DE102014101826B4

DE102014101826B4 - Schallgebersystem für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102014101826B4
Application number: DE102014101826.5A
Authority: DE
Inventors: Bernd Schädler
Original assignee: Tenneco GmbH
Current assignee: Tenneco GmbH
Priority date: 2014-02-13
Filing date: 2014-02-13
Publication date: 2016-08-04
Anticipated expiration: 2034-02-14
Also published as: GB2524390A; US10063950B2; DE102014101826A1; GB2524390B; GB201502449D0; US20150230012A1

Abstract

Schallgebersystem (1) für Kraftfahrzeuge (3) mit einem eine Mittelachse (1.8) aufweisenden, einen Schallraum zumindest teilweise begrenzenden Gehäuse (1.2) und mit mindestens einem innerhalb des Gehäuses (1.2) angeordneten Lautsprecher (1.1), wobei an das Gehäuse (1.2) ein erster Schallleitungsstutzen (1.4) mit einer Mittelachse M1 akustisch angekoppelt ist, der den Schallraum in eine Richtung R1 entlang der Mittelachse M1 bis in ein Fahrzeugheck erweitert, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein zweiter Schallleitungsstutzen (1.5) mit einer Mittelachse M2 akustisch an das Gehäuse (1.2) angekoppelt ist, der den Schallraum in eine Richtung R2 entlang der Mittelachse M2 bis in den vorderen Fahrzeugbereich des Motors erweitert, so dass die Richtung R1 von der Richtung R2 abweicht.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schallgebersystem für Kraftfahrzeuge mit einem eine Mittelachse aufweisenden, einen Schallraum zumindest teilweise begrenzenden Gehäuse und mit mindestens einem innerhalb des Gehäuses angeordneten Lautsprecher, wobei an das Gehäuse ein erster Schallleitungsstutzen mit einer Mittelachse M1 akustisch angekoppelt ist, der den Schallraum in eine Richtung R1 entlang der Mittelachse M1 bis in ein Fahrzeugheck erweitert.
Aus der EP 2 108 791 B1 ist bereits ein aktiver Schalldämpfer für eine Abgasanlage eines Kraftfahrzeugs mit einem mehrschaligen Gehäuse bekannt, das eine topfförmige Oberschale und eine topfförmige Unterschale mit einem trichterförmigen Schall-Leitkörper aufweist, der in die Unterschale eingesetzt ist und einen durch die Unterschale hindurch aus dem Gehäuse herausgeführten Anschlussstutzen mit einem Lautsprecher aufweist, der in der Oberschale angeordnet ist, und mit einem Bypass, durch den ein Innenraum der Oberschale mit einem Innenraum der Unterschale kommunizierend verbunden ist.
Aus der DE 10 2012 023 643 A1 ist ein Schallgebersystem für ein Fahrzeug bekannt, das eine akustische Leitung zur Verbindung des Schallgebersystems mit der Karosserie des Fahrzeugs aufweist, so dass ein akustisches Signal aus der akustischen Leitung unmittelbar in den Außenbereich oder in den Innenbereich des Fahrzeugs emittiert wird.
Aus der JP 2008-106 671 A ist ein System zur Reduzierung von Kraftfahrzeugschall bekannt. Das System weist ein Gehäuse mit einem darin angeordneten Lautsprecher auf, wobei an das Gehäuse zwei Schallleitstutzen angeschlossen sind, die beide den Schall ins Fahrzeugheck leiten bzw. das Fahrzeugheck akustisch an- bzw. abkoppeln.
Die DE 101 93 139 T1 beschreibt eine Vorrichtung zur aktiven Verringerung von tiefen Geräuschen. Bei diesem System ist ein Gehäuse mit einem Lautsprecher über die Deckenwand des Schalldämpfers bzw. eine gemeinsame Öffnung zwischen Schalldämpfergehäuse und Lautsprechergehäuse akustisch angekoppelt. Über das zum Heck hin geöffnete Schalldämpfergehäuse wird der Schall zum Fahrzeugheck geleitet.
Die JP S60-22 010 A beschreibt ein ähnliches System, bei dem ein Lautsprechergehäuse über einen Schallleitstutzen mit einem zum Heck hin geöffneten Schalldämpfergehäuse bzw. Endrohrgehäuse akustisch gekoppelt ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schallgebersystem derart auszubilden und anzuordnen, dass eine optimale Ankopplung an die Umgebung gewährleistet ist.
Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass mindestens ein zweiter Schallleitungsstutzen mit einer Mittelachse M2 akustisch an das Gehäuse angekoppelt ist, der den Schallraum in eine Richtung R2 entlang der Mittelachse M2 bis in den vorderen Fahrzeugbereich des Motors erweitert, so dass die Richtung R1 von der Richtung R2 abweicht.
Hierdurch wird erreicht, dass der zu erzeugende Schall ausgehend von der soweit punktförmigen bzw. einzelnen Schallquelle in verschiedene Bereiche des Kraftfahrzeugs wie beispielsweise in das Heck und den vorderen Bereich weitergeleitet werden kann.
Vorteilhaft kann es hierzu auch sein, wenn die Richtung R1 und die Richtung R2 einen Winkel α einschließen mit 30° <= α <= 180°. Der Winkel sollte mindestens 30° betragen, um möglichst unterschiedliche Bereiche des Kraftfahrzeugs akustisch anzukoppeln bzw. mit Schall zu versorgen. Bei 180° können gegenüberliegende Bereiche des Kraftfahrzeugs wie vorne und hinten oder rechts und links akustisch angekoppelt werden.
Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn innerhalb des Gehäuses mindestens eine erste Öffnung vorgesehen ist, an die der erste Schallleitungsstutzen und/oder der zweite Schallleitungsstutzen angeschlossen ist. Es ist grundsätzlich möglich, den jeweiligen Schallleitungsstutzen an eine separate Öffnung des Gehäuses anzuschließen oder aber auch mehrere Schallleitungsstutzen an eine Öffnung anzuschließen. Darüber hinaus ist es möglich, einem Schallleitungsstutzen mehrere Öffnungen zuzuordnen, z. B. in Form einer Perforationszone.
Vorteilhaft kann es auch sein, wenn das Gehäuse eine Gehäusewand aufweist, wobei die Gehäusewand mindestens eine erste Perforationszone P1 aufweist. Die Perforationszone P1 ist dabei entfernt von dem Schallleitungsstutzen vorgesehen, mithin nicht Teil des Schallleitungsstutzens oder Teil der akustischen Anbindung desselben. Über die Perforationszone P1 können zusätzlich Bereiche des Kraftfahrzeugs wie beispielsweise der Unterboden akustisch angekoppelt werden.
Die Perforationszone P1 ist dabei entfernt von dem Schallleitungsstutzen vorgesehen, mithin nicht Teil des Schallleitungsstutzens oder integriert in diesen. Über die Perforationszone P1 können zusätzlich Bereiche des Kraftfahrzeugs wie beispielsweise der Unterboden akustisch angekoppelt werden.
Bei der Perforationszone P1 handelt es sich um eine Zone der Gehäusewand, die mit mindestens einer Aussparung oder Ausnehmung versehen ist, über die der Schall ungedämpft austreten kann. Überdies wird der Schall ohnehin über die Gehäusewand abgestrahlt, letzteres aber in gedämpfterer Form, als es über die Perforationszone P1 der Fall ist.
Dabei kann es vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Gehäusewand eine zweite Perforationszone P2 aufweist, wobei die zweite Perforationszone P2 gegenüberliegend zur ersten Perforationszone P1 angeordnet ist. Die zweite Perforationszone P2 ist ebenfalls entfernt vom Schallleitungsstutzen angeordnet, so dass weitere Bereiche unterhalb des Kraftfahrzeugs akustisch an das Schallgebersystem angekoppelt werden können. Durch die gegenüberliegende Anordnung kann bspw. der Schall zum Unterboden des Kraftfahrzeugs und zur Straße abgestrahlt werden. Alternativ oder ergänzend kann bspw. zur linken und zur rechten Seite hin der Schall abgestrahlt werden.
Von besonderer Bedeutung kann für die vorliegende Erfindung sein, wenn mindestens ein weiterer Schallleitungsstutzen innerhalb der Gehäusewand vorgesehen ist und/oder dass mindestens ein weiterer Schallleitungsstutzen an dem ersten Schallleitungsstutzen und/oder an dem zweiten Schallleitungsstutzen vorgesehen ist. Somit ist ein akustisches Ankoppeln weiterer Bereiche unterhalb des Kraftfahrzeug möglich.
Der Klangeindruck der akustischen Ankopplung hängt maßgeblich von der Ankopplungsstelle sowie der Ausprägung des verwendeten Schallleitmediums wie bspw. eines Schallleitrohres ab.
Gelöst wird die Aufgabe auch durch ein Kraftfahrzeug mit einer Fahrzeuglängsachse A1 und mit einem Unterboden mit einem Schallgebersystem wie vorgehend beschrieben, wobei die Richtung R1 des ersten Schallleitungsstutzens in Bezug auf die Fahrzeuglängsachse A1 nach hinten bzw. zum Kraftfahrzeugheck verläuft und/oder die Richtung R2 des zweiten Schallleitungsstutzens in Bezug auf die Fahrzeuglängsachse A1 nach vorne bzw. zur Kraftfahrzeugfront verläuft, wobei der Bereich der Abgasrohre sowie der vorne angeordnete Motorbereich akustisch angekoppelt sind. Somit können der Bereich der Abgasendrohre sowie der vorne angeordnete Motorbereich akustisch angekoppelt werden. Dies gilt für elektrisch betriebene Kraftfahrzeuge selbstverständlich sinngemäß.
Vorteilhaft kann es ferner sein, wenn das Gehäuse unterhalb des Unterbodens angeordnet ist, wobei die erste Perforationszone P1 in einem dem Unterboden zugewandten Bereich der Gehäusewand angeordnet ist und/oder die zweite Perforationszone P2 in einem dem Unterboden abgewandten Bereich der Gehäusewand angeordnet ist. Somit kann der Schall zum Unterboden des Kraftfahrzeugs und gleichzeitig zur Straße abgestrahlt werden.
Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn mindestens ein Schallleitungsstutzen an den Unterboden akustisch gekoppelt/angeschlossen ist, wobei zwischen dem Unterboden und dem Schallleitungsstutzen ein Ankopplungsrohr vorgesehen werden kann. Die akustische Kopplung erfolgt vorzugsweise durch das zwischen dem Schallleitungsstutzen und dem Unterboden angeordnete Ankopplungsrohr, dessen Länge zwecks Montage angepasst werden kann. Diese Rohrverbindung kann gebildet sein durch ein geschlossenes oder zumindest endseitig perforiertes Ankopplungsrohr, das an das Gehäuse bzw. den Unterboden form- oder kraftschlüssig angeschlossen ist, so dass die in das Rohr eintretende Schallwelle auf den Unterboden übertragen wird. Das Ankopplungsrohr kann dabei unterschiedlichste Ausführungsformen aufweisen, insbesondere hinsichtlich der Länge, des Querschnitts, der Oberfläche, der Wandstärke und/oder des Wandaufbaus. Es ist beispielsweise auch ein aus Schalen gebildetes Ankopplungsrohr vorgesehen.
Dabei kann es von Vorteil sein, wenn die Ankopplung an den Unterboden über ein flexibles Kopplungsglied erfolgt, das eine Übertragung von zumindest teilweise unbestimmten Vibrationen des Schallgebersystems auf den Unterboden verhindert. Mögliche Resonanzeffekte, denen das Gehäuse unterliegt, sollten nicht akustisch an den Unterboden angekoppelt werden.
Ferner kann es von Vorteil sein, wenn der Schallleitungsstutzen über eine Ausnehmung A2 durch den Unterboden geführt ist. Damit einher geht eine wesentlich unmittelbarere akustische Ankopplung des Innenraums des Kraftfahrzeugs. Alternativ kann gleichwirkend auch das Ankopplungsrohr über eine Ausnehmung A2 durch den Unterboden geführt sein.
Schließlich kann es von Vorteil sein, wenn das Gehäuse zumindest teilweise in den Unterboden integriert ist. Die Integration erfolgt zumindest der Form nach, d. h. dass das Gehäuse und der Unterboden eine gemeinsame Anpassungszone A3 aufweisen, innerhalb derer das Gehäuse und der Unterboden der Form nach angepasst sind. Durch die geometrische Anpassung wird zum einen der Abstand zwischen dem Gehäuse und dem Unterboden verringert. Zum anderen wird die korrespondierende Kopplungsfläche vergrößert, so dass insgesamt die akustische Ankopplung verbessert wird. Eine weiterführende Integration kann durch die Schallleitungsstutzen oder daran anschließende Schallleitkanäle gebildet sein, die im oder auf dem Unterboden verlaufen.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt. Es zeigt:
1 eine Prinzipskizze des Schallgebersystems in der Seitenansicht;
2 eine Prinzipskizze des Schallgebersystems in der Ansicht von oben;
3 eine Prinzipskizze nach 1 mit veränderter Anpassungszone A3.
Ein Schallgebersystem 1 nach 1 ist gebildet aus einem Gehäuse 1.2 mit einem innerhalb einer Gehäusewand 1.3 angeordneten Lautsprecher 1.1. Unmittelbar angeschlossen an das Gehäuse 1.2 bzw. die Gehäusewand 1.3 sind verschiedene Schallleitungsstutzen 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, die zur Übertragung der vom Lautsprecher erzeugten Schallwellen in die Umgebung einerseits sowie an einen Unterboden 3.1 eines Kraftfahrzeugs 3 dienen.
Über den Schallleitungsstutzen 1.4 werden die Schallwellen in eine Richtung R1 mit Bezug zu einer Fahrzeuglängsachse A1 nach vorne weitergeleitet, letzteres falls gewünscht durch ein Leitrohr 4, welches auch als Abgasrohr ausgestaltet sein kann. Entsprechend werden die Schallwellen über den Schallleitungsstutzen 1.5 in eine Richtung R2 zu einem Heck des Fahrzeugs geleitet, ebenfalls bei Bedarf unter Anwendung eines Leitrohres 5.
Das hier dargestellte Schallgebersystem 1 ist angeschlossen an ein Kraftfahrzeug 3 bzw. an einen Kraftfahrzeugunterboden 3.1. Über den Schallleitungsstutzen 1.6 ist das Gehäuse 1.2 bzw. ein Innenraum des Gehäuses 1.2 akustisch an den Unterboden 3.1 gekoppelt. Hierzu ist endseitig am Schallleitungsstutzen 1.6 ein Ankopplungsrohr 2.1 vorgesehen mit einer flexiblen Anbindung 2.3, wie beispielsweise einem Wellschlauch bzw. einem Metallbalg. Über die Anbindung 2.3 werden sonstige Vibrationen des Gehäuses 1.2 entkoppelt. Das Ankopplungsrohr 2.1 bzw. die Anbindung 2.3 sind form- oder kraftschlüssig mit dem Unterboden 3.1 verbunden.
Der Schallleitungsstutzen 1.7 ist angeschlossen an den Schallleitungsstutzen 1.5 und verbindet diesen über ein Ankopplungsrohr 2.2 mit dem Unterboden 3.1. Innerhalb des Unterbodens 3.1 ist eine Ausnehmung A2 vorgesehen, durch die das Ankopplungsrohr 2.2 durch den Unterboden 3.1 gesteckt ist. Zwecks Entkopplung der vorstehend genannten Vibrationen und zwecks Abdichtung ist zwischen dem Ankopplungsrohr 2.2 und dem Unterboden 3.1 ein nicht weiter dargestelltes Dämpfungselement 2.4 vorgesehen.
Gemäß 2 erstrecken sich beide Schallleitungsstutzen 1.4, 1.5 in entgegengesetzte Richtungen R1, R2. Die beiden Richtungen R1, R2 schließen mit Bezug zu einer Mittelachse 1.8 des Gehäuses 1.2 einen Winkel α von 180° ein. Hierbei kommt es bei der Definition der jeweiligen Richtung R1, R2 nicht auf etwaige Krümmungen oder Abweichungen des Schallleitungsstutzens an. Vielmehr ist maßgebend die übergreifende Ausrichtung der jeweiligen Richtung R1, R2.
Als weiteres Mittel der akustischen Ankopplung ist eine Perforationszone P1 der Gehäusewand 1.3 vorgesehen, die an der dem Unterboden 3.1 zugewandten Seite des Gehäuses 1.2 platziert ist. Darüber hinaus weist die Gehäusewand 1.3 in diesem Bereich eine Anpassungszone A3 auf, innerhalb derer die Form der Gehäusewand 1.3 und die Form des Unterbodens 3.1 korrespondieren. Somit ist eine größere Fläche gewährleistet, innerhalb derer zwischen der Gehäusewand 1.3 und dem Unterboden 3.1 ein möglichst geringer Abstand besteht.
Zwecks Verbesserung des Schalleindrucks des Schallgebersystems 1 ist an der Unterseite eine weitere Perforationszone P2 vorgesehen, über die die vom Lautsprecher 1.1 erzeugten Schallwellen an die Umgebung in Richtung einer Aufstandsfläche des Fahrzeugs verstärkt abgegeben werden.
Die beiden Schallleitungsstutzen 1.4, 1.5 sind an eine gemeinsame Öffnung 1.9 der Gehäusewand 1.3 angeschlossen. Nach 3 ist es auch möglich, für jeden Schallleitungsstutzen 1.4, 1.5 eine separate Öffnung 1.9 innerhalb der Gehäusewand 1.3 vorzusehen.
Ferner ist es möglich, die Anpassungszone A3 durch eine entsprechende Geometrie des Unterbodens 3.1 zu erzeugen.
Bezugszeichenliste

1: Schallgebersystem
1.1: Lautsprecher
1.2: Gehäuse
1.3: Gehäusewand
1.4: erster Schallleitungsstutzen
1.5: zweiter Schallleitungsstutzen
1.6: weiterer Schallleitungsstutzen
1.7: weiterer Schallleitungsstutzen
1.8: Mittelachse
1.9: Öffnung
2.1: Ankopplungsrohr
2.2: Ankopplungsrohr
2.3: Flexible Anbindung, Wellschlauch, Metallbalg
2.4: Dämpfungselement
3: Kraftfahrzeug
3.1: Unterboden
4: Leitrohr, Abgasrohr
5: Leitrohr, Abgasrohr
α: Winkel
A1: Fahrzeuglängsachse
A2: Ausnehmung, Loch
A3: Anpassungszone
M1: Mittelachse
M2: Mittelachse
P1: Perforationszone
P2: Perforationszone
R1: Richtung
R2: Richtung

Claims

Schallgebersystem (1) für Kraftfahrzeuge (3) mit einem eine Mittelachse (1.8) aufweisenden, einen Schallraum zumindest teilweise begrenzenden Gehäuse (1.2) und mit mindestens einem innerhalb des Gehäuses (1.2) angeordneten Lautsprecher (1.1), wobei an das Gehäuse (1.2) ein erster Schallleitungsstutzen (1.4) mit einer Mittelachse M1 akustisch angekoppelt ist, der den Schallraum in eine Richtung R1 entlang der Mittelachse M1 bis in ein Fahrzeugheck erweitert, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein zweiter Schallleitungsstutzen (1.5) mit einer Mittelachse M2 akustisch an das Gehäuse (1.2) angekoppelt ist, der den Schallraum in eine Richtung R2 entlang der Mittelachse M2 bis in den vorderen Fahrzeugbereich des Motors erweitert, so dass die Richtung R1 von der Richtung R2 abweicht.
Schallgebersystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtung R1 und die Richtung R2 einen Winkel α einschließen, mit 30° <= α <= 180°.
Schallgebersystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Gehäuses (1.2) mindestens eine erste Öffnung (1.9) vorgesehen ist, an die der erste Schallleitungsstutzen (1.4) und/oder der zweite Schallleitungsstutzen (1.5) angeschlossen ist.
Schallgebersystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1.2) eine Gehäusewand (1.3) aufweist, wobei die Gehäusewand (1.3) mindestens eine erste Perforationszone P1 aufweist.
Schallgebersystem (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusewand (1.3) eine zweite Perforationszone P2 aufweist, wobei die zweite Perforationszone P2 gegenüberliegend zur ersten Perforationszone P1 angeordnet ist.
Schallgebersystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein weiterer Schallleitungsstutzen (1.6) innerhalb der Gehäusewand (1.3) vorgesehen ist und/oder dass mindestens ein weiterer Schallleitungsstutzen (1.7) an dem ersten Schallleitungsstutzen (1.4) und/oder an dem zweiten Schallleitungsstutzen (1.5) vorgesehen ist.
Kraftfahrzeug (3) mit einer Fahrzeuglängsachse A1 und mit einem Unterboden (3.1) mit einem Schallgebersystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtung R1 des ersten Schallleitungsstutzens (1.4) in Bezug auf die Fahrzeuglängsachse A1 nach hinten verläuft und/oder die Richtung R2 des zweiten Schallleitungsstutzens (1.5) in Bezug auf die Fahrzeuglängsachse A1 nach vorne verläuft, wobei der Bereich der Abgasrohre sowie der vorne angeordnete Motorbereich akustisch angekoppelt sind.
Kraftfahrzeug (3) nach Anspruch 7, soweit auf Patentanspruch 4 oder 5 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1.2) unterhalb des Unterbodens (3.1) angeordnet ist, wobei die erste Perforationszone P1 in einem dem Unterboden (3.1) zugewandten Bereich der Gehäusewand (1.3) angeordnet ist und/oder die zweite Perforationszone P2 in einem dem Unterboden (3.1) abgewandten Bereich der Gehäusewand (1.3) angeordnet ist.
Kraftfahrzeug (3) nach einem der Ansprüche 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Schallleitungsstutzen (1.6, 1.7) an den Unterboden (3.1) akustisch gekoppelt/angeschlossen ist, wobei zwischen dem Unterboden (3.1) und dem Schallleitungsstutzen (1.7) ein Ankopplungsrohr (2.2) vorgesehen werden kann.
Kraftfahrzeug (3) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankopplung des Schallleitungsstutzens (1.6, 1.7) an den Unterboden (3.1) über ein flexibles Kopplungsglied (2.3) erfolgt, das eine Übertragung der Vibrationen des Schallgebersystems (1) auf den Unterboden (3.1) zumindest vermindert.
Kraftfahrzeug (3) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Schallleitungsstutzen (1.6, 1.7) über eine Ausnehmung A2 durch den Unterboden (3.1) geführt ist.
Kraftfahrzeug (3) nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1.2) zumindest der Form nach zumindest teilweise in den Unterboden (3.1) integriert ist.