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Absorptionsmaterial für Schalldämpfer Gegenstand der Erfindung ist
ein Absorptionsmaterial für Schalldämpfer, das in ein vorhandenes Gehäuse eingebracht
wird.
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Es sind bereits Materialien der verschiedensten Zusammensetzung für
die Zwecke der Schalldämpfung zahlreich bekanntgeworden. So hat man z. B. bei Schalldämpfern
für Kraftfahrzeuge offene Rohre aus einem durchlochten Blech oder aus einem Drahtnetz
verwendet, das von einem Schall und Gasdruck absorbierenden Material aus lose gepacktem
faserigem Gut umgeben wird.
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Bei der Verwendung dieser Materialien ergeben sich jedoch gewisse
Nachteile, und es ist der Zweck der vorliegenden Erfindung, diese Nachteile zu beheben.
Es ist z. B. schwierig, eine Packung aus Absorptionsmaterial herzustellen, die an
allen Stellen gleichmäßig stark ist, also die Schallwellen gleichmäßig absorbiert,
und die auch so gehandhabt werden kann, daß ihr Einbau in das zugehörige Gehäuse
ohne Zerstörung ihres Gefüges und ohne Schwierigkeiten als ein dem Gehäuse angepaßter
Schalldämpfereinsatz möglich ist.
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Alle vorerwähnten und auch später noch erwähnten Nachteile der bekannten
Schalldämpfereinlagen werden gemäß der Erfindung dadurch behoben, daß zur Herstellung
des Absorptionsmaterials ein breitliegendes, verhältnismäßig starres und durchbrochenes
oder auch mehr oder weniger grobmaschig gestaltetes Netzwerk, z. B. ein Metallgitter
oder Drahtgeflecht, zunächst an seinem einen Ende um einen zylindrischen Kern in
die Form eines Rohres gewickelt wird, auf dessen restlichen, noch nicht eingerollten
Teil z. $. Stahlwolle oder irgendeine andere schalldämpfend wirkende Masse von durchweg
ein und demselben Feinheitsgrad oder auch in verschiedenen Feinheitsgraden aufgebracht
und ausgebreitet wird, schließlich das Ganze zusammengerollt wird und so einen hohlzylindrischen
Schalldämpfereinsatz bildet.
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Es kann auch so vorgegangen werden, daß Stahlwolle oder auch irgendein
anderes faseriges Gut, z.B.Asbestfasern, von durchweggleicher oder unterschiedlicher
Beschaffenheit strangförmig zusammengefügt, dann mit einem in sich verhältnismäßig
starren, mehr oder weniger grobmaschigen Gitter oder Drahtnetz umgeben bzw. umschnürt
und dann schließlich dieser Strang in dicht aneinanderliegenden schraubenförmigen
Windungen gewickelt wird, deren mittlerer Hohlraum den Durchgang der Gase bildet.
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Im Sinne der Erfindung als feinfaserige schalldämpfende Masse verwendete
Stahlwolle soll vorteilhafterweise von verschiedenartiger Beschaffenheit sein. Wenn
der Schalldämpfer für
den Auspuff einer Brennkraftmäschine bestimmt
ist; so könnte die Masse beispielsweise aus Strähnen, Fäden oder Fasern verschiedener
Stärken oder verschiedenartiger physikalischer Beschaffenheit bestehen. Diesbezüglich
soll im folgenden kurzum nur von verschiedenen Feinheitsgraden die Rede sein.
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Ein Schalldämpfer, der mit einem Absorptionsmaterial gemäß der vorliegenden
Erfindung ausgerüstet ist, hat sich in der Praxis als höchst wirksam erwiesen: Wenngleich
eine Festlegung auf irgendeine bestimmte Erklärung der Wirksamkeit nicht erfolgen
soll, so kann doch im Augenblick und auf Grund eingehender Untersuchungen eine Erklärung
dahingehend abgegeben werden, daß Schallwellen unterschiedlicher Frequenz am besten
durch schalldämpfende Mässen unterschiedlicher Beschaffenheit gedämpft werden und
daß es zwecks hinreichender Dämpfung eines Gasstromes notwendig ist, die Schallwellen
mitarbeiten zulassen. Die Schallwellen im Auspuff einer Brennkraftmaschine sind
von gemischter Frequenz, d. h. hohe und niedrige Frequenzen kommen untereiänder
vermischt vor. Schallwellen mit solchen unterschiedlichen Frequenzen sind so, wie
es hier beurteilt werden kann, viel leichter zu dämpfen durch Massen, deren Eigenschaften
oder Eigenarten dermaßen unterschiedlich sind, daß man eine geeignete schalldämpfend
wirkende Mässe sozusagen für eine jede einzelne Frequenz zur Verfügung hat. Die
festere bzw. mehr starre Masse der Füllung oder des Einsatzes wird im Sinne der
obigen Theorie Schallwellen verhältnismäßig niedriger Frequenzen aufzehren und gleichzeitig
die Schallwellen höherer Frequenzen auf die Stahlwolle o. dgl. übertragen, die nun
auf Grund ihrer verschiedenen Feinheitsgrade die höheren Frequenzen nach Wahl in
höchst wirksamer `eise absorbiert, Abgesehen von der oben beschriebenen Aufgabe,
Schallwellen verhältnismäßig niedriger Frequenz zu absorbieren und die Schallwellen
der höheren Frequenzen effektiv auf die Stahlwolle o. dgl. zu übertragen, kommt
der mehr starren oder festeren Masse erfindungsgemäß auch noch eine weitere Aufgabe
zu, nämlich die verhältnismäßig feinfaserige Masse zu binden bzw. zusammenzuhalten
und zu verhindern, daß sie durch den Gasdruck mit fortgerissen wird.
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Ein weiterer Vorteil einer gemäß der vorliegenden Erfindung zusammengesetzten
Füllung besteht darin; daß der Einbau eines besonderen durchlochten Mittelrohres
zum Freihalten des Durchganges vorn Einlaß bis zum Auslaß bei den bekannten Schalldämpfern
jetzt nicht mehr erforderlich ist.
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DieZeichnungen, dielediglichnurAusführungsbeispiele der Erfindung
bedeuten, stellen dar: Fig. i einen Schalldämpfer bekannter Ausführung; z. T, längs
aufgeschnitten, mit darin liegendem; gemäß der Erfindung hergestelltem Absorptionsmaterial,
Fig: 2 die Art und Weise, wie mit der Her-4tellung einer Füllung bzw. eines Einsatzes
gemäß vorliegender Erfindung am zweckmäßigsten zu beginnen ist, Fig. 3 einen auf
diese Art und Weise fertiggestellten Einsatz in schaubildlicher Darstellung, Fig.
q. einen Schalldämpfer anderer Ausführungsform, z. T. längs aufgeschnitten, mit
einem darin liegenden, gemäß der Erfindung hergestellten Absorptionsmaterial; Fig
s in schaubildlicher Darstellung eine Füllung bzw. einen Einsatz in einer anderen
Ausführungsform gemäß der Erfindung.
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Fig 6 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform einer Füllung
bzw, eines Einsatzes gemäß der Erfindung.
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Zunächst sei auf die Fig. i bis 3 Bezug genommen. Zu dem hier dargestellten
Dämpfer gehört ein Gehäuse zo mit einem Einlaß =i und einem Auslaß 12. Aus den obenerwähnten
Gründen ist ein mittlerer Durchgangskanal bzw: ein den Einlaß mit dem Auslaß verbindendes
Röhr in einem Dämpfer gemäß der Darstellung nicht vorhanden. Die zusammengesetzte
Füllung bzw. der Einsatz sitzt frei im Gehäuse, d.h. ist am Gehäuse nicht festgelegt,
und füllt das Innere des Gehäuses =o ganz oder doch nahezu vollständig aus mit Ausnahmeeines
mittleren freien Durchgangsraumes 13, dessen Durchmesser vorzugsweise dem Durchmesser
des Einlaßrohres ungefähr gleich groß bemessen ist.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung- wird zum Herstellen einer Füllung
bzw. eines zusammengesetzten Einsatzes eine mehr starre bzw. festere Masse in Form
eines Metallgitters =q. genommen und zunächst an :seinem einen Ende um einen hier
nicht besonders dargestellten zylindrischen Kern herumgewickelt, um einen mittleren
und gleichzeitig den Durchgangsraum begrenzenden Tragkörper 15 zu schaffen. Stahlwolle
16, wie oben erwähnt aus verschiedenen Feinheitsgraden zusammengemischt (oder gegebenenfalls
auch solche von nur einem Feinheitsgrad, irrbesondere für Fälle, in denen der Gasstrom
Schallwellen verschiedener Frequenzen nicht enthalten sollte), wird nun in Form
einer gleichmäßigen oder ungleichmäßigen Schicht von gewünschter Stärke i über dem
restlichen Teil des Metallgitters ausgebreitet, worauf dann das Gänze in die aus
Fig. 3 ersichtliche Form zusammengerollt wird, um so eine zusammengesetzte Füllung
zu erhalten bzw. einen Einsatz, bestehend aus unter- i einander abwechselnden Lagen
Stahlwolle (als feinfaserige oder ähnliche schalldämpfende Masse) und Metallgitter
(als mehr starre bzw. festere Masse). Blattgröße des Metallgitters =q. und Stärke
der Stahlwollage 16 sind so eingerichtet; 1 daß man die fertige Füllung bzw. den
fertigen Einsatz (Fig. 3) in das Gehäuse =o vordem Aufsetzen
einer
der Endkappen bequem einschieben kann und das Gehäuse dann im wesentlichen voll
ausgefüllt ist.
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Der Schalldämpfer ist damit fertiggestellt. Die Herstellung des Einsatzes
ist nicht nur leicht und einfach, sondern geht auch sehr schnell vonstatten.
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Das Metallgitter ergibt eine sehr wirksame Bindung, die die Stahlwolle
zusammenhält und ein Herausreißen derselben durch die Gasströmung wirksam verhindert.
Das Metallgitter dient weiterhin einem sehr nützlichen Zwecke, indem es die Schallschwingungen
verhältnismäßig hoher Frequenz, also den größten Teil der Schwingungen des zu dämpfenden
Schalles, schnell in höchst wirksamer Weise auf die gesamte Masse der Stahlwolle
überträgt und damit eine schnelle Dämpfung bzw. Absorption dieser Schwingungen gewährleistet.
Das Metallgitter selbst wirkt im übrigen auch noch als Mittel zum Dämpfen bzw. Absorbieren
der Schallwellen verhältnismäßig geringer Schwingungszahl.
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Wie ersichtlich, ist die zusammengesetzte Füllung den durch den mittleren
Kanal 13 hindurchgehenden Gasströmen auf ganzer Oberfläche dieses mittleren Kanals
ausgesetzt, so daß das Gas das ganze Gehäuse ausfüllen wird und die Schallschwingungen
in der Füllung, die als solche frei zu schwingen vermag, aufs wirksamste absorbiert
bzw. gedämpft werden.
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In derin Fig.q.veranschaulichten Ausführungsform besteht die Füllung
bzw. der Einsatz aus einer Anzahl in gleicher Weise hergestellter ringförmiger Scheiben
2o, deren jede aus einer Stahlwollmasse geschaffen ist. Diese ringförmigen Seheiben
werden außen mit Draht o. dgl. verstärkt bzw. umschnürt, wobei diese Drahtumhüllung
oder Umschnürung wiederum die mehr starre bzw. festere Masse verkörpert und im übrigen
auch dazu dient, zu verhindern, daß die Stahlwolle durch den Druck der Gasströme
herausgerissen werden kann.
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Fig.5 bringt in schaubildlicher Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel
für eine Füllung bzw. einen Einsatz, der nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung
hergestellt ist. In diesem Falle ist die Stahlwolle zu einem Strang oder Seil 21
versponnen bzw. auf irgendeine zweckentsprechende Art und Weise in Strangform gebracht
und außen mit einer Verstärkung bzw. Umschnürung aus Draht, der hier die mehr steife
bzw. festere Masse zu verkörpern hat, umgeben, worauf das Ganze, wie aus der Zeichnung
ersichtlich, in die Form einer Schraube der jeweils erforderlichen Größe zu winden
ist. Der hier in der Form einer Schraube geschaffene Einsatz wird in das Gehäuse
als Füllung desselben in der bereits oben beschriebenen Weise eingebracht. Auch
im vorliegenden Falle ist ein freier unbehinderter mittlerer Durchgangsraum 13 vorhanden
und die Füllung im Gasstrom auf ganzer Oberfläche dieses Durchgangsraumes frei ausgesetzt.
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Gemäß Fig. 6 wird der mittlere Durchgangskanal aus einer Anzahl Rohrabschnitte
30 gebildet, die alle aus Metallgitter o. dgl. bestehen und an ihrem einen
Ende je mit einem Flansch 31 versehen sind. Die Flansche bilden die mehr starre
bzw. festere Masse und unterteilen den zylindrischen Innenraum des Gehäuses in eine
Vielzahl Kammern, deren jede mit Stahlwolle 32 ausgefüllt ist. Die Wirkung ist in
diesem Falle dieselbe wie zuvor, da die abschnittweise Füllung im Inneren des Gehäuses
frei ist und ein festliegendes Mittelrohr im Inneren des Gehäuses ebenfalls nicht
vorhanden ist.
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Bei der oben beschriebenen Herstellung können noch manche Änderungen
vorgenommen werden, ohne daß von der eigentlichen Erfindung abgewichen wird. Z.
B. könnte an Stelle des Metallgitters Drahtgaze oder irgendein Drahtgewebe zweckentsprechender
Maschenweite verwendet werden. Ebensogut könnte auch irgenc'_-ein zweckentsprechendes
Netzwerk bzw. irgendein anderer geeigneter Werkstoff als Mittel zum Einbinden der
Stahlwolle o. dgl. verwendet werden. An Stelle von Stahlwolle könnte auch gewöhnliche
Wolle oder lockerer Filz, sofern keine heißen Gase durch den Schalldämpfer hindurchgeschickt
werden, sowie auch Glaswolle, Gesteinsfasern oder Asbestfasern usw. verwendet werden.
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Eine gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellte Absorptionsmasse
kann jeden zweckentsprechenden Querschnitt erhalten und je nach Bedarf entweder
gerade oder kurvenförmig ausgeführt werden.
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Ein weiterer Vorteil der so hergestelltenMasse besteht darin, daß
die Wärme über den Einsatz bzw. die Füllung gleichmäßig verteilt und darin gleichmäßig
abgeführt wird, so daß eine Kondensation weniger als sonst in Erscheinung treten
wird und für das Gehäuse schädliche stellenweise Überhitzungen nicht mehr vorkommen
können.