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TECHNISCHES
GEBIET UND GEWERBLICHE VERWERTBARKEIT DER ERFINDUNG
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Diese
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Füllen einer Abgasschalldämpferschale
mit Fasermaterial und einen Abgasschalldämpfer, der mit Fasermaterial
gefüllt
ist.
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ALLGEMEINER
STAND DER TECHNIK
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US-Patentschrift
Nr. 4,569,471 an Ingemansson et al. beschreibt ein Verfahren und
eine Vorrichtung zum Zuführen
von Abschnitten eines fortlaufenden Glasfaserstrangs in eine äußere Schalldämpferschale.
Die Vorrichtung beinhaltet ein Texturiergerät mit einer Düse zum Erweitern
des Faserstrangs zu einem Wollmaterial, bevor das Material in die äußere Schale
eingeführt
wird. In einer ersten Ausführungsform
erfolgt das Füllen
eines äußeren Zylinders 14 der
Schalldämpferschale
ohne ein Endstück,
das an den äußeren Zylinder 14 gefügt ist. Nach
Abschluß des
Füllvorgangs
wird der äußere Zylinder
zu einem separaten Standort bewegt, wo das Endstück an den äußeren Zylinder 14 geschweißt wird.
In einer zweiten Ausführungsform,
die in 3 dargestellt ist, wird ein Zusammenbau aus perforiertem
Rohr/Endstück
während
des Glasmaterialfüllvorgangs
nur teilweise in den äußeren Schalldämpferzylinder 14 angeordnet.
Nach Abschluß des
Füllvorgangs
wird der Zusammenbau aus perforiertem Rohr/Endstück in seine endgültige Position
in dem äußeren Zylinder 14 bewegt.
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Das
Verfahren der '471-Patentschrift
wird typischerweise nicht bei Doppelschalenschalldämpfern angewendet,
die eine erste und zweite Hälfte
umfassen, welche, wenn sie zusammengekuppelt sind und ein perforiertes
Rohr einschließen,
möglicherweise kein
offenes Ende aufweisen, durch das Fasermaterial zugeführt werden
kann.
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Es
ist im Stand der Technik außerdem
bekannt, Vorformlinge aus Glasmaterial auszubilden, die dazu geeignet
sind, in einen ersten Schalldämpferschalenabschnitt
eingeführt
zu werden, bevor er an einen entsprechenden zweiten Schalldämpferschalenabschnitt
gekuppelt wird; siehe dazu US-Patentschrift
Nr. 5,766,541, deren Offenbarung hierin durch Bezugnahme aufgenommen
ist. Während
derartige Vorformlinge in der Leistung annehmbar sind, erzeugen
sie aufgrund der Herstellungsschritte, die zum Ausbilden der Vorformlinge
notwendig sind, Zusatzkosten für
den Schalldämpfer.
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Es
ist außerdem
bekannt, Beutel oder ein Netz mit Fasermaterial zu füllen. Der
gefüllte
Beutel oder das gefüllte
Netz wird dann in einen ersten Schalldämpferschalenabschnitt eingeführt, bevor
er an einen zweiten Schalldämpferschalenabschnitt
gekuppelt wird; siehe dazu US-Patentschrift
Nr. 6,068082, deren Offenbarung hierin durch Bezugnahme aufgenommen
ist. Der Zusammenbau solcher Schalldämpferschalen ist jedoch aufgrund
der ausgedehnten Beschaffenheit des gefüllten Beutels und des begrenzten
Volumens in den äußeren Schalldämpferschalenteilen
schwierig und zeitaufwendig. Es wird darauf hingewiesen, daß jegliches Fasermaterial,
das sich über
die Außenkanten
des ersten und zweiten äußeren Schalldämpferschalenteils
hinaus erstreckt, eine abträgliche
Auswirkung auf eine Schweißstelle
an diesem Punkt aufweisen, d.h. einen Hohlraum in der Schweißstelle
bewirken kann, und freiliegende Fasern sind aus ästhetischen Gründen unerwünscht.
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Es
besteht daher Bedarf an einem verbesserten, kostengünstigen
Verfahren zum Füllen
einer äußeren Schalldämpferschale,
das zum Füllen
von Schalldämpferschalen
genutzt sein kann.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Füllen einer Schalldämpferschale
mit Fasermaterial bereitgestellt. Das Verfahren umfaßt folgende
Schritte:
Vorsehen einer Schalldämpferschale, umfassend ein oder
mehrere äußere Schalldämpferschalenteile,
die einen inneren Hohlraum und einen inneren Aufbau definieren,
der dazu geeignet ist, sich zumindest teilweise durch den inneren
Schalenhohlraum zu erstrecken, und eine oder mehrere Öffnungen
aufweist, die dazu geeignet sind, mit dem inneren Schalenhohlraum
in Verbindung zu stehen; Vorsehen eines mit Fasermaterial gefüllten Beutels,
wobei der Beutel eine erste Seite mit einer oder mehreren ersten
Perforationen, die einen gesamten offenen Bereich der ersten Seite
definieren, und eine zweite Seite mit entweder keinen Perforationen
oder einer oder mehreren zweiten Perforationen aufweist, die einen
gesamten offenen Bereich der zweiten Seite definieren, wobei der
erste offene Bereich größer als
der zweite offene Bereich ist; Positionieren des mit Fasermaterial gefüllten Beutels
benachbart zu dem inneren Aufbau, so dass die erste Seite dem inneren
Aufbau am nächsten
ist; und Herstellen eines teilweisen Vakuumzustands durch den inneren
Aufbau, wobei der teilweise Vakuumzustand den mit Fasermaterial
gefüllten
Beutel nach innen zu dem inneren Aufbau hin zieht.
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Der
teilweise Vakuumzustand kann vor dem oder ungefähr zur gleichen Zeit wie der
Vorgang des Schritts des Positionierens hergestellt werden. Der teilweise
Vakuumzustand kann auch im Anschluß an den Schritt des Positionierens
hergestellt werden.
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Die
Schalldämpferschale
kann erste und zweite äußere Schalldämpferschalenteile
umfassen. Das Verfahren kann ferner folgende Schritte umfassen:
Anordnen des inneren Aufbaus in dem ersten äußeren Schalldämpferschalenteil
im Anschluß an den
Schritt des Positionierens und während
der teilweise Vakuumzustand durch den inneren Aufbau hergestellt
wird; Anordnen des zweiten äußeren Schalldämpferschalenteils
benachbart zu dem ersten äußeren Schalldämpferschalenteil,
so dass das erste und zweite Schalldämpferschalenteil einen inneren Hohlraum
definieren, der den inneren Aufbau und den mit Fasermaterial gefüllten Beutel
enthält;
und Aneinanderfügen
des ersten und zweiten Schalldämpferschalenteils.
Alternativ kann das Verfahren ferner folgende Schritte umfassen:
Anordnen des inneren Aufbaus in dem ersten äußeren Schalldämpferschalenteil
vor dem Schritt des Positionierens; Anordnen des zweiten äußeren Schalldämpferschalenteils
benachbart zu dem ersten äußeren Schalldämpferschalenteil
im Anschluß an
den Schritt des Positionierens, so dass das erste und zweite Schalldämpferschalenteil
einen inneren Hohlraum definieren, der den inneren Aufbau und den
mit Fasermaterial gefüllten
Beutel enthält;
und Aneinanderfügen
des ersten und zweiten Schalldämpferschalenteils.
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Das
Fasermaterial in dem Beutel kann ein Mineralfaserwolleerzeugnis
umfassen.
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Der
Schritt des Herstellens eines teilweisen Vakuumzustands durch den
inneren Aufbau kann den Schritt des Anschließens einer Vakuumquelle an den
inneren Aufbau umfassen.
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Der
Beutel kann aus Papier, Pappe, Glasfasern, einem Polymermaterial
oder jeglichem anderen geeigneten Material ausgebildet sein.
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Der
innere Aufbau kann zumindest ein perforiertes Element, wie ein perforiertes
Rohr, umfassen.
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Der
gesamte offene Bereich der ersten Seite kann zwischen ungefähr 1% und
60% der ersten Seite des Beutels umfassen und der gesamte offene
Bereich der zweiten Seite kann zwischen ungefähr 0% und ungefähr 4% der
zweiten Seite des Beutels umfassen. Dementsprechend umfaßt zwischen
ungefähr
40% und ungefähr
99% des gesamten Oberflächenbereichs
der ersten Seite des Beutels einen festen, nicht offenen Bereich
und ist durch das Material definiert, aus dem der Beutel ausgebildet
ist, und umfaßt
zwischen ungefähr
96% und ungefähr
100% des gesamten Oberflächenbereichs
der zweiten Seite des Beutels einen festen, nicht offenen Bereich
und ist durch das Beutelmaterial definiert. Daher beinhaltet der „gesamte
Oberflächenbereich" der ersten Seite
des Beutels offene und nicht offene Bereiche und der „gesamte
Oberflächenbereich" der zweiten Seite des
Beutels offene und nicht offene Bereiche.
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Die
Schalldämpferschale
kann alternativ einen im allgemeinen zylindrischen Schalenhauptabschnitt
und gegenüberliegende
Endkappen umfassen. Eine der Endkappen kann einstückig mit
dem Schalenhauptabschnitt oder dem inneren Aufbau sein, während die
andere Endkappe dazu geeignet ist, etwa durch Schweißen oder
Einfalzen an den zylindrischen Schalenhauptabschnitt gekuppelt zu
sein. Alternativ können
beide Endkappen als vom Schalenhauptabschnitt separate Teile ausgebildet
sein. Das Verfahren kann ferner den Schritt des Anordnens des inneren
Aufbaus in dem im allgemeinen zylindrischen Schalenhauptabschnitt
im Anschluß an den
Schritt des Positionierens und während
der Herstellung des teilweisen Vakuumzustand durch den inneren Aufbau
umfassen.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Schalldämpfer bereitgestellt, umfassend
eine Schalldämpferschale,
die ein oder mehrere äußere Schalldämpferschalenteile
umfaßt, welche
einen inneren Hohlraum definieren; einen inneren Aufbau, der dazu
geeignet ist, sich zumindest teilweise durch den inneren Schalenhohlraum
zu erstrecken, und eine oder mehrere Öffnungen aufweist, die mit
dem inneren Schalenhohlraum in Verbindung stehen; und einen mit
Fasermaterial gefüllten
Beutel, der in dem inneren Hohlraum positioniert ist, wobei der
Beutel eine erste Seite mit einer oder mehreren ersten Perforationen,
die einen gesamten offenen Bereich der ersten Seite definieren,
und eine zweite Seite mit entweder keinen Perforationen oder einer oder
mehreren zweiten Perforationen aufweist, die einen gesamten offenen
Bereich der zweiten Seite definieren, wobei der erste offene Bereich
größer als der
zweite offene Bereich ist.
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Der
innere Aufbau kann zumindest ein perforiertes Element aufweisen.
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Das
Fasermaterial kann ein Mineralfaserwolleerzeugnis umfassen.
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Der
gesamte offene Bereich der ersten Seite kann zwischen ungefähr 1% und
60% der ersten Seite des Beutels und der gesamte offene Bereich
der zweiten Seite kann zwischen ungefähr 0% und ungefähr 4% der
zweiten Seite des Beutels, alle Ausmaße darin zusammengefaßt, und
vorzugsweise zwischen ungefähr
0% und 0,5% der zweiten Seite des Beutels umfassen.
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Zu
den Vorteilen, die mit der vorliegenden Erfindung einhergehen, gehören: verbesserte
Beutelanordnung innerhalb des inneren Hohlraums aufgrund der Schaffung
eines teilweisen Vakuums in dem inneren Aufbau; Zeitersparnis beim
Füllen
einer Schalldämpferschale
mit Fasermaterial; Schalldämpferschalenfüllung kann
ohne Band zum Erhalten eines mit Fasermaterial gefüllten Beutels
in der Schalldämpferschale
oder ein Texturiergerät
vor sich gehen, wenn die Beutel, die in die Schalldämpferschale angeordnet
werden sollen, vorher mit Fasermaterial gefüllt wurden; verbesserte Schalldämpfungseigenschaften
aufgrund sachgerechter Anordnung und Verdichtung des Fasermaterials
um und an den inneren Aufbau.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Perspektivansicht einer nicht perforierten zweiten Seite eines
fasergefüllten
Beutels, der in einem Schalldämpferfüllverfahren
der vorliegenden Erfindung genutzt ist;
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2 ist
eine Perspektivansicht einer perforierten ersten Seite eines fasergefüllten Beutels,
der in einem Schalldämpferfüllverfahren
der vorliegenden Erfindung genutzt ist.
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3 ist
eine Perspektivansicht eines inneren Aufbaus, der ein Teil eines
Schalldämpfers
ausbildet, der gemäß einem
Füllvorgang
der vorliegenden Erfindung gefüllt
ist;
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4 ist
eine Perspektivansicht, die einen Positionierungsschritt eines mit
Fasermaterial gefüllten
Beutels darstellt;
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5 ist
eine Perspektivansicht, die drei separate Beutel darstellt, welche
um den inneren Aufbau des ersten Schalldämpfers positioniert sind;
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6 ist
eine Perspektivansicht, die den Schritt des Anordnens des Zusammenbaus
aus innerem Aufbau/fasermaterialgefüllten Beuteln von 5 in
einem ersten äußeren Schalldämpferschalenteil darstellt;
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7 ist
eine Perspektivansicht, die ein zweites äußeres Schalldämpferschalenteil
darstellt, das über
dem ersten äußeren Schalldämpferschalenteil
positioniert ist, welches den Zusammenbau aus innerem Aufbau/fasermaterialgefüllten Beuteln enthält.
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8 ist
eine Perspektivansicht, die einen Einfalzvorgang zum Zusammenkuppeln
des ersten und zweiten äußeren Schalldämpferschalenteils
darstellt;
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9 ist
eine Ansicht des fertiggestellten ersten Schalldämpfers, der einen inneren Zusammenbau
aus innerem Aufbau/fasermaterialgefüllten Beuteln enthält;
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10 ist
eine Perspektivansicht eines inneren Aufbaus, der ein Teil eines
zweiten Schalldämpfers
ausbildet, der gemäß einem
Füllvorgang
der vorliegenden Erfindung gefüllt
ist;
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11 ist
eine Perspektivansicht, die den inneren Aufbau von 10 zeigt,
der in einem ersten äußeren Schalldämpferschalenteil
des zweiten Schalldämpfers
positioniert ist;
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12 ist
eine 11 ähnliche
Perspektivansicht, die eine Vakuumquelle zeigt, welche zum Herstellen
eines Vakuums durch den inneren Aufbau an den inneren Aufbau gekuppelt
ist;
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13 und 14 sind
Perspektivansichten, die den Schritt des Positionierens eines ersten und
zweiten fasermaterialgefüllten
Beutels um den inneren Aufbau des zweiten Schalldämpfers darstellen;
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15 ist
eine Perspektivansicht, die ein zweites äußeres Schalldämpferschalenteil
darstellt, das über
dem ersten äußeren Schalldämpferschalenteil
positioniert ist, welches den Zusammenbau aus innerem Aufbau/fasermaterialgefüllten Beuteln enthält;
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16 ist
eine Perspektivansicht, die einen Einfalzvorgang zum Zusammenkuppeln
des ersten und zweiten äußeren Schalldämpferschalenteils
darstellt;
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17 ist
eine Ansicht des fertiggestellten zweiten Schalldämpfers,
der einen inneren Zusammenbau aus innerem Aufbau/fasermaterialgefüllten Beuteln
enthält;
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18 ist
eine auseinandergezogene Perspektivansicht eines dritten Schalldämpfers;
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19 ist
eine Ansicht, die den ersten und zweiten fasermaterialgefüllten Beutel
darstellen, die um einen inneren Aufbau des in 18 dargestellten Schalldämpfers positioniert
sind;
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20 ist
eine Ansicht, die den Zusammenbau aus innerem Aufbau/fasergefüllten Beuteln
zeigen, die in einem im allgemeinen zylindrischen Schalenhauptabschnitt
eines Schalldämpfergehäuses positioniert
ist; und
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21 ist
eine Ansicht, die einen Einfalzvorgang zum Kuppeln einer Endkappe
an den Schalenhauptabschnitt darstellt.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG UND BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN
DER ERFINDUNG
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Es
ist ein Verfahren zum Füllen
von Schalldämpfern
mit Fasermaterial über
fasermaterialgefüllte
Beutel bereitgestellt. Schalldämpfer,
die gemäß der vorliegenden
Erfindung gefüllt
sind, sind imstande, in Fahrzeugabgasanlagen eingegliedert zu sein und
als Schallschwächung
zu wirken.
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9 stellt
einen ersten Doppelschalenschalldämpfer 10 dar, der
mit Fasermaterial gemäß einem
Verfahren einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gefüllt
ist. Der Schalldämpfer 10 umfaßt eine äußere Schale 12,
die aus dem ersten und zweiten äußeren Schalldämpferschalenteil 14 und 16 ausgebildet
ist. Das erste und zweite Teil 14 und 16 definieren
einen inneren Hohlraum 17, siehe 6, wenn
sie zusammengekuppelt sind. Ein innerer Aufbau 18 ist in
dem inneren Schalenhohlraum 17 vorgesehen, siehe 3 bis 6.
In der dargestellten Ausführungsform
umfaßt
der Aufbau 18 ein im allgemeinen U-förmiges, perforiertes Rohr 20,
ein Einlaßrohr 22,
das zur Verbindung mit dem Rohr 20 einstückig mit
dem perforierten Rohr 20 ist, und eine erste und zweite
Zwischenwand 24 und 26. Die Zwischenwände 24 und 26 definieren
eine erste, zweite und dritte Abteilung 30a bis 30c in
dem inneren Hohlraum 17, siehe 6, und können perforiert
sein, um zu ermöglichen,
daß Gase
zwischen den Abteilungen 30a bis 30c durchtreten.
Wie unten eingehender besprochen, sind ein erster, zweiter und dritter
fasermaterialgefüllter
Beutel 40a bis 40c so um den inneren Aufbau 18 positioniert,
daß sie
jeweils in der ersten, zweiten und dritten Abteilung 30a bis 30c bereitgestellt
sind, siehe 5 und 6.
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Ein
erstes Auspuffrohr (nicht gezeigt), das zwischen einem Fahrzeugmotor
und dem Schalldämpfer 10 verläuft, ist
an das Einlaßrohr 22 gekuppelt.
Ein zweites Auspuffrohr (22) ist an einen Ausgangsabschnitt 20a des
perforierten Rohrs 20 gekuppelt. Beim Betrieb eines Fahrzeugs,
an dem der Schalldämpfer 10 angebracht
ist, treten Abgase über das
erste Auspuffrohr durch den Schalldämpfer. Schallenergie, die durch
diese Gase erzeugt ist, tritt durch das und von dem perforierten
Rohr 20 zu dem Fasermaterial, das zum Ableiten eines Teils
dieser Schallenergie dient.
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Das
erste und zweite äußere Schalldämpferschalenteil 14 und 16 können in
jeglicher herkömmlicher
und geeigneter Form ausgebildet sein. Ferner kann der innere Aufbau 18 ein
oder mehrere perforierte Rohre, ein oder mehrere nicht perforierte
Rohre, die an ein oder mehrere perforierte Rohre gekuppelt sind,
oder ein oder mehrere perforierte Elemente, wie ein dreieckiges,
rechteckiges oder geometrisch anders geformtes Element, das an ein
oder mehrere perforierte oder nicht perforierte Rohre gekuppelt
ist, umfassen. Es ist außerdem
in Erwägung gezogen,
daß der
innere Aufbau 18 0, 1 oder 3 oder mehr Zwischenwände beinhalten
kann.
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Es
wird nun ein Verfahren zum Eingliedern des inneren Aufbaus 18 und
der fasermaterialgefüllten
Beutel 40a bis 40c in die Schalldämpferschale 12 beschrieben.
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Zunächst wird
ein Vakuumschlauch 50 an eine Vakuumquelle 52a und
den Ausgangsabschnitt 20a des perforierten Rohrs 20 gekuppelt.
Wenn die Vakuumquelle 52a eingeschaltet wird, dient sie
dazu, über
den Schlauch 50 Luft durch die Perforierungen 20b zu
ziehen, die in dem Rohr 20 vorgesehen sind. Es ist dann
ein teilweiser Vakuumzustand in und um das Rohr 20 geschaffen.
Ein Stopfen 52 ist in dem Einlaßrohr 22 vorgesehen,
um zu verhindern, daß Luft
durch das Rohr 22 eingezogen wird und die Luftmenge, die
während
der Fasermaterialfüllvorgänge durch
das Rohr 20 eingezogen wird, zu vergrößern.
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Die
fasermaterialgefüllten
Beutel 40a bis 40c werden dann um das Rohr 20 positioniert,
entweder manuell oder über
eine Vorrichtung (nicht gezeigt). Die Beutel 40a bis 40c werden
so um das Rohr 20 angeordnet, daß, wenn der innere Aufbau 18 und
die Beutel 40a bis 40c in dem inneren Hohlraum 17 positioniert
werden, der erste, zweite und dritte Beutel 40a bis 40c jeweils
die erste, zweite und dritte Hohlraumabteilung 30a bis 30c füllt, siehe 4 bis 6.
Vorzugsweise wird die Vakuumquelle vor dem Beginn des Positionierungsschritts
eingeschaltet. Die Vakuumquelle kann jedoch ungefähr zur selben
Zeit oder im Anschluß an
den Vorgang des Positionierungsschritts eingeschaltet werden.
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In
der dargestellten Ausführungsform
sind die Beutel 40a bis 40c aus demselben Material
und auf dieselbe Art und Weise gebaut. Sie unterscheiden sich jedoch
in der Größe, um sich
an die Abteilungen 30a bis 30c des inneren Hohlraums
anzupassen. Daher trifft eine unten dargelegte Beschreibung des
Beutels 40b, der in 1 und 2 dargestellt ist,
auch auf den Bau und die Aufmachung der Beutel 40a und 40c zu.
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Der
Beutel 40b ist aus Papier, einem Polymermaterial, Pappe,
Glasfasern oder jeglichem anderen geeigneten Material ausgebildet.
Er umfaßt
einer erste und eine zweite Seite 42a und 42b.
Die erste Seite 42a des Beutels 40b ist mit mehreren
ersten Perforierungen 44a versehen. Die offenen Bereiche, die
durch diese Perforierungen 44a definiert sind, definieren
in ihrer Summe einen gesamten offenen Bereich 45a der ersten
Seite in der ersten Beutelseite 42a. In der dargestellten
Ausführungsform
ist die zweite Beutelseite 42b nicht mit Perforierungen
versehen, siehe 1. Es ist jedoch in Erwägung gezogen,
daß die
zweite Beutelseite 42b eine oder mehrere zweite Perforierungen
umfassen kann. Die offenen Bereiche, die durch diese zweiten Perforierungen
definiert sind, definieren in ihrer Summe einen gesamten offenen
Bereich der zweiten Seite in der zweiten Beutelseite 42b.
Der gesamte offene Bereich 45a der ersten Seite ist größer als
der gesamte offene Bereich der zweiten Seite. Beispielsweise kann der
gesamte offene Bereich 45a der ersten Seite zwischen ungefähr 1% und
60% des gesamten Oberflächenbereichs
der ersten Beutelseite 42a umfassen, während der gesamte offene Bereich
der zweiten Seite zwischen ungefähr
0% und ungefähr
4% des gesamten Oberflächenbereichs
der zweiten Beutelseite umfassen kann. Dementsprechend umfaßt zwischen
ungefähr
40% und ungefähr
99% des gesamten Oberflächenbereichs
der ersten Seite 42a des Beutels 40b einen festen,
nicht offenen Bereich 45b und ist durch das Material definiert,
aus dem der Beutel 40b ausgebildet ist, und umfaßt zwischen
ungefähr
96% und 100% des gesamten Oberflächenbereichs
der zweiten Seite 42b des Beutels 40b einen festen,
nicht offenen Bereich 45c und ist durch das Beutelmaterial
definiert.
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Jeder
Beutel 40a bis 40c ist vorzugsweise mit Fasermaterial 60 gefüllt. Es
kann ein herkömmliches
Texturiergerät
(nicht gezeigt) zum Füllen
der Beutel 40a bis 40c durch Anordnen einer Düse des Geräts in einer Öffnung,
die sich an einer Ecke oder Kante jeden Beutels befindet, benutzt
sein. Herkömmliche
Texturiergeräte
sind in den Patentschriften Nr. 4,569,471 und Nr. 5,976,453 offenbart,
deren Offenbarungen hierin durch Bezugnahme aufgenommen sind. Nach
dem Füllvorgang
werden die Beutelöffnungen
versiegelt oder anderweitig verschlossen.
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Das
Fasermaterial 60 kann aus einem oder mehreren fortlaufenden
Glasfilamentsträngen
ausgebildet sein, wobei jeder Strang mehrere Filamente umfaßt. Die
Filamente können
aus E-Glas oder S-Glas oder anderen Glaszusammensetzungen ausgebildet
sein. Beispielsweise kann das fortlaufende Strangmaterial ein E-Glas-Roving,
das von Owens Corning unter dem Markenzeichen ADVANTEX® vertrieben
wird, oder ein S-Glas-Roving, das von Owens Corning unter dem Markenzeichen
Zen Tron® vertrieben
wird, umfassen. Es ist außerdem
in Erwägung gezogen,
daß Keramikfasermaterial
oder anderes Mineralfasermaterial anstelle von Glasfasermaterial benutzt
sein kann. Druckluft, die in das Texturiergerät eingeblasen wird, trennt
und verwickelt die Filamente des Strangmaterials, so daß das Strangmaterial
als fortlaufender Abschnitt „aufgeplustertes" oder Fasermaterial 60 aus
der Düse
austritt. In jedem Beutel 40a bis 40c ist eine
genügende
Menge Fasermaterial 60 vorgesehen, um es dem resultierenden
Schalldämpfer 10 zu
ermöglichen,
seine Schallenergiedämpfungsfunktion
angemessen auszuführen.
Beispielsweise kann jeder Beutel 40a bis 40c mit
einer genügenden
Menge Fasermaterial 60 gefüllt sein, so daß jede entsprechende
Abteilung 30a bis 30c des inneren Hohlraums mit
ungefähr
90 bis 200 Gramm/Liter Fasermaterial 60 versehen ist. Es
wird darauf hingewiesen, daß während des
anfänglichen Betriebs
des Fahrzeugs, an das der Schall dämpfer 10 angefügt ist,
die erhitzten Gase das Material, aus dem jeder Beutel 40a bis 40c ausgebildet
ist, verbrennen oder anderweitig zerstören können, so daß nur das Fasermaterial 60 in
dem inneren Schalenhohlraum 17 verbleibt.
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Wie
oben angegeben ist es bevorzugt, daß die Vakuumquelle 52a während des
Schritts des Positionierens der Beutel 40a bis 40c um
den inneren Aufbau 18 eingeschaltet wird. Die Beutel 40a bis 40c werden
so im Verhältnis
zu dem inneren Aufbau 18 positioniert, daß die erste
Seite 42a jeden Beutels 40a bis 40c dem
inneren Aufbau 18 zugekehrt ist, während die zweite Seite 42b von
dem inneren Aufbau 18 weggekehrt ist. Da jeder der so positionierten Beutel 40a bis 40c Perforierungen 44a in
der ersten Beutelseite 42a und entweder keine Perforierungen oder
nur einen begrenzten gesamten offenen Bereich in der zweiten Beutelseite 42b aufweist,
bewirkt der teilweise Vakuumzustand, der in dem perforierten Rohr 20 hergestellt
ist, daß die
fasermaterialgefüllten Beutel 40a bis 40c während des
Positionierungsvorgangs nach innen zu dem Rohr 20 hingezogen
und daran verdichtet werden.
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Nachdem
die Beutel 40a bis 40c um das perforierte Rohr 20 positioniert
und mithilfe des teilweisen Vakuumzustands, der in dem Rohr 20 hergestellt ist,
zu dem Rohr 20 hin gezogen wurden, werden die Beutel 40a bis 40c und
der innere Aufbau 18 in dem äußeren Schalldämpferschalenteil 14 positioniert, siehe 6.
Dieser Schritt geht vorzugsweise mit eingeschalteter Vakuumquelle 52a vor
sich. Falls sich jeglicher Abschnitt eines Beutels 40a bis 40c über eine
Außenkante 14a des
ersten äußeren Schalldämpferschalenteils 14 erstreckt,
wird dieser Beutelabschnitt derartig umpositioniert, daß er sich völlig innerhalb
der Außenkante 14a des
ersten Teils 14 befindet. Danach wird das zweite äußere Schalldämpferschalenteil 16 auf
dem ersten äußeren Schalldämpferschalenteil 14 angeordnet, siehe 7,
wobei dieser Schritt vorzugsweise mit eingeschalteter Vakuumquelle 52a vor
sich geht, und mithilfe eines herkömmlichen Schweißvorgangs
oder Einfalzvorgangs an das erste Teil 14 angefügt, siehe 8.
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Vor
dem Einfalzvorgang kann die Vakuumquelle 52a ausgeschaltet
und der Stopfen 52 entfernt werden.
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17 stellt
einen zweiten Doppelschalenschalldämpfer 100 dar, der
gemäß einem
Verfahren einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit Fasermaterial gefüllt ist. In 10 bis 17 sind
gleiche Elemente, auf die sich oben bezogen wurde, mit gleichen
Bezugszeichen bezeichnet. Der Schalldämpfer 100 umfaßt eine äußere Schale 120,
die aus äußeren Schalldämpferschalenteilen 140 und 160 ausgebildet
ist. Das erste und zweite Teil 140 und 160 definieren
einen inneren Hohlraum 170, siehe 14, wenn
sie zusammengekuppelt sind. Ein innerer Aufbau 180 ist
in dem inneren Schalenhohlraum 170 vorgesehen, siehe 11 bis 14.
In der dargestellten Ausführungsform
umfaßt
der Aufbau 180 ein perforiertes Rohr 200 und eine
Zwischenwand 240. Die Zwischenwand 240 definiert
eine erste und zweite Abteilung 300a und 300b in
dem inneren Hohlraum 170 und kann perforiert sein, um zu
ermöglichen,
daß Gase
zwischen den Abteilungen 300a bis 300b durchtreten. Wie
unten eingehender besprochen sind ein erster und zweiter fasermaterialgefüllter Beutel 400a und 400b so
um den inneren Aufbau 180 positioniert, daß sie jeweils
in der ersten und zweiten Abteilung 300a und 300b bereitgestellt
sind, siehe 14.
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Ein
erstes Auspuffrohr (nicht gezeigt), das zwischen einem Fahrzeugmotor
und dem Schalldämpfer 100 verläuft, ist
an einen Eingangsabschnitt 202 des Rohrs 200 gekuppelt.
Ein zweites Auspuffrohr (nicht gezeigt) ist an einen Ausgangsabschnitt 204 des
perforierten Rohrs 200 gekuppelt. Beim Betrieb eines Fahrzeugs,
an dem der Schalldämpfer 100 ange bracht
ist, treten Abgase über
das erste Auspuffrohr in den Schalldämpfer 100. Schallenergie,
die durch diese Gase erzeugt ist, tritt durch das und von dem perforierten
Rohr 200 zu dem Fasermaterial, das zum Ableiten eines Teils
dieser Schallenergie dient.
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Das
erste und zweite äußere Schalldämpferschalenteil 140 und 160 können in
jeglicher herkömmlicher
und geeigneter Form ausgebildet sein. Ferner kann der innere Aufbau 180 ein
oder mehrere perforierte Rohre, ein oder mehrere nicht perforierte Rohre,
die an ein oder mehrere perforierte Rohre gekuppelt sind, oder ein
oder mehrere perforierte Elemente, wie ein dreieckiges, rechteckiges
oder geometrisch anders geformtes Element, das an ein oder mehrere
perforierte oder nicht perforierte Rohre gekuppelt ist, umfassen.
Es ist außerdem
in Erwägung gezogen,
daß der
innere Aufbau 180 0 oder 2 oder mehr Zwischenwände beinhalten
kann.
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Es
wird nun ein Verfahren zum Eingliedern des inneren Aufbaus 180 und
der fasermaterialgefüllten
Beutel 400a und 400b in die Schalldämpferschale 120 beschrieben.
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Zunächst wird
der innere Aufbau 180 in dem ersten äußeren Schalldämpferschalenteil 140 positioniert,
siehe 11. Danach wird ein Vakuumschlauch 50 an
eine Vakuumquelle 52a und den Eingangsabschnitt 202 des
perforierten Rohrs 200 gekuppelt, siehe 12.
Wenn die Vakuumquelle 52a eingeschaltet wird, dient sie
dazu, über
den Schlauch 50 Luft durch die Perforierungen 200b zu
ziehen, die in dem Rohr 200 vorgesehen sind. Es ist dann
ein teilweiser Vakuumzustand in und um das Rohr 200 geschaffen.
Ein Stopfen 52 ist in dem Ausgangsabschnitt 204 des
Rohrs 200 vorgesehen, um zu verhindern, daß Luft durch
den Rohrausgangsabschnitt 204 eingezogen wird und die Luftmenge,
die während
der Fasermaterialfüllvorgänge durch
die Perforierungen 200b in dem Rohr 200 eingezogen
wird, zu vergrößern.
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Die
fasermaterialgefüllten
Beutel 400a und 400b werden dann um das Rohr 200 positioniert,
entweder manuell oder über
eine Vorrichtung (nicht gezeigt), siehe 13 und 14.
Vorzugsweise wird der Beutel 400a um das Rohr 200 positioniert,
bevor der Beutel 400b um das Rohr 200 positioniert
wird, um den erhöhten
Vakuumgrad in dem Abschnitt des Rohrs 200 auszunutzen,
der den Beutel 400a aufnimmt, da dieser Rohrabschnitt der
Vakuumquelle 52a am nächsten
ist. Die Beutel 400a und 400b sind durch die Zwischenwand 240 voneinander
getrennt, so daß sie
in den Abteilungen 300a und 300b positioniert
sind und diese füllen.
Vorzugsweise wird die Vakuumquelle 52a vor dem Beginn des
Positionierungsschritts eingeschaltet. Die Vakuumquelle 52a kann
jedoch ungefähr
zur selben Zeit oder im Anschluß an
den Vorgang des Positionierungsschritts eingeschaltet werden.
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Die
Beutel 400a und 400b sind aus demselben Material
gebaut und weisen dieselben Merkmale auf wie die oben beschriebenen
Beutel 40a bis 40c. Ferner sind die Beutel 400a und 400b mit
demselben Fasermaterial 60 wie die Beutel 40a bis 40c gefüllt. Daher
trifft die Beschreibung der Beutel 40a bis 40c und
des Fasermaterials 60 auch auf den Bau und die Aufmachung
der Beutel 400a und 400b und das Fasermaterial 60,
das darin vorgesehen ist, zu.
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Die
Beutel 400a und 400b werden so positioniert, daß die erste
Seite 42a, d.h. die Seite mit Perforierungen, jeden Beutels 400a und 400b dem
inneren Aufbau 180 zugekehrt ist, während die zweite Seite 42b von
dem inneren Aufbau 180 weggekehrt ist. Da jeder der so
positionierten Beutel 400a und 400b Perforierungen 44a in
der ersten Beutelseite 42a und entweder keine Perforierungen
oder nur eine begrenzte Anzahl Perforierungen in der zweiten Beutelseite 42b aufweist,
bewirkt der teilweise Vakuumzustand, der in dem perforierten Rohr 200 hergestellt ist,
daß die
faser materialgefüllten
Beutel 400a und 400b während des Positionierungsvorgangs
nach innen zu dem Rohr 200 hingezogen und daran verdichtet
werden.
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Falls
sich jeglicher Abschnitt eines Beutels 400a und 400b über eine
Außenkante 140a des
ersten äußeren Schalldämpferschalenteils 140 erstreckt,
wird dieser Beutelabschnitt so umpositioniert, daß er sich
völlig
innerhalb der Außenkante 140a des ersten
Teils 140 befindet.
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Nachdem
die Beutel 400a und 400b völlig in dem ersten äußeren Schalldämpferschalenteil 140 positioniert
wurden, wird das zweite äußere Schalldämpferschalenteil 160 auf
dem ersten äußeren Schalldämpferschalenteil 140 angeordnet,
siehe 15, und mithilfe eines herkömmlichen
Schweißvorgangs
oder Einfalzvorgangs an das erste Teil 140 angefügt, siehe 16.
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Vor
dem Einfalzvorgang kann die Vakuumquelle 52a ausgeschaltet
und der Stopfen 52 entfernt werden.
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21 stellt
einen Schalldämpfer 500 ohne Doppelschalen
dar, der gemäß einem
Verfahren einer dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit Fasermaterial gefüllt ist. In 18 bis 21 sind
gleiche Elemente, auf die sich oben bezogen wurde, mit gleichen
Bezugszeichen bezeichnet. Der Schalldämpfer 500 umfaßt einen
im allgemeinen zylindrischen Schalenhauptabschnitt 502, der
einen inneren Hohlraum 570 definiert, siehe 18.
Ein innerer Aufbau 580 ist in dem inneren Schalenhohlraum 570 vorgesehen.
In der dargestellten Ausführungsform
umfaßt
der Aufbau 580 ein perforiertes Rohr 582 und eine
Zwischenwand 584. Die Zwischenwand 284 definiert
eine erste und zweite Abteilung 590a und 590b in
dem inneren Hohlraum 570 und kann perforiert sein, um zu
ermöglichen,
daß Gase
zwischen den Abteilungen 590a und 590b durchtreten.
Wie unten eingehender besprochen sind ein erster und zweiter faser materialgefüllter Beutel 600a und 600b so
um den inneren Aufbau 580 positioniert, daß sie jeweils
in der ersten und zweiten Abteilung 590a und 590b bereitgestellt
sind, siehe 19.
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Ein
erstes Auspuffrohr (nicht gezeigt), das zwischen einem Fahrzeugmotor
und dem Schalldämpfer 500 verläuft, ist
an einen Eingangsabschnitt 582a des Rohrs 582 gekuppelt.
Ein zweites Auspuffrohr (nicht gezeigt) ist an einen Ausgangsabschnitt 582b des
perforierten Rohrs 582 gekuppelt. Beim Betrieb eines Fahrzeugs,
an dem der Schalldämpfer 500 angebracht
ist, treten Abgase über
das erste Auspuffrohr in den Schalldämpfer 500. Schallenergie,
die durch diese Gase erzeugt ist, tritt durch das und von dem perforierten
Rohr 582 zu dem Fasermaterial, das zum Ableiten eines Teils
dieser Schallenergie dient.
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Der
Schalenhauptabschnitt 502 kann in jeglicher herkömmlicher
und geeigneter Form ausgebildet sein. Ferner kann der innere Aufbau 580 ein
oder mehrere perforierte Rohre, ein oder mehrere nicht perforierte
Rohre, die an ein oder mehrere perforierte Rohre gekuppelt sind,
oder ein oder mehrere perforierte Elemente, wie ein dreieckiges,
rechteckiges oder geometrisch anders geformtes Element, das an ein
oder mehrere perforierte oder nicht perforierte Rohre gekuppelt
ist, umfassen. Es ist außerdem
in Erwägung
gezogen, daß der
innere Aufbau 580 0 oder 2 oder mehr Zwischenwände beinhalten
kann.
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Es
wird nun ein Verfahren zum Eingliedern des inneren Aufbaus 580 und
der fasermaterialgefüllten
Beutel 600a und 600b in die Schalldämpferschale 502 beschrieben.
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Zunächst wird
ein Vakuumschlauch 50 an eine Vakuumquelle 52a und
den Eingangsabschnitt 582a des perforierten Rohrs 582 gekuppelt,
siehe 19. Wenn die Vakuumquelle 52a eingeschaltet wird,
dient sie dazu, über
den Schlauch 50 Luft durch die Perforierungen 582c zu
ziehen, die in dem Rohr 582 vorgesehen sind. Es ist dann
ein teilweiser Vakuumzustand in und um das Rohr 582 geschaffen.
Ein Stopfen (nicht gezeigt) ist in dem Ausgangsabschnitt 582b des
Rohrs 582 vorgesehen, um zu verhindern, daß Luft durch
den Ausgangsabschnitt 582b eingezogen wird und die Luftmenge,
die während
des Fasermaterialfüllvorgangs
durch die Perforierungen 582c in dem Rohr 582 eingezogen
wird, zu vergrößern.
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Die
fasermaterialgefüllten
Beutel 600a und 600b werden dann um das Rohr 582 positioniert,
entweder manuell oder über
eine Vorrichtung (nicht gezeigt), siehe 19. Die
Beutel 600a und 600b werden voneinander durch
die Zwischenwand 584 getrennt, so daß sie die Abteilungen 590a und 590b füllen. Vorzugsweise
wird die Vakuumquelle 52a vor dem Beginn des Positionierungsschritts
eingeschaltet. Die Vakuumquelle 52a kann jedoch ungefähr zur selben
Zeit oder im Anschluß an
den Vorgang des Positionierungsschritts eingeschaltet werden.
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Die
Beutel 600a und 600b sind aus demselben Material
und auf dieselbe Art und Weise wie die oben beschriebenen Beutel 40a bis 40c gebaut.
Ferner sind die Beutel 600a und 600b mit demselben
Fasermaterial 60 wie die Beutel 40a bis 40c gefüllt. Daher
trifft die Beschreibung der Beutel 40a bis 40c und des
Fasermaterials 60 auch auf den Bau und die Aufmachung der
Beutel 600a und 600b und das Fasermaterial 60,
das darin vorgesehen ist, zu.
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Die
Beutel 600a und 600b werden so positioniert, daß ihre ersten
Seiten, d.h. die Seiten mit Perforierungen, dem inneren Aufbau 580 zugekehrt
sind, während
die zweiten Seiten von dem inneren Aufbau 580 weggekehrt
sind. Da jeder der so positionierten Beutel 600a und 600b Perforierungen
in der ersten Beutelseite und entweder keine Perforierungen oder nur
einen begrenzten gesamten offenen Bereich in der zweiten Beutelseite
aufweist, bewirkt der teilweise Vakuumzustand, der in dem perforierten
Rohr 582 hergestellt ist, daß die fasermaterialgefüllten Beutel 600a und 600b während des
Positionierungsvorgangs nach innen zu dem Rohr 582 hingezogen
und daran verdichtet werden.
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Nachdem
die Beutel 600a und 600b um das perforierte Rohr 582 positioniert
und mithilfe des teilweisen Vakuumzustands, der in dem Rohr 582 hergestellt
ist, zu dem Rohr 582 hin gezogen wurden, werden die Beutel 600a und 600b und
der innere Aufbau 580 in dem Schalenhauptabschnitt 502 positioniert.
Danach werden eine erste Endkappe 586 und eine zweite Endkappe 588 angrenzend
an die erste und zweite Außenkante 502a und 502b des
Hauptabschnitts 502 über
die Eingangs- und Ausgangsabschnitte 582a und 582b des
Rohrs 582 positioniert und mithilfe eines herkömmlichen
Schweißvorgangs oder
Einfalzvorgangs an den Hauptabschnitt 502 gekuppelt, siehe 21.
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Vor
dem Einfalzvorgang kann die Vakuumquelle 52a ausgeschaltet
und der Stopfen entfernt werden.
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Es
ist außerdem
in Erwägung
gezogen, daß nur
ein oder zwei fasermaterialgefüllte
Beutel um den inneren Aufbau 18 in der Ausführungsform
von 6 positioniert werden und nur ein fasermaterialgefüllter Beutel
um den inneren Aufbau 180 in der Ausführungsform von 13 oder
den inneren Aufbau 580 in der Ausführungsform von 19 positioniert
wird.
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Obwohl
bestimmte repräsentative
Ausführungsformen
und Details zu Veranschaulichungszwecken der Erfindung gezeigt wurden,
ist es für
den Fachmann offensichtlich, daß verschiedene Änderungen
an den Verfahren und der Vorrichtung, die hierin offenbart sind,
vorgenommen werden können, ohne
vom Anwendungsbereich der Erfindung abzuweichen, der in den beiliegenden
Ansprüchen
definiert ist.