WO1995002755A1 - Auspufftopf für verbrennungsmotor, insbesondere einzylinder-dieselmotor - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to a muffler on an internal combustion engine, in particular a single-cylinder diesel engine, with an inlet opening and an outlet opening for the exhaust gas, according to the preamble of claim 1.
  • Such a muffler described in British Patent No. 1,447,877 is braced against the cylinder head by means of through-bolts, the hollow shape of the muffler being stiffened by means of the tubular sleeves against deformation under the action of the tensile forces of the through-bolts.
  • the aim of the present invention is to make the muffler simple and lightweight and to enable it to be stiffened and fastened without great effort.
  • the particular simplification is that the passage screws used to fasten the muffler to the cylinder head simultaneously serve to stiffen the muffler from the side without stressing it in the pulling direction of the passage screws. Due to the fact that the outer wall section is fixed on the ends of the sleeves that are distant from the cylinder head, tensions on the one hand and unwanted vibrations of the muffler on the other hand can be practically avoided. As a result, it can be produced with a relatively thin wall thickness.
  • a muffler made of a one-piece metal housing produced by casting is preferred. The preferred casting method is casting from aluminum with a sand core, which is crushed and removed after casting.
  • the muffler also acts as a resonator, ie it takes over the sound damping of the exhaust gas if its volume is matched accordingly.
  • special muffler devices can be connected to the muffler, namely in the event that soundproofing cannot otherwise be achieved within the prescribed limits.
  • Particularly simple solutions are, for example Sieve insert in the area of the outlet opening or a spring-loaded flap.
  • FIG. 1 shows a cross section through the exhaust pipe
  • FIG. 2 shows a top view of FIG. 1
  • FIG. 3 shows an enlarged detail III according to FIG. 1
  • FIG. 4 shows the detail according to FIG. 3 in front of the
  • Exhaust pipe 1 shown in FIGS. 1 and 2 is a one-piece casting, preferably made of aluminum.
  • a flange 3 is cast on, which is provided for direct connection to the cylinder head.
  • the flange 3 has three bores 23 for through screws 4, the ends 5 of which face the cylinder head are provided with a thread with which they can be screwed into corresponding threaded bores of the cylinder head.
  • the through bolts 4 pass through the entire interior of the muffler 1 and their outer ends 6 protrude through bores 21 of an outer wall section 7 of the muffler 1.
  • the through screws 4 are clamped by means of nuts 8 against sleeves 9 through which they are inserted.
  • the sleeves 9 are supported on the one hand against the inner wall 10 of the inner wall section 2; on the other hand, they end within the bores 21 in the outer wall section 7. There, a seal 11 is deformed between the associated end of a sleeve 9 and a bushing 12 clamped between nut 8 and sleeve 9, so that the seal 11 is effectively on the inside of the sleeve Bore 21 is present.
  • This sealing connection is shown enlarged in FIGS. 3 and 4.
  • the flange 3 surrounds the inlet opening 13 of the exhaust gas, which in turn emerges from the muffler 1 through the outlet opening 14.
  • the outlet opening is closed by a spring-loaded flap 15; under the action of the exhaust gas pulsations, the flap 15 lifts slightly from its seat 16 against the pressure of the spring 17, the exhaust gas pulsations being smoothed while reducing the noise.
  • the through screws 4 each have at their two ends 5, 6 external threads, and in addition to these threads each have a typical turn 18 for lag screws.
  • the wall of the muffler 1 has thickened portions 19 in the area of the bores 21 of the outer wall section 7, so that better guidance for the sleeves 9 and the bushes 12 is achieved thanks to correspondingly lengthened bores 21.
  • FIG. 3 shows an enlarged section according to III of FIG. 1, namely in the position of the sleeve 9 and the bush 12 after the nut 8 has been tightened.
  • the seal 11 is already correspondingly squeezed here, i. H. it completely fills the remaining cavity between the bushing 12 and the sleeve 9 and lies firmly and sealingly against the inner wall of the bore 21 in the outer wall part 7.
  • FIG. 4 For clarification, the state before the seal 11 is deformed is shown in FIG. 4.
  • the seal 11 is shown here as a ring with an approximately square cross section; the bushing 12 has a conical end face 20, which facilitates the deformation of the seal 11 made of soft metal such as copper.
  • the nut 8 is increasingly screwed onto the externally threaded end 6 of the through screw 4. 4
  • the bore 21 of the outer wall section 7 is partially exposed.
  • the existing cavity is completely filled, the volume of the seal being dimensioned approximately such that, in the end position of the bush 12, its inner end face 22, as shown in FIG the opposite end face of the sleeve 9 abuts. In the end position according to FIG.
  • the seal 11 is firmly pressed within the bore 21, so that a full and permanent seal is achieved.
  • This firm sealing closure serves at the same time to stiffen the muffler in its entirety, the three through screws 4 together with the sleeves 9 and bushings 12 located thereon forming a stable, largely structure-borne sound-free unit.

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Abstract

Ein Auspufftopf an einem Einzylinder-Dieselmotor mit einer Eintrittsöffnung (13) und einer Austrittsöffnung (14) für das Abgas; er besitzt für den direkten Anschluß am Zylinderkopf einen die Eintrittsöffnung (13) enthaltenden Flansch (3) an der Außenseite seines dem Zylinderkopf benachbarten inneren Wandabschnitts (2); sein Flansch (3) ist mittels Durchgangsschrauben (4) gegenüber dem Zylinderkopf verspannt, deren dem Flansch abgewandte Enden durch Bohrungen (21) in dem dem Flansch (3) gegenüberliegenden äußeren Wandabschnitt (7) des Auspufftopfs (1) hindurch ragen; die Bohrungen (21) sind gegenüber den Durchgangsschrauben (4) abgedichtet; über die Durchgangsschrauben (4) sind rohrförmige Hülsen (9) gesteckt, die gegen den inneren Wandabschnitt (2) abgestützt sind.

Description

Auspufftopf für Verbrennungsmotor, insbesondere Einzylinder-Dieselmotor
Die Erfindung betrifft einen Auspufftopf an einem Verbrennungsmotor, insbesondere Einzy- linder-Dieselmotor, mit einer Eintrittsöffnung und einer Austrittsöffnung für das Abgas, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Ein derartiger in der britischen Patentschrift 1 447 877 beschriebener Auspufftopf ist mittels Durchgangsschrauben gegen den Zylin¬ derkopf verspannt, wobei die Hohlform des Aus¬ pufftopfs mittels der rohrförmigen Hülsen gegen Verformen unter der Wirkung der Zug¬ kräfte der Durchgangsschrauben ausgesteift ist.
Demgegenüber besteht das Ziel der vorliegenden Erfindung darin, den Auspufftopf einfach und leichtgewichtig auszubilden und dessen Aus¬ steifung und Befestigung ohne großen Aufwand zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gemäß dem Kennzeichen von Anspruch 1 gelöst. Die besondere Vereinfachung besteht darin, daß die der Befestigung des Auspufftopfs am Zylin¬ derkopf dienenden Durchgangssσhrauben gleich¬ zeitig der seitlichen Aussteifung des Aus¬ pufftopfs dienen, ohne diesen in Zugrichtung der Durchgangsschrauben zu belasten. Dadurch, daß der äußere Wandabschnitt auf den vom Zylinderkopf entfernten Enden der Hülsen zwän- gungsfrei festgelegt ist, können einerseits Verspannungen, andererseits unerwünschte Schwingungen des Auspufftopfs praktisch ver¬ mieden werden. Er kann dadurch mit verhältnis¬ mäßig dünner Wandstärke hergestellt werden. Bevorzugt kommt ein Auspufftopf aus einem ein¬ teiligen, durch Gießen hergestellten Metallge¬ häuse in Frage. Als Gießverfahren eignet sich bevorzugt das Gießen aus Aluminium mit einem Sandkern, welcher nach dem Gießen zerkleinert und entfernt wird.
Der Auspufftopf wirkt gleichzeitig als Resona¬ tor, d.h. er übernimmt bei entsprechender Abstimmung seines Volumens die Schalldämpfung des Abgases. Zusätzlich können besondere Schalldämpfereinrichtungen mit dem Auspufftopf verbunden sein, nämlich für den Fall, daß sich sonst eine Schalldämpfung innerhalb vorge¬ schriebener Grenzen nicht erzielen läßt. Besonders einfache Lösungen sind z.B. ein Siebeinsatz im Bereich der Austrittsöffnung oder eine federbelastete Verschlußklappe.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Querschnitt durch den Auspuff- topf, Fig. 2 eine Draufsicht zu Fig. 1, Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt III gemäß Fig. 1 und Fig. 4 den Ausschnitt gemäß Fig. 3 vor der
Verformung der Dichtung.
Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Auspuff- topf 1 ist ein einteiliges Gußteil, bevorzugt aus Aluminium. An der Außenseite seines Wandabschnitts 2, welche dem (nicht darge¬ stellten) Zylinderkopf zugewandt ist, ist ein Flansch 3 angegossen, welcher für den direkten Anschluß am Zylinderkopf vorgesehen ist. Der Flansch 3 besitzt drei Bohrungen 23 für Durch¬ gangsschrauben 4, deren dem Zylinderkopf zuge¬ wandte Enden 5 mit einem Gewinde versehen sind, mit welchem Sie in entsprechende Gewin¬ debohrungen des Zylinderkopfs einschraubbar sind. Die Durchgangsschrauben 4 durchqueren den gesamten Innenraum des Auspufftopfs 1 und ihre äußeren Enden 6 ragen durch Bohrungen 21 eines äußeren Wandabschnitts 7 des Aus¬ pufftopfs 1 hindurch. Die Durchgangsschrauben 4 sind mittels Muttern 8 gegen Hülsen 9 ver¬ spannt, durch die sie hindurchgesteckt sind. Die Hülsen 9 stützen sich einerseits gegen die Innenwand 10 des inneren Wandabschnitts 2 ab; andererseits enden sie innerhalb der Bohrungen 21 im äußeren Wandabschnitt 7. Dort wird jeweils eine Dichtung 11 zwischen dem zugeord¬ neten Ende einer Hülse 9 und einer zwischen Mutter 8 und Hülse 9 eingespannten Buchse 12 verformt, so daß die Dichtung 11 wirksam an der Innenseite der Bohrung 21 anliegt. In den Fig. 3 und 4 ist dieser Dichtungsanschluß ver¬ größert dargestellt.
Der Flansch 3 umschließt die Eintrittsöffnung 13 des Abgases, welches aus dem Auspufftopf 1 wiederum durch die Austrittsöffnung 14 aus¬ tritt. Aus Gründen der Geräuschdämpfung ist die Austrittsöffnung durch eine federbelastete Klappe 15 verschlossen; unter der Wirkung der Abgaspulsationen hebt die Klappe 15 von deren Sitz 16 gegen den Druck der Feder 17 geringfü¬ gig ab, wobei die Abgaspulsationen unter gleichzeitiger Reduzierung der Geräuschbildung geglättet werden. Die Durchgangsschrauben 4 besitzen jeweils an ihren beiden Enden 5, 6 Außengewinde, und außerdem im Anschluß an diese Gewinde jeweils eine für Zugschrauben typische Eindrehung 18.
Gemäß Fig. 2 wird deutlich, daß die Wand des Auspufftopfs 1 im Bereich der Bohrungen 21 des äußeren Wandabschnitts 7 Verdickungen 19 besitzt, so daß dank entsprechend verlängerter Bohrungen 21 eine bessere Führung für die Hül¬ sen 9 und die Buchsen 12 erzielt wird.
Fig. 3 zeigt einen vergrößterten Ausschnitt gemäß III der Fig. 1, und zwar in der Position der Hülse 9 und der Buchse 12 nach dem Fest- spannen der Mutter 8. Die Dichtung 11 ist hier bereits entsprechend verquetscht, d. h. sie füllt den verbleibenden Hohlraum zwischen Buchse 12 und Hülse 9 voll aus und legt sich fest und dichtend an die Innenwand der Bohrung 21 im äußeren Wandteil 7 an.
Zur Verdeutlichung ist in Fig. 4 der Zustand vor dem Verformen der Dichtung 11 dargestellt. Die Dichtung 11 ist hier als Ring mit etwa quadratischem Querschnitt dargestellt; die Buchse 12 besitzt eine konische Endfläche 20, welche die Verformung der aus weichem Metall wie Kupfer bestehenden Dichtung 11 erleich- tert, während die Mutter 8 zunehmend auf das mit Außengewinde versehene Ende 6 der Durch¬ gangsschraube 4 aufgeschraubt wird. Gemäß Fig. 4 liegt die Bohrung 21 des äußeren Wandab¬ schnitts 7 teilweise frei. Im Zuge der Verfor¬ mung der Dichtung 11 wird der vorhandene Hohl¬ raum vollständig ausgefüllt, wobei das Volumen der Dichtung etwa so bemessen ist, daß in der Endstellung der Buchse 12 deren innere Stirn¬ seite 22, wie in Fig. 3 dargestellt, an der gegenüberliegenden Stirnseite der Hülse 9 anliegt. In der Endstellung gemäß Fig. 3 kommt es zu einer festen Verpressung der Dichtung 11 innerhalb der Bohrung 21, so daß eine vollwer¬ tige und dauerhafte Abdichtung erzielt wird. Dieser feste DichtungsSchluß dient gleichzei¬ tig der Aussteifung des Auspufftopfs in seiner Gesamtheit, wobei die drei Durchgangsschrauben 4 zusammen mit den darauf befindlichen Hülsen 9 und Buchsen 12 eine in sich stabile, weitge¬ hend körperschallfreie Baueinheit bilden.

Claims

Ansprüche
1. Auspufftopf an einem Verbrennungsmotor, insbesondere Einzylinder-Dieselmotor, mit einer Eintrittsöffnung (13) und einer Aus¬ trittsöffnung (14) für das Abgas und mit den folgenden Merkmalen:
1.1 er besitzt für den direkten Anschluß am Zylinderkopf einen die Eintrittsöffnung (13) enthaltenden Flansch (3) an der Außenseite seines dem Zylinderkopf benach¬ barten inneren Wandabschnitts (2);
1.2 er ist am Zylinderkopf mittelsJDurchgangs- schrauben (4) befestigt, deren dem Flansch abgewandte Enden durch Bohrungen (21) in dem dem Flansch (3) gegenüberliegenden äußeren Wandabschnitt (7) des Auspufftopfs (1) hindurch ragen;
1.3 über die Durchgangsschrauben (4) sind rohrförmige Hülsen (9) gesteckt, die an der Innenseite des dem Zylinderkopf benachbarten inneren Wandabschnitts (2) des Auspufftopfs (1) abgestützt sind;
1.4 die Durchgangsschrauben (4) sind an ihren vom Zylinderkopf entfernten Enden (6) mit¬ tels Muttern (8) auf Zug festgespannt; gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: 1.5 die vom Zylinderkopf entfernten Enden der Hülsen (9) enden jeweils innerhalb einer Bohrung (21) des äußeren Wandabschnitts (7) des Auspufftopfs;
1.6 die Bohrungen (21) sind gegenüber den Durchgangsschrauben (4) abgedichtet, indem die in den Bohrungen (21) angeordneten Enden der Hülsen (9) mittels eines durch die Zugspannung der Durchgangsschrauben (4) verformbaren Dichtungselements (11) gegenüber der Innenwand der Bohrung (21) festgelegt und abgedichtet sind.
2. Auspufftopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auspufftopf aus einem einteiligen, durch Gießen hergestellten Metallgehäuse besteht.
3. Auspufftopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Muttern (8) gegen die rohrförmigen Hülsen (9) verspannt sind.
4. Auspufftopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenseite des Dichtungsele¬ ments (11), zwischen diesem und den Mut¬ tern (8) der Durchgangsschrauben (4) eine Buchse (12) aufgesteckt ist, wobei das Dichtungselement (11) zwischen Buchse (12) und dem benachbarten Ende der zugeordneten Hülse (9) verformt wird.
5. Auspufftopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungselement (11) aus einem leicht verformbaren metallenen Werkstoff, vorzugsweise Kupfer, besteht.
6. Auspufftopf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser der Buchse (12) genau jenem der Hülse (9) entspricht.
7. Auspufftopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er aus Aluminiumguß besteht.
8. Auspufftopf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß er mit Ausnahme des Flansches (3) mit etwa gleicher Wandstärke gegossen ist.
9. Auspufftopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sein äußerer Wandabsσhnitt (7) paral- lel zu seinem dem Zylinderkopf zugeordne¬ ten inneren Wandabschnitt (2) verläuft.
10. Auspufftopf nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung (14) in einem zu den parallelen Wandabschnitten (2, 7) quer verlaufenden Wandteil vorgesehen ist.
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