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Die Erfindung betrifft einen Beutel zum Einsetzen in einen zur Schalldämpfung bestimmten Hohlraum eines Schalldämpfers, ein Set aus solchen Beuteln, einen Schalldämpfer mit solchen Beuteln sowie entsprechende Verfahren zum Herstellen der Vorgenannten.
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Ein Schalldämpfer ist eine Vorrichtung zur Verminderung von Schallemissionen. Es gibt verschiedene Bauarten von Schalldämpfern, die aufgrund verschiedener Wirkungsmechanismen die erzeugte Schallleistung verringern. Ein Absorptionsschalldämpfer enthält poröses Material, im Regelfall Steinwolle, Glaswolle oder Glasfaser, das die Schallenergie teilweise absorbiert, das heißt, in Wärme umwandelt. Der Effekt der Schallabsorption wird durch die Mehrfachreflexion verstärkt. Die Erfindung betrifft insbesondere solche Schalldämpfer. Derartige Schalldämpfer Für Verbrennungsmotoren, insbesondere von KFZ oder LKW, weisen ein gelochtes Innenrohr zum Durchleiten der Abgasen auf. Dieses ist in einer äußeren luft-, schmutz- und feuchtigkeitsdichten Ummantelung geführt, so dass sich zwischen Innenrohr und Ummantelung ein Hohlraum bildet. Dieser ist ausgefüllt mit einer mit einer schalldämpfenden- oder -absorbierenden Füllung. Diese muss hitzebeständig sein. Das Befüllen des Hohlraums ist aufwändig und es wird daher auf vorgefertigte flexible oder mehr oder weniger formstabile Elemente mit schalldämmender Füllung zurückgegriffen.
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Z. B. sind formbeständige Glasfaser-Basaltwolle- und Mehrkomponentenformteile bekannt, welche zum Formerhalt brennbare Komponenten erhalten, die bei der ersten Nutzung des Schalldämpfers abbrennen.
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Es sind Beutel bekannt zum Einsetzen in einen zur Schalldämpfung oder -absorption bestimmten Hohlraum eines Schalldämpfers mit einer allseitig geschlossener Hülle, mit einer schalldämpfenden- oder -absorbierenden Füllung, wobei die Hülle aus Kunstofffolien oder -netzen besteht. Nach der Füllung werden diese verschweißt.
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WO 2005/049982 offenbart einen Beutel zum Einsetzen in einen zur Schalldämpfung oder -absorption bestimmten Hohlraum eines Schalldämpfers, mit einer gestrickten schlauchartigen Hülle und mit einer schalldämpfenden- oder -absorbierenden Füllung, wobei die Hülle aus Glasfasern besteht. Die Füllung wird in die Hülle eingebracht und die Hülle danach an ihren Enden verschlossen. Es ist nicht offenbart, bestimmte 3D-Formen herzustellen.
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DE 203 05 409 U offenbart einen Beutel zum Einsetzen in einen zur Schalldämpfung oder -absorption bestimmten Hohlraum eines Schalldämpfers, mit einer schlauchartigen nicht hitzebeständigen Hülle und mit einer schalldämpfenden- oder -absorbierenden Füllung. Die Füllung wird in die Hülle eingebracht und die Hülle danach an ihren Enden verschlossen. Es ist nicht offenbart, bestimmte 3D-Formen herzustellen. Die Hülle verbrennt im Betrieb des Schalldämpfers.
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US 6,068,082 offenbart ein gitterartiges Element zum Einsetzen in einen zur Schalldämpfung oder -absorption bestimmten Hohlraum eines Schalldämpfers, mit einer hitzebeständigen Hülle und mit einer schalldämpfenden- oder -absorbierenden Füllung. Die Füllung wird in die Hülle eingebracht und die Hülle danach verschlossen.
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GB 2 267 731 offenbart einen flexiblen Beutel zum Einsetzen in einen zur Schalldämpfung oder -absorption bestimmten Hohlraum eines Schalldämpfers, mit einer schmelzbaren Hülle und mit einer schalldämpfenden- oder -absorbierenden Füllung. Es ist u.a. offenbart, den Beutel um das Innenrohr des Schalldämpfer zu legen.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Beutel zum Einsetzen in einem Hohlraum eines Schalldämpfers beziehungsweise einen damit versehenen Schalldämpfer bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Beutel mit den Merkmalen des Hauptanspruchs. Ein Set aus solchen Beuteln und ein Schalldämpfer mit solchen Beuteln sind Gegenstand der nebengeordneten Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Wie aus dem Stand der Technik bereits bekannt, umfasst der vorgeschlagene Beutel zum Einsetzen in einen zur Schalldämpfung oder -absorption bestimmten Hohlraum eines Schalldämpfers zunächst eine allseitig geschlossener Hülle mit einer darin eingeschlossenen schalldämpfenden- oder -absorbierenden Füllung. Unter einer geschlossenen Hülle im Sinne der Erfindung wird nicht eine dichte, zum Beispiel wasser-, schmutz-, oder druckdichte verstanden, wie zum Beispiel eine Folie. Der Begriff „geschlossen“ bedeutet lediglich, dass die Hülle beim Transport, bei normaler Handhabung sowie beim Einsetzen in den Hohlraum des Schalldämpfer bei der Herstellung desselben undurchlässlich für die darin untergebrachte Füllung ist. Die erfindungsgemäße Besonderheit besteht nun darin, dass die Hülle aus Glasfasern besteht und die Füllung durch die Hülle des Beutels hindurch in das Innere des Beutels eingeblasen ist. Somit ist es erstmalig möglich, eine kompakte Füllung zum arbeitssparenden einsetzen in den Hohlraum eines Schalldämpfer bereitzustellen, welche bei erstmaliger Benutzung des Schalldämpfers keine giftigen Verbrennungsgase freigesetzt. Zur Herstellung des Beutels werden dabei weniger Arbeitsschritte benötigt, da der Beutel nicht nach der Füllung verschlossen werden braucht.
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Ein anderer Aspekt der Erfindung, welcher unabhängig oder zusammen mit der oben beschriebenen Erfindung realisiert werden kann, besteht darin, dass bei dem gattungsgemäßen Beutel die allseitig geschlossene Hülle Durchführungen aufweist. Dies erlaubt eine Anpassung an die Geometrie im Inneren des Hohlraums, beispielsweise an Einbauchungen. Die oben genannte Durchführung in der Hülle kann also die Einbauchung aufnehmen. Es ist daher kein manuelles Anpassen durch Einpressen/Einsetzen einzelner Beutel nötig. Vorzugsweise ist aber die Durchführung an den Außenquerschnitt des Innenrohrs des Schalldämpfers angepasst. Die Beutel können dann einfach über das Innenrohr geschoben werden. Beim Stand der Technik war es dagegen nötig, einzelne Beutel um das Innenrohr herumzuwickeln oder mehrere Beutel um das Innenrohr herumzulegen. Dieser Aspekt der Erfindung kann unabhängig vom verwendeten Material der Hülle, also auch bei den aus dem Stande der Technik bekannten, oben genannten Beuteln z. B. aus Kunststoff, realisiert werden.
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Die folgenden vorteilhaften Ausgestaltungen gelten für beide Erfindungen:
Wenn die Hülle im Wesentlichen aus vermaschten Glasfasern, insbesondere einem Glasfasergestrick, besteht, ergibt sich eine dehn- und formbare Hülle. Dieser Aufbau hat unter anderem den Vorteil, dass geschlossene Hüllen, die nicht separat verschweißt, vernäht oder verschlossen werden müssen, in einem einzigen Arbeitsverfahren hergestellt werden können. Es ist daher ein Merkmal, dass die Hülle frei von Nähten ist. Als Maschenware werden textile Flächengebilde bezeichnet, bei denen eine mittels Faden gebildete Schleife in eine andere Schleife hineingeschlungen ist. Die auf diese Weise entstehenden Maschen können unter Verwendung eines oder mehrerer Fäden gebildet werden.
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Vorzugsweise ist die allseitig geschlossene Hülle durch ein einziges Arbeitsverfahren, insbesondere Stricken, vorzugsweise auf einer Flachstrickmaschine, hergestellt. Flachstrickmaschinen ermöglichen das Herstellen komplexer Strukturen, zum Beispiel Pullover oder geschlossener Beutel. Auch können beim Strickvorgang an gewünschten Stellen andere, noch höhere Temperatur beständige Fäden eingesetzt werden. Aus dem Stand der Technik bekannte Glasfaser-Hüllen sind auf Rundstrickmaschinen hergestellt und daher auf Schlauchformen beschränkt und müssen manuell bzw. in einem weiteren Schritt verschlossen werden.
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Wenn die Hülle eine an den Hohlraum angepasst Form aufweist, wird der Hohlraum besonders dicht mit der Füllung ausgefüllt, ohne dass arbeitsaufwändiges Stopfen, Anpassen, Eindrücken notwendig ist. Daher kann in die Hülle vorzugsweise über ihre Länge, Breite und/oder Höhe variable Querschnitte, insbesondere Stufen, Rundungen, Ausbauchungen, Einschnürungen und/oder Einstülpungen aufweisen. Aus dem Stande der Technik waren bislang nur vergleichsweise einfache, schlauch- oder kissenartige Formen bekannt.
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Vorzugsweise besteht die Füllung ganz oder teilweise aus hitzebeständigen Rovings, Fasern oder Garnen. Diese erlauben das erfindungsgemäß bevorzugte Einblasen in die geschlossene Hülle des Beutels. Als Roving wird ein Bündel, Strang oder Multifilamentgarn aus parallel angeordneten Filamenten (Endlosfasern) bezeichnet, der überwiegend in der Fertigung von Faserverbundkunststoffen (FVK) oder faserverstärkten Kunststoffen, einer Untergruppe Verbundwerkstoffe, verwendet wird. Der Querschnitt eines Rovings ist meist elliptisch oder rechteckig. Allerdings gibt es auch Rovings mit einer leichten Schutzdrehung (z.B. 10 Drehungen/m), wodurch der Querschnitt runder wird. Am häufigsten werden Filamente aus Glas, Aramid oder Kohlenstoff zu Rovings zusammengefasst. Diese sind gut einblasbar, z. B. durch eine Masche der Hülle und vergrößern ihr Volumen nach dem Einblasen, so dass sie nicht mehr durch die Maschen herausfallen können.
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Wegen ihrer hohen Hitzebeständigkeit besteht die Füllung vorzugsweise aus Glas- oder Basalt-Werkstoffen. Vorzugsweise sind die Hülle und/oder die Füllung hitzebeständig im Bereich von 400–1300°C, vorzugsweise 450–1100°C. Als Materialien kommen vorzugsweise E-Glas, Silika, Glasfasern SiO2 Gehalt größer 75 %, ECR-Glas, S-Glas, C-Glas zum Einsatz.
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Vorzugsweise ist die Form des Beutels an den Hohlraum eines Schalldämpfers angepasst, damit der Hohlraum gut gefüllt werden kann, ohne dass manuelles Stopfen oder Einpassen nötig ist.
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Es wird ferner vorgeschlagen, ein Set mit den oben beschriebenen Beuteln bereitzustellen, deren Formen derart sind, dass sie zusammen den Hohlraum eines Schalldämpfers ausfüllen können. Ähnlich einem Puzzle hat also jeder Beutel seinen vorbestimmten Platz und ist an diesen sowie die benachbarten Beutel angepasst. Es können daher unter beengten Bedingungen, zum Beispiel mit Hinterschneidungen, arbeitssparend die Füllungen eingesetzt werden. Dazu ist vorzugsweise jeder Beutel so ausgebildet, dass er eine an einen bestimmten Bereich des Hohlraums angepasste Form aufweist.
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Ferner wird ein vollständiger Schalldämpfer unter Verwendung der nach der oben beschriebenen Lehre hergestellten Beutel beansprucht. Dieser Schalldämpfer, insbesondere für Verbrennungsmotoren, vorzugsweise für KFZ oder LKW, weist ein gelochtes Innenrohr zum Durchleiten von Abgasen, eine äußere luft-, schmutz- und feuchtigkeitsdichte Ummantelung, einen zwischen Innenrohr und Ummantelung gebildeten Hohlraum, auf. Dabei ist vorzugsweise im Hohlraum ein oder mehrere Beutel angeordnet, wobei insbesondere der Hohlraum vollständig ausgefüllt ist. Ferner kann im Hohlraum ein oder mehrere Beutel mit Durchführung angeordnet sein, wobei das Innenrohr durch die Durchführung in der Hülle verläuft.
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Ein Verfahren zum Herstellen des oben beschriebenen Beutels weist die folgende Schritte in der angegebenen Reihenfolge auf:
- – Herstellen der allseitig geschlossener Hülle aus Glasfasern durch ein einziges Arbeitsverfahren, insbesondere Stricken, vorzugsweise auf einer Flachstrickmaschine, wobei vorzugsweise kein Vernähen erfolgt;
- – Einblasen einer schalldämpfenden- oder -absorbierenden Füllung durch die Hülle des Beutels hindurch in das Innere des Beutels.
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Es ist also kein separater Schritt zum Vernähen des Beutels nach Einbringen der Füllung notwendig.
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Ein Verfahren zum Herstellen eines Schalldämpfers umfasst die folgenden Schritte:
- – Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens zur Herstellung eines Beutels
- – Einsetzen des Beutels in den zwischen Innenrohr und Ummantelung des Schalldämpfers gebildetem Hohlraum, insbesondere an für den jeweiligen Beutel vorbestimmte Stelle, an welche die Form des Beutels angepasst ist.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Figur. Ebenso können die vorstehend genannten und noch weiter ausgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln oder in beliebigen Kombinationen miteinander verwendet werden. Die erwähnten Ausführungsbeispiele sind nicht abschließend zu verstehen und haben beispielhaften Charakter.
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1 zeigt den erfindungsgemäßen Beutel 1 zum Einsetzen in einen zur Schalldämpfung oder -absorption bestimmten Hohlraum eines Schalldämpfers. Dessen allseitig geschlossene Glasfaser-Hülle 2 ist mittels eines Arbeitsverfahrens auf eine Flachstrickmaschine hergestellt und wurde nicht vernäht. Im Inneren der Hülle 2 ist eine schalldämpfenden- oder -absorbierenden Füllung 3. Diese wurde durch die Hülle, also durch ein Masche des die Hülle bildenden Gestricks in das Innere des Beutels eingeblasen.
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Die allseitig geschlossene Hülle 2 hat im Inneren eine Durchführung 21 zum Durchschieben des Innenrohrs des Schalldämpfers. Deren Durchmesser ist daher an den Außenquerschnitt des Innenrohrs des Schalldämpfers angepasst.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2005/049982 [0005]
- DE 20305409 U [0006]
- US 6068082 [0007]
- GB 2267731 [0008]
