DE19901150A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Absorptionsschalldämpfers - Google Patents

Abstract

Bei einem Verfahren zur Herstellung eines Absorptionsschalldämpfers, bei dem ein Abschnitt eines Stahlwollebandes von einem Vorrat abgetrennt, ein perforiertes Rohr im Bereich seiner Perforation mit dem Stahlwollebandabschnitt umwickelt, das mit dem Stahlwollebandabschnitt umwickelte Rohr in Schallschluckstoff eingebettet und das mit dem Stahlwollebandabschnitt umwickelte und in Schallschluckstoff eingebettete Rohr in ein Gehäuse eingesetzt wird, erfolgt das Abtrennen des Stahlwollebandabschnitts vom Vorrat mittels eines thermischen Schnittes. Eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung umfaßt DOLLAR A eine Vorratsstation für das Stahlwolleband (6), eine Trennstation (9) zum Abtrennen einzelner Stahlwollebandabschnitte vom Stahlwollebandvorrat, eine Förderstation zum Fördern des Stahlwollebandes und/oder des Stahlwollebandabschnitts in Richtung (A) auf das zu umwickelnde Rohr und eine Wickelstation (7) zum Umwickeln des Rohres mit dem Stahlwollebandabschnitt, wobei die Trennstation (9) eine thermische Trenneinrichtung (10) zum Durchtrennen des Stahlwollebandes (6) umfaßt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Absorptionsschalldämpfers, bei dem ein Abschnitt eines Stahlwollebandes von einem Vorrat abgetrennt, ein perforiertes Rohr im Bereich seiner Perforation mit dem Stahlwollebandabschnitt umwickelt, das mit dem Stahlwollebandabschnitt umwickelte Rohr in Schallschluckstoff eingebettet und das mit dem Stahlwollebandabschnitt umwickelte und in Schall­ schluckstoff eingebettete Rohr in ein Gehäuse eingesetzt wird.

Absorptionsschalldämpfer umfassen mindestens eine mit Schallschluckstoff gefüllte Absorptionskammer, wobei ein abgasführendes Rohr über ein Perforation an die Absorptionskammer angeschlossen ist. Ein bekanntes Problem bei Absorptionsschalldämpfern ist die Zerstörung des Schallschluckstoffs durch Abgas­ pulsationen. Um den Schallschluckstoff vor einer Zerstörung durch pulsierendes Abgas zu schützen, ist es bekannt, das abgasführende Rohr im Bereich seiner Perforatioh mit einem vorgefertigten Stahlgestrick­ strumpf zu überziehen oder mit einem Stahlwolleband­ abschnitt zu umwickeln. Ein bekanntes Verfahren der eingangs genannten Art zeichnet sich dabei dadurch aus, daß die einzelnen Stahlwollebandabschnitte während des Aufwickelns auf das jeweilige Rohr von dem Stahlwolle­ bandvorrat abgerissen werden. Hierzu verfügt eine zur Durchführung des Verfahrens vorgesehene Vorrichtung über eine "Bremse", welche bei Betätigung während des Wickelns des Stahlwollemantels den Stahlwollebandvorrat benachbart der vorgesehenen Trennstelle festhält, so daß das Stahlwolleband reißt. Demnach wird das freie Ende des entstandenen Stahlwollebandabschnitts unter Fortsetzung des Wickelns auf das Rohr aufgewickelt.

Das bekannte gattungsgemäße Verfahren ist in mehrfacher Hinsicht nachteilig. Hervorzuheben ist hier insbesondere eine nur geringe Prozeßsicherheit, d. h. eine große Störanfälligkeit. Ferner wird der relativ hohe Materialbedarf an Stahlwolle sowie der für die Durchführung des Verfahrens benötigte Zeitbedarf als nachteilig angesehen.

Hieraus leitet sich die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabenstellung ab, die darin besteht, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, welches bei relativ geringem Materialbedarf und einem verkürzten Zeitbedarf mit einem hohen Maß an Prozeßsicherheit abläuft.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Abtrennen des Stahlwolleband­ abschnitts vom Vorrat mittels eines thermischen Schnittes erfolgt. Eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung zeichnet sich dementsprechend dadurch aus, daß die dem Abtrennen einzelner Stahl­ wollebandabschnitte vom Stahlwollebandvorrat dienende Trennstation eine thermische Trenneinrichtung zum Durchtrennen des Stahlwollebandes umfaßt. Bereits durch diese Maßnahme läßt sich die Prozeßsicherheit des eingangs genannten Verfahrens deutlich steigern. Denn durch das Trennen des Stahlwollebandes mittels eines thermischen Schnittes werden die freien Enden der durchtrennten Stahlwollefäden jedes der beiden Stahl­ wollebandabschnitte miteinander verschweißt. Das Ergebnis hiervon ist, daß im Bereich der Stirnkanten der Stahlwollebandabschnitte freie Enden der Stahlwollefäden nicht im nennenswerten Umfang abstehen und zu einer Behinderung des Transports des Stahlwolle­ bandes bzw. Stahlwollebandabschnitts führen können. Vielmehr lassen sich das Stahlwolleband bzw. die in Anwendung der vorliegenden Erfindung durch thermische Schnitte abgetrennten Stahlwollebandabschnitte problemlos mittels herkömmlicher Einrichtungen fördern. Des weiteren entstehen, anders als dies für das bekannte gattungsgemäße Verfahren zutrifft, beim Abtrennen der Stahlwollebandabschnitte vom Stahlwolle­ bandvorrat weder Staub noch kurze Bruchstücke, die zu einer Beschädigung irgendwelcher Komponenten der entsprechenden Vorrichtung führen können. Ferner kann bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens das Stahlwolleband sowohl breiter als auch dicker (stärker) ausgeführt sein, als dies für den Stand der Technik zutrifft. Denn bei letzterem begrenzt die aufbringbare Reißkraft, die mit der Zahl der zu durchtrennenden Stahlwollefäden zunimmt, sowohl die Breite des Stahlwollebandes wie auch dessen Stärke. Die durch die vorliegende Erfindung bereitgestellte Möglichkeit, ein breiteres und/oder stärkeres Stahlwolleband zu verarbeiten, schlägt sich in einer Mehrzahl weiterer entscheidender Vorteile nieder. So braucht beispiels­ weise bei einem entsprechend starken Stahlwolleband, dessen Breite größer ist als die axiale Länge des perforierten Bereiches des Rohres, letzteres mit dem Stahlwolleband nur zwei- bis viermal umwickelt zu werden, um einen ausreichenden Schutz des Schall­ schluckstoffs sicherzustellen. Dies führt zu einer beträchtlichen Verkürzung des Herstellverfahrens verglichen mit dem Stand der Technik, bei dem bedingt durch den Einsatz eines dünneren und schmaleren Stahlwollebandes eine um ein mehrfaches größere Anzahl von Wicklungen erforderlich ist. Wenn das im Rahmen des bisher bekannten Verfahrens eingesetzte Stahlwolleband, wie dies fast stets der Fall ist, schmaler ist als die axiale Erstreckung des perforierten Bereiches des Rohres, bedarf es beim Umwickeln des Rohres einer axialen Reversierbewegung des Stahlwollebandes. Dies führt zu einer balligen Kontur des Wickelmantels aus Stahlwolle, d. h., die radiale Erstreckung des Stahlwollemantels ist in dessen Randbereichen geringer als in der Mitte. Hierdurch wird unnötig viel Material verbraucht, und das Gewicht des Schalldämpfers steigt unnötig stark an. Dies gilt erst recht, nachdem die bisher eingesetzten Stahlwollebänder geringer Stärke sich nur mit einer relativ großen Toleranz fertigen lassen, so daß aus Gründen der Sicherheit einige zusätzliche Wickelungen auszuführen sind. Demgegenüber kann in Anwendung der vorliegenden Erfindung ein Stahlwolleband nahezu jeder Breite und Stärke verarbeitet werden. Ein entsprechend starkes Stahlwolleband läßt sich mit einer niedrigen Toleranz herstellen, so daß auf das Wickeln von Sicherheits­ zuschlägen verzichtet werden kann. Der Umstand, daß die freien Enden der Stahlwollefäden im Bereich der beiden Stirnseiten jedes Stahlwollebandabschnitts miteinander verschweißt sind, schlägt sich im übrigen nicht nur während der Herstellung des entsprechenden Schall­ dämpfers nieder. Auch während der Nutzung des Schall­ dämpfers erweist sich dieses Merkmal als besonders günstig. Denn auf diese Weise wird die Gefahr, daß der Stahlwollebandabschnitt im Bereich seiner beiden Stirnkanten durch das pulsierende Abgas beschädigt wird, deutlich verringert. Dies führt zu einer größeren Standzeit des entsprechenden Schalldämpfers.

Das mit dem Stahlwollebandabschnitt zu umwickelnde Rohr kann, muß jedoch keinen runden Querschnitt aufweisen. Es kann im übrigen aus mehreren Bauteilen zusammen­ gefügt sein und/oder angesetzte Komponenten aufweisen. Als "Rohre" im Sinne der vorliegenden Erfindung sind beispielsweise auch sog. Innenkörbe und vergleichbare Hohlkörper anzusehen.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann der Stahl­ wollebandabschnitt vom Stahlwollebandvorrat abgetrennt werden, bevor mit dem Wickeln begonnen wird oder aber nachdem mit dem Wickeln begonnen worden ist. Die an erster Stelle genannte Vorkommissionierung der Stahl­ wollebandabschnitte wird wiederum durch den problem­ losen Transport der Abschnitte begünstigt; sie führt zu einer weiteren spürbaren Zeiteinsparung bei dem Herstellverfahren für Absorptionsschalldämpfer.

Besonders bevorzugt erfolgt das Abtrennen des Stahl­ wollebandabschnitts vom Vorrat durch Widerstands­ schmelzen. Dementsprechend umfaßt die thermische Trenneinrichtung besonders bevorzugt einen Widerstands­ schmelzbalken, welcher an eine Stromversorgungseinheit angeschlossen ist.

Eine andere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der Stahlwolleband­ abschnitt zu Beginn des Wickelvorgangs im Bereich seines - in Förderrichtung - vorderen Endes mittels mindestens einer Punktschweißung am Rohr angeheftet wird. Dementsprechend zeichnet sich die zum Einsatz im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehene Vorrichtung vorteilhafterweise dadurch aus, daß der Wickelstation mindestens eine Punktschweißelektrode zugeordnet ist. Auch in diesem Zusammenhang kommt wiederum zum Tragen, daß sich in Anwendung der vorliegenden Erfindung stärkere Stahlwollebänder verarbeiten lassen als beim Stand der Technik. Denn die bisher verarbeiteten Stahlwollebänder geringer Stärke lassen sich praktisch nicht durch Punktschweißung am Rohr anheften, weil die Gefahr besteht, daß dies zu einem Verglühen der entsprechend wenigen Stahlwolle­ fäden führen würde.

Mittels der bereits erwähnten mindestens einen Punkt­ schweißelektrode läßt sich im übrigen auch der fertig aufgewickelte Stahlwollebandabschnitt zum Endes des Wickelvorganges im Bereich seines - in Förderrichtung - hinteren Endes an dem Rohr anheften. Auch hierin liegt wieder eine Zeitersparnis gegenüber dem Stand der Technik, bei welchem zum Zwecke einer mechanischen Verfilzung bzw. Verhakung der Stahlwollefäden miteinander ein mehrere Umdrehungen umfassender Nachlauf, währenddessen ein mechanisches Reibelement an den gewickelten Stahlwollemantel gedrückt wird, erforderlich ist.

Die Fixierung des Stahlwollebandabschnitts an dem Rohr mittels Punktschweißung ist jedoch keineswegs zwingend. In Betracht kommt beispielsweise auch eine Fixierung durch mechanisches Verhaken mittels Nadeln.

Es wurde bereits darauf hingewiesen, daß die vorliegende Erfindung ermöglicht, die Breite des Stahlwollebandes größer als die axiale Länge des perforierten Bereiches des Rohres zu wählen, so daß ein Reversieren des zu wickelnden Stahlwollebandes nicht erforderlich ist. Dies schließt freilich nicht aus, daß unter bestimmten Voraussetzungen dennoch eine derartige Reversiereinrichtung zum Einsatz kommt. Dies kann sich beispielsweise als zweckmäßig erweisen, um im Einzel­ fall, d. h. bei einer besonders großen axialen Länge des perforierten Bereiches des Rohres die Anfertigung eines extra breiten Stahlwollebandes zu vermeiden und statt dessen ein vorrätiges schmaleres Stahlwolleband einzusetzen.

Lediglich zur Klarstellung sei ergänzt, daß gemäß der Terminologie der vorliegenden Erfindung unter "Stahl­ wolleband" nicht allein ein Band aus miteinander verfilzten orientierungslosen Stahlfäden verstanden wird. Vielmehr fallen unter diesen Begriff auch solche aus Stahlfäden hergestellte Bänder, bei denen die Fäden eine vorgegebene Anordnung und Orientierung einnehmen, beispielsweise in Form eines Gestricks oder Gewebes.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in schematischer Ansicht eine Vorrichtung zum Abtrennen eines Stahl­ wollebandabschnitts von einem Stahlwollebandvorrat und zum Umwickeln eines perforierten Rohres eines Absorp­ tionsschalldämpfers im Bereich seiner Perforation mit dem Stahlwollebandabschnitt.

Die in der Zeichnung veranschaulichte Vorrichtung umfaßt einen Rahmen 1. An diesem ist ein Halter 2 für einen aufgewickelten Stahlwollebandvorrat 3 montiert.

Innerhalb des Rahmens 1 ist ein Bett 4 angeordnet. Diesem ist zugeordnet eine Transporteinheit 5. Diese fördert das von dem Stahlwollebandvorrat 3 abgewickelte Stahlwolleband 6 auf dem Bett 4 entlang in Richtung (Pfeil A) auf die Wickelstation 7 zu. Diese umfaßt wiederum eine motorisch rotierend angetriebene Aufnahme 8 für das zu umwickelnde Rohr.

Innerhalb des Rahmens 1 ist des weiteren eine Trenn­ station 9 angeordnet, die eine thermische Trennein­ richtung 10 mit einem Widerstandsschmelzbalken 11 umfaßt. Der Widerstandsschmelzbalken 11 ist mittels eines zugeordneten Antriebs anheb- und absenkbar (Doppelpfeil B).

Unterhalb der Wickelstation 7 ist eine Schweißeinheit 12 vorgesehen. Diese umfaßt zwei Punktschweißelektroden 13. Diese sind vertikal verschiebbar (Doppelpfeil C) angetrieben. Mit ihnen lassen sich der Anfang und das Ende des jeweiligen Stahlwollebandabschnittes an dem Rohr anheften.

Die Wickelstation 7 umfaßt eine - nicht dargestellte - Reversiereinrichtung, die bei Bedarf eine axiale Verschiebung des zu wickelnden Stahlwollebandabschnitts bewirkt.

Aus der vorstehenden Beschreibung und Erläuterung der vorliegenden Erfindung ist erkennbar, daß sich das in dieser Anmeldung eingesetzte Prinzip mit denselben bzw. entsprechenden Vorteilen auch auf anderen technischen Bereichen einsetzen läßt, auf denen ein Problem zu lösen ist, das mit dem der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden vergleichbar ist.

Claims (12)

1. Verfahren zur Herstellung eines Absorptions­ schalldämpfers, bei dem ein Abschnitt eines Stahl­ wollebandes von einem Vorrat abgetrennt, ein perforiertes Rohr im Bereich seiner Perforation mit dem Stahlwollebandabschnitt umwickelt, das mit dem Stahlwollebandabschnitt umwickelte Rohr in Schallschluckstoff eingebettet und das mit dem Stahlwollebandabschnitt umwickelte und in Schall­ schluckstoff eingebettete Rohr in ein Gehäuse eingesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtrennen des Stahlwollebandabschnitts vom Vorrat mittels eines thermischen Schnittes erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtrennen des Stahlwollebandabschnitts vom Vorrat durch Widerstandsschmelzen erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr 2- bis 4mal mit dem Stahlwollebandabschnitt umwickelt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Stahlwollebandes größer ist als die axiale Länge des perforierten Bereiches des Rohres.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahlwollebandabschnitt zu Beginn des Wickelvorgangs im Bereich seines vorderen Endes mittels mindestens einer Punktschweißung am Rohr angeheftet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahlwollebandabschnitt zum Ende des Wickelvorgangs im Bereich seines hinteren Endes mittels mindestens einer Punktschweißung am Rohr angeheftet wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahlwollebandabschnitt vom Stahlwollebandvorrat abgetrennt wird, bevor er auf das Rohr aufgewickelt wird.

8. Vorrichtung zum Abtrennen eines Stahlwolle­ bandabschnitts von einem Stahlwollebandvorrat (3) und zum Umwickeln eines perforierten Rohres eines Absorptionsschalldämpfers im Bereich seiner Perforation mit dem Stahlwollebandabschnitt, umfassend eine Vorratsstation für das Stahlwolle­ band (6), eine Trennstation (9) zum Abtrennen einzelner Stahlwollebandabschnitte vom Stahlwollebandvorrat, eine Förderstation zum Fördern des Stahlwollebandes und/oder des Stahlwollebandabschnitts in Richtung (A) auf das zu umwickelnde Rohr und eine Wickelstation (7) zum Umwickeln des Rohres mit dem Stahlwollebandabschnitt, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennstation (9) eine thermische Trennein­ richtung (10) zum Durchtrennen des Stahlwollebandes (6) umfaßt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die thermische Trenneinrichtung (10) einen Widerstandsschmelzbalken (11) umfaßt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Wickelstation (7) mindestens eine Punktschweißelektrode (13) zugeordnet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandsschmelzbalken (11) und die mindestens eine Punktschweißelektrode (13) an dieselbe Stromversorgungseinheit angeschlossen sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Wickelstation (7) eine Reversiereinrichtung zur axialen Verschiebung des zu wickelnden Stahlwollebandabschnitts umfaßt.