DE654803C

DE654803C - Silencer for internal combustion engines

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Publication number: DE654803C
Application number: DEF81184D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1936-05-20
Filing date: 1936-05-20
Publication date: 1937-12-30

Description

Gegenstand der Erfindung ist - ein Schalldämpfer für Brennkraftmaschinen, bei dem die Abgase durch einen auf der ganzen Länge keine größeren Ouerschnittsveränderungen aufweisenden, gerade verlaufenden Auspuffkanal an einer aus hitzebeständigen, schalldämpfenden Stoffen bestehenden und auf einem Siebrohr innerhalb des äußeren Metallmantels angeordneten Innenauskleidung entlang rückdruckfrei abgeleitet werden.The invention is - a muffler for internal combustion engines, in which the exhaust gases through a no major cross-sectional changes over the entire length having, straight exhaust duct on one of heat-resistant, sound-absorbing Substances existing and arranged on a sieve tube inside the outer metal jacket along the inner lining can be derived without back pressure.

Diese an sich bekannten, in der Praxis bereits mit gutem Erfolg angewandten Schalldämpfer zu verbessern und weiterhin zu vervollkommnen, ist das Ziel der Erfindung. Zu diesem Zweck erfährt der Schalldämpfer erfindungsgemäß eine besondere Ausbildung, derart, daß die durch längs des Auspuffkanals angeordnete, in der Fahrtrichtung nach vorn offene und an ihren Enden gekrümmt in den Auspuffkanal einmündende Luftrohre einströmende Frischluft im Auspuffkanal hinter dem schalldämpfenden Abschnitt einen Luftwirbel bildet. Die Luftrohre sollen dabei eine doppelte Aufgabe erfüllen. Einmal dienen sie dazu, der Ausfütterung des Schalldämpfers, der häufig, namentlich bei Rennwagen- und Flugzeugmotoren, bis zur Rotglut erhitzt wird, Frischluft als Kühlmittel zuzuführen. Dadurch werden -einerseits die mit einer übermäßigen Erhitzung des Auspuffrohres verbundenen Nachteile, wie Verkürzung der Lebensdauer des Schalldämpfers, schädliche Wärmedehnungsbeanspruchung des Auspuffkanals und seiner Ausfütterung, verringert und anderseits wird durch Abkühlung der Auspuffgase deren Expansionskraft abgeschwächt, was die Verminderung des Auspuffgeräusches wirksam unterstützt.These silencers, which are known per se and have already been used with good success in practice The aim of the invention is to improve and further perfect it. For this purpose, the muffler learns according to the invention a special training, such that the arranged along the exhaust duct, forward in the direction of travel air pipes flowing in open and curved at their ends into the exhaust duct Fresh air in the exhaust duct behind the sound-absorbing section creates an air vortex forms. The air pipes are supposed to fulfill a double task. Once they serve in addition, the lining of the muffler, which is often, especially in racing cars and Aircraft engines, heated to red heat, supply fresh air as a coolant. As a result, on the one hand, those associated with excessive heating of the exhaust pipe Disadvantages, such as shortening the service life of the silencer, harmful thermal expansion stress on the exhaust duct and its lining, are reduced and on the other hand, cooling the exhaust gases weakens their expansion force, which effectively supports the reduction of exhaust noise.

Eine noch wichtigere, zweite Aufgabe der Luftrohre besteht darin, daß die hinter dem schalldämpfenden Abschnitt in den Auspuffkanal eingeleiteten Luftströme im Kanal eine Luftwirbelung hervorrufen. Dieser Luftwirbel bildet gewissermaßen einen Puffer, der die Abgase auffängt und somit verhindert, daß die gespannten Gase unter starken Geräuschwirkungen unmittelbar in die Atmosphäre austreten können.An even more important, second function of the air ducts is that the behind the Sound-absorbing section in the exhaust duct introduced air currents in the duct a Cause air turbulence. This vortex forms a kind of buffer, the catches the exhaust gases and thus prevents the stressed gases from causing strong noise can escape directly into the atmosphere.

Es sei bemerkt, daß der Vorschlag einer Zuführung von Frischluft in den Auspuffkanal schon früher gemacht worden ist. Danach soll jedoch die Frischluft entweder nur am vorderen Ende oder aber auch außerdem noch an einer mittleren Stelle und am hinteren Ende des Auspuffkanals eingeleitet werden, zu dem Zweck, durch die einströmende Frischluft auf die Abgase eine injektorartig saugende Wirkung auszuüben und ferner die hochgespannten Abgase eingangs des Auspuffkanals zwangsläufig zur Explosion zuIt should be noted that the proposal to supply fresh air into the exhaust duct has been made earlier. After that, however, the fresh air should either only be at the front end or else as well are introduced at a middle point and at the rear end of the exhaust duct, for the purpose of injecting the exhaust gases through the inflowing fresh air exert a sucking effect and also the high-tension exhaust gases at the entrance of the exhaust duct inevitably to explode

bringen, damit dann in den verbreiterten nachfolgenden Abschnitten des Auspuffkanals die dabei entstehenden Schalhvellen gedämpft werden. Da jedoch die Schallwellen durch die' Luftkanäle ohne weiteres nach außen dringen* können, ergibt sich bei diesen vorbekannten Einrichtungen der Übelstand, daß das Auspuffgeräusch statt abgeschwächt eher noch¹ verstärkt wird.bring, so that then in the widened subsequent sections of the exhaust duct, the resulting Schalhvellen are dampened. However, since the sound waves by the 'air ducts readily penetrate outwardly *, arises in these previously known devices of the inconvenience that the exhaust noise is amplified instead of attenuated rather more. ¹

ίο Beim neuen Schalldämpfer dagegen ist es weder beabsichtigt noch erwünscht, die Abgase zur Explosion zu bringen, im Gegenteil sollen die Abgase möglichst ohne Explosion in die Atmosphäre übergeleitet werden, was in vollendeter Weise durch die Herbeiführung eines Luftwirbels am hinteren Ende des Auspuffkanal erreicht wird. Damit wird zugleich der insbesondere für Kriegsfahrzeuge sehr erwünschte Vorteil erzielt, daß keine Funken aus dem Auspuffkanal, austreten können.ίο On the other hand, it is with the new silencer neither intended nor desired to make the exhaust gases explode, on the contrary should the exhaust gases be passed into the atmosphere without an explosion, what in a perfect way by creating a vortex of air at the rear end of the Exhaust duct is reached. This also becomes the one especially for war vehicles A very desirable advantage achieved that no sparks escape from the exhaust duct can.

Den letztgenannten Vorzug besitzt schon ein vorbekannter Schalldämpfer, bei dem die Abgase aus einer inneren Kammer durch eine Stahlwollschicht hindurch in einen von Frischluft durchströmten ringförmigen Kanal gesaugt werden. Bei einem derartig gebauten Schalldämpfer ist aber ein stau- und rückdruckfreier Abzug der Verbrennungsgase nicht möglich, zumal die in der Stahlwollschicht sich festsetzenden Ruß- und Ölteilchen dem Durchströmen der Abgase bald größte Schwierigkeiten bereiten werden.The last-mentioned advantage already has a previously known muffler in which the Exhaust gases from an inner chamber through a steel wool layer into one of Fresh air can be sucked through the ring-shaped channel. With a built like this But the silencer is free of back pressure and back pressure It is not possible to extract the combustion gases, especially those in the steel wool layer settling soot and oil particles soon become the largest in the exhaust gas flow Will cause difficulties.

Bei dem neuen Schalldämpfer können die Luftrohre entweder in die Innenauskleidung eingebettet oder an der Außenseite des äußeren Metallmantels angeordnet sein. In jedem Falle empfiehlt es sich, Vorsorge dafür zu treffen, daß die in den Luftrohren strömende Frischluft die erwünschte Kühlwirkung auf die Innenauskleidung ausüben kann.With the new silencer, the air pipes can either be inserted into the inner lining embedded or arranged on the outside of the outer metal jacket. In each Case, it is advisable to take precautions that the flowing in the air ducts Fresh air can exert the desired cooling effect on the inner lining.

Auf der Zeichnung ist die Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt, und zwar zeigenIn the drawing, the invention is shown in several exemplary embodiments, namely show

Fig. ι einen Längsschnitt durch den Schalldämpfer, Fig. Ι a longitudinal section through the muffler,

Fig. 2 eine Stirnansicht der in Fig. 1 linken Seite,FIG. 2 is an end view of the left-hand side in FIG. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt nach der Linie A-A 5.0 in Fig. i,Fig. 3 shows a cross section along the line AA 5.0 in Fig. I,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch den Schalldämpfer in abgeänderter Ausführungsform,4 shows a longitudinal section through the muffler in a modified embodiment,

Fig. 5 eine Stirnansicht der in Fig. 4 linken Seite,FIG. 5 is an end view of the left-hand side in FIG. 4,

Fig. 6 ein abgeändertes drittes Ausführungsbeispiel des Schalldämpfers im Längsschnitt nach der Linie B-B in Fig. 7 undFig. 6 shows a modified third embodiment of the muffler in longitudinal section along the line BB in Fig. 7 and

Fig. 7 einen Querschnitt nach der Linie C-C in Fig. 6.FIG. 7 shows a cross section along the line CC in FIG. 6.

In den gezeichneten Beispielen bezeichnen α¹ und ar zwei Rohrstutzen, von denen der Stutzen α¹ an das Auspuffrohr des Motors und der Stutzen or an den ins Freie ausmündenden letzten Teil der Auspuffrohrleitung 'angeschlossen wird, sofern hinter dem Schall-'"dämpfer ein solcher Rohrleitungsabschnitt •noch vorhanden ist. Die Rohrstutzen ar, ar sitzen an den beiderseitigen Stirnwänden b¹, b² eines Metallmantels c und tragen gemeinsam ein innerhalb des Zylindermantels c konzentrisch zu letzterem angeordnetes Siebrohr d, dessen freier Innenraum den Auspuffkanal / bildet. Der zwischen dem Siebrohr ei und dem äußeren Mantel c bestehende Ringraum, der, wie aus der Zeichnung ersichtlich, im Vergleich zur Dicke des Blechmantels c eine erhebliche Stärke aufweist, ist mit schalldämpfendem, hitzebeständigem Stoff, z. B. Asbest, Stahlwolle o. dgl., ausgefüllt. Als recht wohlfeiles und für diesen Zweck besonders geeignetes Material hat sich auch Baumwollschlacke erwiesen, welche für sich allein oder in Verbindung mit Asbest verwendet werden kann. Die Innenausfütterung h des Auspuffrohres kommt durch die Durchbrechungen des Siebrohres d, welches in den Beispielen nach Fig. 1 und 4 aus einem perforierten Rohr und im Beispiel gemäß Fig. 6 aus einer Drahtgaze besteht, mit den Auspuffgasen unmittelbar in Berührung und kann ihre schalldämpfende Wirkung voll ausüben, während andererseits durch das Siebrohr d eine ausreichende Haltbarkeit der Innenauskleidung A sichergestellt ist.In the examples shown, α ¹ and ar denote two pipe sockets, of which the socket α ^{1 is connected} to the exhaust pipe of the engine and the socket or to the last part of the exhaust pipe opening into the open air, provided there is one behind the sound absorber pipeline section • is still present. the pipe sockets ar, ar sit at the both side end walls b ^1, b ² c of a metal shell, and are jointly received within the cylinder jacket c concentric with the latter arranged strainer tube d, the free interior space / constituting the exhaust channel. the between the Siebrohr ei and the outer jacket c existing annulus, which, as can be seen from the drawing, has a considerable thickness compared to the thickness of the sheet metal jacket c , is filled with sound-absorbing, heat-resistant material, e.g. asbestos, steel wool or the like Cotton slag, which on its own, has also proven to be quite cheap and particularly suitable for this purpose or can be used in conjunction with asbestos. The inner lining h of the exhaust pipe comes into direct contact with the exhaust gases through the openings in the sieve pipe d, which in the examples according to FIGS. 1 and 4 consists of a perforated pipe and in the example according to FIG fully exercise, while on the other hand, sufficient durability of the inner lining A is ensured by the sieve tube d.

Der an sich bekannte, vorbeschriebene Schalldämpfer ist erfindungsgemäß mit zusätzlichen Luftrohren i ausgestattet, welche der Innenauskleidung H Kühlluft zuleiten, in der Hauptsache aber die erstrebte Schalldämpfung dadurch fördern, daß sie im Auspuffkanal/ Luftwirbel erzeugen, die gewissermaßen einen Puffer für die durch den Hauptkanal austretenden Abgase bilden. Durch diesen Puffer werden die das starke Auspuffgeräusch verursachenden Schallwellen gedämpft und .die Auspuffgase entspannt, ehe sie in die Atmosphäre entweichen. Auf diese Weise kommt ohne jede Drosselung der Auspuffgase eine überraschend gute Schalldämpfung zustande.The previously described silencer, known per se , is equipped according to the invention with additional air pipes i, which supply the inner lining H with cooling air, but mainly promote the desired sound attenuation in that they generate air vortices in the exhaust duct, which in a way act as a buffer for those exiting through the main duct Form exhaust gases. This buffer dampens the sound waves causing the strong exhaust noise and relaxes the exhaust gases before they escape into the atmosphere. In this way, surprisingly good soundproofing is achieved without any throttling of the exhaust gases.

Im ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. ι bis 3 der Zeichnung sind zwei Luftrohre i vorgesehen, welche in die Innenauskleidung h eingebettet sind. Sie verlaufen parallel zum Siebrohr d und sind mit ihren in der Fahrtrichtung vorn liegenden Mündungen an der benachbarten, entsprechend ausgeschnittenen Stirnwand b¹ des Metallgehäuses c, b¹, b- befestigt, beispielsweise angeschweißt. Zwecks eines guten Auffangens der Frischluft sind die Eintrittsmündungen i¹ trichterartig erweitert. Mit ihren gekrümmt auslaufendenIn the first embodiment according to FIGS. 1 to 3 of the drawing, two air pipes i are provided which are embedded in the inner lining h. They run parallel to the sieve tube d and are fastened, for example welded, to the adjacent, correspondingly cut-out end wall b ^{1 of} the metal housing c, b ¹ , b with their mouths located at the front in the direction of travel. For the purpose of good collection of the fresh air, the inlet openings i ^{1 are} widened like a funnel. With their curved tapering

rückwärtigen Enden i~ münden die Luftröhre i in den Hauptkanal f ein, wobei die gekrümmten rückwärtigen Rohrenden i- entweder, wie gezeichnet, mit dem Siebrohr d oder mit dem entsprechend nach innen verlängerten Stutzen ar verbunden sind. Auf einem mittleren Abschnitt weisen die Luftrohre■%■ eine Reihe von auf den ganzen Rohrumfang verteilten, seitlichen Durchtrittslöchern k auf, durch i ~ rear ends open the trachea i in the main channel f, where the curved rear pipe ends i- either as drawn, d with the strainer tube or ar connected with the correspondingly extended inwardly nozzle. On a central portion of the air tubes ■ ■% have a series of on the entire circumference of the pipe distributed, lateral passage holes k on, by

ίο welche ein Teil der zuströmenden Frischluft unmittelbar an die Innenausfütterung h herangeführt wird, so daß an den besonders erhitzten Stellen des Auspuffrohres eine verbesserte Kühlung erzielt wird. Vor den vorn offenen, wie erwähnt, trichterförmig gestalteten Eintrittsmündungen i¹ der Luftrohre i ist ein Sieb m angeordnet, welches gröberen Schmutzgegenständen den Eintritt in die Rohre verwehrt. Das ringscheibenförmige· Sieb m ist zwischen dem gegenüber der Stirnwand ein wenig vorstehenden vorderen Ende des Metallzylinders c und dem Anschlußstutzen a¹ befestigt.ίο which part of the incoming fresh air is brought directly to the inner lining h , so that improved cooling is achieved at the particularly heated points of the exhaust pipe. In front of the inlet mouths i ^{1 of} the air pipes i , which are open at the front and are funnel-shaped as mentioned, a sieve m is arranged, which prevents coarser dirt objects from entering the pipes. The annular disk-shaped sieve m is fastened between the front end of the metal cylinder c , which protrudes slightly from the end wall, and the connecting piece a ^1.

Gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel besitzt der in Fig. 4 und 5 dargestellte Schalldämpfer die Besonderheit, daß vier Luftröhre i vorgesehen und letztere an der Außenfläche des Zylindermantels c angeordnet sind. Die gekrümmt auslaufenden rückwärtigen Rohrenden i² sind dabei außerhalb des Zylindermantels c an einem freiliegenden Teil des Stutzens ar angeschlossen. Die Rohre i besitzen auf einem mittleren Abschnitt eine Mehrzahl von in einer Reihe angeordneten Durchtrittslöchern k, und der Metallmantel c ist im Bereich dieser Löcher k mit einem schlitzförmigen Ausschnitt η versehen, so daß auch hier Frischluft unmittelbar an die Isolationsschicht h herankommt. Auf ein Sieb vor den erweiterten Eintrittsmündungen i¹ ist bei diesem Beispiel verzichtet.Compared to the first embodiment, the silencer shown in Fig. 4 and 5 has the special feature that four air tubes i are provided and the latter are arranged on the outer surface of the cylinder jacket c . The curved tapering rear pipe ends i ² are connected outside of the cylinder jacket c to an exposed part of the connecting piece ar . The tubes i have a plurality of through holes k arranged in a row on a central section , and the metal jacket c is provided with a slot-shaped cutout η in the area of these holes k, so that here too fresh air comes directly to the insulation layer h . In this example, there is no sieve in front of the enlarged inlet mouths i ^1.

Der Schalldämpfer nach Fig. 6 und 7 besitzt drei jeweils um 120⁰ gegeneinander versetzte Luftrohre i, die aber nicht wie beim ersten Beispiel unmittelbar in den Hauptkanal / übergehen, sondern geradlinig durch die rückwärtige Stirnwand b~ hindurchgeführt sind und ein Stück über diese Wand hinausragen. Auf diese frei vorstehenden Rohrenden sind Krümmer 0 aufgeschoben, welche an einem gemeinsamen mittleren Rohr p sitzen. Letzteres dient als Verbindungsstück zwischen dem Austrittsstutzen α² des Schalldämpfers und die daran angeschlossene Abgasleitung g. Ein derartiges, mit Anschlußkrümmern 0 ausgestattetes Verbindungsrohr ρ ermöglicht einen sehr einfachen, leicht auszuführenden Einbau des neuen Schalldämpfers in die Auspuffleitung.The muffler according to Fig. 6 and 7 has three by 120 ⁰ staggered air tubes i, although not as the first example immediately / merge into the main channel, but a straight line through the rear end wall b ~ are guided and extend a piece of this wall . Elbows 0 , which sit on a common central pipe p, are pushed onto these freely projecting pipe ends. The latter serves as a connecting piece between the outlet nozzle α ^{2 of} the muffler and the exhaust pipe g connected to it. Such a connecting pipe ρ equipped with connection elbows 0 enables the new silencer to be installed very simply and easily in the exhaust line.

In den übrigen Teilen entspricht der in Fig. 6 und 7 gezeigte Schalldämpfer im wesentlichen dem " vorbeschriebenen ersten Ausführungsbeispiel.In the remaining parts of the muffler shown in Fig. 6 and 7 corresponds to essentially to the "first embodiment described above.

Natürlich ist die Erfindung nicht auf die dargestellten Beispiele beschränkt, vielmehr sind gegenüber den gezeichneten Beispielen noch mancherlei Abänderungen sowie andere Ausführungen möglich, ohne daß dadurch vom- Wesen der Erfindung abgewichen würde. Die Anzahl der Luftrohre kann beliebig "gewählt werden. Auch ist eine geradlinige Anordnung der Luftröhre nicht unbedingt erforderlich. Of course, the invention is not limited to the examples shown, but rather there are still many changes and others compared to the examples shown Executions possible without deviating from the essence of the invention. The number of air pipes can be selected as desired. It is also a straight line arrangement the trachea is not absolutely necessary.

Claims

Patent claims:

1. Silencer for internal combustion engines, in which the exhaust gases through one with no major changes in cross-section over its entire length, straight exhaust duct on one made of heat-resistant, sound-absorbing Substances existing and arranged on a sieve tube inside the outer metal jacket inner lining are derived along back pressure-free, characterized in that the arranged by along the exhaust duct, in the direction of travel open to the front and curved at their ends into the exhaust duct Incoming air pipes (£) Incoming fresh air in the exhaust duct an air vortex forms behind the sound-absorbing section.

2. Silencer according to claim 1, characterized in that the air pipes

(i) embedded in the inner lining (K) and connected with their inlet openings (i ^l ) to the correspondingly cut-out end wall (& ¹ ) of the metal housing (c, b ¹ , b ~) surrounding the inner lining.

3. Silencer according to claim 1, characterized in that the tubes (i) on the outside of the inner lining i ° 5 extension (K) enveloping metal housing (c) are arranged.

4. Silencer according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the pipes (i) at their contact surfaces "" with the inner lining (K) over their entire length or over only a section, in the latter case expediently on a middle Are provided with lateral through-holes (k) for the H5 air.

'

5. Silencer according to claim 3 and 4, characterized in that the metal jacket (c) is cut out in the region of the through holes (i at n) provided on the tubes (t) .

6. Silencer according to claim 1, there-

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characterized in that the straight rear ends of the tubes (i ) ^{protrude beyond the front wall (i> 2} ) of the metal housing (c, b ¹ , b ^s ) which is at the rear in the direction of travel and open into a bend (o) that is pushed in or on which run out into a central pipe (p) which connects the rear connection piece (ß ² ) of the exhaust pipe with the exhaust pipe (g).

For this purpose ι sheet of drawings