DE1775468B2

DE1775468B2 - Brennkraftmaschine mit geräuschdämmender Verschalung

Info

Publication number: DE1775468B2
Application number: DE19681775468
Authority: DE
Inventors: Andreas Dipl.-Ing. Scheiterlein; Othmar Dipl.-Ing. Skatsche
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1967-08-21
Filing date: 1968-08-13
Publication date: 1974-06-27
Also published as: DE1775468C3; GB1229979A; AT278448B; DE1775468A1; FR1577680A; US3540425A

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einer die Maschine samt dem Auspuff- und dem Ansaugsammelrohr als geschlossenes Gehäuse umgebenden geräuschdämmenden Verschalung, die aus zwei stirnseitigen Verschlußteilen und einzelnen im Abstand voneinander angeordneten seitlichen Dekkeln gebildet ist, die ebenso wie die stirnseitigen Verschlußteile sämtlich mit einer Auflage aus schallisolierendem Material versehen sind.

Aus der britischen Patentschrift 640 74') ist ein mit einer geräuschdämmenden Verschalung versehenes Motor-Generatoraggregat dieser Art bekannt, bei welchem der Motor herkömmlicher Bauart ohne Verkleidung voll betriebsfähig ist und die nachträglich angebrachte Verschalung nur zur Herabsetzung des Motorgeräusches dient. Diese Verschalung bildet dabei einen geräumigen massiven Kasten, dessen Raumbedarf ein Vielfaches des eigentlichen Motorvolumens beträgt. Die seitlich an diesem Kasten angebrachten, aufklappbaren Deckel ermöglichen den Zugang zu der darin angeordneten Brennkraftmaschine. Der hauptsächliche Nachteil dieser bekannten Konstruktion liegt darin, daß diese Art der Geriiuschdämmung nur bei stationären Motoren angewendet werden kann, und zwar auch nur in solchen Fällen, wo der Raumbedarf des schallisolierenden Kastens keine Rolle spielt. Die Verwendungsmöglichkeiten der bekannten Ausführungsind daher auf ein sehr eng begrenztes Gebiet beschränkt. Charakteristisch für die bekannte Bauweise ist die Tatsache, daß die geräuschdämmende Verschalung ein separates Bauelement ist, das keinen

wie immer gearteten funktioneilen Bestandteil des

Motors bzw. des Motor-Generatoraggregats darstellt.

Aus der deutschen Patentschrift 306 982 ist weiter

eine Brennkraftmaschine mit geräuschdämmender Verschalung bekannt, bei der die Verschalung als gesondertes Gehäuse ausgef ührt ist, welches den Motor üblicher Bauart zwar vollständig einschließt, ohne jedoch mit diesem in irgendeiner eine Abstützung beider Teile gegeneinander bewirkende Verbindung zu

ίο stehen. Vielmehr stützen sich die Maschine und ihre Verschalung unabhängig voneinander auf einem gemeinsamen Fundament ab. Diese Anordnung ist aber in vieler Hinsicht nachteilig. Vor allem ist eine erhebliche Gewichtszunahme durch das die Verschalung bildende Gehäuse zu verzeichnen. Weiter liegen bei der bekannten Ausführung sowohl das Ansaug- als auch das, Auspuffrohr frei, wodurch die an sich nur mäßige geräuschdämmende Wirkung der Verschalung zum Teil wieder aufgehoben wird. Von Nachteil ist

auch der verhältnismäßig große Raumbedarf, der sich allein schon durch die gesonderte Auflagerung von Maschine und Verschalung am Fundament ergibt. Ähnlich wie bei der vorerwähnten bekannten Konstruktion, ist auch in diesem Fall durch die Doppelwandigkeit des verschalten Motors gegenüber einer unverschalten Maschine ein erhebliches Mehrgewicht in Kauf zu nehmen.

Weiterhin ist es aus der deutschen Patentschrift 873659 bekannt, einen Fahrzeugmotor mit einer schallabschirmenden Verkleidung in Form einer Abdeckhaube zu versehen, welche den Motor nach oben und nach drei Seiten hin abschirmt. Diese Haube ist ein vom Motor völlig getrennter Karosseriebauteil, dem außer einer geräuschdämmenden Wirkung keinerlei die Maschine selbst betreffende Funktion zukommt. Abgesehen davon, daß eine die Maschine nur teilweise umgebende schalldämmende Verschalung akustiscn wenig wirksam ist, müssen auch bei dieser Ausfuhrung der erhebliche Raumbedarf und die Notwendigkeit einer individuellen Anpassung der Kapselforrn an die jeweilige Type als nachteilig in Kauf genommen werden.

Schließlich ist aus der britischen Patentschrift 986 740 ein tragbares Stromaggregat bekannt, welches aus einet Einzylinder-Brennkraftmaschine be steht, die an einem Kurbelwellenende einen Generator und am anderen ein Gebläselaufrad trägt und die zusammen mit verschiedenen anderen Zubehörteilen in einem nach Art eines Tragkoffers ausgebildeten.

mit einem aufklappbaren Deckel mit Handgriffen versehenen Blechgehäuse untergebracht ist. Dieses Gehäuse, welches der geschützten Unterbringung und dem erleichterten Transport des Aggregrats dient, kann nicht als gerauschdammende Verschalung angcsprechen werden. weil einerseits für das Gehäuse kein schallisolierendes Material verwendet wird, und andererseits keine Maßnahmen getroffen sind, um die Körperschalleitung von der Antriebsmaschine auf das Gehäuse zu unterbinden. Das Blechgehäuse des bekannten Motoraggregals bildet auch keinen integrierenden Bestandteil der Brennkraftmaschine selbst. Die Erfindung ist darauf gerichtet, eine Brennkraftmaschine mit geräuschdämmender Verschalung der eingangs genannten Bauart zu schaffen, bei der die Verschalung einen notwendigen Bestandteil des Motors bildet, dessen Hauptaufgabe in der wirkungsvollen Abschirmung des von den Motoraußenflächen abgestrahlten Schalles besteht, wobei auch eine kör-

perschalleitende Verbindung zwischen der Verschalung und dem Motor selbst vermieden werden soll. Die Verschalung soll überdies möglichst raumsparend sein und nach Möglichkeit zu keirer Vergrößerung des Maschinengewichtes führen. Damit sollen die hauptsächlichen Nachteile der ^nannten bekannten Konstruktionen vermieden werden.

Diese Anforderungen werden nach der Erfindung in einfacher und kostensparender Weise dadurch erfüllt, daß das Kurbelgehäuse der Maschine in an sich bekannter Weise durchbrochene Wände aufweist, daß seitlich je zwei Deckel angeordnet sind, daß die stirnseitigen Verschlußteile ebenfalls Deckel sind, daß alle Deckel bis in die Höhe der Oberkante des Zylinderkopfes reichen und unter Zwischenlage körperschallisolierender Dichtungen direkt am Kurbelgehäuse befestigt sind und daß auf dem oberen Rand der Deckel unter Beilage einer weiteren körperschallisoliertnden Dichtung ein den Kipphebelraum nach oben abschließender Verschalungsdeckel aufgesetzt ist. Eine nach diesen Prinzipien gestaltete, geräuschdämmend verkleidete Brennkraftmaschine hat gegenüber den bekannten Ausführungen eine Reihe wesentlicher Vorzüge. Neben der hohen akustischen Wirksamkeit der Verschalung sind die verhältnismäßig geringen Material- und Bearbeitungskosten sowie der nur unbedeutende Raumbedarf für die Verschalung als besondere Vorteile hervorzuheben.

Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung ist darin zu ersehen, daß der Deckel zum Kipphebelraum nicht wie bisher üblich am Zylinderkopf selbst, sondern bereits auf den körperschallisoliert befestigten, die Seiten des Motors umfassenden Deckeln aufsitzt. Auf diese Weise besteht keine schalleitende Verbindung mit den aus dem Zylinderkopf austretenden Verbrennungsgeräuschen und mechanischen Geräuschen der Steuerung. Der Kipphebelraumdeckcl verhindert, da er ubei die Auspuff- und Ansaugleitung reicht, auch die Schallabstrahlung aus diesen Leitungen nach oben. Dadurch, daß dieser Deckel auf Flanschen der darunterliegenden seitlichen Deckel aufliegt, wird eine Körperschallübertragung vom Zylinderkopf in diesen Deckel vermieden, wie eine solche bei jenen bekannten Konstruktionen auftritt, bei denen der Zylinderrialersparnis von Vorteil.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Sammelrohre in an sich bekannter Weise als am Zylinderkopf angegossene Kanäle ausgebildet, von denen der Auspuff-Samrnelkanal mit ei-

*5 nem Kühlwassermantel umgeben ist. Bisher i bekanntgeworden, den Auspuff-Sammelkanal längs der Zylinder in das Motorgehäuse mit einzugießen, um die Auspuffleitungen kurz halten zu können. Nach der Erfindung ist dieser Ausführungsvorschlag in erweiterter Form in die erfindungsgemäßen Maßnahmen zur Geräuschdämmung mit einbezogen, womit erreicht wird, daß die schallabstrahlenden Flächen der Verschalung möglichst klein gehalten werden. Durch Kühlung des Auspuff-Sammelkanals besteht die Möglichkeit, die schallisoiierenden Deckel ganz nahe an die seitlichen Außenwände des Zylinderkopfes heranzurücken, ohne daß die schallabstrahlende Fläche der Deckel durch entsprechende Auswölbungen im Bereich des Sammelkanals vergrößert werden muß. Diese Anordnung ist vor allem dann zu empfehlen, wenn für die schallisolierende Verkleidung Dichfelemente aus wärmeempfindlichen Materialien verwendet werden, da durch die besondere Kühlung des Auspuff-Sammelkanals die Wärmeabstrahlung desselben stark reduziert und damit einer Zerstörung der Dichtelemente vorgebeugt wird.

Die Verschalungsteile können zweckmäßigerweise als sogenannte Sandwichbleche, das sind doppelwandige Bleche mit dazwischenliegender schallisolierender Schicht, ausgebildet werden, wobei es sich empfiehlt, zur Vermeidung von Eigenschwingungen der Verschalungsteile diese mit einer leichten Wölbung auszuführen oder anderweitig, z. B. durch Anbringung von Sicken, zu versteifen Als körperschallisolierende Beilage zwischen den Teilen der Verschalung und dem Kurbelgehäuse bzw dem Zylinderkopf kommen sowohl Dichtungen aus Gummi als auch aus anderen nachgiebigen Materialien, wie z.B. elastischem Kunststoff, in Frage.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die einzige Figur zeigt einen Vertikalschniti einer Brennkraftmaschine nach der Erfin-

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kopl mit einer noch dazu unterteilten Kappe umgeben 45 dung.

ist. die alleidings am Zylinderkopf selbst, wenn auch Das Kurbelgehäuse 1 der Brennkraftmaschine sitzt

mit seinem unteren Anschlußflansch " "

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unter Zwischenlage von elastischem Material, befe stigt ist.

Die Ausbildung einer durchgehend abgedichteten Verschalung, die einen integrierenden Bestandteil des Motors bildet und deshalb die Funktion des Motorgehäuses, insbesondere die der Abdichtung übernimmt, ermöglicht es, daß das eigentliche Zylindergehause nur die Kräfte aufzunehmen hat. während die Verschalung der Abdichtung des Motorraumes dient. Durch die damit möglichen großen Aussparungen im Motorgehäuse wird eine bedeutende Gewichtsersparnis möglich. Auch die Fertigungs- und Montagekosten werden verringert. Die Verschalung bildet in diesem Fall zugleich die öldichte Außenwand der Brennkraftmaschine. Ebenfalls gewichtsparend wirkt sich der dichte Abschluß des Kipphebelraumes durch den vorgesehenen Verschalungsdeckel aus. welcher damit an die Stelle des bei konventionellen Motoren auf den Zylinderkopf aufgesetzten, verhältnismäßig schweren Kipphebelgehäuses tritt. Die Vermeidung der Doppelwandigkeit ist aber nicht nur wegen des verringerten Gewichtes, sondern auch aus Gründen der Mate-

6ü unteren AnschluUtlanscn 2 unter Zwischenlage einer elastischen Dichtung 3 auf dem oberen Anschlußflansch 4 der Kurbelwanne 5 auf und ist mit dieser mittels an der Unterseite des Anschlußflansches 2 angeschraubter Spannspratzen 6, welche den Flansch 4 der Kurbelwanne 5 unter Beilage einer ein Winkelprofil aufweisenden Dichtung 7 untergreifen, körperschallisolierend verbunden.

Der Zylinderkopf 8 der Brennkraftmaschine ist am oberen Anschlußflansch 9 des Zylinderblocks mittels aus der Zeichnung nicht ersichtlicher Befestigungsschrauben in bekannter Weise befestigt. Die Unterfläche des Zylinderkopfes 8 liegt hierbei am oberen Rand der in den geschlossenen Wasserrauin eingesetzten Zylinderlaufbüchsen 10 auf und sichert diese in axialer Richtung. Die für die Erfindung nicht wesentlichen Antriebsteile, wie Kolben, Pleuel und Kurbelwelle, sind in der Zeichnung fortgelassen.

Im Zylinderkopf 8 des als wassergekühlte Viertakl-Einspritzbrennkraftmaschine ausgebildeten Motors sind die Ventile, von denen nur das Einlaßventil 11 samt dem Einlaßkanal 12 ersichtlich ist, hängend

angeordnet. Der Ventilantrieb erfolgt in bekannter Weise über Kipphebel 13 und Stoßstangen 14 von der seitlich im Kurbelgehäuse 1 gelagerten Nockenwelle IS aus. Die Einspritzdüse 16 ist mit geringer Neigung gegen die Vertikale in den Zylinderkopf 8 eingesetzt.

Sowohl das Ansaugsaiumelrohr 17 als auch das Auspuff-Sammelrohr 18 der Brennkraftmaschine sind als an den Zylinderkopf 8 angegossene Kanäle ausgebildet, wobei das Auspuffsammeirohr 18 innerhalb eines mit dem Kühlwasserraum 19 des Zylinderkopfes 8 verbundenen Kühlkanals 20 verläuft, welcher ein zur Zylinderkopfmitte hin offenes C-Profil aufweist.

Die Brennkraftmaschine ist mit einer geräuschdämmenden Verkleidung versehen, welche aus zwei an den Seitenwänden des Kurbelgehäuses 1 angebrachten Deckeln 21 und 22 sowie einem den Kippheueliaum 24 nach oben abschließenden Verschalungsdeckel 23 besteht. Die Deckel 21, 22 und 23 sind als sog.'annte Sandwichbleche ausgebildet, das sind doppelwandige Bleche mit einer dazwischenliegenden Schicht 25 aus schallisolierendem Material.

Die beiden seitlichen Deckel 21 und 22 erstrecken sich vom unteren Anschlußflansch 2 des Kurbelgehäuses bis etwa zur Oberkante des Zylinderkopfes 8 und sind mittels Schrauben 26, von denen nur eine in der rechten Bildhälfte dargestellt ist, unter Zwischenlage jeweils einer körperschallisolierenden Dichtung 27 bzw. 28 am Kurbelgehäuse 1 befestigt. Die Deckel 21 und 22, welche sowohl im Bereich der Seitenwände des Kurbelgehäuses 1 als auch des Zylinderkopfes 8 zur Vermeidung von Eigenschwingungen eine leichte Wölbung nach außen aufweisen, sind längs ihres oberen Randes nach außen C-förmig abgewinkelt, so daß sie ebene Flansche 29 und 30 bilden. Auf diese Flansche ist der Verschalungsdeckel 23 unter Zwischenlage einer genuteten Dichtung 31 aus körperschallisolierendem Material aufgesetzt. Der Deckel 23 ist nur an der vorderen sowie an der hinteren Seite des Zylinderkopfes 8 in nicht dargestellter Weise angeschraubt. Diese Schraubenverbindung sorgt für den erforderlichen Anpreßdruck der Dichtung 31 auf den Flanschen 29 und 30 der beiden Dekkel 21 und 22.

An der Durchtrittsstelle des Auspuff-Sammelrohres 18 durch den seitlichen Deckel 21, an der das Auspuffrohr 32 der Maschine angeflanscht ist, weist der Deckel 21 eine öffnung mit eingezogenem Rand 33 (in der Zeichnung mit strichlierten Limen angedeutet) auf. Die Abdichtung der Durchtrittsstelle des Auspuffsammelkanals 18 erfolgt mittels eines in eine umlaufende Sicke des Randes 33 eingelegten O-Ringes 35. In gleicher Weise ist auch die Durchtrittsstelle des Ansaug-Sammelrohres 17 durch den seitlichen Dekkel 22 ausgeführt.

Durch die vollständige Verkleidung des Kurbelgehäuses 1 und des Zylinderkopfes 8, welche auch die als besondere Geräuschquellen hervortretenden Sammelkanäle 17 und 18 mit einschließt, wird die Schallabstrahlung von den Außenwänden der Brennkraftmaschine erheblich reduziert. Dazu trägt auch die in gewissen Grenzen elastische körperschallisolierende Verbindung zwischen dem Knibeigehäuse 1 und der Kurbelwanne 5 bei. Die seitlichen Wände des Kurbelgehäuses sind unterbrochen, wodurch die schallabstrahlenden Flächen ebenfalls vermindert werden. Die öffnungen in den Seitenwänden dienen zur Rückführung des aus der Nockenwelle und Kipphebelwelle im Kopf austretenden Schmieröls.
Die Verschalung kann gegebenenfalls auch an der Brennkraftmaschine angebrachte Hilfsmaschinen mit einschließen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Brennkraftmaschine mit einer die Maschine samt dem Auspuff- und dem Ansaugsammelrohr als geschlossenes Gehäuse umgebenden geräuschdämmenden Verschalung, die aus zwei stirnseitigen Verschlußteilen und einzelnen im Abstand voneinander angeordneten seitlichen Deckeln gebildet ist, die ebenso wie die stirnseitigen Verschlußteile sämtlich mit einer Auflage aus schallisolierendem Material versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Kurbelgehäuse (1) der Maschine in an sich bekannter Weise durchbrochene Wände aufweist, daß seitlich je zwei Deckel (21,22) angeordnet sind, daß die strnseitigen Verschlußteile ebenfalls Deckel sind, daß alle Deckel bis in die Höhe der Oberkante des Zylinderkopfes (8) reichen und unier Zwischenlage körperschallisolierender Dichtungen (27,28) direkt am Kurbelgehäuse befestigt sind und daß auf dem oberen Rand (29, 30) der Deckel unter Beilage einer weiteren körperschallisolierenden Dichtung (31) ein den Kipphebelraum (24) nach oben abschließender Verschalungsdeckel (23) aufgesetzt ist.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelrohre (17. 18) in an sich bekannter Weise als am Zylinderkopf (8) angegossene Kanäle ausgebildet sind, von denen der Auspuff-Sammelkanal (18) mit einem Kühlwassermantel (20) umgeben ist.