DE3415571C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gehäusewand für Brennkraft­ maschinen, an welcher in Wandlängsrichtung mindestens zwei par­ allel verlaufende Rippen angeordnet sind, zwischen denen ein Stab in Kunststoff eingebettet ist.

Bei einer derartigen Gehäusewand handelt es sich im allgemeinen um eine Wand des Kurbelgehäuses oder einer den ganzen Trieb­ werksblock umschließenden Wanne oder auch um einen Verkleidungs­ teil einer Brennkraftmaschine. Derartige Wände oder Verklei­ dungsteile neigen unter entsprechender Anregung, insbesondere durch den Kurbeltrieb, leicht zu Schwingungen, welche oft eine heftige Geräuschabstrahlung verursachen.

Es ist bereits bekannt, Gehäuse bzw. Gehäuseteile von Brenn­ kraftmaschinen mit von der Wandfläche abstehend angeordneten, kreuzweise verlaufenden Rippen zu versehen (AT-PS 3 25 897), um zur Verringerung der Schallabstrahlung das Flächenträgheitsmo­ ment und damit die Steifigkeit der Wand zu erhöhen und zu ge­ steigerten Eigenfrequenzen zu gelangen. Durch die Verrippung wird aber auch die Masse beträchtlich vergrößert, und es gelingt eine Erhöhung der Eigenfrequenzen nur mit verhältnismäßig stark dimensionierten Rippen, was zu konstruktiven Schwierigkeiten führt.

Es ist ferner bekannt, zur Reduzierung des Maschinenlärms soge­ nannte Schwingungsabsorber zu verwenden (VDI-Zeitschrift 121 - 1979 - Nr. 6, Seiten 253 bis 261). Dabei handelt es sich aber um Absorber, deren Abmessungen, wenn eine ausreichende Dämpfung er­ zielt werden soll, für übliche Brennkraftmaschinen nicht brauch­ bar sind und auch nur für stationäre Maschinen oder zur Verhin­ derung der Quietschgeräusche bei Straßenbahnen Anwendung finden.

Schließlich ist auch schon das Prinzip der sogenannten Schwin­ gungstilger bekannt (DE-AS 14 05 857), wobei ein Masse-Feder­ system auf die Frequenz des zu dämpfenden Teiles abgestimmt und mit diesem gekoppelt wird. Die Dämpfung kommt nun dadurch zu­ stande, daß der Tilger dem zu dämpfenden Teil bei der bestimmten Frequenz Energie entzieht, die meist in einem der Tilger-Feder parallel geschalteten Dämpfungselement dissipiert. Hier liegt der Nachteil darin, daß die Wirkung des Tilgers auf einen schma­ len Frequenzbereich beschränkt ist und daher Anwendungsmöglich­ keit nur dort besteht, wo mit konstanten Frequenzen zu rechnen ist, also z.B. bei der Geräuschdämpfung von Transformatorenge­ häuse.

Zum Stand der Technik, von dem die vorliegende Erfindung aus­ geht, zählt weiterhin eine Gehäusewand, bei welcher zwei Rippen an einem Schenkel befestigt sind und parallel zur Gehäusewand verlaufen (US-PS 33 88 772). Der in Kunststoff eingebettete Kör­ per ist als Metallplatte ausgebildet. Diese bekannte Konstruk­ tion dient damit aufgrund dieses konstruktiven Aufbaus zur Til­ gung von Schwingungen einer Masse als solche. Weiterhin ist es erforderlich, die aus beiden Rippen bestehende Einheit funkti­ onsrichtig an der Gehäusewand anzubringen, was zeit- und kosten­ aufwendig ist.

Darüber hinaus ist es bekannt, eine Zusatzmasse zwischen Gummi­ federn einzuspannen, wobei zusätzlich die Zusatzmasse mittels eines Pendelarms pendelnd gelagert ist (DE-GM 75 14 380). Der Pendelarm sitzt hierbei auf einer an einer Ölwanne befestigten Achse. Auch diese bekannte Konstruktion bezieht sich damit all­ gemein auf eine Vorrichtung zur Tilgung von Schwingungen einer Masse.

Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, Biegeschwingungen an einer Gehäusewand auf einfache Weise zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Rip­ pen Bestandteil der Gehäusewand sind, daß der Stab als Tilger für die Biegeschwingungen ausgebildet ist, welcher sich über mindestens zwei Drittel der Rippenlänge erstreckt und daß der Stab unter Vorspannung in den Kunststoff mit hohem Verlustfaktor eingebettet ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß eine Konstruktion geschaffen wird, durch welche auf einfache Weise Biegeschwingungen an einer Gehäusewand vermieden werden. Die Rippen sind integrierter Bestandteil der Gehäusewand und verlau­ fen normal zur Gehäusewand. Durch diese Anordnung sowie durch die Gestaltung des Körpers als Stab und durch die Vorspannung des Kunststoffes, welcher einen hohen Verlustfaktor aufweist, wird die vorteilhafte Wirkung erzielt, Biegeschwingungen an ei­ ner Gehäusewand nicht auftreten zu lassen.

Bekanntlich sind für die Gehäuseabstrahlung eines plattenförmigen Gebildes, wie es eine Gehäusewand dar­ stellt, dessen Biegeschwingungen die Hauptursache. Ein großer Anteil des abgestrahlten Geräusches wird meist von der ersten oder zweiten Biegeform der Platte herbeige­ führt. Um besonders bei diesen Frequenzen zu wirken, wird der erfindungsgemäß vorgesehene Stab durch Wahl seines Werkstoffes, seiner Masse und seiner Eigenfrequenz auf die zu dämpfende Wand abgestimmt.

Die Dissipation der Schwingungsenergie erfolgt dabei zwischen dem Stab und den Rippen bzw. Nutflanken zufolge der auftretenden Relativ­ bewegungen, wobei im Falle der Einbettung in den Kunststoff dieser zur Dissipation wesentlich beiträgt. Der Stab ist auf die vorherrschende Biegeform der Gehäusewand mit seiner eigenen Biegeform so abgestimmt, daß er bezüglich dieser Frequenz vornehmlich als Tilger wirken kann. Bezüglich der anderen Schwingungs­ formen bzw. Frequenzen der Gehäusewand ist es zwar meist nicht möglich, den Stab zusätzlich auch hierfür als Tilger auszubilden, jedoch ist durch die auftretenden Relativ­ bewegungen eine breitbandige Wirkung erzielbar.

Der Kunststoff kann mit den Rippen bzw. Nutflanken verklebt oder durch Vulkani­ sation verbunden sein, was bei Serienfertigung das Einhal­ ten der Abstimmwerte gewährleistet.

Um die Eigenfrequenz des Stabes zu senken bzw. eine Anpassung an tiefe Frequenzen der Gehäusewand zu erreichen, kann der Stab an wenigstens zwei Stellen mit der Gehäuse­ wand fest verbunden sein. Eine noch genauere Abstimmung der Frequenzen aufeinander läßt sich erzielen, wenn am Stab Zusatzmassen befestigt sind.

Zur Verspannung des Stabes ist es möglich, zwischen dem Stab und den Rippen bzw. Nutflanken wenigstens eine vorgespannte, etwa normal auf die einander zugekehrten Flächen von Stab und Rippen bzw. Nut wirkende Feder vorzusehen. Eine einfache Konstruktion läßt sich aber dadurch erzielen, daß der Stab selbst quer zu seiner Längsrichtung und wandparallel fe­ dernd ausgebildet ist.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispiels­ weise dargestellt, und zwar zeigen

Fig. 1 einen Teil einer Gehäusewand im Rippenbereich im Quer­ schnitt,

Fig. 2 eine Ausführungsvariante mit einer in der Wand gebilde­ ten Nut, ebenfalls im Querschnitt,

Fig. 3 einen Wandteil mit anders ausgebildetem Stab,

Fig. 4 eine weitere Ausführungsmöglichkeit in Seitenansicht,

Fig. 5 einen quer zur Kurbelwelle verlaufenden Vertikalschnitt einer Brennkraftmaschine mit einer den Triebwerksblock umschließenden Außenwanne und

Fig. 6 einen quer zur Kurbelwelle verlaufenden Vertikalschnitt mit einem Kurbelgehäuse.

Die Wand 1, beispielsweise die Längswand einer den Trieb­ werksblock einer Brennkraftmaschine umschließenden Außenwanne 1 a oder beispielsweise die Längswand eines Kurbelgehäuses 1 b, weist gemäß den Fig. 1, 3, 4, 5 und 6 zwei parallel zueinander in Wandlängsrichtung verlaufende Rippen 2 auf. Zur Schwingungs­ dämpfung ist zwischen den Rippen 2 ein als Tilger für die Bie­ geschwingungen der Gehäusewand 1 dienender Stab 3 eingesetzt, der sich über wenigstens 2/3 der Rippenlänge erstreckt. Der Stab 3 ist in einem Kunststoff 4 mit hohem Verlustfaktor so ein­ gebettet, daß der Kunststoff 4 unter Vorspannung steht. Der Kunststoff 4 kann mit den Rippen 2 verklebt oder durch Vulka­ nisation verbunden sein.

Wie Fig. 2 zeigt, ist es auch möglich, den im Kunststoff 4 eingebetteten Stab 3 in einer von der Gehäusewand 1 gebilde­ ten Nut 5 vorzusehen. Gemäß Fig. 3 ist der Stab 3 a im Querschnitt U-förmig so ausgebildet, daß er quer zu seiner Längsrichtung und wandparallel federt. Am Stab 3 a können Zusatzmassen 6 befestigt sein.

An Stelle der Kunststoffbettung 4 ist es auch möglich, zwischen dem Stab 3 und den Rippen 2 Federn 7 vorzusehen (Fig. 4), die etwa normal auf die einander zugekehrten Flächen von Stab 3 und Rippen 2 wirken.

Claims (6)

1. Gehäusewand für Brennkraftmaschinen, an welcher in Wandlängs­ richtung mindestens zwei parallel verlaufende Rippen angeord­ net sind, zwischen denen ein Stab in Kunststoff eingebettet ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Rippen (2) Bestandteil der Gehäusewand (1) sind,
daß der Stab (3; 3 a) als Tilger für die Biegeschwingun­ gen ausgebildet ist, welcher sich über mindestens zwei Drit­ tel der Rippenlänge erstreckt und
daß der Stab unter Vorspannung entweder unmittelbar eingesetzt oder in den Kunststoff (4) mit ho­ hem Verlustfaktor eingebettet ist.

2. Gehäusewand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff (4) mit den Rippen (2) verklebt oder durch Vulka­ nisation verbunden ist.

3. Gehäusewand nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (3) an wenigstens zwei Stellen mit der Gehäuse­ wand (1) fest verbunden ist.

4. Gehäusewand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwi­ schen dem Stab (3) und den Rippen (2) mindestens eine vorge­ spannte, etwa normal auf die einander zugekehrten Flächen von Stab (3) und Rippen (2) wirkende Feder (7) vorgesehen ist.

5. Gehäusewand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (3 a) selbst quer zu seiner Längsrichtung und wandparal­ lel federnd ausgebildet ist.

6. Gehäusewand nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß am Stab (3 a) Zusatzmassen (6) befestigbar sind.