DE2043280A1

DE2043280A1 - Brennkraftmaschine mit schall dämmender Verschalung

Info

Publication number: DE2043280A1
Application number: DE19702043280
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl Ing Fachbach Heinz. Dipl Ing Graz Thien (Osterreich) P
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-09-08
Filing date: 1970-09-01
Publication date: 1971-04-15
Also published as: DE2065889A1; FR2061052A5; JPS4841164B1; AT308475B; GB1325773A

Description

Patentanwalt

29 Oldenburg

Elisabethstraße 6

5432/mÜ

Pat ent axme ldung

Dipl.Ing.Dr.Dr.h.c. Hans LIST, Graz (Österr_r.}

Brennkraftmaschine mit schalldämmender Verschalung

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit von im Abstand vom Motor schallisolierend angebrachten Schalenteilen gebildeter, schalldämmender Verschalung.

Um die Geräuschabstrahlung von Brennkraftmaschinen zu vermindern, ist eine Vielzahl verschiedener 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 die Beschichtung der Außenwände von Brennkraftmaschinen mit schwingungsdämpfendem Material, eine Maßnahme von relativ geringer Wirksamkeit, da die Motorgehäuse an sich schon durch die diversen Schraubverbindungen an den Trennflachen 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

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großen Platzbedarf und der schlechten Zugänglichkeit der Maschine für Wartungaarbeiten. Solche Gehäuse sind überdies verhältnismäßig teuer und besitzen ein erhebliches Gewicht, da sie, um hochwirksam sein zu können, verhältnismäßig große Wandstärken besitzen müssen.

Bekannt ist ferner die Teilabschirmung von Bereichen der Motoroberfläche mit besonders starker Geräuschabstrahlung. Solche Abschirmmaßnahmen haben naturgemäß nur eine beschränkte Wirkung.

Eine verminderte Geräuschentwicklung kann bei Brennkraftmaschinen auch dadurch erzielt werden, 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.

Bei manchen Brennkraftmaschinen wurde zwecks Verringerung der Geräuschabstrahlung auch der Weg beschritten, das üblicherweise mit geschlossenen Wänden ausgeführte Kurbelgehäuse durch e ine Rahmenkonstruktion zu ersetzen, an der hochgedämpfte Außenwände befestigt werden.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist nun die Schaffung einer Brennkraftmaschine mit hoch wirksamer und dabei kostensparender 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. Das Erfindungsziel wird dadurch er-

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reicht, daß die Verschalung eine erste 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 entsprechend klein gehalten wird, daß er weit unterhalb der Halbwellen- t länge der hauptsächlich für die Geräuschabstrahlung verantwortlichen Frequenzen liegt, kann auf jegliche Absorptionsauskleidung der Schalenteile verzichtet werden. Außerdem ergibt diese Bauweise einen sehr geringen Platzbedarf für die verkleidete Brennkraftmaschine.

Ein weiterer Vorzug der erfindungsgemäßen Bauweise ist durch die wesentlich erleichterten Montagebedingungen gegeben. Die Unterteilung der Verschalung in Schalenteile zweierlei Art und verschiedenen Bestimmungszwecken ermöglicht es nämlich, die Schalenteile der ersten Gruppe bei Wartungs- und Überholungsarbeiten an ihrem Platz zu belassen und jeweils nur diejenigen Schalenteile der zweiten Gruppe abzunehmen, nach deren Entfernung 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 wowie 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 Schalenteile der zweiten Gruppe von besonderer Bedeutung und es

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besteht gegebenenfalls sogar die Möglichkeit, diese Schalenteile durch Schnappverbindungen an den benachbarten Teilen der Verschalung leicht lösbar zu befestigen.

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

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind durch die Schalenteile der ersten Gruppe herausgeführte Rohrleitungen und weitere Motoranschlußteile innerhalb der Verschalung körperschallisoliert und gegen die Verschalung schalldicht ausgebildet. Diese Maßnahme betrifft nicht nur die Leitungen für Kühlwasser, Verbrennungsluft und Kraft stoff, sondern auch Anschlußteile für Steuerungs- und Überwachungseinrichtungen usw. Es hat sich gezeigt, daß durch diese Maßnahmen die Schalleitung nach außen auf ein Minimum reduziert werden kann.

Bei der Ausführung mit geschlossenem Kurbelgehäuse können, gemäß einem ν eiteren Merkmal der Erfindung, einzelne Bauteile den Motors, z.B. die Ölwanne, am Motor block selbst körpersohallisoliert befestigt sein und können die beimchbarten ochalenteile an diese Bauteile schalldicht anschließen. Die Verschalung muß also nicht in allen Fällen den Motor zur Gänze umschließen, sondern kann im Bereich der erwähnten Motorteile unterbrochen sein, ohne daß die schalldämmende Wirkung beeinträchtigt wird.

Erfindungsgemäß ist schließlich vorgesehen, daß die Verschalung durchnetzende Wellen, z.B. die Abtriebswelle und bzw. oder die Ventilatorwelle, durch die Verschalung

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in schallabaorbierenden Hülsen hindurchgeführt sind. Die Erfindung wird im folgenden an Hand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt KLg. 1 eine schallisolierte Brennkraftmaschine nach der Erfindung im Schnitt nach der Linie I-I in Pig. 2, Fig. 2 eine teilweise Schnittdarstellung derselben Maschine nach der Linie II-II in Pig. 1, die Pig. und 4 den Pig. 1 und 2 entsprechende Darstellungen einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Brennkraft-•maschine, und Pig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Brennkraftmaschine der erfindungsgemäßen Bauart im Schnitt.

Die wassergekühlte Brennkraftmaschine nach Pig. 1 und 2 besitzt ein geschlossenes Kurbelgehäuse 1 mit seitlich abstehenden Motorabstützungen 2. 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 is.t 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. An derselben Motorseite ist am Zylinderkopf 4 das nach oben gekrümmte Ansaugrohr 18 angeflanscht. An der gegenüberliegenden Zylinderkopf-

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seite ist das mit Kühlrippen 19 besetzte Auspuffsammeirohr 20 befestigt. Mit 21 ist der Auslaßkanal und mit 22 das Auslaßventil des aus Fig. 1 ersichtlichen Zylinders bezeichnet.

Die dargestellte Brennkraftmaschine ist mit einer schalldämmenden Verschalung versehen, welche aus einer Anzahl von im Abstand von den Motoraußenflächen schallisolierend angebrachten Schalenteilen besteht. Entsprechend dem Erfindungsgedanken gliedern sich die Einzelteile der Verschalung in zwei Gruppen. Die erste dieser Gruppen umfaßt direkt am Motor körperschallisolierend befestigte Schalenteile, welche als Träger für die übrigen Teile der Verschalung dienen und durch die Rohrleitungen und sonstige Anschlußteile des Motors 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 variiert werden, wobei insbesondere eine Verbindung der betreffenden Schalenteile mit den elastischen Beilagen durch Vulkanisieren, Ankleben od.dgl. zu empfehlen ist. Die Befestigung am Motor erfolgt dann zweckmäßigerweise mittels Schrauben.

TJm 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

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vorliegenden Fall als Wellrohr ausgebildet ist. Die Durch-. trittssteile 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 ander Durchtrittsstelle dient.

Ein weiterer rahmenartiger Schalenteil 30 der ersten Gruppe ist an der Unterseite des Kurbelgehäuses 1 mittels körperschallisolierender Tragelemente 31 befestigt. Schließlich erfolgt eine weitere Abstützung am Flansch des Schwungradgehäuses über ein ringförmiges, körperschallisolierendes Element 32, 33 wobei der Teil 32 dieses Elementes zwischen dem Schwungradgehäuseflansch und das daran in üblicher Weise befestigte, mit strichpunktierten Linien angedeutete Getriebegehäuse zu liegen kommt. Das ringförmige Element stellt dann neben der körperschallisolierenden Abstützung der Verschalung auch Schallabdichtung dar. Falls der Abtrieb über eine am Schwungrad befestigte Welle erfolgt, ist ein zusätzlicher Deckel erforderlich, wobei das Ringelement auch durch körperschallisolierende Einzelelemente ersetzt werden kann, da an dieser Stelle keine Schalldichtheit mehr erforderlich ist.

Die zweite Gruppe der Verschalungseleiiiai te umfaß an den erwähnten Schalenteilen 23 und 30 bzw. dem Ringelement 53 schalldicht und leicht lösbar befestigte Schalenteile, welche diejenigen Bereiche des Motors wie auch seiner Hilfsmaschinen und sonstiger Zubehörteile "bedecken, welche einer regelmäßigen Wartung untorliop.n und im Störungsfalle leicht zugänglich sein aollen. Ein ßolchcr Sohaleiiteil 34, welcher die Kipphebelabdenhung,?!! 5 enthält, ist am oberen rahmenförmi^eii -Schalen!* i 1 23 löpbar befestigt. Der Schalenteil 34 weist eine durch einen Schalldämpfer 39 abgeschirmte KüIilluft-Au-ivittpüf 38 auf.

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Am unteren rahmenförmigon Schalenteil 30 ist, gleichfalls abnehmhar, ein weiterer Schalenteil 35 der zweiten Gruppe angeschlossen, nach dessen Abnahme die Ölwanne 15 zugänglich wird. Die Verbindung zwischen den direkt am Motor befestigten Schalenteilen 23 und 30 bzw.-dem Ringelement 33 erfolgt durch wenigstens zwei weitere, beidseits der Maschine angeordnete Schalenteile 36 und 37, die entweder an den Stirnseiten des Motors direkt aneinandergrenzen oder durch stirnseitig angebrachte, separate Schalenteile zu einer allseits geschlossenen Verschalung ergänzt sind. An den Durchtrittsstellen der Motorabstützungen 2 durch die seitlichen Schalenteile 36 und 37 sind elastische Dichtelemente 40 vorgesehen. An der vorderen Stirnseite der Verschalung befindet sich ein weiterer Schalldämpfer 41, welcher der Kühllufteintrittsöffnung 42 vor dem Gebläselaufrad 8 zugeordnet ist. Durch die beiden Schalldämpfer 41 und 39 wird eine ausreichend hohe Geräuschdämmung der beiden KühlluftÖffnungen erzielt, sodaß sie die schalldämmende Wirkung der Verschalung des Motors nicht beeinträchtigen. Eine weitere schalldämmende Maßnahme betrifft die Anordnung einer schallabsorbierenden Hülse 43 an der Durchtrittsstelle der Ventilatorwelle 11 aus der Verschalung.

Durch die erfindungsgemäße Bauweise wird die Geräuschabs tr ahlung und Schallfortleitung der Maschine bei nur unwesHntlich vergrößerten Außenabmessungen auf ein Minimum reduziert. Die Zugänglichkeit der Wartungsstellen des Motors 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

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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 körperschallisolierende s Verbindungsstück 46 am Gehäuse 44 angeschlossen und durchsetzt den oberen, am Zylinderkopf 4 befestigten Schalenteil 23.

Die am Gehäuse 44 über das Wellrohr 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 Teile 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 lig. 3 und 4 ist weiters die Ölwanne 1.5' direkt 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 eine elastische Abstüzung 40 unmittelbar an die Ölwanne 15' an, die solcherart selbst einen Teil der schalldämmenden Motorveikleidung bildet. Wie aus Pig. 4 ersichtlich, ragt das schwungradseitige Ende 50 der Kurbelwelle 6 aus dem Schwungradgehäuse 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 Motorverkleidung.

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Bei der Brennkraftmaschine nach Fig. 5 ist anstelle eines vollwandigen Motorgehäuses ein mit großflächigen Durchbrechungen versehenes Traggerüst 53 für die Kurbelwelle 6, die Zylinder 3_f die Steuerungsteile usw. vorgesehen. Gegenüber einer vollwandigen Gehäuseausführung sind alle jenen Wandteile weggelassen, die unter Berücksichtigung der Festigungs- und Steifigkeitserfordernisse entbehrlich sind.

Bei dieser Ausführung erfüllen die schallisolierend angebrachten Schalenteile die zusätzliche Funktion eines öldichten Gehäuses und es entfallen sowohl ein eigener Ventilkammerdeekel als auch eine separate Ölwanne. Entsprechend dem Erfindungsgedanken gliedern sich die Teile der Verschalung in zwei Gruppen von Schalenteilen. Die erste Gruppe umfaßt die beiden Schalenteile 54 und 55, die direkt am Motor befestigt sind und welche die leicht abnehmbaren Schalenteile 56, 57 und 58 der 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 aus gewöhnlichem Blech sein können, ist die Wärmeabfuhr des Motoröles an die Umgebungsluft voll gewährleistet.

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Claims

Patentansprüche ;

1y Brennkraftmaschine mit von im Abstand vom Motor schallisolierend angebrachten Schalenteilen gebildeter, schalldämmender Verschalung, dadurch ge-, kennzeichnet , daß die Verschalung eine erste Gruppe von direkt am Motor körperschallisolierend befestigten Schalenteilen (23,30,32) umfaßt, durch die Rohrleitungen (18·,27,45) und sonstige An- g schlußteile des Motors hindurchgeführt sind, sowie eine zweite Gruppe an diesen Teilen schalldicht und leicht lösbar befestigter Schalenteile (34-37), welche die wartungsbedürftigen Stellen des Motors oder seiner Hilfsaggregate bedecken.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Schalenteile (23,30)der ersten Gruppe herausgeführte Rohrleitungen (18',27,45) und weitere Motoranschlußteile innerhalb der Verschalung körperschallisoliert und gegen die Verschalung schalldicht ausgebildet sind.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Bauteile des Motors, ^j z.B. die Ölwanne (15') am Motorblock (1) selbst körperschallisoliert befestigt sind und die benachbarten Schalenteile (30) an diese Bauteile schalldicht anschließen.

4. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschalung durchsetzende Wellen, z.B. die Abtriebswelle (50) und bzw. oder die Ventilatorwc-lle (11), durch die Verschalung in schallabsorbierenden Hülsen (52,43)' hindurchgeführt sind.

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