäuse aus acht sich überlagernden Platten 6, die gegenseitig winklig um den Umfang des Gehäuses in gleichförmigen Abständen versetzt sind, so daß ihre inneren Enden sowohl wie die- äußeren sich überlappen. Die Platten sind durch Abstandshalter 7 radial getrennt, die in Löchern 8 in jeder Platte befestigt sind. Radiale Haltebolzen 9 ragen durch die Löcher der Platten, urn diese zusammenzuhalten, und zwar vorzugsweise unweit der inneren und äußeren Enden dieser Platten. Die radiale Abstandshaltung der verschiedenen Platten schafft mehrere Kanäle vom inneren zum äußeren Teile des Gehäuses, und die Winkelversetzung oder Überlappung der Enden der verschiedenen Platten schafft mehrere in der Umfangsrichtung versetzte Einlasse und Auslässe für die Kanäle.

Der Ausdruck »parallel geschaltete Kanäle« bedeutet, daß diese Kanäle so angeordnet sind) daß die Schallwellen und Gase bei der Wanderung vom Innenraum des Gehäuses nach außen unterteilt werden und in Teilströmen gleichzeitig Seite an Seite in den Teilkanälen fließen zum Unterschied vom Durchströmen der Kanäle hintereinander, das bei Reihenschaltung, eintreten würde. Die erwähnte Unterteilung bricht die Energie jeder Welle in Ideine Teile, ohne die Aufnahmefähigkeit des Dämpfers für die Gasströme volumetrisch erheblich zu verringern.

Als weitere Ausbildung sind die inneren und äußeren Enden jeder der das Gehäuse bildenden Platten vorzugsweise trichterartig ausgebogen, um Zitterungen dieser freien ungestützten Enden durch den Anprall der in die Spiralkanäle oder aus ihnen heraustretenden Gase zu verhindern. Die Zahl der Gehäuseplatten kann größer oder kleiner als acht sein, und die Spirallänge der einzelnen Platten 6 kann größer oder kleiner als das gezeichnete Winkelmaß von 360⁰ sein. Beim Ausführungsbeispiel sind das innere und äußere Ende am gleichen Bolzen befestigt, was aber nicht notwendig ist.

Zwecks erleichterten Einbaus der Platten ; in ein Gehäuse sind die Abstandshalter 7, die z. B. die Ösenform nach Abb. 3 haben, in den Löchern der Platten befestigt und werden vorzugsweise vor dem Übereinanderschichten der Platten angebracht. Sind dann die Platten richtig übereinandergeschichtet, so können die Bolzen 9 leicht durch die fluchtenden Löcher 8 gefädelt und durch eine Mutter oder Anstauchung befestigt werden, um den Zusammenbau in eine Konstruktionseinheit oder ein Gehäuse umzuwandeln.

Ein wichtiges Merkmal liegt darin, daß die radialen Abstände zwischen den Platten relativ klein sind und demgemäß die Spiralkanäle nur sehr geringen Querschnitt bzw. kleine Tiefe im Vergleich zur Länge oder Breite haben. Die Tiefe jedes Kanals ist etwa 1,6 mm, und das Verhältnis dieser Tiefe zur Länge des Kanals ist etwa 1: 200, mit anderen Worten, die Kanäle sind sehr dünn, aber relativ lang· und breit. Dies befördert stark die rasche Zerstreuung der pulsierenden Wellen nach obiger Art. Die Anordnung mehrerer solcher engen Kanäle, die wesentlich in Parallelschaltung wirken, gibt dem Dämpfer die nötige Fassung bei geringstem Rückdruck.

Die durch den Einlaß 4 in den Dämpfer tretenden Auspuffgase strömen in die Aus- no dehnkammer 5, die als Polster zum Abgleichen der starken Gasimpulse wirkt und die Gase durch die verschiedenen Spiralkanäle in wesentlich stetigen Strömen mit verringerter Geschwindigkeit entweichen läßt. Die aus der Ausdehnungskammer entweichenden Schallwellen sind nur kleine Bruchteile der ursprünglichen aufgefangenen Wellen, da nur relativ Ideine Unterteilungen davon in die engen Einlasse zu den Spiralkanälen treten können und diese kleinen Bruchteile durch ihre Wanderung durch die Spiralkanäle wei-

ter geschwächt werden, so daß sie beim schließlichen Heraustreten aus den Auslässen nicht genügend stark sind, um hörbar zu sein. Beim Verlassen der Kanäle des ersten Gehäuses wird jede dieser Wellen weiter ausgedehnt und geschwächt, bevor ein kleiner Teil von ihnen einen Eintritt zu den Kanälen des zweiten Gehäuses findet, wo die Wirkung sich wiederholt.

ίο Die Vielstuf en wirkung, die man durch eine Zwischenausdehnungskammer zwischen ringförmig ineinandergesteckten Gehäusen erhält, kann man auch anders erzielen, z. B. durch Aneinanderreihung von Gehäusen ι Ende an -5 Ende in Abstand in einer umgebenden Schale. Eine erfolgreiche Anwendung der Erfindung hat sich bei einem Schalldämpfer für einen kleinen Außenbordmotor ergeben, wo Leichtigkeit. Gedrängtheit und gute Wirksamkeit der Schalldämpfer verlangt werden. Abb. 4 und 5 zeigen eine solche Anwendung. Der Schalldämpfer besteht dabei aus einem Außengehäuse 15 und Innengehäuse 16, die ineinandergesteckt sind und in Abstand durch Radialbolzen 17, 18 gehalten werden. Die Gehäuse 15 und 16 sind ebenfalls an ihren Enden durch Stützen 18, 19 abgeschlossen, durch deren jede ein Einlaßkanal 20 (Abb. 4) führt, der mit dem Inneren des Gehäuses 16 verbunden ist. Der Zusammenbau aus den Gehäusen 15, 16 und Stützen 18, 19 wird durch einen Längsbolzen 21 und Muttern 22, 23 gehalten. Die Stützen 18, 19 gehen vom Gestell des nicht gezeichneten Außenbordmotors aus, und die Kanäle 20 sind mit dem Auspuff diametral gegenüberliegender Zylinder des Motors verbunden. Im allgemeinen ist die Anordnung so, daß die Zündungen in den Zylindern gleichzeitig stattfinden. Demgemäß strömen die Auspuffgase und Geräusche gleichzeitig in beide Enden des Dämpfers ein, der somit äußerst wirksam sein muß.

Die den Dämpfer bildenden Gehäuse 16 und 15 ähneln den Gehäusen nach Abb. 1 und 2, haben aber weniger Spiralplatten (nur drei), deren Winkellänge auch wesentlich kürzer ist. Der Abstand zwischen den Platten bzw. die Tiefe d (Abb. 5) der Spiralkanäle ist im Vergleich zur Länge kleiner, als die Zeichnung zeigt. Da die Tiefe für einen Schalldämpfer dieser Art nur 0,5 mm zu betragen braucht, so ist die Zeichnung diesbezüglich übertrieben. Bei der Kleinheit des Maßes d könnten die Spiralplatten 24, die das Gehäuse bilden, gelegentlich sich auf volle Breite berühren und den Durchtritt dazwischen ganz versperren. Um dies zu verhindern, kann jede Platte Warzen, Knöpfe fio oder Vorsprünge 25 haben, die in Ringreihe um den Teil der Platte angeordnet sind, der unter der benachbarten Platte liegt. Zwei oder drei Reihen solcher Warzen für jede Platte können genügen. Natürlich ist die Lage der Warzen beliebig.

Nach Abb. 6 besteht jede Dämpfereinheit statt aus mehreren überemandergeschichteten Platten aus einer einzigen Spiralplatte, die so um sich gewickelt ist, daß ein sehr seichter langer Kanal zwischen den Windungen verläuft. Die die äußere Dämpfungseinheit bildende Platte ist mit 34 bezeichnet und der Zwischenkanal mit 35. Die Platte für die innere Einheit ist mit 36 und der Zwischenkanal mit 2)7 bezeichnet. Die beiden Einheiten werden zusammengebaut in Abstand durch die Radialbolzen 1J" gehalten, so daß eine Zwischenausdehnungskammer 38 gebildet wird.. Alles andere kann der Abb. 4 und 5 entsprechen.

Nach Abb. 7 werden zwei Dämpfereinheiten zusammengebaut in Abstand durch die Bolzen 17* gehalten, um eine Zwischenausdehungskammer 39 zu schaffen. Die innere Einheit i6^s entspricht den Abb. 4 und 5. Die äußere Dämpfereinheit aber hat eine Anordnung überschichteter Platten, bei der mehrere parallele Kanäle mit ihren Einlassen und Auslässen einander benachbart sind. Man erzielt diese Anordnung, indem man eine relativ lange Spiralplatte 40 verwendet und zwischen ihre überlappten Teile mehrere parallele kürzere Platten 41 in Abstand einschaltet, der durch die Radialbolzen 17* und Hilfsbolzen 42 gehalten wird. Mehrere Kanäle zwischen den Platten 40 und 41 werden so in der erforderlichen Länge und relativ kleinen Tiefe für die Zwecke der Erfindung gebildet. Auch hier liönnen Warzen 25 den Abstand sichern.

Bei wesentlich gleichen Abmessungen wirkt der Dämpfer nach Abb. 7 ähnlich dem nach Abb. S- Der Hauptunterschied liegt in der Lage der Einlaß- und Auslaßkanäle, die in dem einen Falle sämtlich an einem Punkt und im anderen Falle verteilt lieigen. Die Ausführung nach Abb. 6 hat aber einen geringeren Gasfassungsraum, jedoch eine größere Dämpfungswirkung wegen der entsprechend größeren Länge der Spiralkanäle.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schalldämpfer, insbesondere für Brennkraftmaschinen, bestehend in einem zylindrischen Gehäuse mit spiralförmigem Einsatz, durch den die Gase von innen nach außen strömen, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere parallel geschaltete spiralförmige Kanäle (35, 37) vorhanden sind, die bei verhältnismäßig großer Länge und Breite nur sehr geringe Weite haben.

2. Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zylinder-

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gehäuse aus mehreren sich überlagernden, spiralig gewickelten Platten (24) besteht, die radial gleichen Abstand innehalten.

3. Schalldämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die sich überlagernden Platten (24) überlappte innere Enden und überlappte äußere Enden haben, wodurch mehrere Einlasse und Auslässe für die Kanäle entstehen.

4. Schalldämpfer nach Anspruch 1 iö oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere zylindrische Gehäuse von verschiedenen Durchmessern ineinandergesteckt sind, deren Inneres eine an sich bekannte Ausdehnungskammer umschließt, und daß der Abstand zwischen den ineinandergesteckten Gehäusen als Zwischenkammer für die hindurchziehenden Gase dient.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen