WO2002027166A1

WO2002027166A1 - Geräuschreduzierte vorrichtungen

Info

Publication number: WO2002027166A1
Application number: PCT/EP2001/011051
Authority: WO
Inventors: Werner Wilhelm Kraft; Karl Heinz Homberg; Dirk Jansen
Original assignee: Basf Aktiengesellschaft
Priority date: 2000-09-29
Filing date: 2001-09-25
Publication date: 2002-04-04
Also published as: AU2001293840A1; DE10048755C1; US20020040827A1

Abstract

Geräuschreduzierte Vorrichtungen oder deren Komponenten, insbesondere Motor- oder Verbrennungseinheiten und deren Komponenten oder Fluiddurchleitungssysteme und deren Komponenten, die teilweise oder vollständig aus thermoplastischen Kunststoffen aufgebaut sind und die beabstandet von den Oberflächen der Vorrichtungen mindestens eine Lochplatte aufweisen, die fest verbunden und im wesentlichen formschlüssig auf durchgängig umlaufenden Aufsätzen des thermoplastischen Bauteils aufliegt und die Vorrichtungen in Teilen oder vollständig ummanteln.

Description

Geräuschreduzierte Vorrichtungen

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft geräuschreduzierte Vorrichtungen oder deren Komponenten, insbesondere geräuschreduzierte Motor- oder Verbrennungseinheiten und deren Komponenten sowie geräuschreduzierte Fluiddurchleitungssysteme, die teilweise oder vollständig aus thermoplastischen Kunststoffen aufgebaut sind.

Verbrennungsmotoren tragen wesentlich zur Lärmbelästigung im Straßenverkehr bei. Die störenden Motorengeräusche gehen im wesentlichen zurück auf Einzelquellen wie die Auspuffmündung, die Auspuffwand, das Ansaugsystem, den Verbrennungsvorgang selber, das Kolbenkippen, die Einspritzpumpe, den Lüfter und die Lichtmaschine. Verantwortlich für den resultierenden Geräuschpegel sind hierbei der Körperschall wie auch die Luftschallabstrahlung. Insbesondere der Motorblock stellt eine starke Körperschallquelle dar. Aus diesem Grund sowie bedingt durch die Vielzahl der Einzelschallquellen, stellt sich die Reduzierung der Schallabstrahlung am Motorblock als besonders schwierig dar. Geräuschreduzierende Maßnahmen zielen zum einen ab auf die Optimierung des akustischen Verhaltens der verschiedenen Einzelquellen (primärer Schallschutz), zum anderen auf die so genannten sekundären Schallschutzmaßnahmen, wie die enge Umkapselung von z.B. Verbrennungsmotoren( s . a. Taschenbuch der Technischen Akustik, Hrsg. M Heckl und H.A. Müller, 2. Aufl., Springer Verlag, Berlin, 1994). Beispielsweise werden zur

Minderung der Triebwerksgeräusche in allen Kraftfahrzeugen mit Verbrennungsmotoren Ansaug- und Abgasschalldämpfer eingebaut sowie Motoren und Getriebe elastisch aufgehängt. Bei Dieselmotoren ist eine deutliche Schallpegelminderung nur durch zusätzliche Kapselung von Motor und Getriebe zu erzielen. Derartige Kapseln weisen häufig innenseitig ein

Schallabsorptionsmaterial auf. Nachteilig an der Umkapselung ist, dass zwangsläufig ein zusätzlicher Materialaufwand erforderlich ist und dass im Produktionsprozess mindestens ein weiterer Arbeitsgang anfällt, was sich regelmäßig bei Gewicht und Kosten negativ bemerkbar macht.

Die DE 297 12 278 Ul beschreibt eine Unterbodenverkleidung aus einem thermoplastischen Material mit einer ebenfalls angespritzten Dichtlippe. Eine schalenförmige

• Unterbodenverkleidung kann in dem dem Motor zugewandten Hohlraumbereich durch Stege versteift werden. Auf diese Stege kann aus Gründen der Dämpfung von Motorgeräuschen eine dünne Membran in Form einer schwingungsfähigen Folie aufgebracht sein. Auf diese Weise werden die Motorengeräusche nur teilweise abgefangen bzw. gemindert, zumal nur nach außen hin, nicht auch gleichzeitig in Richtung auf den Innenraum. Vielmehr kann es bei nicht optimaler Flexibilität der Folie, d.h. bei einem nicht optimal auf die Motorengeräusche abgestimmten Schwingungsverhalten dazu kommen, dass die Motorengeräusche reflektiert werden und dadurch den Geräuschpegel im Innenraum verstärken. Um das gesamte Frequenzspektrum eines Motors einigermaßen wirksam abzudecken, wäre eine Vielzahl unterschiedlich großer, durch Stege und Membranfolie gebildeter Membranfolien erforderlich. Je mehr Stege zur Verrippung als Unterbodenschutzhohlraum verwendet werden, um so schwerer wird dieser Bauteil. Ziel des Kraftfahrzeugbaus ist- es jedoch, das Fahrzeuggewicht zu minimieren, um den Kraftstoffverbrauch senken zu können.

In der DE-A 44 04 502 wird eine schalldämmende Abdeckhaube, insbesondere eine Zylinderkopfhaube für Brennkraftmaschinen offenbart. Die Geräuschquelle wird durch eine nach außen geschlossene Oberfläche ummantelt, die innenseitig durch sich kreuzende Versteifungsrippen gebildete Hohlräume aufweist. Eine besonders gute Geräuschreduzierung gelingt, wenn die Hohlräume mit einer geschlossenen Folie abgedichtet werden, so dass man eine Vielzahl abgeschlossener Hohlkammern erhält. Daneben kann die die Hohlkammer abdeckende Folie in einer weniger vorteilhaften Ausführungsform auch mit einem Loch versehen sein.

Gerade aus Gründen der Gewichtsreduzierung werden sehr viele

Verbrennungsmotoren^' bereits seit einiger Zeit mit Saugmodulen aus thermoplastischen Kunststoffen ausgestattet (z.B. im Mercedes 2 , 8L- und 3 , 2L-Reihensechszylindermotor von Daimler-Benz (1992) oder im 2 , OL-Vierzylinder-Direkteinspritz-Dieselmotor von BMW (1999)). Diese Saugmodule aus Kunststoff verfügen gegenüber herkömmlichen Systemen aus Metall - üblicherweise kommt bei solchen Sauganlagen Aluminium zum Einsatz - als weiteren Vorteil über eine bessere Ökobilanz, d.h. sie sind umweltschonender herzustellen und zu recyclen, erfordern einen geringeren Materialaufwand aufgrund geringerer Bauteildicken und sind im ganzen einfacher und kostengünstiger herzustellen. Allerdings sind die Geräuschdämmungseigenschaften von Bauteilen aus thermoplastischen Kunststoffen bedingt durch deren geringere Dichte gegenüber Bauteilen aus Metall im Nachteil. Ohne sogleich eine Umkapselung vornehmen zu müssen, lässt sich das

Geräuschverhalten von Kunststoffsauganlagen häufig bereits dadurch verbessern, dass man auf der Außenfläche dieser Saugmodule ein oder mehrere Stege fest verbunden aufbringt. Allerdings sind einer derartigen Verrippung von Bauteilen z.B. aus konstruktionstechnischen Gründen natürliche Grenzen gesetzt. Außerdem liefert eine Verrippung nicht immer das gewünschte Ergebnis, so dass aus Gründen der Geräuschminderung unter Inkaufnahme der oben genannten Nachteile wieder nur ein Aluminiumbauteil in Frage kommen würde.

Bei Durchleitungssystemen für Flüssigkeiten oder Gase geht eine erhebliche Lärmbelästigung regelmäßig auf Strömungsgeräusche zurück. Zur Lärmminderung behilft man sich häufig damit, das gesamte Durchleitungssystem schlüssig mit einem Metallblech zu ummanteln und die entstehende Zwischenschicht mit Dämmmaterial auszufüllen. Diese Maßnahmen sind jedoch arbeitsintensiv sowie material- und kostenaufwendig.

Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, für z.B. jedwede geräuschintensive Motor- oder Verbrennungseinheit auf konstruktive Komponenten aus thermoplastischen Kunststoffen zurückgreifen zu können, um mit diesen bereits eine nachhaltige Geräuschminderung zu erzielen und nicht mehr auf Metall-, insbesondere Aluminiumbauteile angewiesen zu sein.

Demgemäß wurden geräuschreduzierte Vorrichtungen und deren Komponenten, insbesondere geräuschreduzierte Motor- oder Verbrennungseinheiten und deren Komponenten gefunden, die teilweise oder vollständig aus thermoplastischen Kunststoffen aufgebaut sind und beabstandet von den Motor- oder Verbrennungseinheiten oder -komponenten aus insbesondere thermoplastischen Kunststoffen mindestens eine Lochplatte aufweisen, die fest verbunden und im wesentlichen formschlüssig auf durchgängig umlaufenden Aufsätzen des thermoplastischen Bauteils aufliegt und die Motor- oder Verbrennungseinheit in Teilen oder vollständig ummantelt.

Des weiteren wurden geräuschreduzierte Fluiddurchleitungssysteme gefunden, die teilweise oder vollständig aus^' thermoplastischen Kunststoffen aufgebaut sind und beabstandet von dem Fluiddurchleitungsεystem aus insbesondere thermoplastischen Kunststoffen mindestens eine Lochplatte aufweisen, die fest verbunden und im wesentlichen formschlüssig auf durchgängig umlaufenden Aufsätzen des thermoplastischen Bauteils aufliegt und die Fluiddurchleitungssystemkomponenten in Teilen oder vollständig ummantelt. Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine geräuschreduzierte Vorrichtung mit einem äußeren Gehäuse und einem inneren Mechanismus . Beim Betrieb der Vorrichtung werden Schwingungen durch das Gehäuse zu einer Außenfläche des Gehäuses übertragen. Diese Schwingungen werden als hörbares Geräusch wahrgenommen. Die geräuschreduzierte Vorrichtung weist mindestens einen Steg vorbestimmter Höhe auf. Der Steg weist eine obere Kante und eine untere Kante auf, die an die Außenfläche der Einrichtung angepaßt und an ihr befestigt ist. Die Geräuschreduktionsstruktur enthält auch mindestens eine Platte mit mehreren Perforationen und eine an der oberen Kante des Stegs befestigte untere Fläche. Der Steg hält die Platte in einer vorbestimmten Entfernung von der unteren anpaßbaren Kante, wodurch mindestens ein Teil einer Kammer gebildet wird. Die Platte ist an dem Steg und dem Gehäuse um den Umfang der Platte hinweg im wesentlichen abgedichtet und umschließt einen Teil der Außenfläche des Gehäuses. i i i

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine

Gehäusestruktur einer geräuschreduzierten Vorrichtung zum äußeren Dämpfen von Geräusch, das in dem Gehäuse erzeugt und zu der Außenfläche des Gehäuses als wahrnehmbares hörbares Geräusch übertragen wird. Die Gehäusestruktur umfaßt ein Gehäuse mit einer Außenfläche, wobei sich mindestens ein Steg vorbestimmter Höhe von der Gehäuseaußenfläche nach außen erstreckt und an einer oberen Kante endet. Der Steg weist auch eine untere Kante auf, die an das Gehäuse angepaßt ist und an der Außenfläche befestigt ist. Mindestens eine Platte weist mehrere Perforationen und eine an der oberen Kante des Stegs befestigte untere Fläche auf. Der Steg hält die Platte in einer vordefinierten Höhe von der Gehäuseaußenfläche. Die Platte, die Gehäuseaußenfläche und der Steg bilden eine Kammer.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die

Geräuschreduktionsstruktur oder die Gehäusestruktur mehrere Stege und mehrere Platten, wobei diese Stege und Platten nebeneinander angeordnet sind und auf diese Weise mehrere benachbarte Kammerteile definieren. Die durch die Stege definierten Kammerteile können eine polygonale Wandkonfiguration aufweisen.

Als geräuschreduzierte Motor- oder Verbrennungseinheiten und deren Komponenten, die teilweise oder vollständig aus thermoplastischen Kunststoffen aufgebaut sind, kommen u.a. Saugrohre, Saugmodule, Luftfilter, Zylinderkopfhaube, Lichtmaschinen oder Lüfter in Frage. Motor- und Verbrennungseinheiten im Sinne der Erfindung umfassen auch z.B. Getriebesysteme sowie Elektromotoren und Hybridantriebe, soweit diese mit Komponenten aus thermoplastischen Kunststoffen ausgestattet sind.

Unter den Saugrohren sind beispielsweise solche mit Resonanzschaltung, Schwingrohrschaltung oder Kanalabschaltung geeignet. Saugmodule aus thermoplastischen Kunststoffen sind in der Regel komplexer aufgebaut und können z.B. umfassen die Zylinderkopfhaube mit den integrierten bzw. angeschlossenen Komponenten, den Anschlusskrümmer für die Drallkanäle, das Luftfiltergehauseunterteil, den Heißfilm-Luftmassenmesser, das Ölabscheidesystem für die Blow-by Gase, einschließlich Druckventil, und den Luftfilterdeckel sowie gegebenenfalls eine Abdeckung.

Die geräuschabstrahlenden Vorrichtungen, deren" Geräuschpegel reduziert wird, setzten sich teilweise oder vollständig aus thermoplastischen Kunststoffen zusammen. Grundsätzlich kommen alle Kunststofftypen und Mischungen dieser Polymerklasse in Betracht. Geeignet sind beispielsweise Polyester wie Polybutylenterephthalat (PBT), z.B. das Handelsprodukt Ultradur^®, und Polyethylenterephthalat (PET), Polyamide wie Polyamid 6 oder Polyamid 66, z.B. unter der Marke Ultramid^® erhältlich, Polyethersulfone wie das Handelsprodukt Ultrason^®E, Polysulfone wie das Handelsprodukt Ultrason^®S, Polyoxymethylene, z.B. das Handelsprodukt Ultraform^®, Polyetherimide, Polyetherketone , Polyphenylensulfide, Polyphenylenether (PPE), PPE/HIPS-Blends (HIPS = High Impact Polystyrene) wie das Handelsprodukt Luranyl^®, Styrol(co)polymere wie ASA-, ABS- und SAN-Polymerisate (auch erhältlich unter den Handelsmarken Luran^®S, Terluran^®/Ronfalin^® bzw. Luran ) , Polymethylmethacrylate wie Lucryl^®, Polyketone, syndiotaktisches Polystyrol, MABS-Polymerisate wie das Handelεprodukt Terlu oder Polycarbonate (PC) sowie deren Mischungen (alle vorgenannten Handelsprodukte: Fa. BASF AG). Als Mischungen seien exemplarisch genannt PBT/ASA-, ASA/PC- und PBT/PC-Blends . Die genannten Thermoplaste können auch faserverstärkt, z.B. mit Glas-, Kohle- oder Aramidfasern, eingesetzt werden. Des weiteren kommen auch kautschukmodifizierte Thermoplaste in Frage. Für Anwendungen als Komponente von Verbrennungsmotoren empfiehlt es sich, Werkstoffe auszuwählen, die thermisch und mechanisch dauerbelastbar sind. Für Saugrohre und Saugmodule wird dabei bevorzugt auf Polyamide, insbesondere Polyamid 6 und Polyamid 66 zurückgegriffen, die vorzugsweise faserverstärkt vorliegen.

Die in Frage kommenden Thermoplaste und deren Mischungen sowie deren Herstellung sind dem Fachmann einschlägig bekannt und stellen im allgemeinen handelsübliche Produkte dar. Geeignete faserverstärkte Polyamide sind beispielsweise unter den Handelsmarken Ultramid^® B3WG7 und Ultra id^® A3HG7 kommerziell erhältlich.

Erfindungsgemäß ist beabstandet von den Oberflächen der Bauteile aus thermoplastischen Kunststoffen mindestens eine Lochplatte angebracht, die fest verbunden und im wesentlichen formschlüssig auf durchgängig umlaufenden Aufsätzen des thermoplastischen Bauteils aufliegt und die Motor- oder Verbrennungseinheit bzw. —komponente in Teilen oder vollständig ummantelt. Die Lochplatten können z.B. aus den vorgenannten thermoplastischen Kunststoffen oder deren Mischungen, auch in faserverstärkter Form, hergestellt sein. Häufig ist die Lochplatte aus dem gleichen Material wie das thermoplastische Bauteil. Es sind auch Lochplatten aus anderen Kunststoffen, z.B. aus Polypropylen, Polyethylen oder deren

Copolymeren, aus Polystyrol, aus duroplastischen Kunststoffen wie Polyurethanen oder auch aus metallischen Werkstoffen, z.B. aus Eisen, Stahl oder Aluminium, möglich. Die Lochplatten bilden im allgemeinen mit den auf der Außenseite des thermoplastischen Bauteils aufliegenden Seitenwandungen ein definiertes Volumen. Die Seitenwandungen stellen durchgängig umlaufende Aufsätze dar und schließen vorteilhafterweise sowohl mit der Oberfläche, auf der sie angebracht sind bzw. aufliegen, als auch mit der aufliegenden Lochplatte formschlüssig ab, so dass an diesen Verbindungεnähten oder —fugen keine Öffnungen verbleiben. Die Lochplatten sind mit den Seitenwandungen fest verbunden. Diese Verbindung kann mittels Verkleben, Verschweißen, z.B. Vibrationsschweißen, oder Verschraubung hergestellt werden. Des weiteren sind sogenannte Klippverschlüsse oder Schnappbefestigungen möglich, wie sie bereits jetzt zur

Befestigung von Komponenten am Motorblock verwendet werden. Eine Klebeverbindung kann z.B. mit dem Fachmann bekannten und im Handel erhältlichen Silikon-Klebern erzeugt werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist zwischen der Oberfläche der Bauteile und den Seitenwandungen der Lochplatten eine elastische Zwischenschicht angebracht. Geeignete Zwischenschichtmaterialien sind z.B. natürliches oder synthetisches Gummi, thermoplastische Elastomere wie Styrolcopolymere, z.B. so genannte SBS- oder SEBS-Typen (Kraton^® D bzw. Kraton^® G, Shell), oder Elastomerlegierungen, z.B. aus EPDM und Polypropylen, oder Duroplaste wie Polyurethanschäume.

Diese elastische Zwischenschicht, auf der die Seitenwandungen aufstehen oder anliegen, kann auch über diese Auflagebereiche hinaus die Bauteiloberfläche, d.h. die Oberfläche der geräuschreduzierten Vorrichtung bzw. Komponenten davon ganz oder teilweise bedecken.

Außerdem können zwecks Befestigung die Lochplattenwandungen im Auflagebereich Löcher, Kerben oder Auslassungen aufweisen, z.B. in einer senkrecht zur Wandung angebrachten Schiene, in die auf der Oberfläche der Vorrichtung angebrachte Erhebungen, beispielsweise in Bolzenform, eingeführt werden können. Sind diese Erhebungen z.B. ebenfalls aus einem thermoplastischen Kunststoff gefertigt, können sie u.a. mittels eines Heizgerätes, Ultraschall oder Laserlicht aufgeschmolzen werden. Indem man die Schmelze sich über die Randbereiche der Löcher, Kerben oder Auslassungen ausbreiten lässt, erhält man nach Erkalten eine innige Verbindung zwischen Lochplatte und der Oberfläche der geräusch eduzierten Vorrichtung, insbesondere auch dann, wenn der Randbereich der Löcher, Kerben oder Auslassungen sich ebenfalls erweicht oder aufgeschmolzen wird und sich mit der Schmelze der Erhebung vermengt. Der Randbereich kann dabei gezielt erwärmt werden oder über den Kontakt mit der Schmelze der Erhebung sich aufweichen oder schmelzen. Dem Fachmann sind solche

Verbindungsarten als Wärme-, Ultraschall- oder Laserverbindungen bekannt.

Lochöffnungen sind in einer bevorzugten Ausführungsform ausschließlich in der Lochplatte selber vorgesehen. Bevorzugt nimmt die Gesamtlochfläche einer Lochplatte über alle Löcher einen Wert im Bereich von 0,5 bis 40, bevorzugt 3 bis 30 %, bezogen auf die Fläche der Lochplatte, an. Regelmäßig werden bereits erhebliche Geräuschreduzierungen mit einer Gesamtlochfläche von etwa 20 % erreicht. Die Dicke der Lochplatte kann in weiten Bereichen variieren und hängt u.a. auch von der Größe der Lochplatte selber, dem Lochplattenmaterial, der Größe der schallabstrahlenden Vorrichtung oder von der abgestrahlten Schallintensität ab. Sie liegt üblicherweise im Bereich von 0,3 bis 6, bevorzugt im Bereich von 1 bis 4 mm. Die Form der Löcher in der Lochplatte kann beliebig sein, d.h. regelmäßig oder unregelmäßig. Der Durchmesser bzw. die Seitenlänge der Löcher liegen regelmäßig im Bereich von 0,3 bis 10 mm, bevorzugt von 0,8 bis 6 mm. Auf einer Lochplatte bzw. einem Lochplattensegment sind bevorzugt eine Vielzahl von Löchern regelmäßig oder in zufälliger Verteilung angebracht. Eine Lochplatte weist üblicherweise mindestens drei Löcher auf. Die Löcher der Lochplatte können nach bekannten Verfahren, z.B. mittels Stanzen oder Bohren erhalten werden. Man kann die Lochplatte auch in einem Fertigungsgang, beispielsweise mittels Spritzgießen herstellen. Die Fläche, die von der Lochplatte abgedeckt werden kann, hängt zum einen von den konstruktiven Gegebenheiten der Schallquelle ab, zum anderen auch davon, dass in bestimmten Fällen eine vollständige Ummantelung gegenüber der Ummantelung einer ausgewählten Fläche keine signifikanten Vorteile mehr mit sich bringt. Der Abstand der Lochplatte zur unterliegenden Vorrichtung wird u.a. durch die Höhe der Seitenwände, auf denen die ι Lochplatte aufliegt, die Form der Lochplatte sowie die Form der unterliegenden Vorrichtung festgelegt. Der Abstand zu Komponenten von Motor- und Verbrennungseinheiten liegt bei herkömmlichen Komponenten wie Saugrohren oder Saugmodulen im allgemeinen im Bereich von 1 bis 50 mm, bevorzugt von 3 bis 25 mm.

Die auf den Seitenwänden auf- bzw. angebrachte Lochplatte kann die gesamte Geräuschquelle oder auch nur einen Teil davon ummanteln. Des weiteren ist es möglich, mehrere Lochplattensegmente miteinander verbunden oder unverbunden auf der die Geräusche erzeugenden Vorrichtung anzuordnen, so dass entweder wiederum die gesamte Geräuschquelle oder nur ein Teil davon ummantelt vorliegt. Die Ummantelung kann auf diese Weise konstruktionstechnischen Erfordernissen angepasst werden.

In einer weiteren Ausführungsform sind die umlaufenden Seitewände ebenfalls mit Löchern, wie zuvor für die Lochplatte beschrieben, teilweise oder vollständig versehen.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind auf den Außenflächen der Bauteilkomponenten aus thermoplastischen Kunststoffen ein oder mehrere Stege aufgebracht. Diese Stege können auf der thermoplastischen Bauteilkomponente beliebig angeordnet sein, solange sie formschlüssig mit der Bauteiloberfläche verbunden sind. Mehrere Stege können parallel oder nahezu parallel verlaufen, können sich aber auch kreuzen und auf diese Weise z.B. eine Vielzahl an geometrischen Mustern bilden. Es können z.B. ausschließlich quadratische, rechteckige, dreieckige oder trapezförmige Segmente auf der Oberfläche angebracht sein und ein regelmäßiges oder beliebiges Muster bilden. Des weiteren können diese geometrischen Figuren auch beliebig miteinander kombiniert werden. Diese Verrippung dient der Versteifung des Bauteils und hat insbesondere den Zweck, die Entstehung von Körperschall zu unterdrücken, vor allem an solchen Stellen, die sich als schallintensiv herausstellen. Die Stege sind in der Regel selber aus den vorgehend genannten thermoplastischen Materialien zusammengesetzt. Bevorzugt sind sie aus demselben Material wie das Kunststoffbauteil, auf dem sie angebracht sind. Die Stege bzw. Rippen können auf die thermoplastische Oberfläche nach gängigen Methoden durch Kleben oder Verschweißen, z.B. Vibrationsschweißen, formschlüssig befestigt werden. Vorteilhafterweise werden das Gehäuse und die Stege insbesondere bei spritzgegossenen Bauteilen direkt beim Herstellprozess durch eine geeignete Auslegung des Spritzgusswerkzeugs miterzeugt. Im Querschnitt können die Stege z.B. bogenförmig, d.h. als Wulst, dreieckig, quadratisch oder rechteckig ausgebildet sein. Aus Gründen einer einfachen Herstellung weisen die Stege im allgemeinen eine mehr oder weniger einheitlich Höhe auf. Diese liegt bei Saugrohren bzw. —modulen in der Regel im Bereich von 1 bis 50, bevorzugt von 3 bis 40 mm.

Die Höhe der Stege bzw. Rippen, soweit diese ebenfalls von der Lochplatte ummantelt werden, ist durch den Abstand zwischen Lochplatte und der unterliegenden Bauteiloberfläche begrenzt. In einer Ausführungsform liegt die Lochplatte auf den Oberkanten einzelner oder sämtlicher Stege auf. Die aufliegende Lochplatte kann mit den Stegen, auf denen sie aufliegt, ebenfalls — vollständig oder teilweise - verklebt, verschweißt oder anderweitig, z.B. mit Hilfe von Schrauben oder Klips, befestigt sein. Für diesen Fall bilden die Lochplatten Lochplattensegmente aus, die selber über ein abgeschlossenes Volumen verfügen. Die Stege können ausschließlich von der Lochplattenummantelung abgedeckt oder vollständig außerhalb der von der Lochplatte ummantelten Fläche angeordnet sein oder sich sowohl unterhalb als auch neben der Ummantelung befinden.

Des weiteren wurde gefunden, dass sich auch bei

Fluiddurchleitungssystemen, also bespielsweise Rohrleitungen für die Durchleitung von Gasen und Flüssigkeiten, der Geräuschpegel nachhaltig dadurch verringern lässt, dass man insbesondere solche Systeme, die teilweise oder vollständig aus thermoplastischen Kunststoffen aufgebaut sind, mit mindestens einer Lochplatte, wie vorhergehend bereits beschrieben, in Teilen oder vollständig ummantelt. Die Lochplatte kann dabei z.B. nur ein bestimmtes Teilsegment eines Rohres abdecken oder aber das Rohr im gesamten Umfang ummanteln. Des weiteren gelten für diese Ausführungsform^' die vorhergehend gemachten allgemeinen und speziellen Angaben entsprechend.

Des weiteren können die geräuschreduzierten Vorrichtungen in dem Raum zwischen Lochplatte und unterliegender geräuschemittierender Oberfläche, d.h. in dem Kammerteil, schalldämpfende oder geräuschreduzierende Materialien, z.B. poröse Schallabsorber wie Fasern oder offenzellige Schäume, enthalten. Als geeignete Absorber finden Filze, Glas- oder Mineralfasern, organische

Fasern wie Holzschliff und Kokosfasern, und offenzellige Schäume, vorzugsweise aus Polyurethan, Verwendung. In der Regel werden Glas- und/oder Mineralfasern mit Faserdurchmessern im Bereich von 2 bis 20 μm eingesetzt. An den Kreuzungsstellen sind die Fasern im allgemeinen durch Kunststoffharze, z.B. Phenolharze, miteinander verbunden.

Die erfindungsgemäßen geräuschreduzierten Motor- und Verbrennungseinheiten und deren Komponenten sowie die geräuschreduzierten Fluiddurchleitungssyεteme können u.a. Verwendung finden in Personen- oder Lastkraftwagen, hier z.B. beim Lichtmaschinengehäuse, beim Gehäuse für das Getriebe oder die Einspritzpumpe, bei Schiffsantrieben, Haushalts- und Elektrogeräten, Werkzeugen oder Brennern.

Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen zeichnen sich dadurch aus, dass sie eine erhebliche Schallminderung bewirken und es erlauben, auf Schallminderungsmaßnahmen wie die Umkapselung zu verzichten. Sie sind einfach herzustellen und zu montieren und können an das jeweils zu lösende Geräuschproblem einfach und wirksam angepasεt werden. Beispielsweise ist es möglich, auch bei zunächst geräuschintensiven Saugmodulen aus Plastik den

Geräuschpegel derart wirksam zu mindern, dass ein Umschwenken auf Saugmodule aus Aluminium entfallen kann.

Die obige Beschreibung wird als Beschreibung lediglich der bevorzugten Ausführungsform angesehen. Dem Fachmann und denjenigen, die die Erfindung ausnutzen, ergeben sich Modifikationen der Erfindung. Es versteht sich deshalb, daß die in den Zeichnungen gezeigte und oben beschriebene Ausführungsform lediglich der Darstellung dient und nicht den Schutzbereich der Erfindung einschränken soll.

Die vorliegende Erfindung wird anhand von Abbildungen und Beispielen näher erläutert.

Die Abbildung 1 ist eine Perspektivansicht eines

Kunststoffsaugmoduls (1), die teilweise geschnitten eine Lochplatte (3) zeigt, die an einer durch mehrere äußere, sich schneidende Stege gebildete Rippenstruktur (2) angebracht ist.

Abbildung 2 stellt einen Querschnitt entlang der Schnittebene A dar. Beispiele:

Ein Saugmodul aus Polyamid 6 (Ultramid® B3WG7) wurde über einen Lautsprecher mit weißem Rauschen von innen beschallt. Die Geräuschpegelmessungen wurden mit dem Schallintensitätsmeεssystem B&K 2260 der Firma Brüel & Kjäer vorgenommen. Das Saugmodul für die Vergleichsmessung (Saugmodul V) verfügte über eine Verrippung wie in Abbildung 1 angedeutet, das erfindungsgemäße Saugmodul (Saugmodul 1) war darüber hinaus mit einer Lochplatte ausgestattet, die zumindest mit den als Seitenwänden dienenden Stegen, auf denen die Lochplatte auflag, verklebt war.

Saugmodul 1: 50,17 dB(A)

Saugmodul V: 55,22 dB(A)

Claims

Patentansprüche

1. Geräuschreduzierte Vorrichtungen oder deren Komponenten, die teilweise oder vollständig aus thermoplastischen Kunststoffen aufgebaut sind, dadurch gekennzeichnet, dass sie beabstandet von den Oberflächen der Vorrichtung mindestens eine Lochplatte aufweisen, die fest verbunden und im wesentlichen formschlüssig auf durchgängig umlaufenden Aufsätzen des thermoplastischen Bauteils aufliegt und die Vorrichtung in Teilen oder vollständig ummantelt.

2. Geräuschreduzierte Vorrichtungen oder deren Komponenten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese Motor- oder Verbrennungseinheiten und deren Komponenten, die teilweise oder vollständig aus thermoplastischen Kunststoffen aufgebaut sind und beabstandet von den Oberflächen der Motor- oder Verbrennungεeinheiten oder -komponenten mindestens eine Lochplatte aufweisen, die fest verbunden und im wesentlichen formschlüssig auf durchgängig umlaufenden Aufsätzen des thermoplastischen Bauteils aufliegt und die Motor- oder Verbrennungseinheit in Teilen oder vollständig ummantelt, darstellen.

3. Geräuschreduzierte Vorrichtungen oder deren Komponenten nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass diese ein Saugrohr, ein Saugmodul, ein Lichtmaschinengehäuse, ein Gehäuse für Getriebe, Einspritzpumpen oder Schiffεantriebe, oder Haushaltsgeräte, Elektrogeräte, Werkzeuge oder Brenner darstellen.

4. Geräuschreduzierte Vorrichtungen oder deren Komponenten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese Fluiddurchleitungssysteme und deren Komponenten, die teilweise oder vollständig auε thermoplastischen Kunststoffen aufgebaut sind und beabstandet von der Oberfläche des Fluiddurchleitungssystems mindestens eine Lochplatte aufweisen, die fest verbunden und im wesentlichen formεchlüssig auf durchgängig umlaufenden Aufsätzen deε thermoplastischen Bauteils aufliegt und die

Fluiddurchleitungssysteme in Teilen oder vollständig ummantelt, darstellen.

5. Geräuschreduzierte Vorrichtungen oder deren Komponenten nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb und/oder neben der Ummantelung durch die Lochplatte ein oder mehrere Stege auf der Oberfläche der Vorrichtung oder der Komponente aufgebracht und formεchlüssig mit dieser verbunden sind.

6. Geräuschreduzierte Vorrichtungen oder deren Komponenten nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Stege parallel oder nahezu parallel verlaufen oder eine Rippenstruktur ausbilden.

7. Geräuschreduzierte Vorrichtungen oder deren Komponenten nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als thermoplastiche Kunststoffe Polyester, Polyamide, Polyethersulfone, Polysulfone, Polyoxymethylene, Polyetherimide, Polyetherketone, Polyketone, Polyphenylensulfide, Polyphenylenether, Polyphenylenether/HIPS-Blendε, syndiotaktisches Polystyrol, Styrol (co)polymere, Polymethylmethacrylate, MABS-Polymeriεate, Polycarbonate oder deren Mischungen verwendet werden.

8. Geräuschreduzierte Vorrichtungen oder deren Komponenten nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Löcher der Lochplatte kreisförmig, oval, quadratisch, rechteckig oder trapezförmig sind.