DE102012014292A1

DE102012014292A1 - Vorrichtung zur Belüftung des Innenraums eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102012014292A1
Application number: DE201210014292
Authority: DE
Inventors: Paul Zukowski
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2012-07-19
Filing date: 2012-07-19
Publication date: 2014-03-20
Anticipated expiration: 2032-07-20
Also published as: DE102012014292B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Belüftung des Innenraums eines Kraftfahrzeugs mit einer zur Ausleitung eines Luftstroms (9) aus dem Innenraum des Kraftfahrzeugs dienenden Entlüftungsöffnung (5) und mit einem Schallabsorber (3) zur Dämpfung des durch die Entlüftungsöffnung (5) einfallenden Schalls (12, bei der der Schallabsorber (3) zurückgesetzt von der Entlüftungsöffnung (5) in einem Lüftungskanal (8) angeordnet ist und an seiner Stirnseite eine in Richtung Entlüftungsöffnung (5) weisende akustische Absorptionsfläche (13) hat. Der durch die Entlüftungsöffnung (5) auszuleitende Luftstrom (9) umströmt den Schallabsorber (3) an seinen Seitenflächen (16, 17).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Belüftung des Innenraums eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Zum Entlüften des Innenraums von Kraftfahrzeugen sind Einrichtungen zur Zwangsentlüftung bekannt, die insbesondere die Fahrgastzelle über eine Entlüftungsöffnung im Heck des Fahrzeugs zwangsweise entlüften. Durch die Entlüftungsöffnung können Außengeräusche in den Fahrgastraum eindringen, die dort von den Fahrzeuginsassen als störend empfunden werden. Es besteht somit die Forderung, geeignete Dämpfungsmaßnahmen zu finden, die ein Eindringen der Außengeräusche über die Entlüftungsöffnung in den Innenraum des Kraftfahrzeugs möglichst weitgehend verhindern. Als Außengeräusche treten insbesondere Windgeräusche, Reifenabrollgeräusche und Geräusche aus der Abgasanlage auf.
Gerade durch immer höher werdende Ansprüche an den Komfort, wird seit Jahrzehnten mit Nachdruck versucht, störende Geräusche vom Innenraum von Kraftfahrzeugen fernzuhalten. Dies hat zur Folge, dass heute auch schwächere akustische Störquellen von den Insassen eines Kraftfahrzeugs als störend wahrgenommen werden. Um an Entlüftungsöffnungen eindringende Außengeräusche zu dämpfen, ist es bekannt, schallabsorbierende Elemente zu verwenden, durch die ein aus dem Innenraum auszuleitender Luftstrom hindurchströmen kann.
Aus der DE 198 45 196 A1 ist ein schallabsorbierendes Element bekannt, welches als Baumwollfaservlies oder als Polypropylenfaservlies ausgebildet sein kann. Dieses schallabsorbierende Element, welches auch als Dämpfungsmatte bezeichnet werden kann, überdeckt die gesamte Entlüftungsöffnung. Im laufe der Zeit kann eine derartige Dämpfungsmatte durch Staubpartikel verschmutzen, wodurch sich der Durchgangswiderstand für die auszuleitende Luft entsprechend erhöht. Die Entlüftungseigenschaften werden dadurch beeinträchtigt.
Aus der DE 26 34 528 A1 ist eine Vorrichtung zum Entlüften des Fahrgastraum eines Kraftfahrzeugs bekannt, bei der im Bereich der Entlüftungsöffnung Umlenkstege und Schottwände aus Schaumstoffmaterial vorgesehen sind, die eine Geräuschdämpfungswirkung aufweisen. Die Anordnung der Umlenkstege und Schottwände erzwingt eine mehrfache Umlenkung des auszuleitenden Luftstroms und stellt damit eine entsprechende Behinderung des auszuleitenden Luftstroms dar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Belüftung des Innenraums eins Kraftfahrzeugs zu schaffen, die im Bereich einer Entlüftungsöffnung einen Schallabsorber zur Dämpfung des durch die Lüftungsöffnung einfallenden Schalls besitzt, der eine möglichst gute Schalldämpfung besitzt und gleichzeitig einen möglichst geringen Strömungswiderstand für den durch die Entlüftungsöffnung auszuleitenden Luftstrom ergibt.
Die Lösung dieser Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 erhalten. Besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 besitzt die Vorrichtung zur Belüftung des Innenraums eines Kraftfahrzeugs einen Schallabsorber, der zurückgesetzt von der Entlüftungsöffnung in einem Lüftungskanal angeordnet ist und an seiner Stirnseite eine in Richtung Entlüftungsöffnung weisende akustische Absorptionsfläche hat. Der durch die Entlüftungsöffnung auszuleitende Luftstrom umströmt den Schallabsorber an seine Seitenflächen, die vorzugsweise eine strömungstechnisch optimierte Oberfläche haben. Die Umströmung des Schallabsorbers erfordert keine den Luftstrom stark beeinträchtigenden mehrfachen Umlenkungen des Luftstroms, sondern kann sehr strömungsgünstig erfolgen. Der durch die Entlüftungsöffnung eindringende Schall trifft senkrecht auf die hinter der Entlüftungsöffnung in geringem Abstand angeordnete Absorptionsfläche des Schallabsorbers, wo der Schall stark gedämpft diffus zurückgestrahlt wird. In den zum Innenraum des Kraftfahrzeugs führenden Lüftungskanal kann somit praktisch kein Schall von außerhalb des Kraftfahrzeugs durch die Entlüftungsöffnung eindringen.
Der Schallabsorber hat bevorzugt einen sich in Richtung Entlüftungsöffnung aufweitenden Körper, dessen Seitenflächen im Längsschnitt halbwellenförmige Leitflächen bilden. Die Halbwellenform kann dabei entlang zweier gegenläufiger Kreisradien oder auch entlang einer Sinuskurve verlaufen. In beiden Fällen befindet sich der tiefste Punkt der Halbwelle an der Rückseite des Schallabsorbers und der höchste Punkt der Halbwelle im Bereich dessen Stirnseite. Der Schallabsorber ist durch die Ausbildung der Seitenflächen als im Längsschnitt halbwellenförmige Leitflächen für den Einsatz im Lüftungskanal besonders gut geeignet.
Die Absorptionsfläche am Schallabsorber besteht vorzugsweise aus einer Vielzahl von in Richtung Entlüftungsöffnung weisenden Pyramidenspitzen oder Noppen, die eine diffuse Schallreflexion erzeugen.
Um eine diffuse Reflexion des einfallenden Schalls an der Absorptionsfläche zu erhalten, kann die Absorptionsfläche ganz allgemein eine gefaltete oder gewellte Oberfläche haben.
Damit durch die Entlüftungsöffnung einfallender Schall nicht in den zum Innenraum des Kraftfahrzeugs führenden Lüftungskanal eindringen kann, ist es besonders vorteilhaft, wenn die Absorptionsfläche des Schallabsorbers in ihrer Außenkontur an die Außenkontur der mit ihr fluchtenden Entlüftungsöffnung angepasst ist. Dabei kann die Absorptionsfläche auch geringfügig größer sein als die zugehörige Grundfläche der Entlüftungsöffnung. Je nach Anwendungsfall kann es auch ausreichend sein, die Absorptionsfläche kleiner auszubilden als die zugehörige Grundfläche der Entlüftungsöffnung. Damit die Grundfläche der Entlüftungsöffnung und die Absorptionsfläche fluchten, sind diese konzentrisch zueinander angeordnet.
Das für die Absorptionsfläche verwendete akustische Material ist vorzugsweise ein offenporiges oder fasriges Material, wie es zur Schalldämpfung in vielen akustischen Anwendungsbereichen eingesetzt wird. Als offenporiges Material kann hierbei Schaumstoff verwendet werden. Die Absorptionsfläche kann aber auch aus einem Glasfasermaterial bestehen.
Der im Abstand von der Entlüftungsöffnung zurückgesetzt im Lüftungskanal angeordnete Schallabsorber kann an einem Trägerelement befestigt sein, welches rückseitig an einem Entlüftungsgitter der Entlüftungsöffnung absteht. Das Entlüftungsgitter kann somit zusammen mit dem Schallabsorber eine Baueinheit bilden, die eine einfache Montage am Kraftfahrzeug ermöglicht.
Um die Strömungseigenschaften im Bereich des Schallabsorbers für den auszuleitenden Luftstrom zu optimieren, kann an der der Absorptionsfläche entgegengesetzten Rückseite des Schallabsorbers ein Strömungskörper vorgesehen sein, der der Luftströmung des auszuleitenden Luftstroms einen möglichst geringen Strömungswiderstand entgegensetzt.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine im Längsschnitt dargestellte Vorrichtung mit einem gegenüber einer Entlüftungsöffnung zurückgesetzt angeordnetem Schallabsorber,
2 die Seitenansicht eines Schallabsorbers mit einer akustischen Platte, die eine Absorptionsfläche mit Pyramidenspitzen bildet,
3 eine perspektivische Darstellung des Schallabsorbers von 2,
4 einen in Seitenansicht dargestellten Schallabsorber mit noppenförmiger Absorptionsfläche und
5 eine rückseitige Ansicht eines Trägerelements, wie es bei der Vorrichtung von 1 verwendet wird.
Die in 1 dargestellte Vorrichtung besteht aus einem Entlüftungsgitter 1, einem rückseitig vom Entlüftungsgitter 1 abstehenden Trägerelement 2 und einem an dem Trägerelement 2 angebrachten Schallabsorber 3. Das Entlüftungsgitter 1 bildet eine mehrere Entlüftungsschlitze 4 aufweisende Entlüftungsöffnung 5, und ist beispielsweise am Heck 6 eines Kraftfahrzeugs angebracht. Ein mit unterbrochenen Linien 7 angedeuteter Lüftungskanal 8 führt zu dem hier nicht dargestellten Innenraum eines Kraftfahrzeugs.
Ein aus dem Innenraum auszuleitender Luftstrom 9, der durch Pfeile 10 dargestellt ist, umströmt den Körper 11 des Schallabsorbers 3 in Richtung Entlüftungsöffnung 5, wo dieser Luftstrom 9 durch das Lüftungsgitter 1 aus dem Kraftfahrzeug ausgeleitet wird.
Durch die Lüftungsöffnung 5 können Windgeräusche, Reifenabrollgeräusche und andere Geräusche als Schall einfallen. Der durch die Entlüftungsöffnung einfallende Schall ist hier durch wellenförmige Richtungspfeile 12 dargestellt.
Damit der einfallende Schall 12 nicht über den Lüftungskanal 8 in den Innenraum des Kraftfahrzeugs eindringen kann, ist konzentrisch zur Entlüftungsöffnung 5 und in geringem Abstand zurückgesetzt von dieser der Schallabsorber 3 mit einer in Richtung Entlüftungsöffnung 5 weisenden Absorptionsfläche 13 angeordnet. Die Absorptionsfläche 13 wird, wie in 3 ersichtlich, von einer Vielzahl von Pyramidenspitzen gebildet und besteht vorzugsweise aus einem schallabsorbierenden Material oder einer entsprechenden schallabsorbierenden Oberfläche. Der auf die Absorptionsfläche 13 auftreffende Schall 12 wird einerseits durch die pyramidenförmige Struktur und andererseits auch durch die schallabsorbierende Oberflächenbeschaffenheit gedämpft und diffus reflektiert. Dadurch wird erreicht, dass kein störender Schall über den Lüftungskanal 8 in den Innenraum des Kraftfahrzeugs eindringen kann.
Das im dargestellten Ausführungsbeispiel rechtwinklige Trägerelement 2 besitzt oberhalb des Schallabsorbers 3 eine Durchlassöffnung 14, die großflächig ausgebildet ist, um den Luftstrom 9 möglichst nicht zu behindern. Außerdem kann rückseitig am Schallabsorber 3 bzw. am Trägerelement 2 ein Strömungskörper 15 angeordnet sein, der hier beispielhaft mit unterbrochener Linie als gerundeter Körper dargestellt ist.
Die seitliche Ansicht des Schallabsorbers 3 zeigt, dass dessen obere und untere Seitenflächen 16, 17 halbwellenförmige Leitflächen für den Luftstrom 9 bilden. Der Verlauf der Halbwelle kann durch zwei ineinander übergehende, gegenläufige Radien R1, R2 oder entsprechend einer Sinuskurve ausgebildet sein.
In 2 und 3 ist ein Schallabsorber 3 dargestellt, dessen Absorptionsfläche 13 von einer aus einem dämpfenden akustischen Material gefertigten Platte 18 bebildet wird. Als akustisches Material kann Schaumstoff oder ein schallabsorbierendes Flies Verwendung finden. In 3 ist insbesondere ersichtlich, dass die Absorptionsfläche 13 aus einer Vielzahl von in Richtung Entlüftungsöffnung 5 (1) abstehenden Pyramidenspitzen 19 besteht.
Die Absorptionsfläche 13 bildet in den dargestellten Ausführungsbeispielen jeweils die Stirnfläche des Absorptionskörpers 3 während dieser mit seiner Rückseite am Trägerelement 2 befestigt ist.
Schließlich zeigt 4 ein vereinfacht dargestelltes Ausführungsbeispiel eines Schallabsorbers 3, dessen Absorptionsfläche 13 von einer Vielzahl. von stirnseitig abstehenden Noppen 20 gebildet wird. Auch hier ist, wie in 2 und 3 eine akustische Platte 18 vorgesehen, die Teil des Schallabsorbers 3 ist.
Die in den Ausführungsbeispielen dargestellten Varianten des Schallabsorbers 3 stellen bevorzugte Ausführungsformen dar. Je nach Anwendungsfall können die vier Seitenflächen des Schallabsorbers 3 eine mehr oder weniger stark ausgeprägte Halbwellenform haben. Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit, die Seitenflächen des Schallabsorbers 3 rückseitig von einem gemeinsamen Ausgangspunkt ausgehen zu lassen, so dass die Rückseite 21 (4) eine minimale Fläche erhält.
5 zeigt perspektivisch eine rückseitige Ansicht eines Trägerelements 2, wie es bei der Vorrichtung von 1 verwendet wird. An der innenliegenden Rückseite 22 ist unterhalb der Durchlassöffnung der in 1 dargestellte Schallabsorber 3 befestigt.
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 19845196 A1 [0004]
DE 2634528 A1 [0005]

Claims

Vorrichtung zur Belüftung des Innenraums eines Kraftfahrzeugs mit einer zur Ausleitung eines Luftstroms (9) aus dem Innenraum des Kraftfahrzeugs dienenden Entlüftungsöffnung (5) und mit einem Schallabsorber (3) zur Dämpfung des durch die Entlüftungsöffnung (5) einfallenden Schalls (12), dadurch gekennzeichnet, dass der Schallabsorber (3) im Abstand zurückgesetzt von der Entlüftungsöffnung (5) in einem Lüftungskanal (8) angeordnet ist und an seiner Stirnseite eine in Richtung Entlüftungsöffnung (5) weisende akustische Absorptionsfläche (13) hat, und dass der durch die Entlüftungsöffnung (5) auszuleitende Luftstrom (9) den Schallabsorber (3) an seinen Seitenflächen (16, 17) umströmt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schallabsorber (3) einen sich in Richtung Entlüftungsöffnung (5) aufweitenden Körper (11) hat.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenflächen (16, 17) des Schallabsorbers (3) im Längsschnitt halbwellenförmige Leitflächen bilden.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenflächen (16, 17) in Strömungsrichtung des auszuleitenden Luftstroms (9) im Längsschnitt mit einem ersten Radius (R1) und einem daran anschließenden zweiten, gegenläufigen Radius (R2) den Körper (11) des Schallabsorbers (3) erweitern.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenflächen (16, 17) im Längsschnitt jeweils entlang einer ansteigenden Halbwelle einer Sinuskurve verlaufen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Absorptionsfläche (13) aus einer Vielzahl von in Richtung Entlüftungsöffnung (5) weisenden Pyramidenspitzen (19) oder Noppen (20) besteht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Absorptionsfläche (13) eine gefaltete oder gewellte Oberflächenform hat.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schallabsorber (3) mit seiner Absorptionsfläche (13) zur Grundfläche der Entlüftungsöffnung (5) konzentrisch angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundfläche der Absorptionsfläche (13) gleich oder größer ist als die Grundfläche der Entlüftungsöffnung (5).
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein offenporiges oder fasriges Material die Absorptionsfläche (13) bildet.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine am Körper (11) des Schallabsorbers (3) angebrachte akustische Platte (18) die Absorptionsfläche (13) bildet.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die akustische Platte (18) aus Schaumstoff besteht.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einem die Entlüftungsöffnung (5) aufweisenden Entlüftungsgitter (1) ein rückseitig abstehendes Trägerelement (2) angebracht ist, und dass am Trägerelement (2) der Schallabsorber (3) befestigt ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der in den Lüftungskanal (8) ragenden Rückseite (21) des Schallabsorbers (3) ein Strömungskörper (15) angeordnet ist, der dem auszuleitenden Luftstrom (9) einen geringen Strömungswiderstand entgegensetzt.