DE102017210562A1

DE102017210562A1 - Schalldämmanordnung für eine Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102017210562A1
Application number: DE102017210562.3A
Authority: DE
Inventors: Michael Paul; Erik Person; Norman Schaake
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2017-06-22
Filing date: 2017-06-22
Publication date: 2018-12-27
Also published as: CN109109607A; US11351839B2; CN109109607B; US20180370325A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schalldämmanordnung (1) für eine Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs. Die Schalldämmanordnung (1) weist ein gasdichtes Gehäuse (2) mit einem Lufteinlass (3a) und mit einem Luftauslass (3b) auf, wobei die Schalldämmanordnung (1) ein in dem Gehäuse (2) festgelegtes Schalldämmelement (4) aus einem Dämmmaterial aufweist.
Erfindungsgemäß ist das Schalldämmelement (4) mit einer Eintrittsseite (5a) um den Lufteinlass (3a) und mit einer Austrittseite (5b) um den Luftauslass (3b) festgelegt und bildet einen Luftleitungskanal (6) in dem Gehäuse (2).

Description

Die Erfindung betrifft eine Schalldämmanordnung für eine Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Um den Fahrkomfort in einem Kraftfahrzeug zu verbessern, ist die Fachwelt ständig um eine Reduktion der Wind-, Abroll- und Motorgeräusche in dem Innenraum des Kraftfahrzeugs bemüht. Die fortwährende Entwicklung in diesem Bereich hat zur Folge, dass die Geräusche der Klimaanlage in dem Innenraum zunehmend hörbar werden. Zur Reduktion der Geräuschbelastung durch die Klimaanlage werden unterschiedliche Lösungen vorgeschlagen.
So ist beispielsweise in der DE 10 2011 008 518 A1 ein Lüftungskanal der Klimaanlage beschrieben, in dem an einer seitlichen Wand eine Akustikkammer ausgebildet ist. Die Akustikkammer ist mit einem schalldämmenden Material überdeckt, das den Lüftungskanal von der Akustikkammer abtrennt. Gemäß der Beschreibung wird durch die Akustikkammer die durch die Luftströmung in dem Lüftungskanal entstehende Geräuschbelastung reduziert.
In DE 10 2006 057 823 A1 ist zur Lösung des beschriebenen Problems eine ähnliche Akustikkammer in einer seitlichen Wand des Lüftungskanals vorgeschlagen. Hier ist jedoch die Akustikkammer mit dem schalldämmenden Material ausgefüllt.
Nachteilig bei diesen Lösungen ist jedoch, dass das schalldämmende Material nur mit einem hohen Montageaufwand in dem Lüftungskanal festgelegt werden kann und die Lüftungskanäle durch die eingebauten Akustikkammern eine in der Herstellung komplexe Bauweise aufweisen.
Die DE 10 2009 032 597 A1 beschreibt dagegen ein Diffusormodul mit einem Diffusorelement, das den Strömungswiderstand der Luftströmung in dem Lüftungskanal erhöht. Das Diffusorelement kann unter anderem aus dem schalldämmenden Material bestehen, so dass unter anderem auch die Geräuschbelastung durch die Klimaanlage reduziert werden kann. Nachteilig führt diese Lösung zu einem Druckabfall in dem Lüftungskanal sowie zur Erhöhung der Tieffrequenzanteile durch die Verwirbelung der Luftströmung an dem Diffusorelement.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Schalldämmanordnung bereitzustellen, welche die genannten Nachteile überwindet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Geräuschentwicklung in der Klimaanlage durch einen schalldämmenden Kanal zu reduzieren. Eine gattungsgemäße Schalldämmanordnung für eine Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs weist ein gasdichtes Gehäuse mit einem Lufteinlass und mit einem Luftauslass auf, wobei die Schalldämmanordnung ein in dem Gehäuse festgelegtes Schalldämmelement aus einem Dämmmaterial aufweist. Erfindungsgemäß ist das Schalldämmelement mit einer Eintrittsseite um den Lufteinlass und mit einer Austrittseite um den Luftauslass festgelegt und bildet in dem Gehäuse einen Luftleitungskanal.
Das Schalldämmelement ist erfindungsgemäß am Lufteinlass und am Luftauslass festgelegt und der innerhalb des Gehäuses liegende Luftleitungskanal ist aus dem Dämmmaterial gebildet. Ein Luftstrom strömt von dem Lufteinlass zum Luftauslass in dem gasdichte Gehäuse folglich durch den Luftleitungskanal. Das Schalldämmelement besteht aus einem Schalldämmmaterial, so dass der von dem Luftstrom emittierte Schall durch Reibung an dem teilweise gasdurchlässigen Dämmmaterial dissipiert wird. Auf diese Weise kann die Geräuschentwicklung in der Klimaanlage deutlich reduziert werden. Zusätzlich wird der Luftstrom zumindest nahezu widerstandslos durch den Luftleitungskanal geleitet, wodurch der unerwünschte Druckabfall in der Schalldämmanordnung verhindert wird.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass ein Eintrittsquerschnitt auf der Eintrittsseite des Schalldämmelements in Wesentlichen einem Lufteinlassquerschnitt des Lufteinlasses und ein Austrittquerschnitt auf der Austrittseite des Schalldämmelements in Wesentlichen einem Luftauslassquerschnitt des Luftauslasses entspricht. In dem durch das Schalldämmelement gebildeten Luftleitungskanal wird auf diese Weise ein unerwünschter Druckabfall an dem Lufteinlass und an dem Luftauslass verhindert. Des Weiteren ist zwischen dem Schalldämmelement und dem außenliegenden luftdichten Gehäuse ein Zwischenraum gebildet. In den Zwischenraum wird der von dem Luftstrom emittierte Schall durch das Schalldämmmaterial transmittiert, so dass die Geräuschentwicklung in der Klimaanlage weiter reduziert wird.
Vorteilhafterweise ist ferner vorgesehen, dass der Lufteinlassquerschnitt des Lufteinlasses kleiner als der Luftauslassquerschnitt des Luftauslasses und der Eintrittsquerschnitt des Schalldämmelements kleiner als der Austrittquerschnitt des Schalldämmelements ist. Dabei entspricht der Eintrittsquerschnitt in Wesentlichen einem Lufteinlassquerschnitt und der Austrittquerschnitt in Wesentlichen dem Luftauslassquerschnitt. Ein Kanalquerschnitt des durch das Schaldämmelement gebildeten Luftleitungskanals nimmt somit stetig von dem Eintrittsquerschnitt zu dem Austrittquerschnitt zu. An dem Lufteinlass entsteht dann ein zweidimensionaler Querschnittssprung von einem kleineren Lufteinlassquerschnitt zu einem größeren Kanalquerschnitt. Entsprechend entsteht an dem Luftaustritt ein zweidimensionaler Querschnittssprung von einem größeren Kanalquerschnitt auf einen kleineren Luftauslassquerschnitt. Bekanntlich weisen Kanäle mit einem abweichenden Querschnitt auch eine abweichende Schallkennimpedanz auf, so dass an dem Lufteinlass und an dem Luftauslass jeweils ein Sprung der Schallkennimpedanz vorliegt. Der Sprung in der Schallkennimpedanz führt an dem Lufteinlass und an dem Luftauslass zu Schallreflexionen, wodurch die Schallemission und folglich die Geräuschentwicklung in der Klimaanlage reduziert werden.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des Schalldämmelements ist vorgesehen, dass das Dämmmaterial einen hohen Durchströmungswiderstand aufweist. Durch den hohen Durchströmungswiderstand wird der Luftstrom durch den durch das Schalldämmelement gebildeten Luftleitungskanal ohne einen Druckabfall von dem Lufteinlass zu dem Luftauslass geleitet. Vorzugsweise ist das gasdurchlässige Dämmmaterial ein Vlies. Das Vlies ist nur gering wasseraufnahmefähig, wodurch ein Verschmutzen sowie ein bakterielles Besiedeln vorteilhaft verhindert werden. Ein Schalldämmelement aus einem Vlies kann beispielsweise in einem Tiefziehverfahren hergestellt sein.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Schalldämmelements ist das Schalldämmelement an dem Gehäuse formschlüssig, bevorzugt durch eine Nut-Feder-Verbindung, festgelegt. Eine formschlüssige Festlegung des Schalldämmelements in dem Gehäuse kann vorteilhaft auf eine aufwandreduzierte Weise vorgenommen werden.
Um das Schalldämmelement in dem Gehäuse festlegen zu können, ist ferner vorgesehen, dass das Schalldämmelement ein erstes Schalldämmteil und ein zweites Schalldämmteil aufweist, die aneinander stoffschlüssig oder formschlüssig festgelegt sind. So können das erste Schalldämmteil und das zweite Schalldämmteil nacheinander in dem Gehäuse angeordnet und an dem Gehäuse festgelegt werden und anschließend miteinander formschlüssig oder jedoch stoffschlüssig verbunden werden. Das Gehäuse kann dann als ein einstückig hergestellt werden, wodurch der Aufwand bei der Herstellung der Schalldämmanordnung reduziert wird.
Um die Schallreduktion in der Schalldämmanordnung weiter zu verbessern, ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass ein Zwischenraum zwischen dem Schalldämmelement und dem Gehäuse mit einem Schallabsorptionsmaterial zumindest bereichsweise gefüllt ist. Auf diese Weise wird der von dem Luftstrom emittierte und in den Zwischenraum durch das Schalldämmelement transmittierte Schall insbesondere bei hohen Frequenzen gedämmt, so dass die Geräuschentwicklung in der Klimaanlage weiter reduziert wird. Vorzugsweise ist das Schallabsorptionsmaterial ein Schaummaterial.
Ferner ist vorgesehen, dass das Gehäuse wenigstens eine Lüftungsöffnung aufweist, durch die das Schalldämmelement und das Schallabsorptionsmaterial gelüftet werden können. Insbesondere in einer feuchten Umgebung kann dadurch ein Verschmutzen sowie ein bakterielles Besiedeln des Schalldämmmaterials und des Schallabsorptionsmaterials verhindert werden. Vorteilhafterweise kann auch wenigstens eine Ablauföffnung vorgesehen sein, durch die das in dem gasdichten Gehäuse kondensierte Wasser ablaufen kann. Die Ablauföffnung ist zweckgemäß derart an dem Gehäuse angeordnet, dass das Ablaufen unter der Einwirkung der Schwerkraft ohne zusätzliche Einbauten möglich ist.
Insgesamt kann in der erfindungsgemäßen Schalldämmanordnung eine deutliche Schallreduktion erzielt werden und die Geräuschentwicklung in der Klimaanlage reduziert werden.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
Es zeigen, jeweils schematisch

1 eine seitliche Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Schalldämmanordnung;
2 eine Schnittansicht der in 1 gezeigten Schalldämmanordnung von oben;
3 eine Schnittansicht einer Schalldämmanordnung mit einem Schallabsorptionsmaterial von oben;
4 eine Schnittansicht eines durch eine Nut-Feder-Verbindung an einem Gehäuse festgelegten Schalldämmelements.

1 und 2 zeigen Schnittansichten einer erfindungsgemäßen Schalldämmanordnung 1 von einer der Seiten und von oben. Die Schalldämmanordnung 1 weist ein gasdichtes Gehäuse 2 in Form eines zweidimensionalen Stoßdiffusors mit einem Lufteinlass 3a und mit einem Luftauslass 3b auf. Ferner weist die Schalldämmanordnung 1 ein in dem Gehäuse 2 festgelegtes Schalldämmelement 4 aus einem Dämmmaterial - beispielsweise aus Vlies - auf. Das Schalldämmelement 4 ist mit einer Eintrittsseite 5a um den Lufteinlass 3a und mit einer Austrittseite 5b um den Luftauslass 3b festgelegt. Durch das Schalldämmelement 4 wird in dem Gehäuse 2 ein Luftleitungskanal 6 gebildet. Ein Luftstrom strömt von dem Lufteinlass 3a zu dem Luftauslass 3b durch den Luftleitungskanal 6 durch und der von dem Luftstrom emittierte Schall wird an dem Schalldämmelement 4 durch Reibung dissipiert. Der Luftstrom wird durch den Luftleitungskanal 6 widerstandslos geleitet, wodurch der unerwünschte Druckabfall in der Schalldämmanordnung 1 vorteilhaft verhindert wird. Zusätzlich kann durch einen hohen Durchströmungswiderstand des Dämmmaterials der Druckabfall in dem Luftleitungskanal 6 weiter reduziert werden.
Das Schalldämmelement 4 ist um den Lufteinlass 3a und um den Luftauslass 3b festgelegt, wobei ein Eintrittsquerschnitt des Schalldämmelements 4 auf der Eintrittsseite 5a in Wesentlichen einem Lufteinlassquerschnitt des Lufteinlasses 3a und ein Austrittquerschnitt des Schalldämmelements 4 auf der Austrittseite 5b im Wesentlichen einem Luftauslassquerschnitt des Luftauslasses 3b entspricht. Der Lufteinlass 3a entspricht dabei einer rechteckförmigen liegenden Gestalt, während der Luftauslass 3b einer rechteckförmigen stehenden Gestalt entspricht, so dass sich ein im Gehäuse 2 um 90° verdrehender Luftleitungskanal 6 ergibt. Das Schalldämmelement 4 ist derart ausgestaltet, dass an dem Lufteinlass 3a und an dem Luftauslass 3b jeweils ein zweidimensionaler Querschnittssprung entsteht. Der jeweilige Querschnittssprung führt zu einem Sprung der Schallkennimpedanz, wodurch Schallreflexionen an dem Lufteinlass 3a und an dem Luftauslass 3b entstehen. Die Schallreflexionen reduzieren die Schallemission in der Schalldämmanordnung 1, so dass vorteilhaft die Geräuschentwicklung in der Klimaanlage reduziert wird.
Zwischen dem Schalldämmelement 4 und dem außenliegenden luftdichten Gehäuse 2 ist ein Zwischenraum 7 gebildet. In den Zwischenraum 7 wird der von dem Luftstrom emittierte Schall durch das Schalldämmelement 4 transmittiert, so dass die Geräuschentwicklung in der Klimaanlage weiter reduziert wird.
3 zeigt eine Schnittansicht einer Schalldämmanordnung mit einem Schallabsorptionsmaterial 8 von oben. Hier ist der Zwischenraum 7 zwischen dem Schalldämmelement 4 und dem Gehäuse 2 mit dem Schallabsorptionsmaterial 8 - beispielsweise einem Schaummaterial - vollständig ausgefüllt. Der von dem Luftstrom emittierte und in den Zwischenraum 7 durch das Schalldämmelement 4 transmittierte Schall kann durch das Schallabsorptionsmaterial 8 insbesondere bei hohen Frequenzen vorteilhaft gedämmt werden. Um ein Verschmutzen sowie ein bakterielles Besiedeln des Schalldämmelements 4 und des Schallabsorptionsmaterial 8 zu verhindern, sind in dem Gehäuse 2 mehrere das Gehäuse 2 durchdringende Lüftungsöffnungen 9 sowie eine Ablauföffnung 10 angeordnet. Durch die Lüftungsöffnungen 9 werden das Schalldämmelement 4 und das Schallabsorptionsmaterial 8 belüftet und durch die Ablauföffnung 10 kann das in dem gasdichten Gehäuse 2 kondensierte Wasser ablaufen.
In 4 ist eine Schnittansicht des Schalldämmelements 4 gezeigt, das an dem Gehäuse 2 durch eine Nut-Feder-Verbindung 11 festgelegt ist. Ein Festlegen des Schalldämmelements 4 in dem Gehäuse 2 kann durch die Nut-Feder-Verbindung 11 auf eine aufwandreduzierte Weise vorgenommen werden.
Insgesamt kann in der erfindungsgemäßen Schalldämmanordnung 1 eine deutliche Schallreduktion erzielt und die Geräuschentwicklung in der Klimaanlage reduziert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102011008518 A1 [0003]
DE 102006057823 A1 [0004]
DE 102009032597 A1 [0006]

Claims

Schalldämmanordnung (1) für eine Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs, - wobei die Schalldämmanordnung (1) ein gasdichtes Gehäuse (2) mit einem Lufteinlass (3a) und mit einem Luftauslass (3b) aufweist, - wobei die Schalldämmanordnung (1) ein in dem Gehäuse (2) festgelegtes Schalldämmelement (4) aus einem Dämmmaterial aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Schalldämmelement (4) mit einer Eintrittsseite (5a) um den Lufteinlass (3a) und mit einer Austrittseite (5b) um den Luftauslass (3b) festgelegt ist und einen Luftleitungskanal (6) in dem Gehäuse (2) bildet.
Schalldämmanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Eintrittsquerschnitt des Schalldämmelements (4) auf der Eintrittsseite (5a) in Wesentlichen einem Lufteinlassquerschnitt des Lufteinlasses (3a) und ein Austrittquerschnitt des Schalldämmelements (4) auf der Austrittseite (5b) in Wesentlichen einem Luftauslassquerschnitt des Luftauslasses (3b) entspricht.
Schalldämmanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Lufteinlassquerschnitt des Lufteinlasses (3a) kleiner als der Luftauslassquerschnitt des Luftauslasses (3b) und der Eintrittsquerschnitt des Schalldämmelements (4) kleiner als der Austrittquerschnitt des Schalldämmelements (4) ist.
Schalldämmanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämmmaterial einen hohen Durchströmungswiderstand aufweist.
Schalldämmanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämmmaterial ein Vlies ist.
Schalldämmanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Schalldämmelement (4) in einem Tiefziehverfahren hergestellt ist.
Schalldämmanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schalldämmelement (4) an dem Gehäuse (2) formschlüssig, bevorzugt durch eine Nut-Feder-Verbindung (11), festgelegt ist.
Schalldämmanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schalldämmelement (4) ein erstes Schalldämmteil und ein zweites Schalldämmteil aufweist, die stoffschlüssig oder formschlüssig aneinander festgelegt sind.
Schalldämmanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zwischenraum (7) zwischen dem Schalldämmelement (4) und dem Gehäuse (2) mit einem Schallabsorptionsmaterial (8), bevorzugt mit einem Schaummaterial, zumindest bereichsweise gefüllt ist.
Schalldämmanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) wenigstens eine Lüftungsöffnung (9) und/oder wenigstens eine Ablauföffnung (10) aufweist.