DE2917586C2

DE2917586C2 - Auspufftopf aus emailliertem Stahlblech

Info

Publication number: DE2917586C2
Application number: DE2917586A
Authority: DE
Inventors: Werner Dr.-Ing. 8450 Amberg Baumann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-04-30
Filing date: 1979-04-30
Publication date: 1982-11-18
Also published as: US4382487A; WO1980002439A1; GB2057925B; EP0027809A1; GB2057925A; DE2917586A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Auspufftopf aus email-Iiertem Stahlblech gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei dem bekannten Auspufftopf dieser Art (DE-GM 39 530) ist ein Verschlußstück für eine Zusatzöffnur.,3 in der Topfwandung, durch die überschüssiger Emailschlicker aus dem Topf wieder entfernt werden kann, am Topfmantel durch Verschmelzen des Emails befestigt. Es hat sich nun gezeigt, daß eine Verschmelzung des auf die Stahlblechoberflächen der miteinander zu verbindenden Auspufftopfteile aufgetragenen Emailschlickers nach dessen Trocknung zu keiner verläßlichen, dauerhaften Verbindung der Teile führt, die J 1 erheblichen Temperatur- und Schwingungsbelastungen des Kraftfahrzeugbetriebs ausgesetzt sind, welche ständig Spannungswechselbeanspruchungen im Topf· material hervorrufen.

Es wurde deshalb eine andere Verbindungstechnik der Einzelteile von Auspufftöpfen entwickelt (US-PS 09 862), bei der die benachbarten Blechteile noch vor der Emaillierung in eine Legierung getaucht werden, um sie miteinander zu verbinden. Diese sogenannte »precoat alloy« stellt in diesem Fall die eigentliche .Verbindung zwischen den Auspuff topf teilen her, noch bevor die ßmaillierung dieser Teile erfolgt _j Eine Verschmelzung des Emäilschlickers als alleiniges Verbindungsmittel der Auspufftopfteile ist bei dieser Konstruktion demnach nicht vorgesehen.

Es ist ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Emailgeschirrs bekannt (DD-PS 1 06 418), bei welchem die emaillierten Einzelteile durch eine Emailschicht miteinander verbunden v/erden sollen. Zu diesem Zweck werden fertigemaillierte Gegenstände zusammengesetzt, mit Emailschlicker versehen und die zwischen den Berührungsflächen dieser Gegenstände befindliche Emailschlickerschicht gemeinsam mit dem auf der freien Oberfläche der Gegenstände befindlichen Emailschlicker gebrannt. Eine solche Verbindungstechnik ist für Auspufftopfteile und insbesondere für Schalldämpfungselemerite von Auspufftcpfen jedoch nicht geeignet, weil sie aufgrund der extremen Belastungen, denen diese Teile im Betriebszustand unterliegen, keine in wirtschaftlicher Hinsicht brauchbare Lebensdauer der Auspufftöpfe ergibt

Ausgehend von Auspufftöpfen der eingangs bezeichneten, bekannten Art bestand die Aufgabe, die Emaillierung der Schalldämpfungselemente und des Topfmantels zuverlässiger und bei der Fertigung überwachbar auszuführen und ihre Verbindung mit dem Topfmantel fertigungstechnisch einfach, äußerst zuverlässig und dauerhaft zu gestalten.

Diese Aufgabe wird vorteühafterweise durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 enthaltene Lehre gelöst

Danach ist die Voremaillierung der miteinander zu verbindenden Teile maßgeblich für die Langzeitbeständigkeit und Gebrauchstüchtigkeit der aus emailliertem Stahlblech bestehenden Auspufftöpfe b?.w. der in ihrem Inneren befindlichen Schalldämpfungselemente. Ein solcher Auspufftopf kann, gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, auch aus einem durch zwei Schalen mit umlaufender Überlappung gebildeten Topfmantel hergestellt sein, die durch die Emaillierung in der Überlappung miteinander verbunden sind.

Auch hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Schalldämpfungselemente im Folgebrand unter Hinzufügung noch eines weiteren Emails zu verbinden und/oder die oberste Schicht des Emails als Trägerschicht für Substanzen vorzusehen, welche die physikalischen und chemischen Eigenschaften des Topfinneren verändern.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung des Längsschnittes eines emaillierten Auspufftopfes mit zylindrischem Mantel und eingebauten Schalldämpfungselementen,

Fig.2 eine schematische Darstellung des Längsschnittes eines emaillierten Auspufftopfes mit konischem Mantel und eingebauten Schalldämpfungselementen,

F i g. 3 eine schematische Stirnansicht eines aus zwei Schalen mit umlaufender Überlappung bestehenden Auspufftopfmantels und

F i g. 4 eine schematische Darstellung einer geschnittenen Draufsicht des Auspufftopfmantels von F i g. 3 mit eingebauten Schalldämpfungselementen.

Das Emaillieren von Eisen bzw. Stahl erfolgt in an sich bekannter Weise dadurch, daß auf den Stahl zunächst eine sogenannte Grundemaille gelegt wird. d.h. eine gemahlene Silikatschmelze mit Haftoxiden (Kobalt. Nicke!, u. a.) und anderen Haftvermittlern. Das Email wird mit Ton zu einem Brei aufbereitet, der auch Schlicker genannt wird und auf den Stahl aufgetragen wird. Der Emailauftrag schmilzt im Brennofen bei 800 bis 90O⁰C und erlangt dabei einen teigigflüssigen Zustand, wobei er mit dem Stahl chemisch reagiert Es erfolgt ein Ionenaustausch, bei dem die Eisenatome in

Richtung Schmelze wandern und die Kobaltatäme oder anderen Atome in Richtung Eisen wandern. Dabei bildet sich eine harte oxidische Zwischenschicht, die von dem Stahl nicht lösbar ist.

Die Voremaillierung der Innenteile des Auspufftopfes, also insbesondere der Schalldämpfungselemente, wie sie in den F i g. 1 bis 4 in Form von mit Lochungen versehenen Zwischenwänden dargestellt sind, sowie der Innenwandung des Topfmantels geschieht deshalb, weil anderenfalls der Topfmantel die Strahlung und den Wärmefluß für uie Innenteile während des Brennprozesses so abschirmt, daß an diesen Innenteilen das Email nicht mehr in der erforderlichen Weise fließen kann oder eine schädliche Überhitzung der Außenteile, also insbesondere des Topfmamels erfolgt.

In Fig. 1 ist eine schematische Längsschnittansicht eines einen zylindrischen Topfmantel 8 kreisrunden Querschnitts aufweisenden emaillierten Auspufftopfes dargestellt. Der Topfmantel 8 ist längsgeschweißt. An den Stirnflächen berindet sich je ein Kopfstück 9a, 9b mit angeschweißtem Anschlußrohr lla, 116. Im Topfinneren befinden sich Schalldämpfungselemente 10, die mit Lochungen und Durchbrüchen versehen sind. Diese Schalldämpfungselemente bilden, wie aus Fig.4 ersichtlich, Zwischenwände 21 und sind as ihren Umfangsrändern mit parallel zur Innenwandung des Topfmantels 8 umgebogenen Befestigungsflächen 22 versehen. Die Schalldämpfungselemente und die Innenwandung des Topfmantels 8 sind voremailliert. Zwischen den dem Topfmantel 8 zugewandten Oberflächen dieser Befestigungsflächen und die Topfmanteloberfläche schiebt sich beim Zusammenbau der genannten Teile Emailschlicker, der beim Brennprozeß die einander gegenüberliegenden Teile der umgebogenen Befestigungsflächen der Kopfstücke 9a, 9b und der Schalldämpfungselemente 10 durch Verschmelzen fest miteinander verbindet und im Folgebrand ausreagiert.

Der in F i g. 2 schematisch im Längsschnitt dargestellte Auspufftopf weist eine konische oder kegelförmige Gestalt auf. die sich durch weniger ausgeprägte Resonanzfreauenzen auszeichnet und sich ebenfalls durch Zusammenschmelzen der einzelnen Bauteile, also der innerhalb des konischen Topfmantels 12 befindlichen Schalldämpfungselemente 14 mit ihren umgebogenen Befestigungsflächen 23 und der mit den eingeschweißten Anschlußrohren 15a. 15£> versehenen und ebenfalls umgebogene Befestigungsf'achen 23 aufweisenden Kopfstücke, mit dem kegelförmigen Topfmantel 12 herstellen läßt. Die Konizität des Topfmantels eignet sich in besonderem Maße für eine enge, die Verschmelzung fördernde Passung der Bauteile. Auch in diesem Falle schiebt sich wie bei der Ausführungsform nach Fig.! beim Zusammenbau der Teile F.mailschlicker zwischen die einander gegenüberliegenden Oberflächen von Topfmantel und die Schalldämpfungselemente bzw. Kopfstücken, der dann beim Brennen zu einem Zusammenschmelzen der Bauteile mit der Topfmantelinnenseite führt.

Durch Voremaillierung lassen sich bei diesen konstruktiven Ausführungsformen auch in den Fällen ausreichend feste Verbindungen zwischen den Bauteilen erreichen, in denen die Erhitzung der Bauteile auf Schwierigkeiten stößt, weil der Auspufftcpfmantel während des Brennvorganges den Wärmestrom ins Topfinnere behindert. Die Voremaillierung der im Topfinneren befindlichen Bauteile läßt sich auch mit einem besonders resistenten Email durchführen.

Es sind ferner konstruktive Ausbildungen denkbar, bei denen das Email des Auspuff topfes eine Trägerschicht für Substanzen aufweist, welche die physikalischen und chemischen Eigenschaften des Topfes verändern.
Die in den F i g. 3 und 4 dargestellte Ausführungsform des Auspufftopfes weist einen Topfmantel aus zwei mit umlaufender Überlappung 24 gebildeten Schalen 16 und 17 auf, die durch die Emaillierung in ^r Überlappung miteinander verbunden sind. Diese öcHIen werden durch die in den Auspufftopf eingesetzten Schalldämpfungselemente 21 in Form von in Fig. 1 mit 10 bezeichneten, mit Durchbrüchen versehenen Zwiscnenwänden ?! auf einem gewünschten Abstand gehalten. Der Überlappungsrand der oberen Schale 17 (F i g. 3) ist mit 24 bezeichnet. In der unteren Schale 16 sind die Gaseintritts- und Gasaustrittsrohre 19 bzw. 20a, 20b angeordnet und dort mit der Schale verschweißt. Die die Schalldämpfungselemente bildenden Zwischenwände 21 ragen über die untere Halbschale 16 um die Tiefe der oberen Halbschale 17 hinaus, wie bei 18 in Fig. 3 ersichtlich ist, und sind dort zweckmäßigerweise parallel zur Schalenoberfläche umgebogen.

Die beiden Schalen 16 und 17 sind also offene Körper, die problemlos emailliert und kontrolliert werden können. Die untere Schale 16, v.-elche die Schalldämpfungselemente trägt, wird voremailliert. Die *ibere Schale 17 wird dann im mit Emailschlicker benetzten nassen Zustand auf die untere Schale aufgeschoben. Dies geschieht so weit, bis diese obere Schale auf den Zwischenwänden 21 aufsitzt.

Beim nachfolgenden Brennen der aufsinandergeschobenen Schalen 16 und 17 schmelzen diese dann im Berührungsbereich durch den dort befindlichen Hmailschlicker zusammen. Das gleiche geschieht auch im Beiührungsbereich der umgebogenen Befestigungsflächen der Zwischenwände 21. die mit den Innenwänden der Schalen zusammenschmelzen, wodurch eine äußerst zuverlässige und dauerhafte Verbindung zwischen den genann¹ η Teilen erreicht wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Auspufftopf aus emailliertem Stahlblech, dessen beide Enden durch Kopfteile verschlossen sind, in dessen Innerem sich Schalldämpfungselemente befinden, und der Bauteile aufweist, die mittels Emailschlicker durch Verschmelzen des Emails an der Wandung des Topfmantels befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalldämpfungselemente (10, 14) die Bauteile sind, welche durch Verschmelzen des Emails befestigt sind, daß die Schalldämpfungselemente Zwischenwände (21) bilden, welche voremailliert sind, wobei sie an ihren Umfangsrändern parallel zur Innenwandung des Topfmantels (8, 12 bzw. Schalen 16, 17) ,5 umgebogene Befestigungsflächen (22,23) aufweisen, die mit einem erst im Folgebrand ausreagierenden Email überzogen sind, und wobei auch die Innenwandung des Topfmantels (8,12 bzw. Schalen 16, 17) voremailliert und mit einem erst im Folgebrand ausreagierenden Email überzogen ist

2. Auspairtopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sein Toprmantei durch zwei Schalen (16, 17) mit umlaufender Überlappung (24) gebildet ist, die durch die Emaillierung in der Überlappung miteinander verbunden sind.

3. Auspufftopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ScheMdämpfungselemente im Folgebrand unter Hinzufügung noch eines weiteren Emails verbunden sind.

4. Auspufftopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die oberste Schicht des Emails als T. „gerschicht für Substanzen vorgesehen ist, welche die phy.'ikaliscHn und chemischen Eigenschaften des Topfinneren verändern.

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