DE3304809A1

DE3304809A1 - Formteil aus mit bindemittel versehenen mineralfasern zur schalldaempfenden umkleidung eines perforierten abgasrohres, sowie verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE3304809A1
Application number: DE19833304809
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl.-Ing. Roth (FH), 6800 Mannheim
Original assignee: Gruenzweig und Hartmann und Glasfaser AG
Current assignee: Saint Gobain Isover G+H AG
Priority date: 1983-02-11
Filing date: 1983-02-11
Publication date: 1984-08-16
Also published as: FI78970B; FI78970C; FI840549A; PT78093A; EP0128050A3; ES529587A0; EP0128050B1; PT78093B; FI840549A0; EP0128050A2; ES8500382A1; DE3473491D1

Description

Grünzweig + Hartmann |> 11 GHO3 62 2/bu

und Glasfaser AG
6700 Ludwigshafen

Formteil aus mit Bindemittel versehenen Mineralfasern zur schalldämpfenden Umkleidung eines perforierten Abgasrohres, sowie Verfahren zu seiner Herstellung

Die Erfindung betrifft ein Formteil aus mit Bindemittel versehenen Mineralfasern zur schalldämpfenden Umkleidung eines perforierten Abgasrohres, insbesondere zur Auskleidung von Kfz-Auspufftopfen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein zu seiner Herstellung besonders geeignetes Verfahren.

Aus der DE-GbmS 77 52 170 ist es bekannt, zur Bildung eines solchen Formtoiles zur Auskleidung von Schalldämpfern an Auspuffrohren mi·; einer äußeren Schicht aus mit Bindemittel versehenen Mineralfasern und einer damit verbunde-

nen inneren Schicht j aus Metallfasern wie Edelstahlwolle die mit Bindemittel'versehenen Mineralfasern vor der Aushärtung des Bindemittels mit den Metallfasern zu kombinieren. Beim anschließenden Pressen und Aushärten des Formteils können die Metallfasern gut in die noch weiche Oberfläche der noch "grünen" Mineralfasern eindringen und mit dem noch unausgehärteteri Bindemittel in Berührung gelangen, so daß sich ein inniger Verbund zwischen Mineralfasern und Metallfasern durch Verkrallung und Verklebung ergibt.

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Auf diese Weise wird ein Formteil geschaffen, daß zur Bildung einer schalldämpfenden Umkleidung eines perforierten Abgasrohres vor Aushärtung des Bindemittels der Mineralfasern verpreßt, dabei mit einer benachbarten Wollelage durch Verkrallung verbunden und in diesem Zustand ausgehärtet und mit der benachbarten Wollelage verklebt wird. Gegenüber einem Herstellen von Schalenhälften durch Ausfräsen einer fertigen, gehärteten Mineralfaserplatte ergibt sich der Vorteil geringeren Herstellungsaufwandes

,Q und der Vermeidung von Materialabfall. Auch gegenüber einer Herstellung von Halbschalen für die Umkleidung als ausgehärtete Preßteile ergeben sich infolge der Herstellung nur eines einzigen Formteiles herstellungstechnische Vorteile. Weiterhin ergeben sich insbesondere montagetechni-

jc sehe Vorteile, da anstelle eines Umkleidens des perforierten Abgasrohres, das gegebenenfalls bereits mit einem Edelstahlwolleschlauch umgeben ist, durch anzulegende Halbschalen lediglich ein Überschieben des nackten perforierten Abgasrohres mit dem Formteil erforderlich ist.

■

Im Rahmen der Herstellung eines solchen Formteiles ist es aus der DE-GbmS 82 04 025, von der die Erfindung ausgeht, bekannt, eine einstückige Umkleidung aus Mineralwolle dadurch zu schaffen, daß eine entsprechend dünne Lage noch ungehärteter, aber bereits geharzter Mineralwolle um einen Werkzeugdorn, der gegebenenfalls einen in der Bohrung anzuordnenden Schlauch aus Edelstahlwolle trägt, herumzuwikkeln, und anschließend in der Form zu pressen und zu härten. Auch hierdurch ergibt sich die oben geschilderte innige

OQ Verbindung des Schlauches aus Edelstahlwolle mit den Mineralfasern durch Verkrallung und Verklebung infolge des gemeinsamen Verpressens und iushärtens in der Form. Weiterhin ergibt sich eine ganzschalige, einteilige schalldämpfende Umkleidung mit den geschilderten herstellungs- und montagetechnischen Vorteilen.

Bei der Herstellung eines solchen Formteils gemäß der DE-GbmS 82 04 025 wird im einzelnen so vorgegangen, daß zu-

nächst ein Schlauch aus Edelstahlwolle auf den Werkzeugdorn aufgeschoben wird und sodann mit der geharzten, ungehärteten Mineralwollebahn umwickelt wird. Dadurch entsteht zwangsläufig ein im wesentlichen runder Wickel symmetrisch um die Mittelachse des Werkzeugdornes, wobei der Wickel durch den Werkzeugdorn gehalten ist. Sodann wird die Form dadurch geschlossen, daß obere und untere Formhälften aufeinander zu bewegt werden und den Wickel in der Regel unter Verformung in die übliche ovale Form einschließen jQ und pressen. Hierzu muß der gewickelte Rohling gegenüber den Wänden des Formwerkzeuges in jedem Falle Übermaß besitzen.

ι ■ .

Zumindest bei Herstellung eines Formteils mit im wesentjg liehen rundem Außenumfang erscheint die so geschaffene Ausbildung des Rohlings mit ebenfalls- im wesentlichen rundem Außenumfang !zunächst grundsätzlich vorteilhaft. Gemäß im Rahmen der Erfindung durchgeführten Untersuchungen ergeben sich aber tatsächlich folgende Probleme:

Die Dichte der gewickelten, noch unausgehärteten Mineralfaserlage ist erheblichen Schwankungen unterworfen in Abhängigkeit von verschiedenen Faktoren, wie etwa einer unterschiedlichen, etwa beim Transport auftretenden Pressung sowie der Lage des jeweiligen Mineralfaserbahnstücks in einer Rolle, ob also das Bahnstück in der Rolle radial weiter innen oder radial weiter außen liegt, so daß ständig in erheblichem Umfang unterschiedlich stark vorverdichtete Mineralfaserlagen verarbeitet werden müssen.

Damit schwankt auch das Übermaß des gewickelten Rohlings gegenüber den Innenwänden der Preßform. Infolgedessen treffen die seitlichen Kanten der Formhälften bei der Schließbewegung der Form nicht vorausbestimmbar an unterschiedlichen Stellen des überstehenden gewickelten Rohlings an dessen Außenoberfläche auf, also einmal in größerer Nähe der Trennfuge der geschlossenen Form, ein anderes Mal in größerem Abstand hiervon, also an einer Stelle, an der

die Oberfläche des gewickelten Rohlings weniger stark geneigt ist. Je nach der Auftreffstelle der Kante der Formhälften, die bei der geschlossenen Form den inneren Rand der Trennfuge zwischen den Formhälften bildet, werden somit unterschiedlich starke Mitnahmekräfte auf das noch ungehärtete Mineralfasermaterial ausgeübt. Erfolgt eine solche Mitnahme von Material mit dem Rand der Formhälfte in beträchtlichem Umfange an nur einer Seite des Rohlings, so besteht zumal im Hinblick auf das für derartige Schall-■|Q dämpfereinsätze in der Regel verwendete langfaserige und daher relativ zugfeste Material die Gefahr, daß Material von der gegenüberliegenden Seite herübergezogen wird und dort ein Hohlraum mit verminderter Materialstärke und auch Materialdichte entsteht. Werden beide Seiten des Rohlings -, p- auf diese Weise erfaßt und mitgenommen, so kann das Material im Scheitel des Rohlings getrennt werden, so daß im dortigen Bereich eine Fehlstelle auftritt.

Damit besteht die Gefahr, daß Teile fehlerhaft ausfallen,

2Q was, wenn Fehlstellen sich nicht an der Oberfläche zeigen, durch optische Überprüfung nicht immer festgestellt werden kann. So können im Inneren der Mineralfaserbahn durch die geschilderten Materialverlagerungen Hohlstellen entstehen, oder es kann etwa der Schlauch aus Edelstahlwolle bei den geschilderten Materialverschiebungen der Mineralfaserlage infolge der Verkrallung unter dem Preßdruck mitgenommen worden sein, so daß die Edelstahlwolle über den Umfang des Dornes und damit nach Einbau über den Umfang des perforierten Abgasrohres mit stark unterschiedlicher Dicke

QQ angeordnet ist. In aller Regel treten jedenfalls starke Schwankungen der Dichte des Fasermaterials im Formteil auf, die nicht vorausbestimmbar sind. Derartige unkontrollierte Dichteschwankungen sind insofern nachteilig, als für eine derartige Schalldämpfung in Auspufftopfen nur ein relativ

or geringer Bereich des Raumgewichts des Mineralfasermaterials zwischen etwa 90 und 120 kg/m³ die beste Schalldämpfwirkung ergibt. Bei geringerem Raumgewicht unterhalb von 90 kg/m³ sinkt der Strömungswiderstand des Mineralfasermaterials

γ und damit der akustische Absorptionsfähigkeit ab. Bei wesentlich höheren Materialdichten als etwa 120 bis 130 kg/m³ wiederum wird das Material schallhärter und reflektiert dann die Schallwellen in größerem Umfange, anstatt

_ sie zu absorbieren.
:

Daher ist eine ausreichend homogene Dichte- oder Raumgewichtsverteilung des Mineralfasermaterials für ein optimales Schalldämpfvermögen anzustreben. Eine derartige homogene Ausbildung des Mineralfasermaterials läßt sich beim Formteil nach der DE-GbmS 82 04 025 aus den geschilderten Gründen kaum jemals erreichen. Infolge der geschilderten Materialverschiebungen im Zuge des Preßvorganges wird die endgültige Dichteverteilung im Formteil völlig unübersichtlich und von Zufälligkeiten abhängig, wenn nicht ohnehin 15

gegebenenfalls versteckt im Inneren liegende Fehlstellen auftreten, welche die Wirksamkeit und Standfestigkeit des Formteils im Betrieb sprunghaft vermindern.

_n Eine weitere Schwierigkeit ergibt sich dadurch, daß der gewickelte Rohling in seiner runden Form stets symmetrisch zur Achse des Wickeldorns angeordnet ist. Ein Versuch, den Rohling zu einem bezüglich der Achse des Wickeldornes unsymmetrischen Formteil umzupressen, würde die vorstehend geschilderten Probleme ersichtlich weiter stark erhöhen ■ -

und scheidet daher in der Praxis völlig aus. Daher eignet sich das bekannte Formteil der DE-GbmS 82 24 025 nicht für die Herstellung von Formteilen, welche .eine zur Achse des Abgasrohres unsymmetrische Ausbildung besitzen sollen.

Schließlich werden auch Abgasschalldämpfer mit zwei parallelen Abgasrohren darin hergestellt, so daß also zwei nebeneinanderliegende Öffnungen in dem Formteil erzeugt werden müssen, in einem solchen Falle sind zwei Werkzeugdorne anzuordnen, und müßte die Wicklung der Mineralfaserbahn beim Formteil der DE-GbmS 82 04 025 beide nebeneinanderliegenden Werkzeugdorne umgreifen, mit der Folge, daß das Mineralfasermaterial im Bereich zwischen den beiden Werkzeugdornen

Sf

einen Spalt von etwa dem Durchmesser der Werkzeugdorne besitzt, gegebenenfalls noch vergrößert um die Dicke eines Schlauches aus Edelstahlwolle auf den Werkzeugdornen an jeder Seite. Beim Pressen ist es dann insbesondere bei re-

g lativ zugfestem Mineralfasermaterial nicht möglich, das Mineralfasermaterial in zufriedenstellender Weise in den Raum zwischen beiden Werkzeugdornen einzupressen, um dort eine saubere Ummantelung der beiden nebeneinanderliegenden Öffnungen im Fasermaterial zu erzielen. Im günstigsten Fall -_n treten stark unterschiedliche Materialverdichtungen auf, die das Schalldämpfvermögen nachteilig beeinflussen.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein solches Formteil zu schaffen, bei dem das Mineralfaserma-

, c terial vor dem Pressen nicht zwangsläufig in im wesentlichen runder Querschnittsform um den Werkzeugdorn herum . vorliegt, sondern eine derartige Anordnung in den Preßformhälften ermöglicht, die eine unkontrollierte Mitnahme von Mineralfasermaterial bei der Schließbewegung der Form wesentlich vermindert oder ausschließt.

die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.

2g Dadurch, daß nicht eine einzige Mineralfaserbahn zur Bildung eines einstückigen Formkörpers aus Mineralfasern in Wickellagen um die Aufnahmeöffnung herum angeordnet ist/ sondern separate Mineralfaserlagen in die Preßform eingesetzt werden, kann der Füllungsgrad der Form mit Mine-

OQ ralfasermaterial je nach Lage der Aufnahmeöffnung oder der Aufnahmeöffnungen und Kontur des Formteiles gesteuert werden, um im gepreßten Formteil eine gewünschte Dichteverteilung zu erhalten. Vor der Pressung liegt das Mineralfasermaterial nicht als runder Rohling um den Werkzeugdorn

gg herum vor, sondern in mehreren separaten Lagen übereinander, wobei jede Mineralfaserlage im Bereich der Trennfuge der Form enden kann. Alternativ können zumindest einzelne der Lagen in einen benachbarten Formhohlraum derselben Preßform

* /ίο

hinüberreichen, wenn eine Mehrfach-Preßform zur Erzeugung einer Mehrzahl von Formteilen nebeneinander verwendet wird. In jedem Falle treffen die Kanten des Formwerkzeugs im Bereich der Trennfuge des Formhohlraums auf im wesentlichen quer zu dieser Kante angeordnetes Mineralfasermaterial und nehmen dieses unter Verdichtung mit, ohne übermäßige und gar unkontrollierte Zugkräfte auf das Mineralfasermaterial im Formhohlraum auszuüben. Damit ergibt sich insgesamt die Möglichkeit einer sauber gesteuerten und kontrollierten Verdichtung des Mineralfasermaterials zur reproduzierbaren Erzeugung von Formteilen mit weitgehend homogener Dichteverteilung des Mineralfasermaterials.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt auch darin, ^5 daß auch bei einer außermittigen Anordnung der Aufnahmeöffnung oder einer Anordnung mehrerer Aufnahmeöffnungen ein gesteuertes Pressen mit homogener Dichteverteilung ebenso möglich ist wie bei stark von der runden Form abweichender Außenkontur des Formteils.

Die Unteransprüche 2 bis 4 haben vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Formteils zum Inhalt.

Im Anspruch 5 ist ein insbesondere zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Formteiles geeignetes Verfahren angegeben, bei dem ausgehend von wenigstens zwei Mineralfaserlagen in Form separater Körper ein einteiliges, jedoch in dem Sinne mehrstückiges Formteil geschaffen werden kann, als die separaten Mineralfaserlagen durch Verkrallung und Verklebung miteinander kombiniert werden und so ein mehrstückiges, jedoch einteiliges Formteil geschaffen wird.

Die Unteransprüche 6 bis 9 haben vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens zum Inhalt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.

X ΛΛ

Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Teilansicht eines erfindungsgemäßen Formteiles,

■ .

Fig. 2 eine andere Ausbildung eines erfindungsgemäßen

Formteiles in einer Fig. 1 entsprechenden Darstellung,

^q Fig. 3 in perspektivischer Teildarstellung eine Preßform zur Erzeugung eines erfindungsgemäßen Formteiles in der Stellung kurz vor Beginn des Preßvorganges,

j^g Fig. 4 die Preßform gemäß Fig. 3 in der Endstellung des PreßVorganges,

Fig. 5 eine Preßform zur Erzeugung einer anderen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Formteiles in 2Q einer Fig. 3 entsprechenden Darstellung und

Fig. 6 die Preßform gemäß Fig. 5 am Ende des Preßvorganges.

„c In Fig. 1 ist ein ganzschaliges Formteil 1 veranschaulicht, welches einen einteiligen Formkörper 2 aus Mineralfasern und eine Aufnahmeöffnung 3 zur Aufnahme eines perforierten Abgasrohres aufweist, die im Beispielsfalle mit einer als Schlauch ausgebildeten Lage 4 aus Metallwolle, insbesondere

OQ EdelstahJLwolle ausgekleidet ist. Der Formkörper 2 aus Mineralfasern besteht aus zwei Mineralfaserlagen 5 und 6, die an einer Stoß- oder Grenzfläche 7 zu beiden Seiten der Aufnahmeöffnung 3 aneinanderstoßen. Die Hauptausrichtung der Grenzfläche 7 liegt dabei im Beispielsfalle radial zur Mittelachse 8 der Aufnahmeöffnung 3.

Das Formteil gemäß Fig. 1 wird so hergestellt, daß um einen Werkzeugdorn herum zunächst der Schlauch zur Bildung der

Λλ

Lage 4 aus Edelstahlwolle aufgebracht wird und sodann der so ummantelte Werkzeugdorn mit den beiden Lagen 5 und 6
aus noch ungehärteten Mineralfasern umpreßt wird und das
Bindemittel der Mineralfasern anschließend in der Preßform ausgehärtet wird. Die noch "grünen" Mineralfaserlagen

5 und 6 können dabei etwa in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise bogenförmig in entsprechenden Formhälften der Preßform angeordnet werden, so daß bei der Schließbewegung der Preßform im wesentlichen nur die gewünschte Dickenverminderung zur Erhöhung der Dichte erfolgt, wobei die Stirnflächen der Mineralfaserlagen 5 und 6 an der Grenzfläche
7 ineinandergedrückt werden und unter Verdichtung verkrallen und bei Aushärtung des Bindemittels verkleben. Auf diese Weise ist der Formkörper 2 des Formteiles 1 nach Beendigung des Preßvorganges durch die Verbindung an der Grenz-

fläche 7 einteilig oder ganzschalig ausgebildet, ist jedoch infolge seines Aufbaus aus zwei separaten Mineralfaserlagen 5 und 6 mehrstückig. Eine entsprechende Verbindung durch Verkrallung und Verklebung tritt in der an

__ sich bekannten Weise mit der Lage 4 aus Edelstahlwolle

auf. nach dem PreßVorgang und dem Aushärten des Bindemittels werden die Formhälften .geöffnet und wird der Werkzeugdorn aus der Ausnahmeöffnung 3 herausgezogen, wonach das Formteil für eine Montage durch Aufschieben auf ein Abgasrohr

bereitsteht.
25

In Fig. 2 ist ein Formteil la veranschaulicht, welches zwei Aufnahmeöffnungen 3a im Abstand nebeneinander besitzt. In diesem Beispielsfalle sind die Aufnahmeöffnungen 3a nicht mit einer Lage 4 aus Edelstahlwolle oder einem anderen
Material ausgekleidet. Das Formteil la weist ebenfalls
einen einteiligen Formkörper 2a auf, der mehrstückig aus
Mineralfaserlagen 5a und 6a zu beiden Seiten der Aufnahmeöffnungen 3a sowie eine Zwischenlage 9a aus Mineralfasern _Qt- im Bereich zwischen den beiden Aufnahmeöffnungen 3 a aufgebaut ist. Die Grenzfläche 7a zwischen den Mineralfaserlagen 5a und 6a verläuft analog dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 in radialer Richtung zu den Mittelachsen 8a der Aufnahmeöffnun-

Al

gen 3a, während Grenzflächen 10a und 11a zwischen der Zwischenlage 9a und der Mineralfaserlage 6a einerseits sowie der Mineralfaserlage 5a andererseits im wesentlichen parallel zur Radialrichtung der Aufnahmeöffnungen 3a verlaufen.

Die Herstellung des Formteiles la kann analog derjenigen des Formteiles 1 verlaufen, wobei jedoch zwei nackte Werkzeugdorne an den Stellen der zu bildenden Aufnahmeöffnun- <J^en 3a in der Preßform angeordnet sind und zwischen den Werkzeugdornen die ebenfalls noch "grüne" Zwischenlage 9a angeordnet wird. Im Zuge des Preßvorganges wird auch die Zwischenlage 9a entsprechend verdichtet und füllt dabei den Raum zwischen den Aufnahmeöffnungen 3a mit der gewünschten Dichte aus, so daß das Material der Mineralfaserlagen 5a und 6a lediglich den Bereich um das Paar der Aufnahmeöffnungen 3a herum ausfüllen muß. Durch Zwischenschaltung der Zwischenlage 9a wird somit vermieden, daß das Material der Mineralfaserlagen 5a und 6a in den Bereich zwischen den Aufnahmeöffnungen 3a hineingedrückt werden muß und daher, wenn eine ausreichend homogene Dichte erzielt werden soll, dort mit erhöhter Anfangsdicke vorgesehen werden muß.

In den Fig. 3 und 4 ist beispielhaft ein Preßvorgang zur Erzeugung eines Formteiles Ib veranschaulicht, das wiederum einen einteiligen Formkörper 2b aufweist, der mehrstückig aus zwei Mineralfaserlagen 5b und 6b aufgebaut ist. Die Preßform besteht aus Werkzeughälften 12 und 13, die zusammen einen Formhohlraum 14 bilden, der der Außenkontur des herzustellenden Formteiles Ib entspricht. Im Beispielsfalle wird eine Mehrfachpreßform verwendet, deren Werkzeughälften 13 und 14 nebeneinanderliegend eine Mehrzahl von Formhohlräumen 14 bildet, die darüber hinaus eine erhebliche Länge besitzen können, welche ein Mehrfaches der Länge der herzustellenden Formteile ist. Auf diese Weise werden in den Formhohlräumen 14 jeweils nebeneinanderliegend langgestreckte Halbzeuge geformt, die durch Ablängen die Formteile

Ib ergeben. Dadurch kann durch einen einzigen Preßvorgang eine Vielzahl von Formteilen Ib hergestellt werden.

Bei der Herstellung wird zunächst die Mineralfaserlage 5b auf die im Beispielsfalle untere Werkzeughälfte 12 aufgelegt und dabei im Bereich des Formhohlraumes 14 gestaucht, wie durch oberflächenseitige Wellungen 15 der Mineralfaserbahn 5b angedeutet ist. Auf die "grüne" und noch unverdichtete Mineralfaserlage 5b wird sodann ein Werkzeugdorn 17 an der für die Bildung einer Aufnahmeöffnung 3b gewünschten Stelle aufgelegt. Dabei genügt es, wenn der Werkzeugdorn 17 an der ungefähren Stelle der zu erzeugenden Aufnahmeöffnung 3b lose liegt. Sodann wird über den Werkzeugdorn 17 und über die Mineralfaserlage 5b eine zweite '■ -Mineralfaser-

IQ lage 6b gelegt, die, wie durch oberflächenseitige Wellungen

16 angedeutet ist, ebenfalls in Querrichtung zur Achse des Werkzeugdornes 17 gestaucht ist. Eine solche bleibende Stauchung der lockeren, geharzten, jedoch noch)nicht ausgehärteten Mineralfaserlagen 5b und 6b ist problemlos möglich, ohne daß die Mineralfaserlagen 5b und 6b merklich zurückfedern. Soweit eine starke Stauchung erfolgen soll, die nach Beendigung der Stauchbeaufschlagung merklich zurückgeht, können an den Werkzeughälften 12 und 13 bei Bedarf nicht näher dargestellte Haltemittel etwa in Form von Dornen oder dergleichen vorgesehen sein, um die eingestellte Stauchung aufrechtzuerhalten.

Im Beispielsfalle ist an der Oberseite des Werkzeugdornes

17 eine über etwa die Hälfte des Umfangs reichende Abdecklage 18 aus Glasfasergelege angeordnet. Die mattenförmige Abdecklage 18 möge im Beispielsfalle aus Stapelfasern aus Borsilikatglas, Aluminiumsilikatglas, Quarzglas oder Steinfasern bestehen und einen Primärfadendurchmesser von mehr als 10 jam aufweisen, wobei eine Mehrzahl oder Vielzahl von Primärfäden mittels einer organischen oder anorganischen Schlichte verbunden sind. Beim Erwärmen des Schalldämpfers spleißen die so gebildeten Sekundärfäden ganz oder teilweise in ihre Primärfäden auf, wobei die langen

elastischen Faden durch ihre große Oberfläche die dahinterliegende Mineralfaser schützen,- hierzu wird das Formteil Ib in der gegenüber Fig. 4 umgedrehten Stellung in den Schalldämpfer eingebaut.

Die Werkzeughälften 12 und 13 der Preßform werden sodann aus der Stellung gemäß Fig. 3 in die Stellung gemäß Fig.

überführt, wobei der Werkzeugdorn 17 im Zuge der Schließbewegung der Werkzeughälften 12 und 13 durch geeignete Positionierungshilfen an den axialen Enden der Preßform erfaßt und sauber positioniert wird. Im Beispielsfalle sind derartige Positionierungshilfen in den Fig. 3 und

-,g strichpunktiert in Form von V-förmigen Positionierungsgabeln 19 und 20 an der unteren Werkzeughälfte 12 bzw. der oberen Werkzeughälfte 13 veranschaulicht, die mit ihren Einlaufschrägen die Enden des Werkzeugdornes 17 erfassen und in der Endstellung gemäß Fig. 4 sauber positionieren.

on Hierdurch kann;-zugleich die Schließstellung der Werkzeughälften 12 und 13 definiert werden, in der sich die Werkzeughälften 12 und 13 in der aus Fig. 4 ersichtlichen Weise im Beispielsfalle noch nicht vollständig berühren, sondern im Bereich einer offenen Trennfuge 21 einen Durchtritt

2g stark verdichteten Mineralfasermaterials von einem Formhohlraum 14 zum benachbarten Formhohlraum 14 gestatten. Der so verdichtete "Grat" an Mineralfasermaterial zwischen benachbarten Halbzeugen für die Formteile 1 wird anschließend weggeschnitten, so daß zwar geringer Material-

QQ verlust in Kauf genommen wird, dafür aber der Rüstaufwand für den Preßvorgang durch Verwendung durchgehender Mineralfaserlagen 5b und 6b erheblich vermindert wird.

Nach dem Schließen der Preßform wird von den Enden der Werkzeugdorne 17 her Warmluft eingeblasen, die durch in der Zeichnung veranschaulichte Perforationen des Werkzeugdornes 17 und der Werkzeughälften 12 und 13 entweichen kann und dabei durch das Mineralfasermaterial der Mineral-

lagen 5b und 6b hindurchtritt, so daß der Aushärtevorgang beschleunigt wird.

Durch geeignete Stauchung der Mineralfaserlagen 5b und 6b kann problemlos erreicht werden, daß zu beiden Seiten des Werkzeugdornes 17 eine erhöhte Menge an Mineralfasermaterial zur Verfügung gestellt wird, um den dortigen, dem Querschnitt des herzustellenden Formteiles Ib entsprechenden erhöhten Bedarf an Mineralfasermaterial zu decken und auch jQ hier eine im wesentlichen homogene Dichte zu erzielen. Soweit dies durch gegebenenfalls lokale Stauchungen des Mineralfasermaterials nicht mehr ausreichend gelingt, kann mit zusätzlichen Lagen an Mineralfasermaterial gearbeitet werden, wie dies etwa aus den Fig.. 5 und 6 ersichtlich ist.

Wie die Zeichnung hierzu näher veranschaulicht, soll das aus Fig. 6 ersichtliche Formteil Ic hergestellt werden, welches eine Aufnahmeöffnung 3c relativ großen Druchmessers und eine relativ langgestreckte Umrißform aufweist, die stark von einer Kreisform abweicht. Dadurch muß zu beiden Seiten der Aufnahmeöffnung 3c im Formkörper 2c eine recht erhebliche Menge an Mineralfasermaterial bereitgestellt werden, während an der in der Zeichnung oberen und unteren Seite der Aufnahmeöffnung 3c nur noch eine geringe Dicke des Mineralfasermaterials des Formkörpers 2c verbleibt? in dieser geringen Dicke soll das Mineralfasermaterial . jedoch im wesentlichen in derselben Dichte vorliegen wie zu beiden Seiten der Aufnahmeöffnung 3c.

Um dies zu erreichen, werden zur Bildung des Formkörpers 2c Mineralfaserlagen 5c und 6c verwendet, die in Längsrichtung des Formkörpers 2c die Außenseiten bilden und in ihrer Ausgangsdicke so bemessen sind, daß sich die gewünschte Verdichtung des Mineralfasermaterials an der Oberseite und Unterseite der Aufnahmeöffnung 3c bzw. des darin angeordneten Werkzeugdornes 27 ergibt, wenn die mit 22 und 23 bezeichneten Werkzeughälften in die Schließstellung gemäß Fig. 6 überführt werden. Hierdurch liegt jedoch im

Formhohlraum 24 zu beiden Seiten des Werkzeugdornes 27 aus den Mineralfaserlagen 5c und 6c erheblich zu wenig Mineralfasermaterial vor, um auch dort die gewünschte Verdichtung zu erzielen. Daher werden zu beiden Seiten des Werkzeugdornes 27 streifenförmige Zwischenlagen 9c eingesetzt, die dort zusätzliches Material bereitstellen. Die Breite der aus fertigungstechnischen Gründen mit rechteckförmigem Querschnitt geschnittenen Zwischenlagen 9c kann dabei so bemessen werden, daß die Zwischenlagen 9c bei An-

IQ lage am Werkzeugdorn 27 nicht ganz bis zur seitlichen Trennfuge 31 des Formhohlraumes 24 reichen, so daß durch die Zwischenlagen 9c Mineralfasermaterial bevorzugt in den Seitenbereichen unmittelbar anschließend an den Werkzeugdorn 27 zur Verfügung gestellt wird. Beim Schließen der Werkzeughälften 22 und 23 aus der Stellung gemäß Fig. 5 in die Stellung gemäß Fig. 6 werden die Zwischenlagen 9c sowohl um den Werkzeugdorn 27 herum als auch in Richtung auf die Trennfugen 31 verpreßt und füllen so den Raum zwischen den Mineralfaserlagen 5c und 6c im Formhohlraum 24 vollständig aus. Wie ohne weiteres aus einem Vergleich der Fig. 5 und 6 ersichtlich ist, kann durch einige Orientierungsversuche problemlos ermittelt werden, welche Abmessungen der Zwischenlagen 9c bei einer gegebenen Anfangsdichte des Mineralfasermaterials hierfür die gewünschte homogene Dichteverteilung im Formkörper Ic ergeben.

Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, kann auch hier der Werkzeugdorn 27 ganz einfach auf die untere Mineralfaserlage 5c aufgelegt werden. Ein ausreichend gleichförmiges Umpressen des Werkzeugdornes 27 mit dem Material der Zwischenlagen 9c kann etwa dadurch gewährleistet werden, daß der Werkzeugdorn 27 durch eine geeignete Positionierungshilfe wie einer Positionierungsgabel gemäß der Auführungsform gemäß den Fig. 3 und 4 im Zuge der Annäherungsbewegung der Werkzeughälften 22 und 2 3 angehoben wird, so daß auch die Unterseite des Werkzeugdornes 27 für das Mineralfasermaterial der Zwischenlagen 9c gut zugänglich wird.

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Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, liegen die Mineralfaserlagen 5c und 6c nur in der Nachbarschaft der Trennfugen 31 in Stoß- oder Grenzflächen 7c aneinander an, während bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 3 und 4 die entsprechende Grenzfläche 7b in infolge der Stauchung gewellter Form von der Aufnahmeöffnung 3b bis zur Trennfuge 21 reicht. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 gabelt sich die Grenzfläche 7c in Grenzflächen 10c und lic zwischen der Mineralfaserlage 6c bzw. der Mineralfaserlage 5c einerseits und den Zwischenlagen 9c andererseits.

Wie ohne weiteres ersichtlich ist, könnte die Aufnahme-Öffnung 3c des Formteiles Ic bei Bedarf auch außermittig, in der Darstellung gemäß Fig. 6 etwa nach rechts oder verschoben, angeordnet werden, ohne daß dies zu irgendwelchen Problemen führen würde, da dann ganz einfach die beiden Zwischenlagen 9c in entsprechend unterschiedlicher Breite vorgesehen werden können.

Ebenso kann selbstverständlich der Werkzeugdorn 27 mit einer Abdecklage 18 oder auch einer Lage 4 aus Edelstahlwolle versehen werden, wenn dies gewünscht ist. Weiterhin können die einzelnen Mineralfaserlagen wie die Lagen 5c, 6c und 9c unterschiedliche Anfangsdichte oder in sonstiger Weise unterschiedliche Eigenschaften, etwa unterschiedliche Faserlängen besitzen. Weiterhin können die Mineralfaserlagen der gewählten Beispiele in sich mehrlagig aufgebaut sein, etwa um den unterschiedlichen Bereichen des Formteiles unterschiedliche Eigenschaften zu erzielen. So' wäre etwa vorteilhaft, beispielsweise die Mineralfaserlagen 5 und 6 gemäß Fig. 1 zweilagig mit Langfasern als Innenlage und Kurzfasern als Außenlage auszubilden, um in der Nachbarschaft der Aufnahmeöffnung 3 vom besseren Ausblasverhalten gröberer, längerer Fasern zu profitieren, und hinter einer Schutzschicht aus derartigen langen Fasern dünnere und kürzere Fasern zu verwenden, die ein besseres Schallabsorptionsvermögen besitzen.

Wie die vorstehende Beschreibung ohne weiteres verdeutlicht, sind der Formgebung eines erfindungsgemäßen Formteiles entsprechend den jeweiligen Erfordernissen des Einsatzfalles kaum Grenzen gesetzt, da der jeweiligen Ausbildung entspre-

p- chend eine Anfangsverteilung der Mineralfasern zur Bildung des jeweiligen Formkörpers bereitgestellt werden kann, die nach dem Pressen weitgehend homogene Dichte ohne Fehlstellen ergibt. Auch brauchen die Aufnahmeöffnungen nicht unbedingt vollständig in Längsrichtung des· jeweiligen Form-

Q teils durchgehend ausgebildet sein, sondern können auch sacklochartig ausgebildet werden, etwa wenn ein Einbau in Schalldämpfer beabsichtigt ist, die keine durchgehenden Abgasrohre besitzen. ■

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Claims

Grünzweig + Hartmann 11 GHO3 62 2/bu und Glasfaser AG Ludwigshafen Patentansprüche

1. !Formteil aus mit Bindemittel versehenen Mineralfasern ^-^ zur schalldämpfenden Umkleidung eines perforierten Abgasrohres, insbesondere zur Auskleidung von Kf z-Auspufftopfen, mit wenigstens einer Aufnahmeöffnung für das Abgasrohr und mit wenigstens einer im Inneren des Formkörpers aus Mineralfasern angeordneten Grenzfläche aus zwei aneinander anliegenden Oberflächen von Mineralfaserlagen, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper (2; 2a; 2b; 2c) aus Mineralfasern in dem Sinne mehrstückig aufgebaut ist, daß darin enthaltene Mineralfaserlagen (5, 6; 5a, 6a, 9a; 5b, 6b; 5c, 6c, 9c) ausschließlich über die Grenzflächen (7; 7a, 10a, 11a; 7b; 7c, 10c, lic) miteinander verbunden sind, und daß die Grenzflächen (7; 7a, 10a, lla; 7b; 7c, 10c, lic) bezüglich der Aufnahmeöffnung (3; 3a; 3c) mit im wesentlichen radialer oder hierzu paralleler Hauptausrichtung angeordnet sind.

2. Formteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl im wesentlichen parallel angeordneter Grenzflächen (10a, lla; 10c, lic) im Formkörper vorgesehen ist.

3. Formteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeöffnung (3a) außermittig im Form-

2
, körper (2a) vorgesehen ist.

4. Formteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei voneinander gegetrennte Aufnahmeöffnungen (3a) im Formkörper (2a) vorgesehen sind.

5. Verfahren zur Herstellung eines Formteils aus. mit Bindemittel -versehenen Mineralfasern zur schalldämpfenden Umkleidung eines perforierten ,Abgasrohres, insbesondere nach wenigsten einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem wenigstens zwei Mineralfaserlagen vor der Aushärtung des Bindemittels am Außenumfang eines Werkzeugdornes angeordnet und sodann in einer Preßform gepreßt und gehärtet werden, dadurch gekennzeichnet,- daß die Mineralfaserlagen als voneinander getrennte Körper in die Preßform eingeführt und einander gegenüberlie-. gend an je einer Seite des Werkzeugdorns derart angeordnet werden, daß sie beidseitig des Werkzeugdorns

an Stoßflächen durch Verkrallen und Verkleben unter 2Ü

Bildung eines einteiligen Formkörpers miteinander verbunden werden. .

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,

daß die Stoßflächen eine Hauptausrichtung besitzen, 25

die im wesentlichen in einer die Achse des Werkzeugdornes enthaltenden Ebene oder parallel hierzu liegt.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeich-

net, daß mehr als zwei getrennte Mineralfaserlagen 30

in die Preßform eingeführt werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die eingeführten Mineralfaserlagen unterschiedliche Eigenschaften, insbesondere

unterschiedliche Dichte und/oder unterschiedliche Faserlängen besitzen.

Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß um wenigstens einen Teil des Außenumfangs des Werkzeugdornes eine Abdecklage angeordnet wird.