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DE20000155U1 - Schalldämpfer für Auspuffanlagen von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Schalldämpfer für Auspuffanlagen von Kraftfahrzeugen

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DE20000155U1
DE20000155U1 DE20000155U DE20000155U DE20000155U1 DE 20000155 U1 DE20000155 U1 DE 20000155U1 DE 20000155 U DE20000155 U DE 20000155U DE 20000155 U DE20000155 U DE 20000155U DE 20000155 U1 DE20000155 U1 DE 20000155U1
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silencer
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    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features
    • F01N13/16Selection of particular materials

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust Silencers (AREA)
  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)
  • Characterised By The Charging Evacuation (AREA)

Description

„Schalldämpfer für Auspuffanlagen von Kraftfahrzeugen"
Die Erfindung bezieht sich auf einen Schalldämpfer für Auspuffanlagen von Kraftfahrzeugen, insbesondere Personen- und Lastkraftwagen und Bussen, mit einem Gehäuse, das ein- und ausgangsseitig an Rohrleitungen der Auspuffanlage anschließbar ist, und Funktionselementen, die innerhalb des Gehäuses aufgenommen sind.
Derartige Schalldämpfer kommen praktisch in sämtlichen genannten Auspuffanlagen zum Einsatz. Hierbei handelt es sich um Bauteile, die einerseits mit einem möglichst geringen Gewicht ausgelegt werden müssen, um das Gesamtgewicht des Kraftfahrzeugs niedrig zu halten und die darüber hinaus nach der Nutzungsdauer eines Kraftfahrzeugs in den gesetzlichen Bestimmungen entsprechenderweise recycelt bzw. wiederverwertet werden sollen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schalldämpfer für Auspuffanlagen von Kraftfahrzeugen zu schaffen, der einerseits hinsichtlich seines Gewichts reduziert ist und andererseits besser als aus dem Stand der Technik bekannte Schalldämpfer wiederverwertet werden kann, wobei darüber hinaus seine Korrosionsfestigkeit und Schlagfestigkeit und seine weiteren wärmetechnischen und mechanischen Eigenschaften al-
len im Betrieb des Kraftfahrzeugs gestellten Anforderungen genügen müssen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Gehäuse des Schalldämpfers aus einem glasfaserverstärkten und hitzestabilisierten Polyphthalamid (PPA) ausgebildet ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung des Schalldämpfers kann das Gehäuse des Schalldämpfers in einfacher Weise recycelt werden, wobei die gleichen Verfahren zum Einsatz kommen können, wie sie für aus entsprechenden Werkstoffen gefertigte Stoßstangen gängig sind. Ein derartiges Polyphthalamid (PPA) ist im Vergleich zu den herkömmlicherweise für Gehäuse von Schalldämpfern eingesetzten Werkstoffen leicht, wobei darüber hinaus eine jedweden Anforderungen genügende Korrosionsfestigkeit und Schlagfestigkeit gewährleistet ist.
Als besonders geeignetes Polyphthalamid für das Gehäuse eines Schalldämpfers hat sich ein Polyphthalamid (PPA) erwiesen, welches zu 45 Massen-% verstärkende Glasfasern enthält. 20
Insbesondere kann als Polyphthalamid (PPA) der Werkstoff „AMODEL AS-1145 HS" der Firma Amoco Polymers, Inc., Alpharetta, Georgia 30202, USA, zum Einsatz kommen.
Zur weiteren Begrenzung der das Gehäuse des Schalldämpfers belastenden Temperatur ist es zweckmäßig, wenn das Gehäuse gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schalldämpfers eine zusätzliche Wärmedämmungsschicht aufweist, wobei diese zusätzliche Wärmedämmungsschicht bevorzugterweise aus Steinwolle ausgebildet sein kann.
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Das aus dem genannten Polyphthalamid gefertigte Gehäuse kann sich zweckmäßigerweise in einen Mittelabschnitt und zwei Endabschnitte gliedern, wobei je nach Anforderungsprofil, welches durch die Auspuffanlage vorgegeben wird, eine beliebige Gestaltung der Endabschnitte möglich ist und eine einzige
Grundform eines Mittelabschnitts eingesetzt werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Schalldämpfers können die Endabschnitte des Gehäuses jeweils einen Aufnahmestutzen für eine ein- bzw. ausgangsseitige
Rohrleitung der Auspuffanlage ausbilden.
Hierbei ist es möglich, daß zumindest einer dieser Aufnahmestutzen
exzentrisch angeordnet ist. Alternativ können jedoch
auch beide Aufnahmestutzen exzentrisch angeordnet sein.
Des weiteren können bei besonders gestalteten Auspuffanlagen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Schalldämpfers realisiert werden, bei denen zumindest ein Endabschnitt des Gehäuses einen Doppelaufnahmestutzen ausbildet, in dem zwei ein-
oder ausgangsseitige Rohrleitungen der Auspuffanlage aufnehmbar sind. Selbstverständlich können auch beide Endabschnitte einen derartigen Doppelaufnahmestutzen ausbilden.
Auch als Querschnitt des Gehäuses des erfindungsgemäßen
Schalldämpfers sind unterschiedliche Ausführungsformen möglich,
wobei ein derartiger Querschnitt rund, etwa oval oder
in anderer Weise geeignet ausgestaltet sein kann.
Zur Schaffung einer absolut dichten und widerstandsfähigen
Verbindung zwischen den Enden der Rohrleitungen und den Aufnahmestutzen des Schalldämpfers ist es zweckmäßig, wenn jedes
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in einem Aufnahmestutzen aufgenommene Ende einer Rohrleitung von einem zwischen sich und dem Aufnahmestutzen eingepaßten Hitze- und Quetschring umgeben ist.
Dieser Hitze- und Quetschring kann vorzugsweise aus Teflon ausgebildet sein.
Alternativ ist es auch möglich, den Hitze- und Quetschring aus einem verdichteten und gepreßten Drahtgestrick auszugestalten.
Die innerhalb des Gehäuses aufgenommenen Funktionselemente des Schalldämpfers können in einer aus dem Stand der Technik bekannten Art und Weise ausgebildet sein, wobei sämtliche aus dem Stand der Technik bekannte für Schalldämpfer geeignete Funktionselemente zum Einsatz kommen können.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
20
Es zeigen:
Figur 1 eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen
Schalldämpfers für Auspuffanlagen von Kraftfahrzeugen
in einer ersten Ausführungsform;
Figur 2 eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Schalldämpfers;
Figur 3 eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schalldämpfers;
Figur 4 eine vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Schalldämpfers;
Figur 5 eine fünfte Ausführungsform des erfindungsgemäßen
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Schalldämpfers; und
Figuren
6 bis 10 Vorder- bzw. Hinteransichten unterschiedlicher Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Schalldämpfers.
Eine in Figur 1 dargestellte erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schalldämpfers 1 dient zum Einbau in Auspuffanlagen von Kraftfahrzeugen, wobei es sich bei den Kraftfahrzeugen sowohl um Personen- als auch um Lastkraftwagen und auch um Busse od.dgl. Sonderfahrzeuge handeln kann.
Von der Auspuffanlage, in die der erfindungsgemäße Schalldämpfer 1 eingebaut wird, sind in den Figuren lediglich die dem Schalldämpfer 1 zugeordneten Enden von in bezug auf den Schalldämpfer 1 eingangs- und ausgangsseitigen Rohrleitungen dargestellt.
Der in Figur 1 dargestellte Schalldämpfer 1 hat ein Gehäuse 2, in dem die für Schalldämpfer üblichen Funktionselemente aufgenommen sind.
Das Gehäuse 2 gliedert sich bei der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform des Schalldämpfers 1 in einen Mittelabschnitt 3 und zwei sich beidseitig an den Mittelabschnitt 3 anschließende Endabschnitte 4, 5.
Der in Figur 1 linke bzw. eingangsseitige Endabschnitt 4 bildet einen Aufnahmestutzen 6 aus, in dem das dem Schalldämpfer 1 zugewandte Ende einer Rohrleitung 7 der im übrigen nicht dargestellten Auspuffanlage aufgenommen ist.
Der in Figur 1 rechte bzw. ausgangsseitige Endabschnitt 5 des Schalldämpfers 1 bildet einen Aufnahmestutzen 8 aus, in dem das dem Schalldämpfer 1 zugewandte Ende einer an der Ausgangsseite des Schalldämpfers 1 angeordneten Rohrleitung 9 der im übrigen nicht dargestellten Auspuffanlage aufgenommen ist.
Das Gehäuse 2 des Schalldämpfers 1 ist aus einem glasfaserverstärkten und hitze- bzw. wärmestabilisierten Polyphthalamid (PPA) ausgebildet. Diese Polyphthalamid (PPA) enthält zu 45 Massen-% verstärkende Glasfasern.
Als derartiges Polyphthalamid (PPA) kann bevorzugt der Werkstoff „AMODEL AS-1145HS" der Amoco Polymers, Inc., Alpharetta, Georgia 30202, USA, zum Einsatz kommen.
Bei diesem Werkstoff handelt es sich um einen glasfaserverstärkten wärmestabilisierten technischen Kunststoff, der eine hohe Wärmeformbeständigkeit, einen hohen Biegemodul und eine große Zugfestigkeit aufweist und sich außerdem durch hervorragende Kriechfestigkeit und geringe Feuchtigkeitsaufnahme auszeichnet. Dabei ist die Verarbeitung des genannten Werkstoffs mit herkömmlichen Methoden und Maschinen vergleichsweise wenig aufwendig.
Im trockenen Zustand beträgt seine Dichte 1,56 g/cm3 , seine Schmelztemperatur 310 Grad C, seine Wasseraufnahme in 24 Stunden 0,12 %, seine Formschwindung in Längs- bzw. Querrichtung 0,2 bzw. 0,6 %.
Seine Zugfestigkeit beträgt 259 MPa, seine Bruchdehnung 2,6 %, seine Biegefestigkeit 362 MPa, sein Biegemodul 13600 MPa,
seine Scherfestigkeit 108 MPa, seine Druckfestigkeit 314 MPa, seine Poisson'sche Zahl 0,41, seine Izod-Kerbschlagzähigkeit bei 3,2 mm 133 J/m, seine Izod-Kerbschlagzähigkeit 12,9 kJ/m2, seine Izod-Schlagzähigkeit 72,5 kJ/m2, seine Charpy-Kerbschlagzähigkeit 14,8 kJ/m2, seine Charpy-Schlagzähigkeit 81,2 kJ/m2 und seine Rockwell-Härte 125 R.
Seine Wärmeformbeständigkeit beträgt bei 1,82 MPa 287 Grad C, bei 0,45 MPa 301 Grad C. Seine Dauergebrauchstemperatur beträgt bei 5000 Stunden 185 Grad C, bei 20000 Stunden 165 Grad C.
Bei einer Wandstärke von 3,17 mm ist sein Brandverhalten in HB einzuordnen. Sein linearer Wärmeausdehnungskoeffizient beträgt bei einem Temperaturbereich von 0 bis 100 Grad C in Längsrichtung 1,5 &khgr; 10"5 1/Grad C, in Querrichtung 5,0 &khgr; 10~5 VGrad C, in einem Temperaturbereich von 100 bis 250 Grad C in Längsrichtung 1,0 &khgr; 10"5 VGrad C und in Querrichtung 10,0 &khgr; 10"5 VGrad C.
Zur weiteren Begrenzung der Temperaturbelastung kann das Gehäuse 2 eine zusätzliche Wärmedämmungsschicht aufweisen, die bevorzugterweise aus Steinwolle ausgebildet sein kann.
Bei der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schalldämpfers sind der eingangsseitige Aufnahmestutzen 6 und der ausgangsseitige Aufnahmestutzen 8 der jeweiligen Endabschnitte 4, 5 exzentrisch angeordnet.
Hiervon unterscheidet sich die in Figur 2 dargestellte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schalldämpfers 1, bei dem sowohl der eingangsseitige Aufnahmestutzen 6 als auch der
ausgangsseitige Aufnahmestutzen 8 zentrisch in bezug auf die Endabschnitte 4, 5 angeordnet sind.
Bei dem in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schalldämpfers 1 bildet der eingangsseitige Endabschnitt 4 des Schalldämpfers 1 einen externen Aufnahmestutzen 6 aus, wohingegen der ausgangsseitige Endabschnitt 5 des Schalldämpfers 1 einen konzentrischen Aufnahmestutzen ausbildet.
Im Falle der in Figur 4 dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schalldämpfers 1 bildet sowohl der eingangsseitige Endabschnitt 4 als auch der ausgangsseitige Endabschnitt 5 einen Doppelaufnahmestutzen 10 bzw. 11 aus, in dem zwei Enden eines in bezug auf den Schalldämpfer 1 eingangsseitigen Rohrleitungssystems 12 bzw. ausgangsseitigen Rohrleitungssystems 13 aufgenommen sind.
Schließlich hat die in Figur 5 dargestellte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schalldämpfers 1 einen eingangsseitigen Endabschnitt 4 mit einem zentrischen Aufnahmestutzen 6, wohingegen der ausgangsseitige Endabschnitt 5 einen Doppelaufnahmestutzen 11 ausbildet, in dem zwei Enden eines in bezug auf den Schalldämpfer 1 ausgangsseitigen Rohrleitungssystems 13 gehaltert sind.
In den Figuren 6 und 8 sind die Vorder- bzw. Rückseite erfindungsgemäßer Schalldämpfer 1 dargestellt, die einen in etwa ovalen Querschnitt aufweisen, wobei im Falle des in Figur 6 dargestellten Schalldämpfers 1 ein mittig angeordneter Aufnahmestutzen 6 und im Falle des in Figur 8 dargestellten
Schalldämpfers 1 ein Doppelaufnahmestutzen 10 vorgesehen sind.
In den Figuren 7 und 9 ist ein mit mehreren abgerundeten und geraden Seiten ausgebildeter Querschnitt des Schalldämpfers vorgesehen, wobei die Ausführungsform gemäß Figur 7 einen einzigen Aufnahmestutzen 6 aufweist, wohingegen die Ausführungsform gemäß Figur 9 einen Doppelaufnahmestutzen 10 hat.
Bei der in Figur 10 im Prinzip dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schalldämpfers hat dieser einen kreisförmigen Querschnitt, wobei ein zentrisch angeordneter Aufnahmestutzen 6 vorgesehen ist.

Claims (13)

1. Schalldämpfer für Auspuffanlagen von Kraftfahrzeugen, insbesondere Personen- und Lastkraftwagen und Bussen, mit einem Gehäuse (2), das ein- und ausgangsseitig an Rohrleitungen (7, 9, 12, 13) der Auspuffanlage anschließbar ist, und Funktionselementen, die innerhalb des Gehäuses (2) aufgenommen sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) aus einem glasfaserverstärkten und hitzestabilisierten Polyphthalamid (PPA) ausgebildet ist.
2. Schalldämpfer nach Anspruch 1, bei dem das Polyphthalamid (PPA) des Gehäuses (2) zu 45 Massen-% verstärkende Glasfasern enthält.
3. Schalldämpfer nach Anspruch 2, bei dem als Polyphthalamid (PPA) der Werkstoff "AMODEL AS-114SHS" der Amoco Polymers, Inc., Alpharetta, Georgia 30202, USA, vorgesehen ist.
4. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dessen Gehäuse (2) eine zusätzliche Wärmedämmungsschicht aufweist.
5. Schalldämpfer nach Anspruch 4, bei dem die zusätzliche Wärmedämmungsschicht aus Steinwolle ausgebildet ist.
6. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das Gehäuse (2) in einen Mittelabschnitt (3) und zwei Endabschnitte (4, 5) gegliedert ist.
7. Schalldämpfer nach Anspruch 6, bei dem die Endabschnitte (4, 5) des Gehäuses (2) jeweils einen Aufnahmestutzen (6) bzw. (8) für eine ein- bzw. ausgangsseitige Rohrleitung (7) bzw. (9) ausbilden.
8. Schalldämpfer nach Anspruch 7, bei dem zumindest ein Aufnahmestutzen (6, 8) exzentrisch angeordnet ist.
9. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei dem zumindest ein Endabschnitt (4, 5) des Gehäuses (2) einen Doppelaufnahmestutzen (10, 11) ausbildet, in dem zwei ein- oder ausgangsseitige Rohrleitungen (12, 13) der Auspuffanlage aufnehmbar sind.
10. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dessen Gehäuse (2) einen runden, etwa ovalen oder anderen geeigneten Querschnitt aufweist.
11. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem jedes in einem Aufnahmestutzen (6, 8, 10, 11) aufgenommene Ende einer Rohrleitung (7, 9, 12, 13) von einem zwischen sich und dem Aufnahmestutzen eingepaßten Hitze- und Quetschring umgeben ist.
12. Schalldämpfer nach Anspruch 11, dessen Hitze- und Quetschringe aus Teflon ausgebildet sind.
13. Schalldämpfer nach Anspruch 12, dessen Hitze- und Quetschringe aus einem verdichteten und gepreßten Drahtgestrick ausgebildet sind.
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