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Schalldämpfer für Auspuffrohre von Brennkraftmaschinen
Der Gegenstand der Erfindung bezieht sich auf einen Schalldämpfer für Auspuffrohre von Kraftfahrzeugen mit dem Zweck, eine wesentliche Verbesserung der schalldämpfenden Eigenschaften solcher Auspuffrohre zu erzielen.
Es sind Schalldämpfer bekannt, bei welchen in das Auspuffrohr schräg zur Durchströmrichtung der Abgase vorgesehene Platten in Form von Kreisflächenabschnitten derart eingebaut sind, dass die Neigung dieser Platten zur Längsachse des Rohres, gesehen in der Durchströmrichtung der Abgase, einen spitzen Winkel einschliesst. Diese Platten sind, im Längsschnitt des Rohres gesehen, abwechselnd von diametral einander gegenüberliegenden Stellen des Rohrinnenmantels ausgehend, so angeordnet, dass die Auspuffgase einen Mäanderweg einhalten müssen.
Ausser den Platten können auch noch im Querschnitt flach wellenförmige Platten oder Zylinderflächenabschnitte angeordnet werden. Der wesentliche Nachteil dieser Schalldämpfer besteht darin, dass die Schallwellen parallel zueinander reflektiert und gegen die Wand des Auspuffrohres gerichtet werden, so dass der Wirkungsgrad dieser Einbauten gering ist.
Schalldämpfer für Auspuffrohre von Brennkraftmaschinen stellen hinsichtlich ihrer baulichen Ausgestaltung ein Kompromiss zwischen dem Verlangen nach einer weitgehenden Vernichtung der Schallwellen und der Notwendigkeit dar, die Abströmung der Abgase möglichst verlustlos zu gestalten. Die Einbauten müssen sich daher auf das geringstmögliche Ausmass beschränken.
Die Erfindung vermeidet nun die Übelstände der ebengenannten Schalldämpfer bekannter Art und berücksichtigt die Forderung der Herabsetzung der Einbauten in Auspuffrohre durch die eigenartige Ausbildung derselben. Das wesentliche Kennzeichen der Erfindung besteht nun darin, dass im Strömungsweg der Auspuffgase quergelagerte Schalen vorgesehen sind. Diese Schalen sind gemäss einem weiteren Kennzeichen der Erfindung als hohle Kugelkalotten ausgebildet.
Dadurch wird erreicht, dass die Schallwellen nicht wie bei den bekannten Schalldämpfern, parallel zueinander gegen die Wand des Auspuffrohres reflektiert werden, sondern im Sinne der Reflexionsgesetze etwa zum Mittel der Kugel, aus der die Schale gebildet ist, wodurch die Zerstörung der Schallwellen im Innern des Rohres erfolgt. Die Dämpfungswirkung ist wesentlich grösser als bei den bekannten zweidimensionalen Einbauten. Die Zahl der Einbauten nach der Erfindung kann wesentlich geringer sein als die der bekannten. Damit wird auch der freie Durchgangsquerschnitt für die Abgase wesentlich grösser als bisher üblich und die Minderung der Motorleistung auf das unumgänglich notwendige Mass herabgesetzt.
Die Zeichnung zeigt eine beispielsweise Aus- führungsform des Gegenstandes der Erfindung, u. zw. stellt die Fig. 1 einen Längsschnitt durch das Auspuffrohr gemäss der Erfindung dar, während die Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie I-I der Fig. 1 und die Fig. 3 die Theorie bezüglich der Ausbildung der Schalen nach Fig. 1 zum Ausdruck bringt.
Wie aus den Fig. 1 und 2 hervorgeht, ist das Auspuffrohr 1 in bekannter Weise ein länglicher, zweckmässig zylindrischer Körper mit dem Einströmrohrstutzen 2, der an die Brennkraftmaschine anschliesst und dem kurzen Ausströmrohrstutzen 3, der ins Freie mündet. In diesem Rohr 1 sind an mehreren Stellen, hier zweckmässig an drei Stellen, die Schalen 4, 5 und 6 eingeschweisst, wobei die Schalen 4 und 5 ihre offenen Seiten der durch Pfeile 7 angedeuteten Strömungsrichtung der Auspuffgase zukehren, während die Schale 6 mit ihrer bombierten Fläche der Strömungsrichtung zugekehrt ist. Zwischen den äusseren freien Begrenzungen der genannten Schalen und der Innenwand des Rohres 1 verbleibt ein beträchtlicher freier Durchgang 8, der mindestens so gross ist wie der Querschnitt des Stutzens 2, aber in der Regel das mehrfache dieses Querschnittes beträgt.
Über die Entstehung und Konstruktion der Schalen in der bevorzugten Ausführung von Kugelkalotten gibt die Fig. 3 Auskunft. Die hier dargestellten Kugelkalotten werden gebildet durch den Schnitt oder Abschnitt eines Kugelschalenteiles 10 von der Kugel 11 bei der Durchdringung
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derselben mit dem Rohr 1, wobei die Kugel einen beträchtlichen grösseren Durchmesser 13 aufweist als der Durchmesser d des Rohres 1. Von dieser Kalotte 10 wird nun in der Grösse von etwa d/4 parallel zu einer durch die Achse 14 gelegten, normal zur Bildebene gerichteten Ebene ein Teil weggeschnitten,'so dass ein Kalottenstumpf entsteht, wie ihn die Fig. 3 strichpunktiert dargestellt zeigt.
Dieser Kalottenstumpf wird nun in einer Neigung etwa im Winkel or zwischen der Längsachse 14 und der durch den Kreisringabschnitt 15 gebildeten Fläche in das Rohr 1 an den gemäss Fig. 1 dargestellten Stellen eingeschweisst. Zum Zwecke der guten Zugänglichkeit der Schweissstellen kann das Rohr 1 mehrteilig oder auch nur zweiteilig ausgeführt sein.
Es sei hier noch erwähnt, dass die Erfindung nicht auf die Kugelkalotte beschränkt ist oder bleiben soll. Ist das Rohr 1 ein Stück, dessen Querschnitt nach einer Ellipse geformt ist, dann bildet die Kalotte einen Abschnitt eines Ellipsoids, eines elliptischen Paraboloides, eines ebensolchen Hyperboloides od. dgl.
Ausserdem sei noch bemerkt, dass die Zahl der eingebauten Schalen auch grösser oder kleiner sein kann als die in der Zeichnung veranschaulichte Anzahl der Einbauten.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schalldämpfer für Auspuffrohre von Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass im Strömungsweg der Auspuffgase quergelagerte Schalen (4, 5, 6) vorgesehen sind.
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Silencers for exhaust pipes of internal combustion engines
The subject of the invention relates to a muffler for exhaust pipes of motor vehicles with the purpose of achieving a substantial improvement in the sound-absorbing properties of such exhaust pipes.
Mufflers are known in which plates in the form of circular surface sections provided in the exhaust pipe at an angle to the direction of flow of the exhaust gases are installed in such a way that the inclination of these plates to the longitudinal axis of the pipe, viewed in the direction of flow of the exhaust gases, includes an acute angle. As seen in the longitudinal section of the pipe, these plates are arranged alternately starting from diametrically opposite points of the pipe inner jacket so that the exhaust gases must follow a meandering path.
In addition to the plates, plates or cylindrical surface sections can also be arranged with a flat wave-shaped cross section. The main disadvantage of these silencers is that the sound waves are reflected parallel to one another and directed against the wall of the exhaust pipe, so that the efficiency of these fixtures is low.
With regard to their structural design, silencers for exhaust pipes of internal combustion engines represent a compromise between the demand for extensive destruction of the sound waves and the need to design the outflow of the exhaust gases with as little loss as possible. The internals must therefore be limited to the smallest possible extent.
The invention now avoids the drawbacks of the above-mentioned silencer of the known type and takes into account the requirement of reducing the built-in components in exhaust pipes due to the peculiar design of the same. The essential characteristic of the invention is that transversely mounted shells are provided in the flow path of the exhaust gases. According to a further characteristic of the invention, these shells are designed as hollow spherical caps.
This ensures that the sound waves are not reflected parallel to each other against the wall of the exhaust pipe, as is the case with the known silencers, but in the sense of the laws of reflection about the center of the sphere from which the shell is formed, which destroys the sound waves inside the Rohres takes place. The damping effect is much greater than with the known two-dimensional fixtures. The number of internals according to the invention can be significantly less than that of the known ones. This means that the free passage cross-section for the exhaust gases is significantly larger than previously usual and the reduction in engine power is reduced to the absolutely necessary level.
The drawing shows an example embodiment of the subject matter of the invention, u. 1 shows a longitudinal section through the exhaust pipe according to the invention, while FIG. 2 shows a cross section along the line II of FIG. 1 and FIG. 3 expresses the theory relating to the formation of the shells according to FIG brings.
As can be seen from FIGS. 1 and 2, the exhaust pipe 1 is, in a known manner, an elongated, suitably cylindrical body with the inlet pipe socket 2, which connects to the internal combustion engine and the short outlet pipe socket 3, which opens into the open. In this pipe 1, the shells 4, 5 and 6 are welded in several places, here expediently in three places, the shells 4 and 5 turn their open sides in the direction of flow of the exhaust gases indicated by arrows 7, while the shell 6 with its cambered Face facing the direction of flow. Between the outer free boundaries of the above-mentioned shells and the inner wall of the pipe 1 there remains a considerable free passage 8 which is at least as large as the cross section of the connecting piece 2, but generally several times this cross section.
FIG. 3 provides information about the creation and construction of the shells in the preferred embodiment of spherical caps. The spherical caps shown here are formed by the section or section of a spherical shell part 10 from the ball 11 when it penetrates
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the same with the tube 1, the ball having a considerably larger diameter 13 than the diameter d of the tube 1. This dome 10 is now directed in the size of approximately d / 4 parallel to an axis 14 placed normal to the plane of the drawing A part of the plane is cut away, so that a dome stump arises, as shown in FIG. 3 by dash-dotted lines.
This dome stump is now welded into the tube 1 at the points shown in FIG. 1 at an inclination approximately at an angle or between the longitudinal axis 14 and the surface formed by the circular ring section 15. For the purpose of good accessibility of the welding points, the tube 1 can be made in several parts or only in two parts.
It should also be mentioned here that the invention is not or should not remain limited to the spherical cap. If the tube 1 is a piece whose cross-section is shaped like an ellipse, then the dome forms a section of an ellipsoid, an elliptical paraboloid, a hyperboloid of the same type or the like.
It should also be noted that the number of built-in shells can also be larger or smaller than the number of built-in components illustrated in the drawing.
PATENT CLAIMS:
1. Silencer for exhaust pipes of internal combustion engines, characterized in that transversely mounted shells (4, 5, 6) are provided in the flow path of the exhaust gases.