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Dokumentenidentifikation DE19701198A1 28.08.1997
Titel Deckel zum dichten Abschließen einer geräuscherzeugenden Vorrichtung
Anmelder Dichtungstechnik G. Bruss GmbH & Co KG, 22955 Hoisdorf, DE
Erfinder Dyga, Christoph, Dipl.-Ing., 21033 Hamburg, DE;
Frohwerk, Ralf, Dipl.-Ing., 23619 Zarpen, DE;
Hering, Jürgen, Dipl.-Ing., 24641 Sievershütten, DE;
Drebing, Uwe, Dr.-Ing., 22941 Bargteheide, DE
Vertreter BOEHMERT & BOEHMERT, 80801 München
DE-Anmeldedatum 15.01.1997
DE-Aktenzeichen 19701198
Offenlegungstag 28.08.1997
Veröffentlichungstag im Patentblatt 28.08.1997
IPC-Hauptklasse F16M 1/026
IPC-Nebenklasse F02F 11/00   F02F 7/00   
Zusammenfassung Ein Deckel zum dichten Abschließen einer geräuscherzeugenden Vorrichtung ist in zwei durch Spalte (6) getrennte, mittels kurzer, schmaler Stege (6a) verbundene Teile (2, 4), nämlich ein Außenteil (2) und ein Innenteil (4) aufgeteilt. Die Spalte (6) sind von einem Streifens (8) aus einem Dämpfungswerkstoff (8) überbrückt, welcher die Spalte (6) abdichtend ausfüllt. Dabei ist das Verhältnis aus der Steglänge und der Spaltlänge nicht größer als 1 : 10.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Deckel, wie eine Ventilhaube oder eine Ölwanne eines Verbrennungsmotors oder einen Getriebedeckel.

Bei einem Verbrennungsmotor oder bei einem Getriebe eines Kraftfahrzeuges entfallen etwa 15% bis 20% der schallabstrahlenden Oberfläche auf die Ventilhaube, die Ölwanne und den Getriebedeckel. Diese Bauteile sind jedoch an der gesamten Schallabstrahlung mit ungefähr dem Doppelten ihrer schallabstrahlenden Oberfläche beteiligt, d. h. mit einem Anteil von etwa 30% bis 40%. Daher sind geräuschreduzierende Maßnahmen besonders wirkungsvoll, wenn sie an Deckeln der beschriebenen Art angewendet werden.

Zur Geräuschreduzierung ist es bekannt, Dämpfungsschichten auf die schallabstrahlende Oberfläche aufzubringen. Eine solche Maßnahme ist wegen der Betriebsbedingungen von Motoren und Getrieben (Temperatur- und Schwingungsbeanspruchungen, Ölangriff) problematisch und wird daher selten angewendet.

Ferner ist bekannt, ein Sandwich-Material insbesondere für kleinere Deckel einzusetzen, das üblicherweise aus zwei dünnen Stahlblechen mit dazwischen liegender Kunststoffolie besteht. Diese Lösung ist kostenaufwendig. Darüberhinaus kann es zumindest in der Anfangsphase des Betriebseinsatzes zu Leckageproblemen kommen, weil unter der durch Schrauben aufgebrachten Klemmkraft ein Kriechen des Werkstoffes möglich ist. Ungünstigstenfalls kann sich die Verschraubung mit der Folge einer Leckage lösen.

Es ist auch bekannt, Ventilhauben, Ölwannen oder Getriebedeckel am Motor- oder Getriebegehäuse so zu befestigen, daß eine teilweise oder vollständige Körperschallentkopplung gewährleistet ist. Beispielsweise ist eine Gummiformdichtung mit einer metallischen Einlage zur Versteifung bekannt, die zwischen Ölwanne und Motorblock angeordnet ist (DE 38 31 413).

Die Schallabstrahlung eines Deckels, einer Haube oder einer Ölwanne, kann auch dadurch wirkungsvoll reduziert werden, daß diese zweiteilig ausgeführt werden. Das eine Teil wird als innen offenes Außenteil mit geschlossenem Umfangsrand ausgebildet, längs dem das Außenteil dicht mit der Vorrichtung bzw. dessen Gehäuse verbunden ist, und das andere Teil wird als Innenteil ausgebildet, das passend in der Öffnung mittels eines einen geschlossenen Ring bildenden Dämpfungswerkstoffes gehalten ist (DE-OS 16 10 380; DE-OS 26 38 982; US 3 692 335).

Diese Lösung konnte sich in der Praxis jedoch dicht durchsetzen, weil die Kosten zur Herstellung und Handhabung von zwei Einzelteilen vor ihrer Verbindung über einen Ring aus einem Dämpfungswerkstoff zu einem einstückigen Bauelement so groß waren, daß eine Nutzen-/Kosten-Analyse den Einsatz nicht rechtfertigte.

Gegen den Einsatz von Ölwannen der beschriebenen Konstruktion spricht auch, daß im Fahrbetrieb durch Schwappen des Öles hohe dynamische Zusatzkräfte auftreten, die den Dämpfungswerkstoff mechanisch hoch beanspruchen.

Diese Nachteile der mehrteiligen Ausführung vermeidet ein in der US-PS 3 726 365 gezeigter Steuergehäusedeckel eines Verbrennungsmotors. Hierbei ist ein Innenteil des Deckels über lange Strecken durch mit einem visko-elastischen Dämpfungswerkstoff gefüllte Spalte von einem äußeren Umfangsteil getrennt, jedoch über Stege "beträchtlicher Länge" am Außenteil gehalten, nämlich einer Steglänge, welche 10% der Spaltlänge deutlich überschreitet und bei der gezeigten Ausführung etwa 25% der Spaltlänge beträgt. Diese Stege sind deshalb bewußt mit so großer Steglänge gestaltet, weil sie große Relativbewegungen der beiden Teile zueinander ermöglichen sollen.

Die Herstellung eines Deckels nach der genannten US-PS soll im Gießverfahren erfolgen. Dies ist insbesondere wegen der langen und überdies geschwungenen Stege in der Praxis schwierig. Ferner darf der bekannte Deckel im Betrieb praktisch nicht belastet werden, weil die beschriebene Steg-/ Spaltkonstruktion Belastungen ohne Schaden für den Dämpfungswerkstoff und damit den Deckel nicht zuläßt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Deckel der eingangs beschriebenen Art so auszugestalten, daß er bei wirtschaftlicher Herstellung zu einer wirkungsvollen Reduzierung der Schallabstrahlung führt und außerdem den Belastungen im Betrieb ohne Einschränkung standhält.

Zur Lösung dieser Aufgabe dient Anspruch 1.

Ein Deckel nach der Erfindung ist fast vollständig in zwei durch einen Spalt getrennte Teile aufgeteilt, die nur durch wenige schmale, den Spalt querende und deshalb kurze Stege stabil und deshalb auch belastbar zusammengehalten sind. Die Spalte sind durch mindestens einen Streifen aus einem Dämpfungswerkstoff, vorzugsweise aus Elastomer, abdichtend ausgefüllt.

Da das Außenteil und das Innenteil über kurze, stabile Stege miteinander verbunden sind, ist der spaltüberbrückende Streifen aus dem Dämpfungswerkstoff von mechanischen Beanspruchungen entlastet, die zwischen Innenteil und Außenteil im Betrieb wirken können. Dies erübrigt außerdem das Fertigen von zwei Einzelteilen, die einzeln für sich im Fertigungsprozeß gehandhabt werden müßten, und vereinfacht eine elektrostatische Beschichtung oder Lackierung, weil nur ein Teil anstatt zweier getrennter Teile zum Beschichten unter Spannung gesetzt werden muß. Da die Stege schmal gehalten werden können und nur in kleiner Anzahl, vorzugsweise mindestens drei, gleichmäßig verteilt über den Umfang des Deckels angeordnet werden können, sind die Auswirkungen der durch die Stege gebildeten Körperschallbrücken vernachlässigbar, wie Versuche der Anmelderin gezeigt haben.

Folgende konstruktive Parameter haben sich als wichtig herausgestellt:

  • - Eine meßbare signifikante Reduzierung der Schallabstrahlung wird erreicht, wenn die Steglänge 10% der Spaltlänge, gemessen zwischen zwei Stegen, nicht überschreitet. Verhältnisse von Steglänge zur Spaltlänge im Bereich von 5:100 bis 1:100 sind besonders vorteilhaft und daher bevorzugt.
  • - Die Spaltbreite sollte mindestens der Blechdicke entsprechen. Gute Ergebnisse für die Reduzierung der Schallabstrahlung und der Standzeit der Stanzwerkzeuge für die Herstellung des Deckels werden erreicht bei einer Spaltbreite von etwa der doppelten Blechdicke.
  • - Es sollten mindestens drei Stege vorgesehen sein, um einen stabilen Zusammenhalt zwischen dem Innenteil und dem Außenteil ohne Überlastung der Streifen aus dem Dämpfungswerkstoff sicherzustellen.


Bei einer Ausführung der Erfindung ist der Deckel aus Stahlblech tiefgezogen, wobei die Spalte durch Stanzen erzeugt sind.

Selbstverständlich kann der Deckel anstatt aus Stahlblech auch aus jedem geeigneten anderen Werkstoff, wie einer Leichtmetall-(Aluminium-)Legierung oder Kunststoff bestehen und in jedem anderen geeigneten Fertigungsverfahren, wie Sand- oder Druckguß oder im Spritzgußverfahren hergestellt sein.

Um einen guten Zusammenhalt des Außenteils und des Innenteils bei zuverlässiger dauerhafter Dichtigkeit über die gesamte Spaltlänge zu gewährleisten, kann der Streifen aus Dämpfungswerkstoff die beiden Seiten der durch den Spalt getrennten Ränder der beiden Teile überlappen und daran dauerhaft angebunden sein, z. B. durch Anspritzen, und im Falle eines Elastomerwerkstoffes durch Anvulkanisieren.

Es ist zweckmäßig, wenn eine dichte Verbindung zwischen dem Umfangsrand des Außenteils und der Vorrichtung bzw. dessen Gehäuse durch eine zwischen diesen Teilen eingeklemmte (z. B. mittels einer Verschraubung) Dichtung erzielt ist, die aus dem gleichen Elastomer wie der Dämpfungswerkstoff besteht und gemeinsam mit diesem an das Außenteil des Deckels angespritzt bzw. anvulkanisiert ist.

Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erste Ausführung eines Deckels nach der Erfindung;

Fig. 2 eine Einzelheit bei X in Fig. 1;

Fig. 3 einen Teilschnitt nach der Linie III-III in Fig. 1;

Fig. 4 einen Teilschnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 1 und

Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V in Fig. 1.

Ein Deckel nach der ersten Ausführung der Erfindung nach Fig. 1 bis 4 hat ein Außenteil 2 und ein Innenteil 4, die durch drei Spalte 6 getrennt sind. Die Spalte 6 sind nicht geschlossen, sondern durch insgesamt drei Stege 6a getrennt, von denen einer im Querschnitt nach Fig. 4 erkennbar ist.

Die Spalte 6 sind durch einen Streifen 8 mit Doppel-T-Querschnitt aus einem Dämpfungswerkstoff überbrückt. Der Dämpfungswerkstoff ist bevorzugt ein Elastomer auf Basis ACM oder AEM, der an die Teile 2, 4 angespritzt bzw. anvulkanisiert ist, so daß eine dauerhafte dichte Verbindung zwischen den Teilen 2, 4 gewährleistet ist. Dazu überlappt der Streifen 8 mit seinen T-Querbalken die beiden Seiten 2a, 2b und 4a, 4b.

Der Umfangsrand 10 des Außenteils 2 ist von einem abgekröpften Flansch mit Schraubenlöchern 12 gebildet, an dessen Unterseite ein Dichtungsring 14 angespritzt bzw. anvulkanisiert ist, dessen Profil im Bereich der Schraubenlöcher 12 aus der linken Hälfte der Fig. 5 und im Bereich zwischen diesen Schraubenlöchern aus der rechten Hälfte der Fig. 5 sowie aus der rechten Hälfte der Fig. 3 und 4 ersichtlich ist. Die Seite 2b ist einem nicht gezeigten Gehäuse der dicht abzuschließenden Vorrichtung, z. B. einem Getriebegehäuse oder einem Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors, zugewandt.

Der Deckel nach Fig. 1 bis 4 besteht aus einem tiefgezogenen und gestanzten Stahlblech. Der Elastomerstreifen 8, welcher die Spalte 6 zwischen Außenteil 2 und Innenteil 4 abdichtend ausfüllt, kann in einem einzigen Arbeitsgang zusammen mit dem Dichtungsring 14 an die Seite 2b angespritzt werden.

Das Verhältnis zwischen der Steglänge und der Spaltlänge eines Spaltes sollte generell möglichst klein und maximal 1 : 10 betragen. Bei der gezeigten Ausführung liegt dieses Verhältnis im Bereich 5 : 100 bis 1 : 100. Die Spaltbreite sollte mindestens so groß wie die Blechstärke und vorzugsweise etwa doppelt so groß sein. Damit werden gute Werte für die Schalldämpfung und eine große Standzeit der Stanzwerkzeuge erzielt.

Die drei Stege 6a verbinden das Außenteil 2 mit dem Innenteil 4 und entlasten somit den Streifen 8 aus Elastomerwerkstoff von mechanischen Beanspruchungen. Die Stege 6a sind durch entsprechende Ausbildung des Stanzwerkzeuges beim Stanzen stehengelassen, so daß sie keinen zusätzlichen Herstellaufwand mit sich bringen sondern im Gegenteil die Fertigung dadurch vereinfachen, daß im Fertigungsprozeß nicht zwei getrennte Teile 2, 4 entstehen und zu handhaben sind, sondern stets nur ein einstückiges Deckelteil.

Ein weiter Vorteil des Deckels nach den Fig. 1 bis 4 besteht darin, daß bei einer elektrostatischen Beschichtung der Außenseite 2a, 4a des Deckels nur eine Spannung an ein einziges Teil 2 oder 4 und nicht an beide Teile angelegt werden muß.

Bei der Ausführung nach der Fig. 5, bei der gleiche Teile mit gleichen Bezugszahlen wie in den übrigen Figuren bezeichnet sind, ist allein unterschiedlich, daß die Seite 4b des Innenteils 4 mit einer Elastomerschicht 8b bedeckt ist, die über Anspritzstege 8a mit dem Ring 8 verbunden ist, so daß eine Aufbringung der Abdeckschicht 8b im gleichen Arbeitsgang wie das Anspritzen des Rings 8 und der aus gleichem Elastomerwerkstoff bestehenden Dichtung 14 ermöglicht ist.

Im übrigen sind alle weiteren Merkmale gleich wie bei der Ausführung nach den Fig. 1 und 4, so daß eine erneute Beschreibung überflüssig ist.

Bei einem nach der Erfindung ausgeführten geteilten Deckel ist die Schallabstrahlung entscheidend im Vergleich zu einem herkömmlichen Deckel ohne die beschriebene Unterteilung vermindert.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Figuren und den Ansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination wesentlich für die Realisierung der Erfindung sein. Dabei dient die obige Offenbarung lediglich zur beispielhaften Erläuterung und beschränkt nicht den Bereich der Erfindung, welche durch die Ansprüche definiert ist.


Anspruch[de]
  1. 1. Deckel zum dichten Abschließen einer geräuscherzeugenden Vorrichtung, der in zwei durch Spalte (6) getrennte, mittels kurzer, schmaler Stege (6a) verbundene Teile (2, 4), nämlich ein Außenteil (2) und ein Innenteil (4), aufgeteilt ist, wobei die Spalte (6) mittels mindestens eines Streifens (8) aus einem Dämpfungswerkstoff (8) überbrückt sind, welcher die Spalte (6) abdichtend ausfüllt, und wobei das Verhältnis aus der Steglänge und der Spaltlänge nicht größer als 1 : 10 ist.
  2. 2. Deckel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen (8) aus dem Dämpfungswerkstoff die beiden Seiten (2a, 2b; 4a, 4b) der durch die Spalte (6) getrennten Ränder von Außen- und Innenteil (2, 4) überlappt und daran dauerhaft angebunden ist.
  3. 3. Deckel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungswerkstoff (8) ein Elastomer ist.
  4. 4. Deckel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis aus Steglänge und Spaltlänge im Bereich zwischen 5 : 100 und 1:100 liegt.
  5. 5. Deckel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steglänge gleich der Spaltbreite ist.
  6. 6. Deckel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß er aus Stahlblech besteht und daß die Spalte (6) zwischen Innenteil (4) und Außenteil (2) gestanzt sind.
  7. 7. Deckel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spaltbreite mindestens so groß wie die Blechstärke ist, vorzugsweise etwa doppelt so groß.
  8. 8. Deckel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Umfangsrand (10) des Außenteils (2) und der Vorrichtung eine zwischen diesen Teilen eingeklemmte Dichtung (14) vorgesehen ist, die aus dem gleichen Dämpfungswerkstoff wie der Streifen (8) besteht und gemeinsam mit diesem an das Außenteil (2) angespritzt ist.
  9. 9. Deckel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abdeckschicht (8b) aus dem Dämpfungswerkstoff (8) auf mindestens einem (4) der beiden Teile (2, 4) vorgesehen ist.
  10. 10. Deckel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens drei Spalte (6) und drei Stege (6a) vorgesehen sind.






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