DE19914934C2

DE19914934C2 - Soundproof machine housing

Info

Publication number: DE19914934C2
Application number: DE19914934A
Authority: DE
Inventors: Horst-Peter Fingerhut; Otmar Andres; Karsten Gerusel
Original assignee: MAN Nutzfahrzeuge AG
Current assignee: MAN Truck and Bus SE
Priority date: 1999-04-01
Filing date: 1999-04-01
Publication date: 2002-02-28
Anticipated expiration: 2019-04-02
Also published as: DE19914934A1

Description

State of the art

Die Erfindung geht aus von einem geräuschdämmenden Maschinengehäuse gemäß der Gattung von Patentanspruch 1.The invention relates to a noise-reducing machine housing according to the Genus of claim 1.

Der beim Betrieb von Maschinen entstehende Lärm rührt von Körperschallschwingungen her, die über die Außenfläche der Maschine an die Umgebung als Luftschall abgestrahlt werden. Vor allem bei Kraftfahrzeugen ist im Hinblick auf das gestiegene Umweltbewusst sein eine Reduzierung der durch den Motor verursachten Schallemissionen wünschenswert. Eine in der Praxis bedeutende Maßnahme zur Schalldämmung besteht in der Kapselung des Motors.The noise generated when operating machines is caused by structure-borne noise forth, which is emitted to the environment as airborne noise via the outer surface of the machine become. Particularly in the case of motor vehicles, environmental awareness is increasing a reduction in the noise emissions caused by the engine may be desirable. A practical measure for sound insulation consists in encapsulating the Engine.

Aus der DE 39 28 507 C2 ist ein Kurbelgehäuse eines Dieselmotors für ein Nutzfahrzeug bekannt, welches durch großflächige Schallschutzblenden mit Abstand ummantelt ist. Die bekannten Schallschutzblenden sind an vorstehenden Gusswarzen des Kurbelgehäuses mittels eines dauerelastischen Klebers befestigt.DE 39 28 507 C2 describes a crankcase of a diesel engine for a commercial vehicle known, which is encased by large-area soundproofing panels at a distance. The Known soundproof covers are on protruding cast nipples of the crankcase fixed with a permanently elastic adhesive.

Die bekannte Lösung hat den Nachteil, dass sich aufgrund der nur punktuellen Anbindung der großflächigen Schallschutzblenden an das Kurbelgehäuse ein z. B. durch den Verbren nungsdruck in einem Zylinder lokal erzeugter Körperschall entlang der schwingungsfähigen Schallschutzblenden ungehindert flächig ausbreiten kann. Da die von Flächen abgestrahlte Schalleistung proportional zu deren Größe ist, führt eine ungehinderte Ausbreitung von Kör perschallschwingungen innerhalb großflächiger Strukturen zu einer verstärkten Abstrahlung als unerwünschter Luftschall. Zudem verschließen die bekannten Schallschutzblenden den zwischen sich und dem Kurbelgehäuse des Dieselmotors gebildeten Raum nicht vollständig. Daher kann es durch die Lücken hindurch zu ungehinderten Schallemissionen kommen.The known solution has the disadvantage that due to the only selective connection the large-area soundproofing panels on the crankcase a z. B. by burning pressure in a cylinder locally generated structure-borne noise along the vibratable Can spread soundproof panels unhindered. Because the radiated from surfaces Sound power is proportional to their size, leads to an unimpeded spread of Kör acoustic vibrations within large structures to an increased radiation as unwanted airborne noise. In addition, the well-known soundproof covers close the Space not completely formed between itself and the crankcase of the diesel engine. Unhindered sound emissions can therefore occur through the gaps.

Aus der DE 198 12 150 A1 ist ein Bauteil mit einem Körperschallreibungsdämpfer bekannt. Hier wird in Aufnahmeräumen, die aus einer Bauteilwand und senkrecht dazu abstehenden Rippen gebildet sind, ein Reibungsdämpfer in flächiger Anlage eingebracht, so dass die Bauteilwand nur verminderte Schwingungen ausführen kann. DE 198 12 150 A1 discloses a component with a structure-borne noise damper. Here in recording rooms that protrude from a component wall and perpendicular to it Ribs are formed, a friction damper is introduced in a flat system, so that the Component wall can only perform reduced vibrations.

Diese Art der Schalldämpfung wirkt, die Höhe der Wirkung ist jedoch sehr von der Art des verwendeten Dämpfungsmaterials abhängig. Die beste Wirkung wird mit einem schweren Material, bestehend aus bitumenähnlicher Grundmasse und einem schweren Füller, erreicht.This type of sound absorption works, but the amount of the effect is very different from the type of used damping material. The best effect is with a heavy one Material consisting of a bituminous base and a heavy filler has been reached.

Als besonders problematisch hat sich die Verarbeitung einer solchen oder ähnlichen Masse herausgestellt, so dass man bei einer Serienfertigung besser auf die Verarbeitung des ge nannten Materials verzichtet. Das zusätzliche Gewicht ist im heutigen Automobilbau auch unerwünscht.The processing of such or a similar mass has proven to be particularly problematic highlighted, so that one is better at processing the ge named material waived. The additional weight is also in today's automobile construction undesirable.

Aus der DE-OS 22 43 329 wird beispielsweise die Versteifung eines Kurbelgehäuses be handelt, wobei durch Rippen im Gussgehäuse eine Versteifung erreicht wird.From DE-OS 22 43 329, for example, the stiffening of a crankcase be acts, whereby stiffening is achieved by ribs in the cast housing.

Es ist bekannt, dass durch Rippen an einer Bauteilwand eine Verringerung des akustischen Abstrahlverhaltens erreicht werden kann, wenn z. B. bei dem Bauteil vorher, das weniger Rippen aufwies, ein Brummton abgestrahlt wurde.It is known that ribs on a component wall reduce the acoustic Radiation behavior can be achieved if, for. B. the component before, the less Ribs, a humming sound was emitted.

Es ist aber auch bekannt, dass auf einem Kurbelgehäuse eines Verbrennungsmotors durch die "Schlaganregung" der Verbrennung alle hörbaren Frequenzen auftreten.But it is also known to pass through a crankcase of an internal combustion engine the "stroke excitation" of combustion all audible frequencies occur.

Es kann deshalb durchaus möglich sein, dass durch die Versteifung des Kurbelgehäuses mit Rippen nach der genannten DE-OS 22 43 329 eine Schallpegelerhöhung eintritt. Es ist aber auch möglich, dass die genannte Versteifung nicht ausreicht und das z. B. nur Querverstei fungen im Kurbelgehäuse akustische Verbesserungen bringen, abhängig von der Gestalt des Kurbelgehäuses.It may therefore be quite possible that with the stiffening of the crankcase Ribs according to the aforementioned DE-OS 22 43 329 a sound level increase occurs. But it is also possible that the stiffening mentioned is not sufficient and the z. B. only cross bracing openings in the crankcase bring acoustic improvements, depending on the shape of the crankcase.

Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein geräuschdäm mendes Maschinengehäuse der eingangs erwähnten Art zu schaffen, welches eine wirksa mere Geräuschdämmung gewährleistet.The present invention is based on the object, a noise to create mendes machine housing of the type mentioned, which is an effective mere noise insulation guaranteed.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst. According to the invention, this object is achieved by the characterizing part of claim 1 mentioned features solved.

Advantages of the invention

Das erfindungsgemäße geräuschdämmende Maschinengehäuse, vorzugsweise Kurbelge häuse eines Verbrennungsmotors, hat den Vorteil, dass sich die von der Außenwand abge strahlten Schallwellen innerhalb der schalldicht geschlossenen Kammern durch mehrmalige Reflexion "totlaufen", wodurch eine äußerst wirksame Schalldämmung gegeben ist. Die Flä che eines eine solche Kammer verschließenden Deckels kann vergleichsweise klein gewählt werden, weshalb die abgestrahlte Schalleistung jeweils niedrig ist. Da die einzelnen Kam mern durch die Ränder der wannenartigen Bereiche voneinander getrennt sind, wird eine Entkopplung der einzelnen Kammern erreicht und somit die Ausbreitung von Körper- und Luftschall von stark angeregten auf gering angeregte Bereiche eingeschränkt. Deshalb kön nen die schalldämmenden Maßnahmen an die Höhe der jeweils lokal vorhandenen Anre gung der Maschinenaußenwand individuell angepasst werden, indem z. B. die Kammern in einem stark angeregten Bereich mit einem Deckel mit schalldämmender Zwischenschicht (Sandwichblech) versehen werden. Außerdem kann die erfindungsgemäße Geräuschkap selung an allen Bereichen, die später nicht mehr zugängig sein müssen, angebracht werden, z. B. hinter der Einspritzpumpe.The noise-reducing machine housing according to the invention, preferably crank arm housing of an internal combustion engine, has the advantage that it is located on the outer wall radiated sound waves within the soundproofed chambers through repeated Reflection "run dead", which provides extremely effective sound insulation. The Flä surface of a cover closing such a chamber can be chosen to be comparatively small are, which is why the radiated sound power is low. Since the individual came separated by the edges of the trough-like areas, is a Decoupling of the individual chambers is achieved and thus the spread of body and Airborne noise restricted from strongly excited to slightly excited areas. Therefore, the sound-absorbing measures match the amount of the locally available incentives tion of the outer wall of the machine can be individually adjusted by e.g. B. the chambers in a strongly stimulated area with a lid with a sound-absorbing intermediate layer (Sandwich sheet). In addition, the noise cap according to the invention be applied to all areas that no longer need to be accessible later, z. B. behind the injection pump.

Durch eine geeignete Wahl der Form, der Farbe und der Lage der Deckel können diese darüber hinaus für ein verbessertes Design der Maschine sorgen. Da die erfindungsgemäße Geräuschkapselung in die Maschinengehäusestruktur integriert ist, ist deren Platzbedarf gering.By a suitable choice of the shape, the color and the position of the cover, this can also ensure an improved design of the machine. Since the invention Encapsulation of noise is integrated in the machine housing structure, its space requirement low.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildun gen und Verbesserungen des im Patentanspruch 1 angegebenen geräuschdämmenden Maschinengehäuses möglich.The measures listed in the subclaims provide advantageous further training gene and improvements to the noise reduction specified in claim 1 Machine housing possible.

Die meisten Maschinengehäuse werden im Gussverfahren hergestellt. Deshalb können Rip pen und Stege im Guss vorgesehen sein, so dass keine weiteren Schritte zu deren Ferti gung notwendig sind. Zum andern tragen die zusätzlichen Rippen und Stege an der im Kraftfluss befindlichen und deshalb kraftangeregten Außenwand zu dessen Strukturverstei fung bei, was zu einer Verringerung der mittleren Oberflächengeschwindigkeit der plattenar tigen Außenwand und somit zu einer Reduzierung der von ihr abgestrahlten Schallleistung führt.Most machine housings are manufactured using the casting process. Therefore Rip Pen and webs can be provided in the casting, so that no further steps to their produc are necessary. On the other hand, the additional ribs and webs on the in Force flow located and therefore force-excited outer wall to its structural reinforcement fung, which leads to a reduction in the average surface speed of the platenar outer wall and thus to reduce the sound power it radiates leads.

drawings

Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt:An embodiment of the invention is shown in the drawing and in the following description explained. The drawing shows:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines geräuschdämmenden Maschinengehäuses, welches gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ein Kurbelgehäuse eines Dieselmo tors ist; Figure 1 is a side view of a noise insulating machine housing, which is a crankcase of a diesel engine according to a preferred embodiment.

Fig. 2 eine Schnittdarstellung II-II aus der Fig. 1 FIG. 2 shows a sectional illustration II-II from FIG. 1

Description of the embodiments

Bei dem In Fig. 1 in einer Seitenansicht gezeigten Maschinengehäuse handelt es sich gemäß einer bevorzugten Ausführungsform um ein Kurbelgehäuse 1 eines Dieselmotors für Nutz fahrzeuge. Das Kurbelgehäuse 1 hat an den beiden Seitenflächen seiner Außenwand 2 wannenartige Bereiche 4, welche durch Deckel 6 verschlossen sind, wodurch einzelne, von einander getrennte Kammern 8 gebildet werden. Die wannenartigen Bereiche 4 sind durch quer zueinander verlaufende und von der Außenwand 2 nach außen weg ragende Rippen und Stege 10 voneinander getrennt. Die Rippen und Stege 10 bilden jeweils Seitenwände 12 der Kammern 8 und sind vorzugsweise an das gegossene Kurbelgehäuse 1 angeformt. Die Kammern 8 bilden zusammen eine Geräuschkapselung 14 für den Dieselmotor, welche in das Kurbelgehäuse 1 integriert ist. Hierbei nehmen die Kammern 8 vorzugsweise mindes tens 50% der Fläche der Außenwand 2 des Kurbelgehäuses 1 ein.In a side view of the machine housing shown in FIG. 1, according to a preferred embodiment, it is a crankcase 1 of a diesel engine for commercial vehicles. The crankcase 1 has trough-like regions 4 on the two side surfaces of its outer wall 2 , which are closed by covers 6 , as a result of which individual, separate chambers 8 are formed. The trough-like regions 4 are separated from one another by ribs and webs 10 which run transversely to one another and project outwardly from the outer wall 2 . The ribs and webs 10 each form side walls 12 of the chambers 8 and are preferably molded onto the cast crankcase 1 . The chambers 8 together form a noise encapsulation 14 for the diesel engine, which is integrated in the crankcase 1 . The chambers 8 preferably occupy at least 50% of the area of the outer wall 2 of the crankcase 1 .

Gemäß Fig. 1 sind eine Reihe von oberen Kammern 16 und eine Reihe von unteren Kam mern 18 durch eine von der Außenwand 2 wegragende, sich von einer Stirnwand 20 bis zu einer Rückwand 22 des Kurbelgehäuses 1 erstreckenden und von dessen Außenwand 2 wegragenden Leiste 24 voneinander getrennt, welche eine gemeinsame Seitenwand 12 für mehrere obere und untere Kammern 16, 18 bildet. Entlang der Leiste 24 sind Anschlüsse, Rohrverbindungen und Befestigungspunkte 26 für Aggregate des Dieselmotors vorgesehen, unterhalb der Leiste 24 befindet sich ein Anschlussflansch 28, so dass sämtliche Anschlüsse ohne Demontage der Deckel 6 zugängig bleiben. Referring to FIG. 1, a series of upper chambers 16 and a series of lower Kam are numbers 18 through a projecting away from the outer wall 2, extending from one end wall 20 to a rear wall 22 of the crankcase 1 and projects away from the outer wall 2 of strip 24 from each other, separated, which forms a common side wall 12 for a plurality of upper and lower chambers 16 , 18 . Connections, pipe connections and fastening points 26 for aggregates of the diesel engine are provided along the strip 24 , a connecting flange 28 is located below the strip 24 , so that all connections remain accessible without dismantling the cover 6 .

Die Fig. 2 zeigt eine Schnittdarstellung einer Ausführungsform eines Maschinengehäuses 1. Gemäß der Erfindung sind die Deckel 6 auf den Stirnflächen der Rippen und Stege 10 be festigt. Dies erfolgt vorzugsweise durch eine Klebung mittels eines dauerelastischen Kle bers, so dass die Deckel 6 durch einen umlaufenden Klebewulst 3 von der Außenwand 2 des Maschinengehäuses 1 beabstandet sind. Fig. 2 shows a sectional view of an embodiment of a machine housing 1. According to the invention, the cover 6 on the end faces of the ribs and webs 10 are fastened. This is preferably done by gluing by means of a permanently elastic adhesive, so that the covers 6 are spaced apart by a circumferential adhesive bead 3 from the outer wall 2 of the machine housing 1 .

Die Elastizität der Verbindung zwischen Deckel 6 und Maschinengehäuse 1 wirkt körper schallentkoppelnd, so dass eine Schwingungsanregung der Deckel 6 durch das Maschinen gehäuse 1 weitgehend vermieden wird. Die Deckel 6 folgen der Kontur des Maschinenge häuses, weshalb sie räumlich gekrümmt sein können. Die Deckel 6 sind auf den Rippen und Stegen 10 umlaufend befestigt, so dass die Kammern 8 dicht verschlossen sind. Die Kam mern 8 bilden die Geräuschkapselung 14, wobei durch die Körperschallentkopplung einer seits und durch die völlige Abdichtung der Kammern 8 andererseits die Schallabstrahlung wesentlich geringer ist, als die des restlichen Maschinengehäuses 1.The elasticity of the connection between the cover 6 and the machine housing 1 acts acoustically decoupling the body so that a vibration excitation of the lid 6 through the machine housing 1 is substantially avoided. The cover 6 follow the contour of the machine housing, which is why they can be spatially curved. The covers 6 are fastened all around on the ribs and webs 10 , so that the chambers 8 are tightly closed. The Kam chambers 8 constitute the noise encapsulation 14, wherein one and the other hand, the sound radiation is substantially less by the structure-borne sound decoupling part, by the complete sealing of the chambers 8, than that of the rest of the machine housing. 1

Die Anzahl, die flächige Ausdehnung, die Form und die Tiefe der Kammern 8 ist für den je weiligen Anwendungsfall anzupassen und kann daher variieren. Um bei Dieselmotoren Probleme im tieffrequenten Bereich zu vermeiden, sind für diesen Anwendungsfall die Kammern 8 vorzugsweise nicht größer als ca. 200 × 300 mm. Die Masse der Deckei 6 ist möglichst derart zu wählen, dass deren Eigenfrequenzen und Vielfache hiervon nicht im Be triebs-Anregungsspektrum der Maschine liegen.The number, the planar extent, the shape and the depth of the chambers 8 must be adapted for the respective application and can therefore vary. In order to avoid problems in the low-frequency range with diesel engines, the chambers 8 are preferably not larger than approximately 200 × 300 mm for this application. The mass of the cover egg 6 is to be chosen, if possible, in such a way that its natural frequencies and multiples thereof are not in the operating excitation spectrum of the machine.

Die Deckel 6 können mehrlagig sein und eine schalldämmende Zwischenschicht aufweisen.The covers 6 can be multi-layered and have a sound-absorbing intermediate layer.

Die geschlossenen Felder können so ausgebildet sein, dass sich kritische Schwingungen im Frequenzbereich, z. B. von 400 Hz bis 4.000 Hz möglichst wenig auf dem Deckel ausbilden können. Der genannte Frequenzbereich tritt bei Verbrennungsmotoren dominant auf und wirkt auf das menschliche Gehör sehr störend.The closed fields can be designed so that critical vibrations in the Frequency range, e.g. B. from 400 Hz to 4,000 Hz as little as possible on the lid can. The frequency range mentioned occurs predominantly in internal combustion engines and has a very disturbing effect on human hearing.

Claims

1. Noise-insulated machine housing, preferably the crankcase of an internal combustion engine, with an at least part of an outer wall ( 2 ) of the machine housing ( 1 ) covering noise encapsulation ( 14 ), characterized in that the noise encapsulation ( 14 ) separate and self-contained chambers ( 8 ), which are formed by regions ( 4 ) which are integrated in the outer wall ( 2 ) and are trough-like and closed by covers ( 6 ).

2. Noise-insulated machine housing according to claim 1, characterized in that the cover ( 6 ) with the edges of the trough-like areas ( 4 ) are vibration-decoupled by an adhesive bond with permanently elastic adhesive and seal them tightly on all sides.

3. Noise-insulated machine housing according to one of the preceding claims, characterized in that at least some of the covers ( 6 ) are designed as multi-part bodies with a sound-absorbing intermediate layer.

4. Noise-insulated machine housing according to one of the preceding claims, characterized in that more than 50% of its outer wall ( 2 ) is provided with chambers ( 8 ).