[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Abgas-Schalldämpfers nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
[0002] Für die Schalldämpfung von Auspuffanlangen von Kraftfahrzeugen wird das Abgasrohr
auf einem Abschnitt seiner Länge mit umfangsseitigen Perforationen versehen, durch
welche hindurch Schwingungsenergie der Abgase in den das Abgasrohr umgebenden Raum
austreten kann. Dieser Raum ist über die Länge der Perforation mit einem geschlossenen
Schalldämpfergehäuse umgeben, in dem eine Füllung aus Mineralwolle angeordnet ist,
deren Schalldämpfwirkung die aus dem Abgasrohr austretende Schwingungsenergie vernichtet.
[0003] Ein auf der Hand liegendes Verfahren zum Einbringen der Füllung aus Mineralwolle
in das Schalldämpfergehäuse besteht darin, lose Mineralwolle zwischen das Abgasrohr
und das Schalldämpfergehäuse einzustopfen und das Schalldämpfergehäuse sodann endgültig
zu verschließen. Nachteilig ist hierbei jedoch, daß das Einstopfen der losen Mineralwolle
auf Seiten des Schalldämpferherstellers zu nicht unerheblichem Arbeitsaufwand führt,
der den zeitlichen Ablauf der Produktion negativ beeinflußt; bei derartigen Massenprodukten
für Großabnehmer, nämlich die Automobilindustrie, fallen solche arbeits- und zeitintensiven
Herstellungsschritte stark ins Gewicht. Weiterhin ist hierdurch die Einbringung der
gewünschten Sollmenge an Mineralwolle und eine ausreichend gleichmäßige Verteilung
der Dichte nicht zuverlässig und unabhängig von der Geschicklichkeit des Monteurs
erzielbar.
[0004] Daher ist man dazu übergegangen, die Mineralwolle auf Seiten des Mineralwolleherstellers
bereits in die für die Füllung benötigte Form zu bringen und so an den Schalldämpferhersteller
zu liefern, bei dem dann diese Formteile nur noch in das Schalldämpfergehäuse einzusetzen
sind.
[0005] Zur Formstabilisierung solcher Teile aus Mineralwolle sind verschiedene Vorgehensweisen
bekannt, so etwa ein Umwickeln loser Mineralwolle mit einer dünnen Folie und/oder
ein Versteppen. Eine gängige Möglichkeit besteht auch darin, die Mineralwolle auf
Seiten des Herstellers mit Bindemittel zu versehen und dieses auszuhärten, um so
die Formstabilisierung zu erzielen.
[0006] Wie in großem Umfang praktisch ausgeführt, wird hierzu als Rohling eine kunstharzgebundene
Platte verwendet, aus der die gewünschten Formkörper herausgefräst werden. Hierbei
erzielt man sehr maßhaltige Formteile, die auf Seiten des Schalldämpferherstellers
zu geringstmöglicher Störung des Produktionsablaufes führen. Ein weiterer Vorteil
dieses Verfahrens besteht darin, daß der Prozeß zur Herstellung einschließlich der
Aushärtung der Platten aus Mineralwolle großtechnisch in der üblichen Weise ohne
jeden Zusatzaufwand durchgeführt werden kann, und zwar unter Aushärtung des zur Formstabilisierung
der Platten verwendeten Bindemittels im Tunnelofen des Produktionsbandes, so daß
als Zusatzaufwand nach der üblichen Plattenerzeugung nur der Fräsvorgang anfällt.
Ein Nachteil dieses Vorgehens besteht allerdings darin, daß beim Fräsvorgang in nicht
unerheblichem Umfange Abfall anfällt, welcher zwar durch erneutes Einschmelzen wieder
verwendet werden kann, sich jedoch verteuernd auf den Herstellprozeß der Formteile
auswirkt.
[0007] Weiterhin ist es aus der DE-OS 32 05 186 bekannt, die mit noch nicht ausgehärtetem
Bindemittel versehene Mineralwolle um einen der Form des Abgasrohres entsprechenden
Kern herum anzuordnen und in einem der Innenkontur des Schalldämpfergehäuses entsprechenden
Formengehäuse einzuschließen und in dieser Stellung auszuhärten. Nach dem Öffnen
des Formengehäuses und dem Herausziehen des Kernes liegt dann ein einstückiges Formteil
in der Form der gewünschten Schalldämpffüllung vor, welches dem Schalldämpferhersteller
geliegert und von diesem zum Einbau in den Schalldämpfer auf das tatsächliche Abgasrohr
aufgesteckt werden kann. Ein Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß für das
Einbringen der Mineralwolle in die Form und das Entformen erheblicher Arbeitsaufwand
anfällt sowie für die Aushärtung insoferne erheblicher Zusatzaufwand anfällt, als
nicht auf die in den Produktionsvorgang integrierte Aushärtung im Tunnelofen zurückgegriffen
werden kann, wie sie für die Fertigung von Filzen oder Platten für Standardprodukte
üblich ist. Die Härtung in der speziellen Form erfordert somit besondere Investitionen
und zusätzlichen Energieaufwand und kann auf Seiten des Mineralwolleherstellers auch
den Produktionsablauf behindern.
[0008] Darüberhinaus ist dieses Verfahren nur möglich, wenn das Abgasrohr und damit auch
der in seiner Form dem Abgasrohr entsprechende Kern die Form eines einfachen Zylinders
aufweisen, so daß das Formteil nach seiner Aushärtung problemlos abgezogen oder aufgesteckt
werden kann. Bei gebogenen, verzweigten oder sonstwie unregelmäßig geformten Abgasrohren
im Bereich des Schalldämpfers ist dieses Verfahren nicht anwendbar. Hierzu ist es
aus der DE-PS 32 38 638, von der die Erfindung im Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgeht,
bekannt, das aus dem Abgasrohr und entsprechenden Zusatzelementen wie Zwischenwänden
oder dergleichen bestehende Original-Einbauteil des Schalldämpfers auf Seiten des
Mineralwolleherstellers mit Polstern aus vorgeharzter, jedoch noch nicht ausgehärteter
Mineralwolle zu belegen und so in ein Formengehäuse einzubringen und auszuhärten.
Die Mineralwolle kann dabei auch etwas dicker auf das Einbauteil aufgetragen werden,
da sie unter dem Druck des anschließend aufzubringenden Formengehäuses vor der Aushärtung
noch nachgibt. Nach dem Aushärten wird das aus dem Einbauteil und der ausgehärteten
Mineralwolle gebildete Verbundbauteil aus dem Formengehäuse entnommen und so an den
Schalldämpferhersteller geliefert, der dieses Verbundbauteil auf äußerst einfache
Art und Weise durch seitliches Einschieben in das eigentliche Schalldämpfergehäuse
montieren lassen kann.
[0009] Dieses Vorgehen ist noch aufwendiger und umfaßt im Einzelnen folgende Herstellungsschritte:
1. Zulieferung der fertigen Einbauteile für den Schalldämpfer vom Schalldämpferhersteller
an den Mineralwollehersteller,
2. Herstellen von Mineralwollebahnen unter Anreicherung mit einem Kunstharzbindemittel,
3. Erzeugung einer Vielzahl von Polstern z.B. durch Abreißen oder Abschneiden von
den Mineralwollebahnen,
4. Einbringen der Polster und des Original-Einbauteils in ein Formengehäuse,
5. Aushärten des Bindemittels in einer beheizten Vorrichtung,
6. Ausformen der fertigen Verbundbauteile,
7. Rücklieferung der aus den Einbauteilen und der ausgehärteten Mineralwolle bestehenden
Verbundbauteile vom Mineralwollehersteller an den Schalldämpferhersteller.
[0010] Wie ohne weiteres ersichtlich ist, wird hierdurch der für die Herstellung von sogenannten
Wickelformteilen gemäß der DE-OS 32 05 186 bereits erforderliche erhebliche Aufwand
noch dadurch erhöht, daß das Einbringen einer Vielzahl einzelner kleiner Polster arbeitsaufwendiger
ist als das Umwickeln eines geraden Rohres mit einer längeren Mineralwollebahn. Ferner
fällt insbesondere erheblicher Transportaufwand zusätzlich an, da jedes Original-Einbauteil
zunächst vom Schalldämpferhersteller zum Mineralwollehersteller transportiert und
nach der Bildung des Verbundbauteiles von diesem wieder an den Schalldämpferhersteller
zurücktransportiert werden muß.
[0011] Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der aus dem
gattungsgemäßen Stand der Technik bekannten Gattung zu schaffen, welches nicht nur
bei Bedarf eine Verminderung des Transportaufwandes ermöglicht, sondern auch ohne
die Verwendung aufwendiger Maßnahmen zur Formstabilisierung, insbesondere ohne vorherige
Aushärtung durchführbar ist.
[0012] Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs
1.
[0013] Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß z.B. vorgeharzte oder auf sonstige
geeignete Weise imprägnierte Auflagen aus Mineralwolle einen guten inneren Faserzusammenhalt
besitzen, dabei aber dennoch weich und bildsam sind und bei Kompression die komprimierte
Form weitgehend halten, also nur langsam und unvollständig rückfedern. Hierdurch ist
es möglich, derartige Auflagen von Hand annähernd plastisch zu verformen und dabei
- über eine kurze Zeitspanne im wesentlichen bleibend - auch zu komprimieren. Auf
diese Weise kann eine mit üblicher Rohdichte in der Größenordnung von z.B. 50 kg/m³
angelieferte und nicht im Rahmen einer unmittelbar vorangehenden Vorbehandlung auf
eine wesentlich erhöhte Rohdichte gebrachte Auflage im Zuge ihrer Verarbeitung auf
eine wesentlich höhere Rohdichte von z.B. 150 kg/m³ von Hand verdichtet werden; nach
Wegnahme der Druckkraft bleibt dann noch genügend Zeit, bevor ein zu starkes Rückfedern
auftritt, um die Auflage in einem teilkomprimierten, relativ geringes Volumen einnehmenden
Zustand im Schalldämpfer zu montieren und das Schalldämpfergehäuse zu schließen,
ohne daß überschüssiges Mineralwollvolumen an Anlageflächen der metallischen Schalldämpferbauteile
eingeklemmt wird. Der Erfindung liegt die weitere Erkenntnis zurgrunde, daß eine Arbeit
mit derartigen geharzten Auflagen - anders als beim Einbringen loser Mineralwolle
- zu keinen größeren Zeitverzögerungen bei der Schalldämpfermontage selbst führt
und keine besonderen Anforderungen an die Sorgfallt und Geschicklichkeit des Montagepersonals
stellt, wenn die Auflagen entsprechend den Einbringverhältnissen des konkret herzustellenden
Schalldämpfers in genauer, für die jeweilige Einbaustelle typischer Form vorkonfektioniert
sind. Dann ist es möglich, so gebildete Konfektionsteile statt formstabilisierter
Teile unmittelbar bei der Schalldämpfermontage zu verwenden, ohne daß nachteilige
Auswirkungen auf den dortigen Arbeitsablauf zu befürchten sind, zumal infolge der
genauen Konfektionierung eine Verwendung der Konfektionsteile mit größtmöglichen
Abmessungen möglich ist, die überdies die reproduzierbare Erzielung der einzubringenden
Sollmenge und der gewünschten Dichteverteilung gewährleistet.
[0014] Daher schlägt die Erfindung vor, derartige imprägnierte, z.B. vorgeharzte Auflagen
vorkonfektioniert als Konfektionsteile beispielsweise in Form von Zuschnitten, Stanzteilen
oder dgl. an Stelle von formstabilisierten Formteilen zum Montageort des Schalldämpfers
zu liefern und dort in den Schalldämpfer selbst einzubauen. Die Verwendung eines in
der Meridianebene geteilten Schalldämpfergehäuses ermöglicht eine einfache lagegenaue
Belegung des Einbauteiles des Schalldämpfers mit den vorkonfektionierten Polstern.
Sodann wird das Schalldämpfergehäuse in der Meridianebene - ähnlich wie das Formengehäuse
beim gattungsgemäßen Stand der Technik - geschlossen. Dabei schließt die Verwendung
großflächiger Konfektionsteile anstelle einer Vielzahl mehr oder weniger regelloser
Polster ein Einklemmen überstehender Mineralwollteile zwischen aneinander satt anliegenden
Metallflächen des Schalldämpfergehäuses und des Einbauteils aus. Eine Aushärtung
braucht überhaupt nicht zu erfolgen, da eine Formstabilisierung eines ohne Außengehäuse
zu transportierenden Formteiles nicht erforderlich ist. Weiterhin braucht für die
Imprägnierung der Konfektionsteile, welche sie weich und schmiegsam macht, nicht notwendigerweise
ein Bindemittel verwendet werden, sondern kann jedes andere geeignete flüssige Imprägnierungsmittel
verwendet werden, da nach Einbau in den Schalldämpfer das Bindemittel im wesentlichen
ohne Funktion ist und bei Inbetriebnahme des Kraftfahrzeuges in kurzer Zeit wegbrennt.
Es kann somit das Imprägnierungsmittel unter anderen Gesichtspunkten ausgewählt werden,
etwa der Umweltverträglichkeit bei Betrieb des Kraftfahrzeugs, der guten und preiswerten
Verfügbarkeit, der guten und angenehmen Verarbeitbarkeit usw..
[0015] Wenn die Montage des Schalldämpfers beim Schalldämpferhersteller erfolgt, so brauchen
lediglich die imprägnierten Konfektionsteile zu diesem transportiert werden, was
selbst gegenüber einem Transport von formstabilisierten Formteilen alleine noch zu
einer Verminderung der Transportkosten führt. Alternativ kann bei Bedarf jedoch auch
die Schalldämpfermontage beim Mineralwollehersteller erfolgen, um den Betrieb des
Schalldämpferherstellers von diesem Aufwand zu entlasten; da dann im Vergleich zum
Vorgehen nach der DE-OS 32 38 638 zum Einbauteil bzw. zum Verbundbauteil zusätzlich
noch das Originalgehäuse des Schalldämpfers transportiert wird, sind die Transportkosten
zwar von daher geringfügig erhöht, entfällt dafür aber jeglicher Montageaufwand auf
seiten des Schalldämpferherstellers, der lediglich die von ihm gefertigten Metallteile
an den Mineralwollehersteller liefert und den fertigen Schalldämpfer zurückerhält.
Der Transportaufwand kann, soweit die zeitliche Abstimmung der Zulieferung dies zuläßt,
dadurch insgesamt vermindert werden, daß der Mineralwollehersteller den bei ihm fertig
montierten Schalldämpfer sogleich an den Kunden des Schalldämpferherstellers, also
den Automobilhersteller, liefert und so der Transport vom Schalldämpferhersteller
zum Automobilhersteller entfällt; dies ist im Rahmen der Erfindung deshalb möglich,
weil nach dem Schließen des Schalldämpfergehäuses im Anschluß an das Einbringen der
imprägnierten Mineralwollepolster keinerlei Arbeiten am Schalldämpfer mehr erforderlich
sind.
[0016] Insbesondere bei Schalldämpfergehäusen mit elliptischen oder ähnlichem Querschnitt
ergibt sich durch die Maßnahme des Anspruchs 2 auf einfache Weise eine Verminderung
von Dichte unterschieden.
[0017] Wenn der Abnehmer zwischen der Mineralwolle und der Außenseite des Abgasrohres eine
Lage aus Metallwolle wünscht, um das Ausblasverhalten zu verbessern, so können gemäß
Anspruch 3 die Metallwolle entweder in Form eines Metallfaserstrumpfes im Zuge der
Montage vor der Belegung mit Konfektionsteiles auf ein gerades Abgasrohr aufgeschoben
oder in sonstiger Weise, z.B. durch Punktlöten am Einbauteil lagegesichert werden,
oder aber gemäß Anspruch 4 an der in Einbaustellung dem Einbauteil zugewandten Seite
der Konfektionsteile befestigt werden. Gemäß Anspruch 5 kann diese Befestigung mechanisch
etwa durch Steppen erfolgen, oder aber mittels eines Klebers, der jedoch zu seiner
Aushärtung keine zu einer Beeinträchtigung der Imprägnierung der Mineralwolle führende
Wärmeeinwirkung benötigt.
[0018] Gegebenenfalls kann eine Metallfaserlage an das Konfektionsteil aus Mineralwolle
für eine ausreichende Anheftung auch nur angedrückt werden, um durch Verkrall- und
Adhäsionseffekte eine ausreichende Lagesicherung für die Handhabung der so gebildeten
Verbundteile bei der Montage zu erzielen.
[0019] Als Imprägnierungsmittel eignet sich eine Vielzahl von Flüssigkeiten wie auch das
übliche Kunstharzbindemittel für derartige Mineralwolle. Gemäß Anspruch 6 ist eine
Wasser-Öl-Emulsion bevorzugt, die zusätzlich eine verbesserte Faser-Faserhaftung
der Mineralwolle und damit eine Stabilisierung der Umrißform des Konfektionsteils
ergibt. Eine solche Emulsion ist beispielsweise aus der DE-OS 36 16 454 bekannt, auf
die wegen weiterer Einzelheiten insoweit verwiesen wird. Während sich das Wasser
im Betrieb des Kraftfahrzeuges rückstandsfrei und ohne jede Umweltbelastung verflüchtigt,
ist die Umweltbelastung durch den Ölbestandteil denkbar gering. Neben guter und preiswerter
Verfügbarkeit hat eine solche Emulsion auch den Vorteil einer angenehmen Handhabung
der Konfektionsteile bei der Montage.
[0020] Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung einer Ausführungsform anhand der Zeichnung.
[0021] Es zeigt:
Fig. 1 eine auseinandergezogene Darstellung eines mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
hergestellten Schalldämpfers,
Fig. 2 zwei zur Herstellung dieses Schalldämpfers verwendete Auflagen in Form genau
gefertigter Konfektionsteile, die zusammen den Oberteil der Schalldämpffüllung bilden
sollen,
Fig. 3 in einer Fig. 1 ähnlichen Darstellung einen Querschnitt durch einen Schalldämpfer
in einer Zwischenstellung im Zuge seiner Herstellung, und
Fig. 4 in einer Darstellung entsprechend Fig. 3 einen Querschnitt durch einen fertigen,
mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Schalldämpfer.
[0022] Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, besteht ein erfindungsgemäß herzustellender Abgas-Schalldämpfer
aus einem Gehäuse 1 mit einer oberen Gehäusehälfte 1a und einer unteren Gehäusehälfte
1b sowie einem Einbauteil 2 und einer zwischen dem Einbauteil 2 und dem Schalldämpfergehäuse
1 angeordneten Füllung 3 aus Mineralwolle, im Beispielsfalle in Form von 4 Konfektionsteilen
3a, 3b, 3c und 3d.
[0023] Das Einbauteil 2 weist einen vorderen Anschlußstutzen 4 und einen hinteren Anschlußstutzen
5 für den Anschluß an die nicht mehr dargestellte Abgasleitung beispielsweise im Auspuffsystem
eines Kfz auf. Zwischen den Anschlußstutzen 4 und 5 weist das Einbauteil 2 einen
mit Perforationen 6 versehenen Rohrabschnitt 7 auf. Der Rohrabschnitt 7 aus Metall
ist im Beispielsfalle aus zwei Hälften hergestellt, die an einem in der Meridianebene
liegenden Flansch 8 miteinander verbunden sind. In einem Mittelteil zwischen den Anschlußstutzen
4 und 5 ist am Umfang des Rohrabschnittes 7 eine radial angeordnete Distanzscheibe
9 mit einem radial äußeren umlaufenden Stützsteg 10 angeordnet, dessen Kontur der
Innenkontur seines Anlagebereichs im Schalldämpfergehäuse 1 entspricht.
[0024] An den Gehäusehälften 1a und 1b des Schalldämpfergehäuses 1 sind Durchtrittsöffnungen
11 und 12 für die Anschlußstutzen 4 und 5 des Einbauteiles 2 vorgesehen. Im Hinblick
auf die Teilung des Schalldämpfergehäuses 1 in einer in Fig. 4 veranschaulichten Meridianebene
13, in der auch der Flansch 8 des Einbauteiles 2 liegt, sind die Durchtrittsöffnungen
11 und 12 als jeweils an der Gehäusehälfte 11a bzw. der Gehäusehälfte 11b angeordnete
Halbstutzen 11a, 12a bzw. 11b, 12b ausgebildet, welche bei geschlossenem Schalldämpfergehäuse
1 die Anschlußstutzen 4 und 5 beidseitig umfassen. In dieser Stellung liegt der Stützsteg
10 spielfrei an einer entsprechenden Anlagefläche des Schalldämpfergehäuses 1 an und
sichert so die gewünschte Lage des Einbauteiles 2 im Schalldämpfergehäuse 1.
[0025] Im Betrieb des Abgas-Schalldämpfers durchströmt pulsierendes Abgas mit hoher Schwingungsenergie
den Rohrabschnitt 7. Durch die Perforationen 6 hindurch kann ein Druckabbau der Schwingungsenergie
in die umgebende Fül lung 3 aus Mineralwolle erfolgen, welche infolge ihres Schalldämpfvermögens
einen Großteil der Schwingungsenergie vernichtet. Auf diese Weise kommt die Geräuschdämpfung
des Abgas-Schalldämpfers zustande.
[0026] Da das Abgas hohe Temperatur und hohe Schwingungsenergie aufweist, kann es bei längerer
Betriebsdauer zu einer Verminderung des Zusammenhalts der Mineralfasern in der Füllung
3 kommen, mit der Folge, daß einzelne Mineralfasern sich aus dem Verband lösen, die
Perforation 6 durchdringen und mit dem Abgasstrom im Rohrabschnitt 7 ausgeblasen werden
können. Zum Schutz der Mineralfasern der Füllung 3 im Sinne einer Verbesserung des
Ausblasverhaltens kann zwischen dem Außenumfang des Rohrabschnittes 7 im Bereich
der Perforationen 6 und dem Innenumfang der Füllung 3 eine zusätzliche Lage 14 aus
Metallwolle eingebracht werden, welche die Mineralwolle vor der unmittelbaren Beaufschlagung
durch das heiße Abgas schützt.
[0027] Es ist gängige und bewährte Praxis, dem Schalldämpferhersteller die Füllung 3 in
Form von Formteilen zur Verfügung zu stellen, so wie sie beispielsweise in Fig. 1
veranschaulicht sind, wobei die Konfektionsteile 3a, 3b, 3c und 3d in einem solchen
Fall durch ein für solche Zwecke übliches, ausgehärtetes Bindemittel in der veranschaulichten
Form gehalten wären. Die Herstellung solcher Formteile erfolgt entweder in Form einer
materialgebenden Bearbeitung einer entsprechenden ausgehärteten Mineralfaserplatte
zur Erzielung der gewünschten Form (Frästeile) oder durch Aushärtung der bindemittelhaltigen
Mineralwolle in einer Form unter Wärmeeinwirkung. Wie ohne weiteres ersichtlich ist,
können derartige Formteile auf Seiten des Schalldämpferherstellers wie maßhaltige
Konstruktionsteile verwendet und einfach zusammen mit dem Einbauteil 2 in das Schalldämpfergehäuse
1 eingelegt und dieses sodann verschlossen werden, ohne daß sich irgendwelche Probleme
ergeben würden. Eine alternative Vorgehensweise besteht darin, das Original-Einbauteil
2 mit bindemittelhaltigen, jedoch unausgehärteten Polstern zu belegen und in ein
Formengehäuse entsprechend der Kontur des Schalldämpfergehäuses 1 einzubringen und
dort auszuhärten, und das so gebildete Verbundbauteil nach Lieferung an den Schalldämpferhersteller
als Ganzes in das Schalldämpfergehäuse einzusetzen.
[0028] Wie einleitend erläutert ist, besitzen alle diese Vorgehensweisen gewisse Nachteile,
insbesondere was den Herstellungs- und Transportaufwand betrifft. Im Falle einer Verwendung
sogenannter Frästeile ist nachteilig der Zusatzaufwand für die Fräsbearbeitung sowie
der anfallende Abfall; im Falle einer Verwendung in der Form ausgehärteter Formteile,
ob nun einzeln hergestellt oder nach Belegung des Einbauteils mit entsprechenden Polstern,
ist nachteilig insbesondere der Aufwand für einen besonderen Aushärtevorgang, wobei
im Falle der Lieferung eines mit der ausgehärteten Füllung belegten Einbauteiles
noch der erhebliche Transportaufwand für den Hin- und Hertransport der Original-Einbauteile
hinzukommt.
[0029] Aus Sicht des Mineralwolleherstellers am einfachsten wäre natürlich die Lieferung
loser Mineralwolle oder von Mineralwollefilz, von dem geeignete Stücke abgerissen
oder abgeschnitten und in ein umfangsseitig geschlossenes Schalldämpfergehäuse gestopft
werden können, jedoch kann damit auf Seiten des Schalldämpferherstellers mit vertretbarem
Aufwand keine den Qualitätsanforderungen entsprechende Füllung hergestellt werden.
Dabei ist insbesondere zu beachten, daß die Rohdichte eines ohne wesentliche Vorkompression
angelieferten Mineralwollefilzes in der Größenordnung von 50 kg/m³ durch Kompression
erheblich auf beispielsweise 150 kg/m³ und mehr erhöht werden soll, damit die Mineralwolle
die ihr zugedachten Funktionen im Schalldämpfer bestmöglich erfüllen kann. Eine solch
starke Kompression bei der Montage des Schalldämpfers stellt eine unüberwindliche
praktische Schwierigkeit dar, wenn zudem berücksichtigt wird, daß auch die eingebrachte
Sollmenge an Mineralwolle und deren Dichteverteilung vorgegebenen Anforderungen entsprechen
müssen. Dabei muß sichergestellt sein, daß die Halbstutzen 11a und 11b bzw. 12a und
12b dicht am Außenumfang der Anschlußstutzen 4 und 5 anliegen müssen, der Stützsteg
10 sauber am Innenumfang des metallischen Schalldämpfergehäuses 1 anliegen muß und
die in der Meridianebene 13 liegenden, mit 15 und 16 bezeichneten Umfangsflansche
der Gehäusehälften 1a und 1b des Schalldämpfergehäuses 1 dicht aneinander anliegen
müssen, so daß an allen diesen Stellen keine Mineralwolle vorliegen darf.
[0030] Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird nun an Stelle von Formteilen mit imprägnierten,
insbesondere bindemittelhaltigen, jedoch noch nicht ausgehärteten Konfektionsteilen
3a, 3b, 3c und 3d gearbeitet, die in Abhängigkeit von den Einbauverhältnissen im Schalldämpfer
genau vorkonfektioniert sind. Die Konfektionsteile 3c und 3d zur Bildung der in Fig.
1 unteren Teile der Füllung 3 sind in Fig. 2 in einer Draufsicht dargestellt. Sie
sind im Beispielsfalle aus einer Mineralwollbahn mit einer Dicke von 50 mm in exakter
Form ausgestanzt und weisen Einbuchtungen 17, 18 für den Bereich der Anschlußstutzen
4 und 5 auf. Wie auch in der Darstellung aus Fig. 1 schematisch ersichtlich ist,
ergeben die genau bemessenen Einbuchtungen 17 und 18 einen verminderten Materialanteil
in diesem Bereich und somit trotz der einheitlichen Höhe der Konfektionsteile 3a,
3b, 3c und 3d eine verminderte Materialstärke der Füllung in diesem Bereich ohne
Verquetschungen. Die genaue Kontur der Konfektionsteile 3a, 3b, 3c und 3d ist am
besten durch Versuche zu ermitteln; in jedem Falle ist sichergestellt, daß eine eine
passende Verformung ergebende Kontur zur Verfügung steht und bei der Kompression reproduzierbar
stets die gleichen Formänderungen ausführt.
[0031] Auf diese Weise können unter Minimierung des Transportaufwandes lediglich die imprägnierten,
jedoch ungehärteten Konfektionsteile 3a, 3b, 3c und 3d dem Schalldämpferhersteller
geliefert werden, der die Konfektionsteile ähnlich einfach wie Formteile handhaben
und unmittelbar in das Schalldämpfergehäuse einbringen kann, ohne daß der Aufwand
einer Aushärtung der Formteile oder eines Fräsvorganges beim Mineralwollehersteller
anfällt. Wesentlich ist, daß die beispielsweise mit Bindemittel imprägnierten, jedoch
unausgehärteten Konfektionsteile 3a, 3b, 3c und 3d sich in ihrer Konsistenz sehr erheblich
von loser, nicht bindemittelhaltiger bzw. nicht imprägnierter Mineralwolle unterscheiden;
denn durch die Imprägnierung ergibt sich eine erhöhte Geschmeidigkeit und ein verbesserter
Zusammenhalt der Fasern, so daß die Konfektionsteile gut plastisch verformt werden
können und bei nicht zu starker Verformung nur sehr zögernd im Sinne einer Rückfederung
dazu neigen, ihre ursprüngliche Form wieder anzunehmen. Bei einer mäßigen Kompression
eines solchen Konfektionsteiles mit der Hand etwa bleibt die komprimierte Form nach
Wegnahme des Druckes zunächst erhalten und stellt sich nur ganz langsam im Sinne eines
erneuten Auffederns teilweise zurück. Andererseits ist der Zusammenhalt der Fasern
so gut, daß eine Ausfransen oder dergleichen der mit 19 bezeichneten Ränder der Konfektionsteile
auch im Zuge ihrer plastischen Verformung nicht auftritt, sondern als glatte Fläche
erhalten bleibt.
[0032] Der Vorgang der Schalldämpfermontage ist in Fig. 3 näher veranschaulicht.
[0033] Wie daraus ersichtlich ist, werden zunächst die in Fig. 1 unteren Konfektionsteile
3c und 3d in die untere Gehäusehälfte 1b des Schalldämpfergehäuses 1 eingelegt, wobei
sie nicht oder nur geringfügig von Hand beim Einlegen komprimiert sind. Sodann wird
das Einbauteil 2 derart in die untere Gehäusehälfte 1 eingelegt, daß die Distanzscheibe
9 mit dem Stützsteg 10 in einen Spalt zwischen den Konfektionsteile 3c und 3d hineinragt,
und wird das Einbauteil 2 bzw. der Rohrabschnitt 7 in die unteren Konfektionsteile
3c und 3d eingedrückt, wie dies aus Fig. 3 ersichtlich ist. Wie ohne weiteres erkennbar
ist, hat das Eindrücken des Einbauteiles 2 zur Folge, daß die seitlichen Ränder 19
der Konfektionsteile 3c und 3d infolge des durch die Imprägnierung verbesserten Zusammenhalts
der Fasern der Mineralwolle nach innen in Richtung auf den Rohrabschnitt 7 einkippen
und somit in Abstand vom Umfangsflansch 16 gelangen. Der gute Zusammenhalt der Fasern
auch an den stirnseitigen Rändern 19 gewährleistet, daß auch dort keine Büschel oder
Fransen in Richtung auf die metallischen Konstruktionsteile über eine vorgesehe Stelle
hinausstehen und die dortige gegenseitige Anlage stören könnten.
[0034] Sodann werden die oberen Konfektionsteile 3a und 3b auf das in den Konfektionsteilen
3c und 3d eingebettete Einbauteil 2 entsprechend aufgesetzt und von Hand vorkomprimiert.
Nach Aufsetzen der oberen Gehäusehälfte 1a können die beiden Gehäusehälften 1a und
1b zur Bildung des fertigen Schalldämpfergehäuses 1, wie in Fig. 4 dargestellt ist,
aneinandergedrückt werden, wobei die Füllung 3 aus Mineralwolle, ohne an den metallischen
Anlageflächen zu stören, in die endgültig gewünschte Form verpreßt wird. Dabei liegen
die Konfektionsteile 3a, 3b, 3c und 3d überwiegend mit ihren im ebenen Zustand seitlichen
Rändern 19 in der Meridianebene 13 aneinander an, so daß im Beispielsfalle eines elliptischen
Schalldämpfergehäuses 1 zu beiden Seiten des Rohrabschnittes 7 eine große Menge an
Mineralwolle vorliegt und den dortigen vergrößerten Zwischenraum mit ausreichender
Dichte füllt.
[0035] Im vorliegenden Beispielsfalle ist, wie insbesondere aus Fig. 4 ersichtlich ist,
die Breite der Konfektionsteile 3a, 3b, 3c und 3d im wesentlichen entsprechend der
Bogenlänge der Wand der jeweiligen Gehäusehälfte 1a bzw. 1b an der Einbaustelle gewählt
worden, so daß, wie auch Fig. 3 veranschaulicht, ein Anschmiegen der jeweiligen Konfektionsteile
an die Wölbung der zugehörigen Gehäusehälfte seitlich einwärts stehende Ränder 19
ergibt, die im Bereich der Meridianebene 13 enden und in die Bodenfläche des Konfektionsteils
überleiten. Jedoch läßt sich auch bei anderen Ausbildungen eines Schalldämpfers durch
geschickte Wahl der Anordnung und Kontur der Konfektionsteile sowie entsprechende
ergänzende Versuche stets erreichen, daß die Mineralwolle der Konfektionsteile bei
der Kompression in einer solchen Weise verformt wird, daß sich eine gute Ausfüllung
aller schalltechnisch wesentlichen Zwischenräume ergibt und Dichteunterschiede in
der Mineralwolle im fertigen Schalldämpfer begrenzt sind.
[0036] Wenn, wie in Fig. 4 angedeutet ist, in der üblichen Weise ein abschließendes Umbördeln
der Ränder der Gehäusehälften 1a und 1b im Bereich der Umfangsflansche 15 und 16
erfolgt, ist der Schalldämpfer hermetisch geschlossen und mit einer ordnungsgemäßen
Füllung versehen. Der besondere Arbeitsgang eines Aushärtens der Füllung, wenn als
Imprägniermittel Bindemittel verwendet wird, kann vollständig entfallen, da in dieser
Stellung eine zusätzliche Formstabilisierung der Mineralwolle nicht mehr erforderlich
ist. Im Falle der Verwendung von Bindemittel als Imprägniermittel wird jedoch unter
dem Einfluß der heißen Verbrennungsgase bei Beginn der Inbetriebnahme des Kraftfahrzeuges
dennoch eine Aushärtung erfolgen, die jedenfalls unschädlich, mit Blick auf die Verbesserung
des Ausblasverhaltens ggfs. jedoch auch vorteilhaft ist, da sie die Lage der einzelnen
Fasern in der erreichten Stellung zusätzlich sichert.
[0037] Wie ohne weiteres aus der vorstehenden Beschreibung erkennbar wird, können Lagen
14 aus Metallwolle, insbesondere in Schlauchform, vor dem Aufbringen der Füllung
3 am Einbauteil befestigt werden, beispielsweise aufgeschoben oder angelötet werden.
Es ist jedoch alternativ auch möglich, eine entsprechende Lage 14 aus Metallwolle
oder dergleichen an den Konfektionsteilen 3a, 3b, 3c und 3d vorab anzubringen, beispielsweise
durch Steppen oder Kleben, oder auch lediglich durch Haftung infolge gegenseitiger
Faserverkrallung. Hierdurch wird das Verformungsverhalten der stark verformenden,
dem Einbauteil 2 benachbarten Seiten der Konfektionsteile 3a, 3b, 3c und 3d in gewissem
Umfange verändert, was im Bedarfsfalle für eine gezielte lokale Verminderung der
Verformbarkeit ausgenutzt werden kann.
[0038] Kunstharz-Bindemittel, wie es üblicherweise für die Härtung von Mineralfaser-Formteilen
oder -platten verwendet wird, hat sich als im Hinblick auf das Verformungsverhalten
und die Handhabung besonders vorteilhaft erwiesen. Da jedoch eine Aushärtung des Bindemittels
von jedenfalls geringer Bedeutung ist, kann zur Herbeiführung der gewünschten Konsistenz
und des gewünschten Verhaltens der Konfektionsteile auch ein anderes Impräg nierungsmittel
verwendet werden, wie beispielsweise eine Wasser-Öl-Emulsion oder dergleichen.
1. Verfahren zum Herstellen eines Schalldämpfers mit einem der Durchleitung eines
Abgasstromes dienenden, bereichsweise perforierten Einbauteil (2) und einer in den
Hohlräumen zwischen dem Einbauteil (2) und dem Schalldämpfergehäuse (1) angeordneten
Füllung (3) aus Mineralwolle,
bei dem man das Einbauteil (2) mit Auflagen aus mit einem Imprägnierungsmittel versehenem
Mineralwollefilz belegt,
und diese Anordnung mit einer dem Innenraum des Schalldämpfergehäuses (1) entsprechenden
Form umgibt,
dadurch gekennzeichnet,
- daß ein in seiner Meridianebene in zwei Gehäusehälften (1a, 1b) teilbares und an
der Teilungsebene dauerhaft schließbares Schalldämpfergehäuses (1) verwendet wird,
- daß die Auflagen entsprechend ihrer jeweiligen Lage im Schalldämpfer vorkonfektioniert
werden
- daß die so gebildeten Konfektionsteile (3a, 3b, 3c, 3d) am Montageort des Schalldämpfers
zusammen mit dem Einbauteil (2) in das geöffnete Schalldämpfergehäuse (1) selbst
unter Kompression ein gebracht und dieses sodann dauerhaft geschlossen wird, und
- daß der mit den imprägnierten Konfektionsteilen versehene Schalldämpfer ohne vorherige
Wärmebehandlung der Konfektionsteile zum Einbau in die Abgasleitung verwendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konfektionsteile (3a,
3b, 3c, 3d) in einer Breite vorkonfektioniert werden, die der Bogenlänge der Innenwand
der zugehörigen Gehäusehälfte (1a bzw. 1b) zwischen ihren seitlichen Rändern an der
Einbaustelle wenigstens annähernd entspricht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Einbauteil (2)
vor dem Belegen mit den Konfektionsteilen an perforierten Bereichen mit einer Metallfaserlage
(14) abgedeckt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der in Einbaustellung
dem Einbauteil (2) zugewandten Seite der Konfektionsteile vor dem Einbau eine Lage
(14) aus Metallfasern befestigt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Befestigung der Lage
(14) aus Mineralwolle und Metallfasern mechanische Mittel wie Steppen oder dergleichen
angewandt werden oder ein Kleber verwendet wird.
6. Verfahren nach einem Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Imprägnierungsmittel
eine Wasser-Öl-Emulsion verwendet wird.