DE102008009533A1

DE102008009533A1 - Vorrichtung zur Geräuschgestaltung bei einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102008009533A1
Application number: DE200810009533
Authority: DE
Inventors: Matthias Alex; Marcus Dr.-Ing. Hofmann; Rudolf Dr. Starobinski
Original assignee: Daimler AG; Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH; Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2008-02-16
Filing date: 2008-02-16
Publication date: 2009-08-20

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Geräuschgestaltung bei einem Kraftfahrzeug, mit einem Hohlkörper (10), welcher durch wenigstens eine im Wesentlichen akustisch inaktive Wandung (12) in wenigstens zwei Räume (14a, 14b) unterteilt ist, und mit einer Schallübertragungseinrichtung (16), welche wenigstens ein erstes, den ersten Raum (14a) in einen ersten und einen zweiten Unterraum (18a, 18b) teilendes und ein zweites, den zweiten Raum (14b) in einen dritten und einen vierten Unterraum (18c, 18d) teilendes schwingfähiges Element (20a, 20b) umfasst, die zur Schallübertragung aus dem ersten in den zweiten Raum (14a, 14b) miteinander in Wirkverbindung stehen, wobei der erste Raum (14a) über einen Schalleintritt (22) mit einem gasführenden Teil einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs koppelbar ist und wobei der zweite Raum (14b) über einen Schallaustritt (24) akustisch mit einem Innenraum des Kraftfahrzeugs und/oder einem das Kraftfahrzeug umgebenden Raum koppelbar ist, wobei eine Vlumenvariierungseinrichtung (28) vorgesehen ist, mittels welcher ein Volumen zumindest eines Unterraums (18) einzustellen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Geräuschgestaltung bei einem Kraftfahrzeug der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
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 und damit auf die Soundcharakteristik genommen werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Geräuschgestaltung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche variablere akustische Übertragungseigenschaften besitzt.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zur Geräuschgestaltung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Volumenvariierungseinrichtung kann somit Einfluss auf die Druckverhältnisse innerhalb der beiden Räume genommen werden, wodurch sich die Gleichgewichtslage und die Übertragungseigenschaften der schwingfähigen Elemente entsprechend ändern. Dies erlaubt die gezielte Einstellung unterschiedlicher Soundcharaktere, wodurch die Vorrichtung variablere akustische Übertragungseigenschaften besitzt. Zudem kann die Vorrichtung auch problemlos bei Brennkraftmaschinen mit Schaltsaugrohren verwendet werden, da mit Hilfe der Volumenvariierungseinrichtung die durch das Schalten des Schaltsaugrohrs sich ändernden Anregungsfrequenzen und -amplituden entsprechend kompensiert bzw. angepasst werden können. Entsprechendes gilt für Brennkraftmaschinen mit Turbo- oder Kompressoraufladung, bei welchen über den Betriebsbereich der Brennkraftmaschine stark unterschiedliche Anregungsfrequenzen und -amplituden auftreten können.
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:
1 eine schematische seitliche Schnittansicht einer Vorrichtung zur Geräuschgestaltung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
2 eine schematische seitliche Schnittansicht der Vorrichtung zur Geräuschgestaltung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel; und
3 eine schematische seitliche Schnittansicht der Vorrichtung zur Geräuschgestaltung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
1 zeigt eine schematische seitliche Schnittansicht einer Vorrichtung zur Geräuschgestaltung bei einem Kraftfahrzeug gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Die Vorrichtung umfasst hierzu einen Hohlkörper 10, welcher durch eine 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 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel einteilig ausgebildet und zur Schallübertragung aus dem ersten Raum 14a in den zweiten Raum 14b gemäß Doppelpfeil I verschwenkbar in der Wandung 12 gelagert. Der erste Raum 14a ist über einen Schalleintritt 22 mit einem gasführenden Teil – insbesondere einem Ansaugtrakt – einer Brennkraftmaschine koppelbar. Ein gemäß Pfeil S₁ durch den Schalleintritt 22 eintretender Schall beaufschlagt das erste schwingfähige Element 20a und erzeugt eine entsprechende Auslenkung des zweiten schwingfähigen Elements 20b. Der hierdurch übertragene Schall tritt danach gemäß Pfeil S₂ aus einem Schallaustritt 24 des zweiten Raums 14b aus. Der Schallaustritt 24 wird akustisch mit einem Innenraum des Kraftfahrzeugs bzw. einem das Kraftfahrzeug umgebenden Raum gekoppelt, so dass ein Fahrer des Kraftfahrzeugs in die Lage versetzt wird, den lastabhängigen Geräuscheindruck der Brennkraftmaschine akustisch wahrzunehmen. Zur Begrenzung der Auslenkung der schwingfähigen Elemente 20a, 20b umfasst der Hohlkörper 10 diesen zugeordnete Anschläge 26a, 26b. Um die Übertragungseigenschaften der Vorrichtung bei der Schallübertragung variabler gestalten zu können, ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Volumenvariierungseinrichtung 28 im dritten Unterraum 18c angeordnet. Die Volumenvariierungseinrichtung 28 ermöglicht eine Einstellung des Volumens des Unterraums 18c. So erhöht sich beispielsweise durch eine Reduzierung des Volumens die Steifigkeit des im Unterraum 18c vorhandenen Gases. Hierdurch ändert sich entsprechend das dynamische Auslenkungsverhalten der schwingfähigen Elementen 20a, 20b und somit die akustische Übertragungsfunktion der Vorrichtung zur Geräuschgestaltung. Umgekehrt verringert sich durch eine Erhöhung des Volumens die Steifigkeit des im Unterraum 18c befindlichen Gases. Die Volumenvariierungseinrichtung 28 umfasst zur Variierung des Volumens einen flexiblen und im Wesentlichen balgartig ausgebildeten Körper 30, welcher vorliegend mit einem gasförmigen Medium 32 befüllt ist. Durch Variierung einer Menge des Mediums 32 kann das Volumen des flexiblen Körpers 30 und das damit korrespondierende Volumen des dritten Unterraums 18c gezielt eingestellt werden. Das maximale Volumen des Körpers 30 und somit das minimale Volumen des dritten Unterraums 18c ist mit Hilfe eines Begrenzungselements 34 definiert, welches als Anschlag dient.
Der flexible Körper 30 und das Begrenzungselement 34 sind über ein Federelement 36 miteinander gekoppelt. Das Federelement 36 dient dabei im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Rückholfeder. Um einen Zu- oder Austritt des Mediums 32 in bzw. aus dem Körper 30 zu ermöglichen, umfasst dieser eine Ventileinrichtung 38, welche im vorliegenden Ausführungsbeispiel als passiv öffnende Klappe ausgebildet ist und beim Überschreiten einer vorbestimmten Druckdifferenz zwischen dem Innendruck des Körpers 30 und dem Innendruck des dritten Unterraums 18c öffnet. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Ventileinrichtung 38 mittels eines Aktuators bzw. eines Motorsteuergeräts betätigbar ist und beispielsweise in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine geöffnet oder geschlossen wird. Der flexible Körper 30 umfasst weiterhin eine Druckausgleichseinrichtung 40a, welche einen Austausch des Mediums 32 zwischen dem Innenraum des Körpers 30 und einem Außenraum 42 der Vorrichtung ermöglicht. Die Druckausgleichseinrichtung 40a ist dabei vorliegend als kalibrierte Bohrung ausgebildet. Eine weitere Druckausgleichseinrichtung 40b ist im ersten schwingfähigen Element 20a angeordnet und erlaubt einen Druckausgleich zwischen den beiden Unterräumen 18a, 18b.
2 zeigt eine schematische seitliche Schnittansicht der Vorrichtung zur Geräuschgestaltung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied zum in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist hierbei die Druckausgleichseinrichtung 40a derart angeordnet, dass der Austausch des Mediums 32 zwischen dem Innenraum des Körpers 30 und dem dritten Unterraum 18c erfolgen kann.
3 zeigt eine schematische seitliche Schnittansicht der Vorrichtung zur Geräuschgestaltung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen ist der flexible Körper hierbei mit einer konstanten Menge des flüssigen und/oder gasförmigen Mediums 32 befüllt. Die Volumenvariierungseinrichtung 28 umfasst weiterhin eine Trennwand 44, welche den dritten Unterraum 18c in zwei Teilräume 46a, 46b unterteilt. Die ebenfalls als Klappe ausgebildete Ventileinrichtung 38 ist hierbei derart angeordnet, dass sie in der gezeigten Offenstellung einen Druckausgleich zwischen den beiden Teilräumen 46a, 46b des dritten Unterraums 18c ermöglicht. Durch ein gezieltes Öffnen und Schließen der Ventileinrichtung 38 wird somit die Verteilung des Mediums 32 bzw. des flexiblen Körpers 30 zwischen den beiden Teilräumen 46a, 46b beeinflusst. In einer Außenwand des Hohlkörpers 10 ist zudem die Druckausgleichseinrichtung 40a angeordnet, welche einen vergleichsweise langsamen Druckausgleich zwischen dem Unterraum 18c und dem Außenraum 42 der Vorrichtung ermöglicht. Auch hierbei kann wiederum vorgesehen sein, dass die Ventileinrichtung 38 selbstregulierend über Druckunterschiede öffnet bzw. schließt oder dass ein vorzugsweise mit einem Steuergerät der Brennkraftmaschine gekoppelter Aktuator vorgesehen ist, mittels welchem das Öffnen bzw. Schließen der Ventileinrichtung 38 vorgenommen wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 10212257 B4 [0002]

Claims

Vorrichtung zur Geräuschgestaltung bei einem Kraftfahrzeug, mit einem Hohlkörper (10), welcher durch wenigstens eine im Wesentlichen akustisch inaktive Wandung (12) in wenigstens zwei Räume (14a, 14b) unterteilt ist, und mit einer Schallübertragungseinrichtung (16), welche wenigsten ein erstes, den ersten Raum (14a) in einen ersten und einen zweiten Unterraum (18a, 18b) teilendes und ein zweites, den zweiten Raum (14b) in einen dritten und einen vierten Unterraum (18c, 18d) teilendes schwingfähiges Element (20a, 20b) umfasst, die zur Schallübertragung aus dem ersten in den zweiten Raum (14a, 14b) miteinander in Wirkverbindung stehen, wobei der erste Raum (14a) über einen Schalleintritt (22) mit einem gasführenden Teil einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs koppelbar ist und wobei der zweite Raum (14b) über einen Schallaustritt (24) akustisch mit einem Innenraum des Kraftfahrzeugs und/oder einem das Kraftfahrzeug umgebenden Raum koppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Volumenvariierungseinrichtung (28) vorgesehen ist, mittels welcher ein Volumen zumindest eines Unterraums (18) einzustellen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Volumenvariierungseinrichtung (28) einen Körper (30) umfasst, welcher mit einem gasförmigen und/oder einem flüssigen Medium (32) befüllbar ist und mittels welchem das Volumen des zumindest einen Unterraums (18) einzustellen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Menge des Mediums (32) zum Einstellen eines Volumens des Körpers (30) variierbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (30) zumindest im Wesentlichen balgartig und/oder flexibel ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des zumindest einen Unterraums (18) ein Begrenzungselement (34) angeordnet ist, mittels welchem das Volumen des Körpers (30) zu begrenzen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (30) und das Begrenzungselement (34) mittels eines Federelements (36) miteinander gekoppelt sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ventileinrichtung (38), insbesondere eine Wippe und/oder eine Klappe und/oder eine Drossel, vorgesehen ist, mittels welcher ein Zu- bzw. Austritt des Mediums (32) in bzw. aus dem Unterraum (18) zu ermöglichen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Druckausgleichseinrichtung (40), insbesondere ein Ventil und/oder eine Bohrung und/oder eine Drossel, zum Ein- oder Austritt von Gas in bzw. aus wenigstens einem Unterraum (18) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Volumenvariierungseinrichtung (28) im zweiten und/oder im dritten und/oder im vierten Unterraum (18b, 18c, 18d) und/oder zumindest teilweise außerhalb des Hohlkörpers (10) angeordnet ist.