FI81177B - Avgasroer-ljuddaemparkombination och foerfarande foer framstaellning av delarna till denna. - Google Patents

Description

81 177 1 Pakoputki-äänenvaimentajayhdistelmä ja menetelmä sen osien valmistamiseksi

Avgasrör-ljuddämparkomblnation och förfarande för framställning av delarna tili denna 5

Keksinnön kohteena on menetelmä pakoputki-äänenvaimentajayhdistelmän osien valmistamiseksi, jossa menetelmässä osat valmistetaan metallinau-10 hasta kierresaumaamalla.

Keksinnön kohteena on myös pakoputki-äänenvaimentajyhdistelmä, etenkin moottoriajoneuvoihin, joka yhdistelmä on valmistettu metallinauhasta kierresaumaamalla, jossa sekä pakoputki että äänenvaimentajan ulkoputki, 15 jonka halkaisija on pakoputken halkaisijaa suurempi, sekä myös pako-putken ja äänenvaimentajan ulkoputkista halkaisijaltaan sopivimmin kartiomaisestl muuttuvat ulkoputket ovat profiloitua, lukkotaitesau-mattua kierresaumaputkea, jossa äänenvaimentimen ulkovaipan osaltaan muodostaa kaksi erillistä osaa, joissa on olennaisesti kartlomalset 20 supistusosat, ja jotka supistusosilla varustetut putkiosat on kiinnitetty toistensa yhteyteen äänenvaimentajan vaipan halkaisijan omaavalla kierresaumaputkella eri osien profiloinnin kierrettä hyväksikäyttäen.

Pakoputklstot ja äänenvaimentimet on aiemmin valmistettu tavallisimmin 25 teräsputkesta hitsaamalla eri osat yhteen. Äänenvaimentimen ulko-osa on yleensä tehty vakioläpimittaisesta putkesta, jonka päihin on hitsaamalla kiinnitetty tasomaiset päätylaipat. Näin ollen pakoputkiston ja äänenvaimentimen valmistuksessa tarvitaan monta eri työvaihetta. Hitsausliitosten käyttö on rajoittanut paremmin korrroosiota kestävien materiaalien käyt-30 töä pakoputkistoissa ja äänenvaimentimissa, sillä hitsaussaumat ilman kallista suojakäsittelyä muodostavat korroosiolle erittäin alttiita kohtia, eikä näin ollen korroosion kestävyyden kannalta parempien materiaalien, kuten haponkestävän teräksen, käyttö osittain tästä syystä ole ollut perusteltua. Pakoputkisto ja äänenvaimentaja onkin ollut eräs moot-35 toriajoneuvojen korroosion kestävyyden kannalta heikoimpia osia ja ne 2 81177 1 joudutaan joko osittain tai kokonaan uusimaan useampaankin kertaan ajoneuvon käyttöiän kuluessa.

Ennestään on tunnettua, että moottorin pakoputken tietty osa, tarkemmin 5 sanottuna lyhyt osa moottorin pakosarjasta tavanomaiseen pakoputkeen ää-nenvaimentimineen, valmistetaan kierresaumatun putken tapaisesta, letku-maisesta, täysin taipuisasta metalliputkesta. Näiden kierresaumattujen putkien taipulsuus on perustunut peräänantavaan, liikkuvaan saumaan eikä profilointiin, eikä näistä putkista ole valmistettu koko pakoputkea ää-10 nenvaimentimineen, eikä niissä ole ollut kierresaumattuja, läpimitaltaan esim. kartiomaisesti muuttuvia osia.

Lisäksi eräs ennestään tunnettu ratkaisu pakoputki-äänenvaimentajayhdis-telmäksi on esitetty FI-patenttijulkaisussa 52761. Tässä tunnetussa rat-15 kaisussa pakoputki ja äänenvaimentajan ulkoputki sekä niiden yhdistys-osat ovat profiloitua, lukkotaitesaumattua kierresaumaputkea, ja yhdistelmän eri osat on liitetty toisiinsa profiloinnin muodostamalla kierteellä.

20 Keksinnön tarkoituksena on osaltaan poistaa edellä ilmenneitä epäkohtia ja saada aikaan pakoputkisto äänenvalmentlmineen, jonka valmistuksessa ei tarvitse käyttää hitsausliitoksia, mikä osaltaan tekee taloudellisesti kannattavaksi korroosion kannalta entistä parempien materiaalien, kuten esim. haponkestävien teräksien käytön pakoputkistoissa ja äänenvai-25 mentimlssa. Lisäksi keksinnön tarkoituksena on aikaansaada menetelmä pako-putki-äänenvaimentajayhdistelmän osien valmistamiseksi kierresaumaamalla materiaalirainasta sopivasti profiloitua putkea siten, että eri osat muodostavat järjestelmän, jonka osia yhdistelemällä saadaan aikaan sopiva pakoputki-äänenvaimenninyhdistelmä esim. erityyppisiin moottoriajoneuvoi-30 hin. Keksinnön mukaisesti pakoputkisto äänenvaimentimineen valmistetaan kierresaumatusta sopivasti profiloidusta putkesta, joka tehdään koneellisesti nauhasta esim. kylmävalssaamalla.

Kun keksinnön mukaisesti kierresaumattu putki profiloidaan taipuisaksi, 35 voidaan pakoputkisto taivuttaa haluttuun muotoon ilman muotteja tai muita työkaluja eikä putken lommahduksen vaaraa ole olemassa. Kun pakoputkisto ja äänenvaimentaja kootaan osista, on mahdollista profiloida osat niin, 11 3 81177 1 että profiili toimii kierteenä, jonka avulla koko putkiston ja äänenvaimentajan eri osat ovat kierrettävissä kiinni toisiinsa. Näin saadaan aikaan myös laaja pakoputkien ja äänenvaimentajien pituuksien säätömahdolli-suus. Profilointi lisää myös pakopukiston ja äänenvaimentajan jäähdytys-5 pintaa sekä ääniaaltojen rikkoutumista, joka profiloinnin ansiosta saadaan jakautumaan tasaisemmin koko pakoputkiston osalta. Äänenvaimentaja voidaan näin ollen rakentaa hyvin helppojuoksuttelseksi.

Keksinnön mukaiselle pakoputkl-äänenvaimennin-yhdistelmälle on pääasial-10 lisesti tunnusomaista, että äänenvalmentimen sisäosa on kaksinkertainen käsittäen sisäputken, joka muodostuu lieriömäisestä osasta ja kartio-malsesta osasta, sekä ulkoputken, jotka ovat lukkotaitesaumattua profiloitua klerresaumaputkea, ja että äänenvalmentimen sisäosa kiristetään äänenvalmentimen ulkovaippaaan päistään profiloinnin muodostamaa 15 kierrettä hyväksikäyttäen.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on pääasiallisesti tunnusomaista, että äänenvaimentajan ulkoputket, jotka käsittävät kartiomaisen osan, kierre-saumataan aloittaen suurempihalkaisljaisesta lieriömäisestä osuudesta 20 ja, että olennaisesti kartiomainen osuus klerresaumataan halkaisijamit-taa jatkuvasti pienentäen, jouhevasti pakoputken osien halkaisijamltan mukaiseksi ja lopuksi muodostetaan toinen plenemplhalkaisijainen lieriö-osa.

25 Keksinnön muita edullisia tunnuspiirteitä on esitetty patenttivaatimuksissa 2, 4-9.

Kierresaumatun pakoputki-äänenvaimennlnyhdistelmän osien toisiinsa liittäminen on yksinkertaista ja nopeaa kierresaumattuun profilointiin liltettä-30 vien liitoskappaleiden avulla tai suoraan liitoselementtinä kierresau-mattua profilointia käyttäen. Tällainen keksinnön mukaisen liittämlsmah-dollisuuden omaavan ja moduloidun, standardiosista kokoonpantavan pako-putki-äänenvaimentajayhdlstelmän käyttäminen mahdollistaa pienemmät varastot varaosatoimlttajilla ja/tai valmistajilla ja siten pienemmän varas-35 toon sitoutuneen pääoman.

Keksinnön mukaisella äänenvaimentimella, joka käsittää suoran osan sekä 4 81177 1 kartio-osan, saadaan aikaan kaksinkertainen äänenvaimennus. Lisäksi ää-nenvaimentimen sisäosa on pieni verrattuna muihin äänenvaimennlnratkal-suihin. Sisäosa on helposti kiinnitettävissä äänenvaimentimen kartio-osiin. Lisäksi näihin äänenvaimentimen ulkoputken kartio-osiin voidaan 5 kiinnittää esim. katalysaattori-sisäosa. Keksinnön mukaisessa äänenvai-mentimessa toinen kartio-osa on tehty kahdesta päällekkäisestä kartio-osasta, jolloin se toimii lämpöeristeenä sekä estää mahdollisten iskujen aiheuttamat vauriot. Lisäksi keksinnön mukainen äänenvaimennin voidaan helposti muotoilla, esim. litistää, sopivan muotoiseksi, jolloin saavu-10 tetaan esim. suurempi maavara.

Keksintöä selostetaan yksityiskohtaisemmin oheisen piirustuksen kuvioiden mukaisiin toteutusesimerkkeihin viitaten, keksintöä näihin silti mitenkään rajottamatta.

15

Kuvio 1 esittää keksinnön mukaista pakoputki-äänenvaimenninyhdistelmää.

Kuvio 2 esittää äänenvaimentajan liittämistä pakoputkistoon sekä äänenvaimentajan sisäosan rakennetta.

20

Kuviot 2 a ja b esittävät äänenvaimentimen sisäosan päätykuvantoja.

Kuvio 3 esittää kierresaumatun putken saumarakennetta.

25 Kuviot 4a,b ja c esittävät keksinnön mukaisten pakoputki-äänenvaimennin-yhdistelmän osien liittämlsmahdollisuuksia.

Kuvion 1 mukaisesti pakoputki-äänenvalmennlnyhdistelmä koostuu useasta erillisistä kierresaumatusta putkesta valmistetuista osista sekä liitos-30 kappaleista. Äänenvaimentimen ulkoputki 2 on lieriömäinen ja siihen liitetään putket 1 ja 3 kierresaumatun profiloinnin muodostaman kaksoiskier-teen avulla. Putki 2 on halkaisijaltaan hieman pienempi kuin putket 1 ja 3. Putket 1 ja 3 käsittävät lyhyen lieriömäisen osan ja kartiomaisen osan, joka jouhevana liittyy kapeampana putkena pakoputkistoon. Keksinnön mukai-35 sesti putket 1 ja 3 valmistetaan kierresaumaamalla siten, että ensiksi materiaalinauhasta kierresaumataan lieriömäinen osa, jonka halkaisija on suurempi kuin pakoputkiston putkien, tämän jälkeen halkaisijaa lähdetään 5 81177 1 kaventamaan siten, että muodostuu jouheva kartlomainen osa, joka kartio-mainen osa päättyy kun halkaisljamitta on saavuttanut pakoputklen osan halkaisijamitan. Tämän jälkeen klerresaumausta jatketaan pakoputkiputken halkaisljamitalla sopiva matka. Putken 3 päälle on kierresauman profiloin-5 nln muodostaman kaksoiskierteen avulla kiinnitetty toinen vastaavanmuotoi-nen putki 4, joka on halkalsljamitoiltaan hieman suurempi kuin putki 3. Tämä ulompi putki 4 vahvistaa äänenvaimenninta iskujen aiheuttamien vaurioiden estämiseksi ja toimii samalla putken 3 kanssa kaksinkertaisena lämpöeristyksenä. Äänenvaimentimen putki 1 liitetään pakoputkiston put-10 keen 5 llitoskappaleiden 6 ja 7 avulla. Putket 1 ja 5 ovat kierresaumat-tua putket ja käsittävät siten kaksoiskierteisen profiloinnin. Liitoskap-palelsiin 6 ja 7 on tehty kaksoiskierreosat, joiden avulla ne kiinnitetään vast, putkien 1 ja 5 kaksoiskierreprofilointiin. Muuten putket 6 ja 7 ovat sileää putkea. Osien liittämlminen toisiinsa on tarkemmin selitet-15 ty kuvioissa 4a,b ja c. Äänenvaimentimen putki 3 liitetään vastaavasti liitoskappaleella pakoputkistoon. Liitoskappaleita voidaan myös käyttää pakoputkiston muiden osien liittämiseksi toisiinsa. Pakoputki kiinnitetään ajoneuvoon tavanomaisilla kiinnitysvälineillä.

20 Kuvion 2 mukaisesti äänenvaimentimen sisäosa muodostuu sisäputkesta, joka käsittää kartiomaisen osan 9 sekä lieriömäisen osan 11. Putkien 9 Ja 11 liittymäkohtaan on sijoitettu haittalevy 10, joka on hitsaamalla kiinnitetty äänenvaimentimen sisäosan ulkoputkeen 8. Haittalevyssä 10 on siivekkeet (ei esitetty kuviossa), jotka aikaansaavat kaasujen pyörteisyy-25 den äänenvaimentimen sisäosassa. Äänenvaimentimen sisäosan ulkoputkl 8 on kummastakin päästään taivutettu vasten sisäputken vastaavaa osaa 9 tai 11 siten, että päihin muodostuu kuvioiden 2a ja 2b mukainen rakenne. Äänenvaimentimen sisäosa kiinnitetään päistään ulkoputken kartiomalsiin osiin 1 ja 3. Kiinnitys tapahtuu kierresaumatun profiloinnin kaksoiskier-30 teen avulla. Äänenvaimentimen sisäosan ulkoputkl on varustettu rei'illä kaasujen kiertämisen mahdollistamiseksi. Lisäksi äänenvaimentimen sisäosan slsäputki 9,11 on lyhyeltä matkalta halttalevyn 10 läheisyydessä varustettu rei'illä myös kaasujen kiertämisen parantamiseksi.

35 Kuvio 3 esittää erästä sopivaa saumarakennetta 12, jolla vierekkäiset nauhaklerrokset 13 ja 14 liittyvät yhteen. Tämä sauma 12 on osoittautunut ehdottoman tiiviiksi.

6 81177 1 Kuvio 4a esittää kahta kierresaumattua putkea 15 ja 16, jotka ovat kiinnitettävissä toisiinsa profiloinnin 8 muodostaman kierteen avulla, jolloin niiden läpimitta on luonnollisesti hieman erisuuri. Putket 15 ja 16 ovat kierrettävissä sisäkkäin niin, että niiden saumat 12 tulevat vastakkain.

5 Putket 15 ja 16 on esitetty varustetuksi kaksiharjaisella aaltomaisella profiililla, joka voi luonnollisesti olla muunkin muotoinen ja yksi tai useampiharjäinen. Profiloinnilla on ainakin neljä tärkeää aiemmin jo osittain esiintullutta tehtävää keksinnön kannalta: ensinnäkin profilointi toimii kierteenä, jonka avulla pakoputkiston eri osat ja äänenvaimennin 10 voidaan kiinnittää toisiinsa niin, että niiden pituuksia voidaan säätää; toiseksi profilointi tekee putket sopivan taipuisiksi ilman lommahdusvaa-raa; kolmanneksi profilointi lisää jäähdytyspintaa ja ääniaaltojen rikkoutumista, joissakin tapauksissa jopa niin paljon, että äänenvaimentimen sisäosa käy tarpeettomaksi ja neljänneksi profilointi ja osittain saumaus 15 lisäävät pakoputkiston joustavuutta siinä suhteessa, ettei putkistoon synny helposti murtumia.

Kuvio 4b esittää liitoskappaleen 6 liittämistä kierresaumatun putken 16 profiloituun 18 kaksoiskierteeseen. Liitoskappaleessa olevat kierrekohdat 20 17 vastaavat kierresaumatun putken kaksoiskierreosia 18.

Kuviossa 4c on esitetty liltoskappalelden 6 ja 7 liittyminen toisiinsa väljähköllä sovitteella. Kummassakin liitoskappaleessa on kierresaumatun profiloinnin muodostamaa kaksoiskierrettä vastaavat kierrekohdat 17.

25

Pakoputki-äänenvaimenninyhdistelmän osien liittäminen toisiinsa liitos-kappaleiden ja/tai kierresaumatun profiloinnin kaksoisklerteen avulla muodostaa tiiviin liitoksen, josta kaasut eivät pääse virtaamaan ulos.

30 Keksinnön mukaiset pakoputket ja äänenvaimentajat sopivat erittäin hyvin varaosiksi erilaisiin moottoriajoneuvoihin, sillä esim. standardikokoisista osista voidaan helposti koota eripituisia pakoputkistoja ja äänen-vaimentimia ja taivuttaa ne haluttuun muotoon jopa ilman työkaluja.

35 Edellä on keksintöä selostettu esimerkin omaisesti piirustuksen kuvioihin viitaten. Tällä ei kuitenkaan haluta rajoitta keksintöä vain kuvioissa esitettyjä esimerkkejä koskevaksi, vaan monet muunnokset ovat mahdolli- 7 81177 1 sia seuraavien patenttivaatimusten määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

5 10 15 20 25 30 35

Claims (9)

1. Menetelmä pakoputki-äänenvaimentajayhdistelmän osien valmistamiseksi, jossa menetelmässä osat valmistetaan metallinauhasta kierresaumaamalla, 5 tunnettu siitä, että äänenvaimentajan ulkoputket (1,3,4), jotka käsittävät kartiomaisen osan, kierresaumataan aloittaen suurempihalkai-sijaisesta lieriömäisestä osuudesta, ja että olennaisesti kartiomainen osuus kierresaumataan halkaisijamittaa jatkuvasti pienentäen, jouhevasti pakoputken osien halkaisijamitan mukaiseksi ja lopuksi muodostetaan toi-Ί0 nen pienempihalkaisijainen lieriöosa.

1 Patenttivaatimukset

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että äänenvaimentajan ulkoputkia (1,3), jotka käsittävät kartiomaisen osan, valmistetaan sopivimmin kaksi, jotka ovat keskenään samanlaisia, ja 15 jotka kiinnitetään vakiohalkaisijan omaavalla kierresaumatulla yhdistys-osalla toisiinsa.

3. Pakoputki-äänenvaimentajyhdistelmä, etenkin moottoriajoneuvoihin, joka yhdistelmä on valmistettu metallinauhasta kierresaumaamalla, jossa sekä 20 pakoputki että äänenvaimentajan ulkoputki (2), jonka halkaisija on pako-putken halkaisijaa suurempi, sekä myös pakoputken ja äänenvaimentajan ulkoputkista halkaisijaltaan sopivimmin kartiomaisestl muuttuvat ulkoputket (1,3,4), ovat profiloitua, lukkotaitesaumattua kierresaumaputkea, jossa äänenvaimentimen ulkovaipan osaltaan muodostaa kaksi erillistä 25 osaa (1,3), joissa on olennaisesti kartiomaiset supistusosat, ja jotka supistusosilla varustetut putkiosat on kiinnitetty toistensa yhteyteen äänenvaimentajan vaipan halkaisijan omaavalla kierresaumaputkella (2) eri osien profiloinnin kierrettä hyväksikäyttäen, tunnettu siitä, että äänenvaimentimen sisäosa on kaksinkertainen käsittäen 30 sisäputken, joka muodostuu lieriömäisestä osasta (11) ja kartiomaisesta osasta (9), sekä ulkoputken (8), jotka ovat lukkotaitesaumattua profiloitua kierresaumaputkea, ja että äänenvaimentimen sisäosa kiristetään äänenvaimentimen ulkovalppaaan päistään profiloinnin muodostamaa kierrettä hyväksikäyttäen. 35

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen pakoputkl-äänenvalmentajayhdlstelmä, tunnettu siitä, että toisen äänenvaimentimen ulkovaipan osaltaan 9 81177 1 muodostavista osista (1,3) päälle on kierresauman profiloinnin muodostaman kaksoiskierteen avulla kiinnitetty toinen vastaavan muotoinen putki (4), joka on halkaisijamltoiltaan hieman suurempi kuin mainittu äänenvaimentimen ulkovaipan osaltaan muodostava osa (1,3). 5

5. Patenttivaatimuksien 2 tai 3 mukainen pakoputki-äänenvaimentajayhdis-telmä, tunnettu siitä, että yhdistelmän osat on liitetty toisiinsa profiloinnin muodostamalla kierteellä (18) ja/tai liitoskappaleiden (5,6), joissa on kaksolsklerrekohdat (17), avulla.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 2-4 mukainen pakoputki-äänenvaimentajayh-dlstelmä, tunnettu siitä, että äänenvaimentimen sisäosa käsittää haittalevyn (10), joka on varustettu sopivimmin siivekkeillä, kaasujen kierrättämisen tehostamiseksi. 15

7. Jonkin patenttivaatimuksien 2-5 mukainen pakoputki-äänenvaimentajayh-distelmä, tunnettu siltä, että äänenvaimentajan sisäosan putket (8,9,11) on osittain tai koko pituudeltaan varustettu välimatkan päässä toisistaan olevilla rei’illä. 20

8. Jonkin patenttivaatimuksien 2-6 mukainen pakoputki-äänenaimentajayh-dietelmä, tunnettu siitä, että äänenvaimennin, joka on valmiiksi kokoonpantu, on litistettävissä suuremmman maavaran aikaansaamiseksi.

8 81177

9. Jonkin patenttivaatimuksien 2-7 mukainen pakoputki-äänenvaimentajayh- dlstelmä, tunnettu siitä, että äänenvaimentimen ulkovaippa on sovitettu käytettäväksi katalysaattori-sisäosille. 30 35 --- 1. ίο 81177