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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Geräuschgestaltung
bei einem Kraftfahrzeug der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1
angegebenen Art.
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Eine
derartige Vorrichtung ist dabei beispielsweise aus der
DE 102 12 257 B4 als bekannt
zu entnehmen und umfasst einen Hohlkörper, welcher durch
wenigstens eine im Wesentlichen akustisch inaktive Wandung in wenigstens
zwei Räume unterteilt ist. Die Vorrichtung umfasst weiterhin
eine Schallübertragungseinrichtung, welche wenigstens ein
erstes, den ersten Raum in einen ersten und einen zweiten Unterraum
teilendes und ein zweites, den zweiten Raum in einen dritten und
einen vierten Unterraum teilendes schwingfähiges Element
umfasst, die zur Schallübertragung aus dem ersten in den
zweiten Raum miteinander in Wirkverbindung stehen. Dabei ist der
erste Raum des Hohlkörpers über einen Schalleintritt
mit einem gasführenden Teil, insbesondere einem Ansaugtrakt,
einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs koppelbar und der zweite
Raum über einen Schallaustritt akustisch mit einem Innenraum
des Kraftfahrzeugs bzw. einem das Kraftfahrzeug umgebenden Raum
koppelbar. Die Vorrichtung ermöglicht es somit, von der
Brennkraftmaschine erzeugte Schallwellen zum Innenraum des Kraftfahrzeugs
bzw. zu dem das Kraftfahrzeug umgebenden Raum zu übertragen.
Damit wird ein Fahrer des Kraftfahrzeugs in die Lage versetzt, den
lastabhängigen Geräuscheindruck der Brennkraftmaschine akustisch
wahrzunehmen. Weiterhin kann mit Hilfe der Vorrichtung gezielt Einfluss
auf die übertragenen Schallfrequenzen und Amplituden genommen
werden.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs
genannten Art zu schaffen, welche variablere akustische Übertragungseigenschaften
besitzt.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung
zur Geräuschgestaltung bei einem Kraftfahrzeug mit den
Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen
mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der
Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Eine
Vorrichtung zur Geräuschgestaltung bei einem Kraftfahrzeug,
welche variablere akustische Übertragungseigenschaften
besitzt, ist erfindungsgemäß dadurch geschaffen,
dass eine Volumenvariierungseinrichtung vorgesehen ist, mittels
welcher ein Volumen zumindest eines Unterraums einzustellen ist.
Durch Variierung des Volumens des wenigstens einen Unterkörpers
können die akustischen Übertragungseigenschaften
der Vorrichtung bzw. der Schallübertragungseinrichtung
durch Anpassung der Druckverhältnisse innerhalb der Unterräume
gezielt eingestellt werden. Dies ermöglicht einerseits
die Erzeugung variabler Soundcharakter für den Fahrer des
Kraftfahrzeugs, andererseits kann die Vorrichtung problemlos auch
bei Brennkraftmaschinen mit Schaltsaugrohren, Turboladern oder Kompressoren verwendet
werden, bei welchen über den Betriebsbereich der Brennkraftmaschine
stark unterschiedliche Anregungsfrequenzen und -amplituden auftreten können.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele
sowie anhand der Zeichnungen, in welchen gleiche oder funktionsgleiche
Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen sind. Dabei zeigen:
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1 eine
schematische seitliche Schnittansicht einer Vorrichtung zur Geräuschgestaltung
gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
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2 eine
schematische seitliche Schnittansicht der Vorrichtung zur Geräuschgestaltung
gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
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3 eine
schematische seitliche Schnittansicht der Vorrichtung zur Geräuschgestaltung
gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel;
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4 eine
schematische seitliche Schnittansicht der Vorrichtung zur Geräuschgestaltung
gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel;
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5 eine
schematische seitliche Schnittansicht der Vorrichtung zur Geräuschgestaltung
gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel;
und
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6 eine
schematische seitliche Schnittansicht der Vorrichtung zur Geräuschgestaltung
gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel.
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1 zeigt
eine schematische seitliche Schnittansicht einer Vorrichtung zur
Geräuschgestaltung bei einem nicht abgebildeten Kraftfahrzeug.
Die Vorrichtung umfasst hierbei einen Hohlkörper 10, welcher
durch eine zumindest im Wesentlichen akustisch inaktive Wandung 12 in
zwei Räume 14a, 14b unterteilt ist. Die
Vorrichtung umfasst weiterhin eine Schallübertragungseinrichtung 16,
welche ein erstes, den ersten Raum 14a in einen ersten
und einen zweiten Unterraum 18a, 18b teilendes
schwingfähiges Element 20a und ein zweites, den
zweiten Raum 14b in einen dritten und einen vierten Unterraum 18c, 18d teilendes
schwingfähiges Element 20b umfasst. Die beiden
schwingfähigen Elemente 20a, 20b dienen hierbei
zur Schallübertragung aus dem ersten Raum 14a in
den zweiten Raum 14b. Die beiden schwingfähigen
Elemente 20a, 20b sind vorliegend einteilig ausgebildet
und verschwenkbar in der Wandung 12 gelagert. Der erste
Raum 14a umfasst einen Schalleintritt 22, über
welchen der Hohlkörper 10 mit einem gasführenden
Teil einer Brennkraftmaschine, insbesondere einem Ansaugtrakt, koppelbar
ist. Der zweite Raum 14b umfasst seinerseits einen Schallaustritt 24,
mittels welchem die Vorrichtung akustisch mit einem Innenraum des
Kraftfahrzeugs bzw. einem das Kraftfahrzeug umgebenden Raum koppelbar
ist. Den beiden schwingfähigen Elementen 20a, 20b,
welche gemäß Doppelpfeil I aus der gezeigten
Gleichgewichtslage auslenkbar sind, sind vorliegend Anschläge 26a, 26b zugeordnet,
mittels welchen die Auslenkung der schwingfähigen Elemente 20a, 20b begrenzt
wird. Um die akustischen Übertragungseigenschaften der
Vorrichtung variabler gestalten zu können, umfasst diese
eine Volumenvariierungseinrichtung 28, mittels welcher
ein Volumen des Unterraums 18b einzustellen ist. Dabei
ist zu betonen, dass die Volumenvariierungseinrichtung 28 auch
in einem oder mehreren der übrigen Unterräume 18a, 18c, 18d angeordnet
sein kann. Die Volumenvariierungseinrichtung 28 umfasst
hierbei einen flexiblen und im Wesentlichen balgartig ausgebildeten
Körper 30, welcher gemäß Doppelpfeil Ia mit
einem Medium 32 befüllbar ist. Durch Variierung
der Menge des Mediums 32 kann somit das Volumen des Unterraums 18b variabel
eingestellt werden. So kann beispielsweise durch Erhöhen
der Menge des Mediums 32 das Volumen des Körpers 30 vergrößert
und das Volumen des Unterraums 18b entsprechend verkleinert werden.
Hierdurch erhöht sich die Steifigkeit des sich im Unterraum 18b befindenden
Gases, wodurch die Auslenkungscharakteristik der schwingfähigen
Elemente 20a, 20b beeinflusst wird. Mit anderen
Worten ist es möglich durch Variierung des Volumens des
flexiblen Körpers 30 die akustischen Übertragungseigenschaften
der Vorrichtung gezielt zu beeinflussen. So ändert sich
beispielsweise bei Brennkraftmaschinen mit Schaltsaugrohren die
Anregung der schwingfähigen Elemente 20a, 20b beim
Schalten des Schaltsaugrohrs und somit auch der übertragene
Geräuschcharakter. Durch entsprechende Variierung des Volumens
des Körpers 30 kann diesem Umstand Rechnung getragen
werden. Es ist jedoch zu betonen, dass die gezeigte Vorrichtung
grundsätzlich für alle Arten von Brennkraftmaschinen
geeignet ist und mit Hilfe der Volumenvariierungseinrichtung 28 die Möglichkeit
bietet, gezielt unterschiedliche Soundcharaktere einzustellen. Als
Mediums 32 kann hierbei wahlweise ein gasförmiges
oder flüssiges Medium verwendet werden. Die Volumenvariierungseinrichtung 28 kann
zudem mit einem nicht gezeigten Motorsteuergerät bzw. einer
Schaltsaugrohrsteuerung gekoppelt sein, so dass die Variierung der
Menge des Mediums 32 innerhalb des flexiblen Körpers 30 in
Abhängigkeit der jeweiligen Betriebsparameter gezielt eingestellt
werden kann. Im einfachsten Fall kann vorgesehen sein, dass der
flexible Körper 30 über die Öffnung 34 mit
Atmosphärendruck beaufschlagt wird, so dass sein Volumen
passiv anhand der jeweils vorherrschenden Druckdifferenz zwischen
dem äußeren Atmosphärendruck und einem innerhalb
des Unterraums 18b herrschenden Druck eingestellt wird.
Innerhalb des Unterraums 18b ist zudem ein Begrenzungselement 36 angeordnet,
mittels welchem das Volumen des flexiblen Körpers 30 zu begrenzen
ist. Um einen Druckausgleich zwischen den Unterräumen 18a, 18b zu
ermöglichen, umfasst das schwingfähige Element 20a eine
Drossel 38, welche einen Druckausgleich zwischen den beiden
Unterräumen 18a, 18b ermöglicht.
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Die
Wände des balgartigen Körpers 30 sind hierbei
aus einem in radialer Richtung steifen und in axialer Richtung weichem
Material gefertigt, um sicherzustellen, dass der Körper 30 die
erforderliche mechanische Druckstabilität aufweist. Zu
weiche Wände können dazu führen, dass
der Körper 30 durch den Druck bzw. die Druckschwankungen
im Unterraum 18b gesteuert wird und nicht oder nicht präzise
genug auf das gewünschte Volumen eingestellt werden kann.
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Der
Schall tritt dabei gemäß Pfeil S1 in
den ersten Raum 14a bzw. den Unterraum 18a ein
und führt zur Auslenkung der schwingfähigen Elemente 20a, 20b.
Der hierdurch aus dem ersten Raum 14a in den zweiten Raum 14b übertragene
Schall tritt dann gemäß Pfeil S2 aus
dem Schallaustritt 24 aus und wird entsprechend zum Innenraum
des Kraftfahrzeugs weitergeleitet. Mit Hilfe der Volumenvariierungseinrichtung 28 kann
hierbei gezielt Einfluss auf die übertragenen Schallfrequenzen
und Schallamplituden genommen werden.
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2 zeigt
eine schematische seitliche Schnittansicht der Vorrichtung zur Geräuschgestaltung
gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
Im Unterschied zum in 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel
ist hierbei eine zusätzliche Ventileinrichtung 40 in
der Außenwand des Hohlkörpers 10 angeordnet,
mittels welcher der Zu- bzw. Austritt des Mediums 32 zwischen
dem flexiblen Körper 30 und einem Außenraum 42 des
Hohlkörpers 10 einzustellen ist. Auch hierbei
kann vorgesehen sein, dass die Ventileinrichtung 40 passiv,
das bedeutet über jeweilige Druckunterschiede, oder aktiv
mit Hilfe zugeordneter Aktuatoren, Steuergeräte und dergleichen
geschaltet wird.
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3 zeigt
eine schematische seitliche Schnittansicht der Vorrichtung zur Geräuschübertragung
gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
Im Unterschied zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen
ist hierbei der flexible Körper 30 geschlossen
und somit mit einer konstanten Menge des gasförmigen und/oder
flüssigen Mediums 32 befüllt. Der flexible
Körper 30 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel
sowohl innerhalb des Unterraums 18b als auch im Außenraum 42 angeordnet.
Die Ventileinrichtung 40 befindet sich innerhalb des sich
durch die Öffnung 34 erstreckenden Körpers 30 und
ermöglicht die Einstellung einer Verteilung des Mediums 32 zwischen
dem innerhalb des Unterraums 18b angeordneten Teil des
Körpers 30 und dem im Außenraum 42 angeordneten
Teil des Körpers 30. Die Volumenvariierungseinrichtung 28 ist
somit vorliegend passiv ausgebildet und ermöglicht eine
Einstellung des Volumens des Unterraums 18b anhand des
Druckunterschieds zwischen dem Innendruck und dem Außendruck
des Unterraums 18b. Weiterhin kann durch die geeignete
Wahl des Mediums 32 zusätzlicher Einfluss auf
die resultierende Soundcharakteristik der Vorrichtung genommen werden.
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4 zeigt
eine schematische seitliche Schnittansicht der Vorrichtung zur Geräuschgestaltung
gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel.
Im Unterschied zum vorhergehenden dritten Ausführungsbeispiel
ist hierbei die Öffnung 34 innerhalb der akustisch
im Wesentlichen inaktiven Wandung 12 angeordnet. Der flexible
Körper 30, welcher vorliegend ebenfalls geschlossen
ausgebildet und mit einer konstanten Menge des Mediums 32 befüllt
ist, erstreckt sich aus dem Unterraum 18b durch die Öffnung 34 in den
vierten Unterraum 18d. Zur Beeinflussung der Verteilung
des Mediums 32 innerhalb der beiden Unterräume 18b, 18d ist
ebenfalls die Ventileinrichtung 40 vorgesehen, mittels
welcher Einfluss auf die Verteilung des Mediums 32 genommen
werden kann. Ein weiterer Unterschied zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen
besteht darin, dass kein Begrenzungselement 36 vorgesehen
ist und die Unterräume 18b bzw. 18d jeweils
vollständig durch den Körper 30 ausgefüllt
werden können.
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5 zeigt
eine schematische seitliche Schnittansicht der Vorrichtung zur Geräuschgestaltung
gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel.
Der flexible Körper 30 ist hierbei wieder nur
im zweiten Unterraum 18b angeordnet. Durch die Öffnung 34 in der
Wandung 12 kann im vorliegenden Ausführungsbeispiel
eine Volumenvariierung des Körpers 30 durch Zu-
oder Austritt des Mediums 32 aus dem vierten Unterraum 18d erfolgen.
Der Zu- oder Austritt des Mediums 32 kann wiederum durch
die Ventileinrichtung 40 gezielt beeinflusst werden.
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6 zeigt
schließlich eine schematische seitliche Schnittansicht
der Vorrichtung zur Geräuschgestaltung gemäß einem
sechsten Ausführungsbeispiel. Der flexible Körper 30 ist
wiederum geschlossen ausgebildet und mit einer konstanten Menge
des Mediums 32 befüllt. Der flexible Körper 30 ist teilweise
innerhalb des dritten Unterraums 18c angeordnet und erstreckt
sich durch die Öffnung 34 in den Außenraum 42 der
Vorrichtung. Das Volumen des Unterraums 18c kann im vorliegenden
Ausführungsbeispiel mit Hilfe des mechanischen Aktuators 44 eingestellt
werden, welcher mit dem flexiblen Körper 30 gekoppelt
ist und gemäß Doppelpfeil VI bewegt werden
kann. Der Aktuator 44 ist dabei vorzugsweise mit einem
Motorsteuergerät der Brennkraftmaschine gekoppelt und wird
in Abhängigkeit von betriebssituationsabhängigen
Steuersignalen gesteuert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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