DE8204025U1 - Schalldaempf-fuellung fuer einen auspufftopf - Google Patents

Description

Die Neuerung "betrifft eine Schalldämpf-Füllung für einen Auspufftopf, bestehend aus einem mit einer Durchtrittsbohrung für das Auspuffrohr versehenen Formkörper aus Mineralwolle, die zumindest teilweise mittels eines Anteiles an ausgehärtetem Kunstharzbinder formstabilisiert ist.

Es ist bekannt, Schalldämpf-Füllungen für Auspufftopfe von Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere Kraftfahrzeugmotoren, als Formkörper aus mittels eines ausgehärteten Kunstharzbinders gebundener Mineralwolle herzustellen. Als Mineralwolle für solche Schalldämpf-Füllungen wird in der Kraftfahrzeugindustrie im wesentlichen Basaltwolle verwendet. Diese Basaltwolle wird mit einem Anteil an einem Kunstharzbinder imprägniert und dann zum Aushärten dieses Binders einer Wärmebehandlung unterzogen, wodurch die Mineralwolle in einen im wesentlichen formstabilen Zustand überführt wird, in dem sie sich auch mechanisch zu Formkörpern bestimmter Gestalt verarbeiten läßt.

Die Formkörper, die als Füllungen für Auspufftopfe dienen, müssen in der Mitte mit einer Durchtrittsbohrung für das Auspuffrohr versehen sein. Bisher wurden die Füllungen in Form von zwei Halbschalen hergestellt, deren Trennebene durch die Achse des Auspuffrohres verläuft. Diese Halbschalen werden im allgemeinen durch mechanische Bearbeitung aus Mineralwollplatten herausgearbeitet, die auf die beschriebene Art und Weise hergestellt wurden.

Bei beispielsweise Auspufftöpfen mit elliptischem Querschnitt wurde die Trennebene zwischen den beiden Halbschalen der Schalldämpf-Füllung in die große Achse der Ellipse gelegt, so daß die einzelne Halbschale aus einer Mineralwollfaserplatte herausgearbeitet werden konnte, deren Dicke der halben Länge der kleine Ellipsenachse entsprach. Geht man davon aus, daß die Hauptfaserorientierung in Mineralwollplatten in etwa parallel zur Oberfläche verläuft, so führt dieses Herstellungsverfahren dazu, daß die Mineralwollfasern zumindest im Bereich der großen Achse der Ellipse vorwiegend senkrecht in Richtung auf das Auspuffrohr -verlaufen.

Bei der Montage werden die Halbschalen der Schalldämpf-FUllung dann von einer offenen Stirnseite des Auspufftopfes her zu beiden Seiten des Auspuffrohres in den Auspufftopf eingeschoben.

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Zum Zwecke der Schalldämpfung ist das Auspuffrohr innerhalb des Auspufftopfes mit Perforationen versehen. Die mittels Kunstharzbinder verfestigten Mineralwollformkörper haben den Nachteil, daß der Kunstharzbinder sich oberhalb bestimmter Temperaturen verflüchtigt und die Mineralwolle in diesen Bereichen praktisch ungebunden zurückbleibt. Bei Auspuff topf en sind das gerade die Bereiche, in denen die Schalldämpf-Füllung an den perforierten Abschnitten des Auspuffrohres anliegt. Die an Binder verarmten losen Mineralwollfasern treten daher an dieser Stelle nach und nach durch die Perforation in das Auspuffrohr ein, was zu unsauberen Abgasen und den

damit verbundenen Belästigungen führt. Besonders stark tritt diese Erscheinung in denjenigen Bereichen der Schalldäupf-Füllung ein, In denen die Mineralwollfasern im wesentlichen senkrecht auf das Auspuffrohr gerichtet sind, so daß sie ohne weitere Schwierigkeit durch die Perforation in das Innere des Auspuffrohres austreten können. Dieser Nachteil wird durch die Herstellung der Halbschalenkörper durch mechanische Bearbeitung aus Mineralwollplatten begünstigt.

Um das auf den beschriebenen Ursachen beruhende Eindringen von Mineralwollfasern in das Innere des Auspuffrohres zu verhindern, ist man in der Automobilindustrie zum Teil dazu übergegangen, die perforierten Bereiche des Auspuffrohres innerhalb des Auspufftopfes zuerst mit einem Metallwollstrumpf aus Chromstahlwolle oder Aluminiumwolle zi. überziehen, bevor die Halbschalen d<-r Schalldämpf-Füllung in den Auspufftopf von der Stirnseite her eingesetzt werden. Diese zusätzliche Maßnahme erfordert aber auch erhöhten Montageaufwand. Zum Aufschieben des Metallwollstrumpfes auf das Auspuffrohr und in den Auspufftopf hinein wird auf das Auspuffrohr zu diesem Zweck ein Führungskonus aufgesetzt, über den der Metallwollstrumpf in den Auspuff topf eingeführt wird. Das anschließende Einschieben der Halbschalen der Schalldämpf-Füllung erfordert bestimmtes Geschick, da die Gefahr besteht, daß der Metallwollstrumpf dabei verschoben oder zusammengeschoben wird.

Aus der EP-PS O 001 781 ist ein Verfahren beschrieben, f nach dem Verbundmatten aus Mineralwollfasern hergestellt werden, die auf einer Seite eine Metallwollage aufweisen, die mit der Mineralwolle verkrallt sein soll. Es wird in dieser Druckschrift vorgeschlagen, aus diesen thermisch bereits ausgehärteten Verbundmatten Formkörper herzustellen, die als Schalldämpf-Füllungen für Auspufftöpfe dienen sollen. Der Patentschrift ist nicht zu entnehmen, wie diese Formkörper ausgebildet sein sollen. Zumindest können sie keinen in sich geschlossenen Metallwollstrumpf enthalten und auch nicht in ihrer endgültigen Gestalt ausgehärtet sein.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schalldämpf-Füllung für einen Auspufftopf entsprechend dem Oberbegriff des Schutzanspruches 1 zu schaffen, die sich in Zusammenhang mit der Verwendung eines Metallwollstrumpfes leichter montieren läßt jjnd. auch im übrigen verbesserte Eigenschaften in ihrer Handhabung und ihrem Schalldämpfverhalten aufweist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Neuerung durch eine Schalldämpf-Füllung der bezeichneten Art gelöst, bei der der \ Formkörper einstückig ausgebildet ist und aus mindestens einer Lage einer durch den ausgehärteten Kunstharzbinder zu einem in sich geschlossenen Formkörper verbundenen MineralwoHbahn besteht, und bei der im Inneren der Bohrung ein schlauchartiger, in sich geschlossener Metallwollstrumpf angeordnet ist, der an der Innenwand der Bohrung abgestützt ist.

Bei einer "bevorzugten Ausführung .,form ist der Metallwollstrumpf kürzer als die Länge der Bohrung des Formkörpers, so daß an deren Enden zwei Bereiche entstehen, die nicht vom Metallwollstrumpf überdeckt sind. Nach dem speziellen Herstellungsverfahren für die Auspufftopffüllung bedarf es keiner besonderen Bindung zwischen dem Metallwollstrumpf und dem Mineralwollformkörper. Es hat sich gezeigt, daß durch den eine gewisse Eigensteifigkeit aufweisenden Metallwollstrumpf eine genügende Abstützung des letzteren innerhalb der Bohrung des Formkörpers gewährleistet ist. Andererseits wird die Stabilität des Fonnkörpers nicht durch den Metallwollstrumpf geschaffen, da zumindest ein Teil der Mineralwollagen ein ausgehärtetes Bindemittel enthält, welches dem Formkörper selbst eine genügende Eigenstabilität verleiht. Ist nicht der ganze Mineralwollformkörper mit einem Bindemittelanteil von vorzugsweise etwa 1 % versehen, so enthalten vorzugsweise die äußeren Lagen des Mineralwollfonnkörpers das Bindemittel, damit der Formkörper eine ausreichende Mantelstabilität aufweist. Die Aushärtung des Bindemittels hat in der endgültigen Gestalt des Formkörpers stattgefunden, so daß dieser nicht etwa aus einer bereits zumindest in Teilbereichen ausgehärteten Mineralwollfasennatte hergestellt ist.

Bei einer besonders zweckmäßigen und bevorzugten Ausführungsform, weisen die nicht vom Metallwollstrumpf überdeckten Endbereiche der Bohrung des Formkörpers einen Innendurchmesser auf, der in etwa dem Innendurchmesser des Metallwollstrumpfes entspricht. Bei dieser Ausführung ist

der Metallwollstrumpf praktisch in einer Vertiefung innerhalb der Bohrung angeordnet, so daß er infolge der dadurch geschaffenen Schultern in den Endbereichen der Bohrung zusätzlich eine axiale Abstützung erhält.

Da der Formkörper vorzugsweise aus mehr als einer Lage einer Mineralwollfaserbahn gebildet ist, und der Kunstharzbinder anschließend ausgehärtet "wurde, entsteht in jedem Fall ein in sich geschlossener, formstabilisierter Formkörper, der keine Trennfuge oder freie Überlappung enthält.

Es kann zweckmäßig sein, die Innenbereiche des Formkörpers von Kunstharzbii„der freizuhalten. Einerseits verdampft, wie bereits eingangs erwähnt, der Kunstharzbinder in diesem Bereich bei höheren Temperaturen, so daß er während des weiteren Betriäoes der Schalldämpffüllung ohnehin nicht mehr vorhanden ,ist, andererseits kann ein bindemittelfreier Bereich in unmittelbarer Nachbarschaft des Metallwollstrumpfes zu einer verbesserten Schalldämpfung führen, da das Schallabsorptionsverhalten der Mineralwolle in diesem Zustand unter Umständen besser ist. Aus dem gleichen Grunde kann es sogar zweckmäßig sein, zwischen dem Metallwollstrumpf und dem Formkörper eine weitere Zwischenlage aus einem genügend durchlässig strukturierten, binder:ittelfreien Material anzuordnen. Hierfür bietet sich unter Umständen ein lockeres Glasfaservlies an. Auch bei einer solchen Ausführung weist der Metallwollstrumpf eine ausreichende Abstützung innerhalb der Bohrung auf, so daß an dieser Stelle keine zusätzliche Einbindung des Metall-

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■wollstrumpfes in die Glasfaser bzw. den Mineralwollformkörper mittels eines Klebers oder Kunstharzbinders erforderlich ist.

Die Montage der so beschaffenen Schalldämpf-Füllimgen ist denkbar einfach. Sie werden lediglich von der Stirnseite des offenen Auspufftopfes her als Ganzes auf das Auspuffrohr und in den Auspufftopf hineingeschoben, wobei jedoch auch hier ein auf das Auspuffrohr aufsteckbarer Führungskonus zu Hilfe genommen werden kann. Vollständig vermieden wird jedoch die Gefahr, daß der Metallwollstrumpf sich beim Einschieben des Formkörpers in den Auspufftopf verschiebt. Außerdem werden die Arbeitsschritte bei der Montage von drei Schritten auf einen reduziert.

Herstellen lassen sich die beanspruchten Schalldämpf-Füllungen, indem man Mineralwolle auf einen Kern aufbringt, auf den die Metällwollstrümpfe zuvor aufgezogen wurden. Diese Anordnung wird dann entsprechend thermisch ausgehärtet und die so hergestellten einzelnen Schalldämpf-Füllungen, die den Metallwollstrumpf jeweils enthalten, können nach Entfernen des Kernes einer eventuell erforderlichen Weiterverarbeitung unterzogen werden.

Es folgen noch einige weitere Erläuterungen anhand der beigefügten Zeichnungen. Es stellen dar:

Fig. 1 eine Schalldämpf-Füllung für einen Auspuff topf mit elliptischem Querschnitt in perspektivischer Darstellung;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Schalldämpf-Füllung nach Fig. 1.

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Die Fig. 1 zeigt den Formkörper einer Schalldämpf-Füllung für einen Auspufftopf mit in etwa elliptischem Querschnitt. Der Formkörper 1 besteht aus Basaltwolle, die durch einen thermisch ausgehärteten Kunstharzbinder gestaltverfestigt ist. In der Mitte enthält der Formkörper eine zentrale Bohrung 2 für das Auspuffrohr. Wie aus Fig. 2 zu erkennen ist, wird die Innenwand der Bohrung teilweise durch einen Metallwollstrumpf 3 gebildet. Der Metallvollstrumpf 3 erstreckt sich nicht bis an die Enden des Formkörpers 1, so daß an den Enden Bereiche 4 vorhanden sind, in denen das Mineralwollmaterial des Formkörpers unmittelbar die Wand der Bohrung bildet. Dadurch entstehen Vorsprünge 5, gegen die der Metallwollstrumpf 3 stirnseitig anliegt, wodurch dieser unverschiebbar in seiner Lage gehalten wird. Durch die Strichelung 6 in Fig. 1 soll angedeutet werden, daß der Formkörper 1 durch das Wickeln von Mineralwoll-Vliesen entstanden ist und die Hauptorientierung der Mineralwollfasern, im wesentlichen parallel zum Umfang des Formkörpers verläuft.

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OSrIz1 Dr. Fuefcs, DrVHefc Patentanwälte Postfech 700345 SchnsckenhöfstraSe 27 D-6Q00 Frankfurt am Main 70 Telefon (0611) 617079 10. Februar 1982 Fu/Ra. Wilfried Seitz, Rüdesheimer Straße 94, 6238 Hofheim-Wallau Sohalldämpf-Füllung für einen Auspufftopf S chutzansprüche

1. Schalldämpf-Füllung für einen Auspufftopf, bestehend aus einem mit einer Durchtrittsbohrung für das Auspuffrohr versenenen Formkörper aus Mineralwolle, die zumindest teilweise mittels eines Anteiles an ausgehärtetem Kunstharzbinder formstabilisiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper (1) einstückig ausgebildet ist und aus mindestens einer Lage einer durch den ausgehärteten Kunstharzbinder zu einem in sich geschlossenen Formkörper verbundenen Mineralwollbahn besteht, und daß im Inneren der Bohrung (2) ein schlauchartiger, in sich geschlossener Metallwollstrumpf (3) angeordnet ist, der an der Innenwand der Bohrung (2) abgestützt ist.

2. Schalldämpf-Füllung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallwollstrumpf (3) kürzer ist als die Bohrung (2) des Formkörpers (1), so daß seine Enden einen Abstand von den Enden der Bohrung (2) des Formkörpers (1) aufweisen.

3. Schalldämpf-Füllung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Metallwollstrumpf C3) freien Enden (4·) der Bohrung (2) des Formkörpers (1) einen Innendurchmesser aufweisen, der ia etwa dem Innendurchmesser des Metallwollstrumpfes (3) entspricht, wodurch dieser durch Anlage gegen die dadurch gebildeten Schultern nahe den Enden (4) der Bohrung (2) zusätzlich in axialer Richtung abgestützt ist.

4. Schalldämpf-Füllung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallwollstrumpf (3) aus mehreren Lagen einer Metallfaserbahn gewickelt ist.

5. Schalldämpf-Füllung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper U) aus mindestens zwei Mineralwollbahnlagen besteht.

6. Schalldämpf-Füllung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Mineralwollformkörper (1) in seinem an die Bohrung C2) angrenzenden Bereich keinen Kunstharzbinder enthält.

7. Schalldämpf-Füllung nach Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die innere Mineralwollbahnlage keinen Kunstharzbinder und zumindest die äußere Mineralwollbahnlage Kunstharzbinder enthält.

8. Schalldämpf-Füllung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Metallwollstrumpf (3) und der Bohrungswand des Formkörpers (1) eine Zwischenlage aus wärmebeständigem, durchbrochen strukturiertem Material angeordnet ist.

9. Schalldämpf-Füllung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenlage aus einem bindemittelfreien Glasfaservlies besteht.