DE3817320C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein geräuschgedämpftes Aggregat, insbesondere Zahnradgetriebe, mit einem geteilten Gehäuse, inner­ halb welchem sich bewegende Maschinenelemente angeordnet sind, deren Wellen in dem Gehäuse lagern, wobei nur ein Gehäuse­ teil über Befestigungsfüße auf einem Fundament befestigt ist und zwischen den Wellen und dem Fundament mehrere Trennstellen liegen.

Als Stand der Technik ist bereits ein derartiges geräuschge­ dämpftes Aggregat bekannt, welches so ausgebildet ist, daß die Wellen in getrennt vom Gehäuse ausgebildeten Lagerträgern gela­ gert sind (DE-35 20 501 C2). Hierbei sind die starr mit dem Ge­ häuse verbundenen Lagerträger nur an dem Gehäuseteil befe­ stigt, welches nicht die Befestigungsfüße trägt. Dadurch ergibt sich die Erfordernis einer besonderen Gestaltung der einzelnen Gehäuseteile, um eine Verbesserung der Geräuschdämpfung zu be­ wirken.

Weiterhin ist die Konstruktion eines innerhalb eines Gehäuses angeordneten Zahnradgetriebes bekannt, dessen Lagerträger sowohl an dem unteren als auch an dem oberen Teil des Gehäuses federnd aufgehängt sind (GB-PS 1 91 996). Es sollen hierbei Distanzunter­ schiede eliminiert oder reduziert werden, wobei besondere Maß­ nahmen zur Reduzierung der von dem Zahnradgetriebe ausgehenden Schallemissionen nicht vorgesehen sind.

Zum Stand der Technik zählt weiterhin ein Kurbelgehäuse für Mehrzylinder-Kolbenmaschinen, bei dem die Kurbelwelle nach unten ausbaubar ist und jeweils unter den abnehmbaren Kur­ belwellenlagerdeckeln Träger angeordnet sind (DE-22 21 804 C2). Durch Verbindung der Lagerdeckel mit dem Träger ergibt sich eine Versteifung des Gehäuses und damit eine Reduzierung des Motoren­ geräusches.

Weiterhin ist es allgemein bekannt, Gehäuseteile mit Doppel­ wänden zu versehen, wodurch Hohlräume gebildet werden, welche mit Dämpfungsmaterial gefüllt sind (DE-32 17 180 C2). Diese Kon­ struktion ist bezüglich des Aufbaus und der Montagemöglichkeit sehr aufwendig.

Weitere Möglichkeiten zur Geräuschreduzierung sind Verrippungen (GB-PS 15 89 843, GB-PS 20 79 386) sowie schwingungsdämpfende Getriebebefestigungen und Schalldämmhauben (Literaturstelle "Maschinenmarkt" 1980, Seite 1007).

Weitere bekannte Ausführungen beziehen sich auf die Anordnung von Zugankern und Grundlagerschrauben in Gehäusen von Hubkolben­ maschinen (DE-OS 21 53 258), wobei die Grundlagerschrauben in Scheiben mit kreiszylindrischer Paßfläche eingeschraubt sind. Auch hierdurch ergibt sich ein erheblicher baulicher Aufwand.

Darüber hinaus ist es bekannt, innerhalb eines Gehäuseteils be­ sondere Lagerträger vorzusehen, welche die jeweiligen Wellen der sich bewegenden Maschinenteile im Abstand von den Gehäuseteilen lagern.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, auf ein­ fache Weise eine weitere Verbesserung der Geräuschdämpfung zu erzielen, ohne die Lagerträger an einem einzigen Gehäuseteil be­ festigen zu müssen.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen geräuschgedämpften Aggregat erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen dem Gehäuse und den Befestigungsfüßen mindestens ein zusätzliches Schalldämpfungselement angeordnet ist und daß das Schall­ dämpfungselement mehrere Kammern aufweist, welche so miteinander verbunden sind, daß sich ein zickzackförmiger Schall-Leitungs­ weg ergibt.

Der Schall-Leitungsweg, welcher im Bereich der Zahnräder ent­ steht, gelangt über Wellen und Wellenlagerungen in Lagerträger und von dort über verschiedene Kammern des Schalldämpfungsele­ ments nach außen zu dem Fundament. Damit ergibt sich der Vorteil einer verbesserten Schalldämpfung, ohne daß das Aggregat insge­ samt zur Lösung dieser Aufgabe konstruktiv umgestaltet werden muß.

Ein weiterer Vorteil ist, daß auf einfache Weise noch nachträg­ lich an fertigen Aggregaten eine wirkungsvolle Verbesserung bzw. eine nachträgliche Veränderung der Geräuschdämpfung bewirkt wer­ den kann, mit einem Bausystem, welches eine universelle Anwen­ dung bzw. eine spezifische Anpassung erlaubt. Es besteht hierbei erfindungsgemäß die Möglichkeit, daß zwischen dem Gehäuse und einem, die Befestigungsfüße aufweisenden Schalldämpfungselement mindestens ein weiteres Schalldämpfungselement angeordnet ist. Die Schalldämpfungselemente können hierbei über Trennstellen miteinander verbunden sein. Diese Trennstellen können entweder parallel zur Wellenlängsachse oder quer zur Wellenlängsachse verlaufen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können das Gehäuse und das die Befestigungsfüße aufweisende Schalldämpfungselement di­ rekt über die Trennstellen miteinander verbunden sein. Weiterhin kann jedes Schalldämpfungselement mindestens zwei im Abstand voneinander liegende, parallel zu den Trennstellen verlaufende Wandungen aufweisen.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung können mehrere Schall­ dämpfungselemente neben-, über- und/oder hintereinander zwischen dem Gehäuse und dem Fundament angeordnet sein.

Vorteilhafterweise können nachträglich der Dämpfungsgrad und die Eigenfrequenz der Schalldämpfungselemente verändert werden, ohne daß dabei das eigentliche Aggregat verändert werden muß. Zusätz­ lich können weitere, selbständige Schallreduzierungsmaßnahmen am Aggregat durchgeführt werden, so daß insgesamt ein Höchstmaß an Schallreduzierung durch die erfindungsgemäße Konstruktion ermög­ licht wird. Beispielsweise kann asymmetrische Verrippung in schallreduzierender Wirkung Anwendung finden, da diese das gleichphasige Schwingen der gesamten Elementfläche verhindert.

Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung mit seiner Anwendung von Schalldämpfungselementen und Trennstellen bezieht sich hier­ bei nicht nur auf Zahnrädergetriebe; es ist auch möglich, andere Aggregate mit rotierenden oder sich hin- und herbewegenden Tei­ len in der entsprechenden erfindungsgemäßen Ausführungsform ein­ zusetzen. Durch die sinngemäße Zusammenschaltung einzelner Schalldämpfungselemente ergibt sich vorteilhafterweise ein Bau­ kastensystem, die Möglichkeit einer Standardisierung und einer kostengünstigen Bevorratung einzelner Schalldämpfungselemente.

Die vorliegende Erfindung ist auch bei mehrgeteilten Gehäusen anwendbar, wobei wiederum mehrere derart im Abstand voneinander liegende Trennstellen geschaffen werden, um einen möglichst lan­ gen Schall-Leitungsweg zu erzielen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dar­ gestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine Vorderansicht im Schnitt eines schallgedämpften Aggregats;

Fig. 2 eine andere Ausführungsform eines schallgedämpften Aggre­ gats in Seitenansicht, im Schnitt;

Fig. 3 eine Vorderansicht einer weiteren Ausführungsform des schallgedämpften Aggregats, teils geschnitten;

Fig. 4 eine weitere Ausführungsmöglichkeit des schallgedämpften Aggregats in Vorderansicht, im Schnitt;

Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung einer Fugenverbindung zwischen zwei Schalldämpfungselementen;

Fig. 6 und 7 zwei weitere Ausführungsmöglichkeiten der Anordnung der Schalldämpfungselemente, im Schnitt;

Fig. 8 und 9 zwei weitere Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung in Vorderansicht, im Schnitt.

Das in Fig. 1 dargestellte schallgedämpfte Aggregat weist ein Gehäuse 1 auf, welches über Befestigungsfüße 7 und 7′ an einem Fundament 8 befestigt ist. Dieses Gehäuse 1 ist ge­ teilt ausgebildet und weist im vorliegenden Fall einen obe­ ren Gehäuseteil 5 und einen unteren Gehäuseteil 6 auf. In­ nerhalb dieses Gehäuses 1 befinden sich sich bewegende Maschi­ nenelemente, beispielsweise Zahnräder 2, welche über Wellen 3 und 4 sowie Wellenlagerungen 9 und 9′ in einem Lagerträger 22 mit Lagerbügel 23 gelagert sind. Hierbei ist der Lager­ träger 22 einstückig mit dem unteren Gehäuseteil 6 ausgebil­ det, wohingegen der Lagerbügel 23 über nicht näher darge­ stellte Verschraubungen mit diesem Lagerträger 22 verbunden ist. Wie ersichtlich, befindet sich bei dieser Ausführungs­ form nach Fig. 1 zwischen dem unteren Gehäuseteil 6 und den Befestigungsfüßen 7 und 7′ zwei Schalldämpfungselemente 11 und 12; hierbei ist das Schalldämpfungselement 12 jeweils so ausgebildet, daß es die Befestigungsfüße 7 und 7′ trägt.

Jedes dieser Schalldämpfungselemente 11 und 12 ist doppel­ wandig gestaltet mit zwei im Abstand voneinander liegenden Wandungen 15 und 16. Zwischen diesen Wandungen 15, 16 ist Dämp­ fungsmaterial 17 angeordnet. Auch beidseitig des Lagerträ­ gers 22 weist der untere Gehäuseteil 6 zwei im Abstand von­ einander liegende Wandungen auf, wobei in dem Hohlraum wie­ derum Dämpfungsmaterial 17 angeordnet ist.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist zwischen dem unteren Ge­ häuseteil 6 und dem mit Befestigungsfüßen 7 und 7′ verse­ henen Schalldämpfungselement 12 ein Zwischenelement 11 der­ art angeordnet, daß sich im Abstand voneinander liegende Trennstellen 10 ergeben, welche die Verbindung zwischen den einzelnen Schalldämpfungselementen mit dem Gehäuseteil 6 darstellen. Es ergibt sich damit ein Schall-Leitungsweg S, welcher im Bereich der Zahnräder entsteht, über Wellen 3, 4 und die Wellenlagerungen 9 und 9′ in die Lagerträger 22 ge­ langt und von dort über die untere und obere Trennstelle 10 nach außen zu dem Fundament 8 geführt wird.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 weist das über die Befe­ stigungsfüße 7, 7′ mit dem Fundament 8 verbundene Gehäuse­ teil 6 zwischen den Wellen 3, 4 und den Befestigungsfüßen 7, 7′ mehrere im Abstand derart voneinander liegende Trenn­ stellen 10 auf, daß sich damit ein langer Schall-Leitungsweg S ergibt. Hierbei sind Trennstellen 10 jeweils zwischen dem unteren Gehäuseteil 6 und dem mit Befestigungsfüßen 7, 7′ versehenen Schalldämpfungselement 12 vorhanden. Die Trenn­ stellen liegen hierbei parallel zur Längsachse der Wellen 3 bzw. 4.

Die Ausführungsform nach Fig. 2 ist so gestaltet, daß wie­ derum Schalldämpfungselemente 11 und 12 Anwendung finden, wobei das Schalldämpfungselement 12 mit den Befestigungs­ füßen 7 bzw. 7′ versehen ist. Wiederum ergeben sich Trenn­ stellen 10′, wobei jedoch bei dieser Ausführungsform die Trennstellen 10′ rechtwinklig zur Längsachse der Wellen 3, 4 verlaufen. Auch bei dieser Konstruktion wird ein langer Schall-Leitungsweg S von seinem Ort der Entstehung bis zu dem Fundament 8 geschaffen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist das Schalldämpfungs­ element 11 nach oben hochgeführt und ragt bis in den Bereich des oberen Gehäuseteiles 5. Wiederum weist das äußere Schalldämpfungselement 12 die Befestigungsfüße 7 auf, wobei sich insgesamt wiederum Trennstellen 10 im Verbindungsbe­ reich der einzelnen Elemente ergeben. Damit ist es möglich, die Befestigungsfüße 7, 7′ in der Nähe der Wellenachsenebene anzuordnen, bei annähernd gleichlangem Schall-Leitungsweg wie bei der Konstruktion nach Fig. 1.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 weist das Schalldämp­ fungselement 12 und das Gehäuse 1 viertelkreisförmig ge­ wölbte Schalen mit Wandungen 15 und 16 auf, so daß sich hierdurch vorteilhafterweise eine raumsparende Anordnung er­ gibt, da die mit dem Schalldämpfungselement 12 verbundenen Füße 7 und 7′ bis in den Bereich des Gehäuses 1 des ge­ räuschgedämpften Aggregats eingezogen sind. In dem Zwischen­ raum zwischen den einzelnen Wandungen 15 und 16 sind wie­ derum Dämpfungsmaterialien 17 eingebracht.

Fig. 5 zeigt eine Verbindung zweier Schalldämpfungselemente 11 und 12, und zwar derart, daß zwei parallel im Abstand voneinander liegende Schrauben 19 und 20 vorhanden sind, zwischen welchen eine Fugenverbindung 21 vorgesehen ist. Es ergibt sich damit eine biegesteife und paßgenaue Verbindung der einzelnen Schalldämpfungselemente 11 und 12. Wiederum ist erkennbar, daß jedes dieser Schalldämpfungselemente 11 und 12 zwei im Abstand voneinander liegende Wandungen 15 und 16 aufweist, wobei in dem Zwischenraum zwischen diesen Wan­ dungen Dämpfungsmaterial 17 eingebracht ist.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist das Gehäuse 1 über die Trennstelle 10 direkt mit dem Schalldämpfungselement 12 in der Weise verbunden, daß sich ein langer Schall-Leitungs­ weg S ergibt. Bei den Ausführungsformen nach Fig. 1 bis 3 ist statt dessen jeweils zwischen dem unteren Gehäuseteil 6 und dem mit Befestigungsfüßen 7, 7′ versehenen Schalldämp­ fungselement 12 als Zwischenelement ein weiteres Schalldämp­ fungselement 11 vorgesehen.

Fig. 6 und 7 zeigen darüber hinaus die Möglichkeit, mehrere Schalldämpfungselemente baukastenartig nebeneinander oder hintereinander anzuordnen. Gemäß Fig. 6 sind hierbei drei Schalldämpfungselemente 11′, 12′, 13′ nebeneinander angeord­ net, wobei wiederum die Trennstellen 10 jeweils in großem Abstand voneinander liegen. Die einzelnen Schalldämpfungs­ elemente 11′, 12′, 13′ sind wiederum über als Schrauben ausgebildete Verbindungselemente 19 miteinander verbunden und doppelwandig gestaltet mit der Außenwand 15 und einem im Abstand davon liegenden Deckblech 24, wobei zwischen dem Deckblech 24 und der Wan­ dung 15 Dämmaterial 17 angeordnet ist. Weiterhin weist die Wandung 15 mehrere asymmetrisch im Abstand voneinander lie­ gende Querrippen 18 auf, so daß sich insgesamt eine asymme­ trische Verrippung ergibt. Weiterhin sind Rippen 25 zwischen den einzelnen Verrippungselementen vorgesehen. Es ist damit möglich, mehrere Schalldämpfungselemente 11′, 12′, 13′ hin­ tereinander anzuordnen, wenn die Erfordernis besteht, einen besonders langen Schall-Leitungsweg S zu schaffen.

Während bei der Ausführungsform nach Fig. 6 die einzelnen Schalldämpfungselemente 11′, 12′, 13′ nebeneinander angeordnet sind, be­ steht nach Fig. 7 auch die Möglichkeit, die einzelnen Schalldämpfungselemente 12′′, 13′′ geometrisch hintereinander anzuordnen, wenn genügend Platz ist. Jedes dieser Schalldämpfungselemente 12′′, 13′′ weist wiederum im Abstand voneinan­ der liegende Wandungen 15 und 16 auf, zwischen welchen Dämp­ fungsmaterial 17 angeordnet ist. Die einzelnen Schalldämp­ fungselemente 12′′, 13′′ sind über Schrauben 19 und 20 sowie über Fugenverbindungen 21 miteinander verbunden.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 8 sind die Wellen 3 und 4 über ihre Wellenlagerungen 9, 9′ an einem zweigeteilten Lagerträger mit einem unteren Trägerteil 26 und einem oberen Trägerteil 27 angeordnet. Hierbei ist der untere Lagerträger 26 an den oberen Lagerträger 27 verschraubt, welcher seiner­ seits mit dem oberen Gehäuseteil 5′ verbunden ist. Der obere Gehäuseteil 5′ weist eine Anzahl von Kammern auf, in welchen Dämpfungsmaterial 17 eingebracht ist. Der untere Gehäuseteil 6′ ist wiederum über Trennstellen 10 mit einem Schalldämp­ fungselement 11 verbunden, das seinerseits über Trennstellen 10 mit dem Schalldämpfungselement 12 in Verbindung steht, an welchem die Befestigungsfüße 7 und 7′ angeformt sind.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 9 ist das Gehäuse 1 über ein Schalldämpfungselement 12 und Befestigungsfüße 7′ mit dem Fundament 8 verbunden, wobei das Schalldämpfungselement 12 mehrere übereinander angeordnete Kammern aufweist, so daß sich insgesamt wiederum ein sehr langer Schall-Leitungsweg S ergibt.

Allen vorgenannten Ausführungsformen ist gemeinsam, daß min­ destens das über die Befestigungsfüße 7, 7′ mit dem Funda­ ment 8 verbundene Gehäuseteil 6, 6′ zwischen seinen Wellen 3, 4 und den Befestigungsfüßen 7, 7′ mehrere derart im Abstand voneinander liegende Trennstellen 10 bzw. 10′ aufweist, daß sich insgesamt ein langer Schall-Leitungsweg S ergibt. Hier­ bei bestehen die Trennstellen 10 bzw. 10′ jeweils zwischen zwei unabhängig voneinander ausgebildeten, über Verbindungs­ teile zusammengefügten Schalldämpfungselementen, wobei das vom Gehäuse 1 am weitesten entfernt liegende Schalldämp­ fungselement 12 die Befestigungsfüße 7, 7′ aufweist.

Die Trennstellen 10, 10′ können entweder parallel oder rechtwinklig zur Wellenlängsachse verlaufen. Es können einzelne Schall­ dämpfungselemente entweder nebeneinander, hintereinander oder übereinander angeordnet sein, um entsprechend den An­ forderungen nach Geräuschreduzierung eine Vergrößerung des Schall-Leitungsweges zu erreichen. Damit ergibt sich vor­ teilhafterweise eine baukastenmäßige Anpassung, wobei die Anzahl der Schalldämpfungselemente auf den geforderten Schallreduzierungsgrad abgestimmt werden kann. Es können Schalldämpfungselemente mit verwindungssteifer, asym­ metrischer Verrippung Anwendung finden, welche beispiels­ weise mit hochwirksamem Dämpfungsmaterial, beispielsweise nach dem Sandwich-Verfahren, beschichtet sind. Die Anbindung der einzelnen Schalldämpfungselemente an das Gehäuse und die Befestigungsfüße sowie untereinander kann lösbar über ver­ schraubte Fugenverbindungen erfolgen, welche biegesteif und verschiebungsstarr gegenüber den Kräften aus Gewicht und Re­ aktionsdrehmoment der Aggregate ausgebildet sind. Die Befe­ stigungsfüße 7 und 7′ sind hierbei vorteilhafterweise zur Verkleinerung des Bauraumes, den die Schallreduzierung er­ fordert, in den Gehäusebereich eingezogen und damit raumspa­ rend angeordnet.

Das physikalisch fundierte Prinzip der Schallreduzierung be­ ruht bekanntlich darauf, daß die Bauteile vom durchfließen­ den Körperschall zu Schwingungen angeregt werden und dadurch in dem eingelagerten Dämpfungsmaterial infolge innerer Rei­ bung Schwingungsenergie durch Umwandlung in Wärme vernichtet wird.

Diese Wirkung erhöht sich besonders stark durch den gemäß der Erfindung möglichen, sehr langen Schall-Leitungsweg.

Desweiteren noch durch zusätzliche Biegeschwingungen, die in den erfindungsgemäßen Dämpfungselementen durch Gewichts- und Betriebskräfte entstehen, wodurch wiederum Reibung in dem Dämpfungsmaterial erzeugt wird.

Eine weitere Verbesserung ergibt sich zudem auch durch die der Erfindung gemäße große Anzahl von Trennstellen und die an den Trennstellenflächen wirkende Reibung aus Mikro­ bewegungen.

Claims (8)

1. Geräuschgedämpftes Aggregat, insbesondere Zahnradgetriebe, mit einem geteilten Gehäuse, innerhalb welchem sich bewegende Maschinenelemente angeordnet sind, deren Wellen in dem Gehäuse lagern, wobei nur ein Gehäuseteil über Befestigungsfüße auf einem Fundament befestigt ist und zwischen den Wellen und dem Fundament mehrere Trennstellen liegen, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem Gehäuse und den Befestigungsfüßen (7, 7′) mindestens ein zusätzliches Schalldämpfungselement (11, 12; 11′, 12′, 13′; 11′′, 12′′, 13′′, 14′′) angeordnet ist und
daß das Schalldämpfungselement (11, 12; 11′, 12′, 13′; 11′′, 12′′, 13′′, 14′′) mehrere Kammern aufweist, welche so miteinander verbunden sind, daß sich ein zickzackförmiger Schall-Leitungsweg (S) ergibt.

2. Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Gehäuse und einem, die Befestigungsfüße (7, 7′) aufweisenden Schalldämpfungselement (12) mindestens ein weiteres Schalldämpfungselement (11) angeordnet ist (Fig. 1 bis 3, Fig. 8).

3. Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalldämpfungselemente (11, 12; 11′, 12′, 13′; 11′′, 12′′, 13′′, 14′′) über Trennstellen (10, 10′) miteinander verbunden sind.

4. Aggregat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennstellen (10) parallel zur Wellenlängsachse (3, 4) verlaufen (Fig. 1, Fig. 3, Fig. 4, Fig. 8, Fig. 9).

5. Aggregat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennstellen (10′) quer zur Wellenlängsachse (3, 4) verlaufen.

6. Aggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) und das die Befestigungsfüße (7, 7′) aufweisende Schalldämpfungselement (12) direkt über die Trennstellen (10) miteinander verbunden sind (Fig. 4, Fig. 9).

7. Aggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Schalldämpfungselement (11, 12; 11′, 12′, 13′; 11′′, 12′′, 13′′, 14′′) mindestens zwei im Abstand voneinander liegende, parallel zu den Trennstellen (10, 10′) verlaufende Wandungen (15, 16) aufweist.

8. Aggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Schalldämpfungselemente (11′, 12′, 13′; 11′′, 12′′, 13′′, 14′′) neben-, über- und/oder hintereinander zwischen dem Gehäuse (1) und dem Fundament (8) angeordnet sind (Fig. 6, Fig. 7).