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Die Erfindung betrifft eine Belüftungseinrichtung für einen Innenraum eines Kraftwagens gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 und ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Belüftungseinrichtung gemäß Patentanspruch 7.
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Heutzutage in Kraftwagen zu findende Belüftungseinrichtungen, Klimaanlagen und dergleichen sind für eine große Bandbreite unterschiedlicher Bedingungen ausgelegt. Zumindest über einen großen Teil der entsprechenden Betriebsbedingungen hinweg dominiert ein Gebläsegeräusch der Belüftungseinrichtung oder Klimaanlage den akustischen Gesamteindruck für jeweilige Fahrzeuginsassen. Oftmals steht dabei nur sehr begrenzt Bauraum für bekannte passive Akustikmaßnahmen, wie zum Beispiel Absorber, zur Verfügung, um diesem Problem der unerwünscht hohen Lautstärke der Belüftungseinrichtung zu begegnen. Verschärft wird diese Problematik aktuell und voraussichtlich in der zukünftigen Kraftwagenentwicklung durch eine beobachtbar und erwartungsgemäß zunehmende Verbreitung von elektrifizierten Fahrzeugen und reinen Elektroautos, bei welchen die von konventionellen Kraftwagen bekannten, dort von dem jeweiligen Verbrennungsmotor generierten Verdeckungsgeräusche wegfallen.
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Das Gebläsegeräusch geht dabei inhärent mit der für Belüftungseinrichtungen unverzichtbaren Funktion einer Luftstromerzeugung einher. Dieses Geräusch lässt sich nicht beispielsweise durch Reduktion einer Drehzahl des Gebläses in ausreichendem Maße reduzieren. Darüber hinaus tragen auch jeweilige Luftführungen und Luftverteilungselemente passiv, das heißt beispielsweise ohne ihrerseits aktiv bewegt zu sein oder zu werden, zu dem im Innenraum des Kraftwagens wahrnehmbaren Gesamtgeräusch der jeweiligen Belüftungseinrichtung oder Klimaanlage bei. Oftmals besteht zudem die Problematik, dass insbesondere durch Luftverteilungselemente und/oder -maßnahmen sich nicht nur eine akustische Übertragung von Geräuschen der Belüftungseinrichtung oder Klimaanlage in den Innenraum des Kraftwagens mit einem dort unerwünscht hohen Pegel ergibt, sondern sich dabei auch eine oftmals als ablenkend oder unangenehm empfundene Geräuschqualität einstellt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine aktive Belüftung eines Innenraums eines Kraftwagens mit besonders geringer Lautstärke beziehungsweise besonders hochwertigem Geräuschbild zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Belüftungseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren gemäß dem Patentanspruch 7zum Betrieb einer solchen Belüftungseinrichtung gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Ausführungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen angegeben.
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Eine erfindungsgemäße Belüftungseinrichtung für einen Innenraum eines Kraftwagens beziehungsweise zur Belüftung eines Innenraums eines Kraftwagens umfasst ein Kanalsystem, welches seinerseits wenigstens einen Luftkanal aufweist, sowie ein Gebläse, mittels welchem ein Luftstrom in dem Kanalsystem erzeugbar ist. Um eine aktive Belüftung des Innenraums des Kraftwagens mit besonders geringer Lautstärke zu ermöglichen, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Belüftungseinrichtung wenigstens einen ersten Schallwandler und wenigstens einen zweiten Schallwandler umfasst. Mittels des wenigstens einen ersten Schallwandlers ist dabei ein Schalldruck in dem Kanalsystem, insbesondere in dem Luftkanal, erfassbar. Der wenigstens eine erste Schallwandler stellt dabei ein Signal oder Ausgabesignal bereit, welches zu dem erfassten Schalldruck korrespondiert und/oder mit diesem korreliert. Dieses Signal ist dann direkt oder indirekt an den wenigstens einen zweiten Schallwandler der Belüftungseinrichtung übermittelbar. Das Signal kann von dem zumindest einen ersten Schallwandler zunächst an eine Auswerteeinrichtung oder ein Steuergerät übermittelt werden, welche das Signal verarbeitet und ihrerseits ein entsprechendes Steuersignal an den zumindest einen zweiten Schallwandler der Belüftungseinrichtung übermittelt. Die Auswerteeinrichtung und/oder das Steuergerät kann alternativ als Teil des zumindest einen ersten und/oder des zumindest einen zweiten Schallwandlers aufgefasst werden beziehungsweise ein solcher Teil sein. Mittels des zumindest einen zweiten Schallwandlers ist in Abhängigkeit von dem Signal oder in Abhängigkeit von dem Steuersignal in dem Kanalsystem, insbesondere möglichst quellnah, das heißt in einem Nahbereich des Gebläses, ein Gegenschalldruck zur Reduktion des dort herrschenden oder vorliegenden Schalldrucks erzeugbar. Mit anderen Worten umfasst die erfindungsgemäße Belüftungseinrichtung also ein Antischallsystem (ANC, englisch „active noise cancellation“), welches ein System zur aktiven Geräuschminimierung oder - unterdrückung darstellt.
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Die Reduktion des Schalldrucks und damit die Minimierung oder Unterdrückung des Schalls oder der entsprechenden Geräusche beruht dabei auf dem Funktionsprinzip der destruktiven Interferenz. Die Belüftungseinrichtung - oder das Antischallsystem - kann einen funktional mit dem zumindest einen zweiten Schallwandler gekoppelten Regler aufweisen. Vorteilhaft können dann der zumindest eine erste Schallwandler, der zumindest eine zweite Schallwandler und der Regler als Teil eines Regelkreises ausgebildet oder angeordnet sein. Durch die Belüftungseinrichtung kann also selbsttätig, das heißt ohne aktives Zutun beispielsweise eines Insassen des Kraftwagens, eine hinsichtlich eines durch die Belüftungseinrichtung in dem Innenraum erzeugten Geräusches oder Geräuschniveaus oder einer entsprechenden Geräuschlautstärke optimierte Regelung und/oder Steuerung der Belüftungseinrichtung, insbesondere des wenigstens einen zweiten Schallwandlers, erfolgen.
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Die erfindungsgemäße Belüftungseinrichtung ist vorteilhaft dazu ausgebildet und dazu eingerichtet, den Schalldruck oder Schalldruckpegel in dem Kanalsystem der Belüftungseinrichtung zu reduzieren, woraus sich unmittelbar auch eine Reduktion des Schalldrucks oder des Schalldruckpegel in dem Innenraum des Kraftwagens ergibt. Aus Sicht des jeweiligen Insassen des Kraftwagens wird somit eine gegenüber bekannten Belüftungseinrichtungen leisere aktive Belüftung des Innenraums des Kraftwagens bereitgestellt. Durch die aktive und kontrollierte Steuerungsmöglichkeit des wenigstens einen zweiten Schallwandlers kann das Betriebsgeräusch der erfindungsgemäßen Belüftungseinrichtung nicht nur reduziert, sondern gezielt gesteuert oder angepasst werden. Dadurch kann also besonders vorteilhaft eine bei bekannten Belüftungseinrichtungen gegebene Kopplung zwischen einem akustischen Übertragungsverhalten insbesondere des Kanalsystems und der in dem Innenraum des Kraftwagens wahrnehmbaren Geräuschqualität der Belüftungseinrichtung verringert oder zumindest zum Teil aufgehoben werden. Das jeweilige akustische Übertragungsverhalten des Kanalsystems und der Belüftungseinrichtung wird wesentlich durch deren geometrische Form sowie funktionsnotwendige Einrichtungen und Bauteile, wie beispielsweise Luftführungs- oder Luftverteilungselemente, einen Klappenkasten und dergleichen, und somit durch zumindest im Wesentlichen für die Belüftungseinrichtung oder beispielsweise für klimakomfortrelevante Funktionen notwendige Einrichtungen, Gegebenheiten und/oder Bedingungen bestimmt.
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Durch die vorliegende Erfindung kann besonders vorteilhaft trotz dieser Einschränkungen und Randbedingungen ein gegenüber herkömmlichen bekannten Belüftungseinrichtungen vergrößerter Gestaltungsspielraum etwa bezüglich einer jeweiligen Formgebung und/oder Anordnung von einzelnen Elementen und Bauteilen der Belüftungseinrichtung bei gleichzeitig verringerter Lautstärke und/oder gesteigerter akustischer Qualität erzielt oder ermöglicht werden.
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Der wenigstens eine erste Schallwandler kann beispielsweise ein Mikrofon sein oder umfassen. Der wenigstens eine zweite Schallwandler kann beispielsweise ein Lautsprecher sein oder einen Lautsprecher umfassen. Das zu dem erfassten Schalldruck korrespondierende Signal kann beispielsweise über eine entsprechende Datenleitung übertragen werden, wobei der wenigstens eine zweite Schallwandler zum Empfang des Signals oder eines entsprechenden, zu diesem korrespondierenden Steuersignals eingerichtet ist. Der wenigstens eine erste Schallwandler und/oder der wenigstens eine zweite Schallwandler können bevorzugt in einem Nahbereich des Gebläses angeordnet sein. Bei einer derartigen Anordnung wird vorteilhaft der von dem Gebläse erzeugte oder in beziehungsweise an dem Gebläse entstehende Schall oder ein entsprechendes Schallfeld nicht oder nur in möglichst geringem Maße oder Umfang durch andere Bauteile oder Elemente der Belüftungseinrichtung beeinflusst, bevor der Schall beziehungsweise das Schallfeld auf den zumindest einen ersten Schallwandler und/oder auf den zumindest einen zweiten Schallwandler trifft. Dadurch kann die erfindungsgemäß vorgesehene Reduktion oder Reduzierung des entsprechenden Schalldrucks besonders einfach und mit besonders geringem Aufwand erzielt oder realisiert werden. Der Aufwand kann dabei insbesondere durch eine gebläsenahe Anordnung des ANC-Systems in der Belüftungseinrichtung beziehungsweise in dem Kanalsystem klein gehalten werden, da in diesem Fall für das ANC-System besonders wenige aktive Komponenten notwendig sind.
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Das Kanalsystem kann einen oder mehrere Luftkanäle umfassen. Verschiedene Luftkanäle können beispielsweise zu verschiedenen Luftauslässen oder Ausströmern führen, durch welche der Luftstrom aus dem Kanalsystem in den Innenraum des Kraftwagens übertreten kann oder eingekoppelt wird.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass der wenigstens eine Luftkanal mittels wenigstens eines Trennelements in mehrere, insbesondere parallel zu einer Strömungsrichtung des Luftstroms, zumindest bereichsweise luftundurchlässig gegeneinander abgegrenzte Teilkanäle unterteilt ist. Diese Unterteilung ist dabei insbesondere in einem Bereich vorgesehen, in dem der Schall oder Schalldruck reduziert wird beziehungsweise werden soll. Mit anderen Worten werden durch das wenigstens eine Trennelement in dem jeweiligen einen Luftkanal also zwei zumindest bereichsweise oder abschnittweise separate Strömungsbereiche gebildet oder erzeugt. So kann also der den Luftkanal durchströmende Luftstrom in zwei sich zumindest bereichsweise nicht gegenseitig beeinflussenden Teilluftströmen von dem Gebläse beispielsweise zu einem Luftauslass oder Ausströmer gelangen, welcher ein dem Gebläse abgewandtes Ende des Luftkanals darstellt. Die beiden Teileluftkanäle können bevorzugt von gleicher Form und von gleichem Querschnitt sein, insbesondere können sie parallel zueinander verlaufen oder angeordnet sein.
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Das Trennelement kann beispielsweise eine Trennwand oder eine Zwischenwand sein. Das Trennelement kann den Luftkanal beispielsweise von einer Seiten- oder Begrenzungsfläche zu einer gegenüberliegenden Seiten- oder Begrenzungsfläche vollständig durchgreifen. Durch die Unterteilung des Luftkanals in zwei oder mehr Teilkanäle oder Kammern kann besonders vorteilhaft mit möglichst geringem Aufwand eine Ausbildung eines ebenen Schallfelds in den jeweiligen Teilkanälen erreicht oder sichergestellt werden. Ein derartiges ebenes Schallfeld zeichnet sich dadurch aus, dass über die gesamte Querschnittsfläche des jeweiligen Teilkanals in jeder senkrecht zur Ausbreitungsrichtung des Luftstroms und des jeweiligen Teilkanals orientierten Ebene die gleiche Phase gegeben ist. Mit anderen Worten herrscht also in jeder derartigen senkrecht zur Strömungsrichtung des Luftstroms orientierten Ebene oder Querschnittsebene oder -fläche des Teilkanals zu einem gegebenen Zeitpunkt zumindest im Wesentlichen jeweils der gleiche Schalldruck. Somit kann also vorteilhaft durch eine Messung des jeweiligen Schalldrucks in oder an einem einzigen Punkt der jeweilige Schalldruck in der gesamten, diesen Messpunkt schneidenden Querschnittsebene des Teilkanals ermittelt werden. Dadurch kann also vorteilhaft ein Bauteil- und Messaufwand minimiert werden. Die Ausbildung eines solchen ebenen Schallfels kann abhängig sein von einer Größe und Geometrie oder Form des Luftkanals beziehungsweise des jeweiligen Teilkanals. Durch die Anordnung und gegebenenfalls eine entsprechend angepasste Gestaltung des wenigstens einen Trennelements in dem Luftkanal kann vorteilhaft die Ausbildung eines ebenen Schallfels in den jeweiligen Teilkanälen forciert werden, wodurch vorteilhaft die beschriebene Antischallmethodik zur Reduktion des Schalldrucks mittels des wenigstens einen zweiten Schallwandlers besonders effektiv, planbar und gezielt einsetzbar oder anwendbar ist.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Belüftungseinrichtung für jeden der mehreren Teilkanäle wenigstens einen ersten Schallwandler zum Erfassen des jeweiligen Schalldrucks in dem Teilkanal und wenigstens einen zweiten Schallwandler zum Erzeugen des jeweiligen Gegenschalldrucks in dem Teilkanal zur Reduktion des jeweiligen Schalldrucks umfasst. Mit anderen Worten ist es also vorgesehen, dass die Anzahl der ersten Schallwandler und die Anzahl der zweiten Schallwandler jeweils zumindest der Anzahl der Teilkanäle entsprechen, wobei in jedem Teilkanal sowohl wenigstens ein erster als auch wenigstens ein zweiter Schallwandler angeordnet sind. Dies ermöglicht vorteilhaft einen besonders gezielten und präzisen Einsatz der jeweiligen Schallwandler, da jeweils nur in einem eng begrenzten Bereich - nämlich gerade in dem jeweiligen Teilkanal - ein Schalldruck oder Schallfeld erfasst oder überwacht und beeinflusst werden muss.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass der wenigstens eine zweite Schallwandler gegen einen Innenbereich des Luftkanals - oder gegebenenfalls gegen einen Innenbereich eines jeweiligen Teilkanals - durch ein Strömungsschutzelement abgegrenzt ist, welches akustisch durchlässig und für den Luftstrom zumindest im Wesentlichen undurchlässig ist. Mit anderen Worten ist also jeder der zweiten Schallwandler durch das Strömungsschutzelement abgedeckt, sodass der durch den Luftkanal strömende Luftstrom nicht auf den jeweiligen zweiten Schallwandler direkt auftrifft. Dabei kann jedoch der jeweilige von dem zweiten Schallwandler erzeugte und ausgesendete Gegenschall das jeweilige Strömungsschutzelement durchtreten und in den Luftkanal gelangen, um den dort herrschenden, insbesondere durch das Gebläse verursachten, Schalldruck zu beeinflussen, insbesondere zu reduzieren. Das Strömungsschutzelement kann beispielsweise in einem Nahbereich des wenigstens einen zweiten Schallwandlers mit einer Seitenwand oder einem Gehäuse des Luftkanals verbunden sein. Da eine jeweilige Form des wenigstens einen zweiten Schallwandlers zumindest im Wesentlichen durch die geforderte Funktionalität vorgegeben ist, kann durch das zumindest im Wesentlichen frei formbare Strömungsschutzelement vorteilhaft wirksam verhindert werden, dass durch ein Auftreffen des Luftstroms auf den wenigstens einen zweiten Schallwandler oder durch ein Umströmen des wenigstens einen zweiten Schallwandlers durch den Luftstrom zusätzliche Geräusche oder zusätzlicher Störschall entsteht oder erzeugt wird. Das Strömungsschutzelement kann je nach konkreter Verwendung beispielsweise in Abhängigkeit von typischen, in dem jeweiligen Einsatzbereich vorherrschenden Frequenzen und/oder Strömungsbedingungen gestaltet oder angepasst werden. Die Anordnung des Strömungsschallelements vor dem wenigstens einen zweiten Schallwandler ist zur Erzeugung des zur Reduzierung des Schalldrucks notwendigen Antischalls besonders vorteilhaft. Insbesondere vorteilhaft ist dabei eine Vermeidung eines Druckverlusts im Bereich des wenigstens einen zweiten Schallwandlers. Ein solcher Druckverlust würde sich negativ auf die Geräuschquelle selbst, hier insbesondere also das Gebläse, auswirken, da dieses zum Ausgleich des Druckverlustes beispielsweise mit höherer Leistung und somit höherer Lautstärke betrieben werden müsste.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass der wenigstens eine zweite Schallwandler von dem Luftkanal akustisch entkoppelt, insbesondere vibroakustisch entkoppelt, gelagert ist. Mit anderen Worten ist es also vorgesehen, dass der wenigstens eine zweite Schallwandler nicht unmittelbar an dem Luftkanal, das heißt beispielsweise an einer Seiten- oder Begrenzungswand oder einem Gehäuse des Luftkanals befestigt ist. Dadurch kann vorteilhaft vermieden werden, dass Körperschall von dem wenigstens einen zweiten Schallwandler auf den Luftkanal und/oder beispielsweise ein Gehäuse eines Klimageräts übertragen wird und auf diesem Weg in den Innenraum des Kraftwagens gelangen kann. Um dies zu erreichen, kann der wenigstens eine zweite Schallwandler beispielsweise an einem anderen Element oder Bauteil gelagert oder gehalten sein und/oder indirekt oder mittelbar durch ein entsprechendes Dämpfungselement festgelegt oder gehalten und somit akustisch, insbesondere vibroakustisch, entkoppelt sein. In entsprechender Art und Weise ist es bevorzugt vorgesehen, dass der wenigstens eine zweite Schallwandler auch von dem gesamten Kanalsystem und/oder von dem Gebläse akustisch, insbesondere vibroakustisch, entkoppelt gelagert ist. Dadurch kann vorteilhaft vermieden werden, dass durch den Betrieb des wenigstens einen zweiten Schallwandlers zusätzlicher Schall oder zusätzliche Geräusche in den Innenraum des Kraftwagens eingebracht werden.
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Vorteilhaft sind jeweilige Innenflächen oder Wandlungen des Luftkanals, bevorzugt des gesamten Kanalsystems, strukturdynamisch an die jeweiligen Schall- und Strömungsbedingungen der jeweiligen Belüftungseinrichtung angepasst gestaltet. Dadurch kann vorteilhaft ein Schalldurchtritt des wenigstens einen zweiten Schallwandlers vermieden werden. Mit anderen Worten kann es also vorteilhaft erreicht werden, dass über den Luftkanal oder das Kanalsystem kein zusätzlicher Schall erzeugt, abgestrahlt und/oder in den Innenraum des Kraftwagens eingebracht wird, welcher nicht entstehen würde oder vorhanden wäre in einer ansonsten gleichartigen Belüftungseinrichtung ohne den jeweiligen wenigstens einen zweiten Schallwandler und/oder die übrigen Elemente und Bauteile des ANC-Systems.
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Besonders bevorzugt ist insbesondere der wenigstens eine zweite Schallwandler derart angeordnet, dass durch den wenigstens einen zweiten Schallwandler und/oder dessen Anordnung kein zusätzlicher Druckverlust in dem Luftkanal und/oder in dem Kanalsystem verursacht oder induziert wird. Dadurch kann vorteilhaft sichergestellt werden, dass eine vorgesehene, beabsichtigte oder gewünschte Belüftungswirkung trotz des vorgesehenen wenigstens einen zweiten Schallwandlers und/oder trotz des vorgesehenen ANC-Systems beispielsweise ohne eine Vergrößerung oder Leistungserhöhung des Gebläse realisiert werden kann.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass mittels des wenigstens einen zweiten Schallwandlers der Schalldruck in einem Frequenzbereich von 600 Hz bis 2500 Hz reduzierbar ist. Dieser Frequenzbereich dominiert den Gesamtpegel, wobei Schalldrücke bei höheren Frequenzen mit passivakustischen Maßnahmen reduziert werden können. Insgesamt hat sich gezeigt, dass dieser Frequenzbereich besonders relevant für einen akustischen Gesamteindruck der Belüftungseinrichtung ist. Durch die Wirksamkeit des wenigstens einen zweiten Schallwandlers und die Reduktion des Schalldrucks in diesem Frequenzbereich kann also besonders effektiv eine Reduzierung des wahrnehmbaren Geräusches oder der wahrnehmbaren Lautstärke der Belüftungseinrichtung und somit ein verbesserter Akustikeindruck im Innenraum des Kraftwagens erzielt werden.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Betrieb einer erfindungsgemäßen Belüftungseinrichtung. Dabei wird also der Schalldruck in dem Kanalsystem mittels des wenigstens einen ersten Schallwandlers erfasst und das zu dem erfassten Schalldruck korrespondierende Signal erzeugt und an den wenigstens einen zweiten Schallwandler übermittelt. Mittels des wenigstens einen zweiten Schallwandlers wird dann in Abhängigkeit von dem Signal in dem Kanalsystem ein Gegenschalldruck oder ein Gegenschall zur Reduktion des Schalldrucks erzeugt.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass ein zu dem Schalldruck korrespondierendes Schallspektrum bestimmt und der wenigstens eine zweite Schallwandler bei der Erzeugung des Gegenschalldrucks in Abhängigkeit von dem bestimmten Schallspektrum gesteuert wird. Mit anderen Worten kann also eine gezielte Beeinflussung in bestimmten Spektral- oder Frequenzbereichen vorgenommen oder erzielt werden. Dadurch ist also eine gezielte Anpassung eines resultierenden Schallspektrums der Belüftungseinrichtung oder eines Betriebsgeräusches der Belüftungseinrichtung erreichbar. Besonders bevorzugt kann der wenigstens eine zweite Schallwandler zur Erzeugung des Gegenschalldrucks derart gesteuert werden, dass sich als Summe oder Überlagerung des Schalldrucks und des Gegenschalldrucks resultierend effektiv zumindest im Wesentlichen ein weißes Rauschen und/oder ein üblicherweise als qualitativ hochwertig definiertes und/oder empfundenes Geräusch oder Signal ergibt oder einstellt. Jedenfalls kann das resultierende Gesamtgeräusch im Vergleich mit einem nicht durch den Betrieb des ANC-Systems beeinflussten Gesamtgeräusch einem solchen Rauschen angenähert werden. Dies kann beispielsweise durch eine Pegelsenkung in bestimmten spektralen Bereichen und/oder eine spektrale Auffüllung in anderen spektralen Bereichen erreicht werden. Mit anderen Worten kann also effektiv eine Spektrallinienauffüllung des bestimmten Schallspektrums durchgeführt werden.
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Beispielsweise können bestimmte Frequenzen oder Frequenzbereiche mit besonders hohen Amplituden gezielt stärker gedämpft werden als Frequenzen oder Frequenzbereiche, welche bereits in dem bestimmten Schallspektrum eine geringere Amplitude aufweisen. Dadurch kann vorteilhaft eine besonders positive Wirkung auf jeweilige Insassen des Kraftwagens erzielt werden. Beispielsweise kann eine beruhigende, entspannende und möglichst wenig ablenkende Wirkung erzielt werden, wodurch insgesamt auch eine erhöhte Sicherheit beim Führen des Kraftwagens im Verkehrsgeschehen erzielt werden kann.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass der wenigstens eine zweite Schallwandler bei der Erzeugung des Gegenschalldrucks in Abhängigkeit von einer Temperatur des durch den Luftkanal strömenden Luftstroms gesteuert wird. Alternativ oder zusätzlich kann der wenigstens eine zweite Schallwandler bei der Erzeugung des Gegenschalldrucks in Abhängigkeit von einer Einstellung einer Klimatisierungseinrichtung der Belüftungseinrichtung oder des Kraftwagens oder in Abhängigkeit von einer für den Innenraum eingestellten oder vorgegebenen Zieltemperatur und/oder einer tatsächlichen Temperatur des Innenraums des Kraftwagens gesteuert werden. Das resultierendes Gesamt- oder Betriebsgeräusch der Belüftungseinrichtung kann also an die jeweilige Temperatur angepasst werden. Dadurch kann mittels einer entsprechenden Steuerung des wenigstens einen zweiten Schallwandlers ein Temperaturempfinden jeweiliger Insassen des Kraftwagens gezielt beeinflusst werden. Dadurch kann vorteilhaft eine Klimatisierungsfunktion unterstützt und/oder ein bestimmtes Komfortniveau für die jeweiligen Insassen des Kraftwagens in kürzerer Zeit und/oder mit reduzierter Klimatisierungsleistung erreicht werden.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.
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Die Erfindung wird nun anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie unter Bezugnahme auf die die vorliegende Erfindung betreffenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 in schematischer Darstellung eine Wirkkette einer Belüftung für einen Innenraums eines Kraftwagens;
- 2 in schematischer Darstellung ein erstes Beispiel einer Belüftungseinrichtung;
- 3 in schematischer Darstellung ein zweites Beispiel einer Belüftungseinrichtung;
- 4 in schematischer Darstellung eine diagrammatische Veranschaulichung eines Potentials zur Geräuschreduzierung einer Belüftungseinrichtung; und
- 5 in schematischer Darstellung eine diagrammatische Veranschaulichung eines frequenzabhängigen Dämpfungsverhaltens einer Belüftungseinrichtung ohne Reduktion eines Schalldrucks mittels eines Schallwandlers.
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Gleiche oder funktionsgleiche Elemente sind jeweils mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Wirkkette einer Belüftung für einen Innenraum eines Kraftwagens. Ein wesentlicher Bestandteil der Belüftung ist hier ein Gebläse 1. Das Gebläse 1 bezieht die von ihm geförderte Luft durch eine Ansaugung 2, wobei in einem entsprechenden Ansaugbereich ein Druckverlust 3 auftritt. Ein Betrieb des Gebläses 1 bedingt eine Schallentstehung 4 in oder an dem Gebläse 1. Ein so entstehender oder erzeugter Schall wird in einem realen Kraftwagen, in dem das Gebläse 1 angeordnet oder eingebaut sein kann, durch akustische Übertragung an andere Bauteile und in andere Bereiche des Kraftwagens übertragen, übermittelt oder geleitet. Dies betrifft zum einen eine Schallübertragung 5 von dem Gebläse 1 an eine Instrumententafel 6 des Kraftwagens. Zum anderen gibt es eine Schallübertragung 7 von dem Gebläse 1 an eine Luftführung 8. Die Luftführung 8 kann an das Gebläse 1 angeschlossen sein und dient der Führung eines von dem Gebläse 1 erzeugten Luftstroms.
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Bei der Durchströmung der Luftführung 8 durch den von dem Gebläse 1 erzeugten Luftstrom kommt es zu einer Schallentstehung 9. Die Schallentstehung 9 kann beispielsweise an oder in einem zur Lenkung und/oder zur Verteilung des Luftstroms in der Luftführung 8 angeordneten Klappenkasten und/oder weiteren Luftführungs- oder Luftleitelementen durch eine jeweilige Anströmung oder Umströmung und/oder dabei entstehende Turbulenzen auftreten. Von der Luftführung 8 kommt es zu einer Schallübertragung 11 an einen Ausströmer 12, welcher einen Übergang oder eine Schnittstelle zwischen der Luftführung 8 und einem belüfteten Innenraum 16 des Kraftwagens darstellen kann. Der Ausströmer 12 wird also von dem mittels des Gebläses 1 erzeugten Luftstrom angeströmt und durchströmt, wobei es auch hier zu einer Schallentstehung 13 kommt. Weiterhin tritt auch an dem Ausströmer 12 ein Druckverlust 14 auf.
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Von dem Ausströmer 12 ausgehend kommt es zu einer Schallübertragung 15 an oder in den Innenraum 16, in dem sich beispielsweise jeweilige Insassen des Kraftwagens aufhalten können. Beim Ein- oder Übertritt des Luftstroms in den Innenraum 16 weitet sich der Luftstrom auf und es kommt auch hier zu einem Druckverlust 17. Es wird jedoch nicht nur durch die Schallübertragung 15 von dem Ausströmer 12 Schall in den Innenraum 16 eingebracht, sondern auch durch eine Schallübertragung 18 von der Instrumententafel 6.
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Der so auf verschiedenen Wegen in den Innenraum 16 geführte, geleitete oder eingebrachte Schall kann gegebenenfalls von den Insassen aufgenommen oder wahrgenommen werden. Dies kann eine beispielsweise aus Sicherheits- und/oder Komfortgründen unerwünschte Beeinflussung oder Belastung der Insassen darstellen. In einer Vielzahl von Betriebszuständen, insbesondere des Gebläses 1, ist der durch die Belüftung des Innenraums 16 bewirkte oder bedingte zu den Insassen gelangende Schall in dem Innenraum 16, das heißt beispielsweise in einer Fahrgastzelle des Kraftwagens, durch den von dem Gebläse 1 erzeugten Schallanteil dominiert. Dies kann insbesondere bei relativ geringen durch den Luftstrom transportierten Luftmengen und entsprechend geringen Strömungsgeschwindigkeiten der Fall sein. Diese Bedingungen sind typischerweise in einem Beharrungsfall gegeben, das heißt also in einem Belüftungsbetrieb, in dem ein gegebener Istzustand in dem Innenraum 16 zumindest im Wesentlichen aufrechterhalten wird oder aufrechterhalten werden soll. Ein solcher Istzustand kann beispielsweise eine Sauerstoffkonzentration und/oder eine Lufttemperatur in dem Innenraum 16 betreffen.
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Durch eine gezielte Eliminierung oder Reduzierung des durch den Betrieb des Gebläses 1 erzeugten oder bedingten Schalls beziehungsweise der entsprechenden Geräusche kann also vorteilhaft in besonders vielen Betriebszuständen und Situationen, welche typischerweise einen signifikanten zeitlichen Anteil einer Betriebszeit des Kraftwagens ausmachen, eine besonders wirksame Verminderung der akustischen Belastung in dem Innenraum 16 erzielt werden. Eine derartige Verminderung der akustischen Belastung kann besonders effektiv beispielsweise mittels einer in schematischer Darstellung in 2 gezeigten ersten Belüftungseinrichtung 19 erzielt werden. Die erste Belüftungseinrichtung 19 umfasst vorliegend das Gebläse 1 sowie einen an dieses anschließenden Luftkanal 20. Der Luftkanal 20 kann Teil der Luftführung 8 und damit beispielsweise Teil eines umfassenderen, gegebenenfalls verzweigten Kanalsystems sein. Der mittels des Gebläses 1 erzeugte Luftstrom kann den Luftkanal 20 durchströmen und durch diesen beispielsweise zu dem Ausströmer 12 geführt werden. Der Ausströmer 12 kann beispielsweise für eine mittige Anordnung in oder an der Instrumententafel 6 oder für eine seitliche Anordnung in einem Randbereich der Instrumententafel 6 vorgesehen sein. Grundsätzlich kann der Luftkanal 20 eine beliebige Form oder Erstreckung aufweisen und den Luftstrom beispielsweise zu einem beliebigen Punkt des Kraftwagens transportieren oder leiten.
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Vorliegend ist der Luftkanal 20 durch ein Trennelement 21 in einen ersten Teilkanal 22 und einen zweiten Teilkanal 23 unterteilt. Bevorzugt können die beiden Teilkanäle 22, 23 von gleicher Größe und Gestalt sowie von gleichem Querschnitt sein und/oder sich parallel zueinander erstrecken. Durch das Trennelement 21 wird auch der von dem Gebläse 1 erzeugte Luftstrom aufgeteilt, sodass die beiden Teilkanäle 22, 23 bevorzugt zu gleichen Teilen oder gleich stark durchströmt werden. Es ist jedoch alternativ möglich, die beiden Teilkanäle 22, 23 gezielt unterschiedlich zu gestalten und/oder gezielt unterschiedlich stark zu durchströmen oder durchströmen zu lassen. Dies kann beispielsweise durch konstruktive Einschränkungen, wie beispielsweise bestimmte Bauraum- oder Packaging-Anforderungen des Kraftwagens, oder etwa eine Asymmetrie in der Luftführung 8 bedingt oder notwendig gemacht sein.
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Durch die Unterteilung oder Aufteilung des Luftkanals 20 in die beiden Teilkanäle 22, 23 kann bewirkt oder sichergestellt werden, dass der, insbesondere von dem Gebläse 1 stammende, Schall in jedem der beiden Teilkanäle 22, 23 ein ebenes Schallfeld ausbildet. Ein solches ebenes Schallfeld ist mathematisch, in einer Planung und in einer konkreten Anwendung technisch besonders einfach beherrschbar.
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Weiterhin umfasst die erste Belüftungseinrichtung vorliegend zwei erste Schallwandler und zwei zweite Schallwandler. Ein erster der beiden ersten Schallwandler ist hier als erstes Mikrofon 24 ausgebildet, welches in oder an dem ersten Teilkanal 22 angeordnet ist. Mittels des ersten Mikrofons 24 kann ein in dem ersten Teilkanal 22 herrschender Schalldruck erfasst oder gemessen werden. Da durch die konstruktive und geometrische Gestaltung des Luftkanals 20 in den beiden Teilkanäle 22, 23 bei einem Betrieb des Gebläses 1 ein jeweiliges ebenes Schallfeld entsteht oder vorliegt, ist hier das einzelne erste Mikrofon 24 zur Bestimmung dieses ebenen Schallfels beziehungsweise des entsprechenden Schalldrucks ausreichend, da über eine gesamte Querschnittsfläche des ersten Teilkanal 22 - und analog auch über eine gesamte Querschnittsfläche des zweiten Teilkanals 23 - hinweg zumindest im Wesentlichen und für praktische Anwendungen ausreichend genau jeweils der gleiche, das heißt ein für einen bestimmten Zeitpunkt räumlich konstanter, Schalldruck herrscht.
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Der mittels des ersten Mikrofons 24 gemessene oder bestimmte Schalldruck kann in ein zu diesem korrespondierenden Signal gewandelt und beispielsweise an einen hier nicht dargestellten Regler oder ein hier nicht dargestelltes Steuergerät übermittelt werden. Durch den Regler oder das Steuergerät kann in Abhängigkeit von diesem Signal ein erster der beiden zweiten Schallwandler, welcher vorliegend als erster Lautsprecher 25 ausgebildet ist, gesteuert oder angesteuert werden. Der erste Lautsprecher 25 ist hier derart innerhalb des Luftkanals 20 angeordnet, dass ein von dem ersten Lautsprecher 25 erzeugter Schall in den ersten Teilkanal 22 ausgesendet oder abgestrahlt wird. Der erste Lautsprecher 25 wird dabei derart gesteuert, dass der von ihm ausgesendete Schall gegenphasig zu dem sich entlang des ersten Teilkanals 22 von dem Gebläse 1 ausgehend ausbreitenden Schall ist. Der von dem ersten Lautsprecher 25 ausgesendete Schall stellt also einen Gegenschall dar, wobei sich durch eine Interaktion zwischen dem sich von dem Gebläse 1 ausgehend entlang des ersten Teilkanal 22 ausbreitenden Schall und dem von dem ersten Lausprecher 25 erzeugten Gegenschall insgesamt oder effektiv ein Gesamtschall oder ein Gesamtbetriebsgeräusch der ersten Belüftungseinrichtung 19 ergibt oder einstellt. Dieses Gesamtbetriebsgeräusch ist dabei in seiner Lautstärke oder seinem Schalldruck reduziert oder vermindert gegenüber einem Betriebsgeräusch der ersten Belüftungseinrichtung 19, welches sich ohne die Anwendung des ersten Mikrofons 24 und des ersten Lautsprechers 25 ergeben oder einstellen würde.
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In analoger oder entsprechender Weise sind der zweite der ersten Schallwandler vorliegend als zweites Mikrofon 26 und der zweite der beiden zweiten Schallwandler als zweiter Lautsprecher 27 ausgebildet. Das zweite Mikrofon 26 ist zur Erfassung oder Messung des sich von dem Gebläse 1 ausgehend entlang des zweiten Teilkanal 22 ausbreitenden Schalls in oder an dem zweiten Teilkanal 23 angeordnet. Auch das zweite Mikrofon 26 kann ein zu dem von ihm erfassten Schall oder Schalldruck korrespondierendes Signal beispielsweise an den oder einen Regler oder an das oder ein Steuergerät übermitteln. In Abhängigkeit von diesem, von dem zweiten Mikrofon 26 übermittelten Signal wird der zweite Lautsprecher 27 gesteuert oder angesteuert, sodass der von diesem erzeugte Gegenschall den in dem zweiten Teilkanal 23 sich von dem Gebläse 1 ausgehend ausbreitenden Schalldruck reduziert, vermindert oder zumindest teilweise aufhebt.
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Insgesamt bilden die beiden Mikrofone 24, 26, der oder die Regler oder das Steuergerät beziehungsweise die Steuergeräte sowie die beiden Lautsprecher 25, 27 also ein Gegenschall- oder Antischallsystem (ANC-System, englisch „active noise cancellation“) zur aktiven Geräuschunterdrückung. Durch dieses ANC-System kann das letztlich in den Innenraum 16 des Kraftwagens gelangende Betriebsgeräusch der ersten Belüftungseinrichtung 19 reduziert werden.
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Vorliegend umfasst die erste Belüftungseinrichtung 19 weiterhin ein erstes Strömungsschutzelement 28 und ein zweites Strömungsschutzelement 29. Das erste Strömungsschutzelement 28 deckt vorliegend den ersten Lautsprecher 25 gegen den ersten Teilkanal 22 und/oder gegen den von dem Gebläse 1 erzeugten Luftstrom ab. Dieser Luftstrom wird also durch das erste Strömungsschutzelement um den ersten Lautsprecher 25 herum gelenkt, geleitet oder geführt, sodass er nicht direkt auf den ersten Lautsprecher 25 auftrifft. Dadurch kann vorteilhaft eine andernfalls durch ein solches Auftreffen verursachte Schallentstehung vermieden werden. In gleicher Art und Weise deckt das zweite Strömungsschutzelement 29 den zweiten Lautsprecher 27 gegen den zweiten Teilkanal 20 und/oder gegen den diesen durchströmenden Anteil des von dem Gebläse 1 erzeugten Luftstroms ab.
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Die beiden Strömungsschutzelement je 28, 29 sind zumindest im Wesentlichen für den von dem Gebläse 1 erzeugten Luftstrom undurchlässig. Gleichzeitig sind die beiden Strömungsschutzelement 28, 29 jedoch für den jeweils von dem ersten Lautsprecher 25 beziehungsweise von dem zweiten Lautsprecher 27 erzeugten Gegenschall durchlässig. Die zumindest im Wesentlichen gegebene Durchlässigkeit der Strömungsschutzelemente 28, 29 für den Luftstrom kann beispielsweise bedeuten, dass bei einer einseitigen Beaufschlagung des jeweiligen Strömungsschutzelement 28, 29 mit dem Luftstrom eine jeweilige resultierende Luftströmungsgeschwindigkeit auf einer der beaufschlagten Seite abgewandten Seite des jeweiligen Strömungsschutzelement 28, 29 um wenigstens 75 %, bevorzugt um wenigstens 90 %, gegenüber einer Strömungsgeschwindigkeit des beaufschlagenden Luftstroms reduziert ist.
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3 zeigt in einer schematischen Darstellung eine zweite Belüftungseinrichtung 30. Die zweite Belüftungseinrichtung 30 umfasst die bereits im Zusammenhang mit der ersten Belüftungseinrichtung 19 erläuterten Elemente. Im Unterschied zu der ersten Belüftungseinrichtung 19 weist die zweite Belüftungseinrichtung 30 jedoch eine alternative Anordnung oder einen alternativen Aufbau auf. Vorliegend weist die zweite Belüftungseinrichtung 30 eine erste Gegenschallzuführung 31 auf, welche von dem ersten Teilkanal 22 abzweigt. Der erste Lautsprecher 25 ist in einem dem ersten Teilkanal 22 abgewandten Endbereich dieser ersten Gegenschallzuführung 31 angeordnet. Der von dem ersten Lautsprecher von 20 erzeugte Gegenschall wird also durch die erste Gegenschallzuführung 31 dem ersten Teilkanal 22 zugeführt. Dabei ist das erste Strömungsschutzelement 28 an oder in einem Übergangsbereich zwischen der ersten Gegenschallzuführung 31 und dem ersten Teilkanal 22 angeordnet. Das erste Strömungsschutzelement 28 kann hier also effektiv einen Teilbereich einer Seitenwand des ersten Teilkanals 22 bilden. Bevorzugt verdeckt das erste Strömungsschutzelement 28 die im ersten Teilkanal 22 zugewandte Öffnung der ersten Gegenschallzuführung 31 vollständig.
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Wie die erste Belüftungseinrichtung 19 ist vorliegend auch die zweite Belüftungseinrichtung 30 in wesentlichen Teilen symmetrisch gestaltet. Dementsprechend ist auch abzweigend und von dem zweiten Teilkanal 23 eine Gegenschallzuführung vorgesehen, welche als zweite Gegenschallzuführung 32 bezeichnet ist. Der zweite Lautsprecher 27 ist in oder an einem von dem zweiten Teilkanal 23 abgewandten Endbereich der zweiten Gegenschallzuführung 32 angeordnet. Der zweite Lautsprecher 27 ist dabei so angeordnet oder ausgerichtet, dass der von ihm abgestrahlte Gegenschall durch die zweite Gegenschallzuführung 32 in den zweiten Teilkanal 23 geführt wird. Der Übergang zwischen der zweiten Gegenschallzuführung 32 und dem zweiten Teilkanal 23 ist durch das zweite Strömungsschutzelement 29 verdeckt.
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Durch die jeweilige Abdeckung der dem jeweiligen Teilkanal 22, 23 zugewandten Öffnung der jeweiligen Gegenschallzuführung 31, 32 mittels der Strömungsschutzelemente 28, 29 kann vorteilhaft ein Druckverlust bei einem Vorbeiströmen des Luftstrom an diesen Öffnungen vermieden werden.
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Bei der in 3 gezeigten zweiten Belüftungseinrichtung 30 ist ausgehend von dem Gebläse 1 in Strömungsrichtung des Luftstroms der erste Lautsprecher 25 vor dem ersten Mikrofon 24 und der zweite Lautsprecher 27 vor dem zweiten Mikrofon Wechsel 20 angeordnet und dementsprechend kann hier das ANC-System basierend auf einer Rückkopplung wirken. Da die Lautstärke vermindernde Wirkung des ANC-Systems insbesondere im Behaarungsfall besonders effektiv ist, in dem zumindest im Wesentlichen gleichmäßige oder gleichbleibende Geräusch- oder Schallverhältnisse oder -Bedingungen vorliegen und nahezu keine schnellen Veränderungen dieser Verhältnisse oder Bedingungen auftreten, kann auch diese Anordnung des ANC-Systems beziehungsweise von dessen einzelnen Komponenten oder Elementen in der zweiten Belüftungseinrichtung 30 in der Praxis effektiv eingesetzt werden und
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Unabhängig von der konkreten Ausführung oder Ausgestaltung kann mittels des jeweiligen ANC-Systems nicht nur eine Verminderung des Schalldrucks oder der Lautstärke der den Innenraum 16 erreichenden Betriebsgeräusche der jeweiligen Belüftungseinrichtung 19, 30 erreicht werden. Es kann zusätzlich oder alternativ auch eine Klangqualität oder ein Spektrum des entsprechenden Schalls oder Betriebsgeräusches gezielt und kontrolliert beeinflusst oder modifiziert werden. Insbesondere kann beispielsweise durch eine spektrale Auffüllung des Schall- oder Frequenzspektrums beziehungsweise des Betriebsgeräusches eine verbesserte Klangqualität erreicht werden. Ebenso ist eine von einem Klimatisierungszustand des Innenraums 16 und/oder von einem vorgegebenen Klimatisierungsziel für den Innenraum 16 abhängige Steuerung der Lautsprecher 25, 27 und damit der Erzeugung des jeweiligen Gegenschalls oder Gegenschalldrucks möglich. Dadurch kann beispielsweise ein ein Temperaturempfinden und/oder eine Klimatisierungswirkung unterstützendes Geräuschbild der jeweiligen Belüftungseinrichtung 19, 30 erzeugt oder realisiert werden. Diese Maßnahmen zur Anpassung des Geräuschbildes und/oder zur Modifikation, insbesondere zur Verbesserung, der Klangqualität können unter dem Begriff des aktiven Sounddesigns (ASD, englisch „active sound design“) zusammengefasst werden. Um hier eine möglichst optimale Wirkung zu erzielen, kann es vorgesehen sein, insbesondere für bestimmte Frequenzen und/oder Frequenzbereiche, eine akustische Übertragungsfunktion einzelner Elemente der jeweiligen Belüftungseinrichtung 19, 30, wie beispielsweise des Luftkanals 20, und/oder der gesamten jeweiligen Belüftungseinrichtung 19, 30 zu ermitteln. Die Steuerung oder Ansteuerung der Lautsprecher 25, 27 kann dann in Abhängigkeit von dieser akustischen Übertragungsfunktion erfolgen.
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Das Kanalsystem, insbesondere der Luftkanal 20, an ganz oder teilweise mittels eines Blasformverfahrens hergestellt sein. Das Kanalsystem kann die erste Gegenschallzuführung 31 und/oder die zweite Gegenschallzuführung 32 umfassen.
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4 zeigt in schematischer Darstellung eine diagrammatische Veranschaulichung eines Potenzials zur Geräuschreduzierung einer Belüftungseinrichtung für den Innenraum 16 des Kraftwagens. Auf einer Abszisse ist dabei eine Frequenz f des die Belüftungseinrichtung durchlaufenden Schalls in Hz abgetragen. Auf einer Ordinate ist eine Schallleistung P dB(A) angegeben. Eine erste Kurve des Diagramms gibt einen frequenzabhängigen Verlauf einer passiven Schallleistung 33 an, welche bei einer passiven Durchströmung des Gebläses 1 und eines Klappenkastens der jeweiligen Belüftungseinrichtung ohne Betrieb eines ANC-Systems auftritt. Eine zweite Kurve des Diagramms gibt einen frequenzabhängigen Verlauf einer Betriebsschalleistung 34 an, welche bei einer Durchströmung der jeweiligen Belüftungseinrichtung bei einem Betrieb des Gebläses 1 - ebenfalls ohne betriebenes oder aktiviertes ANC-System - auftritt. Ein gekennzeichneter Bereich zwischen der passiven Schallleistung 33 und der Betriebsschalleistung 34 stellt ein ANC-Potenzial 35 dar, welches also denjenigen Anteil der Betriebsschalleistung 34 angibt, welcher durch das aktiv betriebene ANC-System eliminiert werden soll. Eine Reduzierung der Schallleistung bis unter ein durch die passive Schallleistung 33 gegebenes Niveau ist zwar prinzipiell möglich, jedoch insbesondere in einem Nahbereich des Gebläses 1 für eine aus Insassensicht effektive Geräuschreduzierung nicht notwendig. Wie aus der Darstellung gemäß 4 zu entnehmen ist, bietet sich insbesondere in einem Frequenzbereich zwischen etwa 600 bis 700 Hz und etwa 4500 Hz, insbesondere in einem Frequenzbereich zwischen 900 Hz und 2500 Hz, ein signifikantes Potenzial zur Geräuschreduzierung.
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5 zeigt in schematischer Darstellung eine diagrammatische Veranschaulichung eines frequenzabhängigen Dämpfungsverhaltens einer ohne ANC-System betriebenen Belüftungseinrichtung. Auch hier ist auf einer Abszisse die Frequenz f in Hz und gemäß einer logarithmischen Skala angegeben. Auf einer Ordinate ist in dem in 5 gezeigten Diagramm eine Einfügedämmung IL (englisch „insertion loss“) in dB angegeben. Veranschaulicht ist hier zum einen ein ungedämmter Verlauf 36, welcher sich ohne passiv wirksames Akustikmaterial ergibt. Zum anderen ist ein ungedämmter Verlauf 37 dargestellt, welcher sich mit einem passiv wirksamen schalldämpfenden und/oder schalldämmenden Akustikmaterial ergibt. Deutlich erkennbar ist ein signifikanter Einbruch der Einfügedämmung IL in einem Frequenzbereich um 1600 Hz, welcher durch die jeweilige Geometrie, insbesondere die jeweilige Querschnittsfläche, der jeweiligen Luftführung bedingt ist. Dementsprechend ist ein entsprechender bevorzugter Wirkbereich 38 des jeweiligen ANC-Systems markiert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gebläse
- 2
- Ansaugung
- 3
- Druckverlust
- 4
- Schallentstehung
- 5
- Schallübertragung
- 6
- Instrumententafel
- 7
- Schallübertragung
- 8
- Luftführung
- 9
- Schallentstehung
- 10
- Druckverlust
- 11
- Schallübertragung
- 12
- Ausströmer
- 13
- Schallentstehung
- 14
- Druckverlust
- 15
- Schallübertragung
- 16
- Innenraum
- 17
- Druckverlust
- 18
- Schallübertragung
- 19
- erste Belüftungseinrichtung
- 20
- Luftkanal
- 21
- Trennelement
- 22
- erster Teilkanal
- 23
- zweiter Teilkanal
- 24
- erstes Mikrofon
- 25
- erster Lautsprecher
- 26
- zweites Mikrofon
- 27
- zweiter Lautsprecher
- 28
- erstes Strömungsschutzelement
- 29
- zweites Strömungsschutzelement
- 30
- zweite Belüftungseinrichtung
- 31
- erste Gegenschallzuführung
- 32
- zweite Gegenschallzuführung
- 33
- passive Schalleistung
- 34
- Betriebsschalleistung
- 35
- ANC-Potential
- 36
- ungedämmter Verlauf
- 37
- gedämmter Verlauf
- 38
- Wirkbereich
- f
- Frequenz
- P
- Schallleistung
- IL
- Einfügedämmung
