WO1995035435A1 - Trennschalldämpfer - Google Patents

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WO1995035435A1
WO1995035435A1 PCT/EP1995/001442 EP9501442W WO9535435A1 WO 1995035435 A1 WO1995035435 A1 WO 1995035435A1 EP 9501442 W EP9501442 W EP 9501442W WO 9535435 A1 WO9535435 A1 WO 9535435A1
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gas flow
openings
exhaust gas
sound
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PCT/EP1995/001442
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Herbert Prignitz
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Herbert Prignitz
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2490/00—Structure, disposition or shape of gas-chambers
    • F01N2490/08—Two or more expansion chambers in series separated by apertured walls only

Definitions

  • the exhaust gas silencer according to the invention can be used wherever, in internal combustion engines, the sound damping is to be carried out effectively with a simple construction of the damper.
  • the invention relates to the field of exhaust silencers with an exhaust gas flow guide directed between an inlet and an outlet connection through a multi-chamber division, in which the individual chambers have openings for exhaust gas passage. It relates to an exhaust gas muffler which fundamentally differs in its structure and function from the exhaust gas mufflers of the previous type which are aimed at reflection.
  • Exhaust silencers essentially have the task of limiting the noise pollution of engines, for example from road vehicles.
  • an exhaust muffler is already mentioned in the introduction to DE 23 08 200 C3, in which the shorter exhaust pipes are guided through the muffler with a long piece of pipe in order to achieve adequate sound absorption, so that sound absorption as good as that of the long exhaust pipes is achieved .
  • the long pipe sections arranged parallel to one another in the silencer, attached to each other.
  • DE 23 08 200 C3 proposes the angled pipes only lead into the central chamber over a small part of the longitudinal extent thereof and provide a nozzle-shaped mouth and wall openings in the region of the outer chambers and openings in the chamber partition walls. With this arrangement, however, only a limited sound attenuation is achieved, which is essentially based on the fact that the sound is to be attenuated by multiple reflection.
  • an exhaust silencer with a drainage device which has a housing divided by bulkheads into at least two chambers.
  • the exhaust pipe is deflected here in a meandering manner, the part of the exhaust pipe on the inlet side penetrating the silencer chambers delimited by bulkhead walls.
  • the two return pipes are arranged essentially parallel in the vicinity of the part of the exhaust pipe which is led out of the muffler housing.
  • this construction represents the evaporation and Leading the damp film in the exhaust silencer to the foreground and hardly takes into account the task of effective sound insulation.
  • the muffler is not designed as a reflection muffler but as a separating muffler.
  • the flow of exhaust gas is deflected in such a way that the main sound emerges from the gas flow and cannot follow the gas flow.
  • the gas flow direction and the sound energy direction are separated, i.e. the sound continues at sound speed, while the gas flow, which has a speed of approximately 50-200 m / s, is deflected and deflected and subsequently no longer carries the sound. This means that sound and gas flow are separated.
  • the chambers are arranged with their openings so that the exhaust gas flow is deflected several times between the inlet and the outlet nozzle.
  • the principle according to the invention is based on a separation of the exhaust gas flow from the sound, which requires a propagation medium for its linear propagation. If the exhaust gas flow is deliberately derived from a linear path, the sound can be separated from the gas flow. If a partition now has incisions, for example in the form of punched openings, the gas flow is forced through these openings, which expediently have to be perpendicular to the gas flow and the sound direction. The gas thus emerges from the side, while the sound passes the slots in a straight line, in the direction in which it entered. The sound will therefore remain in the entrance space.
  • the type of arrangement of the different chambers ensures that the sound is directed in a ring jacket of the exhaust pipe onto a certain rotational path, which is to avoid the sound being turned on reflected on the walls.
  • energy is given off to the partition wall or exhaust gas silencer wall during the sound reflection and this is set into vibration.
  • This can also prevent the relevant vibrations from walls from being amplified by respective new reflections if interferences occur. references occur.
  • the sound waves are destroyed by appropriate amplitude superimposition.
  • the partitions between the individual chambers have bead-shaped depressions with an opening surface lying approximately vertically to the partition wall for the gas passage.
  • a lateral displacement of the flow combined with a double deflection between 15 degrees by 180 degrees, and depending on the suction or pressure conditions, a double of the respective 180 degrees Redirection achieved.
  • the bead-shaped depressions In order to keep the flow resistance as low as possible despite the deflection, the bead-shaped depressions have a triangular or a trapezoidal shape when viewed in a plan view. According to a further embodiment of the invention, the bead-shaped depressions are, in cross section, approximately trough-shaped, trough-shaped or trapezoidal, viewed preferably perpendicular to the partition wall surface, preferably with rounded edges.
  • the exhaust silencer has an essentially right angular or cylindrical outer tube, a central tube which is either central or at an oblique angle.
  • the obliquely arranged center tube can extend from one end face to the opposite side of the outer tube and have a plurality of bead-shaped depressions with respective passage openings, preferably distributed equidistantly over the center tube jacket.
  • the exhaust gas enters the first chamber and has to make a 15 degree to 180 degree deflection to pass into the central tube.
  • the exhaust gas flow experiences corresponding deflections of 15 degrees or 90 degrees when it passes from the central tube into the last chamber connected to the outlet connection.
  • a round central tube is arranged centrally in the outer tube and projects with its open end face into the outer tube. At its opposite end, the central tube merges into the outlet connection, the gas flow being supplied laterally in the region of the outlet connection.
  • the central tube and the outer tube there are several partition walls, each with bead-shaped depressions and passage openings provided therein. If the gas flow is admitted into the first outer annular space, it experiences deflections with each transition into the next partial annular space, the sound that may still pass into the next annular space being considerably reduced. At the end of the last outer annulus, the exhaust gas flow undergoes an approximately 90 degree deflection before it finally exits through the outlet port. In this construction, the sound is essentially guided around the central tube in the individual chambers, a damped sound level being observed from the annular chamber to the annular chamber in the direction of flow.
  • the openings of different partition walls are preferably arranged offset from one another in a front plan view, in order to optimize the exhaust gas deflection to as large a number as possible.
  • the exhaust gas flow experiences at least a 90 degree, 180 degree or circular deflection.
  • the exhaust muffler has a plurality of pipes of different diameters, which are arranged centrally with respect to one another and are inserted into one another in such a way that the exhaust gas stream runs over the respective larger ring jacket, then undergoes a 180 degree deflection and the next smaller ring jacket passes to the outlet nozzle.
  • the openings arranged in the depressions cause an additional exhaust gas deflection.
  • the sum of the areas of the opening through which the exhaust gas flow passes into the next chamber is approximately the same as the area of the opening of the outlet connection.
  • the idea of the exhaust silencer can also be made possible in rectangular tubes. Here, the gas flow is led into a narrowing space, in which the passage openings lead the gas flow into the next chamber, but the sound remains in the conically tapered space. If appropriate, this first chamber can be followed by a further chamber of corresponding design or a plurality of chambers with a correspondingly tapering design.
  • the idea of the invention also includes solutions in which the passage openings in each case only permit 180 degree deflections of the exhaust gas flow when the gas passes. Due to multiple deflection and respective tapering of the chamber, there is considerable sound damping compared to previously known embodiments.
  • la-b are sectional views of a first embodiment of a separating silencer
  • FIG. 2 is a sectional view of a second embodiment of the isolating silencer with a first configuration of the passage openings
  • 3 is a sectional view of the isolating silencer according to FIG. 2 with modified passage openings
  • FIGS. 2 and 3 shows a corresponding illustration according to FIGS. 2 and 3 with further modified passage openings
  • FIG. 5 shows a cross-sectional view of the isolating silencer according to FIG. 4 as an enlarged partial view of the dividing walls.
  • the isolating silencer 100 shown in FIG. 1 has an essentially cuboidal outer tube 10, on the first end face of which there is an inlet connection 11 and on the opposite end side an outlet connection 12.
  • An inner tube 13 extends diagonally through the cuboid interior, from front to end.
  • This inner tube 13 has bead-shaped depressions 14, which are further characterized in FIGS. 1 a and 1 b in a cross-sectional view and a top view, respectively.
  • these depressions 14 can simply be produced by slitting the inner tube 13 and then bending it open.
  • the respective from the the direction of the arrows indicating exhaust gas flow recognizable outlet opening 14a is approximately perpendicular to the respective central tube wall 13.
  • the bead-shaped depressions 14 have a semicircular cross-sectional profile according to FIG. 1a and are viewed in a plan view (see FIG. 1b) triangular-shaped, at the base of which isosceles triangle, the outlet opening 14a is arranged.
  • the inlet connection 11 is arranged, like the outlet connection 12, in each case offset upwards or downwards, so that the inflowing gas enters a tapering space which is formed by the inclined tube.
  • the exhaust gas flow In order to get into this inner tube 13, the exhaust gas flow must redirect between 15 degrees and 180 degrees, whereby the separation of the sound from the exhaust gas flow is largely accomplished. As it exits the inner tube 13 into the last space provided with the outlet connector 12, the exhaust gas flow redirects between 15 degrees and 180 degrees.
  • the inlet connection 15 is designed as a chamber and strikes approximately vertically on or in the substantially cylindrical outer tube.
  • the inlet opening 17 is located approximately in the rear area, where the outlet connector 18 is also arranged, which is connected to a cylindrical central tube 19 which projects centrally into the outer tube 16.
  • the opposite end of the central tube 19 has an opening 20.
  • the central tube 19 can be made in one piece with the outlet connection 18 his.
  • These partitions 21 have through openings 14 which are designed as described for FIG. 1.
  • the exhaust gas stream passing through the inlet pipe 15 or the opening 17 reaches a first annular space 23, where the sound carried along is guided in a circular manner.
  • the exhaust gas flow In order to pass into the second annular space 23 and the subsequent annular spaces 25-27, the exhaust gas flow must change direction.
  • the ring chamber 23-27 considerably minimizes the level of the sound carried along.
  • the exhaust gas flow reaches a last annular chamber 27, where it enters the front opening 20 of the central tube 19 at a 90 degree deflection and can exit from the outlet connection 18.
  • the passage openings 14 are distributed as evenly as possible over a partition wall 21, wherein they preferably do not overlap from partition wall to partition wall, so that an additional deflection is achieved in this way.
  • FIG. 3 A corresponding embodiment as in FIG. 2 is shown in FIG. 3, which differs only in the shape and arrangement of the bead-shaped depressions 22. These are in cross cut trapezoidal and extend essentially over the entire annulus height.
  • the partition walls 21 can in particular also be trough-shaped. The same applies to the bead-shaped depressions or openings 28 according to FIG. 4, which essentially differ from those according to FIG. 3.
  • a section of exhaust gas routing via a multi-chamber system can be seen in FIG. 5, in which part of the exhaust gas flow is further directed either by a 180 degree deflection or by parallel displacement.
  • the exhaust gas flow which passes freely through the bead-shaped depression 28 is either deflected at the next bead or deflected by 90 degrees at the chamber or pipe end.

Abstract

Um einen Abgasschalldämpfer mit einer zwischen einem Einlaßstutzen (11, 15) und einem Auslaßstutzen (12, 18) durch eine Mehrkammerteilung gerichteten Abgasstromführung, bei der die einzelnen Kammern Öffnungen zur Abgasdurchführung aufweisen, so zu schaffen, daß unter Verwendung eines neuen Arbeitsprinzips bei einfachstem Aufbau eine verbesserte Schalldämpfung erzielt wird, wird vorgeschlagen, daß der Abgasschalldämpfer (100) ausgebildet ist, der den Schall von dem ihn tragenden Gasstrom abtrennt, so daß er in der bisherigen Richtung weiterläuft, ohne dem abgedrängten Gasstrom folgen zu können.

Description

Trennschalldämpfer
Anwendungsgebiet
Der erfindungsgemäße Abgasschalldämpfer ist überall dort einsetzbar, wo bei Verbrennungskraftmaschinen die Schall¬ dämpfung bei einfachem Aufbau des Dämpfers wirkungsvoll durchgeführt werden soll.
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Abgas¬ schalldämpfer mit einer zwischen einem Einlaß- und einem Auslaßstutzen durch eine Mehrkammerteilung gerichteten Abgasstromführung, bei der die einzelnen Kammern Öff¬ nungen zur Abgasdurchführung aufweisen. Sie betrifft einen Abgasschalldämpfer, der in seinem Aufbau und seiner Funktion grundsätzlich von den Abgasschalldämpfern bis¬ heriger Art, die auf Reflektion ausgerichtet sind, ab¬ weicht.
Stand der Technik
Abgasschalldämpfer haben im wesentlichen die Aufgabe, die Lärmbelästigung von Kraftmaschinen z.B. aus Straßen¬ fahrzeugen zu begrenzen. Hierzu wird in der Einleitung der DE 23 08 200 C3 bereits ein AuspuffSchalldämpfer erwähnt, bei dem zur Erlangung einer ausreichenden Schalldämpfung die kürzeren Auspuffrohre mit einem langen Rohrstück durch den Schalldämpfer hindurch ge¬ führt sind, damit eine gleichgute Scha11dämpfung wie bei den langen Auspuffrohren erreicht wird. Um ein Schwingen der in dem Schalldämpfer parallel zueinander angeordneten langen Rohrstücke auszuschließen, sind diese aneinander befestigt. Es sind auch ähnliche, für die längeren und die kürzeren Auspuffrohre vor¬ gesehene Rohrstücke bekannt, die in oder an Trenn¬ wänden befestigt sind. Um einen in 3 Kammern unter¬ teilten Auspuffschalldämpfer zu schaffen, der bei geringen Materialaufwand, leichte Herstellbarkeit und geringem Gewicht bei größerer Dämpfung und sehr geringen WärmeSpannungen weniger Staudruck in den Auspuffrohren der Zylinder erzielt, wird in der DE 23 08 200 C3 vorgeschlagen, die Winkelrohre nur über einen geringen Teil der Längserstreckung der mittleren Kammer in diese hineinzuführen und eine düsenförmige Mündung sowie im Bereich der äußeren Kammern Wandöffnungen und in den Kammertrennwänden Öffnungen vorzusehen. Mit dieser Anordnung wird je¬ doch nur eine begrenzte Schalldämpfung erreicht, die im wesentlichen darauf beruht, daß der Schall durch Mehrfachreflexion gedämpft werden soll.
Aus der DE 36 26 991 Cl ist auch ein Abgasschall¬ dämpfer mit einer Entwässerungseinrichtung bekannt, der eine durch Schottwände in mindestens 2 Kammern unterteiltes Gehäuse aufweist. Das Abgasrohr wird hierin mäanderförmig umgelenkt, wobei der eingangs- seitige Teil des Abgasrohres die von Schottwänden begrenzten Schalldämpferkammern durchdringt. Die zwei Rückführrohre sind im wesentlichen parallel in der Nähe des aus dem Schalldämpfergehäuse heraus¬ geführten Teil des Abgasrohres angeordnet. Diese Konstruktion stellt jedoch die Abdampfung und Ab- führung des feuchten Filmes im Abgasschalldämpfer in den Vordergrund und trägt der Aufgabe einer wirksamen Schalldämpfung kaum Rechnung.
Aufgabe, Lösung, Vorteile
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Ab¬ gasschalldämpfer zu schaffen, daß unter Verwendung eines neuen Arbeitsprinzips bei einfachsten Aufbau eine verbesserte Schalldämpfung erzielt wird.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekenn¬ zeichneten Merkmale gelöst.
Der Kerngedanke besteht dabei darin, daß der Schall¬ dämpfer nicht als Reflexionsschalldämpfer sondern als Trennschalldämpfer gestaltet ist. Bei dieser Bauform erfährt der Abgasstromfluß eine derartige Ablenkung, daß der Hauptschall aus dem Gasstrom aus¬ tritt und dem Gasstrom nicht folgen kann. Die Gas¬ stromrichtung und die Schallenergierichtung werden getrennt, d.h. der Schall läuft mit Schallgeschwin¬ digkeit weiter, während der Gasstrom, der eine Ge¬ schwindigkeit von etwa 50 - 200 m/s aufweist, ab- und umgelenkt wird und anschließend den Schall nicht mehr trägt. Das bedeutet, daß Schall und Gasstrom getrennt werden.
Dabei wird vorgeschlagen, daß die Kammern mit ihren Öffnungen so angeordnet sind, daß der Abgasstrom zwischen dem Einlaß- und dem Auslaßstutzen mehrfach umgelenkt wird. Im Gegensatz zu den bisher nach dem Stand der Technik konzipierten Reflexionsschall¬ dämpfern beruht das erfindungsgemäße Prinzip auf einer Trennung des Abgasstromes von dem Schall, der zu seiner linearen Ausbreitung ein Fortpflanzungs¬ medium benötigt. Wird der Abgasstrom bewußt aus einem linearen Weg abgeleitet, kann der Schall von dem Gasstrom getrennt werden. Hat nun eine Trennwand Einschnitte, beispielsweise in Form von gestanzten Öffnungen, so wird der Gasstrom durch diese Öffnungen, die zweckmäßig senkrecht zu dem Gasstrom und der Schallrichtung liegen müssen, abgedrängt. Das Gas tritt also seitlich aus, während der Schall gerad¬ linig an den Schlitzen vorbeiläuft, und zwar in der Richtung, in der er eingetreten ist. Der Schall wird demnach in dem Eintrittsraum verbleiben.
Nach einer besonderen, später noch erläuterten Weiter¬ entwicklung der Erfindung wird durch die Art der An¬ ordnung der unterschiedlichen Kammern erreicht, daß der Schall in einem Ringmantel des Auspuffrohres auf eine bestimmte Rotationsbahn gelenkt wird, wodurch vermieden wird werden soll, daß der Schall an den Wänden reflektiert. Mit dieser Maßnahme kann ver¬ mieden werden, daß bei der Schallreflexion Energie auf die Trennwand bzw. Abgasschalldämpferwand abge¬ geben und diese in Schwingung versetzt wird. Hier¬ mit kann auch verhindert werden, daß betreffende Schwingungen von Wänden durch jeweilige neuauf¬ tretende Reflexionen verstärkt werden, wenn Inter- ferenzen auftreten. Hierdurch wird nicht nur die Trennung von Schallwellen und Abgasstrom erreicht, sondern die Schallwellen werden durch entsprechende Amplitudenüberlagerung vernichtet.
Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unter¬ ansprüchen beschrieben.
So weisen die Trennwände zwischen den einzelnen Kam¬ mern sickenförmige Vertiefungen mit einer etwa ver¬ tikal zur Trennwand liegenden Öffnungsfläche zum Gas¬ durchtritt auf. Je nach Richtung des einströmenden Abgases und Anordnung der betreffenden Trennwandöff¬ nung wird entweder eine seitliche Versetzung der Strömung, verbunden mit einer 2-fachen Umlenkung zwischen 15 Grad um 180 Grad, je nach Saug- oder Druckverhältnissen auch eine 2-fache jeweilige 180 Grad-Umlenkung erzielt.
Um den Strömungswiderstand trotz der Umlenkung mög¬ lichst gering zu halten, besitzen die sickenför igen Vertiefungen in einer Draufsicht betrachtet eine Dreiecks- oder eine Trapezform. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die sickenförmigen Vertiefungen im Querschnitt etwa senkrecht zur Trenn¬ wandfläche betrachtet wannen-, mulden- oder trapez¬ förmig ausgebildet, vorzugsweise mit abgerundeten Kanten.
In einer ersten Ausführungsvariante besitzt der Ab¬ gasschalldämpfer in einem im wesentlichen recht- eckigen oder zylinderförmigen Außenrohr ein entweder zentrisch oder schrägwinklig ausgebildetes Mittel¬ rohr. Insbesondere kann das schräg angeordnete Mittel¬ rohr von der einen zur gegenüberliegenden Stirnseite des Außenrohres reichen und mehrere, vorzugsweise äquidistant über den Mittelrohrmantel verteilte sickenförmige Vertiefungen mit jeweiligen Durchla߬ öffnungen aufweisen. Das Abgas tritt hierbei in die erste Kammer und muß zum Übertritt in das Mittelrohr jeweils eine 15 Grad- bis 180 Grad-Umlenkung vor¬ nehmen. Ebenso erfährt der Abgasstrom beim Übertritt von dem Mittelrohr in die letzte mit dem Ausla߬ stutzen verbundene Kammer entsprechende Ablenkungen von 15 Grad oder 90 Grad.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist ein rundes Mittelrohr zentrisch im Außenrohr ange¬ ordnet und ragt mit seiner offenen Stirnseite in das Außenrohr hinein. An seinem gegenüberliegenden Ende geht das Mittelrohr in den Auslaßstutzen über, wobei im Bereich des Auslaßstutzens der Gasstrom seitlich zugeführt wird. Zwischen dem Mittelrohr und dem Außen¬ rohr liegen mehrere Trennwände mit jeweils sicken¬ förmigen Vertiefungen und darin vorgesehenen Durch¬ laßöffnungen. Wird der Gasstrom in den ersten äußeren Ringraum eingelassen, erfährt er bei jedem Übergang in den nächsten Teilringraum Ablenkungen, wobei der etwaige noch in den nächstfolgenden Ringraum über¬ tretende Schall erheblich gemindert ist. Am Ende des letzten äußeren Ringraumes erfährt der Abgasstrom eine etwa 90 Grad-Umlenkung, bevor er schließlich über den Auslaßstutzen austritt. Bei dieser Kon¬ struktion wird der Schall im wesentlichen um das mittlere Rohr in den einzelnen Kammern herumgeführt, wobei von Ringkammer zu Ringkammer in Strömungs¬ richtung gesehen jeweils ein gedämpfter Schallpegel zu beobachten ist.
Vorzugsweise sind 'die Öffnungen unterschiedlicher Trennwände in einer stirnseitigen Draufsicht be¬ trachtet gegeneinanderversetzt angeordnet, um die Ab- gasumlenkung zu einer möglichst großen Vielzahl hin zu optimieren. Insbesondere erfährt der Abgasstrom mindestens eine 90 Grad-, 180 Grad- oder eine zir¬ kuläre Ablenkung.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung be¬ sitzt der Abgasschalldämpfer mehrere Rohre ver¬ schiedenen Durchmessers, die zentrisch zueinander angeordnet und so ineinandergesteckt sind, daß der Abgasstrom über den jeweils größeren Ringmantel läuft, dann eine 180 Grad- Umlenkung erfährt und den nächstkleineren Ringmantel bis hin zum Ausla߬ stutzen durchläuft. Die in den Vertiefungen ange¬ ordneten Öffnungen verursachen hierbei eine zusätz¬ liche Abgasumlenkung.
Vorzugsweise ist die Summe der Flächen der Öffnung, durch die der Abgasstrom in die nächste Kammer über¬ tritt, etwa genauso groß wie die Fläche der Öffnung des Auslaßstutzens. Die Idee des Abgasschalldämpfers kann auch in recht¬ eckigen Rohren ermöglicht werden. Hierbei wird der Gasstrom in einen sich verengenden Raum geführt, in dem die Durchtrittsöffnungen den Gasstrom in die nächste Kammer ableiten, der Schall jedoch in dem konisch zugespitzten Raum verbleibt. Gegebenenfalls kann sich an diese erste Kammer eine weitere Kammer entsprechender Ausbildung oder können sich mehrere Kammern mit entsprechend verjüngender Ausbildung an¬ schließen. Der Erfindungsgedanke schließt auch solche Lösungen ein, bei denen die Durchtrittsöffnungen je¬ weils nur 180 Grad-Umlenkungen des Abgasstromes beim Gasdurchtritt zulassen. Durch Mehrfachumlenkung und jeweilige KammerVerjüngung tritt eine erhebliche Schalldämpfung gegenüber bisher bekannten Ausführungs¬ formen auf.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen
Fig. 1, la-b jeweils Schnittansichten einer ersten Ausführungsform eines Trennschall¬ dämpfers,
Fig. 2 in Schnittansichten eine zweite Aus¬ führungsform des Trennschalldämpfers mit einer ersten Ausgestaltung der Durchtrittsöffnungen, Fig. 3 in Schnittansichten den Trennschall¬ dämpfer gemäß Fig. 2 mit geänderten Durchtrittsöffnungen,
Fig. 4 eine entsprechende Abbildung nach Fig. 2 und 3 mit weiteren geänderten Durch¬ trittsöffnungen und
Fig. 5 eine Querschnittsansicht des Trenn¬ schalldämpfers nach Fig. 4 als vergrö¬ ßerte Teilansicht der Trennwände.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung und bester Weg zur Ausführung der Er¬ findung
Der in Fig. 1 dargestellte Trennschalldämpfer 100 be¬ sitzt ein im wesentlichen quaderförmiges Außenrohr 10, an dessen erster Stirnseite ein Einlaßstutzen 11 und der gegenüberliegenden Stirnseite ein Auslaßstutzen 12 angeordnet ist. Diagonal durch den Quaderinnenraum erstreckt sich ein Innenrohr 13, und zwar von Stirn¬ seite zur Stirnseite. Dieses Innenrohr 13 besitzt sickenförmige Vertiefungen 14, die in Fig. la und lb jeweils in einer Querschnittsansicht bzw. einer Drauf¬ sicht weiter charakterisiert sind. Diese Vertiefungen 14 können im einfachsten Fall durch Aufschlitzen des Innenrohres 13 und anschließendes Aufbiegen einfach hergestellt werden. Die jeweilige aus den die Richtung des Abgasstroms anzeigenden Pfeilen erkennbare Aus¬ trittsöffnung 14a liegt etwa senkrecht zur jeweiligen Mittelrohrwand 13. Die sickenförmigen Vertiefungen 14 besitzen entsprechend Fig. la ein halbkreisförmiges Querschnittsprofil und sind in einer Draufsicht be¬ trachtet (siehe Fig. lb) dreiecksförmig, wobei an der Basis des gleichschenkligen Dreiecks die Austritts¬ öffnung 14a angeordnet ist. Der Einlaßstutzen 11 ist ebenso wie der Auslaßstutzen 12 jeweils nach oben bzw. nach unten versetzt angeordnet, so daß das einströmende Gas in einen sich verjüngenden Raum eintritt, der von dem schrägliegenden Rohr gebildet wird. Um in dieses Innenrohr 13 zu gelangen, muß der Abgasstrom eine Um¬ lenkung zwischen 15 Grad und 180 Grad vollziehen, wo¬ bei die Trennung des Schalls vom Abgasstrom weitgehend vollzogen ist. Beim Austritt aus dem Innenrohr 13 in den letzten, mit dem Auslaßstutzen 12 versehenden Raum vollzieht der Abgasstrom eine erneute Umlenkung zwischen 15 Grad und 180 Grad.
Eine alternative Ausführungsform ist Fig. 2 - 5 zu entnehmen. Der Einlaßstutzen 15 ist hierbei als Küm¬ mer ausgebildet und trifft etwa senkrecht auf bzw. in das im wesentlichen zylinderförmige Außenrohr. Die Eintrittsöffnung 17 findet sich etwa im hinteren Bereich, wo auch der Auslaßstutzen 18 angeordnet ist, der in Verbindung mit einem zylindrischen Mittelrohr 19 steht, das zentrisch in das Außenrohr 16 hinein¬ ragt. Die entgegengesetzte Stirnseite des Mittel¬ rohres 19 besitzt eine Öffnung 20. Das Mittelrohr 19 kann mit dem Auslaßstutzen 18 einstückig gefertigt sein. Zwischen dem Mittelrohr 19 und dem Außenrohr 16 liegen vertikal alle ringförmige Trennwände 21, die jeweils in Abgasstromführung betrachtet hinter- einanderliegende Ringräume bilden. Diese Trennwände 21 weisen Durchtrittsöffnungen 14 auf, die wie zu Fig. 1 beschrieben ausgebildet sind. Der das Einla߬ rohr 15 bzw. die Öffnung 17 passierende Abgasstrom gelangt in einen ersten Ringraum 23, wo der mitge¬ führte Schall zirkulär geführt wird.
Um in den zweiten Ringraum 23 sowie die folgenden Ringräume 25 - 27 jeweils überzutreten, muß der Ab¬ gasstrom eine Richtungsänderung vornehmen. Von Ring¬ kammer 23-27 minimiert sich in erheblichem Maße der Pegel des mitgeführten Schalls. Am Ende des Außen¬ rohres gelangt der Abgasstrom in eine letzte Ring¬ kammer 27, wo er unter 90 Grad-Umlenkung in die stirnseitige Öffnung 20 des Mittelrohres 19 eintritt und aus dem Auslaßstutzen 18 austreten kann.
Wie der Schnittansicht zu entnehmen ist, sind die Durchtrittsöffnungen 14 möglichst gleichmäßig über eine Trennwand 21 verteilt, wobei sie sich vorzugs¬ weise von Trennwand zu Trennwand nicht decken, so daß hierdurch eine zusätzliche Umlenkung erzielt wird.
Eine entsprechende Ausführungsform wie nach Fig. 2 ist in Fig. 3 dargestellt, die sich lediglich durch die Form und Anordnung der sickenförmigen Ver¬ tiefungen 22 unterscheidet. Diese sind im Quer- schnitt trapezförmig ausgebildet und erstrecken sich im wesentlichen über die gesamte Ringraumhöhe. Die Trennwände 21 können insbesondere auch wannen- förmig ausgebildet sein. Entsprechendes gilt für die sickenförmigen Vertiefungen bzw. Öffnungen 28 nach Fig. 4, die sich gegenüber denen nach Fig. 3 im wesentlichen unterscheiden.
Eine ausschnittsweise Abgasführung über ein Mehr¬ kammersystem ist Fig. 5 zu entnehmen, bei dem je¬ weils ein Teil des Abgasstromes entweder durch 180 Grad-Umlenkung oder durch Parallelversetzung weiter gelenkt wird. Der ungehindert die sickenförmige Ver¬ tiefung 28 passierende Abgasstrom wird entweder an der nächstfolgenden Sicke umgelenkt oder am Kammer¬ bzw. Rohrende um 90 Grad abgelenkt.
Bezugszeichenliste:
Trennschalldämpfer 100
Außenrohr 10
Einlaßstutzen 11
Auslaßstutzen 12
Innenrohr 13
Vertiefungen 14
Einlaßrohr 15
Außenrohr 16
Eintrittsöffnungen 17
Auslaßstutzen 18
Mittelrohr 19
Öffnung 20
Trennwände 21
Öffnung 22
Ringraum 23, 24, 25, 26, 27
Öffnung 28

Claims

Ansprüche:
1. Abgasschalldämpfer mit einer zwischen einem Ein¬ laßstutzen (11, 15) und einem Auslaßstutzen (12, 18) durch eine Mehrkammerteilung gerichteten Ab¬ gasstromführung, bei der die einzelnen Kammern Öffnungen zur Abgasdurchführung aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgasschalldämpfer als Trennschalldämpfer (100) ausgebildet ist, der den Schall von dem ihn tragenden Gasstrom abtrennt, so daß er in der bis¬ herigen Richtung weiterläuft, ohne dem abge¬ drängten Gasstrom folgen zu können.
2. Abgasschalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasstrom mit dem Schall zusammen in einen Raum geführt wird, in dem sich in der Mitte ein Rohr befindet, um das der Gasstrom mit dem Schall herumlaufen muß.
3. Abgasschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Trennwand mit eingestanzten Schlitzen versehen, die wohl den Gasdurchtritt erlauben, den Schall aber in der bisherigen Richtung vorbeilaufen lassen.
4. Abgasschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasstrom in der letzten Kammer nur ein¬ mal umgelenkt wird in das durch den Schalldämpfer geführte Rohr eintritt, um dann in die Atmospahre entlassen zu werden.
5. Abgasschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der in die erste Kammer des Schalldämpfers eintretende Schall mit der Höhe der Amplitude, die er besitzt, so geführt wird, daß keine Inter¬ ferenz also Überlagerung eintritt.
6. Abgasschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (23 - 27) mit ihren jeweils den Abgasstromfluß zwischen zwei Kammern erlaubenden Öffnungen (14, 22, 28) so angeordnet sind, daß der Abgasstrom zwischen dem Einlaß (11, 17) und dem Auslaßstutzen (12, 18) mehrfach ab- oder um¬ gelenkt wird.
7. Abgasschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwände (21) zwischen den einzelnen Kammern (23 - 27) sickenförmige Vertiefungen mit einer etwa senkrecht zur Trennwand liegenden Öffnungsfläche der Öffnungen (14, 22, 28) zum Gasdurchtritt aufweisen.
8. Abgasschalldämpfer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die sickenförmigen Vertiefungen in einer Draufsicht betrachtet eine Dreiecksform (14) oder eine Trapezform (22, 28) besitzen.
9. Abgasschalldämpfer nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die sickenförmigen Vertiefungen im Quer¬ schnitt etwa senkrecht zur Trennwandfläche (21) wannen-, mulden- oder trapezförmig, vorzugsweise mit abgerundeten Kanten ausgebildet sind.
10. Abgasschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in einen im wesentlichen rechteckigen oder zylinderformigen Außenrohr (10, 16) ein entweder zentrisch oder schrägwinklig ausgebildetes Mittelrohr (19) angeordnet ist.
11. Abgasschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das schräge Mittelrohr (13) von der einen zur gegenüberliegenden Stirnseite des Außenrohrs (10) reicht und mehrere, vorzugsweise aquidistant über dem Mittelrohrmantel ringsum verteilt sicken¬ förmige Vertiefungen (14) aufweist.
12. Abgasschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittelrohr (19) zentrisch im Außenrohr (16) angeordnet ist und mit seiner offenen Stirn¬ seite (20) in das Außenrohr (16) hineinragt und seiner gegenüberliegenden Seite in den Ausla߬ oder Einlaßstutzen (18) übergeht und daß der andere Stutzen (15) (Einlaß- oder Auslaßstutzen) etwa im Bereich des ersten Stutzens in das Außen¬ rohr (16) mündet und daß zwischen dem Mittelrohr (19) und dem Außenrohr (16) mehrere Trennwände (21) mit jeweils sickenförmigen Vertiefungen und darin vorgesehenen Durchlaßöffnungen vorge¬ sehen sind.
13. Abgasschalldämpfer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen unterschiedlicher Trennwände in einer stirnseitigen Draufsicht betrachtet gegeneinanderversetzt angeordnet sind.
14. Abgasschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgasstrom etwa eine 15 Grad- bis 180
Grad-Umlenkung erfährt.
15. Abgasschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Rohre verschiedenen Durchmessers zentrisch zueinander angeordnet und so inein¬ ander gesteckt sind, daß der Abgasstrom über den jeweils größeren Ringmantel läuft, dann eine Umlenkung erfährt und den nachstkleineren Ringmantel bis zum Auslaßstutzen durchläuft, wobei die in den Vertiefungen angeordneten Öffnungen zusätzlich eine Abgasstromumlenkung, vorzugsweise um etwa 15 Grad bis 180 Grad ver¬ ursachen.
16. Abgasschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der Fläche der Öffnungen (14, 22, 28) der Vertiefungen jeder Trennwand (21) oder des Innenrohres (13) , durch den der Abgasstrom in die nächste Kammer übertritt, etwa genauso groß ist wie die Fläche der Öffnungen des Ein¬ bzw, des Auslaßstutzens (15, 18) oder der Ring¬ räume (23 - 27) .
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