DE6608356U - Abgasanlage mit schalldaempfer. - Google Patents

Description

WALKER MANUFACTURING COMPANY, 1201,Michigan Boulevard, Racine, Wisconsin, USA

Kombinierte Abgasleitung und Schalldämpfer

Die Neuerung betrifft die Handhabung von Abgasen, und insbesondere eine Kombination aus sinein Äbgasrohr und -Sch?."». 1dämpfer, d±ä für die Anwendung bei einem Abgassystem für moderne Kraftfahrzeuge niedriger Silhouette geeignet ist, bei dem relativ wenig Raum für die herkömmlichen Auspufftopfe zur Verfügung steht.

Neuerungsgemäss wird ein kombiniertes Rohr und Schalldämpfer in Vorschlag gebracht, die geringen Durchmesser und erhebliche Länge aufweisen, und die leicht gebogen werden können, um so in Stellen eingepaßt zu werden, die für dieselben auf dem Chassis moderner Kraftfahrzeuge zur Verfügung stehen.

Die Neuerung wird im folgenden beispielsweise unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert:

Fig. 1 zeigt schematisch, teilweise weggebrochen, ein neuerungsgemässes Abgassystem.

Fig. 2 ist ein Schnitt längs der Linie 2-2 der Fig. 1

In der Figur 1 ist schematisch ein Verbrennungsmotor 1 wiedergegeben, der mit einem Auspuffsammler 3 verbunden ist. Der letztere gibt die Abgase an das Abgasrohr 5 ab. Es ist ein kombiniertes Abgasrohr und Schalldämpfer 7 nach der Neuerung mit einem Flansch 9 an dessen Einlaßende versehen und hiermit an dem Auslaßende des Rohrs 5 befestigt, so daß in denselben die Abgase von dem Rohr 5 aufgenommen werden.

Die Leitung weist eine !lange äußere Umkleidung oder Rohr 11 auf, * die aus einem oder mehreren Schichten bestehen und mit Keramik überzogen sein kann. Das Einlaßende ist zwecks Ausbilden des Halses 9 verjüngt, und das Auslaßende kann in ähnlicher Weise zwecks Ausbilden des Auslaßhalses 13 verjüngt sein. Es wird in Betracht gezogen, daß die Einheit 7 eine Reihe Meter lang sein kann, sowie ausreichende Länge besitzt, um sich von dem Motor 1 in dem Vorderteil des Fahrzeugs bis zu einer Stelle benachbart zu der hinteren Stoßstange des Fahrzeugs *erstrecken, wo der Hals 13 für das Heraus -führen der Abgase angeordnet ist. Es ist bevorzugt, daß das Rohr 11 einen Außendurchmesser von etwa 7,5 cm besitzt und vermittels Asifsades sin^r geeigneten Ausrüstung gebogen werden kann- so daß dasselbe in der zur Zeit üblichen Weise so verformt werden kann, daß es in den Raum eingepaßt wird, der hierfür bei den in Betracht gezogenen Kraftfahrzeugen zur Verfügung steht.

Im linieren des Rohrs 11 ist eine geeignete Schalldämpfungsanordnung vorgesehen, die individuell zum Dämpfen der verschiedenen Motoren angepaßt wird, die mit der erfindungsgemäßen Kombination versehen werden. Für optimale Abstimmung und Schalldämpfung ist es wahrscheinlich, daß sich der schalldämpfende Aufbau von dem einen zu dem anderen Motor etwas ändert, obgleich die prinzipiell* Ausfuhrungsform die gleiche bleibt, und dies trifft auch auf den eigentlichen schalldämpfenden Aufbau zu. Die wesentlichen Änderungen sind gewöhnlich Abänderungen in der Große, Form, Anzahl oder Anordnung der einzelnen Komponenten. Der schalldämpfende Aufbau

* zu - 3 -

ist dergestalt, daß die Einheit 7 gebogen, flachgemacht oder aus der runden Form heraus verformt werden kann, und zwar nachdem die Einheit mit Vorliegen aller Bauelemente im Inneren der- :' selben vollständig zusammengebaut worden ist,

] Der schalldämpfende Aufbau im Inneren der Leitung 7 weist vor-

\ zugsweise drei verschiedene Komponenten auf, und zwar Resonanz-

I kammern mit Abstimmrohren, Expansionskammern und Hochfrequenz-

v kammern. Dieselben können an den entsprechenden längsseitigen

Stellen in der Leitung 7 unter Berücksichtigung der auftreten-

; den Frequenzen und spezieller Probleme angeordnet werden, die

: sich durch das Biegen der Anordnung an besonderen Stellen erge-

j ben, wo innere Bauelemente vorliegen.

Zur Erläuterung des gegebenenfalls Anwendung findenden schalldämpfenden Aufbaues wird darauf verwiesen, daß ein eine Resonanzkaaimer bildendes Bauteil 15 vorgesehen ist, das ein Rohr mit einem*Punktverschweißen bei "x" mit dem Gehäuse 7 verbunden ist. Die Hauptlänge 19 des Bauteils 15 weist einen verringerten Durchmesser auf, um so einen inneren Kanal 21 (vorzugsweise mit dem gleichen Innendurchmesser, wie das Rohr 5) und eine ringforsigs äußere Resonanzkammer 23 zwischen dem Abschnitt 19 und der Wand 11 zu ergeben. Das andere Ende des Bauteils 15 ist bei 25 verbreitert und weist ausreichende Länge auf, um einen ringförmigen Abstimmhals 27 zwischen dem Abschnitt 25 und der Wand 11 su ergeben, der den einzigen Einlaß und Auslaß der Kammer 23 darstellt, . Gegebenenfalls können Vorsprünge oder Faltstellen 29 ausgebildet \ sein, die sich von dem Flansch 25 aus nach außen erstrecken und

' in die Innenseite des Rohrs 11 eingepaßt sind. Dieselben ergeben

j eine weitere Abstützung für das Bauteil 15. Das Bauteil 15 ist

] jedoch starr an der Wand 11 lediglich an dem einen Ende 17 be-

1 festigt. Die Länge der Kammer 23 ist so ausgewählt, daß das ge-

' wünschte Kammervolumen erhalten wird. Die Länge und die Fläche

\ des Abstimmhalters 27 werden zusammen mit dem Volumen der Kammer

j 23 so ausgewählt, daß dieselben die gewünschte Frequenz schwa-

I chen. Die Einheit 15 ist so angeordnet gezeigt, daß der Äbstinm-

i * vergrößerten Durchmesser 17 an einem Ende aufweist, das

^; ' vermittels - *(· -

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aäls 27 in Richtung auf das Sinlaßende angeordnet ist. Eine ähnliche Einheit 31 ist ebenfalls angeordnet, die Jedoch in der umgekehrten Richtung angeordnet ist, so daß deren Abstimmhals in Richtung auf das Auslaßende vorliegt. Es können bekannte Grundsätze für den Bau akustischer Vorrichtungen für die Anordnung der Vorrichtungen 15 und 31 an den optimalen Steller und der optimalen Rich*?tung längs der Einheit 7 angewandtwerden. Aufgrund deren einziger Endverbindung mit der Umkleidung 11 ist es möglich, die Einheit 7 selbst an Stellen zu biegen, wo die Resonanzkammereinheiten 15 angeordnet sind.

Sowohl in Richtung auf das Auslaß- als auch das Einlaßende benachbart zu der Vorrichtung 15 sind Expansionskammern 33 angeordnet, die im Inneren der Umkleidung 11 hohle Räume aufweisen. Die sich durch die Einheiten 15 und 31 und die Expansionskammern 33 ergebenden Resonanzkammern dämpfen die niedrigen Frequenzen und können Kammern hohen Durchlasses genannt werden. Um die hohen Frequenzen zu schwächen, sind Kammereinheiten 35 vorgesehen, die Vorrichtungen gelangen Durchlasses darstellen.

Die Einheit 35 weist ein ringförmiges Bauteil auf, das einen Umfangsflansch 37 an dessen Einlaßende und einen weiteren Flansch 39 an dessen Auslaßende aufweist. Nur eines der Enden 37 and 39 ist mit der Umkleidung 11 punktverschweißt, wobei in diesem Fall das Ende 37 punktverschweißt ist. Zwischenabschnitte des Bauteils 35 weisen vergrößerten Durchmesser unter Inberührungstehen mit der Umkleidung auf, wie es durch die Bezugszeichen 41 und 43 gezeigt ist. Die Abschnitte 37, 39, 41 und 43 begrenzen zwischen sich und der Wand 11 drei oder mehr Kammern 45, 47 und 49. Die Innendurchmesser dieser Kammern ergeben sich durch die durchlöcherten Rohrabschnitte 51, 53 und 55, die vorzugsweise den gleichen Durchmesser wie der Abschnitt 21 und das Abgasrohr 5 aufweisen. Jede der Kammern 45, 47 und 49 vreist vorzugsweise etwa die gleiche Länge wie der Durchmesser der Umkleidung 11 auf, d.h. etwa 7,5 cm.

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Bis Öffnungen in den Rohrabseimitten 51· 53 und 55 können einfache Durchlöcherungen sein, die in der Umkleidung ausgebildet sind oder es kann sich um Schallöcher handeln, wie sie oftmals in den schalldämpfenden Kammern von Auspufftöpfen angewandt werden. Die Kammern 45, 47 und 49 schwächen in bekannter Weise die hohen Frequenzen in den Abgasen.

Obgleich die einzelne Anordnung der Bauelemente auf die speziellen Anwendungsgebiete angepaßt werden kann, ist doch im allgemeinen die Anordnung der schalldämpfenden Bauelemente in der hier gezeigten Weise bevorzugt (d.h. Expansionskannüern 33, Resonanzkammereinheit 15 und Kammereinheit 35). Dies bedeutet, daß sich an die Expansionskammer die P ^sonanzkammer und sodann eine Expansionskammer und daran eine schalldämpfende Kammer, sodann eine Expansionskammer, Resonanzkammer usw. anschließen. Vorzugsweise endet die Einheit 7 an dem Auslaßende in einer schalldämpfenden Kammereinheit 35» um so an dem äußeren Ende der Leitung 7 die hohen Frequenzen zu entfernen. Die hier angegebenen schalldämpfenden Komponenten weisen die Fähigkeit die hohen Frequenzen an dem äußersten Ende des Ladungssystems 7 zu entfernen. Die hier gezeigten schalldämpfenden Komponenten besitzen die Fähigkeit sowohl hohe als auch niedrige Frequenzen zu entfernen. Eine geeignete Abwandlung der Einheiten 15 und 31 ermöglicht es sogar, selbst die sehr tiefen Töne und Frequenzen auszuschalten, die man gelegentlich bei modernen Kraftfahrzeugen feststellt. Die Expansionskammer 33 neigt dazu die mäßig niedrigen und mittleren Frequenzen auszuschließen, während natürlich die Kammern 35 die höheren Frequenzen und den rauhen Ton wegnehmen.

Die Gase können geradlinige durch die Einheit ohne irgendeine Behinderung fließen. Da die Kanäle 21, 51 usw. praktisch die gleiche Größe wie das Einlaßrohr 5 und der Auslaß 13 besitzen, liegt ein absolutes Minimum eines Rückdruckes vor. Da die Einheiten 15 und 35 an der Umkleidung 11 nur an einem Ende befestigt sind, kann die Einheit weiterhin gebogen werden, nachdem dieselbe

vollständig ausgebildet und zusammengebaut ist, so daß dieselbe! an die speziellen Formen angepaßt werden kann, die sich für die Anordnung an einem speziellen Kraftfahrzeug ergeben, auf das die Einheit 7 abgestimmt ist. Wie weiter oben angegeben, kann die gesamte Einheit mit Keramik überzogen sein, und dies kann durch ein Eintauchen nach dem Zusammenbau der Einheit geschehen. In diesem Fall sind die verschiedenen radialen Unterteilungen mit geeigneten Abflußrohren benachbart zu der Wand 11 versehen, so daß die Dämpfe und FlüssigKeit während des Eintauchens in die keramische Masse in die Einheit 7 hereinfliessen und wieder abfließen können.

- Schutzansprüche — 7 —

Claims (6)

Schutzansprüche

1. Kombinierte Abgasleitung und Schalldämpfer mit einem äußeren Rohr mit praktisch einheitlichem und kleinem Durchmesser von dem einen zu dem anderen Ende, das ausreichende Länge besitzt, um sich von dem Motor bis zu dem hinteren Ende eines Kraftfahrzeuges zu erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl ringförmiger, länglicher, schalldämpfender Komponenten (15, 31, 35) über die Länge des äußeren Rohrs (11) angeordnet ist und sowohl Gasdurchlässe (21, 51, 53, 55) und schalldämpfende Kammern (23, 45, 47, 49) im Inneren des äußeren Rohra (11} bilden.

2. Abgasleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schalldämpfenden Komponenten (15, 31, 35) Teile kleineren Durchmessers als das äußere Rohr aufweisen, die daa äußere Rohr (11) begrenzen, die Kammern (2?, 45» 47, 49) und die innere Seite der Komponententeile Gasdurchtritte (21, 51, 53, 55) bilden, die Kammern (23, 45, 47, 49) in Verbindung mit dem Gas stehen, das durch die Durchlässe (21, 51, 53, 55) hindurchtritt und eineschall dämpfende Anordnung für Geräusche in dem Gas darstellen.

3. Abgasleitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die schalldämpfenden Komponenten im Inneren des äußeren Rohrs (11) sowohl Einheiten hohen Durchlasses als auch geringen Durchlasses darstellen, die Einheiten, röhrenförmige Bauteile (15, 31 35) aufweisen, die verjüngte Abschnitte besitzen, welche mit dem äußeren Rohr (11) so zusammenwirken, daß sich schalldämpfende Kammern (23, 33, 45, 47, 49) ergeben, und eine Befestigungsanordnung die röhrenförmigen Bauteile (15, 31, 35) lediglich an einem Ende an der Wand des Rohrs befestigen, so daß das Rohr (11) unter Vorliegen der schalldämpfenden röhrenförmigen Bauteile (15, 31, 35) im Inneren desselben gebogen werden kann.

4« Abgasleitung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein röhrenförmiges Bauteil (15, 31) hohen Durchlasses an dem äußeren Rohr (11) befestigt ist, und der verjüngte Durchmesser an dem anderen Ende einen Abstimmkanal (27) alt dem äußeren Rohr (11) bildet, die innere Seite des röhrenförmigen Bauteils (15, 31) zwischen den zwei Enden einen Durchlaß (21) für das Gas aufweist, und die äußere Seite mit dem Rohr (11) eine Resonanzkammer (23) bildet, und wenigstens ein röhrenförmiges Bauteil (35) ein verbreitertes Ende (37) aufweist, das an dem äußeren Rohr (11) befestigt ist, sowie zusätzliche Vergrößerungen (39, 41, 43) gleitbar bezüglich des äiußeren Rohrs (11) angefaßt sind, das innere Teil (51, 53, 55) des röhrenförmigen Bauteils (35) durchlöchert ist und mit den Vergrößerungen (37, 39, 41, 43) und dem äußeren Rohr (11) eine Vielzahl an Kammern (45, 47, 49) für das Schwächen hoher Frequenzen bildet.

5. Abgasleitung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Rohr (11) einen Durchmesser von 7,6 cm aufweist, das Rohr (11) an einem Ende einen Einlaß und an dem anderen Ende einen Auslaß besitzt, und eine Vielzahl röhrenförmiger Bauteile (15, 31) hohen Durchlasses im Inneren des äußeren Rohrs (11) vorliegt, und jedes derselben mit dem vergrößerten Ende im Inneren der Wand des äußeren Rohrs (11) eingepaßt und hiermit punktverschweißt ist, jedes röhrenförmige Bauteil (15, 31) hohen Durchlasses mit einem Hauptteil seiner Länge einen verjüngten Durchmesser aufweist, so daß der Gasdurchlaß (21) angenähert den gleichen Durchmesser wie denjenigen des äußeren Rohreinlasses (9) aufweist.

6. Abgasleitung nach Ansprucü 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das abstimmende Durchlesende jedes röhrenförmigen Bauteils (15, 31) hohen Durchlasses Vorsprünge (29) aufweist, die gleit-

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bar gegen die innere Wand des äußeren Rohrs (11) angepaßt sind, um so eine Abstützung ein einer radialen oder seitlichen Richtung für die röhrenförmigen Bauteile (15, 31) zu ergeben.

Die Patentanwälte

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A6 Nr. 60/70 {§46 gat AO)