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EP1741091B1 - Vorrichtung zur schallkopplung zwischen einem ansaugtrakt und/oder motorraum und einem fahrzeuginnenraum eines kraftfahrzeuges - Google Patents

Vorrichtung zur schallkopplung zwischen einem ansaugtrakt und/oder motorraum und einem fahrzeuginnenraum eines kraftfahrzeuges Download PDF

Info

Publication number
EP1741091B1
EP1741091B1 EP06705960A EP06705960A EP1741091B1 EP 1741091 B1 EP1741091 B1 EP 1741091B1 EP 06705960 A EP06705960 A EP 06705960A EP 06705960 A EP06705960 A EP 06705960A EP 1741091 B1 EP1741091 B1 EP 1741091B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
housing
sound
transmission
wall
line
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Not-in-force
Application number
EP06705960A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1741091A1 (de
Inventor
Anton Wolf
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Woco Industrietechnik GmbH
Original Assignee
Woco Industrietechnik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Woco Industrietechnik GmbH filed Critical Woco Industrietechnik GmbH
Publication of EP1741091A1 publication Critical patent/EP1741091A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1741091B1 publication Critical patent/EP1741091B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/18—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound
    • G10K11/22—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound for conducting sound through hollow pipes, e.g. speaking tubes

Definitions

  • the invention relates to a device for sound coupling between on the one hand an intake tract and / or engine compartment and on the other hand a vehicle interior of a motor vehicle. It can be arranged either in the flow path of uncompressed or compressed intake air. Such devices are already in use for sound modulation.
  • a cross-sectional enlargement must be present within a sound path between the intake of an internal combustion engine of a motor vehicle and an interior of the motor vehicle, which leads to the formation of a resonator, so that absorbed by resonance within a desired frequency band sound energy from the intake and through the resonator via a as a vibrating body functioning membrane can be fed to the vehicle interior.
  • a similar device for noise in a motor vehicle is in the DE 100 42 012 B4 described.
  • a hollow body is used, which is divided by at least one oscillatable membrane in at least two rooms.
  • This membrane fulfills two functions, on the one hand a suppression of a flow in the hollow body and on the other hand a control of a frequency range and an amplification of transmitted noise.
  • transducer for Abgaspulsationen is characterized in that it is formed in the form of an impedance converter which radiates by coupling to the pulsations of an exhaust gas flow using a membrane in the interior of a motor vehicle engine-dependent sound. In this case, resonance characteristics are again used to adjust the radiated airborne sound.
  • the EP 1 365 120 B1 discloses a sound transducer in which the radiated sound is to be adjusted substantially independently of pressure changes at the entrance of a transmission body by using a rigid or rigid vibration body, which is held by means of a holder oscillatory, said support against spring force in the direction of vibration of the Oscillating body is adjustable.
  • a further device for transmitting engine noise which consists of a housing in which a partition wall is arranged, which is broken by a flap element.
  • the DE 101 49 169 C1 relates to a Schallwandlerkopf which is designed so that on the one hand in particular exhaust gas pulsations of an internal combustion engine of a motor vehicle are converted into vibrations in a substantially closed space and on the other hand a functionality is ensured even at, for example, static pressures of 0.5 to 1 bar by an excitation membrane either is coupled with a Schallabstrahlungsmembran or a structure-borne noise with pressure compensation.
  • Another device for sound design in a motor vehicle is from the DE 102 23 873 A1 known, in which a sound transmission device with at least two oscillatory elements, between which an acoustically inactive wall is arranged and which are coupled via a passing through this wall connecting element, is used.
  • Object of the present invention is therefore to provide a device for sound coupling between on the one hand an intake and / or engine compartment and on the other hand, a vehicle interior of a motor vehicle, which is not only inexpensive and easy to produce, but also durable.
  • the positioning device is on the one hand in operative connection with the partition and on the other hand with the housing.
  • At least the region of the dividing wall to which the positioning device engages is reinforced or formed thicker.
  • an outer tube comprising the housing and the second conduit is provided.
  • the inner tube can be stiff or rigid.
  • the inner tube is at least partially inserted into the outer tube so that the positioning device is arranged substantially within the housing.
  • the inner tube has at least one opening, preferably a multiplicity of openings, in the region of the positioning device and in the region of the transmission wall.
  • the invention further proposes that the first line, the housing, the second line and / or the outer tube comprise or comprise aluminum or plastic, and / or the inner tube comprises aluminum, plastic or foam, wherein in particular the inner tube in the area the positioning device comprises foam.
  • the dividing wall and / or the transfer wall comprise or comprise an elastomer or plastic film or a fabric membrane.
  • the transmission wall is gas-tight.
  • the amount of ⁇ is a maximum of 10 °.
  • the transfer body is cup-shaped, in particular in the form of a flowerpot.
  • the transfer body has a connected to the transmission wall or formed with the same edge which engages the housing, preferably between the housing and the first line is clamped.
  • edge of the transfer body is clamped between an integrally formed on the inner tube flange and thus, in particular releasably connected flange of the outer tube.
  • the invention also proposes that the acoustic transfer function can be set via the effective surface and / or at least one material property of the transfer wall and / or the opening (s) in the inner tube.
  • the stiffness, the modulus of elasticity, at least one damping characteristic and / or the mass of the transmission wall can be varied as an adjustable material property.
  • the housing can be arranged or arranged in the flow path of uncompressed or compressed intake air of the motor vehicle.
  • the invention is thus based on the surprising finding that in a motor vehicle between an engine compartment and a vehicle interior or between an intake tract of an internal combustion engine and the vehicle interior by utilizing uncompressed or compressed intake air to be transmitted sound not necessarily a change in cross section and a membrane disposed substantially perpendicular to the flow direction must happen, but a transmission wall can be used, which is just not substantially perpendicular to the flow or longitudinal axis of sound propagation from the intake or engine compartment to the vehicle interior and also does not fulfill the function of pressure equalization so that it can be arbitrarily thin to optimally transmit sound 1: 1.
  • a transfer body is used, for example, in the form of a flower pot, the side wall of which represents said transfer wall, while its bottom represents a gas-tight partition wall and fulfills the function of pressure equalization.
  • the transfer body can be mounted pointing away with its partition to the vehicle interior and away from the latter.
  • the transfer function of the transfer body can be set primarily via the effective surface of the transfer wall and / or material properties thereof.
  • the effective surface is the vibratory surface of the transmission wall, which can be adjusted by targeted fixing of certain surface areas. Suitable material properties are not only the mass of the transmission wall, but also their rigidity, their modulus of elasticity and / or their damping characteristics.
  • the transfer wall according to the invention is mounted with the partition, which is arranged for example substantially perpendicular to the longitudinal axis of sound propagation from the intake or engine compartment to the vehicle interior, in a housing, that the partition substantially does not contribute to the sound coupling.
  • the partition wall is held for this purpose by means of a positioning device, so that it remains in a specific position during operation of the device according to the invention, not only substantially independent of the attacking gas pressure, but also over the entire lifetime of the device, so in particular a possible Settling behavior of the material of the transfer body is substantially compensated.
  • the positioning device is realized, for example, in the form of a spiral spring holding the transfer body under tension in the housing or as a perforated or rigid, ie non-oscillatable supporting body, perforated in the region of the transfer wall.
  • the effective surface of the transfer wall can be adjusted via the holes or openings of the support body.
  • the housing is in turn provided by an outer tube, while the positioning device as a support body is part of an inner tube inserted therein at least in regions.
  • the partition wall is formed with the transmission wall in preferred embodiments of the invention in one, for example, an elastomer or plastic film or a fabric membrane, wherein the partition wall may have a relation to the transmission wall increased material thickness.
  • a long-lasting device of the same kind for sound coupling between an intake tract or engine compartment and a vehicle interior of a motor vehicle is provided, which can be produced in a cost-effective and simple manner.
  • a sound coupling device 1 is arranged with its housing 2 between on the one hand a line 3 from an engine compartment, not shown, and on the other hand, a line 4 to a vehicle interior of a motor vehicle, not shown).
  • the housing 2 is substantially tubular, with a longitudinal axis which coincides substantially with the longitudinal axis 5 of a sound entry into the housing 2 and the longitudinal axis 6 of a sound outlet from the housing 2.
  • the conduit 3 is part of an inner tube 8
  • the housing 2 and the other conduit 4 are part of an outer tube 9, wherein the inner tube 8 is partially inserted into the outer tube 9, concentric therewith, such that a Pipe edge 8a of the inner tube 8 abuts an expansion 9a of the outer tube 9.
  • the outer tube 9 is formed somewhat wider than in the region of the conduit 4, so that a step 9b is provided between the housing 2 and the conduit 4.
  • a transfer body 10 is provided for example of an elastomeric foil in the form of a flowerpot.
  • This transfer body 10 in turn comprises a gas-tight partition wall 11 (bottom of the flowerpot) substantially perpendicular to said longitudinal axes 5, 6 and a transfer wall 12 (side wall of the flower pot) extending from the partition wall 11 to the area of sound entry into the housing 2.
  • the transmission wall 12 has a smaller thickness than the partition wall 11.
  • the transmission wall 12 is arranged at an acute angle ⁇ with an amount of approximately 5 ° to said longitudinal axes 5, 6.
  • the same is held by a tension spring 13 in position.
  • the tension spring 13, which is thus a positioning device is clamped for this purpose between the line 3 and the inner tube 8, more precisely in the region of a step 8b of the inner tube 8, and the partition wall 11, wherein in the region of engagement of the tension spring 13 at the partition wall 11, the partition wall 11 is material reinforced.
  • the transfer body 10 still comprises a rim 14 at the open end of the transfer wall 12, with which the transfer body 10 is clamped between the conduit 3 from the engine compartment or the tube edge 8a of the inner tube 8 and the housing 2 or the widening 9a of the outer tube 9 ,
  • the transmission wall 12 thus fulfills only the function of sound transmission and can be formed arbitrarily thin for this purpose to optimally transmit sound 1: 1.
  • a modulation of the sound is possible in a simple manner in that the effective surface of the transmission wall 12 and / or material properties thereof are varied.
  • the material properties of the transfer wall 12 can be set particularly easily over the mass thereof.
  • the stiffness, the modulus of elasticity or an attenuation characteristic can be adjusted, all sizes are of course anisotropically adjustable.
  • the transmitted and / or modulated sound then leaves the sound coupling device 1 along the arrow 6 in FIG. 1 ,
  • the sound coupling device 1 thus basically comes without cross-sectional enlargement in a line system from an engine compartment to a vehicle interior and without the use of a membrane, which is at the same time oscillating body and pressure compensator from. Due to the separation of functions of pressure compensation and sound transmission, an accurate adjustability of the sound to be radiated into the vehicle compartment over the entire service life of the sound coupling device 1 is also made possible in a simple manner.
  • a sound coupling device 1 ' according to the invention is shown in FIG FIG. 2 shown and includes as well as the sound coupling device 1, a housing 2 'between a first conduit 3' from the engine compartment and a second conduit 4 'to the vehicle interior.
  • the first line 3 ' in the form of an inner tube 8' in the housing 2 'hineinverinrt to position a transfer body 10' within the housing 2 ', ie to provide a positioning device 13' in the form of a rigid or rigid support body.
  • the inner tube 8 ' can be made of a plastic, which in the region of the transfer body 10' a plurality of openings 8'c radially to the longitudinal axis 5 'of the sound entry into the housing 2' and to the longitudinal axis 6 'of the sound outlet from the housing 2'. exhibit.
  • the transfer body 10 ' rests against the inner tube 8', wherein in the region of a partition wall 11 'of the transfer body 10' no opening in the inner tube 8 'is provided, in contrast to the region of the inner tube 8', in which the transfer wall 12th 'applies, so that via the openings 8'c the effective surface of the transmission wall 12' and thus the sound coupling with its longitudinal axis 7 'in the region of each opening 8'c is adjustable.
  • the transfer body 10 ' may consist overall of a tissue membrane which is clamped between a first flange 8'a on the inner tube 8' and a second flange 9'a of an outer tube 9, the outer tube 9 'the housing 2' as well also the second line 4 ', wherein between the housing 2' and the second line 4 ', a step 9'b is arranged.
  • a fastening member such as a screw (not shown), guided for fixing.
  • the sound coupling device 1 has the same functions as the sound coupling devices 1, but with a simpler and less expensive structure.

Landscapes

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Schallkopplung zwischen einerseits einem Ansaugtrakt und/oder Motorraum und andererseits einem Fahrzeuginnenraum eines Kraftfahrzeuges. Sie ist dabei entweder im Strömungsweg von unkomprimierter oder komprimierter Ansaugluft anordbar. Solche Vorrichtungen sind zur Schallmodulation bereits im Einsatz.
  • Beispielsweise aus der DE 199 22 216 A1 ist eine Schallmodulation unter Ausnutzung von Resonanzeffekten bekannt. Zu diesem Zwecke muß eine Querschnittserweiterung innerhalb eines Schallweges zwischen dem Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges und einem Innenraum des Kraftfahrzeuges vorhanden sein, die zur Ausbildung eines Resonators führt, so daß durch Resonanz innerhalb eines gewünschten Frequenzbandes Schallenergie aus dem Ansaugtrakt absorbiert und durch den Resonator über eine als Schwingkörper fungierende Membran dem Fahrzeuginnenraum zugeleitet werden kann.
  • Eine ähnliche Vorrichtung zur Geräuschgestaltung bei einem Kraftfahrzeug ist in der DE 100 42 012 B4 beschrieben. Dabei kommt ein Hohlkörper zum Einsatz, der durch wenigstens eine schwingfähige Membran in wenigstens zwei Räume geteilt ist. Diese Membran erfüllt zwei Funktionen, nämlich einerseits eine Unterbindung einer Strömung in dem Hohlkörper und andererseits eine Steuerung eines Frequenzbereichs und eine Verstärkung von zu übertragenden Geräuschen.
  • Auch in der EP 1 138 887 A2 ist ein Schallwandler für Abgaspulsationen beschrieben, der sich dadurch auszeichnet, daß er in Form eines Impedanzwandlers ausgeformt ist, der durch Ankopplung an die Pulsationen eines Abgasstroms unter Einsatz einer Membran in den Innenraum eines Kraftfahrzeuges motorordnungsabhängigen Schall abstrahlt. Dabei werden wieder Resonanzcharakteristiken zur Einstellung des abgestrahlten Luftschalles genutzt.
  • Die EP 1 365 120 B1 offenbart einen Schallwandler, bei dem der abgestrahlte Schall im Wesentlichen unabhängig von Druckänderungen am Eingang eines Übertragungskörpers einstellbar sein soll, indem ein starrer oder steifer Schwingungskörper zum Einsatz kommt, der mit Hilfe einer Halterung schwingungsfähig gehalten ist, wobei diese Halterung gegen Federkraft in der Schwingungsrichtung des Schwingkörpers verstellbar ist. Durch diese Bauweise soll erreicht werden, daß niederfrequente Druckschwankungen im Eingangsbereich des Übertragungskörpers durch entsprechende Relativ-Verstellungen der Halterung zusammen mit dem daran gehaltenen Schwingkörper kompensiert werden können, indem sich die Halterung soweit verstellt, bis die Federkraft ein Gleichgewicht herstellt. Im Unterschied hierzu kann auszukoppelnder höherfrequenter Luftschall den Schwingkörper zu Schwingungen anregen, um eine Abstrahlung von hörbarem, moduliertem Luftschall zu verursachen.
  • Aus der EP 1 306 829 A2 ist eine weitere Vorrichtung zur Übertragung von Brennkraftmaschinengeräuschen bekannt, die aus einem Gehäuse besteht, in der eine Trennwand angeordnet ist, die von einem Klappenelement durchbrochen ist.
  • Auch die DE 101 49 169 C1 betrifft einen Schallwandlerkopf, der so ausgeführt ist, daß einerseits insbesondere Abgaspulsationen einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges in Schwingungen in einem im wesentlichen abgeschlossenen Raum umgewandelt werden und andererseits eine Funktionstüchtigkeit auch bei beispielsweise statischen Drücken von 0,5 bis 1 bar gewährleistet ist, indem eine Anregungsmembran entweder mit einer Schallabstrahlungsmembran oder einem Körperschallerreger unter Druckausgleich gekoppelt ist.
  • Eine weitere Vorrichtung zur Geräuschsgestaltung bei einem Kraftfahrzeug ist aus der DE 102 23 873 A1 bekannt, bei der eine Schallübertragungseinrichtung mit zumindest zwei schwingfähigen Elementen, zwischen denen eine akustisch inaktive Wandung angeordnet ist und die über ein durch diese Wandung hindurchtretendes Verbindungselement gekoppelt sind, zum Einsatz kommt.
  • Die bekannten Schallwandler haben sich zwar durchaus bewährt, dennoch besteht nach wie vor das Bedürfnis nach einer kostengünstigen sowie langlebigen Vorrichtung zum gezielten Abstrahlen von Schall in den Fahrzeuginnenraum eines Kraftfahrzeuges.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zur Schallkopplung zwischen einerseits einem Ansaugtrakt und/oder Motorraum und andererseits einem Fahrzeuginnenraum eines Kraftfahrzeuges zu liefern, die nicht nur kostengünstig und einfach herstellbar ist, sondern zudem langlebig ist.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1.
  • Dabei kann vorgesehen sein, daß die Positioniervorrichtung einerseits mit der Trennwand und andererseits mit dem Gehäuse in Wirkverbindung steht.
  • Ferner wird erfindungsgemäß dabei vorgeschlagen, daß zumindest der Bereich der Trennwand, an den die Positioniervorrichtung angreift, verstärkt oder dicker ausgeformt ist.
  • Erfindungsgemäß ist ein Außenrohr, das das Gehäuse und die zweite Leitung umfaßt, vorgesehen.
  • Das Innenrohr kann steif oder starr sein.
  • Weiterhin kann vorgesehen sein, daß das Innenrohr zumindest bereichsweise in das Außenrohr so eingesetzt ist, daß die Positioniervorrichtung im Wesentlichen innerhalb des Gehäuses angeordnet ist.
  • Erfindungsgemäß ist dabei bevorzugt, daß das Innenrohr im Bereich der Positioniervorrichtung sowie im Bereich der Übertragungswand zumindest eine Öffnung, vorzugsweise eine Vielzahl von Öffnungen, aufweist.
  • Mit der Erfindung wird des Weiteren vorgeschlagen, daß die erste Leitung, das Gehäuse, die zweite Leitung und/oder das Außenrohr Aluminium oder Kunststoff umfaßt bzw. umfassen, und/oder das Innenrohr Aluminium, Kunststoff oder Schaumstoff umfaßt, wobei insbesondere das Innenrohr im Bereich der Positioniervorrichtung Schaumstoff umfaßt.
  • Auch kann vorgesehen sein, daß die Trennwand und/oder die Übertragungswand eine Elastomer- oder Kunststofffolie oder eine Gewebe-Membran umfaßt bzw. umfassen.
  • Ferner wird vorgeschlagen, daß die Übertragungswand gasdicht ist.
  • Des weiteren kann vorgesehen sein, daß der Betrag von α maximal 10° beträgt..
  • Es hat sich erfindungsgemäß als vorteilhaft herausgestellt, daß der Übertragungskörper topfförmig ausgeformt ist, insbesondere in Form eines Blumentopfes.
  • Des Weiteren kann vorgesehen sein, daß der Übertragungskörper einen mit der Übertragungswand verbundenen oder mit derselben ausgeformten Rand aufweist, der an das Gehäuse angreift, vorzugsweise zwischen dem Gehäuse und der ersten Leitung eingespannt ist.
  • Dabei ist bevorzugt, daß der Rand des Übertragungskörpers zwischen einem am Innenrohr angeformten Flansch und einem damit, insbesondere lösbar, verbundenen Flansch des Außenrohrs eingespannt ist.
  • Mit der Erfindung wird auch vorgeschlagen, daß die akustische Übertragungsfunktion über die effektive Oberfläche und/oder zumindest eine Materialeigenschaft der Übertragungswand und/oder die Öffnung(en) im Innenrohr einstellbar ist.
  • Dabei kann wiederum vorgesehen sein, daß als einstellbare Materialeigenschaft die Steifigkeit, den Elastizitätsmodul, zumindest eine Dämpfungscharakteristik und/oder die Masse der Übertragungswand variierbar ist bzw. sind.
  • Auch kann erfindungsgemäß vorgeschlagen sein, daß die Bemaßung jeder Öffnung, die Anzahl der Öffnungen und/oder die Plazierung der Öffnung(en) zur Einstellung der Übertragungsfunktion variierbar ist bzw. sind.
  • Schließlich kann erfindungsgemäß auch vorgesehen sein, daß das Gehäuse in dem Strömungsweg unkomprimierter oder komprimierter Ansaugluft des Kraftfahrzeugs anordbar oder angeordnet ist.
  • Der Erfindung liegt somit die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß in einem Kraftfahrzeug zwischen einem Motorraum und einem Fahrzeuginnenraum oder zwischen einem Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine und dem Fahrzeuginnenraum unter Ausnutzung von unkomprimierter oder komprimierter Ansaugluft zu übertragender Schall nicht zwangsweise eine Querschnittsänderung sowie eine im Wesentlichen senkrecht zur Strömungsrichtung angeordnete Membran passieren muß, sondern eine Übertragungswand zum Einsatz kommen kann, die gerade nicht im Wesentlichen senkrecht zur Strömungsrichtung bzw. Längsachse der Schallausbreitung vom Ansaugtrakt oder Motorraum zum Fahrzeuginnenraum liegt und auch nicht die Funktion eines Druckausgleiches erfüllt, so daß sie beliebig dünn sein kann, um Schall optimalerweise 1:1 zu übertragen. Dabei kommt erfindungsgemäß ein Übertragungskörper beispielsweise in Form eines Blumentopfes zum Einsatz, dessen Seitenwand besagte Übertragungswand darstellt, während dessen Boden eine gasdichte Trennwand darstellt und die Funktion eines Druckausgleiches erfüllt. Der Übertragungskörper kann dabei mit seiner Trennwand zum Fahrzeuginnenraum weisend und von dem letzteren wegweisen montiert sein. Die Übertragungsfunktion des Übertragungskörpers ist erfindungsgemäß primär über die effektive Oberfläche der Übertragungswand und/oder Materialeigenschaften derselben einstellbar. Die effektive Oberfläche ist die schwingfähige Oberfläche der Übertragungswand, die durch gezieltes Fixieren bestimmter Oberflächenbereiche einstellbar ist. Als Materialeigenschaften eignen sich nicht nur die Masse der Übertragungswand, sondern auch deren Steifigkeit, deren Elastizitätsmodul und/oder deren Dämpfungscharakteristiken.
  • Ferner ist die Übertragungswand erfindungsgemäß derart mit der Trennwand, die beispielsweise im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse der Schallausbreitung vom Ansaugtrakt oder Motorraum zum Fahrzeuginnenraum angeordnet ist, in einem Gehäuse gelagert, daß die Trennwand im Wesentlichen nicht zur Schallkopplung beiträgt. Die Trennwand ist zu diesem Zwecke mittels einer Positioniervorrichtung gehalten, so daß sie im Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer speziellen Position verbleibt, nicht nur im Wesentlichen unabhängig von dem an sie angreifenden Gasdruck, sondern auch über die komplette Lebenszeit der Vorrichtung, also insbesondere ein mögliches Setzverhalten des Materials des Übertragungskörpers im Wesentlichen kompensiert wird. Die Positioniervorrichtung ist beispielsweise in Form einer den Übertragungskörper unter Spannung im Gehäuse haltenden Spiralfeder oder als im Bereich der Übertragungswand durchlöcherter, steifer oder starrer, also nicht schwingfähiger Stützkörper verwirklicht. Über die Löcher oder Öffnungen des Stützkörpers läßt sich wiederum die effektive Oberfläche der Übertragungswand einstellen.
  • Das Gehäuse ist seinerseits von einem Außenrohr bereitgestellt, während die Positioniervorrichtung als Stützkörper Teil eines darin zumindest bereichsweise eingesetzten Innenrohrs ist.
  • Die Trennwand ist mit der Übertragungswand bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung in einem, beispielsweise aus einer Elastomer- oder Kunststofffolie oder einer Gewebe-Membran, ausgebildet, wobei die Trennwand eine gegenüber der Übertragungswand erhöhte Materialstärke aufweisen kann.
  • So wird erfindungsgemäß erstmals eine langlebige, über ihre komplette Lebenszeit gleichwirkende Vorrichtung zur Schallkopplung zwischen einem Ansaugtrakt oder Motorraum und einem Fahrzeuginnenraum eines Kraftfahrzeuges geliefert, die auf kostengünstige und einfache Weise herstellbar ist.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer schematischen Zeichnung beispielhaft im Einzelnen erläutert ist. Dabei zeigt:
    • Figur 1
    eine Vorrichtung zwischen einem Motorraum und einem Fahrzeuginnenraum im Schnitt, und
    Figur 2
    eine erfindungsgemäße Vorrichtung in der gleichen Darstellung wie Figur 1.
  • Wie Figur 1 zu entnehmen ist, ist eine Schallkopplungsvorrichtung 1 mit ihrem Gehäuse 2 zwischen einerseits einer Leitung 3 von einem nicht gezeigten Motorraum und andererseits einer Leitung 4 zu einem nicht gezeigten Fahrzeuginnenraum eines Kraftfahrzeuges (nicht gezeigt) angeordnet. Das Gehäuse 2 ist dabei im Wesentlichen rohrförmig ausgebildet, und zwar mit einer Längsachse, die im Wesentlichen mit der Längsachse 5 eines Schalleintritts in das Gehäuse 2 und der Längsachse 6 eines Schallaustritts aus dem Gehäuse 2 zusammenfällt. Genauer gesagt ist die Leitung 3 Teil eines Innenrohrs 8, während das Gehäuse 2 sowie auch die andere Leitung 4 Teil eines Außenrohrs 9 sind, wobei das Innenrohr 8 teilweise in das Außenrohr 9, konzentrisch zu demselben, eingeschoben ist, und zwar derart, daß ein Rohrrand 8a des Innenrohrs 8 an einer Aufweitung 9a des Außenrohrs 9 anliegt. Im Bereich des Gehäuses 2 ist das Außenrohr 9 etwas breiter als im Bereich der Leitung 4 ausgeformt, so daß zwischen dem Gehäuse 2 und der Leitung 4 eine Stufe 9b bereitgestellt ist.
  • Innerhalb des Gehäuses 2 ist ein Übertragungskörper 10 beispielsweise aus einer Elastomerfolie in Form eines Blumentopfes bereitgestellt. Dieser Übertragungskörper 10 umfaßt seinerseits eine gasdichte Trennwand 11 (Boden des Blumentopfes) im Wesentlichen senkrecht zu besagten Längsachsen 5, 6 und eine Übertragungswand 12 (Seitenwand des Blumentopfes), die sich von der Trennwand 11 bis zum Bereich des Schalleintritts in das Gehäuse 2 erstreckt. Die Übertragungswand 12 weist dabei eine geringere Dicke als die Trennwand 11 auf. Zudem ist die Übertragungswand 12 mit einem spitzen Winkel α mit einem Betrag von ungefähr 5° zu besagten Längsachsen 5, 6 angeordnet.
  • Um zu verhindern, daß beispielsweise aufgrund von Druckschwankungen oder eines Materialsetzverhaltens die Position der Trennwand 11 sich im Laufe des Betriebs der erfindungsgemäßen Schallkopplungsvorrichtung 1 ändert, wird dieselbe über eine Spannfeder 13 in Position gehalten. Die Spannfeder 13, die also eine Positioniervorrichtung darstellt, ist zu diesem Zwecke zwischen der Leitung 3 bzw. dem Innenrohr 8, genauer gesagt im Bereich einer Stufe 8b des Innenrohrs 8, und der Trennwand 11 eingespannt, wobei im Bereich des Angreifens der Spannfeder 13 an die Trennwand 11 die Trennwand 11 materialverstärkt ist.
  • Schließlich umfaßt der Übertragungskörper 10 noch einen Rand 14 an dem offenen Ende der Übertragungswand 12, mit dem der Übertragungskörper 10 zwischen die Leitung 3 vom Motorraum bzw. dem Rohrrand 8a des Innenrohrs 8 und dem Gehäuse 2 bzw. der Aufweitung 9a des Außenrohrs 9 eingespannt ist.
  • Wird Schall an die Schallkopplungsvorrichtung 1 angelegt, so tritt er aus der Leitung 3 vom Motorraum längs des Pfeils 5 in der Figur 1 in den Übertragungskörper 10 ein. In dem Übertragungskörper 10 findet nun eine Funktionsaufteilung derart statt, daß über die Trennwand 11 ein Druckausgleich bewerkstelligt wird, während über die Übertragungswand 12 Schall übertragen wird, wie durch Pfeile 7 in der Figur 1 dargestellt. Die Übertragungswand 12 erfüllt somit ausschließlich die Funktion der Schallübertragung und kann zu diesem Zweck beliebig dünn ausgeformt sein, um optimalerweise Schall 1:1 zu übertragen. Eine Modulation des Schalles ist auf einfache Weise dadurch möglich, daß die effektive Oberfläche der Übertragungswand 12 und/oder Materialeigenschaften derselben variiert werden. Besonders einfach lassen sich die Materialeigenschaften der Übertragungswand 12 über die Masse derselben einstellen. Ebenso kann die Steifigkeit, der Elastizitätsmodul oder eine Dämpfungscharakteristik eingestellt werden, wobei alle Größen selbstverständlich anisotrop einstellbar sind. Der übertragene und/oder modulierte Schall verläßt die Schallkopplungsvorrichtung 1 dann längs des Pfeils 6 in Figur 1.
  • Die Schallkopplungsvorrichtung 1 kommt somit grundsätzlich ohne Querschnittsvergrößerung in einem Leitungssystem von einem Motorraum zu einem Fahrzeuginnenraum und ohne den Einsatz einer Membran, die gleichzeitig Schwingkörper und Druckausgleichsglied ist, aus. Durch die Funktionstrennung von Druckausgleich und Schallübertragung wird zudem eine genaue Einstellbarkeit des in den Fahrzeugraum abzustrahlenden Schalls über die komplette Lebensdauer der Schallkopplungsvorrichtung 1 auf einfache Weise ermöglicht.
  • Eine erfindungsgemäße Schallkopplungsvorrichtung 1' ist in Figur 2 dargestellt und umfaßt wie auch die Schallkopplungsvorrichtung 1 ein Gehäuse 2' zwischen einer ersten Leitung 3' vom Motorraum und einer zweiten Leitung 4' zum Fahrzeuginnenraum. Dabei ist die erste Leitung 3' in Form eines Innenrohrs 8' in das Gehäuse 2' hineinverlängert, um einen Übertragungskörper 10' innerhalb des Gehäuses 2' zu positionieren, also um eine Positioniervorrichtung 13' in Form eines steifen oder starren Stützkörpers bereitzustellen. Das Innenrohr 8' kann dabei aus einem Kunststoff hergestellt sein, der im Bereich des Übertragungskörpers 10' eine Vielzahl von Öffnungen 8'c radial zur Längsachse 5' des Schalleintritts in das Gehäuse 2' sowie zur Längsachse 6' des Schallaustritts aus dem Gehäuse 2' aufweisen. Der Übertragungskörper 10' liegt dabei an dem Innenrohr 8' an, wobei im Bereich einer Trennwand 11' des Übertragungskörpers 10' keine Öffnung in dem Innenrohr 8' bereitgestellt ist, im Gegensatz zu dem Bereich des Innenrohrs 8', an dem sich die Übertragungswand 12' anlegt, so daß über die Öffnungen 8'c die effektive Oberfläche der Übertragungswand 12' und somit die Schallkopplung mit ihrer Längsachse 7' im Bereich jeder Öffnung 8'c einstellbar ist. Der Übertragungskörper 10' kann dabei insgesamt aus einer Gewebe-Membran bestehen, die zwischen einem ersten Flansch 8'a an dem Innenrohr 8'und einem zweiten Flansch 9'a eines Außenrohrs 9 eingespannt ist, wobei das Außenrohr 9' das Gehäuse 2' sowie auch die zweite Leitung 4' umfaßt, wobei zwischen dem Gehäuse 2' und der zweiten Leitung 4' eine Stufe 9'b angeordnet ist. Durch die Flansche 8'a und 9'a ist ein Befestigungsglied, wie eine Schraube (nicht gezeigt), zur Fixierung geführt.
  • Tritt nun Schall längs des Pfeiles 5' in den Übertragungskörper in' ein, so verläßt er diesen längs der Pfeile 7' im Bereich der Öffnungen 8'c, um dann längs des Pfeiles 6' die erfindungsgemäße Schallkopplungsvorrichtung 1', wie in Figur 2 dargestellt, zu verlassen. Über die Bemaßung und Geometrie der Öffnungen 8'c im Innenrohr 8' läßt sich dabei eine Modulation des Schalles bewirken, weshalb die Öffnung 8'c auch als "Sound-Öffnungen" bezeichnet werden können.
  • Insgesamt weist die Schallkopplungsvorrichtung 1' die gleiche Funktionen wie die Schallkopplungsvorrichtungen 1 auf, jedoch mit einem einfacheren und kostengünstigeren Aufbau.
    • Bezugszeichenliste
    • 1, 1'
    Schallkopplungsvorrichtung
    2, 2'
    Gehäuse
    3, 3'
    Leitung vom Motorraum
    4, 4'
    Leitung zum Fahrzeuginnenraum
    5, 5'
    Längsachse des Schalleintritts in das Gehäuse
    6, 6'
    Längsachse des Schallaustritts aus dem Gehäuse
    7, 7'
    Längsachse der Schallkopplung
    8,8'
    Innenrohr
    8a
    Rohrrand
    8'a
    Flansch
    8b
    Stufe
    8'c
    Öffnung
    9, 9'
    Außenrohr
    9a
    Aufweitung
    9'a
    Flansch
    9b, 9'b
    Stufe
    10, 10'
    Übertragungskörper
    11, 11'
    Trennwand
    12, 12'
    Übertragungswand
    13, 13'
    Spannfeder
    14, 14'
    Rand

Claims (17)

  1. Vorrichtung (1') zur Schallkopplung zwischen einerseits einem Ansaugtrakt und/oder Motorraum und andererseits einem Fahrzeuginnenraum eines Kraftfahrzeuges, mit einer ersten Leitung (3'), einer zweiten Leitung (4') und einem Gehäuse (2'), in das Schall aus dem Ansaugtrakt und/oder Motorraum über die erste Leitung (3') eintritt und aus dem Schall in den Fahrzeuginnenraum über die zweite Leitung (4') austritt, und mit einem Übertragungskörper (10') für Schall, der im Gehäuse (2') so angeordnet ist, daß der Schall über die erste Leitung (3') in den Übertragungskörper (10') eintritt oder auf den Übertragungskörper (10') auftritt, und der eine gasdichte Trennwand (11') zwischen dem Schalleintritt (5') in das Gehäuse (2') und dem Schallaustritt (6') aus dem Gehäuse (2') aufweist, deren Position im Gehäuse (2') über eine Positioniervorrichtung (13') im Wesentlichen konstant gehalten ist, sowie eine Übertragungswand (12') zwischen der Trennwand (11') und dem Gehäuse (2'), über die die akustische Übertragungsfunktion des Übertragungskörpers (10') zur Schallkopplung (7') einstellbar ist, umfaßt, wobei die Übertragungswand (12') mit der Trennwand verbunden oder mit der Trennwand (11') ausgeformt ist, die Trennwand (11') zumindest bereichsweise im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse (5', 6') der Schallausbreitung am Eingang und/oder Ausgang des Gehäuses (2') verläuft, die Übertragungswand (12') zumindest bereichsweise mit einem Winkel α zur Längsachse (5', 6') der Schallausbreitung am Eingang und/oder Ausgang des Gehäuses (2') verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrag von α maximal 30° beträgt, ein Außenrohr (9') das Gehäuse (2') und die zweite Leitung (4') umfaßt, und ein Innenrohr (8') die erste Leitung (3') und die Positioniervorrichtung (13') umfaßt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
    die Positioniervorrichtung (13') einerseits mit der Trennwand (11') und andererseits mit dem Gehäuse (2') in Wirkverbindung steht.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
    zumindest der Bereich der Trennwand (11'), an den die Positioniervorrichtung (13') angreift, verstärkt oder dicker ausgeformt ist.
  4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (8') steif oder starr ist.
  5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (8') zumindest bereichsweise in das Außenrohr (9') so eingesetzt ist, daß die Positioniervorrichtung (13') im Wesentlichen innerhalb des Gehäuses (2') angeordnet ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
    das Innenrohr (8') im Bereich der Positioniervorrichtung (13') sowie im Bereich der Übertragungswand (12') zumindest eine Öffnung (8'c), vorzugsweise eine Vielzahl von Öffnungen (8'c), aufweist.
  7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Leitung (3'), das Gehäuse (2'), die zweite Leitung (4') und/oder das Außenrohr (9') Aluminium oder Kunststoff umfaßt bzw. umfassen, und/oder das Innenrohr (8') Aluminium, Kunststoff oder Schaumstoff umfaßt, wobei insbesondere das Innenrohr (8') im Bereich der Positioniervorrichtung (13') Schaumstoff umfaßt.
  8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (11') und/oder die Übertragungswand (12') eine Elastomer- oder Kunststofffolie oder eine Gewebe-Membran umfaßt bzw. umfassen.
  9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Anspräche, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungswand (12') gasdicht ist.
  10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Betrag von α maximal 10° beträgt.
  11. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Übertragungskörper (10') topfförmig ausgeformt ist, insbesondere in Form eines Blumentopfes.
  12. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Übertragungskörper (10') einen mit der Übertragungswand (12') verbundenen oder mit derselben ausgeformten Rand (14') aufweist, der an das Gehäuse (2, 2') angreift, vorzugsweise zwischen dem Gehäuse (2') und der ersten Leitung (3') eingespannt ist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß
    der Rand (14') des Übertragungskörpers (10') zwischen einem am Innenrohr (8') angeformten Flansch (8'a) und einem damit, insbesondere lösbar, verbundenen Flansch (9'a) des Außenrohrs (9') eingespannt ist.
  14. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die akustische Übertragungsfunktion über die effektive Oberfläche und/oder zumindest eine Materialeigenschaft der Übertragungswand (12') und/oder die Öffnung(en) (8'c) im Innenrohr (8') einstellbar ist.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß
    als einstellbare Materialeigenschaft die Steifigkeit, den Elastizitätsmodul, zumindest eine Dämpfungscharakteristik und/oder die Masse der Übertragungswand (12') variierbar ist bzw. sind.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß
    die Bemaßung jeder Öffnung (8'c), die Anzahl der Öffnungen (8'c) und/oder die Plazierung der Öffnung(en) (8'c) zur Einstellung der Übertragungsfunktion variierbar ist bzw. sind.
  17. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2, 2') in dem Strömungsweg unkomprimierter oder komprimierter Ansaugluft des Kraftfahrzeugs anordbar oder angeordnet ist.
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