EP0708881B1 - Schalldämpfer für verbrennungsmotor, insbesondere einzylinder-dieselmotor - Google Patents

Schalldämpfer für verbrennungsmotor, insbesondere einzylinder-dieselmotor Download PDF

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EP0708881B1
EP0708881B1 EP94918499A EP94918499A EP0708881B1 EP 0708881 B1 EP0708881 B1 EP 0708881B1 EP 94918499 A EP94918499 A EP 94918499A EP 94918499 A EP94918499 A EP 94918499A EP 0708881 B1 EP0708881 B1 EP 0708881B1
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baffle plate
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leaf spring
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
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    • F01N1/16—Silencing apparatus characterised by method of silencing by using movable parts
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
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    • F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2201/00—Metals
    • F05C2201/02—Light metals
    • F05C2201/021—Aluminium

Definitions

  • the invention relates to a muffler for an internal combustion engine, in particular a single-cylinder diesel engine, with a muffler housing which has an inlet opening for the exhaust gas on the cylinder head and an outlet opening which is assigned a resilient cover arranged on the outside of the muffler housing.
  • Such mufflers are usually chambered and have internals in the form of perforated plates, resonators, linings made of sound absorbing material or the like.
  • the present invention is based on the object of a particularly simple silencer for small diesel engines to create, which can be produced at correspondingly low costs, but is at least equivalent in effectiveness to the known solution.
  • this object is achieved on a generic muffler in that the cover is designed as a baffle plate which is mounted in a swinging manner by means of a spring, so that the baffle plate is kept floating with respect to the outlet opening at a short distance therefrom and that the spring is designed as a leaf spring the free end of which is attached to the baffle plate, and the other end of which is connected to the silencer housing at a distance from the outlet opening.
  • a muffler housing cast without partitions can be manufactured particularly cheaply compared to mufflers made of welded sheet steel; Instead of complex installations in the silencer housing, only a stowage plate is attached in front of the outlet opening.
  • a significant influencing variable for the vibration of the baffle plate is the dimensioning of the leaf spring, to the free end of which the baffle plate is attached, so that it can be kept in vibration just in front of the outlet opening. So it does not rest on the collar of the outlet opening, but hovers at a short distance above it.
  • the leaf spring can also be supported by means of an adjusting screw which is supported in relation to the muffler housing, the effect of which on the leaf spring oscillation being crucially dependent on the place of support and on its adjustment path.
  • the silencer according to the invention consists of only a few components.
  • the silencer housing is advantageously cast as a one-piece housing made of aluminum, preferably with a sand core.
  • the leaf spring with the baffle plate is screwed onto the muffler housing from the outside; Otherwise, the leaf spring carries only a few components, namely the baffle plate and possibly a swing weight, which, however, is further simplified by the or Rivet heads can be formed, with which the storage plate is attached to the leaf spring.
  • Fig. 1 shows a section of the silencer housing 1 made of cast aluminum with an outlet opening 2 for the exhaust gas.
  • the outlet opening 2 is preferably provided in the top of the muffler housing. It is limited by a projecting collar 3, which is surrounded by a collar-shaped projection 4 at a short distance. The projection 4 projects beyond the collar 3, so that a baffle plate 5 covering the outlet opening 2 is arranged essentially within the projection 4. It is connected by means of a rivet 6 to a leaf spring 7 which is cranked upwards above the projection 4 and screwed to the housing at its other end is.
  • the storage plate 5 is arranged just above the collar 3; it is excited to oscillate by the pulsating exhaust gases in the area of the outlet opening 2.
  • the vibration system consisting of the stowage plate 5, rivet 6 and leaf spring 7 is designed in such a way that the stowage plate vibrates under the action of the pulsating exhaust gases, but without touching the collar 3. It is expedient to coordinate the above-mentioned vibration system with the exhaust gas frequency at the nominal engine speed.
  • the top view according to FIG. 2 shows that the leaf spring has a widening 8 at its fastening end, through which two fastening screws 9 are screwed into the muffler housing.
  • the collar-shaped projection 4 forms a flange with two threaded bores 10; the latter are only provided in the event that 5 different types of exhaust gas compensators are to be attached over the outlet opening instead of a baffle plate.
  • an adjusting screw is indicated, which sits in a threaded bore of the housing 1 and can be clamped against the leaf spring 7 from below. In this way it is possible to influence the natural vibration of the vibration system explained above.

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Abstract

Ein Schalldämpfer für einen Einzylinder-Dieselmotor besitzt ein Schalldämpfergehäuse mit einer zylinderkopfseitigen Eintrittsöffnung für das Abgas und einer Austrittsöffnung (2), welcher eine schwingend gelagerte Stauplatte (5) zugeordnet ist, deren Fläche mindestens dem Querschnitt der Austrittsöffnung (2) entspricht. Die Stauplatte (5) ist am freien Ende einer Blattfeder befestigt, deren anderes Ende mit dem Schalldämpfergehäuse (1) verbunden ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Schalldämpfer für einen Verbrennungsmotor, insbesondere Einzylinder-Dieselmotor, mit einem Schalldämpfergehäuse, welches eine zylinderkopfseitige Eintrittsöffnung für das Abgas und eine Austrittsöffnung aufweist, welcher eine federnde, auf der Außenseite des Schalldämpfergehäuses angeordnete Abdeckung zugeordnet ist.
  • Derartige Schalldämpfer sind in der Regel gekammert und besitzen Einbauten in Form von Lochblechen, Resonatoren, Auskleidungen aus Schallschluckstoff oder dgl.
  • Bei einem aus der deutschen Offenlegungsschrift 14 76 582 bekannten Schalldämpfer der eingangs genannten Art mit einem geteilten Schalldämpfergehäuse ist der Austrittsöffnung eine federnde Abdeckung zugeordnet. Dabei handelt es sich um eine dünne, blattförmige Zunge mit möglichst geringer Steifheit, so daß deren Auslenkung durch einen starren, entsprechend der voll ausgelenkten Form der Zunge vorgeformten Anschlag begrenzt werden muß.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen besonders einfach aufgebauten Schalldämpfer für Kleindieselmotoren zu schaffen, der mit entsprechend niedrigen Kosten hergestellt werden kann, aber in seiner Wirksamkeit der bekannten Lösung zumindest gleichwertig ist.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe an einem gattungsgemäßen Schalldämpfer dadurch gelöst, daß die Abdeckung als eine mittels einer Feder schwingend gelagerte Stauplatte ausgebildet ist, so daß die Stauplatte bezüglich der Austrittsöffnung mit geringem Abstand von dieser schwebend gehalten ist und daß die Feder als Blattfeder ausgebildet ist, an derem freien Ende die Stauplatte befestigt ist, und deren anderes Ende in einer Entfernung von der Austrittsöffnung mit dem Schalldämpfergehäuse verbunden ist.
  • Hierbei kommt es entscheidend darauf an, daß niedrige Herstellungskosten sowohl auf seiten des Schalldämpfergehäuses, als auch auf seiten der für die unmittelbare Dämpfungswirkung verantwortlichen Lösungsmerkmale erzielt werden. Ein ohne Zwischenwände gegossenes Schalldämpfergehäuse kann besonders billig hergestellt werden, verglichen mit Schalldämpfern aus geschweißtem Stahlblech; statt aufwendiger Einbauten im Schalldämpfergehäuse ist vor der Austrittsöffnung lediglich eine Stauplatte angebracht.
  • Diese läßt sich durch geeignete Wahl ihrer Stärke bzw. durch zusätzliche Anbringung einer Schwungmasse leicht mit der Abgasschwingung z. B. bei Nenndrehzahl abstimmen. Außerdem ist eine maßgebliche Einflußgröße für die Schwingung der Stauplatte die Dimensionierung der Blattfeder, an derem freien Ende die Stauplatte befestigt ist, so daß sie dicht vor der Austrittsöffnung in Schwingung gehalten werden kann. Sie liegt also nicht auf dem Kragen der Austrittsöffnung auf, sondern schwebt mit geringem Abstand über diesem. Zudem kann die Blattfeder noch mittels einer gegenüber dem Schalldämpfergehäuse abgestützten Stellschraube unterstützt werden, wobei es für deren Wirkung auf die Blattfederschwingung maßgeblich auf den Unterstützungsort und auf deren Verstellweg ankommt.
  • Der erfindungsgemäße Schalldämpfer besteht aus nur wenigen Bauteilen. Das Schalldämpfergehäuse wird zweckmäßig als einteiliges Gehäuse aus Aluminium, bevorzugt mit einem Sandkern gegossen. Die Blattfeder mit der Stauplatte wird von außen auf das Schalldämpfergehäuse aufgeschraubt; im übrigen trägt die Blattfeder nur wenige Bauteile, nämlich die Stauplatte und ggfs. ein Schwunggewicht, welches aber in weiterer Vereinfachung durch den oder die Nietköpfe gebildet sein kann, mit welchen die Stauplatte an der Blattfeder befestigt ist.
  • Versuche haben gezeigt, daß mit diesen einfachen Mitteln die für gewerbliche und industrielle Antriebe angestrebten Lärmschutzwerte eingehalten werden können.
  • Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt
    • Fig. 1
    einen Querschnitt durch einen Abschnitt des Schalldämpfergehäuses und
    Fig. 2
    eine Draufsicht auf die Stauplatte mit Blattfederhalterung.
  • Fig. 1 zeigt einen Abschnitt des Schalldämpfergehäuses 1 aus Aluminiumguß mit einer Austrittsöffnung 2 für das Abgas. Die Austrittsöffnung 2 ist bevorzugt in der Oberseite des Schalldämpfergehäuses vorgesehen. Sie ist begrenzt durch einen vorspringenden Kragen 3, der mit geringem Abstand von einem kragenförmigen Vorsprung 4 umgeben ist. Der Vorsprung 4 überragt den Kragen 3, so daß eine die Austrittsöffnung 2 überdeckende Stauplatte 5 im wesentlichen innerhalb des Vorsprungs 4 angeordnet ist. Sie ist mittels eines Niets 6 mit einer Blattfeder 7 verbunden, welche oberhalb des Vorsprungs 4 nach oben gekröpft und mit ihrem anderen Ende mit dem Gehäuse verschraubt ist. Die Stauplatte 5 ist dicht oberhalb des Kragens 3 angeordnet; sie wird durch die pulsierenden Abgase im Bereich der Austrittsöffnung 2 zum Schwingen angeregt. Das aus Stauplatte 5, Niet 6 und Blattfeder 7 bestehende Schwingungssystem ist so ausgelegt, daß die Stauplatte unter der Einwirkung der pulsierenden Abgase fibriert, ohne jedoch den Kragen 3 zu berühren. Zweckmäßig ist dabei eine Abstimmung des genannten Schwingungssystems mit der Abgasfrequenz bei Nenndrehzahl des Motors.
  • Die Draufsicht gemäß Fig. 2 zeigt, daß die Blattfeder an ihrem Befestigungsende eine Verbreiterung 8 besitzt, durch welche zwei Befestigungsschrauben 9 in das Schalldämpfergehäuse eingeschraubt sind. Der kragenförmige Vorsprung 4 bildet einen Flansch mit zwei Gewindebohrungen 10; letztere sind nur für den Fall vorgesehen, daß anstelle einer Stauplatte 5 andersartige Abgaskompensatoren über der Austrittsöffnung befestigt werden sollen.
  • Mit der Achse 11 in Fig. 1 und dem strichlierten Querschnitt 12 ist eine Stellschraube angedeutet, welche in einer Gewindebohrung des Gehäuses 1 sitzt und von unten gegen die Blattfeder 7 verspannbar ist. Auf diese Weise besteht die Möglichkeit, die Eigenschwingung des oben erläuterten Schwingungssystems zu beeinflussen.

Claims (11)

  1. Schalldämpfer für Verbrennungsmotor, insbesondere Einzylinder-Dieselmotor, mit einem Schalldämpfergehäuse, welches eine zylinderkopfseitige Eintrittsöffnung für das Abgas und eine Austrittsöffnung (2) aufweist, welcher eine federnde, auf der Außenseite des Schalldämpfergehäuses (1) angeordnete Abdeckung zugeordnet ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    - daß die Abdeckung als eine mittels einer Feder schwingend gelagerte Stauplatte (5) ausgebildet ist, so daß die Stauplatte (5) bezüglich der Austrittsöffnung (2) mit geringem Abstand von dieser schwebend gehalten ist und
    - daß die Feder als Blattfeder ausgebildet ist, an derem freien Ende die Stauplatte (5) befestigt ist, und deren anderes Ende in einer Entfernung von der Austrittsöffnung (2) mit dem Schalldämpfergehäuse (1) verbunden ist.
  2. Schalldämpfer nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß ein gegossenes Schalldämpfergehäuse (1) ohne Einbauten, Zwischenwände oder dgl. vorgesehen ist.
  3. Schalldämpfer nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Schalldämpfergehäuse (1) als einteiliges Gußgehäuse hergestellt ist.
  4. Schalldämpfergehäuse nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Stauplatte (5) nur in ihrem Zentrum mit der Blattfeder (7) verbunden ist.
  5. Schalldämpfer nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß an der Stauplatte (5) eine mit der Abgasschwingung abgestimmte Schwungmasse befestigt ist.
  6. Schalldämpfer nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Schwungmasse im Zentrum der Stauplatte (5) befestigt ist.
  7. Schalldämpfer nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Austrittsöffnung durch einen nach außen vorspringenden Kragen (3) des Schalldämpfergehäuses (1) begrenzt wird.
  8. Schalldämpfer nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Kragen (3) mit Abstand von einem kragenförmigen Vorsprung (4) umgeben ist, welcher den Kragen (3) überragt.
  9. Schalldämpfer nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Stauplatte (5) größer ist als der Kragen (3), aber kleiner als der Vorsprung (4), so daß sie seitlich vom Vorsprung (4) umschlossen ist.
  10. Schalldämpfer nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Vorsprung (4) die Stauplatte (5) überragt.
  11. Schalldämpfer nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Blattfeder (7) mit Abstand von der Außenseite des Schalldämpfergehäuses (1) verläuft und außerhalb ihres Befestigungspunktes mit dem Schalldämpfergehäuse (1) durch eine Stellschraube (11, 12) zur Beeinflussung ihrer Federeigenschaften unterstützt wird, welche in eine Gewindebohrung des Schalldämpfergehäuses (1) verstellbar aufgenommen ist.
EP94918499A 1993-07-15 1994-07-05 Schalldämpfer für verbrennungsmotor, insbesondere einzylinder-dieselmotor Expired - Lifetime EP0708881B1 (de)

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PCT/IB1994/000200 WO1995002754A1 (de) 1993-07-15 1994-07-05 Schalldämpfer für verbrennungsmotor, insbesondere einzylinder-dieselmotor

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