DE2065889A1 - Brennkraftmaschine mit schalldaemmender verschalung - Google Patents

Description

. W. labbusch

29 Oldenburg
Elisabethettafte 6

Patentanmeldung P 20 65 889.3

Dipl.Ing.Dr.Dr.h.c. Hans LIST, Graz (Österreich)

Brennkraf tmaschine mit schalldämmender Verschalung

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit von im Abstand vom Motor schallisolierend angebrachten Schalenteilen gebildeter, schalldämmender Verschalung. Bei dieser bekannten Brennkraftmaschine erfolgt eine Teilabschirmung von Bereichen der Motoroberflache mit besonders starker Geräuschabstrahlung. Solche Abschirmmaßnahmen haben naturgemäß nur eine beschränkte Wirkung.

Um die Geräuschab strahlung von Brennkraftmaschinen zu vermindern, sind ferner verschiedene Maßnahmen bekannt geworden, welche teils wegen ihres beträchtlichen Aufwandes, teils wegen der mit den Schalldämmaßnahmen verbundenen betrieblichen Nachteile oder aber wegen zu geringer Wirksamkeit den gestellten Anforderungen nicht oder nur teilweise entsprechen.

Bekannt ist so die Beschichtung der Außenwände von Brennkraftmaschinen mit schwingungsdämpf endem Material, eine Maßnahme von relativ geringer Wirksamkeit, da die Motorgehäuse an sich schon durch die diversen Schraubverbindungen an den Trennflächen eine verhältnismäßig große Dämpfung aufweisen. Außerdem ist das Aufbringen solcher Beläge zeitraubend, kompliziert und teuer, und der Belag setzt die Wärmeabgabe des Gehäuses stark herab.

Weiters ist es bekannt, Brennkraftmaschinen in mit schallabsorbierendem Material ausgekleidete Gehäuse einzubauen. Der Nachteil dieser Konstruktion besteht in dem großen Platzbedarf und der schlechten Zugänglichkeit der Maschine für Wartungsarbeiten. Solche Gehäuse sind überdies verhältnismäßig teuer

6 0 9 8 8 8/0002 ORIGINAL INSPEOTIB

und besitzen ein erhebliches Gewicht, da sie, um hochwirksam sein zu können, verhältnismäßig große Wandstärken besitzen müssen.

Eine verminderte Geräuschentwicklung kann bei Brennkraftmaschinen auch dadurch erzielt v/erden, daß die Ursachen der Schallerregung selbst, beispielsweise durch Verbesserung des Verbrennungsablaufes, Verkleinerung von Spielen etc. bekämpft wird. Diesen Möglichkeiten sind jedoch natürliche Grenzen gesetzt, da eine gemäßigte Verbrennung meist mit einer Senkung der Wirtschaftlichkeit verbunden ist bzw. die Verkleinerung von Herstellungstoleranzen eine wesentlich höhere Bearbeitungsgüte und damit höhere Produktionskosten erfordert.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist nun die Schaffung

φ einer Brennkraftmaschine mit hoch v/irksamer und dabei koctensparender Verschalung, die mit gleichen Vorteilen sowohl an Motoren mit üblicher, geschlossener Kurbelgehäusebauweise als auch bei solchen Ausführungen angewendet werden kann, bei denen anstelle des vollwandigen Motorgehäuses im wesentlichen nur · ein Traggerüst für Kurbelwelle, Zylinder, Zylinderkopf sowie Steuerungsteile u. dgl. vorhanden ist. In diesem Sinne wurde schon vorgeschlagen, daß die Verschalung eine Gruppe von direkt am Motor körperschallisolierend befestigten Schalenteilen umfaßt, durch die Rohrleitungen und sonstige Anschlußteile des Motors hindurchgeführt sind, sowie eine zweite Gruppe an diesen Teilen schalldicht und leicht lösbar befestigter Schalenteile, welche die wartungsbedürftigen Stellen des Motors oder

™ seiner Hilfsaggregate bedecken. Wenn dabei der Abstand zwischen Motor und Schalenteilen so klein gehalten wird, daß er weit unterhalb der halben Wellenlänge der hauptsächlich für die Geräuschabstrahlung verantwortlichen Frequenzen liegt, kann dabei auf jegliche Absorptionsauskleidung der Schalenteile verzichtet werden. Außerdem ergibt diese Bauweise einen sehr geringen Platzbedarf für die verkleidete Brennkraftmaschine.

Ein weiterer Vorzug dieser Bauweise ist durch die v/es entlich, erleichterten Montagebedingungen gegeben«, Das Vorhandensein von Schalenteilen zweierlei Art und verschiedenen Bestimmungszwecken ermöglicht es nämlich, die an der Maschine befestigten Schalenteile "bei Wartungs- und Überholungsarbaiten an ihrem

.60 9886/0 00 2

Platz zu belassen und jeweils nur die an diesen Schalenteilen befestigten weiteren Schalenteile abzunehmen, sodaß die wartungsbedürftigen Teile des Motors bzw. die betreffenden Hilfsaggregate frei liegen. Zu diesen Teilen zählen beispielsweise die Einspritzpumpe, Einspritzleitungen und -düsen, Teile des Ventilantriebes, Öleinfüllstutzen, Ölmeßstab, Ölablaßschraube, Öl- und Kraftstoffilter sowie Riementrieb und Lichtmaschine.

Bei Brennkraftmaschinen, deren Kurbelgehäuse in geschlossener Bauweise ausgeführt ist, erübrigt es sich außerdem, die Verschalung öldicht auszubilden. Dies ist für die leicht abnehmbare Befestigungsweise der weiteren Schalenteile von besonderer Bedeutung und es besteht gegebenenfalls sogar die Möglichkeit, diese Schalenteile durch Schnappverbindungen an den benachbarten Teilen der Verschalung leicht lösbar zu befestigen.

Um dabei die Wärme ab strahlung der Motoraußenflächen nicht zu behindern, empfiehlt es sich, innerhalb der Verschalung in bekannter Weise ein eigenes Kühlluft gebläse, z.B. an einem Ende der Kurbelwelle anzuordnen, Vielehes Kühlluft aus einer mit Schalldämpfer versehenen Ansaugöffnung der Verschalung ansaugt und entlang den Motoraußenflächen zu einer ebenfalls einen Schalldämpfer aufweisenden Auslaßöffnung der Verschalung leitet.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zu Grunde, dafür zu sorgen, daß auch die durch die Verschalung herausgeführten Rohrleitungen, wie die Leitungen für Kühlwasser, für die Verbrennungsluft und den Kraftstoff, und weitere Motoranschlußteile, wie die Anschlußteile für Steuerungs- und Überwachungseinrichtungen usw., nur eine minimale Schalleitung verursachen können. Gemäß der Erfindung umfaßt die Verschalung eine Gruppe von direkt am Motor körperschallisolierend befestigten Schalenteilen und es sind durch diese Schalenteile herausgeführte Rohrleitungen und weitere Motoranschlußteile innerhalb der Verschalung körperschall! soliert und/oder einzelne Bauteile des Motors, z.B. die Ölwanne sind am Kurbelgehäuse selbst körperschallisoliert befestigt und diese Teile sind gegen die Verschalung schalldicht ausgebildet bzw. die benachbarten Schalenteile schließen an diese Bauteile schalldicht an. Es hat sich gezeigt, daß durch diese Maßnahmen die Schalleitung nach außen auf ein Minimum reduziert werden kann. Die Verschalung muß also nicht in allen

609886/0002

Fällen den Motor zur Gänze umschließen, sondern kann im Bereich der erwähnten Motorteile unterbrochen sein, ohne daß die schalldämmende Wirkung beeinträchtigt vrird.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Verschalung durchsetzende Wellen, z.B. die Abtriebswelle und bzw. oder die Ventilatorwelle durch die Verschalung in schallabsorbierenden Hülsen hindurchgeführt.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schallisolierte Brennkraftmaschine nach der Erfindung im Schnitt nach der Linie I-I in Fig. 2,

Fig. 2 dieselbe Maschine teilweise im Schnitt nach der

Linie II-II in Fig. 1 und in kleinerer Darstellung, die Fig. 3 und 4 den Fig. 1 und 2 entsprechende Darstellungen einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine, und

Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Brennkraftmaschine der erfindungsgemäßen Bauart im Schnitt.

Die wassergekühlte Brennkraftmaschine nach Fig. 1 und 2 weist ein geschlossenes Kurbelgehäuse 1 mit seitlich abstehenden Motorabstützungen 2 auf. Die Zylinderlaufbüchsen sind mit 3» der Zylinderkopf mit 4 und die Kipphebelabdeckungen mit 5 bezeichnet.

Die Kurbelwelle 6 der Vierzylinder-Reihenbrennkraftmaschine trägt an einem Ende eine Keilriemenscheibe 7 mit daran anschließendem Gebläselaufrad 8. Ein Keilriemen 9 treibt die den Ventilator 12 tragende Welle 11 über eine weitere Keilriemenscheibe 10 an.

Das am anderen Ende der Kurbelwelle 6 angeordnete Schwungrad 13 ist durch das an dieser Stirnseite des Kurbelgehäuses 1 angeflanschte Schwungradgehäuse 14 abgedeckt.

Das Kurbelgehäuse 1 ist durch die an seinem unteren Anschlußflansch dicht befestigte Ölwanne 15 abgeschlossen. Die mit 16 bezeichnete Einspritzpumpe, deren Befestigung nicht näher dargestellt ist, befindet sich an der einen Seitenwand 17 des Kurbelgehäuses 1. An derselben Maschinenseite ist am Zylinderkopf 4 das nach oben gekrümmte Ansaugrohr 18 angeflanscht. An der gegenüberliegenden Zylinderkopfseite ist das mit Kühlrippen

609 8 8 6/0002.

19 besetzte Auspuffs ammeIrohr 20 befestigt. Mit 21 ist der Auslaßkanal und mit 22 das Auslaßventil des aus Pis· 1 ersichtlichen Zylinders bezeichnet.

Die dargestellte Brennkraftmaschine ist mit einer schalldämmenden Verschalung versehen, welche aus einer Anzahl von im Abstand von den Maschinenaußenflächen schallisolierend angebrachten Schalenteilen besteht. Entsprechend dem Erfindungsgedanken gliedern sich die Einzelteile der Verschalung in z\iel Gruppen. Die erste dieser Gruppen umfaßt unmittelbar an der Maschine körperschallisolierend befestigte Schalenteile, welche als Träger für die übrigen Teile der Verschalung dienen und durch die Rohrleitungen und sonstige Anschlußteile der Maschine hindurchgeführt sind. Zu dieser Gruppe gehört ein rahmenartiger oberer Schalenteil 23, der am Zylinderkopf 4- mittels elastischer Beilagen 24-, beispielsweise Gummielementen, körperschallisolierend befestigt ist. Die Art und Weise dieser Befestigung, die nicht Gegenstand der Erfindung ist, kann je nach Fall abgewandelt werden, wobei insbesondere eine Verbindung der betreffenden Schalenteile mit den elastischen Beilagen durch Vulkanisieren, Ankleben od. dgl. zn empfehlen ist. Die Befestigung an der Maschine erfolgt dann zweckmäßigerweise mittels Schrauben.

Um die Körperschalleitung über die nach außen führenden Rohrleitungen zu unterbinden, sind in diese Leitungen innerhalb der Verschalung körperschallisolierende Verbindungsstücke eingeschaltet, die zugleich die Funktion elastischer Dichtelemente besitzen. Ein solches Verbindungsstück 26 verbindet das Ansaugrohr 18 mit einem den Schalenteil 23 durchsetzenden Rohrabschnitt 18'.

Auch das Auspuffsammeirohr 20 ist mit der nach außen geführten Auspuffleitung 27 über ein körperschallisolierendes Verbindungsstück 28 verbunden, das im vorliegenden Fall als Wellrohr ausgebildet ist. Die Durchtrittsstelle der Auspuffleitung 27 aus der Verschalung ist mit einer wärmedämmenden Zwischenschicht 29 ausgekleidet, welche die Wärmeüberleitung vom heißen Auspuffrohr auf die Verschalung in zulässigen Grenzen hält und zugleich als Dichtelement an der Durch trittssteile dient.

Ein weiterer rahmenartiger Schalenteil 30 der ersten Gruppe ist an der "Unterseite des Kurbelgehäuses 1 mittels körperschal1-

6 0 9 8 8 6/0002

isolierender Tragelemente 31 befestigt. Schließlich erfolgt eine weitere Abstützung am Flansch des Schwungradgehäuses 14-über einen Schalenteil 32 und ein ringförmiges, körperschallisolierendes Element 33, wobei der Schalenteil 32. zvri.sch.en dem Schwungradgehäuseflansch und dem daran in üblicher Weise befestigten mit strichpunktierten Linien angedeuteten Getriebegehäuse zu liegen kommt. Das ringförmige Element 33 stellt dann neben der körperschallisolierenden Abstützung der Verschalung auch eine Schallabdichtung dar. Falls der Abtrieb über eine am Schwungrad 13 befestigte Welle erfolgt, ist ein zusätzlicher Deckel erforderlich, wobei das ringförmige Element 33 auch durch körperschallisolierende Einzelelemente ersetzt werden kann, da an dieser Stelle keine Schalldichtheit mehr erforderlich ist.

' Die zweite Gruppe der Verschalungselemente umfaßt an den erwähnten Schalenteilen 23 und 30 bzw. dem ringförmigen Element 33 schalldicht und leicht lösbar befestigte Schalenteile, welche diejenigen Bereiche der Maschine wie auch seiner Hilfsmaschinen und sonstigen Zubehörteile bedecken, welche einer regelmäßigen Wartung unterliegen und im Störungsfalle leicht zugänglich sein sollen. Ein solcher Schalenteil 3^» welcher die Kipphebelabdeckungen 5 enthält, ist am oberen rahmenförmigen Schalenteil 23 lösbar befestigt« Der Schalenteil 34- v/eist eine durch einen Schalldämpfer 39 abgeschirmte Kühlluft-Austrittsöffnung 38 auf. Am unteren rahmenförmigen Schalenteil 30 ist, gleichfalls abnehmbar, ein weiterer Schalenteil 35 der zweiten Gruppe angeschlossen, nach dessen Abnahme die Ölwanne 15 zugänglich wird· Die Verbindung zwischen den unmittelbar an der Maschine befestigten Schalenteilen 23 "und 30 bzw. dem ringförmigen Element 33 erfolgt durch wenigstens zwei weitere, beidseits der Maschine angeordnete Schalenteile 36 und 37> die entweder an den Stirnseiten der Maschine unmittelbar aneinandergrenzen oder durch stirnseitig angebrachte, gesonderte Schalenteile zu einer allseits geschlossenen Verschalung ergänzt sind. An den Durchtritt sstellen der MotorabStützungen 2 durch die seitlichen Schalenteile 36 und 37 sind elastische Dichtelemente 4-0 vorgesehen· An der vorderen Stirnseite der Verschalung befindet sich ein weiterer Schalldämpfer 4-1, welcher der Kühllufteintrittsöffnung 4-2 vor dem Gebläselaufrad 8 zugeordnet ist«, Biorch die

609886/0002

beiden Schalldämpfer 41 und 39 wird eine ausreichend hohe Geräuschdämmung der beiden Kühlluftöffnungen erzielt, sodaß sie die schalldämmende Wirkung der Verschalung der Brennkraftmaschine nicht beeinträchtigen. Eine weitere schalldämmende Maßnahme betrifft die Anordnung einer schallabsorbierenden Hülse 43 an der Durchtrittsstelle der Welle"11 des Ventilators 12 aus der Verschalung. .

Durch die erfindungsgemäße Bauweise wird die Geräuschabstrahlung und Schallfortleitung der Haschine bei nur unwesentlich vergrößerten Außenabmessungen auf ein Iiindestmaß reduziert. Die Zugänglichkeit der Wartungsstellen der Maschine wird dabei durch die leicht lösbar angebrachten Schalenteile begünstigt und vereinfacht .

Die Brennkraftmaschine nach Fig. 3 "und 4 unterscheidet sich von der beschriebenen Maschinenausführung im wesentlichen nur hinsichtlich folgender Einzelheiten: Anstelle des luftgekühlten Auspuffsammeirohres 20 beim ersteren Beispiel ist hier die Anordnung des Auspuffsammeirohres 20' in einem eigenen, von Kühlwasser ' durchströmten Gehäuse 44 vorgesehen, von dem die Kühlwasser-Rückführleitung 45 ausgeht. Diese ist über ein körperschallisolierendes Verbindungsstück 46 am Gehäuse 44 angeschlossen und durchsetzt den oberen, am Zylinderkopf 4 befestigten Schalenteil

Die am Gehäuse 44 über das Verbindungsrohr 28 angeschlossene Auspuffleitung 27 durchsetzt einen an dem leicht lösbaren seitlichen Schalenteil 37 angeordneten Schalldämpfer 47, der mit der Auspuffleitung 27 einen Ringraum 48 bildet, über den die vom Gebläse 8 geförderte Kühlluft im Sinne der eingezeichneten Keile aus der Verschalung austritt. Die von der Auspuffleitung 27 abgestrahlte Wärme wird an die Kühlluft abgegeben, sodaß ,eine Überhitzung der angrenzenden Bereiche der Verschalung vermieden wird.

Bei der Brennkraftmaschine nach Fig. 3 "und 4 ist weiters die Ölwanne 15' unmittelbar am unteren Befestigungsrand des Kurbelgehäuses 1 körperschallisoliert befestigt. Das körperschallisolierende Element 49 der Ölwanne 15' ist als umlaufende, Öldichte Leiste ausgebildet. Der untere Schalenteil 30. schließt über ein elastisches Dichtelement 40 unmittelbar an die ölwanne 15' an, die solcherart selbst einen Teil der schalldämmenden

6 0 9886/0002·

Maschinenverkleidung "bildet.

Vie aus Fig. 4 ersichtlich, ragt das schwungradseitige Ende 50 der Kurbelwelle 6 aus dem Schvrangradgehäuse 14 hervor und durchsetzt dabei einen am ringförmigen Schalenteil 32 leicht lösbar befestigten Deckel 51 in einer schallabsorbierenden Hülse 52. Der Deckel 51 bildet somit gleichfalls einen Teil der schallisolierenden Maschinenverkleidung.

Bei der Brennkraftmaschine nach IFig. 5 ist anstelle eines vollwandigen Kurbelgehäuses ein mit großflächigen Durchbrechungen versehenes Traggerüst 53 für die Kurbelwelle 6, die Zylinderlaufbuchse 3> die Steueruiigsteile usw. vorgesehen. Gegenüber einer vollwandigen Gehäuse aus führung sind alle jene Wandteile v/eggelassen, 'die unter Berücksichtigung der Festigkeit^- und Steifigkeitserfordernisse entbehrlich sind.

Bei dieser Ausführung erfüllen die schallisolierend angebrachten Schalenteile die zusätzliche Punktion eines öldichteri Gehäuses und es entfallen sowohl ein eigener Ventilkammerdeckel als auch eine gesonderte Ölwanne. Entsprechend dem Erfindungsgo danken gliedern sich die Teile der Verschalung in.zwei Gruppen von Schalenteilen. Die erste Gruppe umfaßt die beiden Schalenteile 54 und 55» die unmittelbar an der Maschine befestigt sind und welche die leicht abnehmbaren Schalenteile 56, 57 und 58 zweiten Gruppe tragen. Die elastische Abstützung erfolgt über ringförmige Elemente 59 und 60 sowie weitere Stützelemente 61.

Da bei dieser Ausführung die elastisch angebrachten Schalenteile 54 bis 53 aus gewöhnlichem Blech sein können, ist die Wärmeabfuhr des Motoröles an die. "Umgebungsluft voll gewährleistet.

609886/0002

Claims (2)

Aktz.: Γ 20 S5 889.5 Patentansprüche :

1. Brennkraftmaschine mit von im Abstand vom Hotor schallisolierend angebrachten Schalenteilen gebildeter, schalldämmender Verschalung, dadurch .gekennzeichnet, daß die Verschalung eine Gruppe von direkt am Motor körperschallisolierend befestigten Schalenteilen (23» 30,32) umfaßt, und daß durch diese Schalenteile (23,30) herausgeführte Rohrleitungen (18' ,27 »4-5) und v/eitere Motoranschlußteile innerhalb der Verschalung körperschalIisoliert und/oder einzelne Bauteile des Motors, z.B. die Ölwanne (15*)» am Kurbelgehäuse (1) selbst körperschallisoliert befestigt sind und daß diese Teile gegen die Verschalung schalldicht ausgebildet sind bzw. die benachbarten Schalenteile (30) an diese Bauteile schalldicht anschließen.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschalung durchsetzende Wellen, z.B. die Abtriebswelle (50) und bzw. oder die Ventilatorwelle (11), durch die Verschalung in schallabsorbierenden Hülsen (52,43) hindurchgeführt sind.

07 13
Kr/Ge

609886/0002