WO2006066540A1 - Abgasschalldämpfer für ein fahrzeugheizgerät - Google Patents

Abgasschalldämpfer für ein fahrzeugheizgerät Download PDF

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    • F01N2310/00—Selection of sound absorbing or insulating material

Definitions

  • the invention relates to an exhaust silencer for a vehicle heater having an exhaust gas inlet and an exhaust gas outlet, wherein the exhaust gas inlet is connected to the exhaust gas outlet via an exhaust gas guide region and wherein the exhaust gas guide region, at least partially surrounded by a sound-absorbing material.
  • the invention further relates to a method for producing an exhaust muffler for a vehicle heater having an exhaust gas inlet and an exhaust gas outlet, wherein the exhaust gas inlet is connected to the exhaust gas outlet via an exhaust gas guide region and wherein the exhaust gas guide region is at least partially surrounded by a sound-absorbing material.
  • Vehicle heaters require an external exhaust muffler to maintain the maximum allowable noise emissions.
  • the vehicle heaters can be designed as auxiliary heaters, pure heaters or auxiliary heaters, which can also operate during auxiliary heating during operation of the internal combustion engine.
  • the exhaust mufflers usually work on the principle of a Helmholtz resonator, with additional sound-absorbing material is provided.
  • a perforated tube is inserted into an exhaust muffler for this purpose. brought.
  • the hollow volume around the perforated tube is filled with glass wool, for example Biosil.
  • the perforated pipe can be meandered through the muffler pot.
  • the invention has for its object to provide an exhaust muffler and a method for producing a muffler available, so that without sacrificing the muffler effect or even with improvement of the silencer effect a satisfactory result can be provided at a reduced cost.
  • the invention is based on the generic exhaust silencer in that the absorbent material is formed by a sintered body.
  • Sintered bodies are generally produced from a solid bulk material by fusion of the individual bulk material components, bypassing the liquid state of aggregation. By varying the starting materials and the sintering process, different properties can be imparted to the sintered body, for example in terms of its density and its porosity. Since the sintered body is produced in a mold, the costly cutting of the glass wool is eliminated.
  • the sintered body consists essentially of metal.
  • Metallic bodies show the required stability, especially with regard to mechanical and thermal stress.
  • the sintered body consists essentially of sintered hollow spheres.
  • Metallic hollow spheres and hollow sphere structures can be produced in a wide diameter range and with different shell thicknesses by sintering.
  • hollow sphere structures can be produced in a wide range of poets, and they are characterized by a high reproducibility and homogeneity of the properties.
  • the balls are in a diameter range of approx. 1 to 10 mm, their shell thicknesses are in a range of 20 to 50 microns.
  • Hollow sphere structures based on iron are known to have densities in the range from 0.2 to 1.5 g / cm 3 .
  • Metallic hollow sphere structures show a pronounced energy absorption and Schalldissipa- ability, these properties are adjustable both by the base material and by the structure structure.
  • the exhaust gas guide region is formed by a perforated tube which is at least partially surrounded by the sound-absorbing material.
  • the exhaust silencer according to the invention can be produced with only slight variation of the exhaust silencer according to the prior art, that is, in particular, while maintaining the perforated tube causing the Helmholtz resonator effect.
  • the exhaust-gas guide region is made available directly by means of exhaust-gas guidance in the sintered body.
  • the perforated tube is then dispensable, wherein the resonator effect is provided by the spaces between the hollow spheres.
  • the sintered body thus provides both effects underlying the sound attenuation, namely the resonator effect and the absorption effect.
  • the sintered body is inserted into a silencer pot forming an outer shell.
  • the structure of the silencer of the prior art can also be retained with regard to the external nature of the silencer.
  • the sintered body has a tight outer shell, so that the sintered body Body itself forms the outer shell of the exhaust muffler.
  • the outer shell can be sealed by, for example, sealing the cavities between the hollow spheres.
  • the invention is based on the generic method in that the absorbent material is formed by a body which is produced in a sintering process.
  • the advantages and peculiarities of the exhaust silencer according to the invention are also realized in the context of a method. This also applies to the particularly preferred embodiments of the exhaust muffler according to the invention.
  • the invention is based on the finding that by using an absorbent sintered body, an exhaust muffler with a particularly simple structure can be made available, which, however, is in no way inferior or even better in terms of the effect of the mufflers of the prior art.
  • the sintered body can be provided without an outer shell and without a perforated inner tube, so that in this way a particularly simple production is made possible.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a heater with an external exhaust muffler
  • FIG. 2 shows a radial section through a part of an exhaust silencer according to the invention in relation to an exhaust gas duct
  • FIG. 3 shows an axial section through a part of an exhaust silencer according to the invention relative to an exhaust gas guide.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a heating device 12 with an external exhaust-gas silencer 10.
  • the vehicle-heating device 12 is connected to the silencer 10 via an exhaust gas line 24.
  • the exhaust gas enters the exhaust muffler 10 through an exhaust gas inlet 14 and out of the exhaust gas outlet 16 through an exhaust gas outlet 16, to then be discharged into the atmosphere via an exhaust 26.
  • FIG. 2 shows a section, which is radial with respect to a tubular exhaust gas duct, through a part of an exhaust silencer 10 according to the invention.
  • FIG. 3 shows an axial section through a part of an exhaust silencer 10 in accordance with a tubular exhaust gas duct.
  • the exhaust gas duct region 18 becomes available, for example, through a perforated pipe 22 or the exhaust gas guide is formed in the sintered body 20.
  • the outer boundary of the sintered body 20 may be sealed, so that a further sheathing is dispensable. When dispensing with the seal such a sheath is provided.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Abgasschalldämpfer (10) für ein Fahrzeugheizgerät (12) mit einem Abgaseinlass (14) und einem Abgasauslass (16) , wobei der Abgaseinlass mit dem Abgasauslass über einen Abgasführungsbereich (18) verbunden ist und wobei der Abgasführungsbereich von einem schallabsorbierenden Material (20) zumindest teilweise umgeben ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das absorbierende Material durch einen gesintertem Körper (20) gebildet ist.

Description

Abgasschalldämpfer für ein Fahrzeugheizgerät
Die Erfindung betrifft einen Abgasschalldämpfer für ein Fahrzeugheizgerät mit einem Abgaseinlass und einem Abga- sauslass , wobei der Abgaseinlass mit dem Abgasauslass über einen Abgasführungsbereich verbunden ist und wobei der Abgasführungsbereich, von einem schallabsorbierenden Material zumindest teilweise umgeben ist .
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Herstellen eines AbgasSchalldämpfers für ein Fahrzeugheizgerät mit einem Abgaseinlass und einem Abgasauslass , wobei der Abgaseinlass mit dem Abgasauslass über einen Abgasführungsbe- reich verbunden ist und wobei der Abgasführungsbereich von einem schallabsorbierenden Material zumindest teilweise umgeben ist .
Fahrzeugheizgeräte benötigen zur Einhaltung der maximal zulässigen Schallemission einen externen Abgasschalldämpfer . Dabei können die Fahrzeugheizgeräte als Standheizungen, reine Zuheizer oder Standheizungen ausgeführt sein, die auch während des Betriebs des Verbrennungsmotors im Zuheiz- betrieb arbeiten können . Die Abgasschalldämpfer arbeiten üblicherweise nach dem Prinzip eines Helmholtzresonators , wobei zusätzlich schallabsorbierendes Material vorgesehen ist . Wie in der DE 38 39 243 C2 beschrieben ist , wird hierzu ein gelochtes Rohr in einen Abgasschalldämpfer einge- bracht . Das Hohlvolumen um das gelochte Rohr wird mit Glaswolle, zum Beispiel Biosil , gefüllt . Das gelochte Rohr kann mäanderförmig durch den Schalldämpfertopf geführt werden.
Im Zusammenhang mit derartig aufgebauten Abgasschalldämpfern sind Nachteile zu verzeichnen. Das gelochte und vorzugsweise gebogene Rohr ist aufwendig und teuer in der Herstellung . Das Einschweißen des Rohrs in den Schalldämpfertopf ist fertigungsintensiv und daher ebenfalls teuer . Die Glaswolle muss maßhaltig zugeschnitten und eingelegt werden, so dass auch in dieser Hinsicht ein aufwendiger Fertigungsschritt vorzusehen ist . Abschließend ist der Abgasschalldämpfer noch mit einem Mantel zu umgeben und zu verschweißen . Insgesamt ist der Aufbau und die Herstellung durch den Einsatz vieler verschiedenere Materialien und Herstellungsverfahren gekennzeichnet, was grundsätzlich nachteilig ist . Zu erwähnen ist auch, dass an die verwendeten Fasermaterialien hohe Anforderungen im Hinblick auf die gesundheitliche Verträglichkeit gestellt sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Abgasschalldämpfer und ein Verfahren zum Herstellen eines Abgasschalldämpfers zur Verfügung zu stellen, so dass ohne Einbußen in der Schalldämpferwirkung oder sogar unter Verbes- serung der Schalldämpferwirkung ein befriedigendes Ergebnis bei verringertem Aufwand zur Verfügung gestellt werden kann .
Die Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprü- che gelöst . Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegebenen.
Die Erfindung baut auf dem gattungsgemäßen Abgasschalldämp- fer dadurch auf , dass das absorbierende Material durch einen gesinterten Körper gebildet ist . Gesinterte Körper werden im Allgemeinen aus einem festen Schüttgut durch Verschmelzung der einzelnen Schüttgutbestandteile unter Umgehung des flüssigen Aggregatszustandes hergestellt . Durch Variation der Ausgangsmaterialien und des Sinterprozesses können dem gesinterten Körper unterschiedliche Eigenschaften vermittelt werden, beispielsweise im Hinblick auf seine Dichte und seine Porosität . Da der gesinterte Körper in einer Form hergestellt wird, entfällt das aufwendige Zu- schneiden der Glaswolle .
Nützlicherweise ist vorgesehen, dass der gesinterte Körper im Wesentlichen aus Metall besteht . Metallische Körper zeigen die erforderliche Stabilität , insbesondere im Hinblick auf mechanische und thermische Belastung.
Es ist bevorzugt , dass der gesinterte Körper im Wesentlichen aus gesinterten Hohlkugeln besteht . Metallische Hohl- kugeln und Hohlkugelstrukturen können in einem weiten Durchmesserbereich sowie mit unterschiedlichen Schalendicken durch Sintern hergestellt werden. Weiterhin sind HohlkugelStrukturen in einem weiten Dichterbereich herstellbar, und sie zeichnen sich durch eine hohe Reproduzierbarkeit und Homogenität der Eigenschaften aus . Die Kugeln liegen in einem Durchmesserbereich von ca . 1 bis 10 mm, ihre Schalendicken liegen in einem Bereich von 20 bis 50 μm. Bei Hohlkugelstrukturen auf Eisenbasis kennt man Dichten im Bereich von 0 , 2 bis 1 , 5 g/cm3. Metallische Hohlkugelstrukturen zeigen ein ausgeprägtes Energieabsorptions- und Schalldissipa- tionsvermögen, wobei diese Eigenschaften sowohl durch den Grundwerkstoff als auch durch den Strukturaufbau einstell- bar sind.
Es kann vorgesehen sein, dass der Abgasführungsbereich durch ein gelochtes Rohr gebildet ist , das von dem schall- absorbierenden Material zumindest teilweise umgeben ist . Insofern kann der erfindungsgemäße Abgasschalldämpfer unter nur geringfügiger Variation des Abgasschalldämpfers gemäß dem Stand der Technik hergestellt werden, das heißt insbesondere unter Beibehaltung des den Helmholtzresonatoreffekt bewirkenden gelochten Rohres .
Nützlicherweise kann aber auch vorgesehen sein, dass der Abgasführungsbereich direkt durch Abgasführung in dem gesinterten Körper zur Verfügung gestellt wird. Das gelochte Rohr ist dann entbehrlich, wobei der Resonatoreffekt durch die Zwischenräume zwischen den Hohlkugeln zur Verfügung gestellt wird. Der gesinterte Körper stellt somit beide Effekte zur Verfügung, die der Schalldämpfung zugrunde liegen, nämlich den Resonatoreffekt und den Absorptionseffekt .
Es kann vorgesehen sein, dass der gesinterte Körper in einen eine Außenhülle bildenden Schalldämpfertopf eingelegt ist . Insofern kann auch im Hinblick auf die äußere Beschaffenheit des Schalldämpfers am Aufbau des Schalldämpfers des Standes der Technik festgehalten werden.
Besonderes nützlich kann aber sein, dass der gesinterte Körper eine dichte Außenhülle aufweist , so dass der gesin- terte Körper selbst die Außenhülle des Abgasschalldämpfers bildet . Die Außenhülle kann zum Beispiel durch Dichtlöten der Hohlräume zwischen den Hohlkugeln abgedichtet werden.
Die Erfindung baut auf dem gattungsgemäßen Verfahren dadurch auf , dass das absorbierende Material durch einen Körper gebildet ist , der in einem Sinterverfahren hergestellt wird. Auf diese Weise werden die Vorteile und Besonderheiten des erfindungsgemäßen Abgasschalldämpfers auch im Rah- men eines Verfahrens realisiert . Dies gilt auch für die besonders bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Abgasschalldämpfers .
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde , dass durch Verwendung eines absorbierenden gesinterten Körpers ein Abgasschalldämpfer mit besonders einfachem Aufbau zur Verfügung gestellt werden kann, der gleichwohl den Schalldämpfern des Standes der Technik von seiner Wirkung her in nichts nachsteht oder diese sogar verbessert . Im einfachs- ten Fall kann der gesinterte Körper ohne Außenhülle und ohne gelochtes Innenrohr vorgesehen werden, so dass hierdurch eine besonders einfache Herstellung ermöglicht wird.
Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen beispielhaft erläutert .
Dabei zeigt :
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Heizgerätes mit einem externen Abgasschalldämpfer; Figur 2 einen bezogen auf eine Abgasführung radialen Schnitt durch einen Teil eines erfindungsgemäßen Abgasschalldämpfers ; und
Figur 3 einen bezogen auf eine Abgasführung axialen Schnitt durch einen Teil eines erfindungsgemäßen Abgasschalldämpfers .
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Heizgerä- tes 12 mit einem externen Abgasschalldämpfer 10. Das Fahrzeugheizgerät 12 ist über eine Abgasleitung 24 mit dem Schalldämpfer 10 verbunden. Das Abgas tritt durch einen Ab- gaseinlass 14 in den Abgasschalldämpfer 10 ein und durch einen Abgasauslass 16 aus diesem aus , um dann über einen Auspuff 26 in die Atmosphäre entlassen zu werden .
Figur 2 zeigt einen bezogen auf eine rohrförmige Abgasführung radialen Schnitt durch einen Teil eines erfindungsgemäßen Abgasschalldämpfers 10. Figur 3 zeigt einen bezogen auf eine rohrförmige Abgasführung axialen Schnitt durch einen Teil eines erfindungsgemäßen Abgasschalldämpfers 10. Der Abgasführungsbereich 18 wird beispielsweise durch ein gelochtes Rohr 22 zur Verfügung gestellt , oder die Abgasführung ist in den gesinterten Körper 20 eingeformt . Die äußere Begrenzung des gesinterten Körpers 20 kann abgedichtet sein, so dass eine weitere Ummantelung entbehrlich ist . Bei Verzicht auf die Abdichtung ist eine solche Ummantelung vorzusehen.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.
Bezugszeichenliste:
D E; 10 Abgasschalldämpfer
12 Fahrzeugheizgerät
14 Abgaseinlass
16 Abgasauslass 0 18 Abgasführungsbereich
20 gesinterter Körper
22 gelochtes Rohr
24 AbgasIeitung
26 Auspuff 5

Claims

ANSPRUCHE
1. Abgasschalldämpfer (10) für ein Fahrzeugheizgerät (12 ) mit einem Abgaseinlass (14) und einem Abgasauslass (16) , wobei der Abgaseinlass mit dem Abgasauslass über einen Abgasführungsbereich (18) verbunden ist und wobei der Abgas- führungsbereich von einem schallabsorbierenden Material (20) zumindest teilweise umgeben ist , dadurch gekennzeichnet, dass das absorbierende Material durch einen gesinter- tern Körper (20 ) gebildet ist .
2. Abgasschalldämpfer (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der gesinterte Körper (20) im Wesentlichen aus Metall besteht .
3. Abgasschalldämpfer (10) nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass der gesinterte Körper (20) im Wesentlichen aus gesinterten Hohlkugeln besteht .
4. Abgasschalldämpfer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasführungs- bereich durch ein gelochtes Rohr (22 ) gebildet ist , das von dem schallabsorbierenden Material zumindest teilweise umgeben ist .
5. Abgasschalldämpfer (10) nach Anspruch 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasführungsbereich direkt durch Abgasführung in dem gesinterten Körper zur Verfügung gestellt wird.
6. Abgasschalldämpfer ( 10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der gesinterte Körper in einen eine Außenhülle bildenden Schalldämpfertopf eingelegt ist .
7. Abgasschalldämpfer (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der gesinterte Körper eine dichte Außenhülle aufweist , so dass der gesinterte Körper selbst die Außenhülle des AbgasSchalldämpfers bildet .
8. Verfahren zum Herstellen eines Abgasschalldämpfers
(10) für ein Fahrzeugheizgerät (12 ) mit einem Abgaseinlass
(14) und einem Abgasauslass (16) , wobei der Abgaseinlass mit dem Abgasauslass über einen Abgasführungsbereich (18) verbunden ist und wobei der Abgasführungsbereich von einem schallabsorbierenden Material (20) zumindest teilweise umgeben ist , dadurch gekennzeichnet, dass das absorbierende Material durch einen Körper (20) gebildet ist , der in einem Sinterverfahren hergestellt wird.
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