CN109469532A - 用于排气系统的声音发生组件 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了一种用于机动车辆的内燃发动机的排气系统的声音发生组件(10)，该声音发生组件(10)具有设置在声音发生器壳体(18)内的声音发生器。此外，声音发生器壳体(18)的外轮廓具有连接表面(24)，声音发生器壳体(18)可以借助于连接表面(24)附接至机动车辆结构。连接表面(24)相对于该外轮廓的其余部分偏移。

Description

用于排气系统的声音发生组件
技术领域
本发明涉及用于机动车辆的内燃发动机的排气系统的声音发生组件，该声音发生组件包括设置在声音发生器壳体内的声音发生器。
背景技术
这种类型的声音发生组件是现有技术中已知的并且大致可以细分为两组。
声音发生组件中的第一组声音发生组件用于抑制由排气流携带的声音。因此，声音发生组件是主动型声音吸收器。为此，理想情况下，由声音发生组件产生的声音被调节成使得该声音具有相对于由排气流携带的声音大致相等的振幅，但是相位偏移了180°。
第二组涉及构造成对由排气流携带的声音进行补充(complement)的声音发生组件。为此，由声音发生组件提供的声音与由排气流携带的声音在例如振幅和/或频率上不同。在此情况下希望由声音发生组件提供的声音与由排气流携带的声音的结合使机动车辆使用者和/或其他人感到愉快。例如，仅具有少数气缸(例如三个)和相对小的排量的内燃发动机的机动车辆可以给出具有更多气缸(例如六个)和更大排量的声学印象。在这种情况下，这通常被称为声音设计。
当然，也设置有下述声音发生组件：该声音发生组件被设计成既抑制又补充由排气流携带的声音。这些组件则属于上述两组。
不论声音发生组件被分类到哪个组中，声音发生组件必须直接或间接地附接至机动车辆结构。
在这种情况下，还存在两种基本变型。声音发生组件可以借助于排气系统的与排气系统相关联的部件连接至机动车辆结构或者可以直接附接至机动车辆结构。还可以是组合的情况。
可以直接附接至机动车辆结构的声音发生组件例如可以从DE 10 2013 222 548B3、US 2002/0047074 A1和US 6,005,957 A中获知。
声音发生组件附接至机动车辆结构是有利的，特别是因为，相关的排气系统的部件、特别是排气管道和/或排气管不必机械地设计为紧固部件。这增加了关于声音发生组件的开发的设计自由度并减轻了声音发生组件的重量。
本发明的目的是指出最初提到的类型的声音发生组件，该声音发生组件能够简单且可靠地附接至机动车辆结构、特别地附接至排气系统。另外，该声音发生组件旨在适用于安装在具有不同尺寸和几何形状的安装空间中，即用于不同的车辆变型和车辆型号中。
发明内容
该目的通过最初提到的类型的声音发生组件来实现，在该声音发生组件中，声音发生器壳体的外轮廓具有连接表面，声音发生器壳体可以借助于该连接表面附接至机动车辆结构、特别地附接至排气系统，并且该连接表面相对于外轮廓的其余部分偏移。在这种情况下，外轮廓实质上被理解为声音发生器壳体的封壳，其中，不包括任何现有的附加部件、特别是支架或组件支撑架。连接表面偏移的事实意味着外轮廓的角度、曲率、取向等在连接表面的过渡处改变。此处，连接表面一体地模制到声音发生器壳体的外轮廓中。连接表面被特别构造成至少有助于或协助于将声音发生组件附接至机动车辆结构。在这种情况下，连接表面也可以被称为安装表面、肩部表面或平台表面。优选地，连接表面比外轮廓的其余部分满足更严格的形状和/或位置公差。此处，外轮廓的剩余部分、也就是外轮廓的通常包括曲率、圆形部分和/或类似的非平面部分这样的其余部分的较大公差范围导致用于声音发生组件的制造成本相对较低。这特别适用于通常具有大面积曲率的所谓的声音传导喇叭或声音传导音锥(cones)。换句话说，只有在为了将声音发生组件在位置上以及在取向上进行精确组装有必要的位置处、即在连接表面处，才遵从紧密的形状和/或位置公差。与借助于没有设置连接表面的声音发生器壳体而被连接至机动车辆结构的声音发生组件相比，这种方式可以确保声音发生组件在机动车辆结构处明显具有更精确的定位和取向。
此处，连接表面意在特别地用于待连接至该连接表面的支架或其它连接元件。特别地，支架或连接元件可以被焊接至连接表面。
通过将支架或连接元件在连接表面的不同位置处和/或以不同的取向接合到连接表面上，可以提供一种声音发生组件，该声音发生组件可以简单且可靠地附接在各种安装空间中。当然，为此目的，还可以使用不同的支架或连接元件，或者可以改变支架或连接元件的数目。通常，声音发生组件如此一来可以以简单且可靠的方式始终附接至机动车辆结构。同时，连接表面以声音发生器不受任何安装活动或连接活动影响的方式优选地设置在声音发生器壳体处。例如，声音发生器通常易受温度的影响。连接表面因而可以与声音发生器间隔开，使得即使在连接表面上执行焊接操作时，声音发生器也不会在其功能和/或使用寿命方面受到损害。此处，间距必须确保传导热输入和由于辐射而导致的热输入都不会对部件造成任何损坏。此外，以这种方式保护声音发生器免受焊接飞溅。这使得声音发生组件就声音发生组件的功能而言特别可靠。
声音发生器可以是扬声器、特别是6.5英寸的扬声器。扬声器已经被证明是最初提到的类型的声音发生组件中的声音发生器。使用扬声器允许以可靠的方式产生期望频率和期望振幅的声音，从而获得声音发生组件的期望效果。借助于6.5英寸的扬声器，特别地由于该扬声器相对较大的直径，此处由排气流携带的声音能够特别好地被抑制以及/或者补充。对于相对较低的频率范围也是如此。
在优选实施方式中，声音发生器壳体是多部分的，并且连接表面形成在位于声音出口侧的声音发生器壳体部分上，优选地形成在声音传导喇叭上。声音传导喇叭通常也被称为声音传导音锥。多部分的声音发生器壳体已经在现有技术中被证明。特别地，具有相对较低的制造成本的声音发生器壳体可以以这种方式具备适于声音传导和/或期望的声音传播的几何形状。位于声音出口侧的声音发生器壳体部分上的连接表面的布置使得连接表面特别容易接近以用于组装工作、特别是焊接工作。此外，声音发生器的最易受影响的部件通常位于声音发生器的背向声音出口侧的声音发生器壳体部分的侧部上。对于其中控制电子器件和/或致动器通常位于与声音出口侧相反的侧部上的扬声器而言尤其是这种情况。因此有效地防止了由于组装工作、特别地是在焊接或焊接飞溅期间由于温度升高对声音发生器造成的损害，因此确保了声音发生组件的整体可靠性高和使用寿命长。
连接表面可以包括接合区域。此处，接合区域可以占据连接表面的一部分或整个连接表面。接合区域意在用于将接合区域中的待接合的连接元件或支架连接至声音发生器壳体。为此在使用焊接工艺的情况下，接合区域也可以被称为焊接区域。
此外，连接表面可以是大致平坦的。这种连接表面对于简单的可制造性以及符合严格的形状和/或位置公差而言是有利的。换句话说，可以特别简单且精确地制造平坦的连接表面。这允许声音发生组件特别简单且精确地安装至车辆结构。
有利地，连接表面是大致C形形状的。因此，连接表面的轮廓是曲线形的。换句话说，连接表面具有环形部分的形状。该形状不必是圆形环或椭圆形环。连接表面也可以具有与呈完全不规则基本形状的一段环状表面的部分相对应的形状。根据连接表面的构型，该形状也可以被称为U形形状。因此，连接表面在声音发生器壳体上具有特定的路线。因此，可以利用该路线在声音发生器壳体的不同点处将声音发生器壳体附接至机动车辆结构。
连接表面可以至少部分地围绕声音发生器壳体轴线、优选地围绕该轴线超过180°，该轴线在声音发生组件处于安装位置时是大致竖直的。在该构型中，处于安装位置的连接表面因此具有大致竖直的表面法线。此处，表面法线可以设置成使得：在对设置有连接表面的声音发生器壳体部分进行成形或再成形生产的情况下，该法线对应于脱模方向或者至少相对于脱模方向不构成底切。这允许以简单且成本有效的方式生产声音发生组件。另外，这种连接表面特别容易接近以用于组装工作、特别是焊接工作。如果连接表面在安装位置中设置在声音发生器壳体的下侧，则连接表面可以至少部分地用于声音发生组件与机动车辆结构的形状配合附接。例如，如果在该构型中，声音发生组件借助于支架焊接至机动车辆结构，则可以获得组合的形状配合结合以及物与物的结合。以这种方式，声音发生组件被特别可靠地保持。
一个支架至五个支架、优选地一个支架至三个支架、并且特别优选地两个支架或三个支架可以借助于连接表面、特别地借助于接合区域接合至声音发生器壳体，并且背向声音发生器壳体的支架端部可以各自适于连接至机动车辆结构。特别地，如果存在与管道的连接，例如经由声音出口开口连接至管道，仅需要一个支架或两个支架。这意味着声音发生器壳体可以经由连接表面附接至机动车辆结构。另外，管道可以安装至声音发生器壳体的声音出口开口。因此，从结构角度来看，声音发生器壳体可以由支架和管道两者支承。供支架安装的连接表面与声音出口开口分开。因此，通过支架和管道支承声音发生器壳体导致声音发生器壳体与机动车辆结构之间的可靠连接。优选地，支架被焊接至声音发生器壳体。所使用的支架的数目可以根据供安装声音发生组件的安装空间的尺寸和几何形状来确定。特别地，支架的数目因此取决于其中采用声音发生组件的车辆类型或型号。与支架直接接合至声音发生器壳体轮廓而非接合至特殊的连接表面相比，这导致声音发生组件特别精确、可靠且成本有效地附接至机动车辆结构。其原因在于，尽管遵从了可以实现精确定位的这种严格的形状和/或位置公差，但作为整体来生产声音发生器壳体轮廓通常是非常复杂的并且因而成本较高。
优选地，连接表面的宽度、特别是接合区域的宽度比下述尺寸更大：所述尺寸为每个支架的位于声音发生器壳体侧上的支架端部的待接合至连接表面的接触轮廓的在与该宽度相同的方向上延伸的尺寸。在这种情况下，预先假定例如是C形形状的连接表面的长度也大于待接合至连接表面的接触轮廓的相关联的最大尺寸。这导致在待连接至连接表面、特别地待焊接至连接表面的支架的位于声音发生器壳体侧的支架端部可以设置在连接表面上的不同位置处。特别地，支架可以沿着连接表面的横向范围并且沿着连接表面的纵向范围附接在不同的位置处。这允许利用支架的位置来补偿声音发生组件的任何可能存在的尺寸和/或形状偏差，更确切地说补偿声音发生器壳体或支架的其他部分的任何可能存在的尺寸和/或形状偏差。同时，这令在声音发生组件附接至不同类型的机动车辆结构时获得另外的自由度。
声音发生器壳体可以是多部分的，并且支架中的至少一者、优选地所有支架可以另外接合至没有形成连接表面的声音发生器壳体部分。该没有形成连接表面的声音发声器壳体部分例如可以是壳体后部部分或壳体中间部分。在这种情况下，壳体中间部分例如可以承载声音发生器、特别地承载扬声器。将至少一个支架附接至两个声音发生器壳体部分导致声音发生组件特别可靠且持久地安装至机动车辆结构。
根据一个变型，当沿声音发生器的声音辐射方向观察时，连接表面设置在距声音发生器的一侧向距离处。该距离防止声音发生器由于在连接表面上进行的安装工作而在声音发生器的功能和/或使用寿命方面受到损害。在焊接接头设置在连接表面上的情况下，以这种方式特别防止了声音发生器——例如可以是扬声器——暴露于过高的温度和/或焊接飞溅。从而获得可靠且持久使用的声音发生组件。
附图说明
下面将参照附图中示出的示例性实施方式对本发明进行论述，在附图中：
-图1示意地示出了根据本发明的声音发生组件，该声音发生组件附接至机动车辆结构；
-图2以部分透明的侧视图示出了图1中的声音发生组件；
-图3示出了图2中的声音发生组件的沿着方向III截取的视图；
-图4示出了图3中的声音发生组件，其中，作为示例，支架焊接至该声音发生组件；
-图5以立体图示出了图4中的声音发生组件，该立体图对应于图4中的俯视图；
-图6示出了图5中的声音发生组件的细节；以及
-图7示出了图2中的声音发生组件的VII的细节。
具体实施方式
图1示出了用于机动车辆的内燃发动机的未被详细图示的排气系统的声音发生组件10。
此处，声音发生组件10借助于仅被示意图示的两个支架12、14附接至机动车辆结构16，两个支架12、14中的每一者在声音发生器壳体侧具有支架端部12a、14a并且在机动车辆结构侧具有支架端部12b、14b。
支架12、14被焊接至声音发生组件10；也可以使用任何其他适合的接合方法。
为了连接至机动车辆结构16，可以施用任何适合的连接方法。
声音发生组件10包括声音发生器壳体18，在声音发生器壳体18中设置有声音发生器20，在图示的示例性实施方式中，声音发生器20是扬声器(参见图2和图7)。由声音发生器20产生的声音经由声音出口开口21传导至环境或者经由此处未示出的连结件传导到排气系统中。
此外，在图示的示例性实施方式中，声音发生器壳体18具有多部分构型。在这方面，声音发生器壳体18包括位于声音出口侧的声音发生器壳体部分18a，声音发生器壳体部分18a在此情况下构造成呈漏斗状，特别地构造为声音传导喇叭或声音传导音锥(cone)。声音发生器壳体18还包括声音发生器壳体后部分18b和声音发生器壳体中间部分18c。
在图示的实施方式中，声音发生器20附接至声音发生器壳体中间部分18c(参见图2和图7)。
为了能够将声音发生器壳体18附接至例如机动车辆结构16，声音发生器壳体18的由虚线表示的外轮廓22包括连接表面24。
连接表面24相对于外轮廓22的其余部分偏移。
连接表面24形成在位于声音出口侧的声音发生器壳体部分18a上(特别地比照图2至图7)。
此外，连接表面24被设计成是大致平坦的。
此外，连接表面24是C形形状的。
此处，连接表面24至少部分地围绕声音发生器壳体轴线26，轴线26在声音发生组件10处于安装位置时是大致竖直的。
此处围绕角度α(参见图3和图4)优选地大于180°。
此外，连接表面24设置在声音发生器壳体18上，使得当沿声音发生器20的声音辐射方向28观察时，连接表面24位于距声音发生器20的一侧向距离处(特别地参见图7)。在声音发生器20为扬声器的情况下，距扬声器隔膜的特别地在径向方向上的侧向距离在这种情况下是重要的。
连接表面24包括接合区域30，接合区域30的形状大致对应于示出的示例性实施方式中的连接表面24的形状，只是连接表面24的边缘部分凹入(比照图3)。
一个至五个支架12、14可以借助于连接表面24、更准确地说借助于接合区域30接合至声音发生器壳体18。为了清楚起见，图1仅示出了两个支架12、14并且图4至图6仅通过示例示出了一个单个支架12。
支架12、14的数目可以根据声音发生器壳体18的尺寸和几何形状和/或供安装声音发生组件10的安装空间而变化。其中一种可能情况是，这使得声音发生组件10可以应用在不同类型的车辆中，不同类型的车辆的机动车辆结构16在声音发生组件10的区域中呈现出差异。
支架12、14各自通过支架12、14的背向声音发生器壳体18的相应的支架端部12b、14b适于每个单独连接至或共同连接至机动车辆结构16。
支架端部12a、14a在声音发生器壳体侧上各自设置有接触轮廓32，接触轮廓32构造成接合至连接表面24，更准确地说接合至接合区域30。
此处，接触轮廓32中的每个接触轮廓均定尺寸成在某种程度上对应于连接表面24的宽度B、并且对应于接合区域30的宽度F，使得连接表面24的宽度B总是大于接触轮廓32的对应尺寸。
这允许支架12、14于沿着宽度B和宽度F方向的不同位置处连接至连接表面24或接合区域30。
换句话说，以这种方式，支架12、14可以在距离声音发生器壳体轴线26略微不同的距离处连接至连接表面24，更准确地说连接至接合区域30以便补偿公差。
另外，支架12、14中的一者或多者可以接合至没有形成连接表面24的声音发生器壳体部分。在这种情况下，在图6中特别地明显的是，支架12连接至位于声音出口侧的声音发生器壳体部分18a并连接至声音发生器壳体中间部分18b。

Claims (13)

1.一种用于机动车辆的内燃发动机的排气系统的声音发生组件(10)，所述声音发生组件(10)包括声音发生器(20)，所述声音发生器(20)设置在声音发生器壳体(18)内，其特征在于，所述声音发生器壳体(18)的外轮廓(22)具有连接表面(24)，所述声音发生器壳体(18)能够借助于所述连接表面(24)附接至机动车辆结构(16)、例如附接至排气系统，并且所述连接表面(24)相对于所述外轮廓(22)的其余部分偏移，其中，所述连接表面(24)与所述声音发生器(20)的声音出口开口(21)分开。
2.根据权利要求1所述的声音发生组件(10)，其特征在于，所述声音发生器壳体(18)是多部分的，并且所述连接表面(24)形成在位于声音出口侧的声音发生器壳体部分(18a)上，优选地形成在声音传导喇叭上。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的声音发生组件(10)，其特征在于，所述连接表面(24)包括接合区域(30)。
4.根据权利要求1所述的声音发生组件(10)，其特征在于，所述连接表面(24)是大致平坦的。
5.根据权利要求1所述的声音发生组件(10)，其特征在于，所述连接表面(24)是大致C形形状的。
6.根据权利要求5所述的声音发生组件(10)，其特征在于，所述连接表面(24)至少部分地围绕声音发生器壳体轴线(26)、优选地围绕所述声音发生器壳体轴线(26)超过180°，所述声音发生器壳体轴线(26)在所述声音发生组件(10)处于安装位置时是大致竖直的。
7.根据权利要求1所述的声音发生组件(10)，其特征在于，一个支架至五个支架、优选地一个支架至三个支架、并且特别优选地两个支架或三个支架(12、14)借助于所述连接表面(24)、特别地借助于所述接合区域(30)接合至所述声音发生器壳体(18)，并且背向所述声音发生器壳体(18)的支架端部(12b、14b)各自适于连接至所述机动车辆结构(16)。
8.根据权利要求7所述的声音发生组件(10)，其特征在于，所述连接表面(24)的宽度(B)、特别是所述接合区域(30)的宽度(F)允许进行公差补偿，更具体地所述连接表面(24)的宽度(B)、特别是所述接合区域(30)的宽度(F)比下述尺寸更大：所述尺寸为每个支架(12、14)的位于声音发生器壳体侧上的支架端部(12a、14a)的待接合至所述连接表面(24)的接触轮廓(32)的在与所述宽度(B)相同的方向上延伸的尺寸。
9.根据权利要求7或8所述的声音发生组件(10)，其特征在于，所述声音发生器壳体(18)是多部分的，并且所述支架(12、14)中的至少一者、优选地所有所述支架(12、14)另外接合至没有形成所述连接表面(24)的声音发生器壳体部分。
10.根据权利要求1所述的声音发生组件(10)，其特征在于，当沿所述声音发生器(20)的声音辐射方向(28)观察时，所述连接表面(24)设置在距所述声音发生器(20)的易受温度影响的部件一侧向距离处、特别地设置在距所述声音发生器(20)的磁珠或隔膜的一侧向距离处。
11.根据权利要求1所述的声音发生组件(10)，其特征在于，所述声音发生器壳体(18)是多部分的，并且所述声音发生器(20)的安装和所述连接表面(24)的形成发生在不同的壳体部分上(18a和18c)。
12.根据权利要求1所述的声音发生组件(10)，其特征在于，所述连接表面(24)平行于以及/或者紧邻于所述声音发声器(20)的连结表面定位，在所述连结表面上由于热载荷而不能执行焊接。
13.根据权利要求3所述的声音发生组件(10)，其特征在于，与同一部件的相邻表面相比，所述接合区域具有明显更严格的形状和/或位置公差。
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