DE102004033552A1

DE102004033552A1 - Schwingungs- und Wärmeisolationsbaugruppe

Info

Publication number: DE102004033552A1
Application number: DE102004033552A
Authority: DE
Inventors: Takahiro Niwa
Original assignee: Nichias Corp
Current assignee: Nichias Corp
Priority date: 2003-07-11
Filing date: 2004-07-09
Publication date: 2005-02-03
Also published as: US7065963B2; US20050028963A1; JP2005030570A

Abstract

Eine Schwingungs- und Wärmeisolationsbaugruppe 10, die so befestigt ist, dass sie mindestens einen Teil der Wärmequelle abdeckt, während sie einen Spalt mit der Oberfläche der Wärmequelle bildet, um die Wärmediffusion von der Wärmequelle zu verringern, die in einer Schwingungsquelle befestigt ist, in der die Wärmequelle 20 und die Schwingungs- und Wärmeisolationsbaugruppe 10 mittels eines Kragenstücks 11 verbunden sind, das ein Paar von Befestigungsstücken 121, 131 hat, die an das Hauptteil 14 der Schwingungs- und Wärmeisolationsbaugruppe angebracht und an ein Montageteil 16 der Wärmequelle 20 angeschraubt sind, sowie ringförmige Schraubenfederelemente, die zwischen dem Paar der Befestigungsstücke 121, 131 des Kragenstücks 11 und dem Hauptteil 14 der Schwingungs- und Wärmeisolationsbaugruppe eingesetzt sind.

Description

Hintergrund der Erfindung
Anwendungsgebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schwingungs- und Wärmeisolationsbaugruppe, die zum Beispiel bei einem Auspuffkrümmer eines Motors Anendung findet.

Beschreibung der Grundlagentechnik

Wie in 4 dargestellt ist, strömt in einem Auspuffkrümmer 101 eines Motors Verbrennungsgas mit hoher Temperatur, das einige hundert Grad erreicht, wenn der Motor 100 betrieben wird. Um zu verhindern, dass die im Auspuffkrümmer erzeugte Wärme und Schwingung in den Motorraum oder an die äußeren Teile des Fahrzeugs übergehen, wird eine Schwingungs- und Wärmeisolationsbaugruppe 102 um den Auspuffkrümmer 101 angebracht. Wenn die Schwingungs- und Wärmeisolationsbaugruppe 102 unmittelbar mit dem Auspuffkrümmer 101 mit Hilfe von Schraubenbolzen 103 verbunden wird, werden Wärme und Schwingung des Auspuffkrümmers 101 direkt auf die Schwingungs- und Wärmeisolationsbaugruppe 102 übertragen und der Einfluss des Einbaus der Schwingungs- und Wärmeisolationsbaugruppe 102 wird geringer. Dementsprechend werden der Auspuffkrümmer 101 gewöhnlich mit der Schwingungs- und Wärmeisolationsbaugruppe über ein Dämpfungselement verbunden, das in der Zeichnung nicht dargestellt ist.

Das veröffentlichte japanische Gebrauchsmuster N° S56-17313 zeigt eine Wärmeisolationsbaugruppe, die so gestaltet ist, dass ein Maschengeflecht in einem Montageteil auf einer Vibrationsquelle angeordnet wird und dieses Maschengeflecht an einer hitzebeständigen Metallplatte befestigt ist. Das veröffentlichte japanische Gebrauchsmuster N° H4-71733 zeigt eine Wärmeisolationsbaugruppe, bestehend aus einer inneren und äußeren Metallplatte, die ein hitzebeständiges Maschengeflecht einschließen, das sich praktisch über die ganze Fläche zwischen diesen Metallplatten erstreckt, wobei die Metallplatten um das Montageteil der Wärmeisolationsbaugruppe eingeschnitten sind, um das Maschengeflecht freizulegen und das freigelegte Maschengeflecht an einem Befestigungsteil fixiert ist. Mit diesen Wärmeisolationsbaugruppen kann die Schwingung der Schwingungsquelle beeinflusst werden, aber sie genügen nicht, um die Wärmediffusion aus dem Auspuffkrümmer abzuschirmen und der Aufbau auf der Schwingungsquelle ist instabil. Um diese Probleme zu lösen, werden zwei feste Stücke mit Flanschteilen (Feststellteile), die von einem Ende der zylinderförmigen Teile (Hülsen) waagrecht nach außen ragen, während die anderen Enden dieser zylinderförmigen Teile verbunden werden, um ein Kragenstück zu bilden, und ein Maschengeflechtelement mit einer Öffnung, die größer als der äußere Durchmesser der zylinderförmigen Teile, aber kleiner als der Außendurchmesser der Flanschteile ist, wird frei in den zylinderförmigen Teilen angebracht, um eine Wärmeisolationsbaugruppe zu bilden. In einer solchen Wärmeisolationsbaugruppe ist das Kragenstück fest in der vorgegebenen Befestigungsposition der Schwingungsquelle mittels Schraubenbolzen fixiert, das Kragenstück und das Drahtgeflechtelement sind durch einen losen Passsitz verbunden, so dass nur partielle und variable Berührungsstellen bestehen, so dass eine hohe Wärmeisolation erreicht wird.
(Patentbezug 1) Veröffentlichtes japanisches Gebrauchsmuster N° S 56-17313 (Anspruch 1)
(Patentbezug 2) Veröffentlichtes japanisches Gebrauchsmuster N° H 4-71733 (Anspruch 1)

Zusammenfassung der Erfindung

In der Wärmeisolationsbaugruppe mit dieser hohen Wärmeisolationswirkung, kollidieren jedoch, aufgrund der Transversalschwingung des Auspuffkrümmers das Kragenstück und das Drahtgeflechtelement miteinander, wobei ein ungewöhnliches Geräusch entsteht und das Drahtgeflecht beschädigt wird. Außerdem besteht das in dieser Wärmeisolationsbaugruppe verwendete Dämpfungsglied aus einem Paar Kragenstücke, einem Drahtgeflechtelement und einem Teil, das am äußeren Umfang des Drahtgeflechtelements befestigt ist und somit drei Bauteile benötigt werden, einschließlich der am Hauptteil der Wärmeisolationsbaugruppe anzubringenden Anschlussteile, wodurch höhere Kosten entstehen.

Eine primäre Zielsetzung der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Schwingungs- und Wärmeisolationsbaugruppe vorzusehen, die mit einer wesentlich geringeren Zahl von Bauteilen für das Dämpfungselement auskommt und eine hohe Wärmeisolationswirkung und ein hohes Maß an Schwingungsdämpfung erreicht.

Um die Probleme des jetzigen Stands der Technik zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung eine Schwingungs- und Wärmeisolationsbaugruppe vor, die so angebracht ist, dass sie mindestens einen Teil einer Wärmequelle abdeckt, wobei sie einen Spalt mit der Oberfläche der Wärmequelle bildet, um die Wärmediffusion von der Wärmequelle zu verringern, die in einer Schwingungsquelle angebracht ist, in der die Wärmequelle und die Schwingungs- und Wärmeisolationsbaugruppe mittels eines Kragenstücks gekoppelt sind, bei dem ein Paar der Befestigungsteile am Hauptteil der Schwingungs- und Wärmeisolationsbaugruppe sitzen und mit der Wärmequelle mit Schraubenbolzen befestigt sind, und ein Federelement, das zwischen dem Paar der Befestigungsteile des Kragenelements und dem Hauptteil der Schwingungs- und Wärmeisolationsbaugruppe eingelegt ist.

Nach der Schwingungs- und Wärmeisolationsbaugruppe der vorliegenden Erfindung, besteht das Dämpfungsglied im wesentlichen aus zwei Bauteilen, nämlich dem Paar des Kragenelements und dem Federelement und ist einfach aufgebaut, so dass die Kosten verringert werden können. Außerdem wird die Schwingung der Schwingungsquelle vom Federelement absorbiert und der Einfluss der Schwingungsdämpfung ist hoch. Ferner wird die Wärmediffusion von der Wärmequelle durch das Federelement gedämpft und die Wirkung der Wärmeisolation ist hoch.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Längsschnitts eines Teils des Dämpfungsglieds der Schwingungs- und Wärmeisolationsbaugruppe in einer bevorzugten Ausführungsart der vorliegenden Erfindung, 2 ist eine Darstellung, die eine Art des Zusammenbaus des Kragenstücks auf dem Hauptteil der Schwingungs- und Wärmeisolationsbaugruppe aufzeigt, 3 zeigt die Vorderansicht einer bevorzugten Ausführungsart der Schwingungs- und Wärmeisolationsbaugruppe und 4 ist eine Zeichnung zur Veranschaulichung einer Montageart von Schwingungs- und Wärmeisolationsbaugruppe und Auspuffkrümmer nach dem Stand der Technik.
Genaue Beschreibung der Erfindung und bevorzugte Ausführung
Eine Schwingungs- und Wärmeisolationsbaugruppe in einer bevorzugten Ausführungsart der vorliegenden Erfindung wird nachstehend unter Bezug auf 1 bis 3 beschrieben. In der vorliegenden Erfindung ist die Schwingungsquelle zum Beispiel ein Kraftfahrzeug oder der Auspuffkrümmer in dem Kraftfahrzeug. Die Wärmequelle ist z.B. der Auspuffkrümmer eines Kraftfahrzeugs. Eine Schwingungs- und Wärmeisolationsbaugruppe 10 der bevorzugten Ausführungsart wird so befestigt, dass sie mindestens einen Teil eines Auspuffkrümmers 20 abdeckt, wobei sie einen Spalt mit der Oberfläche des Auspuffkrümmers 20 bildet, um die Wärmediffusion vom Auspuffkrümmer 20 eines Motors zu verringern.
Auf der Schwingungs- und Wärmeisolationsbaugruppe 10 werden Auspuffkrümmer 20 und Schwingungs- und Wärmeisolationsbaugruppe 10 mit Hilfe eines Kragenstücks 11 verbunden, das ein Paar von Befestigungsstücken 121, 131 aufweist, die in ein Hauptteil 14 der Schwingungs- und Wärmeisolationsbaugruppe 10 eingepasst und an den Auspuffkrümmer 20 mit Zylinderschrauben befestigt werden, und Federelemente 15, 15, die zwischen dem Paar der oberen und unteren Befestigungsstücke 121, 131 des Kragenteils 11 und dem Hauptteil der Schwingungs- und Wärmeisolationsbaugruppe 10 eingefügt sind.
In der vorliegenden Erfindung ist das Kragenstück, das ein Paar von Befestigungsstücken hat, wie folgt zusammengesetzt: Ein äußeres Kragenstück, das aus einem zylindrischen Element gebildet wird und ein flanschförmiges Befestigungsstück, das an einem Ende des zylindrischen Elements vorhanden ist und ein inneres Kragenelement, das aus einem zylindrischen Element gebildet wird und ein flanschförmiges Befestigungsstück, das an einem Ende des zylindrischen Elements vorhanden ist, sind gegenseitig so ineinander geschoben oder so angebracht, dass die anderen Enden der zylindrischen Stücke sich gegenüberliegen. Damit diese ineinander gehen oder zusammen passen, so dass die anderen Enden der zylindrischen Teile gegenüber stehen, wird zum Beispiel der zylindrische Teil des äußeren Kragenstücks in die Öffnung des zylindrischen Teils des inneren Kragenstücks eingelegt, das zylindrische Teil des inneren Kragenstücks wird in die Öffnung des zylindrischen Teils des äußeren Kragenstücks eingelegt oder die anderen Enden der zylindrischen Teile des äußeren Kragenstücks und inneren Kragenstücks stoßen aneinander und werden eng verbunden. Das innere Kragenstück ist ein Teilkragenstück, dessen Befestigungsteile auf der Seite der Wärmequelle des Hauptstücks der Schwingungs- und Wärmeisolationsbaugruppe liegen und das äußere Kragenstück ist ein Teilkragenstück, dessen Befestigungsteile auf der gegenüberliegenden Seite der Wärmequelle des Hauptstücks der Schwingungs- und Wärmeisolationsbaugruppe liegen. Wie das zylindrische Teil des äußeren Kragenstücks in die Öffnung des zylindrischen Teils des inneren Kragenstücks geschoben wird, ist nachstehend beschrieben.
In 1 und 2 befindet sich ein äußeres Kragenstück 12, bestehend aus einem zylindrischen Teil 122 mit einem Schraubenbolzenloch 171 zur Aufnahme eines Schraubenbolzens 17 und ein flanschförmiges Befestigungsteil 121, das waagrecht vom oberen Ende des zylindrischen Teils 122 nach außen ragt. Das Schraubenbolzenloch 171 ist etwas größer als der äußere Durchmesser des Schraubenbolzens 17, so dass der Schraubenbolzen 17 ohne Widerstand durchgesteckt werden kann. Die Hinterseite 123 des Befestigungsteils 121 des äußeren Kragenstücks 12 ist flach, um gegen das Endstück des Federteils 15 zu drücken oder dieser drückende Teil ist konkav geformt (nicht dargestellt). Die Länge des zylindrischen Teils 122 des äußeren Kragenstücks 12 ist so definiert, dass sie nicht über ein inneres Kragenstück 13 ragt, wenn das äußere Kragenstück 12 und das innere Kragenstück 13 montiert werden. Wenn die Länge des zylindrischen Teils 122 des äußeren Kragenstücks 12 zu kurz ist, ist der Zusammenbau schwierig und die Stabilität nach dem Zusammenbau ist nicht ausreichend. Deshalb sollte die Länge des zylindrischen Teils 122 vorzugsweise zwischen halber Spaltbreite L3, gebildet aus den beiden Befestigungsstücken 121, 131 und weniger als L3 liegen.
Das innere Kragenstück 13, bestehend aus einem zylindrischen Teil 132 mit einer Öffnung 135 zur Aufnahme des zylindrischen Teils 122 des äußeren Kragenstücks 12 und ein flanschförmiges Befestigungsteil 131, das wagrecht vom unteren Ende des zylindrischen Teils 132 nach außen ragt. Der Innendurchmesser der Öffnung 135 ist etwas größer als der Außendurchmesser des zylindrischen Teils 122 des äußeren Kragenstücks 12, so dass er leicht eingeführt werden kann, ohne locker zu sitzen. Die obere Seite 133 des Befestigungsteils 131 des inneren Kragenstücks 13 ist flach, um gegen das Endstück des Federteils 15 anzudrücken oder diese Druckfläche ist konkav geformt (nicht dargestellt). Das obere Ende des zylindrischen Teils 132 ist vorzugsweise flach, um gegen die Rückseite 123 des Befestigungsteils 121 des äußeren Kragenstücks 12 zu drücken. Die Länge des zylindrischen Teils 132 des inneren Kragenstücks 13 ist so definiert, dass sie einen Spalt L3 mit den beiden Befestigungsstücken 121, 131 bildet, wenn das äußere Kragenstück 12 und das innere Kragenstück 13 zusammengebaut werden.
Beim Kragenstück 11 ist der Durchmesser L2 der beiden Befestigungsteile 121, 131 so definiert, dass ein Spalt um das zylindrische Teil 132 des inneren Kragenstücks 13 gebildet wird und dass das Federteil 15 in den Spalt zwischen dem Befestigungsteil 121 und dem Hauptstück 14 der Schwingungs- und Wärmeisolationsbaugruppe eingesetzt werden kann. Der Spalt L3 zwischen den beiden Befestigungsstücken 121, 131 ist groß genug, um einen ringförmigen Federkörper 15 zwischen der oberen und unteren Fläche des Hauptteils 14 der Schwingungs- und Wärmeisolationsbaugruppe und des Hauptteils 14 der Schwingungs- und Wärmeisolationsbaugruppe einzufügen.
Die Formgebung und Verarbeitungsmethode des Hauptteils 14 der Schwingungs- und Wärmeisolationsbaugruppe können nach den bekannten Verfahren erfolgen. Das Hauptteil 14 der Schwingungs- und Wärmeisolationsbaugruppe hat eine Öffnung 141 mit dem Durchmesser L1, um das Kragenstück 11 aufzunehmen. Diese Öffnung 141 liegt an einer Stelle gegenüber dem Montageteil 16 des Auspuffkrümmers, wenn die Schwingungs- und Wärmeisolationsbaugruppe 10 am Auspuffkrümmer angebracht wird. Der Durchmesser L1 ist groß genug, um einen Spalt von 0,5 bis 2,0 mm um den zylindrischen Teil 132 zu bilden, bezogen auf den Durchmesser des zylindrischen Teils 132 des inneren Kragenstücks 13. Daher wird die Wärme nicht direkt von der Wärmequelle 20 auf das Hauptteil 14 der Schwingungs- und Wärmeisolationsbaugruppe übertragen. Das Innengewinde 172, das den Schraubenbolzen 17 aufnimmt, wird im Montageteil 16 des Auspuffkrümmers angeordnet.
Das Federelement 15 dient dazu, die oberen und unteren Teile mit Federkraft in die oberen und unteren spezifizierten Spalten zu bringen, die zwischen den beiden Befestigungsteilen 121, 131 und dem Hauptteil 14 der Schwingungs- und Wärmeisolationsbaugruppe gebildet werden, wobei die bevorzugte Anordnung mit einer ringförmigen Schraubenfeder erfolgt. Auf diese Weise wird das Hauptteil 14 der Schwingungs- und Wärmeisolationsbaugruppe auf dem Kragenstück 11 mittels zweier ringförmiger Schraubenfedern gestützt und die Schwingung vom Auspuffkrümmer kann von der ringförmigen Schraubenfeder absorbiert und auch die Wärmediffusion kann isoliert werden, so dass sowohl die Wirkung der Schwingungsdämpfung als auch die der Wärmeisolation verbessert werden kann. Soweit diese Wirkung erzielt wird, ist das Federelement 15 nicht auf die ringförmige Schraubenfeder beschränkt, sondern kann auch durch ein ringförmiges, festes elastisches Material ersetzt werden.
Unter Bezug auf 2, wird nachstehend beschrieben, wie das Dämpfglied, bestehend aus Kragenstück 11 und Federelement 15, auf das Hauptteil 14 der Schwingungs- und Wärmeisolationsbaugruppe montiert wird. Das Hauptteil 14 der Schwingungs- und Wärmeisolationsbaugruppe hat die Öffnung 141 mit Durchmesser L1 in der spezifizierten Ausführung. Zuerst wird das zylindrische Teil 132 des inneren Kragenstücks 13 durch die ringförmige Schraubenfeder 15 gesteckt und die ringförmige Schraubenfeder 15 wird auf der Oberseite 133 des Befestigungsteils 131 am inneren Kragenstück 13 angebracht. In der Öffnung 141 des Hauptteils 14 der Schwingungs- und Wärmeisolationsbaugruppe wird das innere Kragenstück 13 mit der ringförmigen Schraubenfeder 15 von der Rückseite aus angebracht. Das heißt, die obere Seite 133 des Befestigungsteils 131 des inneren Kragenstücks 13 stößt gegen die Rückseite des Hauptteils 14 der Schwingungs- und Wärmeisolationsbaugruppe. Eine weitere ringförmige Schraubenfeder 15 ist auf dem Hauptteils 14 der Schwingungs- und Wärmeisolationsbaugruppe angebracht, so dass die Öffnung 141 des Hauptteils 14 der Schwingungs- und Wärmeisolationsbaugruppe hierin angebracht werden kann. Der zylindrische Teil 122 des äußeren Kragenstücks 12 wird durch die beiden ringförmigen Schraubenfedern 15 und die Öffnung 141 des Hauptteils 14 der Schwingungs- und Wärmeisolationsbaugruppe geführt und in die Aufnahmeöffnung 135 des zylindrischen Teils 132 des inneren Kragenstücks 13 geführt. Das Ergebnis hieraus ist die fertige Schwingungs- und Wärmeisolationsbaugruppe 10, wie in 1 dargestellt.
Das Hauptteil 14 der Schwingungs- und Wärmeisolationsbaugruppe wird auf dem Kragenstück 11 durch den Druck der Federkraft der oberen und unteren ringförmigen Schraubenfedern festgehalten. Das Kragenstück 11 ist ein festes Teil und wird durch die Verschraubung nicht verformt. Deshalb sind die ringförmigen Schraubenfedern 15, die in dem Spalt angeordnet sind, der zwischen dem Paar aus oberem und unterem Befestigungsteil 121, 131 und dem Hauptteil 14 der Schwingungs- und Wärmeisolationsbaugruppe gebildet wird, nicht durch Verschweißung fixiert, aber fallen nicht heraus.
Die Schwingungs- und Wärmeisolationsbaugruppe 10, die in dieser Form hergestellt ist, wird so angeordnet, dass sie beispielsweise die ganze Fläche des Auspuffkrümmers abdeckt und mit Schraubenbolzen 17 festgezogen wird, wobei die Feinjustierung der relativen Lage der Schraubenlöcher 171 in dem Kragenstück 11 und dem Montageteil 16 des Auspuffkrümmers 20 vorgenommen wird.
Entsprechend der Schwingungs- und Wärmeisolationsbaugruppe 10 in der bevorzugten Ausführungsart, setzt sich das Dämpfungsglied im Wesentlichen aus zwei Typen von Bauteilen zusammen, nämlich dem Kragenstück 11 und dem Federelement 15, wobei der Aufbau einfach ist und somit die Kosten geringer sind. Die Schwingung aus der Schwingungsquelle wird vom Federelement absorbiert und daher ist die Wirksamkeit der Schwingungskontrolle hoch. Insbesondere berührt das Hauptteil 14 der Schwingungs- und Wärmeisolationsbaugruppe trotz Transversalschwingung nicht das Kragenstück 11 und es entsteht kein außergewöhnliches Geräusch oder Schaden. Ferner wird die Wärmediffusion von der Wärmequelle durch das Federelement isoliert und der Effekt der Wärmeisolation ist ebenfalls hoch.

Claims

Eine Schwingungs- und Wärmeisolationsbaugruppe, die so angebracht ist, dass sie mindestens einen Teil einer Wärmequelle abdeckt, während sie einen Spalt zur Fläche der Wärmequelle bildet, um die Wärmediffusion von der Wärmequelle zu verringern, die an einer Schwingungsquelle befestigt ist, wobei die Wärmequelle und die Schwingungs- und Wärmeisolationsbaugruppe mittels eines Kragenstücks gekoppelt sind, das ein Paar von Befestigungsteilen hat, die an dem Hauptteil der Schwingungs- und Wärmeisolationsbaugruppe angebracht und an der Wärmequelle mit Schraubenbolzen angeschraubt sind, sowie ein Federelement, das zwischen dem Paar der Befestigungsteile des Kragenstücks und dem Hauptteil der Schwingungs- und Wärmeisolationsbaugruppe eingesetzt ist.
Die Schwingungs- und Wärmeisolationsbaugruppe nach Anspruch 1, wobei das Kragenstück, das ein Paar von Befestigungsstücken hat, aus einem äußeren Kragenstück besteht, das aus einem zylindrischen Teil und einem flanschförmigen Befestigungsteil an einem Ende des zylindrischen Teils gebildet wird, und aus einem inneren Kragenstück, das aus einem zylindrischen Teil und einem flanschförmigen Befestigungsteil an einem Ende des zylindrischen Teils gebildet wird, die so miteinander verbunden oder angebracht sind, dass die anderen Enden der zylindrischen Teile sich gegenüber stehen.
Die Schwingungs- und Wärmeisolationsbaugruppe nach Anspruch 1, wobei das Federelement eine Schraubenfeder ist.
Die Schwingungs- und Wärmeisolationsbaugruppe nach Anspruch 1, wobei die Wärmequelle ein Auspuffkrümmer eines Motors ist.