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Ansauggeräuschdämpfer Die bisher bekannten Ansaugschalldämpfer weisen
Entspannungskammern, Resonanzkammern, Vorrichtungen, die eine akustische Interferenz
bewirken, mit Absorptionsmaterial ausgekleidete Leitungen oder Kammern u. dgl. auf.
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Wenn eine gute Schalldämpfung ohne Verminderung der Motorleistung
erzielt werden soll, muß der Schalldämpfer ein ziemlich großes Volumen aufweisen,
so daß Schwierigkeiten bei der Unterbringung des Schalldämpfers unter der Motorhaube
eines Fahrzeugs entstehen und seine Verwendung bei einem Kraftradmotor manchmal
unmöglich ist.
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Die Erfindung hat einen Schalldämpfer einfacher Art und von geringen
Abmessungen zum Gegenstand, die seine Verwendung für Motoren für Krafträder, Leichtmotorräder,
Motorfahrräder u. dgl., bei welchen sehr wenig Raum zur Verfügung steht, ermöglicht.
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Es ist bekannt, daß Gummi oder diesem gleichwertige Stoffe gute Schalldämpfungseigenschaften
besitzen.
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Es ist ferner ein Ansauggeräuschdämpfer für luftansaugende Kolbenmaschinen
bekannt, dessen Gehäuse durch eine elastische Zwischenwand in zwei nicht miteinander
verbundene Kammern unterteilt ist, von denen die eine einen von der Außenluft herkommenden
Einlaß und einen zu den Zylindern hinführenden Auslaß aufweist, während die andere
Kammer keine Verbindung zum Zyllindereinlaß besitzt. Auf einen Ansauggeräuschdämpfer
dieser Art bezieht sich die Erfindung.
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Gemäß einem ersten Merkmal der Erfindung ist die genannte elastische
Zwischenwand aus einer undurchlässigen, mit ihre Schwingungsamplitude erhöhenden,
vorzugsweise konzentrisch zueinander angeordneten Wellungen ausgestatteten Membran
aufgebaut. Ein weiteres Merkmal der Erfindung sieht vor, daß die an zweiter Stelle
genannte Kammer unmittelbar mit der Außenluft in Verbindung steht oder allenfalls
mittelbar, z. B. durch eine zum Auspuff führende Leitung.
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Die Erfindung besteht nicht in dem ersten oder dem weiteren Merkmal
für sich, wohl aber in der Vereinigung dieser Merkmale.
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Bei dem beschriebenen, bekannten Ansauggeräuschdämpfer war die zweitgenannte
Kammer in sich abgeschlossen, besaß also keine Verbindung zur Außenluft, wie dies
die Erfindung vorsieht. Wenn man z. B. bei dem erfindungsgemäßen Ansauggeräuschdämpfer
die Zusatzkammer luftdicht abschließen würde, so müßte man, um trotzdem die gewünschte
Dä.mpfungswirkung zu erzielen, das ganze Gehäuse des Dämpfers auf etwa das Vierfache
vergrößern. Dies würde der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe widersprechen,
nach welcher gerade mit einem Dämpfer von niedrigen Abmessungen ausgekommen werden
soll. Dieser Aufgabe kommt auch die gewellte Ausführung der Zwischenwand entgegen,
die bei dem bekannten Dämpfer ebenfalls nicht vorhanden ist. In der Kombination
dieser beiden Maßregeln liegt .demnach die neue Erfindung.
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Die vorerwähnte Kammer mit der Verbindung nach außen kann durch einen
Kanal mit der Auspuffleitung des Motors verbunden werden, so daß deren Druck dazu
ausgenutzt werden kann, die elastische Bewegung der Membran zu unterstützen.
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Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese nachfolgend an Hand
von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Es
zeigt Fig. 1 einen Querschnitt einer ersten Ausführungsform des Schalldämpfers gemäß
der Erfindung, Fig. 2 einen ähnlichen Schnitt eines Schalldämpfers mit mehreren
Membranen, Fig. 3 einen ähnlichen Schnitt einer weiteren Ausführungsform und Fig.
4 eine schematische Darstellung, welche die Anordnung des Schalldämpfers gemäß Fig.3
an einem Motor zeigt.
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Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung besteht aus zwei tellerförmigen,
durch Drücken aus Metall hergestellten Gehäusehälften 1, 2, die an ihrem Umfang
einen Verbindungsflansch 3 bzw. 4, beispielsweise in Form eines ringförmigen Kranzes,
aufweisen. Zwischen den beiden Flanschen 3, 4 ist -der Umfang einer Membran 5 aus
synthetischem, gegen Öl und Benzindämpfe widerstandsfähigem Kautschuk in der Weise
eingespannt, daß diese Membran das Innere des durch die schalenförmigen Teile gebildeten
Gehäuses in zwei Kammern 6, 7 unterteilt. Für den Zusammenbau sind
>chrauben
8 vorgesehen, die durch entsprechende Boh--ungen in den Flanschen3, 4 und gegebenenfalls
durch len Umfang der Membran 5 geführt sind und auf leren Enden Muttern 9 aufgeschraubt
werden. Die Membran 5 ist mit Wellungen, beispielsweise in Form tonzentrischer Kreise,
ausgebildet, die dazu dienen, ihr eine größere Elastizität zu verleihen.
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Die Kammer 6 steht mit dem Motor durch einen fZohrstutzen 10 in Verbindung,
der beispielsweise an ien Vergasereintritt angeschlossen ist, und mit der Außenluft
durch das Rohrstück 11, an dessen Ende °_in nicht gezeigtes Luftfilter angeordnet
sein kann. Die Kammer 7 steht mit der Außenluft durch Öffnun-;en 12 in der Wand
der Gehäusehälfte 2 in Verbin-3ung.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist wie folgt: Beim Ansaugen von
Luft durch den Motor entsteht in der Kammer 6 ein Unterdruck, der die Membran 5
nachzieht, um dem durch die Saugwirkung des Motors hervorgerufenen Unterdruck entgegenzuwirken.
Infolge der Trägheit der Membran erfordert ihre Verformung eine gewisse Zeit. Dies
hat zur Folge, daß der Lufteintritt durch die Öffnungen 12 in die Kammer 7 allmählich
geschieht. Gleichzeitig dringt durch das Rohrstück 11 allmählich Luft in die Kammer
6 ein, so daß die angesaugte Luft teilweise aus der Kammer 6 infolge der Bewegung
der Membran 5 und teilweise aus der Außenluft stammt, die durch das Rohrstück 11
eintritt. Der Lufteintritt erfolgt in beiden Fällen nicht gleichzeitig. Wegen der
Trägheit der Membran sind die beiden Schallwellen, von denen die erste im Rohrstück
11 und die zweite in den Öffnungen 12 hervorgerufen wird, zueinander versetzt, was
eine starke Schalldämpfung ergibt. Nach Beendigung der Ansaugperiode fährt die Luft
im Rohrstück 11 infolge ihrer Trägheit fort, die Kammer 6 zu füllen. Die Membran
wird daher so bewegt, daß sich das Volumen der Kammer 6 vergrößert und das der Kammer
7 verringert. Infolge ihrer Trägheit bewegt sich die :Membran über ihre Mittelstellung
hinaus, so daß das Volumen der Kammer 6 größer wird, als es im Ruhezustand der Vorrichtung
ist. Die Spannung der Membran erleichtert das Ansaugen von Luft beim nächsten Saughub
des Motors, so daß eine Vorrichtung der beschriebenen Art eine gewisse Leistungssteigerung
des Motors bewirken kann.
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Die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung unterscheidet sich von der
in Fig.1 nur dadurch, daß statt der Membran 5 ,drei einander überlagerte Membranen
13, 14, 15 vorgesehen sind. Die erste Membran 13, die dem Saugstutzen 10 am nächsten
gelegen ist, weist kenne Unterbrechungen auf, während die zweite mittlere Membran
14 mit einer Mittelöffnung 16 von viel geringeremOuerschnitt als derSaugrohrquerschnitt
versehen ist und die dritte Membran 15 eine oder mehrere Öffnungen 17 aufweist,
deren Gesamtquerschnitt größer ist als derjenige der Öffnung 16, wobei die Öffnungen
17 vorzugsweise so vorgesehen sind, daß sie der Öffnung 16 der Membran 14 nicht
gegenüberliegen.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung nach Fig. 2 ist ähnlich der in Fig.1
dargestellten, während der Schalldämpfungsgrad größer ist, da die,durch die Bewegung
der Membran erzeugte Schallwelle in drei kleine Wellen von geringer Amplitude unterteilt
ist, die nacheinander durch jede der drei Membranen erzeugt werden. Zuerst tritt
eine durch die erste nicht durchbrocheneMembran13 erzeugteWelle durch dieMittelöffnung
16 der Membran 14 hindurch, wobei Luft in den Raum zwischen den beiden Membranen
eintritt. Dies hat zur Folge, daß die beiden Membranen sich allmählich voneinander
entfernen, so daß zwischen ihnen eine Kammer von geringem Volumen gebildet wird,
worauf die durch die Bewegung der :Membran 14 erzeugte Welle durch die Öffnungen
17 der Membran 15 hindurchtritt. Schließlich tritt die durch die Membran 15 erzeugte
Welle, die noch schwächer als die durch die Membran 14 hervorgerufene ist, was durch
die geringere Schwingungsamplitude bedingt ist, durch die Öffnungen 12 in die Außenluft
aus. Es wird daher eine Geräuschdämpfung durch die Phasenverschiebung der Schallwellen
erzielt, da statt einer einzigen Welle von großer Amplitude mehrere aufeinanderfolgende
Wellen von kleiner Amplitude wirksam werden. Mit einem Schalldämpfer dieser Art
soll eine noch stärkere Geräuschdämpfung als mit dem gemäß Fig. 1 erzielt werden.
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Fig. 3 zeigt einen Schalldämpfer gemäß der Erfindung und Fig. 4 in
schematischer Darstellung in verkleinertem Maßstab den Anbau dieses Schalldämpfers,
beispielsweise an einem Viertaktmotor 18, dessen Auspuffleitung 19 in einen Auspufftopf
20 mündet. Der Vergaser ist bei 21 dargestellt. Der Schalldämpfer nach Fig. 3 ist
ähnlich dem in Fig. 1 dargestellten, jedoch ist die Kammer 7 statt unmittelbar mit
der Außenluft mit dem Auspufftopf 20 über eine mit Kühlrippen 23 versehene Rohrleitung
22 verbunden. Die Kammer 6 des Schalldämpfers steht mit der Außenluft über ein selbsttätiges,
aus -einer Gummischeibe24 bestehendes Ventil in Verbindung, das die in der Metallplatte
26 im Innern des Rohrstückes 11 vorgesehenen Öffnungen 25 freigeben oder abdecken
kann. Am Eintrittsende des Rohrstückes 11 ist ein Filter 27 angeordnet. Ferner ist
die Membran 5 nicht frei, wie bei der in Fi.g. 1 dargestellten Ausführungsform,
sondern in die gezeigteLage durch den Druck einer Feder 28 belastet, die sich an
ihrem einen Ende an der Wand der Gehäusehälfte 1 und an ihrem anderen Ende an einer
gedrückten Platte 29 abstützt, die an der Membran durch einen Bolzen30 befestigt
ist, welcher diese zwischen der Platte29 und einer Beilagscheibe31 einspannt.
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Die Wirkungsweise der letztbeschriebenen Vorrichtung ist wie folgt:
Beim Ansaugen entsteht in der Kammer 6 ein Unterdruck, durch den die Membran 5 geringfügig
verformt und die Feder 28 zusammengedrückt wird. Diese Bewegung wird durch den Druck
der Auspuffgase unterstützt, und der Erfinder beabsichtigt damit gleichzeitig eine
Verbesserung der Füllung des Motors, da bei einem Viertaktmotor unmittelbar auf
den Auspuffhub ein Ansaughub folgt. Wenn die Länge der Auspuffleitung 19 zusammen
mit der Länge der Verbindungsrohrleitung 22 richtig gewählt ist, ist,die Zeit, welche
die Druckwelle braucht, um die Strecke zwischen dem Auspuffventil und der Saugleitung
des Motors auf dem vorangehend beschriebenen Weg zu durchlaufen, gleich oder geringfügig
größer als die Zeit, welche der Motor braucht, um eine halbe Umdrehung auszuführen.
Auf diese Weise soll erreicht werden, daß die durch den Auspuff hervorgerufene Druckwelle
den Ansaugschalldämpfer in dem für -die Bewegung der Membran und das Zusammendrücken
der Feder 28 richtigen Zeitpunkt erreicht, um eine zwangsweise Luftzufuhr zum Motor
zu bewirken. Die Membran 24 verhindert den Austritt dieser Luft durch das Filter
27.
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Nachdem einerseits -der Ansaugvorgang beendet ist und andererseits
der Druck in der Kammer 7 abgesunken ist, drückt die Kraft der Feder 28 die Membran
5 in ihre Ausgangsstellung zurück, so daß in die
Kammer 6 durch
das Filter 27 und die Öffnungen 25 Luft angesaugt wird, da die Öffnungen 25 nicht
mehr durch die Membran 24 abgeschlossen sind, welche abgehoben wird, um den freien
Durchtritt von Ansaugluft zu ermöglichen.
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Der gleiche Schalldämpfer kann auch für einen Zweitaktmotor verwendet
werden, wobei es jedoch infolge der kurzen Dauer der Ansaug- und der Auspuffperiode
erforderlich werden kann, gewisse Regelmöglichkeiten vorzusehen.