DE202005014581U1 - Gehäuse in einer Abgasanlage für Verbrennungsmotoren - Google Patents

Abstract

Gehäuse in einer Abgasanlage für Verbrennungsmotoren, umfassend
– einen Mantel (1),
– einen Einlass (5) und einen Auslass (6),
– wenigstens ein Abgas führendes Rohr (3) mit wenigstens einer Öffnung (4) zur akustischen Ankopplung
– und stirnseitige Elemente (2) in Form von Blechen oder Konen zur Abdichtung zwischen Mantel (1) und Rohr (3),
gekennzeichnet durch die Merkmale
– der Mantel (1) ist ein temperaturbeständiges, sauerstoffbeständiges und kondensatbeständiges Material,
– auf dem Mantel (1) befindet sich eine dicke, temperaturbeständige Isolierschicht (10) auf der Basis von Papier oder Karton.

Description

• Die Erfindung betrifft Gehäuse in Abgasanlagen von Verbrennungsmotoren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
• Die Abgasanlagen von Verbrennungsmotoren umfassen Abgas führende Rohre sowie Gehäuse mit Schalldämpfern, Katalysatoren und Rußfiltern. Angesichts der Abgastemperaturen von bis zu 900 Grad C bestehen die Rohre und Gehäuse derzeit allgemein aus Stahlblech, vorzugsweise aus Edelstahlblech. Deswegen haben die Abgasanlagen ein hohes Gewicht.
• Selbstverständlich wurde versucht, die Stahlbleche durch leichtere Materialien zu ersetzen. Untersucht wurde insbesondere die Eignung von Keramikwerkstoffen. Diese konnten jedoch keinen Eingang in die Serienproduktion finden.
• Es wurde auch untersucht, ob Abgasanlagenteile, insbesondere Endschalldämpfer, aus leichten Kunststoffen herstellbar sein könnten. Man vergleiche z. B. DE 37 08 696 A . Auch diese konnten keinen Eingang in die Serienproduktion finden.
• Aus der EP 0441 466 A ist ein schalldämmendes Konstruktionselement in Form eines Doppelwandhohlkörpers aus zwei Stahlblechen mit einer Zwischenlage aus einer ca. 1 Millimeter starken Bitumenpappe bekannt. Die Ränder der Stahlbleche sind miteinander verschweißt, so dass die Bitumenpappe keinen Umwelteinflüssen ausgesetzt ist. Als Anwendung ist eine schallgedämpfte Kardanwelle angegeben.
• Weitere Schall und/oder Wärme isolierende Metall-Isolierstoff-Kombinationen zur Anwendung im Automobilbau zeigen die DE 197 38 622 C , die DE 39 05 871 C , die DE 41 37 706 C und die DE 28 48 110 C . Dabei sind sowohl die Bleche als auch die Isolierstoffe hoch temperaturbeständig.
• Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Gehäuse der eingangs genannten Art anzugeben, das erheblich leichter und preiswerter ist und sich auch einfacher fertigen lässt, ohne dass bei der Brauchbarkeit Abstriche gemacht werden müssen.
• Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Gehäuse mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
• Die erfindungsgemäße Isolierschicht auf der Basis von Papier oder Karton sorgt für eine drastische Verringerung von Gewicht und Kosten. Außerdem lässt sich Papier oder Karton wesentlich einfacher verarbeiten als Stahlblech. Überraschenderweise hat sich herausgestellt, dass die Isolierschicht auf der Basis von Papier oder Karton nicht verbrennt, sondern auf der Innenseite, dort wo die höchsten Temperaturen auftreten, lediglich verkohlt. Bei einer Abgastemperatur von 900 Grad C wurden auch nach mehreren Stunden auf der Außenseite einer nur 17 Millimeter dicken Kartonschicht, die keinerlei temperaturbeständige Füllstoffe enthielt, lediglich ca. 100 Grad C gemessen.
• Voraussetzung ist, dass der innere Mantel temperaturbeständig, kondensatbeständig und sauerstofffest ist.
• Dies wird in erster Linie von einer Metall- oder Keramikfolie gewährleistet.
• Alternativ kommen auch Beschichtungen oder Tränkschichten aus Metall oder Keramik in Betracht.
• Besteht die Isolierschicht aus Papier oder dünnem Karton, so kann sie in mehreren Lagen aufgewickelt sein, um die nötige Dicke zu erreichen.
• Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung enthält die Isolierschicht Zellstoff, Bindemittel und/oder Füllstoffe, wobei letztere vorzugsweise Aluminiumoxid und/oder -carbid enthalten.
• Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die Außenseite der Isolierschicht mittels einer Schutzschicht gegen Umwelteinflüsse geschützt.
• Als Schutzschicht eignen sich Lacke, Kunststoffschichten oder -folien, da die Außentemperaturen auf der Isolierschicht wie oben erwähnt nur ca. 100 Grad C erreichen.
• Als Schutzschicht eignen sich aber auch Metallschichten oder -folien.
• Anhand der Zeichnung soll die Erfindung in Form eines Ausführungsbeispiels erläutert werden.
• Die Figur zeigt rein schematisch einen Längsschnitt durch einen Abgasschalldämpfer. Man erkennt ein Gehäuse mit einem Mantel 1 aus einem dünnen, z. B. kleiner 0,3 Millimeter starken Metallblech, dessen Stirnseiten mit Blechen 2 geschlossen sind. Durch das Gehäuse hindurch ist ein Abgasrohr 3 geführt, das zur akustischen Ankopplung an das Gehäuse eine Perforationszone 4 aufweist. Die Enden des Rohrs 3 bilden einen Einlass 5 und einen Auslass 6 für die heißen Abgase eines Verbrennungsmotors (nicht dargestellt).
• Alternativ kann der Mantel 1 auch aus einer Keramikfolie bestehen. Wichtig ist, dass der direkte Kontakt der heißen, sauerstoffhaltigen Abgase einerseits und des nassen, säurehaltigen Kondensats andererseits mit der Isolierschicht 10 auf der Außenseite des Mantels 1 verhindert wird.
• Die Isolierschicht 10 über dem Mantel 1 ist ein Papier oder Karton ausreichender Wandstärke. Ausreichende Wandstärke liegt vor, wenn bei einer Abgastemperatur von 900 Grad C, bei der das Rohr 3 hellrot glüht, die Temperatur an der Außenseite der Isolierschicht 10 ca. 150 Grad C, besser ca. 100 Grad C nicht übersteigt. Versuche haben gezeigt, dass ganz einfacher Karton mit einer Wandstärke von ca. 17 Millimeter genügt.
• Bei diesen Temperaturen verkohlt zwar die Isolierschicht 10 an der Grenzschicht zum Mantel 1, sie verbrennt jedoch nicht und behält ihre Form und Stabilität.
• Es versteht sich, dass die Isolierschicht 10 mit geeigneten Füll- und Zuschlagstoffen sowie Bindemitteln im Hinblick auf erhöhte mechanische Stabilität weiter optimiert werden kann.
• Die Außenseite der Isolierschicht 10 ist mit einer dünnen Schutzschicht 11 gegen Umwelteinflüsse geschützt. Aufgrund der geringen Temperaturen sind dazu Lack- oder Kunststoffschichten oder auch Kunststofffolien ebenso geeignet wie z. B. Metallschichten oder -folien.

Claims (15)

1. Gehäuse in einer Abgasanlage für Verbrennungsmotoren, umfassend – einen Mantel (1), – einen Einlass (5) und einen Auslass (6), – wenigstens ein Abgas führendes Rohr (3) mit wenigstens einer Öffnung (4) zur akustischen Ankopplung – und stirnseitige Elemente (2) in Form von Blechen oder Konen zur Abdichtung zwischen Mantel (1) und Rohr (3), gekennzeichnet durch die Merkmale – der Mantel (1) ist ein temperaturbeständiges, sauerstoffbeständiges und kondensatbeständiges Material, – auf dem Mantel (1) befindet sich eine dicke, temperaturbeständige Isolierschicht (10) auf der Basis von Papier oder Karton.
2. Gehäuse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch das Merkmal – der Mantel (1) ist eine Metallfolie.
3. Gehäuse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch das Merkmal – der Mantel (1) ist eine Keramikfolie.
4. Gehäuse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch das Merkmal – der Mantel (1) ist eine metallische oder keramische Beschichtung auf der Innenseite der dicken Isolierschicht (10).
5. Gehäuse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch das Merkmal – der Mantel (1) ist eine metall- oder keramikhaltige Tränkschicht auf der Innenseite der dicken Isolierschicht (10).
6. Gehäuse nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch das Merkmal – die dicke Isolierschicht (10) besteht aus einem mehrfach aufgewickelten Papier oder Karton.
7. Gehäuse nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch das Merkmal – die dicke Isolierschicht (10) enthält Zellstoff.
8. Gehäuse nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch das Merkmal – die dicke Isolierschicht (10) enthält Bindemittel.
9. Gehäuse nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch das Merkmal – die dicke Isolierschicht (10) enthält Füllstoffe.
10. Gehäuse nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch das Merkmal – die Füllstoffe enthalten Aluminiumoxid.
11. Gehäuse nach den Ansprüche 8 oder 9, gekennzeichnet durch das Merkmal – die Füllstoffe enthalten Aluminiumcarbid.
12. Gehäuse nach den Ansprüchen 1 bis 10, gekennzeichnet durch das Merkmal – die Außenseite der dicken Isolierschicht (10) ist mit einer Schutzschicht (11) gegen Umwelteinflüsse geschützt.
13. Gehäuse nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch das Merkmal – die Schutzschicht (11) ist eine Lackschicht.
14. Gehäuse nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch das Merkmal – die Schutzschicht (11) ist eine Kunststoffschicht oder -folie.
15. Gehäuse nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch das Merkmal – die Schutzschicht (11) ist eine Metallschicht oder -folie.