DE4009688A1 - Abschlussteil oder abschirmteil fuer motorgehaeuse von brennkraftmaschinen - Google Patents
Abschlussteil oder abschirmteil fuer motorgehaeuse von brennkraftmaschinenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Abschlußteil oder Abschirmteil
für Motorgehäuse von Brennkraftmaschinen, vorzugsweise Zylin
derkopfdeckel, Räderkastendeckel, Kurbelgehäusedeckel, Ölwanne
oder Abschirmblech, welcher zumindest einen an der Schallemis
sion des Motorgehäuses maßgeblich beteiligten Wandbereich auf
weist.
Großflächige, schalenartige Motorgehäuse-Abschlußteile bzw.
Abschirmteile haben einen erheblichen Anteil an der Schalle
mission eines Motors. Um deren Anteile niedrig zu halten, wer
den nach dem Stand der Technik unterschiedliche Maßnahmen ge
setzt:
- 1. Körperschallentkoppelung:
Dabei werden die schallabstrahlenden Bauteile über ela stische Elemente vom anregenden Schallerzeuger, wie Kur belgehäue oder Zylinderkopf, abgekoppelt. So wird bei spielsweise entsprechend der DE-PS 26 28 692 der Kipphe beldeckel einer Brennkraftmaschine über ein elastisches Element abgestützt und mit einer Schraube befestigt, die mit einer elastischen Unterlagscheibe vom Deckel entkop pelt ist. Des weiteren ist in der DE-OS 34 27 529 die kör perschallentkoppelte Befestigung einer Ölwanne an einem Kurbelgehäuse beschrieben. Dabei weerden Ölwanne und Kur belgehäuse nicht durch Schrauben, sondern durch Feder klammern, die mit weichem elastischem Material unterlegt sind, befestigt. - 2. Vorsatzschalen:
Der abstrahlende Bauteil bzw. dessen an der Schallemission maßgeblich beteiligte Wandbereiche werden von einer schalldämmenden Schale abgedeckt. Diese Schale aus einem Material mit ausreichenden Schalldämmeigenschaften (Masse etc.) wird im wesentlichen parallel zur Oberfläche des ab zudeckenden Teiles ausgeführt. Der Zwischenraum ist entwe der gasdicht ausgeführt oder mit einem schallabsor bierenden Material gefüllt. Ein Ausführungsbeispiel dazu ist beispielsweise aus der DE-OS 34 25 074 bekanntgewor den, in welcher eine Ölwanne eines LKW-Motors mit einer Außenschale abgedeckt ist. Zur Abstützung des Motors bei Lagerung, Transport und Montage weist diese Außenschale einen Durchlaß auf, der von einem Stützfuß des Motors durchsetzt wird. - 3. Sandwichbleche:
Diese Spezialbleche bestehen aus zwei Blechschichten, die voneinander durch eine dünne Kunststoffschicht getrennt sind. Die akustische Wirkung ist nachgewiesen, da Sand wichbleche infolge ihres Aufbaues eine hohe Materialdämp fung besitzen. Die Verarbeitung dieser Bleche ist im Ver gleich zu normalen Tiefziehblechen ungleich schwieriger, da sich die beiden Blechschichten während des Tiefzieh vorganges zueinander verschieben. Es sind daher damit nicht so tiefe Züge verwirklichbar, wie mit einem normalen Tiefziehblech. Schweißungen sind nur in örtlich begrenzten Bereichen möglich, da die Kunststoffschicht dabei zerstört wird und im Bereich der Schweißnaht keine Dämpfung er folgt. Mit Sandwichblechen hergestellte Ölwannen müssen daher aus den genannten Gründen meist zwei- oder mehrtei lig ausgeführt werden. Die entsprechenden Teile müssen dann beispielsweise mit einer Rollnaht verbunden werden. Lediglich kleine Abschlußteile, wie Ventildeckel, können einstückig ausgeführt werden, da deren Ziehtiefe nicht so groß ist. - 4. Beschichtungen:
Die zu dämmenden Bauteile werden mit einer relativ dicken, gegebenenfalls auch schweren Schicht überzogen. Nachteilig wirkt sich dabei die gleichzeitig mit der Schallisolation auftretende Wärmeisolation aus. Beschichtete Ölwannen sind daher beispielsweise nur mehr bedingt als Ölkühler wirk sam. Etwas abweichend davon, aber im Prinzip ähnlich, ist die aus der DE-OS 29 48 572 bekannte Vorgangsweise, wo ein Zylinderkopfdeckel in Skelettbauweise mit einer schalldäm menden Folie überzogen wird. Das aus verschiedenen Ma terialien herstellbare Skelett, welches beispielsweise aus einem verstärkten Kunststoffmaterial oder einem Kunststoff mit eingebetteten Drähten oder Fasern besteht, wird mit einer Folie aus Gummi, welche ein Nylongewebe enthalten kann, überzogen. Nachteilig ist hier der fertigungstechni sche Aufwand zur Herstellung und Montage des aus zwei Bau teilen bestehenden Abschlußteiles. - 5. Massebelegung:
Durch flächenmäßige Massebelegung ohne merkliche Erhöhung der Steifigkeit wird das Schwingungsverhalten des Bautei les so verändert, daß sich eine verringerte Schallab strahlung ergibt. So ist beispielsweise aus der DE-OS 30 24 630 ein Abschlußteil der eingangs genannten Art, nämlich eine Ölwanne, bekanntgeworden, deren maß geblich an der Schallemission beteiligten Wandbereiche eine Massebelegung in Form von schuppen-, treppen- oder rippenförmigen Erhebungen aufweisen. Diese Massenbelegun gen lassen sich bei der Herstellung eines Gußteiles un mittelbar einformen, allerdings entsteht ein erheblicher Gewichtsnachteil.
Allen diesen Ausführungen sind somit erhebliche Ko
stenerhöhungen und/oder Nachteile im Wärmehaushalt und/oder
Gewicht des Abschlußteiles bzw. Abschirmteiles gemeinsam.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Schallemission
von Abschlußteilen oder Abschirmteilen für Motorgehäuse zu re
duzieren, wobei bei einfacher, kostengünstiger Herstellung
eine Zunahme des Gewichtes sowie eine Verschlechterung des
Wärmehaushaltes vermieden werden soll.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dieser
Wandbereich eben oder leicht gewölbt ausgeführt ist und zumin
dest teilweise von einer schmalen Zone begrenzt ist, in wel
cher die Steifigkeit des Wandmaterials gegenüber der Steifig
keit des Wandmaterials außerhalb dieser Zone um zumindest 30
%, vorzugsweise um mehr als 50% vermindert ist, was zu einer
Verschiebung der ersten Eigenresonanz des Wandbereiches zu
tieferen Frequenzen führt.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante der Er
findung ist vorgesehen, daß die Steifigkeit des Wandmaterials
im gesamten von der schmalen Zone umschlossenen Wandbereich
gegenüber der Steifigkeit des Wandmaterials außerhalb dieser
Zone um zumindest 30%, vorzugsweise um mehr als 50% vermin
dert ist.
Diese Maßnahme kann erfindungsgemäß dadurch erreicht werden,
daß in dem von der Zone umschlossenen Wandbereich die Wand
stärke des Abschlußteiles um zumindest 50% reduziert ist. Die
Wandstärke in den ebenen bzw. leicht gewölbten Wandbereichen
wird somit deutlich verringert, wodurch es neben einer Reduk
tion des Schallpegels auch zu einer Gewichtseinsparung und für
Abschlußteile, bei welchen gute Wärmeabfuhrwerte gewünscht
werden, auch zu einem günstigeren Abstrahlverhalten kommt.
Der beobachtete Effekt der verringerten Schallemission läßt
sich dadurch erklären, daß die Eigenfrequenz des Wandbereiches
mit dünnerer Stärke niedriger liegt, als die des restlichen
Bauteils, wodurch die in der für das Geräusch maßgebenden Fre
quenz liegenden Eigenfrequenzen höhere Ordnungszahlen aufwei
sen, deren Amplituden bei gleicher Anregung durch die Grund
struktur des Motors erheblich geringer sind. Aus der Theorie
ist dabei ersichtlich, daß die Amplitude umgekehrt proportio
nal zur fünften Potenz der Modenzahl ist.
So wäre beispielsweise die Herstellung einer Ölwanne aus
schließlich aus dünnerem Blech akustisch kaum besser und wegen
der notwendigen Gestaltfestigkeit einer Ölwanne nicht ausführ
bar bzw. nicht tiefziehbar. Ein Abstellen des Motors wäre
nicht mehr zulässig, ebenso ist das Risiko von Beschädigungen
durch Steinschlag zu groß. Durch die erfindungsgemäße Reduk
tion der Wandstärke in nur einigen Wandbereichen werden diese
Nachteile vermieden.
Entsprechend einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wird
vorgeschlagen, daß der Wandbereich aus einem ein Fenster des
Abschlußteils dicht verschließenden, dünnwandigen Blechteil
ausgeführt ist. Die Schallemission, beispielsweise einer Öl
wanne, kann auf diese Art um mehr als 50% verringert werden.
Schließlich ist es erfindungsgemäß auch möglich, daß in der
den Wandbereich zumindest teilweise begrenzenden Zone zumin
dest eine nutförmige Einkerbung vorgesehen ist. Es ist dabei
nicht unbedingt notwendig, daß die nutförmigen Einkerbungen
einen Wandbereich vollständig umschließen, es genügt oft in
einem bestimmten Wandbereich mehrere im wesentlichen parallel
verlaufende Einkerbungen vorzusehen.
Es ist auch möglich, anstelle der Einkerbungen schmale,
schlitzförmige Öffnungen in bestimmten Wandbereichen des Ab
schlußteiles bzw. Abschirmteiles vorzunehmen, welche schlitz
förmigen Öffnungen ggf. mit einem elastischen, ölfesten Dicht
mittel verschlossen werden.
Bei Abschirmteilen oder Abschirmblechen die keine Dichtfunk
tion ausüben, können die schlitzförmigen Öffnungen auch unver
schlossen bleiben.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Zeichnungen näher
erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Abschlußteil, nämlich einen Räderkasten
deckel gemäß der Erfindung, geschnitten nach
der Linie I-I in Fig. 2,
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Darstellung nach Fig. 1,
Fig. 3 und 4 eine Ölwanne in Schnittdarstellung und
Draufsicht, sowie
Fig. 5 und 6 Ausführungsvarianten nach Fig. 3.
Der in Fig. 1 und 2 dargestellte Abschlußteil 1, ein Leichtme
tallguß-Räderkastendeckel, weist einen ebenen Wandbereich 2 -
in diesem Fall die Stirnseite des Deckels - auf, welcher von
einer schmalen Zone 3 begrenzt ist. In dieser Zone nimmt die
Materialstärke des Deckels von der Dicke D auf die Dicke d ab
und ist somit weicher ausgeführt als außerhalb dieser Zone,
was zu einer Reduktion der Schallemission führt. Im darge
stellten Beispiel ist der gesamte Bereich innerhalb dieser
Zone mit einer Wandstärke von d = 2,5 mm ausgeführt, während der
Rest des Abschlußteiles 1 eine Wandstärke von D = 5 mm aufweist.
Die Bereiche mit voller Wandstärke werden in allen Aus
führungsbeispielen mit 4 bezeichnet. Der Flansch 5 des Ab
schlußteiles weist Befestigungsbohrungen 6 zur Befestigung an
einem hier nicht weiter dargestellten Motorgehäuse auf.
In den Fig. 3 und 4 ist eine Ölwanne aus 1,2 mm dickem Blech
dargestellt. Die an sich steife Ölwanne ist in der Lage, auch
den Motor zu tragen, falls der Motor auf die Ölwanne ab
gestellt wird. Ebene oder leicht gewölbte Wandbereiche 2 sind
hier als dünnwandige Blechteile 2′ ausgeführt, welche in Fen
ster 7 der Ölwanne eingesetzt sind. Die Blechteile 2′, bei
spielsweise mit einer Dicke d = 0,5 mm werden in der umlaufenden
Zone 3 öldicht mit dem Abschlußteil 1 verschweißt.
Grundsätzlich ist eine örtliche Reduktion der Wandstärke durch
mehrere Technologien verwirklichbar, beispielsweise der Räder
kasten nach Fig. 1 wird durch Gießen hergestellt. Eine Ölwanne
könnte entsprechend Fig. 5 auch in der Gußausführung redu
zierte Wandstärken bzw. Wandbereiche 2 aufweisen; eine
Blechölwanne könnte durch Kalibrier-, Präge-, Schmiedewerk
zeuge oder durch gesteuertes Tiefziehen in lokalen Bereichen
eine dünnere Wand erhalten.
Eine weitere Ausführung nach Fig. 6 zeigt, daß die reduzierte
Steifigkeit auch durch nutförmige Einkerbungen 8 im Grundmate
rial 4 erreicht werden kann, wobei der von den nutförmigen
Einkerbungen 8 teilweise begrenzte Bereich 2 auch die Dicke
des Grundmaterials aufweisen kann. Eine spürbare Verminderung
der Schallemission kommt bereits durch die Verminderung der
Steifigkeit in der die Einkerbungen 8 aufweisenden Zone 3 zum
Tragen.
Claims (6)
1. Abschlußteil oder Abschirmteil für Motorgehäuse von Brenn
kraftmaschinen, vorzugsweise Zylinderkopfdeckel, Rä
derkastendeckel, Kurbelgehäusedeckel, Ölwanne oder Ab
schirmblech, welcher zumindest einen an der Schallemission
des Motorgehäuses maßgeblich beteiligten Wandbereich auf
weist, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Wandbereich (2)
eben oder leicht gewölbt ausgeführt ist und zumindest
teilweise von einer schmalen Zone (3) begrenzt ist, in
welcher die Steifigkeit des Wandmaterials gegenüber der
Steifigkeit des Wandmaterials außerhalb dieser Zone (3) um
zumindest 30%, vorzugsweise um mehr als 50% vermindert
ist, was zu einer Verschiebung der ersten Eigenresonanz
des Wandbereiches (2) zu tieferen Frequenzen führt.
2. Abschlußteil oder Abschirmteil nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Steifigkeit des Wandmaterials im
gesamten von der schmalen Zone (3) umschlossenen Wandbe
reich (2) gegenüber der Steifigkeit des Wandmaterials au
ßerhalb dieser Zone um zumindest 30%, vorzugsweise um
mehr als 50% vermindert ist.
3. Abschlußteil oder Abschirmteil nach Anspruch 1 oder 2, da
durch gekennzeichnet, daß in dem von der Zone (3) um
schlossenen Wandbereich (2) die Wandstärke des Abschluß
teiles (1) um zumindest 50% reduziert ist (Fig. 1).
4. Abschlußteil oder Abschirmteil nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Wandbereich (2) aus einem ein Fen
ster (7) des Abschlußteiles (1) dicht verschließenden,
dünnwandigen Blechteil (2′) ausgeführt ist (Fig. 3).
5. Abschlußteil oder Abschirmteil nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß in der den Wandbereich (2) zumindest
teilweise begrenzenden Zone (3) zumindest eine nutförmige
Einkerbung (8) vorgesehen ist (Fig. 6).
6. Abschlußteil oder Abschirmteil nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die nutförmigen Einkerbungen (8) als
schmale schlitzförmige Öffnungen ausgeführt sind, welche
ggf. mit einem elastischen, ölfesten Dichtmittel ver
schlossen sind.
Applications Claiming Priority (1)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |