DE102017206360A1 - Housing for a pneumatic control unit and pneumatic control unit - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Gehäuse (10) für ein Pneumatik-Steuergerät (1), welches zwei einander gegenüberliegende Gehäusehauptwandungen (11, 12) und die Gehäusehauptwandungen (11, 12) verbindende Gehäusestirnwände (13, 14) umfasst, die zusammen einen Aufnahmeraum (30) zur Aufnahme einer Ventileinheit (20) begrenzen. Das Gehäuse (10) umfasst darüber hinaus ein Anschlusselement (15) in einer Gehäusestirnwand (14) zur pneumatischen und elektrischen Anbindung der Ventileinheit (20), wobei die zwei gegenüberliegenden Gehäusehauptwandungen (11, 12) mechanisch mit dem Anschlusselement (15) verbunden sind. Zumindest eine der Gehäusehauptwandungen (11, 12) ist als Helmholtzresonator ausgebildet und/oder zumindest abschnittsweise mit einer Materialschwächung versehen. The invention relates to a housing (10) for a pneumatic control unit (1) which comprises two housing main walls (11, 12) and the housing main walls (11, 12) connecting housing end walls (13, 14) which together form a receiving space (30 ) for receiving a valve unit (20) limit. The housing (10) further comprises a connection element (15) in a housing end wall (14) for pneumatic and electrical connection of the valve unit (20), wherein the two opposite housing main walls (11, 12) are mechanically connected to the connection element (15). At least one of the housing main walls (11, 12) is designed as a Helmholtz resonator and / or at least partially provided with a material weakening.
Description
Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für ein Pneumatik-Steuergerät. Das Gehäuse umfasst zwei einander gegenüberliegende Gehäusehauptwandungen und die Gehäusehauptwandungen verbindende Gehäusestirnwände, die zusammen einen Aufnahmeraum zur Aufnahme einer Ventileinheit begrenzen. Zur pneumatischen und elektrischen Anbindung der Ventileinheit ist in einer der Gehäusestirnwände zumindest ein Anschlusselement vorgesehen, wobei die zwei gegenüberliegenden Gehäusehauptwandungen mechanisch steif mit dem Anschlusselement verbunden sind.The invention relates to a housing for a pneumatic control unit. The housing comprises two mutually opposite housing main walls and the housing main walls connecting housing end walls, which together define a receiving space for receiving a valve unit. For pneumatic and electrical connection of the valve unit at least one connecting element is provided in one of the housing end walls, wherein the two opposite housing main walls are mechanically rigidly connected to the connecting element.
In Fahrzeugen werden pneumatische Aktuatoren z.B. zur Verstellung einer Sitzgeometrie verwendet. Ein oder mehrere pneumatische Aktuatoren in Gestalt jeweiliger Ventile sind dazu in einem Pneumatik-Steuergerät verbaut. Die Ventile erzeugen beim Öffnungs- und Schließvorgang Geräusche. Diese Geräusche entstehen beim Schalten des Ventils, beim Durchströmen des Ventils mit Luft sowie einem beim Schalten auftretenden Druckstoß. Diese Geräusche übertragen sich unter anderem als Körperschall auf ein Gehäuse des Pneumatik-Steuergeräts. Schließlich werden die Geräusche als Luftschall für die Insassen des Fahrzeugs hörbar abgestrahlt. Derartige Geräusche sind unerwünscht, da sie von Kunden des Fahrzeugs als störend empfunden werden können.In vehicles, pneumatic actuators are used e.g. used to adjust a seat geometry. One or more pneumatic actuators in the form of respective valves are installed in a pneumatic control unit. The valves generate noises during the opening and closing process. These noises occur when switching the valve, when flowing through the valve with air and a pressure surge occurring during switching. These noises are transmitted, among other things, as structure-borne noise to a housing of the pneumatic control unit. Finally, the sounds are audibly emitted as airborne sound for the occupants of the vehicle. Such sounds are undesirable because they can be perceived by customers of the vehicle as disturbing.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Gehäuse für ein Pneumatik-Steuergerät, insbesondere zur Verwendung in einem Fahrzeug, anzugeben, welches bei Betätigung der in dem Gehäuse aufgenommenen pneumatischen Aktuatoren geringeren Schall als herkömmliche Steuergeräte abstrahlt.It is an object of the invention to provide a housing for a pneumatic control device, in particular for use in a vehicle, which emits lower sound than conventional control devices upon actuation of the pneumatic actuators received in the housing.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Gehäuse gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.This object is achieved by a housing according to the features of
Es wird ein Gehäuse für ein Pneumatik-Steuergerät vorgeschlagen, das zwei einander gegenüberliegende Gehäusehauptwandungen und die Gehäusehauptwandungen verbindende Gehäusestirnwände umfasst. Die zwei einander gegenüberliegenden Gehäusehauptwandungen und die Gehäusestirnwände begrenzen zusammen einen Aufnahmeraum, der zur Aufnahme einer Ventileinheit vorgesehen ist. Das Gehäuse umfasst ferner in einer der Gehäusestirnwände ein Anschlusselement zur pneumatischen und elektrischen Anbindung der Ventileinheit. Dabei sind die zwei einander gegenüberliegenden Gehäusehauptwandungen mechanisch mit dem Anschlusselement verbunden. Erfindungsgemäß ist zumindest eine der Gehäusehauptwandungen als Helmholtzresonator ausgebildet und/oder zumindest abschnittsweise mit einer Materialschwächung versehen.It is proposed a housing for a pneumatic control unit, which comprises two mutually opposite housing main walls and the housing main walls connecting housing end walls. The two opposite housing main walls and the housing end walls together define a receiving space, which is provided for receiving a valve unit. The housing further comprises in one of the housing end walls a connection element for pneumatic and electrical connection of the valve unit. The two opposite housing main walls are mechanically connected to the connection element. According to the invention, at least one of the housing main walls is designed as a Helmholtz resonator and / or at least partially provided with a material weakening.
Ein derartiges Gehäuse strahlt gegenüber einem herkömmlichen Gehäuse weniger Körperschall direkt ab. Dadurch werden die für einen Insassen hörbaren Geräusche, wenn das Pneumatik-Steuergerät in einem Fahrzeug verbaut ist, nur noch gedämpft wahrgenommen. Gleichzeitig lassen sich die vorgeschlagenen Gehäuse auf einfache und kostengünstige Weise herstellen. Bekannte Herstellprozesse müssen nicht oder allenfalls gering modifiziert werden.Such a housing radiates less structure-borne noise than a conventional housing. As a result, the audible for an occupant noise when the pneumatic control unit is installed in a vehicle, perceived only attenuated. At the same time, the proposed housing can be produced in a simple and cost-effective manner. Known manufacturing processes do not have to be modified at best or at best.
In einer zweckmäßigen Ausgestaltung kann die zumindest eine der Gehäusehauptwandungen mit einem oder mehreren Löchern versehen sein. Je nach Lage der Ventilanordnung im Inneren des Aufnahmeraums kann es zweckmäßig sein, auf den beiden gegenüberliegenden Gehäusehauptwandungen jeweils ein oder mehrere Löcher vorzusehen. Darüber hinaus kann auch vorgesehen sein, zusätzlich eine oder mehrere der Gehäusestirnwände mit jeweils einem oder mehreren Löchern zu versehen.In an expedient embodiment, the at least one of the housing main walls can be provided with one or more holes. Depending on the position of the valve arrangement in the interior of the receiving space, it may be expedient to provide in each case one or more holes on the two opposite housing main walls. In addition, it can also be provided to additionally provide one or more of the housing end walls with one or more holes.
Die Lochfläche kann in Abhängigkeit des in dem Aufnahmeraum verbleibenden Volumens, wenn die Ventileinheit in den Aufnahmeraum angeordnet ist, derart festgelegt sein, dass die Frequenz des Helmholtzresonators größer als 1 kHz, insbesondere größer als 3 kHz ist. Bevorzugt wird eine Frequenz von 5 kHz oder mehr angestrebt. Unter der Lochfläche wird die Summe aller Flächen sämtlicher in dem Gehäuse vorgesehener Löcher verstanden. Die Lochfläche kann durch eine große Anzahl kleiner Löcher oder eine im Vergleich geringere Anzahl an größeren Löchern realisiert sein. Es ist nicht erforderlich, dass sämtliche Löcher die gleiche Größe und/oder Form aufweisen. Vielmehr können in einer jeweiligen Gehäusehauptwandung bzw. Gehäusestirnwand unterschiedliche Lochgrößen und Lochformen miteinander kombiniert sein. Die Löcher können regelmäßig oder unregelmäßig über den jeweiligen Gehäuseflächen verteilt angeordnet sein.Depending on the volume remaining in the receiving space, if the valve unit is arranged in the receiving space, the hole area may be determined such that the frequency of the Helmholtz resonator is greater than 1 kHz, in particular greater than 3 kHz. Preferably, a frequency of 5 kHz or more is desired. The hole area is understood to be the sum of all surfaces of all holes provided in the housing. The hole area can be realized by a large number of small holes or a comparatively smaller number of larger holes. It is not necessary that all holes have the same size and / or shape. Rather, different hole sizes and hole shapes can be combined with each other in a respective housing main wall or housing end wall. The holes can be arranged regularly or irregularly distributed over the respective housing surfaces.
Durch das Vorsehen eines oder mehrerer Löcher ergibt sich ein akustischer Kurzschluss zwischen dem Aufnahmeraum und dem äußeren des Gehäuses. Hierdurch kann ein Druckausgleich zwischen dem Inneren des Aufnahmeraums (d.h. dem Gehäuseinneren) und dem Äußeren des Gehäuses hergestellt werden. Dadurch kann eine Schallabstrahlung des Gehäuses reduziert werden.The provision of one or more holes results in an acoustic short circuit between the receiving space and the outer of the housing. This allows pressure equalization to be established between the interior of the receiving space (i.e., the housing interior) and the exterior of the housing. As a result, a sound radiation of the housing can be reduced.
In einer alternativen oder zusätzlichen Ausgestaltung ist die zumindest eine der Gehäusehauptwandungen mit einer luft- und schalldurchlässigen Sinterplatte versehen, welche in eine Aussparung der betreffenden Gehäusehauptwandung eingesetzt ist. Eine solche Sinterplatte kann aus einem Kunststoff, z.B. PE (Polyethylen), PP (Polypropylen), oder ähnlichen, bestehen. Besonders bevorzugt besteht die Sinterplatte aus dem Material des Gehäuses. Dadurch ist es möglich, die Sinterplatte auf besonders einfache Weise mit dem Gehäuse zu verbinden. Dazu kann die Sinterplatte mit den Rändern der Aussparung, in welche die Sinterplatte eingesetzt ist, verschweißt sein.In an alternative or additional embodiment, the at least one of the housing main walls is provided with an air- and sound-permeable sintered plate, which is inserted into a recess of the relevant housing main wall. Such a sintered plate may be made of a plastic, For example, PE (polyethylene), PP (polypropylene), or the like exist. Particularly preferably, the sintered plate consists of the material of the housing. This makes it possible to connect the sintered plate in a particularly simple manner with the housing. For this purpose, the sintered plate can be welded to the edges of the recess into which the sintered plate is inserted.
Sinterplatten werden in der Regel als Filterelement eingesetzt und sind luft- und damit auch schalldurchlässig. Bei der Betätigung eines Ventils im Aufnahmeraum des Gehäuses kann entstehender Schall ohne Störung vom Inneren des Aufnahmeraums zum Äußeren des Gehäuses gelangen, wodurch der bereits erwähnte akustische Kurzschluss bereitgestellt ist. Durch die Verbindung zwischen dem Gehäuseinneren und der Umgebung kann ein Druckausgleich erfolgen, wodurch die erwünschte Reduktion der Schallabstrahlung erzielt ist. Die Luftdurchlässigkeit der Sinterplatte kann durch deren Dicke gesteuert werden.Sintered plates are usually used as a filter element and are air and thus sound permeable. Upon actuation of a valve in the receiving space of the housing resulting sound can pass without interference from the interior of the receiving space to the exterior of the housing, whereby the already mentioned acoustic short circuit is provided. Through the connection between the housing interior and the environment, a pressure equalization can take place, whereby the desired reduction of the sound radiation is achieved. The air permeability of the sintered plate can be controlled by its thickness.
In einer ersten Ausgestaltung kann eine der Gehäusehauptwandungen mit einer Sinterplatte versehen sein. In einer alternativen, zweiten Ausgestaltung kann auch die zweite, gegenüberliegende Gehäusehauptwandung mit einer Sinterplatte versehen sein. Bei dieser zweiten Ausgestaltung können die Sinterplatten gleich oder unterschiedlich groß ausgebildet sein. Um eine möglichst gute Luftdurchlässigkeit zu erzielen, kann es zweckmäßig sein, die jeweilige Sinterplatte im Verhältnis zur Fläche der Gehäusehauptwandung möglichst groß auszubilden. „Möglichst groß“ bedeutet dabei, dass die Sinterplatte eine Fläche zwischen 20% und 80% einnimmt.In a first embodiment, one of the housing main walls can be provided with a sintered plate. In an alternative, second embodiment, the second, opposite housing main wall can also be provided with a sintered plate. In this second embodiment, the sintered plates may be formed equal or different in size. In order to achieve the best possible air permeability, it may be expedient to make the respective sintered plate as large as possible in relation to the surface of the housing main wall. "As large as possible" means that the sintered plate occupies an area between 20% and 80%.
In einer anderen Ausgestaltung ist ebenfalls denkbar, dass pro Gehäusehauptwandung mehrere Sinterplatten in jeweiligen Aussparungen vorgesehen sind. Hierdurch kann ggf. die Steifigkeit des Gehäuses verbessert werden.In another embodiment, it is likewise conceivable that a plurality of sintered plates are provided in respective recesses per housing main wall. As a result, if necessary, the rigidity of the housing can be improved.
Ein Vorteil der Nutzung von Sinterplatten besteht darin, dass der Aufnahmeraum des Gehäuses spritzwasser- und staubfest ist. Dadurch ist ein guter Schutz gegenüber Umwelteinflüssen gegeben. Darüber hinaus ist auch ein Schutz gegen Hineingreifen gegeben.An advantage of using sintered plates is that the receiving space of the housing is splash-proof and dust-proof. This provides good protection against environmental influences. In addition, protection against intervention is also given.
In einer anderen alternativen oder zusätzlichen Ausgestaltung ist das Gehäuse mit einer oder mehreren Nuten versehen. Dadurch wird eine Einkopplung einer Biegeschwingung in das Gehäuse aufgrund der Betätigung der Ventilanordnung durch die Materialschwächung erschwert.In another alternative or additional embodiment, the housing is provided with one or more grooves. Characterized a coupling of a bending vibration in the housing due to the actuation of the valve assembly is made difficult by the material weakening.
Dabei können nebeneinander angeordnete Nuten alternierend auf einer Vorderseite und einer Rückseite der zumindest einen Gehäusehauptwandung angeordnet sein. Dadurch wird die Einkopplung in den flächigen Teil der Gehäusehauptwandung unterbunden, da die Biegung in den Nuten stattfindet. Die Nut oder Nuten können umlaufend in die Gehäusehauptwandungen und in die diese auf gegenüberliegenden Seiten verbindenden Gehäusestirnwände eingebracht sein. Hierdurch ist eine besonders wirksame Schallentkopplung des Gehäuses möglich.In this case, juxtaposed grooves may be arranged alternately on a front side and a rear side of the at least one housing main wall. As a result, the coupling is prevented in the flat part of the housing main wall, since the bending takes place in the grooves. The groove or grooves can be incorporated circumferentially in the housing main walls and in this connecting on opposite sides housing end walls. As a result, a particularly effective sound decoupling of the housing is possible.
Die Nut oder Nuten können zweckmäßigerweise benachbart zu dem Anschlusselement in der zumindest einen der Gehäusehauptwandungen angeordnet sein. Je näher die Nut oder Nuten benachbart zu dem Anschlusselement in der zumindest einen der Gehäusehauptwandungen, insbesondere in umlaufender Gestalt, vorgesehen sind, desto wirksamer kann die Übertragung der Schallwellen von der Ventileinheit auf das Gehäuse unterdrückt werden.The groove or grooves may expediently be arranged adjacent to the connection element in the at least one of the housing main walls. The closer the groove or grooves are provided adjacent to the connecting element in the at least one of the housing main walls, in particular in a circumferential shape, the more effectively the transmission of the sound waves from the valve unit to the housing can be suppressed.
Diese Ausgestaltung ist, da das Gehäuse keinerlei Durchbrüche aufweist, gut gegen Umwelteinflüsse, wie Spritzwasser oder Staub, geschützt. Es kann der bislang bekannte Herstellprozess verwendet werden, lediglich Spritzgusswerkzeuge müssen modifiziert werden.This configuration is, since the housing has no breakthroughs, well protected against environmental influences, such as water spray or dust. It can be used the previously known production process, only injection molds must be modified.
Die oben beschriebenen, verschiedenen Varianten der Modifikation des Gehäuses können alleine oder in einer beliebigen Kombination vorgesehen werden.The various variants of the modification of the housing described above may be provided alone or in any combination.
Den verschiedenen Ausgestaltungen liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich der Schall von der Ventileinheit über das steife Anschlusselement auf das Gehäuse des Pneumatik-Steuergeräts übertragen kann. Die Einkopplung der von der Ventileinheit ausgehenden Schallwellen erfolgt als Biegeschwingung auf die Gehäusehauptwandungen, die ohne weitere Maßnahmen gut in hörbaren Bereich abgestrahlt werden und zu der unerwünschten Geräuschkulisse führen. Durch die Ausbildung zumindest einer der Gehäusehauptwandungen als Helmholtzresonator und/oder das Vorsehen einer Materialschwächung können die Biegeschwingungen stark reduziert werden. Dadurch ergibt sich im Ergebnis die erwünschte reduzierte Schallabstrahlung.The various embodiments are based on the finding that the sound from the valve unit can be transmitted via the rigid connecting element to the housing of the pneumatic control unit. The coupling of the sound waves emitted by the valve unit takes place as a bending vibration on the housing main walls, which are radiated well into the audible range without further measures and lead to the unwanted noise. By forming at least one of the housing main walls as a Helmholtz resonator and / or providing a material weakening, the bending vibrations can be greatly reduced. This results in the result of the desired reduced sound radiation.
Die Erfindung wird nachfolgend näher anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
-
1 eine schematische Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Pneumatik-Steuergeräts gemäß einer ersten Ausgestaltungsvariante; -
2 eine schematische Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Pneumatik-Steuergeräts gemäß einer zweiten Ausgestaltungsvariante; und -
3 eine schematische Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Pneumatik-Steuergeräts gemäß einer dritten Ausgestaltungsvariante.
-
1 a schematic cross-sectional view of a pneumatic control device according to the invention according to a first embodiment variant; -
2 a schematic cross-sectional view of a pneumatic control device according to the invention according to a second embodiment variant; and -
3 a schematic cross-sectional view of a pneumatic control device according to the invention according to a third embodiment variant.
Die
Wie aus den Querschnittsdarstellungen der
Beim Betätigen des oder der Ventile
Gemäß der in
Die Löcher
Grundsätzlich ist es ausreichend, wenn ein oder mehrere Löcher
Die Sinterplatten
In einer alternativen, figürlich nicht dargestellten Ausgestaltungsvariante könnte auch lediglich eine einzige der Gehäusehauptwandungen 11 oder 12 mit einer derartigen Sinterplatte
Sinterplatten sind aufgrund ihrer Porösität luftdurchlässig und daher gut geeignet den erwünschten Druckausgleich zwischen dem Inneren des Gehäuses
Bei der in
Die Querschnittsform der Nuten kann, wie in
Bei dem in
Eine besonders wirksame Schallabstrahlung ergibt sich dann, wenn nebeneinander angeordnete Nuten alternierend auf einer Vorderseite
Da das Gehäuse bei dem in
Allen drei Varianten ist eine deutlich geminderte Geräuschabstrahlung gemein. Bei den Varianten gemäß den
Die in den drei Ausführungsbeispielen gemäß den
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Gehäusecasing
- 11, 1211, 12
- GehäusehauptwandungGehäusehauptwandung
- 11a, 12a11a, 12a
- Außenseiteoutside
- 11i, 12i11i, 12i
- Innenseiteinside
- 13, 1413, 14
- GehäusestirnwandHousing end wall
- 1515
- Anschlusselementconnecting element
- 1616
- Lochhole
- 1818
- Sinterplattesintered plate
- 19a, 19i19a, 19i
- Nutgroove
- 2020
- Ventileinheitvalve unit
- 2121
- Trägercarrier
- 2222
- VentilValve
- 3030
- Aufnahmeraumaccommodation space
Claims (12)
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DE102017206360A8 (en) | 2021-07-15 |
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