Schalldämpfer für Auspuffanlagen von Kraftfahrzeugen

Beschreibung

[0001] 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.

[0002] 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.

[0003] 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 allen im Betrieb des Kraftfahrzeugs gestellten Anforderungen genügen müssen.

[0004] 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.

[0005] Als besonders geeignetes Polyphthalamid für das Gehäuse eines Schalldämpfers hat sich ein Polyphthalamid (PPA) erwiesen, welches zu 45 Massen-% verstärkende Glasfasern enthält.

[0006] Insbesondere kann als Polyphthalamid (PPA) der Werkstoff "AMODEL AS-1145 HS" der Firma Amoco Polymers, Inc., Alpharetta, Georgia 30202, USA, zum Einsatz kommen.

[0007] 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.

[0008] 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.

[0009] Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schalldämpfers können die Endabschnitte des Gehäuses jeweils einen Aufnahmestutzen für eine ein- bzw. ausgangsseitige Rohrleitung der Auspuffanlage ausbilden.

[0010] Hierbei ist es möglich, daß zumindest einer dieser Aufnahmestutzen exzentrisch angeordnet ist. Alternativ können jedoch auch beide Aufnahmestutzen exzentrisch angeordnet sein.

[0011] 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 einoder ausgangsseitige Rohrleitungen der Auspuffanlage aufnehmbar sind. Selbstverständlich können auch beide Endabschnitte einen derartigen Doppelaufnahmestutzen ausbilden.

[0012] Auch als Querschnitt des Gehäuses des erfindungsgemäßen Schalldämpfers sind unterschiedliche Ausführungsformen mbglich, wobei ein derartiger Querschnitt rund, etwa oval oder in anderer Weise geeignet ausgestaltet sein kann.

[0013] Zur Schaffung einer absolut dichten und widerstandsfähigen Verbindung zwischen den Enden der Rohrleitungen und den Aufnahmestutzen des Schalldämpfers ist es zweckmäßig, wenn jedes in einem Aufnahmestutzen aufgenommene Ende einer Rohrleitung von einem zwischen sich und dem Aufnahmestutzen eingepaßten Hitze- und Quetschring umgeben ist.

[0014] Dieser Hitze- und Quetschring kann vorzugsweise aus Teflon ausgebildet sein.

[0015] Alternativ ist es auch möglich, den Hitze- und Quetschring aus einem verdichteten und gepreßten Drahtgestrick auszugestalten.

[0016] 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.

[0017] Im folgenden wird die Erfindung an Hand von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

[0018] 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 Schalldämpfers; und

Figuren 6 bis 10

Vorder- bzw. Hinteransichten unterschiedlicher Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Schalldämpfers.

[0019] 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.

[0020] 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.

[0021] Der in Figur 1 dargestellte Schalldämpfer 1 hat ein Gehäuse 2, in dem die für Schalldämpfer üblichen Funktionselemente aufgenommen sind.

[0022] 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.

[0023] 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.

[0024] 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.

[0025] 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.

[0026] Als derartiges Polyphthalamid (PPA) kann bevorzugt der Werkstoff "AMODEL AS-1145HS" der Amoco Polymers, Inc., Alpharetta, Georgia 30202, USA, zum Einsatz kommen.

[0027] 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.

[0028] 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 %.

[0029] 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.

[0030] 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.

[0031] 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 x 10^-51/Grad C, in Querrichtung 5,0 x 10^-51/Grad C, in einem Temperaturbereich von 100 bis 250 Grad C in Längsrichtung 1,0 x 10^-51/Grad C und in Querrichtung 10,0 x 10^-51/Grad C.

[0032] Zur weiteren Begrenzung der Temperaturbelastung kann das Gehäuse 2 eine zusätzliche Wärmedämmungsschicht aufweisen, die bevorzugterweise aus Steinwolle ausgebildet sein kann.

[0033] 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.

[0034] 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.

[0035] 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 8 ausbildet.

[0036] Im Falle der in Figur 4 dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemaßen 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.

[0037] 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.

[0038] In den Figuren 6 und 8 sind die Vorder- bzw. Rückseite erfindungsgemaßer 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.

[0039] In den Figuren 7 und 9 ist ein mit mehreren abgerundeten und geraden Seiten ausgebildeter Querschnitt des Schalldämpfers 1 vorgesehen, wobei die Ausführungsform gemäß Figur 7 einen einzigen Aufnahmestutzen 6 aufweist, wohingegen die Ausführungsform gemäß Figur 9 einen Doppelaufnahmestutzen 10 hat.

[0040] 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.

Ansprüche

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-1145HS" 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.

Claims

1. Silencer for exhaust systems of motor vehicles, in particular cars and commercial vehicles and buses, having a housing (2) which can be connected at the inlet and outlet side to pipes (7, 9, 12, 13) of the exhaust system, and having function elements which are received inside the housing (2), characterised in that the housing (2) is constructed from a glass-fibre-reinforced and thermally stabilised polyphthalamide (PPA).

2. Silencer according to claim 1, wherein the polyphthalamide (PPA) of the housing (2) contains 45% by mass of reinforcing glass fibres.

3. Silencer according to claim 2, wherein the material "AMODEL AS-1145HS" of Amoco Polymers, Inc., Alpharetta, Georgia 30202, USA, is provided as the polyphthalamide (PPA).

4. Silencer according to any one of claims 1 to 3, whose housing (2) has an additional heat insulation layer.

5. Silencer according to claim 4, wherein the additional heat insulation layer is in the form of rock wool.

6. Silencer according to any one of claims 1 to 5, wherein the housing (2) is divided into a central portion (3) and two end portions (4, 5).

7. Silencer according to claim 6, wherein the end portions (4, 5) of the housing (2) each form a receiving connection piece (6) and (8) for an inlet-side pipe (7) and outlet-side pipe (9), respectively.

8. Silencer according to claim 7, wherein at least one receiving connection piece (6, 8) is arranged eccentrically.

9. Silencer according to any one of claims 6 to 8, wherein at least one end portion (4, 5) of the housing (2) forms a double receiving connection piece (10, 11), in which two inlet-side or outlet-side pipes (12, 13) of the exhaust system can be received.

10. Silencer according to any one of claims 1 to 9, whose housing (2) has a circular, substantially oval or other suitable cross-section.

11. Silencer according to any one of claims 1 to 10, wherein each end of a pipe (7, 9, 12, 13), which end is received in a receiving connection piece (6, 8, 10, 11), is surrounded by a heat and compression ring which is fitted between the end and the receiving connection piece.

12. Silencer according to claim 11, whose heat and compression rings are constructed from Teflon.

13. Silencer according to claim 12, whose heat and compression rings are constructed from a compacted and compressed wire fabric.

Revendications

1. Silencieux pour systèmes d'échappement de véhicules automobiles, en particulier de voitures particulières, de camions et d'autocars, comportant un corps (2) qui peut être connecté côté entrée et côté sortie à des tubulures (7, 9, 12, 13) du système d'échappement, ainsi que des éléments fonctionnels qui sont logés à l'intérieur du corps, caractérisé en ce que le corps (2) est formé d'un polyphtalamide (PPA) renforcé par fibres de verre et stabilisé à la chaleur.

2. Silencieux selon la revendication 1, dans lequel le polyphtalamide (PPA) du corps (2) contient jusqu'à 45% en masse de fibres de verre de renfort.

3. Silencieux selon la revendication 2, dans lequel il est prévu comme polyphtalamide (PPA), le produit "AMODEL AS-1145HS" de la société Amoco Polymers Inc., Alpharetta, Georgia 30202, USA.

4. Silencieux selon une des revendications 1 à 3, dans lequel le corps (2) comporte une couche supplémentaire de calorifugeage.

5. Silencieux selon la revendication 4, dans lequel la couche supplémentaire de calorifugeage est formée de laine de roche.

6. Silencieux selon une des revendications 1 à 5, dans lequel le corps (2) est divisé en un tronçon médian (3) et deux tronçons d'extrémité (4, 5).

7. Silencieux selon la revendication 6, dans lequel les tronçons d'extrémité (4, 5) du corps (2) comportent chacun un embout de raccordement (6) et (8) pour une tubulure (7) et (9) côté entrée et côté sortie.

8. Silencieux selon la revendication 7, dans lequel au moins un embout de raccordement (6, 8) est excentré.

9. Silencieux selon une des revendications 6 à 8, dans lequel au moins un tronçon d'extrémité (4, 5) du corps (2) comporte un embout de raccordement double (10, 11), qui peut recevoir deux tubulures (12, 13) côté entrée ou côté sortie.

10. Silencieux selon une des revendications 1 à 9, dont le corps (2) présente une section transversale ronde, sensiblement ovale ou de forme autre adaptée.

11. Silencieux selon une des revendications 1 à 10, dans lequel chaque extrémité de tubulure (7, 9, 12, 13) montée dans un embout de raccordement (6, 8, 10, 11) est entourée d'une bague comprimée, formant barrière thermique, adaptée à l'embout de raccordement.

12. Silencieux selon la revendication 11, dans lequel la bague comprimée, formant barrière thermique, est en téflon.

13. Silencieux selon la revendication 12, dans lequel la bague pincée, formant barrière thermique, est formée d'un tissu de fil métallique compacté et comprimé.

Zeichnung