CH691917A5 - Kapselung für Fahrzeugantriebe. - Google Patents

Description

  



  Die Erfindung betrifft eine Kapselung für Fahrzeugantriebe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. 



  Aus Lärmschutzgründen werden zur Reduzierung der beim Betrieb von Kraftfahrzeugen entstehenden Geräusche Kapselungen aus geräuschdämpfendem Material vorgesehen, die die Fahrzeugantriebe, zumeist Einheiten aus Motor und Getriebe, im Wesentlichen vollständig einschliessen. Eine besondere Bedeutung haben Massnahmen dieser Art bei Nutzfahrzeugen, insbesondere Lastkraftwagen, die über verhältnismässig grosse und entsprechend lautstarke Motoren verfügen. Damit derartige Kapselungen bei allen Betriebszuständen des Antriebs die gewünschte Wirkung erzielen, werden sie in der Regel auf die maximale Motorleistung ausgelegt. Das bedeutet, dass ein relativ hoher Aufwand für die Auslegung der Kühlanlage getrieben werden muss, da sich die Kapselung nicht nur hinsichtlich der Geräuschbildung, sondern auch in thermischer Hinsicht auswirkt.

   Kapselkonstruktionen, die eine gute Geräuschdämmung ermöglichen, ohne den Antrieb in thermischer Hinsicht übermässig zu isolieren, sind, soweit verfügbar, besonders aufwändig. 



  Das bedeutet, dass die Motorkühlanlagen an die Grenze ihres Leistungsvermögens gelangen und nur bei Verwendung grösserer Kühler und/oder leistungsstärkerer Lüfter die Anforderungen noch erfüllen können. Gegebenenfalls arbeitet der Lüfter in diesen Fällen in einem instabilen Bereich, das heisst, an der Pumpgrenze. Eine Vergrösserung der Kühlaggregate, sofern sie aus Platzgründen überhaupt möglich ist, führt aber zu höherem Gewicht und einer Erhöhung der Kosten. Insbesondere im Bereich von leistungsstarken Motoren mit hohen Drehmomenten bei relativ niedrigen Drehzahlen, aber auch mit hoher Motorleistung bei Nenndrehzahl sind heute bereits fast unüberwindbare Schwierigkeiten entstanden. 



  Eine Kapselung der genannten Art ist aus der DE 3 435 700 bekannt geworden. 



  Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine geräuschdämmende Kapselung der gattungsgemässen Art zu schaffen, die es auch bei leistungsstarken Motoren ermöglicht, eine ausreichende Kühlung auch bei Volllastbetrieb ohne unvertretbar hohen Aufwand zur Verfügung zu stellen. 



  Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss nach dem Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst. 



  Dieser Lösung liegt die Überlegung zu Grunde, dass die volle Leistung des Antriebs bei niedrigen Fahrgeschwindigkeiten, bei denen der Luftmassestrom gering ist, nur in Ausnahmefällen und zumeist nur für kurze Zeit benötigt wird. In diesen Fällen gestattet es die erfindungsgemässe Kapselung, den Luftstrom durch den Kühler und entlang dem Motor und Getriebe zur Erhöhung der Kühlwirkung vorübergehend zu erhöhen. Auf diese Weise ist in jedem Falle sichergestellt, dass eine Überhitzung der gesamten Antriebsanlage vermieden wird, ohne dass es zu einer unzumutbaren Lärmbelästigung der Umgebung kommt. 



  Soweit im vorliegenden Zusammenhang die \ffnungselemente der Kapselung als Klappen bezeichnet werden, sollte beachtet werden, dass dieser Begriff nicht nur Klappen im engeren Sinne, also solche mit scharnierförmiger Anlenkung, einschliessen soll. Da das für die Kapselungen verwendete Material zumeist in gewissen Grenzen biegsam ist, kann auch dessen Elastizität zur zeitweiligen Bildung von \ffnungen ausgenutzt werden. Auch Schieberkonstruktionen kommen in Frage. Der Sache nach geht es lediglich darum, zur Bildung eines erhöhten Luftstroms durch den Kühler zeitweilige \ffnungen in der Kapselung herzustellen. 



  Das \ffnen und Schliessen der Klappen kann mit unterschiedlichen Stellorganen, beispielsweise hydraulischen oder pneumatischen Zylindern oder elektrischen Stellmotoren, erfolgen. Auch der Einsatz von Bimetall-Elementen kommt in Betracht. 



  Als Parameter für die Steuerung der \ffnungsbewegung kann in erster Linie die Kühlwassertemperatur herangezogen werden. Gleichermassen kommen jedoch die Motoröltemperatur, die \ltemperatur in einem Retarder, die Abgastemperatur oder die Lufttemperatur in der Kapsel in Betracht. Auch der Innendruck in der Kapsel kann herangezogen werden. Selbstverständlich hat auch und gerade die Aussentemperatur Einfluss auf die Temperaturentwick lung des Antriebs, jedoch geht deren Wirkung automatisch in die vorgenannten Parameter, wie etwa die Kühlwassertemperatur, ein. Eine gesonderte Berücksichtigung der Aussentemperatur kommt in Betracht, wenn die von dem Antriebssystem abgegebene Leistung als Massstab für die zu erwartende Erwärmung herangezogen wird. 



  Die Klappen werden vorzugsweise in Bereichen vergleichsweise geringer Schallabgabe angeordnet, und sie liegen überlappend zu den angrenzenden Kapselteilen, sodass direkte Schallbrücken vermieden werden. Die durch die Klappe freigelegte \ffnung kann auch labyrinthförmig ausgebildet sein. 



  Die Erfindung kann auch dazu ausgenutzt werden, die Abkühlung der Antriebsorgane nach dem Abschalten des Motors zu beschleunigen. Beim Abschalten des Motors wird die Umwälzung des Kühlwassers beendet, und der Kühleffekt des Fahrtwindes und des Lüfters entfällt, sodass es oft zu einem Nachheizeffekt kommt, der sogar zu Kapselbränden führen kann. Durch \ffnen von Klappen auf der oberen und unteren Seite kann daher eine Durchlüftung der Kapsel erreicht und damit die Abkühlung der Antriebsorgane beschleunigt werden. Zur Feststellung der Tatsache, dass der Motor abgeschaltet ist, kann beispielsweise das Plus-Signal der Lichtmaschine herangezogen werden. Der Ausfall dieses Signals signalisiert, dass der Motor und damit die Lichtmaschine steht. 



  Die erfindungsgemässen Massnahmen können vorgesehen werden, ohne dass am Kühlsystem Veränderungen erforderlich sind. Auch herkömmliche Kapselungen können weitgehend erhalten bleiben und müssen lediglich ergänzt werden. 



  Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. 
 
   Fig. 1 bis 3 zeigen einen schematische Querschnitt, einen Längsschnitt und einen waagerechten Schnitt einer Ausführungsform eines Antriebs- und Kühlsystems zusammen mit einer erfindungsgemässen Kapselung; 
   Fig. 4 bis 6 sind entsprechende Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Kapselung. 
 



  In Fig. 1 bis 3 sind ein Motor mit 10, ein anschliessendes Getriebe mit 12 und ein an dieses anschliessender Retarder mit 14 bezeichnet. Diese Antriebseinheit ist entsprechend einer Fahrtrichtung von rechts nach links in Fig. 2 und 3 angeordnet. Auf der linken Seite befindet sich daher eine Kühleinheit, die hintereinander einen Kondensator 16 für eine Klimaanlage, einen Ladeluftkühler 18 und einen Motorkühler 20 umfasst, hinter dem eine im weiteren Sinne trichterförmige Lüfterzarge 22 in einen Ringlüfter 24 überleitet. Die erwähnte Lüfterzarge 22 tritt in eine insgesamt mit 26 bezeichnete Kapselung ein, in deren Innerem sich der Ringlüfter 24 sowie die Antriebseinheit aus Motor 10, Getriebe 12 und Retarder 14 befinden. 



  Gemäss Fig. 2 besitzt diese Kapselung 26 eine Labyrinthöffnung 28 im Bereich hinter dem Motor 10, die einen gewissen Luftaustritt aus der Kapselung dauerhaft gestattet, wie durch den Pfeil 30 dargestellt ist. Ein weiterer, dauerhafter Luftauftritt kann auch in nicht näher dargestellter Weise entsprechend dem Pfeil 32 entlang dem Getriebe 12 und dem Retarder 14 zur Rückseite der Kapselung hin erfolgen. 



  Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist gemäss Fig. 2 an der Unterseite der Kapselung 26 am Übergang von dem Ringlüfter 24 zu dem Motor 10 eine Klappe 34 vorgesehen, die an ihrem vorderen Rand 36 scharnierförmig gelagert ist und mithilfe eines Stellorgans 38 geöffnet und geschlossen werden kann. Es ist erkennbar, dass die Klappe auch in der in Fig. 2 gezeigten, geöffneten Stellung die nach rückwärts angrenzende, untere Wand der Kapselung 26 überlappt, sodass die Entstehung einer direkten Schallbrücke vermieden wird. Bei geöffneter Klappe tritt Luft, die entsprechend dem Pfeil 40 durch den Ringlüfter 24 abgegeben wird, zumindest teilweise entsprechend dem Pfeil 42 nach Durchgang durch den Ringlüfter 24 nach unten aus.

   Auf diese Weise werden der Gegendruck in der Kapselung reduziert und ein höherer Luftdurchsatz durch den Ringlüfter 24 in Verbindung mit einer entsprechend stärkeren Kühlwirkung ermöglicht. 



  In dem waagerechten Schnitt gemäss Fig. 3 ist erkennbar, dass an der Kapselung 26 zusätzlich zwei seitlich ausschwenkbare Klappen 44 und 46 vorgese hen sind, die sich ebenso am Übergang zwischen dem Ringlüfter 24 und dem Motor 10 befinden und an ihren vorderen Rändern 48, 50 scharnierförmig gelagert sind. Ein gemeinsames Stellorgan 52 dient zum Aufschwenken der Klappen 44, 46 und ermöglicht somit den Austritt von Luftströmen, die durch Pfeile 54, 56 in Fig. 3 gekennzeichnet sind. Auch in diesem Falle ist erkennbar, dass die Klappen 44, 46 das nach rückwärts angrenzende Wandmaterial der Kapselung 26 deutlich überlappen. Die geschlossene Stellung der Mappen 44, 46 ist gestrichelt dargestellt. 



  In Fig. 2 und 3 ist strichpunktiert ein Kühlwassersystem 58 angedeutet. In dem Kühlwasser befindet sich ein Temperaturfühler 60, dessen Signale über eine Leitung 62 an eine Steuereinheit 64 abgegeben werden. Die Steuereinheit 64 ist ihrerseits über weitere Leitungen 66, 68 mit den Stellorganen 38, 52 verbunden. Auf diese Weise wird angedeutet, dass die Klappen 34 bzw. 44, 46 in Abhängigkeit von der Kühlwassertemperatur über die Steuereinheit 64 geöffnet und geschlossen werden können. Wie zuvor erwähnt wurde, können auch andere Parameter als Steuergrössen verwendet werden. Durch eine weitere, nicht bezeichnete, in die Steuereinheit 64 eintretende Leitung wird dies in Fig. 2 und 3 angedeutet. 



  Das zuvor geschilderte Grundprinzip wird auch bei der zweiten Ausführungsform gemäss Fig. 4 bis 6 verwirklicht. Bauteile, die bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 bis 3 geschildert wurden, tragen entsprechende Bezugsziffern und werden nicht erneut im Einzelnen erläutert. Die nach unten im Bereich hinter dem Ringlüfter 24 zu öffnende Klappe 34 ist auch bei der Ausführungsform gemäss Fig. 4 bis 6 vorgesehen. 



  An Stelle der ständig offenen Labyrinthöffnung 28 im oberen Bereich der Kapselung hinter dem Motor 10 ist bei der zweiten Ausführungsform eine bewegliche, verstellbare Klappe 70 vorgesehen, die in der bereits beschriebenen Weise an ihrem vorderen Rand 72 scharnierförmig an der Kapselung 26 gelagert ist. Die Klappe 70 ist auch mit einem Stellorgan verbunden, das in Fig. 5 nicht gezeigt ist. Sie ermöglicht den Austritt eines Luftstroms entsprechend einem Pfeil 74. 



  Im Bereich des Getriebes 12 und des Retarders 14, deren Querschnittsfläche erheblich geringer ist als diejenige des Motors 10 und in deren Bereich die Kapselung 26 entsprechend im Durchmesser verringert ist, befinden sich auf der Oberseite und der Unterseite der Kapselung Klappen 76, 78 beziehuncrsweise 80, 82, die wiederum an ihren nicht bezeichneten vorderen Rändern scharnierförmig an der Kapselung angebracht sind und in der bereits beschriebenen Weise überlappend angeordnet und mit einem nicht gezeigten Stellorgan versehen sind. Diese Mappen gestatten den Austritt von Luftströmen gemäss den Pfeilen 84, 86 beziehungsweise 88, 90. 



  Die Anordnung der Klappen lässt sich über die beschriebenen Ausführungsformen hinaus weiter abwandeln. Es muss sich nicht um schwenkbare Klappen handeln, sondern es ist auch möglich, Teile der Kapselung nach aussen abzuheben. 



  Die Anordnung der Klappen kann selbstverständlich im Hinblick auf den gewünschten Kühleffekt gewählt werden. So ist erkennbar, dass die weiter vorne angeordneten Mappen 34 gemäss Fig. 2 und 5 vor allem zur Erhöhung des Kühlluftdurchgangs durch den Kühler beitragen, während die im hinteren Bereich der Kapselung liegenden Klappen 76, 78, 80, 82 gemäss Fig. 5 zusätzlich einen kühlenden Luftstrom entlang der gesamten Antriebseinheit bis hin zu Getriebe und Retarder ermöglichen. Anzahl und Grösse der Mappen sind so zu wählen, dass zuverlässig gewährleistet ist, dass eine Überhitzung der Antriebseinheit auch bei längerer Abgabe der vollen Leistung vermieden wird.

Claims (14)

1. Kapselung für Fahrzeugantriebe (10, 12, 14) eines Nutzfahrzeuges in der Form einer Motor und Getriebe eines Fahrzeuges umgebenden, im Wesentlichen rohrförmigen Kapselung (26) aus geräuschdämmendem Material, wobei die Kapselung (26) wenigstens in Teilbereichen klappenförmige, bewegliche Elemente (34, 44, 46, 70, 76, 78, 80, 82) umfasst, die in Abhängigkeit von der Temperatur des Fahrzeugantriebs (10, 12, 14) und/oder eines mit dieser zusammenhängenden Parameters zu öffnen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die beweglichen Elemente (34, 44, 46, 70, 76, 78, 80, 82) klappenförmig ausgebildet und jeweils mit einem Rand (36, 48, 50, 72) an einer Wandung der Kapselung (26) angelenkt sind, wobei jede Klappe an einem Rand (36, 48, 50, 72) schwenkbar mit der Wandung der Kapselung (26) verbunden ist und an einem gegenüberliegenden Rand diese Wandung nach rückwärts überlappen.

2. Kapselung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrzeugantrieb (10, 12, 14) einen Motor (10), ein Getriebe (12) und einen Retarder (14) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapselung (26) mit einer Lüfterzange (22) mit einem Ringlüfter (24) versehen ist und dass die Klappen (34, 44, 46, 70, 76, 78, 80, 82) eine erste Klappe (34) aufweisen, die an einer unteren Wandung der Kapselung (26) angeordnet ist und von einem Stellorgan (38) betätigt wird, welche erste Klappe (34) scharnierartig an einem vorderen Rand (36) befestigt ist und in ihrer offenen Stellung die genannte untere Wandung mit dem anderen Rand überlappt, derart, dass eine Schallbrücke vermieden wird und mit dem Ringlüfter (24) Luft zugeführt werden kann.

3.

Kapselung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappen (34, 44, 46, 70, 76, 78, 80, 82) zwei zusätzliche Klappen (44, 46) aufweisen, die um einen vorderen Rand (48, 50) geöffnet werden und die von einem gemeinsamen Stellorgan (52) betätigt werden.

4. Kapselung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Labyrinthöffnung (28) im Bereich einer oberen Wandung der Kapselung (26) hinter dem Motor (10) und/oder dem Getriebe (12) und dem Retarder (14) angeordnet ist, wobei die Labyrinthöffnung (28) so ausgebildet ist, dass ein andauernder Austritt eines bestimmten Luftbetrages sichergestellt ist.

5.

Kapselung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappen (34, 44, 46, 70, 76, 78, 80, 82) eine zweite Klappe (70) aufweisen, die mit einem vorderen Rand (72) im Bereich einer oberen Wandung der Kapselung (26) und hinter dem Motor (10) angelenkt ist, und dass andere Klappen (76, 78 oder 80) scharnierartig mit ihren vorderen Rändern entlang des Getriebes (12) und des Retarders (14) befestigt sind.

6. Kapselung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellung der Klappen (34, 44, 46, 70, 76, 78, 80, 82) von einem Sensor (60) in Abhängigkeit der Kühlwassertemperatur gesteuert wird.

7. Kapselung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellung der Klappen (34, 44, 46, 70, 76, 78, 80, 82) in Abhängigkeit von der Motoröltemperatur steuerbar ist.

8.

Kapselung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellung der Klappen (34, 44, 46, 70, 76, 78, 80, 82) bei einem Fahrzeug mit Retarder (14) in Abhängigkeit von der Retarderöltemperatur steuerbar ist.

9. Kapselung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellung der Klappen (34, 44, 46, 70, 76, 78, 80, 82) in Abhängigkeit von der Lufttemperatur in der Kapselung (26) steuerbar ist.

10. Kapselung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellung der Klappen (34, 44, 46, 70, 76, 78, 80, 82) entsprechend der abgegebenen Motorleistung steuerbar ist.

11. Kapselung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellorgane (38, 52) pneumatische oder hydraulische Zylinder sind.

12.

Kapselung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellorgane (38, 52) Elektromotoren sind.

13. Kapselung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellorgane (38, 52) Bimetall-Elemente umfassen.

14. Kapselung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Klappen (34, 44, 46, 70, 76, 78, 80, 82) freigelegten \ffnungen labyrinthförmig ausgebildet sind.