DE4401162A1 - Schalldämmungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Schall­ dämmung in Lufteintritts- und Luftaustrittsöffnungen der Motor­ abdeckhaube von durch Verbrennungsmotor angetriebenen mobilen Arbeitsmaschinen, insbesondere Bau- und Straßenbaumaschinen.

Mobile Arbeitsmaschinen, wie Bau- und Straßenbaumaschi­ nen, werden in der Regel durch Verbrennungsmotoren, wie Benzin-, Diesel- oder Gasmotoren angetrieben, von denen ein erheblicher Lärmpegel ausgeht. Zur Senkung der Lärmemission werden an der Motorabdeckhaube innenseitig schallabsorbierende Schichten angebracht, z. B. Matten aus Steinwolle oder Kunststoffschaum­ stoffen oder ähnlichen Geweben oder Filzen. Die Zufuhr von Luft, insbesondere Kühlluft zu dem Motor und die Ableitung der Luft erfolgen durch in der Haube ausgebildete Öffnungen.

Da durch diese Öffnungen eine beträchtliche Schallemis­ sion nach außen erfolgt, war man bestrebt, den Schalldurch­ tritt durch die Öffnungen zu verringern, ohne dabei den Luft­ durchgang in unerwünschtem Maße zu beeinträchtigen. Hierzu hat man die Öffnungen mit sogenannten Kulissen, d. h. versetz­ ten Blechen ausgestattet, welche die Schallwellen reflektie­ ren, den Luftstrom aber nur geringfügig drosseln. Die Schall­ dämmung dieser Kulissen ist jedoch beschränkt.

Es ist auch bekannt, die Lufteintritts- und Luftaus­ trittsöffnungen als Schallabsorptionsstrecken auszubilden, in denen schallabsorbierende, z. B. in Luftströmungsrichtung angeordnete Platten die Schallwellen teilweise ab­ sorbieren, während die Luft zwischen den Platten hindurchströ­ men kann. Nachteilig hierbei ist die Länge dieser Strecken, die in der Größenordnung von 0,5 m liegt und somit einen be­ trächtlichen Raum beansprucht. Außerdem ist auch das Verhält­ nis der Schalldämmung zur Länge der Schallabsorptionsstrecke unzureichend.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Schallschutzvorrichtung für die Luftein- und Luftaustritts­ öffnungen in den Hauben der durch Verbrennungsmotor angetrie­ benen Arbeitsmaschinen zu schaffen, die ein hohes Maß an Schalldämmung mit einem geringen Strömungswiderstand für die durch die Öffnung strömende Luft vereint. Eine weitere Auf­ gabe der Erfindung ist die Schaffung einer Schalldämmungs­ vorrichtung für die Luftöffnungen der Motorabdeckhaube, die bei geringer Tiefe senkrecht zur Haubenwand eine starke Schalldäm­ mung erreicht. Darüber hinaus soll die Schalldämmungseinrich­ tung unter den beim Betrieb der durch Verbrennungsmotor ange­ triebenen Arbeitsmaschinen herrschenden mechanischen und ther­ mischen Bedingungen eine lange Lebensdauer aufweisen. Schließ­ lich soll die Schalldämmungsvorrichtung nötigenfalls auch leicht und vollständig gereinigt werden können. Weitere Vortei­ le ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.

Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Vorrich­ tung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Lufteintritts- und Luftaustrittsöffnungen in der Motorabdeckhaube vollstän­ dig mit einem Körper aus einem offenporigen keramischen oder metallischen Material ausgefüllt sind. Dieses Material hat feine von Körperoberfläche zu Körperoberfläche durchgehende Poren oder Kanäle, so daß Luft unter dem Gebläsedruck den Körper durchströmen kann. Für auftreffende Schallwellen wirkt der Körper dagegen teils als Reflektor, teils als Ab­ sorber, so daß die Schallemission nach außen in starkem Maße reduziert wird. Aufgrund der Schallreflexion und -absorption ist die für die nötige Schalldämmung erforderliche Schicht­ dicke des Körpers im Vergleich zu bekannten Schallabsorptions­ strecken gering und erfordert praktisch keinen Bauraum inner­ halb der Haube.

Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schall­ dämmungsvorrichtung besteht der die Öffnung ausfüllende Körper aus einem keramischen Schaumstoff. Die Herstellung derartiger keramischer Schauinstoffe ist in der Technik bekannt. So kann z. B. nach dem Verfahren der Beispiele der DE-OS 23 47 760 ein offenzelliger, z. B. aus Polyester-Polyurethan bestehender Schaum­ kunststoffkörper mit einem keramischen Schlicker überzogen bzw. getränkt und anschließend bei Temperaturen von bis zu 1250°C gesintert werden. Bei diesen hohen Temperaturen vergast der Kunststoffträger, und es verbleibt ein offenzelliger Keramik­ körper, der dein Negativ des Kunststoffschaumkörpers entspricht.

Das offenporige keramische Material kann auch auf andere Weise hergestellt werden, z. B. durch Sinterung oder Druckver­ pressung eines teilchenförmigen keramischen Materials mit ge­ eignetem Kornspektrum.

Bei einer anderen Ausführungsform besteht der die Luft­ öffnungen ausfüllende Körper aus einem Stahldrahtgestrick. Bei dem Stahldrahtgestrick ist der Drahtdurchmesser so gewählt, daß das Gestrick eine für den Luftdurchtritt ausreichende Porigkeit behält. Als Material dienen in erster Linie Edelstähle, wie Chrom-Nickel-Stähle, jedoch sind auch korrosionsbeständige NE- Metalldrähte, wie z. B. Messing- und Kupferdrähte geeignet.

Die Erfindung erstreckt sich auch auf Körper, die Kombi­ nationen aus keramischem Material und Metalldrähten darstellen. In diesem Falle übernehmen die Metalldrahtgewebe bzw. -gestricke in den offenporigen keramischen Körpern die Funktion einer Be­ wehrung. Derartige Kombinationskörper sind besonders robust und eignen sich für Arbeitsbedingungen unter hohen mechanischen Be­ anspruchungen, aber geringen Temperaturwechselbeanspruchungen.

Selbstverständlich kann der die Öffnung ausfüllende Körper auch aus einem Metallsinterkörper bestehen, der aus einem körnigen Metall oder Metallgemisch durch Sinterung, vor­ zugsweise unter Druck hergestellt wurde.

Nach der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat der Körper einen mittleren Porendurchinesser in dem Bereich von 0,1 bis 2,0 mm, vorzugsweise von 0,2 bis 1,0 mm. Dabei nimmt die Schalldämmung mit abnehmendem Porendurchinesser zu, aller­ dings auch der Strömungswiderstand der Luft in dem Körper. Bei gleichem Porendurchmesser und gleicher Porosität ist die Schall­ dämmung des keramischen Materials größer als die des metalli­ schen Materials. Im allgemeinen hat der Körper eine Scheinporo­ sität in dem Bereich von 30 bis 95%, vorzugsweise von 50 bis 90%. Die Scheinporosität eines Materials ist das Verhältnis des Volumens der offenen Poren zu dein Gesamtvolumen des Materials.

Zweckmäßigerweise wird das keramische Material aus der aus Aluininiumoxid Al₂O₃, Siliziumcarbid SiC und Alumosilikat (Al₂O₂ + SiO₂) bestehenden Gruppe ausgewählt. Derartige Schall­ dämmkörper können durch eine Hochtemperaturbehandlung gerei­ nigt werden, z. B. durch Ausbrennen. Außerdem sind diese Werk­ stoffe säure- und laugenbeständig sowie gegen Benzin, Benzol, Dieselkraftstoff und Schmiermittel resistent.

Zweckmäßigerweise ist der Körper als Platte einer Dicke in dein Bereich von 10 bis 70 mm, vorzugsweise von 30 bis 50 mm ausgebildet. Die Plattendicke liegt somit in der gleichen Größenordnung wie die Dicke einer innenseitig schallgedämmten Haubenwand. Die Plattendicke beträgt größenordnungsmäßig nur etwa 1/10 der Länge einer Schallabsorptionsstrecke, so daß sich für die erfindungsgemäße Schalldämmung kein zusätzlicher Bauraumbedarf ergibt.

Vorzugsweise ist der die Luftöffnungen ausfüllende Körper an seinem Umfang in einem Profilrahmen aus Kunststoff- oder Gummimaterial gefaßt und ist der Profilrahmen an der Ab­ deckhaube angebracht. Hierdurch lassen sich insbesondere kera­ mische Schalldämmkörper schonend an der Haube anbringen. Der Rahmen dämpft zugleich die Schwingungsübertragung von der Hau­ benwand auf den Plattenkörper. Der Körper kann dauerhaft von dem Profilrahmen eingefaßt sein, wenn dieser z. B. durch Warm­ verformung durch Gießen, Pressen usw. gebildet wird. Der Dämm­ körper kann aber auch lösbar in dem Profilrahmen angebracht sein, wenn dieser mehrteilig ausgebildet ist. Beispielsweise kann der Profilrahmen aus zwei Teilen bestehen, zwischen denen der plattenförmige Schalldämmkörper eingespannt ist. Kreisrunde plattenförmige Schalldämmkörper können auch in einen einteili­ gen Profilrahmen eingeschraubt sein. Der Profilrahmen hat zweck­ mäßigerweise einen Flansch für die Anbringung an der Abdeck­ haube.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 die Teildarstellung einer Abdeckhaube mit einer Lufteintrittsöffnung, die erfindungsgemäß mit einer Schalldämm­ platte ausgefüllt ist, und

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Anordnung der Meßpunkte relativ zur Maschine für die Schalldruckpegelmessung.

Die Figur zeigt einen Teil einer Abdeckhaube 1 aus Stahl­ blech, die innenseitig mit einer schalldämmenden Matte 2 z. B. aus Steinwolle bekleidet ist. In die Lufteintrittsöffnung 3 der Haube ist erfindungsgemäß eine offenporige Schalldämmplatte 4 eingesetzt, die den Lufteintritt in die Haube 1 erlaubt, die Schallemission durch die Öffnung 3 nach außen aber weitgehend dämmt. Die Platte 4 ist von einem einteiligen Profilrahmen 5 aus Kunststoff eingefaßt, der zur Anbringung der Platte 4 an dem Gehäuse dient. Zu diesem Zweck hat der Profilrahmen 5 einen Flansch 5a, in den Ringe mit Innengewinde (nicht dargestellt) eingesetzt sind. Der Profilrahmen 5 ist mittels Schrauben 6 an die Abdeckhaube 1 angeschraubt. Ein zweiteiliger Profil­ rahmen (nicht dargestellt) erlaubt die Trennung des Rahmens von der Platte, so daß diese durch Ausbrennen oder chemisch oxidativ gereinigt werden kann, ohne daß der Rahmen dabei ange­ griffen wird.

Eine Straßenbaumaschine mit einem Motor einer Leistung von 79 kW und einer Drehzahl von 2300 UpM war mit einer Haube mit frontaler und seitlichen schallgedämmten Lufteintrittsöffnungen bestückt. Die Schalldämmung in den Öffnungen erfolgte

• a) in herkömmlicher Weise durch etwa 50 cm tiefe Kulis­ sen aus in Lochbleche eingefaßtem, schalldämmendem organischem Schaumstoff und
• b) nach der Erfindung durch in die Öffnungen einge­ setzte Aluininosilikat-Keramikplatten von 5 cm Dicke mit einer Scheinporosität von etwa 70% und einem mittleren Porendurchmesser von etwa 0,4 mm.

Es wurden entsprechend der Darstellung nach Fig. 2 in den gleich­ mäßig über den Umfang verteilten Punkten A bis H im Abstand von 7 m von dem Bezugskreis 7 der Maschine 8 Schalldruckmessungen durchgeführt. Außerdem wurden Schalldruckmessungen in der Posi­ tion O am Fahrerohr vorgenommen. Die Meßwerte sind in der fol­ genden Tabelle zusammengestellt.

Tabelle

Claims (8)

1. Vorrichtung für die Schalldämmung in Lufteintritts- und Luftaustrittsöffnungen der Motorabdeckhaube von durch Ver­ brennungsmotor angetriebenen mobilen Arbeitsmaschinen, insbe­ sondere Bau- und Straßenbaumaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (3) vollständig mit einem Körper (4) aus einem offenporigen keramischen oder metallischen Material ausgefüllt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (4) aus einem keramischen Schaumstoff besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (4) aus einem Metalldrahtgestrick besteht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (4) einen Porendurchmesser in dem Bereich von 0,1 bis 2,0 mm, vorzugsweise von 0,2 bis 1,0 mm hat.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (4) eine Scheinporosität in dem Bereich von 30 bis 95%, vorzugsweise von 50 bis 90% hat.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das keramische Material aus der aus Aluininiumoxid, Siliziumcarbid und Alumosilikat und deren Gemischen bestehen­ den Gruppe ausgewählt ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (4) als Platte einer Dicke in dem Bereich von 10 bis 70 mm, vorzugsweise von 30 bis 50 mm ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Körper (4) an seinem Umfang in einem Profilrahmen (5) aus Kunststoff- oder Gummimaterial gefaßt ist und der Profilrahmen an der Abdeckhaube (1) angebracht ist.