DE19701198A1 - Deckel zum dichten Abschließen einer geräuscherzeugenden Vorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Deckel, wie eine Ventilhaube oder eine Ölwanne eines Verbrennungsmotors oder einen Ge­ triebedeckel.

Bei einem Verbrennungsmotor oder bei einem Getriebe eines Kraftfahrzeuges entfallen etwa 15% bis 20% der schallab­ strahlenden Oberfläche auf die Ventilhaube, die Ölwanne und den Getriebedeckel. Diese Bauteile sind jedoch an der gesam­ ten Schallabstrahlung mit ungefähr dem Doppelten ihrer schallabstrahlenden Oberfläche beteiligt, d. h. mit einem Anteil von etwa 30% bis 40%. Daher sind geräuschreduzierende Maßnahmen besonders wirkungsvoll, wenn sie an Deckeln der beschriebenen Art angewendet werden.

Zur Geräuschreduzierung ist es bekannt, Dämpfungsschichten auf die schallabstrahlende Oberfläche aufzubringen. Eine solche Maßnahme ist wegen der Betriebsbedingungen von Moto­ ren und Getrieben (Temperatur- und Schwingungsbeanspruchun­ gen, Ölangriff) problematisch und wird daher selten angewen­ det.

Ferner ist bekannt, ein Sandwich-Material insbesondere für kleinere Deckel einzusetzen, das üblicherweise aus zwei dün­ nen Stahlblechen mit dazwischen liegender Kunststoffolie besteht. Diese Lösung ist kostenaufwendig. Darüberhinaus kann es zumindest in der Anfangsphase des Betriebseinsatzes zu Leckageproblemen kommen, weil unter der durch Schrauben aufgebrachten Klemmkraft ein Kriechen des Werkstoffes mög­ lich ist. Ungünstigstenfalls kann sich die Verschraubung mit der Folge einer Leckage lösen.

Es ist auch bekannt, Ventilhauben, Ölwannen oder Getriebe­ deckel am Motor- oder Getriebegehäuse so zu befestigen, daß eine teilweise oder vollständige Körperschallentkopplung gewährleistet ist. Beispielsweise ist eine Gummiformdichtung mit einer metallischen Einlage zur Versteifung bekannt, die zwischen Ölwanne und Motorblock angeordnet ist (DE 38 31 413).

Die Schallabstrahlung eines Deckels, einer Haube oder einer Ölwanne, kann auch dadurch wirkungsvoll reduziert werden, daß diese zweiteilig ausgeführt werden. Das eine Teil wird als innen offenes Außenteil mit geschlossenem Umfangsrand ausgebildet, längs dem das Außenteil dicht mit der Vorrich­ tung bzw. dessen Gehäuse verbunden ist, und das andere Teil wird als Innenteil ausgebildet, das passend in der Öffnung mittels eines einen geschlossenen Ring bildenden Dämpfungs­ werkstoffes gehalten ist (DE-OS 16 10 380; DE-OS 26 38 982; US 3 692 335).

Diese Lösung konnte sich in der Praxis jedoch dicht durch­ setzen, weil die Kosten zur Herstellung und Handhabung von zwei Einzelteilen vor ihrer Verbindung über einen Ring aus einem Dämpfungswerkstoff zu einem einstückigen Bauelement so groß waren, daß eine Nutzen-/Kosten-Analyse den Einsatz nicht rechtfertigte.

Gegen den Einsatz von Ölwannen der beschriebenen Konstruk­ tion spricht auch, daß im Fahrbetrieb durch Schwappen des Öles hohe dynamische Zusatzkräfte auftreten, die den Dämp­ fungswerkstoff mechanisch hoch beanspruchen.

Diese Nachteile der mehrteiligen Ausführung vermeidet ein in der US-PS 3 726 365 gezeigter Steuergehäusedeckel eines Ver­ brennungsmotors. Hierbei ist ein Innenteil des Deckels über lange Strecken durch mit einem visko-elastischen Dämpfungs­ werkstoff gefüllte Spalte von einem äußeren Umfangsteil ge­ trennt, jedoch über Stege "beträchtlicher Länge" am Außen­ teil gehalten, nämlich einer Steglänge, welche 10% der Spaltlänge deutlich überschreitet und bei der gezeigten Aus­ führung etwa 25% der Spaltlänge beträgt. Diese Stege sind deshalb bewußt mit so großer Steglänge gestaltet, weil sie große Relativbewegungen der beiden Teile zueinander ermög­ lichen sollen.

Die Herstellung eines Deckels nach der genannten US-PS soll im Gießverfahren erfolgen. Dies ist insbesondere wegen der langen und überdies geschwungenen Stege in der Praxis schwierig. Ferner darf der bekannte Deckel im Betrieb prak­ tisch nicht belastet werden, weil die beschriebene Steg-/ Spaltkonstruktion Belastungen ohne Schaden für den Däm­ pfungswerkstoff und damit den Deckel nicht zuläßt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Deckel der eingangs beschriebenen Art so auszugestalten, daß er bei wirtschaftlicher Herstellung zu einer wirkungsvollen Redu­ zierung der Schallabstrahlung führt und außerdem den Bela­ stungen im Betrieb ohne Einschränkung standhält.

Zur Lösung dieser Aufgabe dient Anspruch 1.

Ein Deckel nach der Erfindung ist fast vollständig in zwei durch einen Spalt getrennte Teile aufgeteilt, die nur durch wenige schmale, den Spalt querende und deshalb kurze Stege stabil und deshalb auch belastbar zusammengehalten sind. Die Spalte sind durch mindestens einen Streifen aus einem Dämp­ fungswerkstoff, vorzugsweise aus Elastomer, abdichtend ausgefüllt.

Da das Außenteil und das Innenteil über kurze, stabile Stege miteinander verbunden sind, ist der spaltüberbrückende Streifen aus dem Dämpfungswerkstoff von mechanischen Bean­ spruchungen entlastet, die zwischen Innenteil und Außenteil im Betrieb wirken können. Dies erübrigt außerdem das Ferti­ gen von zwei Einzelteilen, die einzeln für sich im Ferti­ gungsprozeß gehandhabt werden müßten, und vereinfacht eine elektrostatische Beschichtung oder Lackierung, weil nur ein Teil anstatt zweier getrennter Teile zum Beschichten unter Spannung gesetzt werden muß. Da die Stege schmal gehalten werden können und nur in kleiner Anzahl, vorzugsweise minde­ stens drei, gleichmäßig verteilt über den Umfang des Deckels angeordnet werden können, sind die Auswirkungen der durch die Stege gebildeten Körperschallbrücken vernachlässigbar, wie Versuche der Anmelderin gezeigt haben.

Folgende konstruktive Parameter haben sich als wichtig he­ rausgestellt:

• - Eine meßbare signifikante Reduzierung der Schallabstrah­ lung wird erreicht, wenn die Steglänge 10% der Spaltlänge, gemessen zwischen zwei Stegen, nicht überschreitet. Ver­ hältnisse von Steglänge zur Spaltlänge im Bereich von 5:100 bis 1:100 sind besonders vorteilhaft und daher be­ vorzugt.
• - Die Spaltbreite sollte mindestens der Blechdicke ent­ sprechen. Gute Ergebnisse für die Reduzierung der Schallabstrahlung und der Standzeit der Stanzwerkzeuge für die Herstellung des Deckels werden erreicht bei einer Spaltbreite von etwa der doppelten Blechdicke.
• - Es sollten mindestens drei Stege vorgesehen sein, um einen stabilen Zusammenhalt zwischen dem Innenteil und dem Außenteil ohne Überlastung der Streifen aus dem Däm­ pfungswerkstoff sicherzustellen.

Bei einer Ausführung der Erfindung ist der Deckel aus Stahlblech tiefgezogen, wobei die Spalte durch Stanzen er­ zeugt sind.

Selbstverständlich kann der Deckel anstatt aus Stahlblech auch aus jedem geeigneten anderen Werkstoff, wie einer Leichtmetall-(Aluminium-)Legierung oder Kunststoff bestehen und in jedem anderen geeigneten Fertigungsverfahren, wie Sand- oder Druckguß oder im Spritzgußverfahren hergestellt sein.

Um einen guten Zusammenhalt des Außenteils und des Innen­ teils bei zuverlässiger dauerhafter Dichtigkeit über die gesamte Spaltlänge zu gewährleisten, kann der Streifen aus Dämpfungswerkstoff die beiden Seiten der durch den Spalt ge­ trennten Ränder der beiden Teile überlappen und daran dau­ erhaft angebunden sein, z. B. durch Anspritzen, und im Falle eines Elastomerwerkstoffes durch Anvulkanisieren.

Es ist zweckmäßig, wenn eine dichte Verbindung zwischen dem Umfangsrand des Außenteils und der Vorrichtung bzw. dessen Gehäuse durch eine zwischen diesen Teilen eingeklemmte (z. B. mittels einer Verschraubung) Dichtung erzielt ist, die aus dem gleichen Elastomer wie der Dämpfungswerkstoff besteht und gemeinsam mit diesem an das Außenteil des Deckels ange­ spritzt bzw. anvulkanisiert ist.

Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeich­ nungen an Ausführungsbeispielen mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erste Ausführung eines Deckels nach der Erfindung;

Fig. 2 eine Einzelheit bei X in Fig. 1;

Fig. 3 einen Teilschnitt nach der Linie III-III in Fig. 1;

Fig. 4 einen Teilschnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 1 und

Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V in Fig. 1.

Ein Deckel nach der ersten Ausführung der Erfindung nach Fig. 1 bis 4 hat ein Außenteil 2 und ein Innenteil 4, die durch drei Spalte 6 getrennt sind. Die Spalte 6 sind nicht geschlossen, sondern durch insgesamt drei Stege 6a getrennt, von denen einer im Querschnitt nach Fig. 4 erkennbar ist.

Die Spalte 6 sind durch einen Streifen 8 mit Doppel-T-Quer­ schnitt aus einem Dämpfungswerkstoff überbrückt. Der Dämp­ fungswerkstoff ist bevorzugt ein Elastomer auf Basis ACM oder AEM, der an die Teile 2, 4 angespritzt bzw. anvulkani­ siert ist, so daß eine dauerhafte dichte Verbindung zwischen den Teilen 2, 4 gewährleistet ist. Dazu überlappt der Strei­ fen 8 mit seinen T-Querbalken die beiden Seiten 2a, 2b und 4a, 4b.

Der Umfangsrand 10 des Außenteils 2 ist von einem abgekröpf­ ten Flansch mit Schraubenlöchern 12 gebildet, an dessen Un­ terseite ein Dichtungsring 14 angespritzt bzw. anvulkani­ siert ist, dessen Profil im Bereich der Schraubenlöcher 12 aus der linken Hälfte der Fig. 5 und im Bereich zwischen diesen Schraubenlöchern aus der rechten Hälfte der Fig. 5 sowie aus der rechten Hälfte der Fig. 3 und 4 ersichtlich ist. Die Seite 2b ist einem nicht gezeigten Gehäuse der dicht abzuschließenden Vorrichtung, z. B. einem Getriebege­ häuse oder einem Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors, zu­ gewandt.

Der Deckel nach Fig. 1 bis 4 besteht aus einem tiefgezogenen und gestanzten Stahlblech. Der Elastomerstreifen 8, welcher die Spalte 6 zwischen Außenteil 2 und Innenteil 4 abdichtend ausfüllt, kann in einem einzigen Arbeitsgang zusammen mit dem Dichtungsring 14 an die Seite 2b angespritzt werden.

Das Verhältnis zwischen der Steglänge und der Spaltlänge eines Spaltes sollte generell möglichst klein und maximal 1 : 10 betragen. Bei der gezeigten Ausführung liegt dieses Verhältnis im Bereich 5 : 100 bis 1 : 100. Die Spaltbreite soll­ te mindestens so groß wie die Blechstärke und vorzugsweise etwa doppelt so groß sein. Damit werden gute Werte für die Schalldämpfung und eine große Standzeit der Stanzwerkzeuge erzielt.

Die drei Stege 6a verbinden das Außenteil 2 mit dem Innen­ teil 4 und entlasten somit den Streifen 8 aus Elastomerwerk­ stoff von mechanischen Beanspruchungen. Die Stege 6a sind durch entsprechende Ausbildung des Stanzwerkzeuges beim Stanzen stehengelassen, so daß sie keinen zusätzlichen Her­ stellaufwand mit sich bringen sondern im Gegenteil die Fer­ tigung dadurch vereinfachen, daß im Fertigungsprozeß nicht zwei getrennte Teile 2, 4 entstehen und zu handhaben sind, sondern stets nur ein einstückiges Deckelteil.

Ein weiter Vorteil des Deckels nach den Fig. 1 bis 4 besteht darin, daß bei einer elektrostatischen Beschichtung der Au­ ßenseite 2a, 4a des Deckels nur eine Spannung an ein einzi­ ges Teil 2 oder 4 und nicht an beide Teile angelegt werden muß.

Bei der Ausführung nach der Fig. 5, bei der gleiche Teile mit gleichen Bezugszahlen wie in den übrigen Figuren be­ zeichnet sind, ist allein unterschiedlich, daß die Seite 4b des Innenteils 4 mit einer Elastomerschicht 8b bedeckt ist, die über Anspritzstege 8a mit dem Ring 8 verbunden ist, so daß eine Aufbringung der Abdeckschicht 8b im gleichen Ar­ beitsgang wie das Anspritzen des Rings 8 und der aus glei­ chem Elastomerwerkstoff bestehenden Dichtung 14 ermöglicht ist.

Im übrigen sind alle weiteren Merkmale gleich wie bei der Ausführung nach den Fig. 1 und 4, so daß eine erneute Be­ schreibung überflüssig ist.

Bei einem nach der Erfindung ausgeführten geteilten Deckel ist die Schallabstrahlung entscheidend im Vergleich zu einem herkömmlichen Deckel ohne die beschriebene Unterteilung ver­ mindert.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Figuren und den Ansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination wesentlich für die Realisie­ rung der Erfindung sein. Dabei dient die obige Offenbarung lediglich zur beispielhaften Erläuterung und beschränkt nicht den Bereich der Erfindung, welche durch die Ansprüche definiert ist.

Claims (10)

1. Deckel zum dichten Abschließen einer geräuscherzeugen­ den Vorrichtung, der in zwei durch Spalte (6) getrenn­ te, mittels kurzer, schmaler Stege (6a) verbundene Tei­ le (2, 4), nämlich ein Außenteil (2) und ein Innenteil (4), aufgeteilt ist, wobei die Spalte (6) mittels min­ destens eines Streifens (8) aus einem Dämpfungswerk­ stoff (8) überbrückt sind, welcher die Spalte (6) ab­ dichtend ausfüllt, und wobei das Verhältnis aus der Steglänge und der Spaltlänge nicht größer als 1 : 10 ist.

2. Deckel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Streifen (8) aus dem Dämpfungswerkstoff die beiden Seiten (2a, 2b; 4a, 4b) der durch die Spalte (6) getrennten Ränder von Außen- und Innenteil (2, 4) überlappt und daran dauerhaft angebunden ist.

3. Deckel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Dämpfungswerkstoff (8) ein Elastomer ist.

4. Deckel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Verhältnis aus Steg­ länge und Spaltlänge im Bereich zwischen 5 : 100 und 1:100 liegt.

5. Deckel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Steglänge gleich der Spaltbreite ist.

6. Deckel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß er aus Stahlblech besteht und daß die Spalte (6) zwischen Innenteil (4) und Au­ ßenteil (2) gestanzt sind.

7. Deckel nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spaltbreite mindestens so groß wie die Blechstärke ist, vorzugsweise etwa doppelt so groß.

8. Deckel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwischen dem Umfangsrand (10) des Außenteils (2) und der Vorrichtung eine zwi­ schen diesen Teilen eingeklemmte Dichtung (14) vorgese­ hen ist, die aus dem gleichen Dämpfungswerkstoff wie der Streifen (8) besteht und gemeinsam mit diesem an das Außenteil (2) angespritzt ist.

9. Deckel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine Abdeckschicht (8b) aus dem Dämpfungswerkstoff (8) auf mindestens einem (4) der beiden Teile (2, 4) vorgesehen ist.

10. Deckel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mindestens drei Spalte (6) und drei Stege (6a) vorgesehen sind.