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Gegenstand der Erfindung ist ein Schalldämpfer, insbesondere für die
Auspuffgase an Kraftfahrzeugen, mit einem Durchbrüche aufweisenden Gasdurchtrittsrohr,
das von einer Schicht aus gegebenenfalls fest verbundenem schalldämpfendem Werkstoff
bedeckt ist, die wiederum von einem rohrförmigen Mantel umschlossen ist.
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Die bekannten Schalldämpfer bestehen in der Regel aus einer Kombination
eines Zylinderrohrs mit schalldämpfendem Werkstoff. Für die Schalldämpfung in Auspuffrohren
bei Kraftfahrzeugen werden als dämpfende Werkstoffe faserige Stoffe, wie z. B. Schlackenwolle
oder Glaswolle, teilweise in Form von Geweben, verwendet. Im allgemeinen wird der
Abgasstrom durch einen mit Löchern versehenen, meist zylindrischen Kanal geleitet.
Um dieses gelochte Rohr herum sind entweder in direkter Berührung oder in einem
gewissen Abstand die Mineralfasern oder Mineralfasergewebe angeordnet. Dabei zeigt
es sich, daß durch die Injektor-Wirkung und die teilweise hohe Temperatur der mit
großer Geschwindigkeit strömenden Auspuffgase der Faserverband gelockert und im
Laufe der Zeit die Fasern mitgerissen werden, so daß die schalldämpfende Wirkung
des Auspufftopfs nach und nach zurückgeht. Man hat versucht, dieses Herausreißen
der faserigen Schallschluckstoffe durch Einbringen einer Zwischenlage aus sehr grober
Stahlwolle zwischen dem perforierten Rohr und dem Schallschluckstoff zu vermeiden.
Bei einer bekannten Ausführung eines perforierten Rohrs von relativ kleinem Durchmesser
wurde dieses mit mehreren Lagen von Glasgewebe umwickelt. Auch hier war jedoch infolge
der hohen Strömungsgeschwindigkeit und der dabei entsprechend hohen Temperatur ein
Mitreißen von einzelnen Fasern und damit ein Auflösen des Gewebes nach einer bestimmten
Laufzeit nicht aufzuhalten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die geschilderten Nachteile
zu beheben. Dies wird bei einem eingangs geschilderten Schalldämpfer erfindungsgemäß
dadurch erreicht, daß als alleiniger schalldämpfender Werkstoff mit Email überzogene
Metallfasern vorhanden sind.
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Die Erfindung erlaubt es, auf die Einbringung von faserigen mineralischen
Schallschluckstoffen ganz zu verzichten und als Schallschluckstoff nur metallische
Fasern zu verwenden.
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Die Herstellung von erfindungsgemäßen Schalldämpfern ist dadurch sehr
einfach. Die Metallfasern können vom Strang um das Gasdurchtrittsrohr gewickelt
oder auch in Form eines aus zerkleinerten Einzelfasern gefertigten Vlieses aufgesintert
und gelötet werden.
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Die große Oberfläche der Metallfasern, die gegenüber den auftretenden
hohen Temperaturen beständig sind, könnte unter Umständen das Auftreten von Korrosion
begünstigen, da sich im Lauf der Zeit durch Kondensation aus den Auspuffgasen aggressive
Flüssigkeiten bilden, durch die die Fasern innerhalb kurzer Zeit rosten könnten.
Aus diesem Grund werden bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Schalldämpfers
die Metallfasern als Schallschluckstoff durch Wickeln oder Sintern auf das mit Durchbrüchen
versehene Gasdurchtrittsrohr aufgebracht und gleichzeitig oder anschließend durch
z. B. Tauchen und Trocknen mit einer Emailschicht überzogen, die dann später eingebrannt
wird. Um eine genügend große Dicke derSchicht zu erreichen, kann dieEmailschicht
in mehreren Schichten durch mehrfaches Tauchen oder Aufspritzen und Trocknen bis
zur endgültigen Stärke aufgebracht werden. Infolge der hohen Porosität des Metallfaserwerkstoffs
ist nicht nur eine einwandfreie Emaillierung der gesamten Faseroberfläche, sondern
außerdem auch aller Stellen der Oberfläche des Lochrohrs oder sonstigen Gasdurchtrittsrohrs
durch Tauchen ohne weiteres möglich.
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Das Schalldämpfvermögen kann bei der Herstellung des erfindungsgemäßen
Schalldämpfers in gewünschter Weise durch unterschiedliche Dichte, Stärke und Porosität
des Metallfaserwerkstoffs variiert eingestellt werden.
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Sehr häufig spielt, insbesondere bei kleineren Auspuffabmessungen,
die wirtschaftliche Herstellungsweise eine bedeutende Rolle. Es wird daher erfindungsgemäß
auch vorgesehen, statt eines Rohrs aus Lochblech ein Drahtgewebe oder ein geschweißtes
Drahtgitter zu verwenden. Das geschweißte Drahtgitter erfüllt hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit
alle Ansprüche. Man kann durch geeignete Wahl der Maschenweite und der Drahtstärke
allen Anforderungen hinsichtlich Steifigkeit und Gewicht des Gasdurchtrittsrohrs
gerecht werden. Dieses läßt sich einfach in der Weise fertigen, daß Drahtgeflecht
oder geschweißtes Drahtgewebe abgelängt, gerundet oder auch in ovale oder rechteckige
Form gebracht und je nach Erfordernis an der Naht verbunden, z. B. verschweißt wird.
Ein solcher Körper aus Drahtgewebe oder Drahtgeflecht kann nun sofort mit der Stahlfaser
vom Strang oder in zerkleinertem Zustand umkleidet werden. Der Drahtgewebekörper
kann jedoch auch vorher getaucht und voremailliert und erst später mit dem Metallfaserwerkstoff
umwickelt werden. Zweckmäßig wird als Gasdurchtrittsrohr ein Körper mit Gasaustrittsöffnungen
verwendet, der aus einem zu der gewünschten Form verarbeiteten, an einzelnen oder
allen Kreuzungspunkten verschweißten Drahtgitter besteht.
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Die so hergestellten emaillierten Schalldämpfer haben eine große Eigensteifigkeit,
eine Hitzebeständigkeit, die weit über die auftretenden Temperaturen von etwa 600/800°
C hinausgeht, und sind für eine lange Laufzeit genügend korrosionsbeständig. Vorteilhaft
ist auch noch das relativ geringe Gewicht.
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Muß aus schalltechnischen Gesichtspunkten das gelochte Rohr beibehalten
werden und wird zusätzlich eine Einlage aus Metallfasern um das Rohr herum gefordert,
so kann man auch über das Lochrohr einen aus gewickelten, gesinterten und/oder emaillierten
Metallfasern gefertigten Zylinder oder Halbschalen anbringen, die als neue Lage
oder als Auflage ein Geflecht aus Draht aufweisen. Solche Zylinder oder Halbschalen
können durch Aufschieben, Löten, Schweißen od. dgl. auf das Lochrohr aufgebracht
und damit verbunden werden.
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Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt. Darin ist ein Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Schalldämpfer
veranschaulicht, bei dem der äußere Rohrmantel teilweise gezeigt, teilweise fortgelassen
ist. Der dargestellte Schalldämpfer wird durch ein Gasdurchtrittsrohr 1, das an
seinen beiden Stirnseiten an Fassungen 3 und 6 angepunktet ist und um das Metallfasern
2 gewickelt sind, und einem Rohrmantel 4
gebildet.
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Ein handelsübliches Drahtgitter ist zu dem zylindrischen Gasdurchtrittsrohr
1 gerundet. Die einzelnen
Drähte des Gasdurchtrittsrohrs sind an
den Kreuzungspunkten 5 miteinander verschweißt. Dieses Gasdurchtrittsrohr 1 ist
an seinem einen Ende auf eine Fassung 3 aufgezogen und durch Punktschweißen befestigt.
Die Fassung 3 besteht aus einem rechtwinklig verlaufenden Ansatz, einem weiteren
zylindrischen Rohr mit einem größeren Durchmesser als das erste. Der Unterschied
der Rohrradien entspricht etwa der Dicke der aufgewickelten Metallfaserschicht.
Der große Durchmesser entspricht dem Innendurchmesser des Rohrmantels. Der Rohrmantel
4 kann auf die Fassung aufgeschoben und mit dieser festgepunktet werden. An seinem
anderen Ende ist das Gasdurchtrittsrohr über die Tülle 6 gezogen und ebenfalls daran
angepunktet. Die Tülle 6 besteht aus einem zylindrischen Rohrstück, das an seinem
dem Gasdurchtrittsrohr entfernten Ende halbkreisförmig nach außen derart umgelegt
ist, daß der Durchmesser des Halbkreises etwa der Dicke der gewickelten Metallfaserschicht
entspricht, d. h. der Außendurchmesser der Tülle 6 hat den gleichen Durchmesser
wie der Innendurchmesser des Rohrmantels 4. Um das Gasdurchtrittsrohr 1 ist
auf seiner ganzen Länge ein Metallfaserstrang 2 in mehreren Lagen gewickelt. Die
Metallfasern bestehen aus Aluminium. Die Metallfasern 2, die Fassungen
3 und 6 und der Drahtgitterkörper 1 sind mit Email überzogen.