用于汽车的消音器嵌入件和用于制造其的方法

用于汽车的消音器嵌入件和用于制造其的方法
【专利摘要】本发明的第一方面涉及一种用于汽车、尤其是轿车和卡车的消音器嵌入件。在此处，由玻璃纤维材料制成的呈成形材料形式的消音器嵌入件表现为连续的玻璃纤维材料的缠绕形式，其中，所使用的玻璃纤维材料包括变形的玻璃纤维。本申请的另一方面涉及一种用于制造这种消音器嵌入件的方法，其中，连续玻璃纤维是变形的玻璃纤维，玻璃纤维材料作为连续玻璃纤维围绕支架缠绕以构成成形材料，并且该成形材料作为消音器嵌入件(必要时经过其他加工步骤)被使用。
【专利说明】用于汽车的消音器嵌入件和用于制造其的方法
[0001]本发明在第一方面涉及一种用于汽车、尤其是轿车和卡车的消音器嵌入件。在此处，这种玻璃纤维材料制成的呈成形材料的形式的消音器嵌入件表现为连续玻璃纤维材料的缠绕形式，其中，所使用的玻璃纤维材料包括变形(texturiert)的玻璃纤维。本申请的另一方面涉及一种用于制造这种消音器嵌入件的方法，其中，连续玻璃纤维是变形的玻璃纤维，玻璃纤维材料作为连续玻璃纤维围绕支架缠绕以构成成形材料，并且该成形材料作为消音器嵌入件(必要时经过其他加工步骤)被使用。
现有技术
[0002]消音器具有消音的或吸声的和隔离材料。对此通常使用玻璃纤维材料作为纤维材料。为此通常将玻璃纤维材料用作纤维材料。作为备选也可以使用其他矿物纤维、例如玄武岩纤维等其他原料作为消音材料尤其应用在汽车的消音器中。
[0003]置入这种纤维材料的可能性在于，将松散的纤维注入已组装好的消音器的间隙部位中。相应的方法在DE 10 2005 009 045或EP 953 736中被描述。这种注入方法的缺点在于不能最优地分布纤维材料，尤其在难以进行注入的区域中、如拐角或其他凹陷部位，并且该注入方法在实践中被用于特定的非圆柱形消音轮廓，然而也就是所谓的半壳消音器。
[0004]作为对此的备选，纤维材料在消音器的组装过程中被置入，也就是说纤维材料在封闭消音器壳体之前被置入消音器壳体中。在此，所述置入可以通过不同的方法进行。那么通常的方法是将松散的纤维材料、玻璃纤维材料填充在袋子中、塑料袋中，而所述袋子或塑料袋在装配过程中就被嵌入消音器中。通常，这些也可以设计为网状的塑料袋由塑料或塑料结构构成，其中，塑料会在较高的温度时熔化。在消音器的第一次运行时通过消音器相应的加热而使这种塑料熔化，并且释放松散的玻璃纤维材料。这种方法的巨大缺点在于，通过塑料材料的融化或烧焦会出现令人不快的气味并且污染环境。使用填充在袋中的松散的玻璃纤维的另一缺点在于，消音器中的复杂结构不足以被纤维填充。此外隔离材料会发生位移，因此使得玻璃纤维材料的声学甚至以及热力学性质变差。此外，松散的玻璃纤维会在一段时间内被吹出，因此除了声学和热力学的方面恶化之外还会污染环境。
[0005]在一种备选的方法中，由玻璃纤维材料制成的衬垫作为嵌入件被嵌入消音器中。接下来封闭消音器。如在WO 99/23367中所述，这种嵌入件可以通过熔融丝被压实。这种融化线在此这样设计，在消音器第一加热时使熔融丝熔化，从而使嵌入件完全拓展在消音器的自由空间中。
[0006]在EP I 861 592中描述了一种利用消音材料来填充内燃机的消音器的方法。在此，所述材料由玻璃纤维制成，并且包含玻璃纤维围绕管或滚子线轴构成的卷绕件，从而得到管形的玻璃纤维集合物。所述集合物这样设计，即该集合物使其尺寸与消音器的待填充空间相当。在缠绕后将该管形集合物从管子或滚子线轴上取下，并且接着在第二步骤中在其他装置中进行压实，因此形成平整的管形集合物。随后，这种被压平的集合物通过不可逆的编织或组合的玻璃纤维所构成的链接加固。接下来消音器被封闭。
[0007]在DE 202 18 628 Ul中描述一种消音器嵌入件，其借助粘合剂和热处理被制成。[0008]作为轿车和卡车的消音器中的消音器嵌入件，新型的成形材料、如成形衬垫或成形体的目的在于降低所使用的材料的必要性、数量，用于满足轻质构造的要求。这种轻质构造能够降低燃料消耗。此外，消音器嵌入件的材料内部密度可以被设计为可变的，并且消音器嵌入件自身能简单地置入消音器中。这种制备过程本身应该在环境方面有改善，并且尤其应该在使用中不释放或仅很少量地释放对健康有害的物质，如当前在使用被填充了松散的玻璃纤维材料的袋子时所产生的物质。用于制造这种消音器嵌入件的方法应该可以简单地实施，并且消音器嵌入件在运行中也应该显示出更好的性质。这些更好的性质包括改善的声学效果、重量减小以及改善的体积填充。此外，消音器嵌入件还要求具有改善的抗吹出性，也就是不能在运行中使玻璃纤维被吹出，以及更好的形状稳定性，用于保证声学和热力学性质。
[0009]本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于汽车的消音器嵌入件，及其制造方法，其中，消音器嵌入件在环境和经济方面有更好表现的同时还在运行中提供了更好的性质。
[0010]本发明应该尤其提供这样的消音器嵌入件，该嵌入件以尽可能少的材料消耗提供所期望的声学和隔离性质，其中，同时减低排放和对环境的污染。在此，这种消音器嵌入件在运行中具有很大的形状稳定性，并且纤维在成形材料中的相对位移以及玻璃纤维的吹出应该最小化，以便保持材料的热力学和声学性质。
[0011]本发明的技术问题通过这样设计的消音器嵌入件解决。其特征在于，所述玻璃纤维材料是连续玻璃纤维(Endlosglasfsasermaterial),其中这种玻璃纤维材料是变形的玻
璃纤维。

【发明内容】

[0012]本发明在第一方面涉及一种用于汽车、尤其是具有内燃机的轿车和卡车的消音器嵌入件，该消音器嵌入件由玻璃纤维材料和/或其他矿物纤维材料构成。玻璃纤维材料和/或其他矿物纤维材料在此是缠绕式的成形材料，该成形材料通过将玻璃纤维材料和/或其他矿物纤维材料缠绕在至少一个支架上获得。按照本发明的消音器嵌入件的特征在于，所述玻璃纤维材料和/或其他矿物纤维材料是连续材料，并且玻璃纤维材料和/或其他矿物纤维材料还是变形的玻璃纤维和/或其他的变形的矿物纤维材料。
[0013]如果不作其他说明，以下表述“玻璃纤维材料”不仅是指由玻璃纤维构成的材料，还指由玻璃纤维和其他矿物纤维、如玄武岩纤维或玄武岩线构成的材料。
[0014]在此，表述“变形的”(texturiert)指的是玻璃纤维和/或其他矿物纤维作为纤维粗纱、纱线或捻线、尤其如单线借助已知的方法被打开。变形的玻璃纤维在现有技术中是已知的。
[0015]变形的纤维的特征在于，通过纤维的打开可以实现体积的增大。如此变形的纤维基于其填充性显示出更好的热力学和声学性质。
[0016]通常，变形的纤维通过吹气方法制成。为此可以实现不同的变形水平并且进而实现玻璃纤维材料不同的密度。
[0017]在一种优选的实施方式中，这种玻璃纤维材料是花式变形的玻璃纤维。这样理解“花式变形的玻璃纤维”，即第二线或纤维粗纱(主线)围绕核心线或基线或玻璃纤维粗纱缠绕。不论是进行缠绕的线还是基线在此都可以相应地变形、也就是打开。玻璃纤维材料 优选指的是未旋扭的材料、如玻璃纤维粗纱和连续的单丝。但是纱线或捻线(这些是旋扭 过的或缠绕过的材料)也可以以变形的形状和尤其花式变形的形状付诸使用。[0018]按照本发明，基线也可以是熔融丝或棉线，或包含熔融丝或棉线，它们在加热时被 烧焦或熔化。这种实施方式也可以被包含在“玻璃纤维”或“矿物纤维”这种表述中。[0019]在本发明的另一种实施方式中，所述成形材料是通过玻璃纤维材料围绕至少两个 支架的缠绕而获得的。在此，所述至少两个支架被设计为这种形式，即它们优选是可位移 的，用于将相应的成形材料制成不同尺寸的线团坯料。在此，所述纤维材料也可以围绕三个 或更多的支架进行缠绕，用于令成形材料成型、尤其是空腔体的形状。所述至少三个相互保 持间距的支架优选是可位移的，用于能够使所获得的成形材料具有不同的尺寸。所述支架 在此设计为杆或管。作为备选，所述支架也可以设计为板状或其他形状的支架。当仅使用 一个支架时，其优选设计为圆柱、必要时是空心的。所述支架还可以具有不连续的直径。此 夕卜，该支架还可以是直的或弯曲的，用于赋予成形材料预定的形状。所述支架、如相应的杆 可以相应地这样弯曲，并且使其直径具有非连续的尺寸，使得线团坯料被相应赋予所期望 的结构和形状。[0020]由于玻璃纤维或其他矿物纤维的变形、尤其由于玻璃纤维的花式变形，线团坯料 可以被制备成由玻璃纤维材料缠绕而成的成形材料，该成形材料通过与邻近纤维的钩连或 集成可以阻止缠绕结构的开裂，因此阻止在运行中热力学和声学的性质变差。由此可以降 低玻璃纤维的位移，并且在运行时间中改善消音器嵌入件的期望属性，玻璃纤维的位移例 如由运行中的颤动和振动引起，由此在成形材料中出现堆积或构成空隙。[0021]在另一种优选的实施方式中，成形材料继续以线团坯料的形式被进一步持久地加 固，用于构成被加固的成形材料。线团坯料的这种随后的加固优选在支架上进行。通过这种 加固可以相应保持结构或形状，因为线团坯料在加固过程中仍然留在保持形状的支架上。 相应简单可行的是，线团坯料被赋予成形垫或成形体、尤其也可以是空心体形式的持久形 状。在此优选的是，不用粘合剂来实施加固结实。这种粘合剂需要额外的热处理，并且在环 境和经济方面是不利的。[0022]借助按照本发明的消音器嵌入件可以利用成形材料填充消音器中消音腔复杂的 期望形状。相应地，可以制造消音器嵌入件(半成品或构件)，其中，减少所嵌入的纤维材料 的数量，以便构成轻质构造。这种轻质构造的结果在于，具有环境上的优点、例如降低燃料 消耗等。此外，通过使用变形的纤维(其作为连续材料使用)可以获得突出的尺寸稳定性。[0023]成形材料以线团坯料形式存在，对成形材料的进一步可能的加固在此是借助空气 润旋(Luftwerwirbelung)、接缝、链接、打结、针连(Vernadeln)、粘接或钩接进行的，对线 团坯料的加固优选直接在支架上进行。但是也优选的是，成形材料根本不具有额外的加固， 而是在此维持其尺寸稳定性。尤其优选的是，消音器嵌入件不具有粘合剂。[0024]所述加固、尤其是连续的加固设计为持久的。表述“持久的”在此理解为，所述加 固至少保持相当长的时间，直至形成相应的成形材料，且直至消音器封闭。在使用相应的材 料、如具有较低熔点或破坏温度的熔融丝或棉线时，必要时可以在组装之后至少部分地松 开所述加固，从而使成形材料可以完全地填充壳体内的消音腔。[0025]在一种实施方式中，所述加固则优选至少部分地在运行中是永久性的，用于保证相对于使用的尺寸稳定性和纤维稳定性。按照本发明，消音器嵌入件还可以通过捆扎而形成所期望的形状。这种捆扎优选借助熔线或棉线进行，用于使消音器嵌入件为了安装进消音器而形成优选的形状。这种形状在消音器启动时又被解除。因此，相应的捆扎可以使得消音器嵌入件被简便地安装进消音腔中。在这种捆扎松开时消音腔完全地被消音器嵌入件填充。适宜的材料和方法是为技术人员所知的。
[0026]在一种优选的实施方式中，按照本发明的消音器的特征在于，其不具有粘合剂。由此可以在制造中减少方法步骤。因此可以减小制造成本，并且也可以降低运行中的环境压力。缠绕的成形材料通过玻璃纤维材料围绕至少一个支架获得。优选玻璃纤维材料是螺旋形的、尤其具有大于3%的升程。通过在缠绕时对滑块的相应引导可以获得相应的线团坯料。在一种备选的实施方式中，所述纤维被基本平行地引导。所述纤维可以被缠绕成一层或优选多层的，其中，缠绕也可以是反向的，如技术人员已知的那样。
[0027]由变形的玻璃纤维或变形的其他矿物纤维、尤其由花式变形的玻璃纤维所构成的按照本发明的消音器嵌入件的特征在于重量减小、更好的空间填充性，更好的热力学和声学方面的效果。将消音器嵌入件安装进入消音器的过程中的操作由于尺寸稳定性而被改善。该产品在安装时具有舒适的触觉。尤其通过使用连续的纤维材料，工人的负荷由于较小的玻璃纤维件而被减小。通过使用连续的材料还可以改善消音器嵌入件的尺寸稳定性。纤维材料在消音器中不会滑移，因此保持了消音器材料的声学和热力学的性质。最后，通过使用连续的材料和由于变形纤维相互的链接和钩连，这种消音器嵌入件具有更好的可靠性来防止玻璃纤维被吹散。这尤其无需其他的加工步骤、如针连来实现。
[0028]相应地，按照本发明的消音器嵌入件相对已知的消音器嵌入件具有环境以及经济方面的优点。
[0029]本发明的另一方面涉及一种用于制造消音器、尤其是燃料驱动式轿车和卡车的消音器的消音器嵌入件的方法，其中，这种消音器嵌入件包括由玻璃纤维材料构成的消音的、吸声的或隔离的成形材料。按照本发明的方法包括以下步骤:
[0030]将玻璃纤维材料围绕至少一个支架缠绕，以制备线团坯料形式的消音的、吸声的或隔离的成形材料，其中，玻璃纤维材料是连续的玻璃纤维材料，并且玻璃纤维是变形的玻璃纤维、尤其是花式变形的玻璃纤维。特别优选的是在该方法中使用单束的花式变形的连
续单丝。
[0031]按照本发明的方法优选这样实施，即玻璃纤维材料围绕至少两个支架缠绕。在另一种实施方式中，可以使用至少三个或更多的支架。所述支架在此可以是上述的类型。
[0032]玻璃纤维材料在此可以是螺旋形的、尤其具有大于3%的升程。可选地，还可以进行基本上平行的缠绕。所述方法在此被设计为将连续成形材料制备成缠绕的成形材料。备选地，按照本发明的方法允许构成规定尺寸的成形材料。尤其可以提供精确配合的成形材料、如成形衬垫或成形体。这样制成的成型体可以是旋转对称或非旋转对称的部件。
[0033]在制造连续成形材料时，该产品被缠绕成卷材件或通过相应的装置切割成期望的最终轮廓。所述切割以预定的角度或借助其他轮廓进行。卷绕件的形状、卷绕件的密度和必要时随后的加固都可以影响所制成的消音器嵌入件的体积。尤其当花式变形材料被用作纤维材料，其中主线无应力地围绕基线变形时，则由此对成型产生积极的影响。
[0034]在本发明的一种实施方式中，所述方法还包括持久地加固位于支架上的线团坯料的步骤，以构成消音的、吸声的或隔离的成形材料。如上所述，这样获得的成形材料可以在其他步骤中通过捆扎而形成所期望的形状。这种持久的加固尤其是不使用粘合剂的加固。
[0035]最后，本发明提供一种具有按照本发明的消音器嵌入件的消音器。所述消音器嵌入件可以借助按照本发明的方法获得。
[0036]在此，制造消音器嵌入件可以借助一种装置进行，该装置在玻璃纤维线、尤其是玻璃纤维粗纱或单线变形的同时可以进行缠绕。由此可行的是，在方法的步骤d)中利用变形的、尤其花式变形的玻璃纤维制造按照本发明的消音器嵌入件。
【权利要求】
1.一种用于汽车、尤其是具有内燃机的轿车和卡车的消音器嵌入件，该消音器嵌入件由玻璃纤维材料和/或其他矿物纤维材料构成，其中，玻璃纤维材料和/或其他矿物纤维材料在此是缠绕式的成形材料，该成形材料呈现出通过将玻璃纤维材料和/或其他矿物纤维材料缠绕在至少一个支架上获得的形状，其特征在于，所述玻璃纤维材料和/或其他矿物纤维材料是连续材料、尤其是连续单丝，并且所述玻璃纤维材料和/或其他矿物纤维材料是变形的玻璃纤维和/或其他的变形的矿物纤维材料。
2.按照权利要求1所述的消音器嵌入件，其特征在于，所述成形材料不具有粘合剂。
3.按照权利要求1或2所述的消音器嵌入件，其特征在于，所述玻璃纤维材料和/或其他矿物纤维材料包括花式变形的玻璃纤维和/或其他的花式变形的矿物纤维材料。
4.按照前述权利要求之一所述的消音器嵌入件，其特征在于，所述成形材料呈现出通过玻璃纤维和/或其他的矿物纤维材料围绕至少两个支架缠绕而获得的形状。
5.按照前述权利要求之一所述的消音器嵌入件，其特征在于，以线团坯料形状获得的成形材料还进一步持久地被加固结实，用于构成结实的成形材料。
6.按照权利要求5所述的消音器嵌入件，其特征在于，所述加固结实借助空气涡旋、接缝、链接、打结、针连、粘接或钩接进行。
7.按照权利要求1至5之一所述的消音器嵌入件，其特征在于，所述成形材料不具有额外的加固结实。
8.按照权利要求2所述的消音器嵌入件，其特征在于，花式变形的玻璃纤维材料的基础纱线和/或其他的花式变形的矿物纤维材料的基础纱线可以包括熔融丝，或所述玻璃纤维材料和/或其他矿物纤维材料的至少一种纤维是熔融丝。
9.一种用于制造消音器的、尤其是具有内燃机的轿车和卡车的消音器的消音器嵌入件的方法，其中，这种消音器嵌入件包括由玻璃纤维材料和/或其他矿物纤维材料构成的消音的、吸声的或隔离的成形材料，该方法包括以下步骤:将玻璃纤维材料和/或其他矿物纤维材料围绕至少一个支架进行缠绕，以制造线团坯料形式的消音的、吸声的或隔离的成形材料，其特征在于，所述玻璃纤维材料和/或其他矿物纤维材料是连续的玻璃纤维材料和/ 或其他连续的矿物纤维材料，并且所述玻璃纤维和/或其他矿物纤维材料是变形的玻璃纤维和/或其他变形的矿物纤维材料。
10.按照权利要求9所述的方法，其特征在于，在制造消音器嵌入件过程中不使用粘合剂。
11.按照权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述玻璃纤维材料和/或其他矿物纤维材料包括花式变形的玻璃纤维和/或其他的花式变形的矿物纤维材料。
12.按照权利要求9至11之一所述的方法，其特征在于，所述连续材料是单束的花式变形的连续单丝。
13.按照权利要求9至12之一所述的方法，其特征在于，所述玻璃纤维材料和/或其他矿物纤维材料围绕至少两个支架缠绕。
14.按照权利要求9至13之一所述的方法，其特征在于，所述方法还包括持久地加固位于支架上的线团坯料的步骤，以构成消音的、吸声的或隔离的成形材料，这尤其通过借助空气涡旋、接缝、链接、打结、针连、粘接或钩接进行的加固来实施。
15.一种消音器，其具有按照权利要求1至8之一所述的消音器嵌入件或按照权利要求9至14之一所述方法获得的消音器嵌入件。
【文档编号】D04H3/004GK103502586SQ201280019874
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2012年2月23日 优先权日:2011年2月23日
【发明者】T.鲍尔, K-C.雷根特, M.施沃特菲戈 申请人:Dbw控股有限责任公司