DE4301749A1

DE4301749A1 - Schalldämpfer

Info

Publication number: DE4301749A1
Application number: DE4301749A
Authority: DE
Original assignee: Illbruck GmbH
Current assignee: HT Troplast AG
Priority date: 1993-01-23
Filing date: 1993-01-23
Publication date: 1994-07-28

Description

Die Erfindung betrifft einen Schalldämpfer zur Durchlei tung von Abgasen aus Verbrennungsmotoren, aus einem offenporigen mineralischen Material.

Im Stand der Technik ist es bekannt, herkömmliches Kera mikmaterial für diesen Einsatzzweck zu verwenden. Es wird bspw. auf die DE-OS 39 30 501 verwiesen. Weiter ist auf die DE-OS 33 03 204 und die EP 417 583 zum Stand der Technik zu verweisen. Aus der DE-OS 40 29 383 ist es bekannt, aus einem porösen keramischen Material Abgas schalldämpfer für ein Kraftfahrzeug herzustellen. Hier bei ist aber darauf abgestellt, daß das Abgas den kerami schen Körper durchsetzt. Damit sind aufwendige Gestal tungsmaßnahmen in dem Keramikkörper verbunden. Auch tritt ein erheblicher Druckverlust auf.

Zum Stand der Technik ist des weiteren auf die DE-OS 37 29 219 zu verweisen, die einen Abgasschalldämpfer aus Ziegelton betrifft. Schalldämpfer mit Teilen aus kerami schem Material sind auch aus der DE-OS 32 24 224 be kannt. Auch auf die DE-OS 38 17 173 wird verwiesen.

Ausgehend von dem vorbeschriebenen Stand der Technik stellt sich der Erfindung die Aufgabe, einen Schalldämp fer zur Durchleitung von Abgasen aus Verbrennungsmotoren anzugeben, welcher bei einfacher Herstellung eine mög lichst wirksame Schalldämpfung ergibt.

Diese Aufgabe ist bei dem Gegenstand des Anspruches 1 gelöst, wobei darauf abgestellt ist, daß der schallabsor bierende Körper aus einem Material auf Geopolymerbasis besteht. Überraschend ist für einen Schalldämpfer ein Material gefunden worden, das sowohl einfach zu verarbei ten wie auch hochtemperturbeständig ist und insbesondere auch eine wirksame Schalldämpfung ergibt. Weiter ist vorgesehen, daß der Körper formgeschäumt ist. Darüber hinaus ist auch vorgesehen, daß der schallabsorbierende Körper bei einer Temperatur < 100° formgeschäumt ist, wobei das Treibmittel bspw. H₂O₂ ist. Alternativ emp fiehlt es sich, bei einer Temperatur von 100 bis 250°C formzuschäumen und ein organisches Treibmittel wie bspw. Azodicarbonamid zu verwenden. Das aus Geopolymer gebilde te Material besitzt eine unregelmäßige Porosität. Der Strömungswiderstand ist zwischen 10 und 100 Rayl/cm, bevorzugt 20 bis 50, eingestellt. Erfindungsgemäß ist also erkannt worden, daß mittels einer unregelmäßigen Porosität in dem mineralischen Material eine vergleichs weise breitbandige Schalldämpfung erreicht werden kann. Durch die Einstellung des Strömungswiderstandes in dem genannten Bereich ist es darüber hinaus möglich, die Schalldämpfung durch ledigliche Durchleitung der Abgase durch den Körper in dort ausgebildeten Leitungsführungen zu erreichen, ohne daß es erforderlich ist, daß das Abgas den Körper aus mineralischem Material als solchem durchsetzt. Es ist möglich, eine Schäumhaut, die sich bei dem verwandten Material jeweils bildet, auf den die Strömungswege bildenden Flächen des Schalldämpfers zu entfernen. Auf dem Außenumfang des Schalldämpfers ist diese Schäumhaut erfindungsgemäß integriert und er wünscht. Der Schall kann so im wesentlichen ungehindert in den Körper eintreten. Nach außen ist jedoch eine gewisse zusätzliche Dämpfung erreicht. Weiter ist es möglich, den Schalldämpfer konstruktiv so auszugestal ten, daß er sich aus zwei Teilen zusammensetzt, in wel chen je etwa hälftig eine einen Strömungsweg bildende Fläche ausgeformt ist. In jeder Hälfte befindet sich also eine halbschalenartige Begrenzungsfläche eines Strömungsweges. Durch Zusammensetzung der beiden Schall dämpferteile ergibt sich somit ein geschlossener Strö mungsweg. Auch empfiehlt es sich, den Strömungsweg in dem Körper aus mineralischem Material mit Krümmungen auszugestalten. Hierdurch läßt sich auch erreichen, daß im Bereich der Krümmungen eine andere wirksame Tiefe des Keramikkörpers hinsichtlich der Schalldämpfung gegeben ist, als im Bereich der nicht abgelenkten Strömung. Die Krümmungen sind bevorzugt so vorgesehen, daß in einer Projektion zumindest ein Bereich des Strömungsweges des Schalldämpfers vollkommen überdeckt ist, also zumindest theoretisch kein Weg gegeben ist, auf dem eine Strömung den Schalldämpfer geradlinig durchsetzen könnte. Weiter ist es vorteilhaft, die Schalldämpferteile außenseitig mit einem mit dem Körper aus mineralischem Material vorzugsweise verhafteten Maschengewebe zu versehen. Beispielsweise kann das Maschengewebe in die Form, in welcher die Schalldämpferteile ausgebildet werden, einge legt werden und somit an- oder eingeschäumt werden. Es ergibt sich insgesamt eine größere Stabilität der Schall dämpferteile.

Nachstehend ist die Erfindung des weiteren anhand der beigefügten Zeichnung, die jedoch lediglich ein Ausfüh rungsbeispiel darstellt, erläutert. Hierbei zeigt:

Fig. 1 eine Vorderansicht eines Schalldämpfers;

Fig. 2 eine Seitenansicht des Schalldämpfers gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Schalldämpfer gemäß Fig. 1;

Fig. 4 ein Unterteil des Schalldämpfers gemäß den Fig. 1 bis 3, in perspektivischer Ansicht;

Fig. 5 eine weitere Ausgestaltung eines Schall dämpfers gemäß den Fig. 1 bis 4, mit einem außen aufgebrachten Maschenkörper;

Fig. 6 eine Draufsicht auf den Schalldämpfer gemäß Fig. 5;

Fig. 7 eine Seitenansicht des Schalldämpfers gemäß Fig. 5;

Fig. 8 ein unteres Teil eines Schalldämpfers gemäß den Fig. 5 bis 7, in perspektivischer Darstel lung.

Dargestellt und beschrieben ist, zunächst mit Bezug zu den Fig. 1 bis 4, ein Schalldämpfer 1 zur Durchleitung von Abgasen aus Verbrennungsmotoren. Der Schalldämpfer 1 kann gegebenenfalls noch mit einem (nicht dargestellten) Halterungsgehäuse umgeben sein. Der Schalldämpfer 1 besteht weiter aus einem offenporigen mineralischen Material, was in der Zeichnung lediglich angedeutet ist.

Das Material ist auf Basis eines Geopolymers gebildet, wie es in den eingangs genannten Literaturstellen im einzelnen weiter beschrieben ist. Das Material besitzt eine unregelmäßige Porosität, d. h. offene Poren größeren und kleineren Durchmessers sind vorhanden. Insgesamt ist die Porosität so eingestellt, daß sich ein Strömungswi derstand zwischen 10 und 100 Rayl/cm, bevorzugt 20 bis 50 ergibt.

Wie in Fig. 3 angedeutet und insbesondere auch Fig. 4 zu entnehmen ist, ist ein Strömungsweg 2 in dem Schalldämp fer 1 derart ausgebildet, daß er unter Krümmungen 2′, 2′′ in dem Schalldämpfer 1 verläuft. Die äußere Gestal tung des Schalldämpfers 1 ist jedoch an diesen Krümmungs verlauf nicht angepaßt, so daß sich bezüglich des Strö mungsweges 2 im Verlauf durch den Schalldämpfer 1 unter schiedliche Abstände a, b ergeben, welche die Dämpfungs charakteristik positiv beeinflussen.

Wie weiter aus den Fig. 1 bis 3 zu entnehmen ist, ist der Schalldämpfer 1 mittig, d. h. bezüglich einer Längs ebene des Strömungsweges 2 geteilt, so daß sich zwei Schalldämpferhälften, eine obere Schalldämpferhälfte 3 und eine untere Schalldämpferhälfte 4 ergeben.

Darüber hinaus kann sich der Schalldämpfer 1 aber auch aus mehreren Teilen zusammensetzen.

Wie Fig. 4 zu entnehmen ist, ist hierbei eine solche Behandlung des Materials vorgenommen worden, daß eine sich beim Schäumen eines solchen Materials ergebende Schäumhaut im Bereich der Oberfläche des Strömungsweges 2 entfernt, dagegen auf den übrigen Flächen belassen ist. So ergibt sich ein gutes Schalleindringvermögen im Bereich des Strömungsweges 2 des Abgases.

Die Ausführungsform gemäß den Fig. 5 bis 8 entspricht im wesentlichen der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 bis 4, so daß bezüglich gleicher Ausgestaltungen auf die vorste hende Beschreibung verwiesen wird.

Wesentlich bei der Ausgestaltung der Ausführungsform gemäß den Fig. 5 bis 8 ist, daß der Schalldämpfer 1 außenseitig mit einem Maschengewebe 5, bspw. aus Glasfa sern versehen ist. Dies verbessert den Zusammenhalt eines solchermaßen aus mineralischem Material gebildeten Schalldämpfers. Das Maschengewebe 5 ist nicht auf der Trennfläche 6 (vgl. Fig. 8) vorgesehen. Das Maschengewe be 5 kann beim Schäumvorgang unmittelbar in die Form eingelegt werden, so daß durch den Schäumvorgang des Materials sich eine Verhaftung zu dem Maschengewebe 5 ergibt.

Die in der vorstehenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung von Bedeutung sein. Alle offenbarten Merkmale sind erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Priori tätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhalt lich mit einbezogen.

Claims

1. Schalldämpfer (1) zur Durchleitung von Abgasen aus Verbrennungsmotoren, mit zumindest einem schallabsorbie renden Körper aus einem porösen Material, dadurch gekenn zeichnet, daß das Material auf Basis eines Geopolymers gebildet ist.

2. Schalldämpfer (1) nach Anspruch 1 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper formge schäumt ist.

3. Schalldämpfer (1) nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper bei einer Temperatur < 100°C formgeschäumt ist, wobei das Treibmittel bspw. H₂O₂ ist.

4. Schalldämpfer (1) nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Temperatur zwischen 100 und 250°C formgeschäumt ist und ein organisches Treib mittel wie Azodicarbonamid (ADC) verwandt ist.

5. Schalldämpfer (1) nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsquerschnitt über die Länge unterschiedlich ist.

6. Schalldämpfer (1) nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsquerschnitt im Inneren des Schalldämpfers größer als an einem/beiden Endberei chen ist.

7. Schalldämpfer (1) nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß der gekrümmte Verlauf des Strömungs weges derart ausgebildet ist, daß bei einer senkrechten Position kein freier Querschnitt verbleibt.

8. Schalldämpfer (1) nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungswiderstand zwischen 10 und 100 Rayl/cm, bevorzugt 20 bis 50 eingestellt ist.

9. Schalldämpfer (1) nach einem oder mehreren der vorher gehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schäumhaut lediglich auf den die Strömungswege bildenden Flächen des Schalldämpfers (1) entfernt ist.

10. Schalldämpfer (1) nach einem oder mehreren der vor hergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalldämpfer (1) sich aus zwei Teilen (3, 4) zusammensetzt, in welchen je etwa hälftig eine einen Strömungsweg (2) bildende Fläche ausgeformt ist.

11. Schalldämpfer (1) nach einem oder mehreren der vor hergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalldämpferteile (3, 4) außen seitig ein mit dem Geopolymermaterial verhaftetes Ma schengewebe (5) aufweisen, z. B. Glasgewebe/Glasgele ge/Glasmatte/Alu-Folie/Metallgitter oder dgl., welches mit an- oder eingeschäumt ist.

12. Schalldämpfer (1) nach einem oder mehreren der vor hergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem gekrümmten Verlauf eines Strömungsweges (2) in dem Schalldämpfer (1) eine äußere Form des Schalldämpfers hieran nicht angepaßt ist.

13. Schalldämpfer (1) nach einem oder mehreren der vor hergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß das geopolymere Material eine Dichte zwischen 80 und 700, bevorzugt 250 bis 500 kg/cbm auf weist.