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TECHNISCHES GEBIET
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Diese
Erfindung betrifft Akustikdämpfer
und eine Verringerung von ausgestrahltem Geräusch von einer Verbrennungsmotorabdeckung,
wie beispielsweise einer Frontabdeckung, wobei die Akustikdämpfer an
verborgenen Rückflächen der
Abdeckung befestigt sind.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Es
ist in der Technik bekannt, verschiedene Mittel vorzusehen, um das
hörbare
Geräusch
zu verringern, das von arbeitenden Verbrennungsmotoren, wie beispielsweise
Kraftfahrzeugmotoren, ausgestrahlt wird. Bei der Ausgestaltung eines
neuen Motors werden verschiedene Komponenten und Abdeckungen, die
an dem Äußeren eines
Motorblocks und Kurbelgehäuses
befestigt sind, bezüglich
der Geräuschausstrahlung
bei hörbaren
Frequenzen bewertet. Wo es möglich
ist, kann das Geräusch
verringert werden, indem eine Komponente oder Abdeckung fester mit
dem Motorblock verbunden wird, so dass sie sich mehr wie ein massiver
Körper
verhalten. Die Anwendung von zusätzlichen
Schrauben kann jedoch durch innere Komponenten unter der Abdeckung
verhindert werden, und es kann zu Ausrichtungs- und Leckproblemen
führen,
wenn sie angewendet werden. Eine andere Lösung kann es sein, die Steifigkeit
einer Abdeckung zu erhöhen,
um ihre Steifigkeit zu erhöhen
und die Frequenzen des ausgestrahlten Geräuschs zu verändern. Dies
erhöht
jedoch im Allgemeinen die Masse, und eine unnötige Masse ist nicht erwünscht, da
sie die Kraftstoffwirtschaftlichkeit ungünstig beeinflussen kann. Geeignete
alternative Mittel sind erwünscht,
um das ausgestrahlte Geräusch
von einer Abdeckung oder einer Komponente zu verringern.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung schafft neuartige Akustikdämpfer, welche die Geräuschübertragung von
einer Motorfrontabdeckung oder einer anderen Komponente steuern,
die als ein einzelnes Metallgussteil gebildet sein können, das
an dem Motorblock befestigt ist. Bei einer Ausführungsform trägt die Abdeckung
eine Wasserpumpe und innere Wasserverteilungsdurchgänge, und
sie deckt einen Antriebsmechanismus einer oben liegenden Nockenwelle
und eine Ölpumpe
ab, die an dem Motorblock befestigt sind. Wegen des Nockenantriebs
und der Wasserpumpe mit Durchgängen
wird eine Geräuschsteuerung
der Abdeckungs-Zentralabschnitte durch Akustikdämpfer geschaffen, die auf innenseitigen Vorsprüngen der
Abdeckung getragen sind und mit Flächen an zugänglichen Orten an der Motorblock-Frontfläche oder
an zugeordneten Komponenten in Eingriff stehen.
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Die
Akustikdämpfer
können
torusförmige Kreisringe
sein, die auf entgegengesetzten Seiten identische koaxiale Positionierungsaussparungen
für einen
fehlerfreien Einbau aufweisen. Ein zentraler Steg zwischen den Aussparungen
weist ein axial positioniertes Befestigungsloch auf. Jeder Dämpfer kann
an einer Säule
oder einem Vorsprung auf der innenseitigen Abdeckungsfläche befestigt
sein, die ein Sackloch zum Aufnehmen eines Befestigungselements
aufweist, welches zentral an einer erhöhten ringförmigen Positioniereinrichtung
positioniert ist, um den Dämpfer
an dem Vorsprung zu positionieren. Ein beliebiges geeignetes Befestigungselement
kann verwendet werden, eine Druckstift-Halteeinrichtung mit einem
Kopf ist aber wegen der Einfachheit der Montage und der Halterung
bevorzugt. Die Säulen sind
von ausgewählter
Höhe, die
an jedem Ort für
einen Eingriff des Dämpfers
mit einem gegenüberliegenden
Motorblock oder einer gegenüberliegenden Komponente
geeignet ist.
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Die
Dämpfer
werden vor dem Einbau der Abdeckung an dem Motorblock an der Abdeckung
eingebaut, und sie können
durch einen Zulieferer eingebaut werden und, bereit für den Abdeckungseinbau, zu
der Montagestelle transportiert werden. Wenn die Abdeckung eingebaut
ist, stehen die Dämpfer
mit den ausgewählten
Orten an dem Block oder zugeordneten Mechanismen in Eingriff und üben eine
geräuschdämpfende
Kraft auf die Abdeckung aus, um eine Übertragung von Geräuschvibrationen
von dem Äußeren der
Abdeckung auf die externe Umgebung zu verringern.
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Die
elastischen Dämpfer
sind an Orten verwendbar, an denen ein Verschrauben oder eine innere
Verrippung nicht möglich
oder aufgrund von zusätzlichem
Gewicht, einem Fehlen von Abstand oder möglichen Leckproblemen unerwünscht ist.
Wenn sie eingebaut sind, sind die Dämpfer nicht sichtbar, sie benötigen keine
Wartung, und eine Ablösung
wird an dem jeweiligen Ort durch eine Kompression der Dämpfer und
durch die Lokalisierer der Abdeckung verhindert.
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Diese
und andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der
nachfolgenden Beschreibung bestimmter spezieller Ausführungsformen
der Erfindung, zusammengenommen mit den begleitenden Zeichnungen,
vollständiger
verständlich
werden.
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BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Explosionsansicht einer elastischen Akustikdämpfer- und
Befestigungselement-Baugruppe, die an einem Befestigungsvorsprung
an einer Motorfrontabdeckung angebracht ist;
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2 ist
eine Frontansicht einer Motorfrontabdeckung mit rückseitig
befestigten Akustikdämpfern;
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3 ist eine Querschnittsansicht entlang der
Linie 3-3 von 2, die einen geräuschdämpfenden
Eingriff eines Akustikdämpfers
an der Frontabdeckung mit einem zugeordneten Motorblock zeigt;
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4 ist
eine Querschnittsansicht entlang der Linie 4-4 von 2,
die einen geräuschdämpfenden
Eingriff eines anderen Akustikdämpfers
an der Frontabdeckung mit einem zugeordneten Kettenspannerkörper zeigt,
der an dem Motorblock angebracht ist; und
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5 ist
eine Rückansicht
der Motorfrontabdeckung, welche die geräuschdämpfenden Akustikdämpfer an
verschiedenen beispielhaften Orten an der Innenseite der Frontabdeckung
für einen
geräuschdämpfenden
Eingriff der Dämpfer
mit dem Motorblock oder zugeordneten Komponenten zeigt, um gemäß der Erfindung
Geräuschvibrationen
der Motorabdeckung zu dämpfen.
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BESCHREIBUNG EINER BEISPIELHAFTEN
AUSFÜHRUNGSFORM
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Zuerst
auf 1 der Zeichnungen im Detail Bezug nehmend, gibt
das Bezugszeichen 10 allgemein eine Baugruppe eines Akustikdämpfers 12 und einer
Halteeinrichtung 14 an, die an einem Vorsprung 16 angebracht
sind, der sich an der Innenseite einer Motorfrontabdeckung befinden
kann, um Geräuschvibrationen
der Abdeckung gemäß der Erfindung
zu dämpfen.
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Der
Dämpfer 12 kann
aus einem beliebigen geeigneten elastischen, öl- und temperaturbeständigen Elastomermaterial gebildet
sein, das in der Lage ist, in einer mit heißem Motoröl befeuchteten Umgebung innerhalb
einer Motorabdeckung elastische Kompressionseigenschaften aufrechtzuerhalten.
Der Akustikdämpfer 12 ist
als ein Kreisring 18 ausgebildet (im Wesentlichen torusförmig) und
weist identische koaxiale Positionierungsaussparungen 20 auf
entgegengesetzten Seiten des Rings 18 auf, so dass der Dämpfer 12 derart
eingebaut werden kann, dass beide Seite nach innen weisen können, um
Montagefehler zu vermeiden. Die Aussparungen sind durch einen zentralen
Steg 22 separiert, der ein axial positioniertes Durchgangs-Befestigungsloch 24 aufweist. Die
Seiten des Kreisrings 18 und der Positionierungsaussparungen 20 können geneigt
sein, um eine Entnahme aus einem Umformwerkzeug zu ermöglichen oder
die Einfachheit des Einbaus zu verbessern.
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Die
Halteeinrichtung 14 kann von einer beliebigen geeigneten
Form sein, wie beispielsweise eine Schraube mit Kopf, falls gewünscht, sie
kann aber ein manueller Druckstift 26 mit einem Kopf 28 und
einem Schaft 30 sein, der ein Mittel zum Unterbinden einer Entnahme
aufweist, wie beispielsweise deformierbare Grate 32 um
den Schaft herum, um den Schaft nach dem manuellen Einbau in einer Öffnung 33,
beispielsweise einem Sackloch, zu halten.
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Der
Abdeckungsvorsprung 16 der kann lediglich einen erhöhten ringförmigen Abschnitt 34 der Abdeckung
umfassen, der derart ausgebildet ist, dass er in beiden der Positionierungsaussparungen 20 des
Akustikdämpfers 12 aufgenommen
ist, um den Dämpfer
in einer eingebauten Position an dem Vorsprung zu halten. Eine die
Höhe vergrößernde Säule 36 kann
jedoch hinzugefügt
sein, um die Höhe des
Dämpfers
zu positionieren, um mit einem zugeordneten Motorblock oder einer
zugeordneten Komponente mit einem gewünschten Grad an Kompression
in Eingriff zu stehen. Das Befestigungsloch 33 kann ein
Sackloch mit einer Größe sein,
um den Schaft 30 der Halteeinrichtung aufzunehmen und die Halteeinrichtung
festzuhalten, bis der Dämpfer
unter Kompression in einer Baugruppe eingebaut ist, bei welcher
der Dämpfer 12 beispielsweise
durch den erhöhten
Abschnitt 34 in Position gehalten ist und die Halteeinrichtung 14 nicht
länger
zur Befestigung benötigt
wird, wenn sie nicht demontiert ist.
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2 stellt
einen Motor 38 dar, der eine Frontseite einer Motorabdeckung 40 zeigt,
die als ein Metallgussteil gebildet ist, wie beispielsweise aus Aluminium,
und die an einem Motorblock 42 befestigt ist (siehe 3 und 4). Die
Abdeckung 40 weist einen Randabschnitt 44 auf,
der zahlreiche am Rand liegende Befestigungsvorsprünge 46 aufweist,
um nicht gezeigte Befestigungsschrauben aufzunehmen, um die Abdeckung 40 an
dem Motorblock 42 anzubringen. Ein großer Zentralabschnitt 48 der
Abdeckung 40 ist ungestützt,
und er ist daher einem Aufnehmen von Geräuschvibrationen und einem Ansprechen
auf diese von verschiedenen an den Block befestigten Zubehöreinrichtungen
wie auch von anderen Mechanismen oder Komponenten ausgesetzt, die
an der Abdeckung 40 befestigt sein können.
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Die
Frontabdeckung 40 weist beispielsweise einen Befestigungsvorsprung 50 auf,
um eine vorne befestigte Wasserpumpe aufzunehmen, die nicht gezeigt
ist und die mit inneren Wasserdurchgängen 52 verbunden
ist, die in die Abdeckung 40 gegossen sind, um Wasser von
dem Wasserpumpenvorsprung 50 zu Motorblock-Einlassdurchgängen in
der Frontfläche
des Blocks, die nicht gezeigt sind, zu leiten. Ein Lufteinlassvorsprung 54 trägt einen
Lufteinlassdrosselkörper,
der nicht gezeigt ist, und er ist mit inneren Luftdurchgängen 56 in
der Abdeckung 40 verbunden, um Einlassluft zu nicht gezeigten
Krümmerdurchgängen in
dem Motorblock 42 zu leiten.
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An
der nicht gezeigten Frontseite des Blocks sind im Allgemeinen mehrere
Mechanismen befestigt, die für
den Motorbetrieb benötigt
werden. Diese können
einen Nockenwellen-Antriebsmechanismus umfassen, einschließlich einer
primären
und einer sekundären
Antriebskette mit zugeordneten Kettenspannern. Eine Ölpumpe 58 kann
an dem Block befestigt sein und das Ende der Kurbelwelle umgeben, die
nicht gezeigt ist.
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Details
dieser Merkmale sind nicht dargestellt, wobei es sich versteht,
dass sie einen beträchtlichen
Raum hinter der Frontabdeckung einnehmen können und dadurch mit der direkten
Befestigung des ungestützten
Zentralabschnitts 48 der Abdeckung 40 an dem Block
interferieren können,
um eine Übertragung
von Geräuschvibrationen
von dem ungestützten
Zentralabschnitt zu verringern. Zusätzlich kann eine direkte Befestigung
des Zentralabschnitts an dem Block unerwünscht sein, da sie Ausrichtungsprobleme
für Schraubenöffnungen
hervorrufen und zusätzliche
Pfade für Öllecks erzeugen
kann, die abgedichtet werden müssen.
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3 ist eine Querschnittsansicht des Motors 38 entlang
der Linie 3-3 von 2 in der Richtung der Pfeile. 3 zeigt eine gegossene Abde ckung 40,
die einen Wasserdurchgang 52 und eine Säule 36 aufweist, die
sich von der Außenfläche der Abdeckung
bis zu einem inneren Ende 60 nach innen erstrecken, an
dem ein Vorsprung 16 befestigt ist, der einen Teil einer
Akustikdämpferbaugruppe 10 bildet, wie
zuvor beschrieben. Die Baugruppe 10 umfasst einen erhöhten ringförmigen Abschnitt 34,
in dem ein Akustikdämpfer 12 aufgenommen
ist. Eine Haltereinrichtung 14, die den Dämpfer 12 in
Position hält, weist
den Kopf 28 auf, der mit dem Steg 22 des Dämpfers und
einem Schaft 30 in Eingriff steht, der sich durch das Befestigungsloch 24 in
das Sackloch 33 der Säule 36 erstreckt
und darin durch die deformierbaren Grate 32 festgehalten
ist, die in die Seiten des Sacklochs 33 greifen.
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Bei
dem Einbau der Abdeckung 40 an der Frontseite des Motorblocks 42,
wie sie gezeigt ist, wird der Akustikdämpfer 12 in einen
kompressiven Eingriff mit einer entgegengesetzten Fläche 62 des Blocks 42 gedrängt, so
dass der Dämpfer 12 eine Dämpfungskraft
auf die Abdeckung ausübt,
um Geräuschvibrationen
der Abdeckung 40 benachbart zu dem Dämpfer 12 zu verringern.
Man beachte, dass nach dem Einbau der Abdeckung der Akustikdämpfer 12 durch
den erhöhten
ringförmigen
Abschnitt 34 der Säule 36 radial
festgehalten ist, der sich derart in die zugeordnete Aussparung 20 des
Dämpfers 12 erstreckt,
dass die Haltereinrichtung 14 nicht länger benötigt wird, nachdem die Abdeckung
eingebaut ist.
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4 ist
eine Querschnittsansicht des Motors 38 entlang der Linie
4-4 von 2 in der Richtung der Pfeile. 4 ist 3 darin ähnlich, dass ein Akustikdämpfer 12 an
einer Säule 36 der
Abdeckung 40 auf exakt die gleiche Weise befestigt ist,
wie für
den in 3 gezeigten Ort beschrieben,
so dass gleiche Bezugszeichen für
die gleichen Teile verwendet werden. An diesem Ort steht der Dämpfer 12 jedoch
mit einem Körper
eines Nockenwellen-Kettenspanners 64 in Eingriff, der an
dem vorderen Ende des Motorblocks 42 befestigt ist. Die
Länge der
Abdeckungssäule 36 ist
angepasst, um die erhöhte
Oberfläche
des Spannerkörpers 64 aufzunehmen,
so dass die komprimierende Kraft des Dämpfers 12 auf die
Abdeckung dementsprechend gesteuert wird. Vorzugsweise sind alle
Akustikdämpfer 12,
die an einer Motorabdeckung befestigt sind, von der gleichen Ausgestaltung
und Größe, so dass
Einbaufehler vermieden werden.
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Nun
auf 5 der Zeichnungen Bezug nehmend, ist die Innenfläche 66 der
Motorfrontabdeckung 40 gezeigt. Die am Rand liegenden Befestigungsvorsprünge 46 sind
wie in 2 gezeigt, wie auch der große ungestützte Zentralabschnitt 48 der Abdeckung,
wenn er von der Innenseite betrachtet wird, einschließlich der
Auslässe
der Wasserdurchgänge 52 und
Luftdurchgänge 56,
die mit nicht gezeigten gegenüberliegenden Öffnungen
in dem Motorblock verbunden sind. Die Innenfläche 68 der Wasserpumpenaussparung
ist ebenso gezeigt, wie auch die eingegossenen Wasserdurchgänge 52. Eine
Aussparung 70, in die sich die Ölpumpe erstreckt, ist ebenso
gezeigt.
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5 zeigt
auch die Positionen der Säulen 36 von 3 und 4 mit den
Akustikdämpfern 12, die
an diesen befestigt sind, um die Dämpferbaugruppen 10 zu
bilden. Man wird erkennen, dass die Dämpferbaugruppe 10 auf
der linken Seite von 5 in dem Abschnitt 3-3 auf der
rechten Seite des Äußeren der
Frontabdeckung 40 von 2 positioniert
ist. Auf ähnliche
Weise ist die Dämpferbaugruppe 10 auf der
rechten Seite von 5 in dem Abschnitt 4-4 auf der
linken Seite des Äußeren der
Frontabdeckung 40 von 2 positioniert.
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Um
die Vielseitigkeit der geräuschdämpfenden
Merkmale der vorliegenden Erfindung zu veranschaulichen, stellt 5 auch
zwei beispielhafte zusätzliche
Orte dar, die für
die Befestigung der Akustikdämpfer 12 auf
der Innenseite der Motorfrontabdeckung 40 geeignet sind.
Ein zusätzlicher
Ort 72 ist an einer Wasserdurchgangswand der Abdeckung
positioniert, und der andere zusätzliche
Ort 74 ist an der Innenfläche 68 des Wasserpumpenhohlraums
positioniert. Es versteht sich, dass zusätzliche oder alternative Orte,
an denen die Akustikdämpfer 12 anzuordnen
sind, an einer beliebigen Stelle positioniert sein können, an
der von der Innenseite der Frontabdeckung 40 Zugang zu
der Frontseite des Motorblocks vorhanden ist, außer dort, wo eine sich bewegende
Komponente, wie beispielsweise eine Steuerkette, den Weg blockiert.
Wie zuvor erwähnt
wurde, sollten alle Akustikdämpfer
von der gleichen Größe und Ausgestaltung
sein. Dies liefert viele weitere Orte zur Befestigung der Akustikdämpfer 12,
als möglich wären, wenn
die Dämpfer
durch die Außenseite
der Abdeckung oder an der Blockfläche positioniert werden müssten, wo
andere Einrichtungen beeinträchtigt
werden könnten.
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Es
versteht sich, dass der Akustikdämpfer dieser
Erfindung in der Lage ist, bei vielen Anwendungen verwendet zu werden,
bei denen ein elastischer Dämpfer
erforderlich ist, und er ist nicht auf die hierin befindliche Offenbarung
einer speziellen Anwendung bei einer Motorfrontabdeckung eingeschränkt. Die
Anwendung bei einer Motorfrontabdeckung sollte auch nicht Anwendungen
auf andere Abdeckungen, einschließlich Motorabdeckungen, oder auf
andere Maschinen als Motoren einschränken, bei denen eine Notwendigkeit
für ein
Dämpfen
von Geräuschvibrationen
oder für
andere dämpfende
Anwendungen existiert.
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Obgleich
die Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte bevorzugte Ausführungsformen
beschrieben wurde, ist einzusehen, dass zahlreiche Änderungen
innerhalb des Geistes und des Umfangs des beschriebenen erfinderischen
Konzepts durchgeführt
werden könnten.
Dementsprechend ist es beabsichtigt, dass die Erfindung nicht auf
die offenbarten Ausfüh rungsformen
beschränkt
ist, sondern dass sie den vollen Umfang aufweist, der durch den
Wortlaut der nachfolgenden Ansprüche
zugelassen wird.