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Die Erfindung betrifft einen emaillierten Auspuffschalldämpfer mit
Einbauten, wie perforierte Querwände, axiale Verbindungsrohre u. dgl., für Brennkraftmaschinen.
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Derartige bekannte Schalldämpfer werden hergestellt, indem Emaillemasse
nach der Reinigung des zusammengebauten Schalldämpfers unter Zugabe von Schwebeton
möglichst dünnflüssig angesetzt wird und indem dieses Gemenge sodann durch ein kompliziertes
Schwenk- und Drehverfahren an nach Möglichkeit alle Stellen im Schalldämpferinneren
gebracht wird, was sehr schwierig ist, da die Schalldämpfer aus Rohren, Böden, Kammern,
Stutzen usw. bestehen. Die Wandungsteile im Schalldämpferinneren können durch die
vorgenannte Methode aber nicht gleichmäßig, d. h. in gleicher Schichtdicke, mit
Emaillemasse bedeckt werden. Bei einer zu großen Dicke der aufgebrachten Schicht
besteht jedoch nach dem Einbrennen der Emaille die erhöhte Gefahr der Bildung von
Blasen und damit des Abspringens.
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Eine solche zu große Schichtstärke wird sich aber bei dem genannten
Schwenkverfahren zwangläufig an vielen Ecken, Kanten, Erhebungen' usw. im Inneren
des Schalldämpfers auch bei einem gründlich durchgeführten Schwenkvorgang einstellen.
Außerdem müssen für das Durchlassen der Emaillemasse zusätzliche Durchbrüche in
den Wandungen der Zwischenböden, Düsen, Rohre usw. vorgesehen werden, damit die
Emaillemasse von einer Stelle (Kammer) in die andere fließen kann. Solche Durchbrüche
weisen akustische Nachteile auf, denn es werden beispielsweise Verbindungen zwischen
den einzelnen Kammern geschaffen, die akustisch unerwünscht sind. Schließlich ergibt
sich der Nachteil, daß dort, wo die zusätzlichen Durchbrüche anzuordnen sind, die
Löcher verhältnismäßig groß dimensioniert werden müssen. Die vielen kleinen Durchbrüche
(Perforationen), die aus akustischen Gründen angeordnet werden müssen, um einen
guten schalldämpfenden Effekt zu .erreichen, müssen dabei überdimensioniert werden,
um ihr Zusetzen beim Einbringen der Emaillemasse zu vermeiden.
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Die im zusammengebauten Zustand emaillierten Schalldämpfer weisen
ferner den Nachteil auf, daß an den Berührungsstellen der einzelnen Teile, beispielsweise
zwischen dem Mantel und den Einbauteilen bzw. den Böden, Deckeln, und Stutzen, die
Emaille nicht zu einer geschlossenen Oberfläche durchschmilzt und deshalb kein wirkliches
Abdichten der Spalte gewährleistet ist (Blasenbildung), so daß an diesen besonders
gefährdeten Stellen eine erhöhte Korrosionsgefahr besteht (Eindringen von Kondenswasser
usw.). Es hat sich z. B. gezeigt, daß ein mit reinem Leitungswasser (ohne Säurezusätze)
benetzter Schalldämpfer an diesen Stellen bereits nach einigen Stunden Rost angesetzt
hat.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen emaillierten Schalldämpfer
aufzuzeigen, der eine besonders hohe Korrosionsbeständigkeit aufweist und bei welchem
.die Einbauten axial festsitzen und in ihrer Geometrie (insbesondere die perforierte
Querwand) nicht von den vorgegebenen Werten infolge des Emaillierens abweichen.
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Die Lösung der gestellten Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß
der rohrförmige Mantel und die angeflanschten stirnseitigen Abschlußwände des Schalldämpfers
ebenso wie die an sich bekannten Einbauten, nämlich gegebenenfalls perforierte Querwände
und axiale Verbindungsrohre mit gegebenenfalls perforierter Wandung, für sich emailliert
sind und nach dem Zusammenbau in an sich bekannter Weise mit mindestens einer weiteren
Emailleschicht versehen sind, und zwar derart, .daß die Einbauten axial festsitzen.
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Der erfindungsgemäße Schalldämpfer wird hergestellt, indem die metallischen
Einzelteile der Anlage jeweils getrennt vorbehandelt und emailliert werden. Es soll
dabei wenigstens eine Grundemailleschicht auf die gesamte Oberfläche jedes einzelnen
Teils allseitig aufgebracht werden. So vorbehandelt werden dann die einzelnen Teile
zusammengesetzt, und damit ist die Garantie dafür gegeben, daß zwischen den einzelnen
Teilen bzw. an ihren Berührungs- und überlappungsflächen wenigstens eine Emailleschicht
liegt, d. h., an .diesen infolge Kapillarwirkung bei Spalt-und Porenbildung besonders
gefährdeten Stellen ist eine Schutzschicht vorhanden.
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Es ergibt sich durch diese Fertigung der Vorteil, daß man die Oberfläche
der mit Emaillemasse bedeckten Einzelteile leicht überprüfen kann, was für die bei
Schalldämpfern notwendigen vielen kleinen Öffnungen und Schlitze von besonderer
Bedeutung ist. Sollten .sich doch Fehler, z. B. nachteilige Materialanhäufungen,
unbedeckte Stellen od. dgl. zeigen, dann kann man die Teile vor dem Schmelzvorgang
nachbehandeln. Schlitze, Bohrungen und sonstige Ausnehmungen können nach Aufbringen
der Emaillemasse auf das Einzelteil mit entsprechenden Vorrichtungen, wie Lochdorn,
Nadeln od. ä., auf Maß gebracht werden. Man hat auch die Möglichkeit, durch entsprechende
Nachbehandlung die Teile insbesondere dort zu egalisieren, wo sie später aufeinanderliegen,
so daß auch deren Einpassen erleichtert ist.
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In der vorgeschriebenen Weise können die einzelnen Schalldämpferbestandteile
auch mit mehreren Emailleschichten versehen werden.
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Die zusammengefügte Abgasanlage (Schalldämpfer) kann anschließend
noch wenigstens einem weiteren Emaillierungsprozeß unterworfen werden. Mit der zweiten
oder nachfolgenden Emailleschicht kann in .diesem Fall auch erreicht werden, daß
die Teile in der vorgesehenen Stellung arretiert werden können, weil diese einen
Anlagerand bilden.
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Ein weiteres Merkmal des erfindungsgemäßen Schalldämpfers ist darin
zu sehen, daß die Anlage im Inneren mit einer hochtemperaturfesten Emailleschicht
(z. B. bis zu 1000 bis 1100° C Schmelzpunkt) versehen wird. Das ist besonders wichtig
bei als Abgasentgifter ausgebildeten Schalldämpfern, bei denen eine Nachverbrennung
der schädlichen Abgasbestandteile eingeleitet wird und besonders hohe Temperaturen
auftreten.
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Außen an der Schalldämpferanlage kann eine Emailleschicht vorgesehen
werden, deren Schmelzpunkt niedriger ist (700 bis 750° C). Emailleschichten mit
geringerer Schmelztemperatur sind auch nicht so schlagempfindlich, so daß die Gefahr
des Abplatzens in diesem besonders gefährdeten Bereich ermindert wird. Um die Gefahr
.der Beschädigung durch äußere Einflüsse weiter zu mindern, kann man außen, da doch
durch den Fahrtwind gekühlt wird, einen schlac,-schützenden weicheren Überzug anbringen.
überzitf;-dieser Art sind bekannt und 'können aus Kunstharz, Asbest, Blech usw.
bestehen In einer Weiterführung .der Erfindung hat sich als
zweckmäßig
herausgestellt, daß die- Querwände in an sich bekannter Weise an Börden, Flanschen,
Sicken oder sonstigen Eindellungen des Mantels bzw. der Abschlußwände anliegen.
Dadurch wird erreicht, daß unter Verzicht auf die bekannten Befestigungsverfahren
durch das Emaillieren eine günstige Verbindung hergestellt wird, die zudem in bezug
auf die gefürchteten Schwingungsbrüche sicherer ist. Selbst wenn es zu einem Abreißen
kommt, ist durch die Emaillierung ein Schutz gewährt.
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Weiterhin hat es sich als zweckmäßig herausgestellt, daß an den Flanschverbindungen
des Mantels in an sich bekannter Weise je ein Dichtungsring eingefügt ist. Dadurch
wird erreicht, daß ein besserer Zusammenhalt der Teile bewirkt wird, ohne daß die
Emailleflächen aufeinanderstoßen und somit abplatzen können. Auch .dieses ist ein
besonderes Merkmal in bezug auf das Schwingungsverhalten des Fahrzeuges, denn es
ist bekannt, daß gerade durch die auftretenden Schwingungen es leicht zu Materialreibungen
und Abplatzungen kommt.
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Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf einen Schalldämpfer, der
dadurch gekennzeichnet ist, daß Mantel und Abschlußwände innen sowie Querwände mit
einer Mineralfaserschicht versehen sind, die beim Emaillieren wenigstens teilweise
mitverschmolzen wird. Diese besonders einfache Verankerung von Schallschluckstoffen
in den Schalldämpfern ist von besonderer Wichtigkeit. Bei manchen Schalldämpfertypen,
insbesondere bei solchen für Hochlsistungsmotoren, bei denen in möglichst glattem
Durchgang ein möglichst geringer Widerstand erreicht werden soll, wird es notwendig,
Schallschluckstoff in einzelne Schalldämpferkammern einzubringen. Dieser Schallschluckstoff
kann in geschlossenen emaillierten Schalldämpfern nachträglich nicht mehr eingebracht
werden. Auch würde er, wenn er vor dem Emaillieren eingebracht würde, sich mit der
Emaillemasse vollsaugen, so daß ein richtiges Einschmelzen der Emaillemasse nachher
überhaupt nicht mehr stattfinden kann. Alle bekannten Schallschluckstoffe, wie z.
B. Mineral-oder Schlackenwolle u. dgl., die gegenüber dem Einfluß der Motorabgase
eine genügend hohe Temperaturbeständigkeit aufweisen und die in feinen Fasern eingebracht
werden, um schallschluckende Wirkung zu haben, sind mit dem Nachteil behaftet, daß
die feinen Fasern unter dem Einfluß der Auspuffimpulse und der Strömung der Abgase
gelockert und zerbröckelt werden und auf diese Weise aus dem Schalldämpfer hinaus
ins Freie geblasen werden, so daß nach einer bestimmten Laufzeit des Fahrzeugs die
schallschluckende Füllung ausgeblasen ist, die betreffenden Schallschluckräume leer
sind und damit die Dämpfung erheblich nachläßt. Da bei dem vorliegenden Schalldämpfer
derartige Mineralwollfasern mit einem über der Emailleschicht liegenden Schmelzschicht
in der Schmelze mit der Innenwandung verbunden werden, wird erreicht, daß nach dem
Fertigemaillieren die Mineralwolle in den Schalldämpfer eingebracht wird, und daraufhin
wird nochmals eine Wärmf-t";handlung durchgeführt, bei der die Emailleschicht -
mindestens an der Oberfläche - schmilzt und nach Erkalten die angeschmolzene Mineralwolle
somit festgehalten wird. Besonders günstig wirkt sich . ine derartige Verankerung
aus, wenn die Fasern senkrecht zur emaillierten Oberfläche stehen.
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An Ausführungsbeispielen soll die Erfindung näher erläutert und beschrieben
werden; dabei zeigt F i g. 1 einen mehrkammerigen Auspuffschalldämpfer, F i g. 2
eine vergrößerte Darstellung des vorderen stirnseitigen Abschlusses (Kreis A), Fi
g. 3 eine vergrößerte Darstellung des hinteren: stirnseitigen Abschlusses (Kreis
B), F i g. 4 eine vergrößerte Darstellung der Anlagefläche gemäß Abschnitt C und
die, F i g. 5 und 6 weitere Beispiele erfindungsgemäß ausgeführter Verbindungsstellen.
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Beim Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 ist ein erfindungsgemäßer
Schalldämpfer im Prinzip dargestellt. Der aus einem zylindrischen Rohr bestehende
Schalldämpfermantel1 weist an beiden Seiten Abschlußwände 2 und 3 auf. In eine Öffnung
der Abschlußwand 2 ist der Einlaufrohrstutzen 4 und in eine öffnung der Abschlußwand
3 der Einlaufstutzen 5 vor der Emaillierung eingeschweißt. Das Interferenzrohr 6
mit den gegebenenfalls angeschweißten Querwänden 7 und 8 ist in den Schalldämpfermantel
l eingeschoben. Die Querwand 8 ist zwischen den Umbördelungen 1 a des Schalldämpfermantels
1 und des zylindrischen Ansatzes 2 a der Abschlußwand 2 eingespannt; das Ganze wird
vom schellenartigen Ring 9 mit Keilsitz gegen die in F i g. 2 deutlicher dargestellten
Dichtungsringe 10 zusammengedrückt.
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Eine ähnliche Befestigung der gegenüberliegenden Abschlußwand 3 am
Mantel 1 ist im einzelnen aus F i g. 3 ersichtlich. Hier ist eine weitere die Ausgangskammer
begrenzende Querwand 11 vorgesehen, die siebartige Öffnungen 11 a aufweist.
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Die Umbördelungen 1 b und 3 b liegen hier in erfindungsgemäßer Weise
in einer eingezogenen Stelle des Schalldämpfers. Das die Umbördelungen 1 b und 3
b umfassende Schellenband 13 liegt daher an dieser eingezogenen Stelle des Schalldämpfers
und stört deshalb .beim Einbau des Schalldämpfers nicht, vor allem ist hierdurch
bei Fahrzeugen die Bodenfreiheit nicht beeinträchtigt.
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In den F i g. 2, 3 und 4 ist in vergrößerten Kreisabschnitten
A, B und C der F i g. 1 die Anordnung der aus zwei Schichten, nämlich einer
Grund- und einer Deckschicht, bestehenden Emailleschutzschicht a zu ersehen. Alle
Flächen und Kanten sind, wie erkennbar, mit einem zusammenhängenden Emailleüberzug
versehen. Es sind keine blanken Stellen vorhanden, auch an den Anlageflächen nicht.
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F i g. 3 zeigt die erfindungsgemäße Verschmelzung einer Mineralwolleschicht
mit der Emailleschutzschicht. Die Innenwandung der Abschlußwand 3 ist mit einer
Mineralwolleschicht 12 bedeckt, deren Fasern durch die Emaillierung bei 20 mit der
Oberfläche der Emailleschicht verschmolzen werden.
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Der Schalldämpfer kann nach dem Zusammenbau auch mit einer dritten,
alle Teile insgesamt umfassenden Emailleschicht versehen werden oder, wie in F i
g. 4 dargestellt, nur diejenigen Innenflächen, deren Emailleschicht erfindungsgemäß
Einbauteile im Schalldämpfer festlegt. So wird mit Hilfe der Emailleschicht b beispielsweise
die Querwand 7 an der Innenwandung des Schalldämpfermantels 1 bei 21 und 22 gehalten.
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Gemäß F i g. 5 ist eine ähnliche, in einer Einschnürung vorgesehene
Verbindungsstelle wie in F i g. 3 dargestellt. Diese weist im Unterschied zu dieser
Durchbrüche 14 auf, an denen die beiden Gehäuseteile unter Einfügung eines Dichtungsrings
16 mittels nicht dargestellter Schrauben verbunden sind.
F i g.
6 zeigt eine andersartig ausgebildete Abschlußwand. Am Ende des Mantels 16 ist .die
Abschlußwand 17 befestigt. Diese besteht aus zwei napfartig geformten Böden 17 a
und 17 b. Der äußere Boden 17 a ist am Durchzug 17 ä ' mit dem Abgasstutzen
5 a verschweißt. Am Mantel 16 sind ringsum Schraubenbolzen 18 zur Befestigung
der Böden 17 befestigt. Deren Durchmesser ist so bemessen, daß ihr umgebördelter
zylindrischer Teil 17 ä und 17 b' nach Befestigung durch die Muttern 19 und 19'
an den Schraubenbolzen 18 den Mantel 16 innen, außen und stirnseitig abdichtet.
Auf diese Weise ist ein gut dichtender Abschluß ohne Verschweißung gebildet.
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Alle vorbeschriebenen erfindungsgemäßen überzüge können, einzeln oder
in beliebiger Kombination angewandt werden.
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Die Emailleschichten werden je nach der vorhandenen Temperatur und
mechanischen Beanspruchung ausgewählt.