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Title:
HOUSING OR TUBE FOR HOT PULSATING GASES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/064957
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a housing or tube for hot pulsating gases, especially for the exhaust gases of an internal combustion engine, for which two parallel metal sheets (1, 2) are used between which a non-metallic intermediate layer (3) is provided. If the intermediate layer (3) consists of an inexpensive, not heat-resistant material, the metal sheets (1, 2) are interlinked at their edges (4) in a gas-tight manner. In order to improve their stability, the sheets (1, 2) can also be welded together in non-edge zones (5). The intermediate layer (3) reduces noise and heat dissipation to the surroundings.

Inventors:
FUHRMANN BERND (DE)
Application Number:
PCT/EP2002/001390
Publication Date:
August 22, 2002
Filing Date:
February 11, 2002
Export Citation:
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Assignee:
GILLET HEINRICH GMBH (DE)
FUHRMANN BERND (DE)
International Classes:
F01N1/24; F01N13/10; F01N13/14; (IPC1-7): F01N7/14; F01N1/24; F01N7/10
Foreign References:
US5697215A1997-12-16
US5150572A1992-09-29
FR2250379A51975-05-30
US5260522A1993-11-09
Attorney, Agent or Firm:
Möll, Und Bitterich (Westring 17 Landau, DE)
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Claims:
Patentansprüche :
1. Gehäuse oder Rohr für heiße, pulsierende Gase, insbesondere für Abgase von Verbrennungsmotoren, hergestellt aus zwei parallelen Blechen (1, 2), dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Blechen (1, 2) wenigstens bereichsweise eine nichtmetallische Zwischenschicht (3) vorgesehen ist.
2. Gehäuse oder Rohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (3) aus hitzebeständigem Material wie Keramik oder Glas besteht.
3. Gehäuse oder Rohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (3) aus hitzeunbeständigem Material wie Zellstoff, Hanf, Leinen, Baumwolle, anderen Naturfasern, Holzfurnier oder Kunststoff besteht und dass die Bleche (1, 2) am Rand (4) gasdicht verbunden sind.
4. Gehäuse oder Rohr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff geschäumt ist.
5. Gehäuse oder Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (3) ein Vlies ist.
6. Gehäuse oder Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (3) eine Verstärkungseinlage in Form eines Gewirkes oder Geflechtes aus Metalldraht, Keramikoder Glasfasern enthält.
7. Gehäuse oder Rohr nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (3) mit einer die Festigkeit gegen mechanische und/oder thermische Belastungen erhöhenden Substanz behandelt ist.
8. Gehäuse oder Rohr nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (3) mit Natriumoder Kaliumsilikat getränkt ist.
9. Gehäuse oder Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bleche (1, 2) auch an nicht randseitigen Stellen (5) miteinander verbunden, z. B. verschweißt sind.
10. Gehäuse oder Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das den heißen Gasen ausgesetzte Blech (1) aus Edelstahl besteht.
Description:
Gehäuse oder Rohr für heiße pulsierende Gase Beschreibung : Technisches Gebiet : Die Erfindung betrifft Gehäuse und Rohr für heiße pulsierende Gase, insbesondere für Abgase von Verbrennungsmotoren, hergestellt aus zwei parallelen Blechen.

Stand der Technik : Schalldämpfer mit einem Gehäuse aus Blech, beispielsweise Abgasschalldämpfer für Kraftfahrzeuge, werden weltweit jährlich in vielen Millionen Stückzahlen weltweit hergestellt. Durch geschickte Einbauten im Gehäuse wird die in den pulsierenden Gasen, beispielsweise Abgasen von Verbrennungsmotoren, steckende unerwünschte Schallenergie durch Absorption, Reflexion und/oder Interferenz so weit reduziert, dass die gesetzlichen Vorschriften erfüllt werden.

Nachdem sich herausgestellt hatte, dass die Schallenergie die Schalldämpfergehäuse nicht nur durch das Ausgangsrohr verlässt, sondern auch vom Schalldämpfergehäuse selbst abgestrahlt wird, wurden Maßnahmen gesucht und gefunden, die diese Körperschallabstrahlung reduzieren. Eine bewährte und in großem Umfang eingesetzte Methode ist die Verwendung von Doppelblechen, d. h. von zwei direkt aufeinander liegenden dünneren Blechen. Da die beiden Bleche direkt aneinander anliegen, verursachen die von den Gaspulsationen ausgelösten Schwingungen Reibkräfte zwischen den Blechen, wodurch die Schallabstrahlung reduziert wird.

Eine weitere Forderung, die an die Gehäuse von Schalldämpfern und dergleichen für pulsierende Gase, insbesondere für Abgase von Verbrennungsmotoren, gestellt wird, ist eine gewisse thermische Isolierung. So soll beispielsweise verhindert werden, dass den Gehäusen benachbarte Teile eines Kraftfahrzeuges übermäßig erwärmt werden. In anderen Fällen soll eine Abkühlung der pulsierenden Gase verhindert werden. In diesen Fällen muss eine zusätzliche Isolierung angebracht werden, die das Volumen des fertigen Gehäuses vergrößert. Das ist unbefriedigend.

Darstellung der Erfindung : Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Gehäuse oder Rohre der eingangs genannten Art anzugeben, die eine verbesserte akustische und/oder thermische Isolierung besitzen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch Gehäuse oder Rohre aus zwei parallelen Blechen, zwischen denen eine nicht-metallische Zwischenschicht vorgesehen ist.

Wesentliche Vorteile der vorliegenden Erfindung sind der minimale Aufwand und der damit erreichbare große Fortschritt. Insbesondere die akustische Wirkung ist überraschend groß. Versuche haben gezeigt, dass die Körperschallabstrahlung gegenüber der derzeitigen Lösung erheblich reduziert werden kann.

Die Auswahl an nicht-metallischen Zwischenschichten ist sehr groß, weil die Zwischenschichten selbst durch die äußeren Blechlagen in jeder Hinsicht optimal geschützt sind, sei es gegen die Umwelteinflüsse, sei es gegen die heißen pulsierenden Gase.

Überraschenderweise hat sich auch herausgestellt, dass es möglich ist, die Stärke der Blechlagen gegenüber der derzeitigen Technik deutlich zu reduzieren, da die nicht-metallische Zwischenschicht auch eine mechanische Funktion übernehmen kann.

Oft genügt es, wenn die Zwischenschicht nur bereichsweise vorgesehen ist, beispielsweise nur in den schwach gekrümmten Gehäuseabschnitten, an denen die Körperschallabstrahlung erfahrungsgemäß besonders hoch ist.

Gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung kann die Zwischenschicht aus einem hitzebeständigen Material wie Keramik oder Glas bestehen.

Gemäß einer besonders bevorzugten Alternative hierzu besteht die Zwischenschicht jedoch aus einem hitzeunbeständigen Material und die Bleche sind am Rand gasdicht verbunden. Durch diesen Luftabschluss ist sichergestellt, dass die Zwischenschicht nicht verbrennen kann. Dadurch kann die Zwischenschicht Naturfasern wie Zellstoff, Hanf, Leinen, Baumwolle, andere Naturfasern, auch Holzfurnier, enthalten. Diese Materialien sind preiswert und ohne weiteres zu beschaffen.

Alternative Materialien für die Zwischenschicht sind Kunststoffe, auch in geschäumter Form. Auch diese werden unter Luftabschluss eingebaut, wenn die pulsierenden Gase heiß sind, um ein Verbrennen des Kunststoffes zu verhindern.

Vorteilhafterweise ist die Zwischenschicht ein Vlies. Insbesondere kommen in Betracht Vliese aus Zellstoff in Form von Papier oder Pappkarton. Diese sind besonders preiswert und in vielen Qualitäten handelsüblich.

Falls an die Zwischenschicht besondere mechanische Anforderungen gestellt sind, kann diese eine Verstärkungseinlage in Form eines Gewirkes oder Geflechtes aus Metalldraht, Keramik-oder Glasfasern erhalten.

Eine weitere Verbesserung der Anwendungsmöglichkeiten ist erreichbar, indem die Zwischenschicht mit einer die Festigkeit gegen mechanische und/oder thermische Belastungen erhöhenden Substanz behandelt wird. So können Zwischenschichten aus Naturfasern wie Papier durch Tränken mit Natrium-oder Kaliumsilikat unempfindlicher gegen Hitze gemacht werden.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Bleche aus unterschiedlichen Materialien bestehen. So kann beispielsweise nur das den heißen Gasen ausgesetzte Blech aus Edelstahl hergestellt werden, das durch die Zwischenschicht thermisch isolierte zweite Blech dagegen aus einem preiswerten Material.

Gemäß einer Weiterbildung hierzu können die Bleche auch an nicht randseitigen Stellen miteinander verbunden, z. B. verschweißt sein. Dies ist besonders dann angezeigt, wenn die Zwischenschicht nur bereichsweise vorgesehen ist.

Vorteilhafterweise wird wenigstens der Gehäusemantel eines Katalysators oder Schalldämpfers aus dem erfindungsgemäßen dreischichtigen Material hergestellt. Es ist jedoch auch ohne weiteres möglich, den Gehäuseboden aus diesem Material herzustellen.

Kurze Beschreibung der Zeichnung : Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Form eines auszugsweisen Querschnitts durch ein Stück eines Schalldämpfergehäuses für heiße pulsierende Gase, insbesondere für Abgase von Verbrennungsmotoren.

Wege zur Ausführung der Erfindung und gewerbliche Verwertbarkeit : Das Gehäuse besteht aus zwei parallelen Blechlagen 1, 2, zwischen denen Abschnitte einer nicht-metallischen Zwischenschicht 3 eingebracht sind. Die Bleche 1, 2 sind am umlaufenden Rand 4 gasdicht miteinander verbunden. Außerdem besteht eine zusätzliche Verbindung 5 zwischen den beiden Blechen 1, 2 zwischen den Zwischenschichtbereichen 3.

Die Zwischenschicht 3 kann aus einem Papier-oder Kartonmaterial bestehen. Dank des gasdichten Verschlusses der beiden Bleche 1, 2 kann die Zwischenschicht 3 nicht verbrennen.

Besteht die Zwischenschicht 3 aus einem nicht temperaturbeständigen Material, beispielsweise Papier, so kann sie zwar verkohlen, jedoch nicht verbrennen.

Versuche haben gezeigt, dass auch eine verkohlte Zwischenschicht 3 die Anforderungen an die thermische und insbesondere akustische Isolierung genauso gut erfüllt wie die ursprüngliche Papierschicht. Durch Zugabe von stabilisierenden Substanzen und Füllstoffen kann die mechanische und/oder thermische Festigkeit der Zwischenschicht günstig beeinflusst werden.