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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur Schwingungsdämpfung einer mittelbar mit einer Fahrzeugkarosserie verbundenen Komponente.
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Aus dem Stand der Technik sind Fahrzeugkomponenten bekannt, die mittelbar, beispielsweise über einen Halter, mit der Fahrzeugkarosserie verbunden sind. Einige dieser Fahrzeugkomponenten führen Eigenschwingungen aus, die auf die Fahrzeugkarosserie bzw. den Rohbau des Fahrzeugs übertragen werden und im Fahrzeuginnenraum zu unerwünschten Geräuschen, insbesondere zu Pfeifgeräuschen, führen. Beispielsweise ist eine Leistungselektronik zum Ansteuern eines Hochvolt-Elektromotors eines Elektrofahrzeugs oder eines Hybridfahrzeugs solch eine selbstschwingende Fahrzeugkomponente, die die in Rede stehenden Geräusche erzeugt. Hervorgerufen werden die Schwingungen dabei etwa von Folienkondensatoren, die bei einem Stromfluss mechanisch zu schwingen anfangen. Diese Schwingungen werden dann von einem Gehäuse der selbstschwingenden Fahrzeugkomponente über den Halter auf den Rohbau des Fahrzeugs übertragen.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung zur Verfügung zu stellen, mit der eine unerwünschte Geräuschkulisse, die von mittelbar mit der Fahrzeugkarosserie verbundenen Komponenten ausgeht, im Fahrzeuginnenraum reduziert wird und infolgedessen der Fahrkomfort erhöht wird.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird gelöst durch eine Anordnung zur Schwingungsdämpfung einer mittelbar mit einer Fahrzeugkarosserie verbundenen Komponente, wobei ein erster Halter mit der Fahrzeugkarosserie, die Komponente über einen zweiten Halter mit dem ersten Halter und der erste Halter über ein Dämpfungselement mit dem zweiten Halter verbunden ist.
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Gegenüber dem Stand der Technik wird ein zweiter Halter zwischen dem ersten Halter und der Komponente angeordnet. Die Verbindung des ersten Halters mit dem zweiten Halter über das Dämpfungselement sorgt dann in Kombination mit dem zusätzlichen zweiten Halter für eine effektive Dämpfung einer mechanischen Schwingung, die von der Komponente ausgeht, bevor die mechanische Schwingung auf die Fahrzeugkarosserie bzw. den Rohbau des Fahrzeugs übertragen wird. Dadurch lässt sich ein im Fahrzeuginnenraum auftretendes unerwünschtes Geräusch in vorteilhafter Weise unterdrücken.
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Vorzugsweise handelt es sich bei der Komponente um eine selbstschwingende Komponente, d. h. eine Komponente, die von sich aus mechanisch schwingt. Denkbar ist aber auch, dass die Komponente verursacht durch eine Einflussnahme von außen eine Eigenschwingung beginnt. Insbesondere ist die Komponente eine Fahrzeugkomponente, die beispielsweise innerhalb eines Motorraums des Fahrzeugs angeordnet ist. Vorzugsweise werden mit dem Dämpfungselement solche mechanischen Schwingungen gedämpft, die zwischen 1 und 20 kHz liegen, und insbesondere zwischen 1 und 11 kHz.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass die Komponente eine elektronische Komponente ist. Vorzugsweise handelt es sich um eine elektronische Komponente für eine Hochvolt- bzw. Hochstromanwendung in einem Fahrzeug, insbesondere in einem Elektro- oder Hybridfahrzeug. Beispielsweise ist die Komponente eine Leistungselektronik zur Ansteuerung eines Hochvolt-Elektromotors. Eine solche Leistungselektronik umfasst Folienkondensatoren, die bei hohem mechanischen Stromfluss mechanisch zu schwingen anfangen. Mit Hilfe des Dämpfungselements lassen sich diese mechanischen Schwingungen auch bei hohem Stromfluss, der beispielsweise beim Beschleunigen des Fahrzeugs auftritt, dämpfen. Damit lässt sich in vorteilhafter Weise sicherstellen, dass auch bei einer kurzfristigen Belastung der Leistungselektronik, wie sie beispielsweise beim Beschleunigen auftritt, die unerwünschten Geräusche im Innenraum unterdrückt werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass das Dämpfungselement ein Dämpfungskissen umfasst. Vorzugsweise ist das Dämpfungskissen ein Edelstahlgeflecht, z.B. ein sogenanntes „Stop-Choc-Element“. Es ist aber auch denkbar, dass das Dämpfungskissen ein Elastomer aufweist. Durch die dämpfenden Eigenschaften des Dämpfungskissens wird die schwingende Komponente in ihrer Wirkung von der Fahrzeugkarosserie entkoppelt. Weiterhin ist es vorgesehen, dass das Dämpfungselement mehrere Dämpfungskissen umfasst.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass das Dämpfungselement einen Sitzring aufweist. Vorzugsweise ist der Sitzring an das Dämpfungskissen angeschweißt. Insbesondere ist jeweils ein Sitzring an eine Ober- und eine Unterseite des Dämpfungskissens angeschweißt, wobei die beiden angeschweißten Sitzringe durch das dazwischen angeordnete Dämpfungskissen beabstandet werden. Vorzugsweise liegt der erste Halter und/oder der zweite Halter an einem der Sitzringe an.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass der zweite Halter zumindest teilweise zwischen zwei Dämpfungskissen angeordnet ist. Insbesondere ist es vorgesehen, dass die zwei Dämpfungskissen bzw. die Sitzringe der jeweiligen Dämpfungskissen miteinander verbunden sind. Insbesondere wirken die Dämpfungskissen bzw. die Sitzringe formschlüssig mit einem Teil des zweiten Halters zusammen. Dabei wird dieser eine Teil des zweiten Halters zwischen den Dämpfungskissen vorzugsweise eingeklemmt. Dadurch lässt sich in vorteilhafter Weise ein Dämpfungselement realisieren, mit dem effektiv mechanische Schwingungen, die von der Komponente ausgehen, reduziert werden können.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass die zwei Dämpfungskissen über eine Hülse miteinander verbunden sind. Dabei ist es vorgesehen, dass der zweite Halter eine Aussparung aufweist, durch die die Hülse durchgreift und die beidseitig am zweiten Halter anliegenden Dämpfungskissen bzw. Sitzringe miteinander verbindet. Vorzugsweise sind die Dämpfungskissen ringartig ausgestaltet, wobei ein Innendurchmesser des Rings durch die Hülse bestimmt wird.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass der erste Halter mit der Fahrzeugkarosserie oder der zweite Halter mit der Komponente über ein Formschlussmittel, insbesondere starr, verbunden ist. Beispielsweise ist der erste Halter mit der Fahrzeugkarosserie verschraubt. Es ist aber auch denkbar, dass der erste Halter mit der Fahrzeugkarosserie verschweißt oder vernietet ist. Gleiches gilt analog für die Verbindung zwischen der Komponente und dem zweiten Halter.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass das Volumen des zweiten Halters kleiner ist als das Volumen des ersten Halters. Insbesondere ist der erste Halter großflächiger als der zweite Halter.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass der zweite Halter gewinkelt ist. Dadurch lässt sich der zweite Halter bzw. die Komponente an die bauräumlichen Gegebenheiten im Fahrzeug, beispielweise im Motorraum, in vorteilhafter Weise anpassen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass das Dämpfungskissen ein Gewicht zwischen 1 und 10 Gramm, bevorzugt zwischen 4 und 6 Gramm, hat und besonders bevorzugt 5,6 Gramm wiegt.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass der erste Halter an den zweiten Halter über zwei Dämpfungselemente gekoppelt ist. Dadurch lässt sich eine stabilere Verbindung zwischen dem ersten Halter und dem zweiten Halter bewirken.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass die Komponente mit zwei ersten und zwei zweiten Haltern fixiert wird. Vorzugsweise sind jeweils ein erster Halter und ein zweiter Halter an zwei verschiedenen Stellen zwischen Fahrzeugkarosserie und Komponente angeordnet. Dadurch wird die Komponente an der Fahrzeugkarosserie angeordnet. Vorzugsweise sind die jeweiligen Systeme aus erstem Halter und zweitem Halter an gegenüberliegenden Seiten der Komponente angeordnet.
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Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeug mit der erfindungsgemäßen Anordnung. Vorzugsweise ist das Fahrzeug ein Elektro- oder Hybridfahrzeug und die Komponente ist eine Leistungssteuerung zur Ansteuerung des Hochvolt-Elektromotors.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen anhand der Zeichnungen. Die Zeichnungen illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung, welche den wesentlichen Erfindungsgedanken nicht einschränken.
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Die 1 zeigt eine mittelbar mit einer Fahrzeugkarosserie verbundene Komponente.
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Die 2 zeigt eine Anordnung zur Schwingungsdämpfung einer mittelbar mit der Fahrzeugkarosserie verbundenen Komponente gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Die 3 zeigt eine Anordnung zur Schwingungsdämpfung einer mittelbar mit der Fahrzeugkarosserie verbundenen Komponente gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Die 4 zeigt im Detail ein Dämpfungselement für eine Anordnung zur Schwingungsdämpfung gemäß der vorliegenden Erfindung.
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In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.
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In 1 ist eine mittelbar mit einer Fahrzeugkarosserie 1 verbundene Komponente 2 dargestellt. Vorzugsweise handelt es sich bei der Fahrzeugkarosserie 1 um die eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs. Insbesondere ist die Komponente 2, die mittelbar mit der Fahrzeugkarosserie 1 verbunden ist, eine elektrische Komponente, beispielsweise eine Leistungselektronik, die zur Ansteuerung eines Hochvolt-Elektromotors des Elektro- oder Hybridfahrzeugs verwendet wird. Eine solche Komponente 2 umfasst vorzugsweise Folienkondensatoren, die bei einem hohen Stromfluss mechanisch zu schwingen anfangen. Diese mechanischen Eigenschwingungen der Komponente 2 können von einem Gehäuse der Komponente 2 auf die Fahrzeugkarosserie 1 bzw. einen Rohbau des Fahrzeugs übertragen werden und dadurch zu einem störenden(Pfeif-)Geräusch führen. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Komponente 2 derart mittelbar an der Fahrzeugkarosserie anzuordnen, dass die Eigenschwingungen gedämpft werden und damit die unerwünschten Geräusche im Fahrzeuginnenraum gemindert werden.
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In 2 ist eine Anordnung zur Schwingungsdämpfung einer mittelbar mit der Fahrzeugkarosserie 1 verbundenen Komponente 2 gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Es ist hierbei vorgesehen, dass ein erster Halter 11 an der Fahrzeugkarosserie 1 montiert ist. Beispielsweise ist der erste Halter 11 starr mit der Fahrzeugkarosserie 1 mit einem Formschlussmittel 3, wie beispielsweise einer Schraube oder einer Niete, verbunden, oder aber verschweißt. Zwischen dem ersten Halter 11 und der Komponente 2 ist ein zweiter Halter 12 angeordnet, der zur einen Seite mit der Komponente 2 und zur anderen Seite mit dem ersten Halter 11 verbunden ist. Weiterhin ist es vorgesehen, dass der zweite Halter 12 über ein Formschlussmittel 3 unmittelbar und starr mit der Komponente 2 verbunden ist. Alternativ ist eine Verschweißung vorgesehen. Insbesondere ist es vorgesehen, dass zwischen dem ersten Halter 11 und dem zweiten Halter 12 ein Dämpfungselement 5 angeordnet ist. In der dargestellten Ausführungsform ist der erste Halter 11 über zwei Dämpfungselemente 5 mit dem zweiten Halter 12 verbunden. Weiterhin ist zu erkennen, dass das Volumen des zweiten Halters 12 kleiner ist als das Volumen des ersten Halters 11. In der dargestellten Ausführungsform ist der zweite Halter 12 zudem gewinkelt.
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In 3 ist eine Anordnung zur Schwingungsdämpfung einer mittelbar mit der Fahrzeugkarosserie 1 verbundenen Komponente 2 gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die hier dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der oben beschriebenen Ausführungsform im Wesentlichen durch ihre Bauform. Insbesondere weist der zweite Halter 12, hier eine Stufe, vorzugsweise eine geschwungene Stufe, auf.
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In 4 ist im Detail ein Dämpfungselement 5 für eine Anordnung zur Schwingungsdämpfung gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Über ein solches Dämpfungselement 5 wird bevorzugt der erste Halter 11 mit dem zweiten Halter 12 verbunden. Beispielsweise weisen die Anordnungen zur Schwingungsdämpfung gemäß der ersten und der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aus den 2 und 3 ein solches Dämpfungselement 5 auf. Das Dämpfungselement 5 ist dabei vorzugsweise starr mit dem ersten Halter 11 verbunden, beispielsweise auf den ersten Halter 11 aufgeschweißt, aufgepresst, aufgeschoben und/oder aufgeschraubt. Es ist weiterhin vorgesehen, dass das Dämpfungselement 5 ein Dämpfungskissen 6 aufweist. Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem Dämpfungskissen 6 um ein Edelstahlgeflecht, d. h. ein Stop-Chock-Element. Es ist aber auch vorstellbar, dass das Dämpfungskissen ein Elastomer oder Ähnliches aufweist. Vorzugsweise ist jeweils an der Ober- und Unterseite des Dämpfungskissens 6 ein Sitzring 7 an das Dämpfungskissen 6 angeschweißt. Weiterhin ist es vorgesehen, dass zwei Dämpfungskissen 6 über eine Hülse 8 miteinander verbunden sind. Dabei ragt die Hülse 8 nach der Montage des Dämpfungselements 5 durch eine Aussparung im zweiten Halter 12 hindurch. Insbesondere ist es vorgesehen, dass der zweite Halter 12, insbesondere in einem Randbereich um die Aussparung herum, zwischen zwei Dämpfungskissen 6 angeordnet ist. Bevorzugt kontaktiert dabei ein Sitzring 7 den zweiten Halter 12. Insbesondere ist der zweite Halter 12 zumindest teilweise zwischen zwei Sitzringen 7 eingeklemmt. Weiterhin ist es vorgesehen, dass die Dämpfungskissen 6 oder die Sitzringe 7 mit der Hülse 8 bei der Montage, die den ersten Halter 11 mit dem zweiten Halter 12 verbindet, verpresst werden. Vorzugsweise wiegt ein Dämpfungskissen 6 zwischen 1 und 10 Gramm, bevorzugt zwischen 4 und 6 Gramm oder wiegt besonders bevorzugt 5,6 Gramm. Dadurch lassen sich insbesondere Schwingungen im Frequenzbereich zwischen 8,0 und 11 kHz dämpfen.
