Die Erfindung betrifft einen Schalldämpfer für Kolben-Flugmo¬ toren mit inneren Lochblechen und mindestens einem rohrförmi- gen Anschlußstutzen zum Anschluß an eine Abgasleitung. Loch¬ bleche innerhalb von Schalldämpfern haben die Aufgabe, den Abgasstrom zu unterbrechen und umzuleit en, um dadurch Schall¬ energie zu vernichten.

Propeller-Flugzeuge mit Kolben- lugmotorenantrieb, die in der Hauptsache als private Reise- und Sportflugzeuge Verwendung finden, haben normalerweise keine Schalldämpfer. Die behörd¬ lich festgesetzt en Lärmgrenzwerte machen es daher erforder¬ lich, di e Motoren so auszulegen, daß der Auspufflärm diese Grenzwerte nicht übersteigt . Man hat also keine freie Hand, die Ventilzeiten und die Drehzahl im Hinblick auf eine mög- liehe Höchstleistung des Motors zu optimieren. Letztlich führen di e behördlichen Vorschrift en über Lärmgrenzwer e zu einer Art Drosselung der Flugmotoren, solange sie ohne Schalldämpfer arbeit en. Andererseits bedeutete j edoch ein Schalldämpfer stets einen gewissen Leistungsverlust.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einen Schall¬ dämpfer für Kolben-Flugmotoren zu schaffen, der den Lärmpe¬ gel herabsetzt , ohne die drehzahlabhängige Leistung des Flugmotors zu beeinträchtigen. Die Lösung dieser Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Pat entanspruches 1

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1 angegebenen Merkmale a) bis c) erzielt.

Das Merkmal a) bestimmt die äußere Gestaltung des Schall¬ dämpfers gemäß der Erfindung, der einen rechteckigen Quer- 5 schnitt mit in Durchströmrichtung sich ändernder Konfigura¬ tion besitzt. Durch die Divergenz der seitlichen Abschluß- ^■ bleche, die graduell größer ist als die Konvergenz der die langen Seiten des Querschnitt-Rechtecks darstellenden vorde¬ ren und hinteren Außenbleche, werden die Oberflächen der

10 konvergierenden Außenbleche bi-s zur schlitzartigen Austritts öffnung stark vergrößert-, ohne daß die Querschnittsfläche de Innenraumes des Schalldämpfers in Durchströmrichtung zuneh¬ men muß. Durch das Merkmal b) werden unterhalb der sich in Durchströmrichtung verbreiternden Außenbleche Abkühlkammer _j _5 geschaffen, in die die Abgase über parallel zu den Außenble¬ chen verlaufende Lochbleαhe einströmen. Da an den Außenble¬ chen der Propellerwind vorbeistreicht, erfahren die Abgase innerhalb der Abkühlkammern vor ihrem Austritt eine Abküh¬ lung, die von einer Volumenabnahme begleitet ist. Diese Volu

2o menabnahme ist der neuartige Effekt des Schalldämpfers gemäß der Erfindung, denn sie übt einen gewissen konstanten Sog au die pulsierenden Schallwellen am Eingang des Schalldämpfers aus und wirkt insoweit glättend.

25 Es wird empfohlen, zwischen dem Bereich der Abkühlkammern und dem Anschlußstutzen eine von den Außen- und Abschlußble¬ chen umgrenzte Wirbelkammer vorzusehen, in der ein sich verlaufender/ zwischen den seitlichen Abschlußblechen /leistenartiger Prall winkel angeordnet ist. Dieser Prallwinkel wirkt als Reflexi-

30 onsflache für Schallwellen und zugleich zur Umlenkung und Aufteilung des Abgasstromes, um die Geschwindigkeitskomponen¬ te des Abgasstromes herabzusetzen und zu begünstigen, daß di Abgase in möglichst alle Löcher in den sich im wesentlichen in Strömungsrichtung erstreckenden Lochblechen eintreten.

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Soweit bisher beschrieben, sind die divergierenden seitli¬ chen Abschlußbleche, an denen ebenfalls der Propellerwind vorbeistreicht, nur im Bereich der Wirbelkammer und der Stirnseiten der beiden vorerwähnten Abkühlkammern für den Kühleffekt ausgenutzt. Durch die Merkmale des Patentanspru¬ ches 3 wird erreicht, daß Teilströme der Abgase auch im Bereich der schmalen seitlichen Abschlußflächen des Schall¬ dämpfers der Kühlung durch vorbeistreichende Luft unterwor¬ fen werden.

Eine weitere Verbesserung des Kühleffekts ergibt sich, wenn der Schalldämpfer nach Patentanspruch i von. einem im Bereich der seitlichen Abschlußbleche offenen Kühlschlitze durchzo¬ gen ist, der den Eintritt von Außenluft in das Innere des Schalldämpfers erlaubt und dessen sich bis in die schlitz¬ artige Austrittsöffnung erstreckenden Seitenwände von den Abgasen umspült sind. Die Abgase werden bei dieser Ausfüh¬ rungsform nicht nur durch Wärmeübergang über die konvergie¬ renden Außenbleche, sondern auch durch Wärmeübergang an den inneren Wandungen des Kühlschlitzes gekühlt.

Der Querschnitt der schlitzartigen Austrittsöffnung für die Abgase soll etwa so groß sein wie der Querschnitt des Anschlußstutzens. Dies besagt, daß eine Expansion der Abgase innerhalb des Schalldämpfers nicht angestrebt wird, da ja der die Schallwellen glättende Sog erfindungsgemäß durch starke Kühlung und Volumenabnahme der Abgase erzielt wird. Wegen der Volumenabnahme der Abgase kann die sehlitz- artige Austritts ffnung im Querschnitt sogar kleiner sein als derjenige des Anschlußstutzens.

Die Querschnittssumme der Löcher in den Lochblechen ist zweckmäßig _. größer als der Querschnitt des einlaßsei igen Anschlußstutzens, um innerhalb des Schalldämpfers möglichst keinen Rückstau an Abgasen zu erhalten.

Die vorderen und hinteren Außenbleche schließen zweckmäßig einen Konvergenzwinkel von 12 und die seitlichen Abschluß bleche einen Divergenzwinkel von l+ ein.

Wie bei Wärmeaustauschern an sich bekannt, können die von der Kühlluft,, d.h. dem Propellerwind bestrichenen Bleche mit aufgesetzten Stegblechen versehen werden, um die wärme übertragenden Flächen zu vergrößern und die Kühlluft zu führen.

In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele eines Schalldämpfers gemäß der Erfindung dargestellt, und zwar zeigen

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein vorderes Außen¬ blech einer Ausführungsform, das Außen¬ blech teilweise weggeschnitten,

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1 ,

Fig. 3 eine Draufsicht ähnlich Fig. 1 einer anderen Ausführungsform,

Fig. einen Längsschnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3,

Fig. 5 eine Draufsicht ähnlich Fig. 1 einer dritten Ausführungsform mit innerem Kühlschlitz teilweise im Längsschnitt nach der Linie V-V in Fig. 6,

Fig. 6 eine Seitenansicht von Fig. 5 und

Fig. 7 eine Ansicht von Fig. 5 von unten.

Ein Schalldämpfer gemäß der Erfindung besteht bei allen Ausführungsbeispielen aus einem rohrförmigen Anschlußstut¬ zen 1 zum Anschluß des Schalldämpfers an eine Abgasleitung, einem quadratischen Übergangsflansch 2 als Anschluß für weitere Außenwandun steile des Schalldämp ers, die einen rechteckigen Querschnitt eines Innenraumes ergeben. Diese Außenwandungsteile bestehen aus vorderen und hinteren Außen¬ blechen- und l , die unter einem Winkel von etwa 12° konver¬ gieren, wie Fig. 2 zeigt, sowie aus schmaleren seitlichen AbschlußDlechen 5 u d 6, die in Strömungsrichtung divergie¬ ren und einen Divergenzwinkel von etwa 40° einschließen« - Die konvergierenden Außenbleche 3 und sind in ihrer Länge so bemessen, daß sie eine schlitzartige Austrittsδffnung 7 ergeben. Die Länge der schlitzartigen Austrittsöffnung 7 ergibt sich aus der Divergenz der seitlichen Abschlußbleche 5 und 6, und es ist durch diese Abmessungsverhältnisse sichergestellt, daß der Querschnitt der schlitzartigen Austrittsöffnung 7 etwa so groß ist wie der Querschnitt des einl ßse ti en Anschlußstutzens 1.

Wie der Längsschnitt nach Fig. 2 zeigt, verlaufen parallel zu und im Abstand von den zueinander konvergierenden, vorde¬ ren und hinteren Außenblechen 3 _» ebenso konvergierende Lochbleche 8 und 9 _» die einströmseitig mit zu den Außenble- chen 3* _» k- verlaufenden Abkantungen 8a und 9a versehen sind, sodaß jedes Lochblech mit einer Abkantung, einem vorderen bzw. hinteren Außenblech und Bereichen der seitlichen, zueinander divergierenden Abschlußbleche eine Abkühlka mer 10 bzw. 11 bildet. Jede Abkühlkammer läuft in die schlitz- artige Austrittsöffnung 7 aus. Die Lochbleche 8 und 9 können im Bereich der Austrittsöffnung 7 zusammengeführt sein, jedoch können sie auch noch einen schmalen anteiligen Schlitz der Austrittsöffnung 7 frei lassen.

Zwischen dem Bereich der Abkühlkammern 10, 11 und dem

Anschlußstutzen 1 ist eine von den Außen- und Abschlußble¬ chen 3 bis 6 umgrenzte Wirbelkammer 12 vorgesehen, in der

1 ein sich zwischen den seitlichen Abschlußblechen 5 _» - ver¬ laufender leistenartiger Prallwinkel 13 angeordnet .ist.

Der bisher beschriebene Aufbau des Schalldämpfers gemäß der 5 Erfindung trifft für alle Ausführungsbeispiele zu. Dies gilt auch für den Verlauf der Abgasströmung, die in Anleh¬ nung an Fig. 1 und 2 wie folgt beschrieben wird:

Die über den Anschlußstutzen 1 und den Übergangsflansch ^' 2

10 einströmenden Abgase treffen zunächst auf den 1eistenförmi- gen Prallwinkel 13 und werden hierdurch in der Wirbelkammer 12 verwirbelt. Der Prallwinkel 13 hat zusätzlich die Wir¬ kung, eine Schalldämpfung durch Reflexion herbeizuführen. Die Abgase treten dann in den sich verengenden Zwischenraum

*L5 1-i zwischen den Kühlkammern 10 und 11 ein und werden über die Löcher 15 der Lochbleche 8 und 9 von den Kühlkammern 10 und 11 aufgenommen. In der rechten Hälfte von Fig. 1 ist dargestellt, daß die Abgase von unterhalb des Lochbleches 8 durch die Löcher 15 in die Kühlkammer 10 in Pfeilrichtung

2o eintreten, da in der rechten Hälfte von Fig. 1 das vordere Außenblech 3 teilweise weggeschnitten dargestellt ist. Der sich verengende Zwischenraum 1 fördert das Übertreten der Abgase in die Kühlkanäle 10, 11, wogegen die Divergenz der seitlichen Abschlußbleche 5, 6 eine Ausweitung des Abgas-

25 Stromes in Längsrichtung der schlitzartigen Austrittsöff¬ nung 7 begünstigt. Wesentlich ist, daß die Abgase innerhalb der Abkühlkammern 10, 11 an den vom Propellerwind beauf¬ schlagten breiter werdenden Außenblechen 3j - vorbeistreich und dadurch gekühlt wird.

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Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 sind die ebenfalls vom Propellerwind beaufschlagten seitlichen Abschlußbleche 5, 6 zwar ebenfalls von innen von Abgasen beaufschlagt, jedoch ist die Oberfläche der seitlichen Abschlußbleche 5 _{» 35} 6 verhältnismäßig klein. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 und sind daher außerhalb der seitlichen Abschlußbleche 5 ₅ 6 Abkühlhauben 1 und 17 vorgesehen, deren kanalartige

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l Innenräume über Löcher 18 im oberen Bereich der Abschlu߬ bleche 5» 6 mit der Wirbelkammer 12 in Verbindung stehen. Im unteren Bereich stehen die Innenräume der Abkühlhauben 16, 17 über Löcher 19 auch mit den beiden Abkühlkammern 5 10, 11 in Verbindung, sodaß zwei Teilströme aus der Wirbel¬ kammer 12 in die Abkühlhauben und von dort in die unten offenen Abkühlkammern 10, 11 gehen. Der Strömungsverlauf der Abgase ist in Fig. ^~ durch Pfeile dargestellt, und zwar in der rechten Zeichnungshälfte, in der das vordere Außen- 0 blech 3 sowie eine Seitenwand der Abkühlhaube 16 wegge¬ schnitten sind. In der SchnittdarStellung nach Fig. l± erkennt man den Eintritt von Stromfäden durch die Löcher 19 in den Randbereichen des seitlichen Abschlußbleches 5 i die Kühlkammern 10 und 11. Im unteren Bereich von Fig. i ist ein 5 Teil der Abkühlhaube 17 in Ansicht erkennbar.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 bis 7 entspricht im wesentlichen dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2. Die Abweichung besteht in einem inneren Kühlschlitz 22, der ein- o strömseitig von dem leistenför igen Prallwinkel 13 begrenzt ist, an dem sich ein Paar von zueinander parallelen Wänden 20 und 21 anschließt. Diese Wände 20, 21 erstrecken sich durch den sich verengenden Zwischenraum 1i (Fig. 2) zwischen den seitlichen Kühlkammern 10, 11 bis in den Bereich der 5 Austrittsöffnung ? . Wie aus der Ansicht gegen die Austritts¬ öffnung nach Fig, 7 hervorgeht, liegt der Austrittsschlitz 23 für den Kühlschlitz 22 zwischen den partiellen Austritts¬ schlitzen _~ , 25 der Kühlkammern 10, 11. Der Kühlschlitz 22 ist seitlich zum Eintritt von Kühlluft dadurch offen, daß _Q die seitlichen Abschlußbleche . 6 über den Abstand der

Wände 20, 21 geöffnet sind, wie aus der SchnittdarStellung, nach Fig. 5, rechte Hälfte, hervorgeht. Hier ist auch in gestrichelt eingezeichneten Pfeilen die Richtung der ein¬ strömenden Kühlluft dargestellt, wogegen in allen anderen 5 Figuren die durchgezogenen Pfeile die Strömungsrichtung von Abgasen bedeuten.

Wie aus Fig. 5 und 6 hervorgeht, sind auf die seitlichen Abschlußbleche 5 _> 6 beiderseits des Kühlschlitzes 22 je e Paar von Stegblechen 26, 27 aufgesetzt, die nicht nur die wärmeübertragenden Flächen zur Verbesserung des Kühleffek vergrößern, sondern auch zur Führung der Kühlluft dienen. Wie Fig. 6 zeigt, verläuft ein Paar von Stegblechen 27 in Strömungsrichtung derart geneigt zueinander, daß der von oben kommende Kühlluftstrom durch Verengung eines Strömun kanals in den Kühlschlitz 22 hineingezwungen wird..

Amtliche Schallpegelmessungen nach den Richtlinien des LB

11/1^-606.4/75 für das Flugzeug D-EHFM haben in vier Meß flügen ergeben, daß der Schallpegel von durchschnittlich 76 dB (A), gemessen ohne Schalldämpfer, sich bei Einsatz von Schalldämpfern gemäß der Erfindung verringert auf dur schnittlich 72 dB (A). Gleichzeitig wurde festgestellt, d die max. Motordrehzahl von normal 2700 U/min bei Einsatz von Schalldämpfern gemäß der Erfindung um 150 U/min ansti und wieder zurückgenommen werden mußte. Dies ist ein Bewe dafür, daß durch den Schalldämpfer gemäß der Erfindung ni nur der Schallpegel herabgesetzt wird, sondern überrasche derweise die Motordrehzahl und damit die Motorleistung ansteigen.

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