DE102018203815A1

DE102018203815A1 - Verfahren zur Reduktion der Schallabstrahlung einer Klimaanlage eines Fahrzeugs, schallarme Klimaanlage eines Fahrzeugs und Verwendung einer Dämmungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102018203815A1
Application number: DE102018203815.5A
Authority: DE
Inventors: Jan Biermann
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2018-03-13
Filing date: 2018-03-13
Publication date: 2019-09-19

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verwendung einer Dämmungsvorrichtung (10) zur akustischen Schwingungsdämmung einer Klimaanlage eines Fahrzeugs. Die Dämmungsvorrichtung (10) umfasst eine Trägeranordnung (12) und mindestens einen mechanischen Resonator (14.1), der mit der Trägeranordnung (12) verbunden ist, wobei- der mindestens eine mechanische Resonator (14.1) mindestens einen Verbindungsschenkel umfasst, der mit mindestens einer Seitenwand der Trägeranordnung (12) verbunden ist, und- die Trägeranordnung (12) eine Vielzahl von Hohlräumen aufweist, die durch benachbarte Wände getrennt sind, wobei der mindestens eine mechanische Resonator (14.1) darin verbunden ist, und wobei der Resonator (14.1) eine Schwingungsmode aufweist, die überwiegend durch eine Schwingbewegung der Trägeranordnung (12) in einer senkrechten oder normalen Richtung, bezogen auf eine nicht angeregte Position der Trägeranordnung (12), anregbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduktion der Schallabstrahlung einer Klimaanlage eines Fahrzeugs, eine schallarme Klimaanlage eines Fahrzeugs und eine Verwendung einer Dämmungsvorrichtung zur Reduktion der Schallabstrahlung bzw. Dämmungserhöhung einer Klimaanlage eines Fahrzeugs.
Im Bereich des Kraftfahrzeugbaus werden die Anforderungen hinsichtlich einer Reduzierung von Geräuschen in dem Innenbereich eines Fahrzeugs durch stetig steigende Komfortansprüche der Kunden immer größer. Das bedeutet, dass beispielsweise Belüftungs-, Heizungs-, oder Klimaanlagen im Betrieb höheren Anforderungen in Hinblick auf eine Vermeidung oder Reduzierung störender Geräusche erfüllen müssen.
Bei einer Fahrzeug-Klimaanlage stehen sich allerdings unterschiedliche technische Anforderungen gegenüber, die bislang effektive Maßnahmen zur Reduktion der Geräuschentwicklung der Klimaanlage erschwert haben. So muss beispielsweise das Fahrzeug-Gesamtgewicht und damit auch das Gewicht der einzelnen Komponenten einschließlich der Klimaanlage reduziert werden. Um die gewünschte Gewichtsreduktion zu erzielen, umfasst die Klimaanlage ein Gehäuse mit einer möglichst dünnen Wand, wodurch sich die vibroakustischen Eigenschaften des Gehäuses nachteilig verschlechtern und der damit verbundene vibroakustische Anteil der Schallabstrahlung ansteigt.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile bei einer Klimaanlage eines Fahrzeugs zu beheben oder zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Reduktion der Schallabstrahlung einer Klimaanlage eines Fahrzeugs sowie eine schallarme Klimaanlage eines Fahrzeugs bereitzustellen, wobei eine verbesserte Schalldämmung unter den Randbedingungen einer möglichst geringen Gewichtszunahme gegenüber einer nicht schallgedämmten Klimaanlage und/oder geringer Kosten erzielt wird.
Voranstehende Aufgabe wird durch die unabhängigen Patentansprüche gelöst. Demnach wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Reduktion der Schallabstrahlung einer Fahrzeug-Klimaanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch eine schallarme Klimaanlage eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 5 und durch eine Verwendung einer Dämmungsvorrichtung zur Reduktion der Schallabstrahlung bzw. Dämmungserhöhung einer Klimaanlage eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der schallarmen Klimaanlage beschrieben sind, auch im Zusammenhang mit dem Verfahren zur Reduktion der Schallabstrahlung einer Klimaanlage oder der Verwendung einer Dämmungsvorrichtung und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
Im Rahmen der Anmeldung umfasst eine Klimaanlage beispielhaft ein Klimagerät, und ein Gehäuse, in welchem das Klimagerät angeordnet ist. Besonders bevorzugt kann die Klimaanlage als ein sogenanntes „Integriertes Heiz-Klima-Gerät“ (IHKA) ausgebildet sein, wobei das Gehäuse als Bestandteil der Klimaanlage anzusehen ist. Beispielhaft weisen derartige Klimaanlagen eine Schallabstrahlungskomponente bezüglich des Klimagerätes, insbesondere der Luftauslässe des Klimagerätes, und eine Schallabstrahlungskomponente bezüglich des Gehäuses auf. Die Anregung der Schallabstrahlung kann funktionsbedingt durch fluiddynamische Druckschwankungen erfolgen.
Im Rahmen der Anmeldung wird mit der Schalldämmung die Reduktion der Schallabstrahlung, insbesondere der Schallabstrahlungskomponenten, bezeichnet. Mit anderen Worten soll das Schallfeld, welches funktionsinherent in der Klimaanlage vorhanden ist, möglichst nicht nach außen transmittiert werden. Dadurch soll die Dämmung der Klimaanlage vorteilhaft erhöht werden. Es kann sich eine schallarme Klimaanlage realisieren lassen. Die Begriffe Schalldämmung und Reduktion der Schallabstrahlung können daher synonym, insbesondere für eine schallarme Klimaanlage, verwendet werden.
Gemäß einem ersten Aspekt wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Reduktion der Schallabstrahlung einer Klimaanlage eines Fahrzeugs. Das Verfahren umfasst:

a) Ermitteln einer Schallverteilung hinsichtlich Schallintensität und/oder Schallfrequenz entlang einer oder über eine Geräteoberfläche, welche die Klimaanlage umschließend umgibt zur räumlichen Lokalisierung von vibroakustischen Quellen ;
b) Bereitstellen einer Dämmungsvorrichtung zur akustischen Schwingungsdämmung, die vorzugsweise eine frequenzselektive Dämmung von Schallwellen durchführt;
c) Konfigurieren der Dämmungsvorrichtung zum Maximieren einer an die Schallverteilung angepassten Dämmung akustischer Schwingungen, die entlang der Geräteoberfläche von der Klimaanlage erzeugt werden; und
d) Anordnen der Dämmungsvorrichtung entlang der oder über die Geräteoberfläche an den in Schritt a) lokalisierten Quellen, zur Schalldämmung der Klimaanlage.

Hierbei bedeutet entlang der oder über die Geräteoberfläche, dass die Stellen an denen die Schallverteilung ermittelt wird in einem Bereich der Geräteoberfläche und über die gesamte Geräteoberfläche verteilt sind, i) direkt auf der Geräteoberfläche, oder ii) in einem kleinem Abstand zur Geräteoberfläche, in einem Innenbereich oder einem Außenbereich der Geräteoberfläche. Im Rahmen der Anmeldung kann die Geräteoberfläche alternativ durch eine Hüllfläche gebildet sein.
Insbesondere kann in Schritt a) bevorzugt eine frequenzabhängige Schallintensitätsverteilung im Betrieb der Klimaanlage auf der Geräteoberfläche ermittelt werden. Dies dient der räumlichen Lokalisierung der vibroakustischen Quellen von Problemfrequenzen/-frequenzbändern.
In Abhängigkeit von der an unterschiedlichen Stellen oder Punkten der Geräteoberfläche ermittelten Schallintensität und/oder Schallfrequenz kann die Dämmungsvorrichtung derart konfiguriert werden, dass an jeder der betreffenden Stellen oder einer Umgebung davon ein von der Klimaanlage emittierter und auf die Geräteoberfläche eintreffender Schall möglichst stark von der Dämmungsvorrichtung gedämmt wird, sodass eine möglichst reduzierte Schallabstrahlung an die Umgebung stattfindet. Die Konfiguration erfolgt dabei bevorzugt entsprechend der Frequenzlage und der notwendigen Dämmungserhöhung an den in Schritt a) lokalisierten vibroakustischen Quellen. Mitanderen Worten erfolgt die Konfiguration derart, dass eine frequenzselektive Dämmungserhöhung erfolgen kann.
Das Ermitteln der Schallverteilung ermöglicht eine klare und differenzierte Aussage über die örtliche Ausgestaltung der Dämmungsmaßnahmen entlang der Geräteoberfläche, sodass präzise die lokal, d. h. an bestimmten Stellen oder Punkten der Geräteoberfläche, benötigte Dämmung hinsichtlich der zu erzielenden Dämmungsstärke und der einzustellenden Frequenzen umgesetzt werden kann. Die Umsetzung entspricht einerseits dem lokalen Konfigurieren der Dämmungsvorrichtung entsprechend der örtlich zu erzielenden Dämmungsstärke und der einzustellenden Frequenzen, und andererseits dem lokalen Anordnen entsprechend konfigurierter Elemente der Dämmungsvorrichtung an den betreffenden Punkten bzw. Orten (die Elemente bzw. Komponenten der Dämmungsvorrichtung umfassen die mechanischen Resonatoren und die Trägeranordnung).
Das Konfigurieren der Dämmungsvorrichtung in Abhängigkeit von der ermittelten Schallverteilung bedeutet vorteilhafterweise, dass an jeder Stelle der Geräteoberfläche die Schalldämmung so stark wie möglich ist und die Menge an verwendeter Dämmungsvorrichtung nicht größer als nötig ist. Dieses Vorgehen ermöglicht also eine Reduktion des verwendeten Materials und der Kosten für Material und Herstellung.
Die Dämmungsvorrichtung zur akustischen Schwingungsdämmung kann eine Trägeranordnung und mindestens einen mechanischen Resonator umfassen, der mit der Trägeranordnung verbunden ist.
Die Trägeranordnung kann eine mechanische Struktur, ein homogenes Material oder ein Material aus einer Kombination von Materialien sein. Die Frequenz der Schwingungsmode des mindestens einen mechanischen Resonators kann so gewählt werden, dass sie dem Frequenzbereich entspricht, in dem eine gute Schwingungsdämmung, erhöhte Schalldämmung oder verminderte Schallübertragung der Trägeranordnung erforderlich ist.
Der mechanische Resonator kann mindestens einen Verbindungsschenkel umfassen, der mit mindestens einer Seitenwand der Trägeranordnung verbunden ist. Jede Verbindung mit der Trägeranordnung kann einen Verbindungsschenkel definieren.
Die Trägeranordnung kann eine Vielzahl von Hohlräumen aufweisen, die durch benachbarte Wände getrennt sind, wobei der mindestens eine mechanische Resonator darin verbunden ist, und wobei der Resonator einen Schwingungsmode aufweist, der überwiegend durch eine Bewegung der Trägeranordnung, insbesondere des Verbindungsschenkels, in einer senkrechten oder normalen Richtung, bezogen auf eine nicht angeregte Position der Trägeranordnung, anregbar ist. Diese Bewegung wird als Schwingbewegung bezeichnet. Das Schwingungsverhalten kann maßgebend durch die Bewegung des Verbindungsschenkels bestimmt werden.
Basierend auf der Struktur der Dämmungsvorrichtung, die weitgehend aus Hohlräumen besteht, hat die Dämmungsvorrichtung ein geringes Gewicht. Hinzu kommt, dass die Komponenten der Dämmungsvorrichtung (Trägeranordnung, Resonator) aus leichten Materialien aufgebaut werden können. Vorteilhafterweise bewirkt damit die Verwendung der Dämmungsvorrichtung zur Schalldämmung einer Klimaanlage eine entsprechend geringe Gewichtszunahme gegenüber einer nicht schallgedämmten Klimaanlage. Weiterhin kann mittels der Dämmungsvorrichtung, insbesondere mittels der Resonatoren, die dämmende Wirkung je Gewichtseinheit verbessert werden. Je nach Anzahl der Resonatoren und deren Anordnung kann flexibel ein Wirkungsbereich eingestellt werden. Vorteilhafterweise sind die Resonatoren flächig verteilt angeordnet.
Basierend auf der Funktionsweise des mechanischen Resonators (Anregung durch mindestens einen Schwingungsmode und entsprechende Schwingungsdämmung bei einer Frequenz oder in einem Frequenzbereich) ist es möglich, Schallwellen mit einem, hinsichtlich Intensität und Frequenz, entlang einer Geräteoberfläche zeitlich quasi-stationären Ortsverlauf durch Anordnen der Dämmungsvorrichtung mit an den Ortsverlauf angepassten Parametern besonders effektiv zu dämmen.
Unter „Quasi-Stationarität“ bzw. einem „quasi-stationären“ Verhalten wird ein dynamisches Verhalten verstanden, wobei sich die Charakteristik der Schallabstrahlung und deren Intensität räumlich und zeitlich nicht ändert.
Ferner ist das Dämmungsverhalten der Dämmungsvorrichtung frequenzselektiv. Das bedeutet, dass die Dämmungsvorrichtung an unterschiedlichen Raumpunkten, an denen Schallwellen mit unterschiedlichen Frequenzen vorliegen, derart konfigurierbar ist, dass das Dämmungsverhalten an den jeweiligen Raumpunkten auf die jeweiligen Frequenzen bzw. Frequenzbereiche abgestimmt ist.
Andererseits ist das vorliegende Verfahren (Ermitteln eines Ortsverlaufs der Schallverteilung und Konfigurieren der Dämmungsvorrichtung in Abhängigkeit von dem ermittelten Ortsverlauf) auf Schallwellen präzise abgestimmt. Die Verwendung des vorliegenden Verfahrens im Zusammenhang mit der vorliegenden Dämmungsvorrichtung ist somit zum Dämmen von der Klimaanlage erzeugter Schallwellen besonders effektiv und vorteilhaft.
Das vorliegende Verfahren ist gleichermaßen effektiv und geeignet zur frequenzselektiven Dämmung jeder Schallquelle, die Schallwellen mit einem quasi-stationären Verhalten emittiert. Weiterhin ist das Verfahren vorzugsweise zur verbesserten Dämmung von aeroakustischer Schall innerhalb des Gehäuses geeignet. Es lässt sich vorteilhafterweise ferner eine Körperschallabstrahlung reduzieren, wobei der Körperschall auf verschiedenen Arten angeregt werden kann, wie beispielsweise durch den fluiddynamischen Druck der Klimaanlage oder beispielhaft durch eine Krafteinleitung mittels eines Gebläsemotors.
Es wird darauf hingewiesen, dass das vorliegende Verfahren bei Verwendung herkömmlicher Dämmungsmittel, beispielsweise Schaumstoffe, ergänzend angewendet werden kann. Beispielsweise können Schaumstoffe als klassische Absorber Schall absorbieren. Aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens kann allerdings bereits vor der Absorption die Schallabstrahlung signifikant reduziert werden. Somit kann die Bandbreite und Einstellmöglichkeit von herkömmlichen Dämmungsmitteln durch das erfindungsgemäße Verfahren weiter verbessert werden.
Gemäß einem zweiten Aspekt wird die Aufgabe gelöst durch eine schallarme Klimaanlage eines Fahrzeugs, umfassend: ein akustische Schwingungen erzeugendes Klimagerät, und ein Gehäuse, in welchem das Klimagerät angeordnet ist.
An dem Gehäuses kann bereichsweise eine Dämmungsvorrichtung zur akustischen Schwingungsdämmung flächig angebracht sein, wobei die Dämmungsvorrichtung eine Trägeranordnung und mindestens einen mit der Trägeranordnung verbundenen mechanischen Resonator umfasst, der mit einer Seitenwand oder mehreren Seitenwänden der Trägeranordnung durch einen oder mehrere Verbindungsschenkel verbunden ist.
Die Trägeranordnung kann eine Vielzahl von Hohlräumen aufweisen, die durch benachbarte Wände getrennt sind, wobei der mindestens eine mechanische Resonator darin verbunden ist und einen Schwingungsmode aufweist, die überwiegend durch eine Schwingbewegung der Trägeranordnung anregbar ist, die eine Bewegung in einer senkrechten oder normalen Richtung ist, bezogen auf eine nicht angeregte Position der Trägeranordnung.
Gemäß einem dritten Aspekt wird die Aufgabe gelöst durch eine Verwendung einer Dämmungsvorrichtung zur akustischen Schwingungsdämmung einer Klimaanlage eines Fahrzeugs, die Dämmungsvorrichtung umfassend eine Trägeranordnung und mindestens einen mechanischen Resonator, der mit der Trägeranordnung verbunden ist.
Der mindestens eine mechanische Resonator kann mindestens einen Verbindungsschenkel umfassen, der mit mindestens einer Seitenwand der Trägeranordnung verbunden ist, wobei die Trägeranordnung eine Vielzahl von Hohlräumen aufweist, die durch benachbarte Wände getrennt sind, wobei der mindestens eine mechanische Resonator darin verbunden ist.
Der Resonator kann einen Schwingungsmode aufweisen, der überwiegend durch eine Schwingbewegung der Trägeranordnung in einer senkrechten oder normalen Richtung, bezogen auf eine nicht angeregte Position der Trägeranordnung, anregbar ist.
Die Dämmungsvorrichtung kann in einem Frequenzbereich oder in einer Vielzahl von Frequenzbereichen wirksam sein, insbesondere im Bereich von 2 bis 20000 Hz, z. B. für Frequenzen zwischen 50 Hz und 15000 Hz oder für Frequenzen zwischen 500 Hz und 2000 Hz.
Sofern vorliegend auf einen Schwingungsmode Bezug genommen wird, der „überwiegend“ anregbar ist, ist dieser so aufzufassen, dass der überwiegend angeregte Schwingungsmode mit einer größeren Intensität als andere Moden angeregt wird oder eine größere Abstrahleffektivität aufweist.
Wird vorliegend auf einen „Dämmungsbereich“ Bezug genommen, so wird auf ein Frequenzband verwiesen, das eine niedrige schwingungsakustische Reaktion zeigt.
Der mechanische Resonator kann in dem Frequenzbereich, in dem eine akustische Schwingungsdämmung erwünscht ist, eine Schwingungsmode haben. Die Frequenz dieser Schwingungsmode kann gesenkt werden, indem die Steifigkeit der Verbindungsschenkel verringert und eine Masse des Resonatormittelpunkts erhöht wird. Dies kann durch die Verwendung verschiedener Materialien, die Änderung der Bauform oder die Anzahl der Verbindungsschenkel erfolgen.
Die Abstimmung der Schwingungsmode des Resonators kann durch die Abstimmung der Masse des Resonators, der Steifigkeit der Verbindungsschenkel, der Geometrie der Verbindungsschenkel, der Anzahl der Verbindungsschenkel, der Wahl des Materials der Verbindungsschenkel (Flexibilität des Materials), der Dicke des Resonators, der Querschnittsfläche der Verbindungsschenkel usw. erfolgen. Ein Resonator kann als ein Feder-Masse-System angesehen werden, bei dem die Masse des Resonators auf den mit der Trägeranordnung verbundenen Verbindungsschenkeln schwingt. Die Schwingbewegung ist dann proportional zur Masse und umgekehrt proportional zur Steifigkeit der Verbindungsschenkel. Eine Vielzahl von Abstimmparametern kann dann zur Abstimmung der Schwingungsmode verwendet werden, sodass dieser überwiegend durch eine Schwingbewegung der Trägeranordnung anregbar ist. Nachfolgend sind einige Beispiele aufgeführt:
Die Erhöhung der Masse und damit die Einstellung der Schwingung kann entweder durch eine Erhöhung der Dicke dieses Teils des Resonators oder durch die Verwendung schwererer Materialien für diesen Teil erfolgen.
Die Verminderung der Steifigkeit der Verbindungsschenkel und damit die Einstellung der Schwingbewegung können entweder durch die Verwendung eines flexiblen Materials oder durch die Wahl einer Querschnitt-Geometrie mit geringer Steifigkeit (beispielsweise geringe Dicke) erfolgen.
Die Abstimmung dieser Parameter erfolgt dabei vorteilhaft so, dass die Dicke der Verbindungsschenkel des Resonators kleiner als 80% der Höhe des Hohlraums ist, die Querschnittsfläche der Verbindungsschenkel kleiner als 25% der Querschnittsfläche des Hohlraums ist, in dem er angeschlossen ist.
Als Materialien für den Resonator können vorzugsweise Metalle, Kunststoffe, insbesondere Polymere, 3D-Druckfähige Materialien usw. verwendet werden, beispielsweise Kunststoffe wie Polystyrol, Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), oder Metalle wie Stahl, Titan oder Aluminium. Das Elastizitätsmodul kann z. B. im Bereich von 0,1 Mpa bis 100000 Mpa liegen. Die Dichte kann z. B. im Bereich von 500 bis 5000 kg/m3 liegen. Die Verbindungsschenkel können hergestellt werden beispielsweise bevorzugt durch 3D-Druck, durch Verkleben einer Schicht, welche die Verbindungsschenkel und -schichten der Trägeranordnung umfasst, oder durch Verkleben der Verbindungsschenkel mit den Rändern des Hohlraums.
Die Abstimmung (Ermittlung bzw. Festlegung der konstruktiven und materialtechnischen Parameter) kann in einem Optimierungsprozess durchgeführt werden, z. B. durch Ausprobieren oder unter Berücksichtigung der Leitregeln, die auf den obigen Ausführungen basieren. In einer alternativen Ausführungsvariante kann die Optimierung auch mittels einer Simulation, beispielsweise einer Finite-Elemente-Modellierung durchgeführt werden.
Da die Schwingung eines Resonators zu einer Unterdrückung der Bewegung der Struktur vorwiegend bei der Schwingungsfrequenz des Resonators führt, führen mehrere Resonatoren mit unterschiedlichen Schwingungsfrequenzen zu mehreren Frequenzbereichen mit Unterdrückung (Dämmungsbereichen).
Um dies zu erreichen, können mehrere Resonatoren mit unterschiedlichen Schwingungsfrequenzen in einem Hohlraum, insbesondere flächig, überlagert werden, verschiedene Hohlräume können unterschiedliche Resonatoren haben oder die verwendeten Resonatoren können mehrere Schwingungsfrequenzen haben. Die Schwingungsfrequenzen der Resonatoren können durch die Materialien, die Form oder den Anschluss der Resonatoren abgestimmt werden.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann das Ermitteln der Schallverteilung das Erfassen akustischer Schwingungen der Klimaanlage beim Betrieb der Klimaanlage umfassen, entlang der oder über die Geräteoberfläche. Dies hat den technischen Effekt, dass der beim Betrieb der Klimaanlage emittierte Schall bzw. die emittierten Schallwellen erfasst werden. Der genannte Effekt hat den Vorteil, dass eine effektive, auf den lokal emittierten Schall abgestimmte lokale und/oder globale Schalldämmung ermöglicht wird.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann das Ermitteln der Schallverteilung ausgeführt werden mittels einer Simulation der Klimaanlage und der beim Betrieb der Klimaanlage erzeugten akustischen Schwingungen. Damit wird ermöglicht, dass bereits in der Planungsphase, bevor komplexe und möglicherweise kostspielige konstruktive Maßnahmen umgesetzt werden, das Schallemissionsverhalten der Klimaanlage ermittelt wird. Vorteilhafterweise wird dadurch ein kosteneffizientes Vorgehen ermöglicht. Weiterhin kann eine effiziente Gewichtsoptimierung erzielt werden, welche eine wichtige Rolle bei der Kohlenstoffdioxid-Reduzierung einnimmt.
Alternativ kann das Ermitteln der Schallverteilung mittels Messungen der beim Betrieb der Klimaanlage erzeugten akustischen Schwingungen ausgeführt werden. Damit wird, vorzugsweise beim Prototypenbau oder bei Qualitätskontrollen, das reale Schallemissionsverhalten der Klimaanlage ermittelt und möglicherweise den geplanten/gewünschten oder mittels Simulation ermittelten Werten gegenübergestellt. Vorteilhafterweise wird dadurch eine Fehlplanung verhindert und/oder ein effizientes Qualitätsmanagement ermöglicht.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann das Ermitteln der Schallverteilung das Erfassen der akustischen Schwingungen an der Geräteoberfläche umfassen, wobei die Geräteoberfläche die Menge aller Stellen oder Punkte darstellt, an denen die akustischen Schwingungen der Klimaanlage erfasst werden. Damit wird vorteilhafterweise in der Planungsphase ein von der Gestalt eines möglichen Gehäuses der Klimaanlage unabhängiges Vorgehen (Ermitteln des Schallemissionsverhaltens, Konfigurieren der Dämmungsvorrichtung) und damit eine erhöhte Flexibilität ermöglicht.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann das Bereitstellen der Dämmungsvorrichtung das Bereitstellen eines Gehäuses der Klimaanlage umfassen, wobei die Klimaanlage das Gehäuse und ein in dem Gehäuse angeordnetes Klimagerät umfasst. Das Gehäuse kann vorteilhafterweise einerseits einen Schutz gegen äußere Einwirkungen (mechanisch, thermisch, elektrisch) auf das Klimagerät und andererseits, bei einer entsprechenden schalldämmenden Ausstattung, eine schalldämmende Wirkung bereitstellen. Das Gehäuse bildet dabei vorzugsweise einen integralen Bestandteil der Klimaanlage.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann eine Hüllfläche über das Gehäuse gelegt werden, wobei die Hüllfläche unmittelbar an dem Gehäuse oder von dem Gehäuse beabstandet ist, wobei vorzugsweise die Hüllfläche sich in einem Innenbereich oder einem Außenbereich des Gehäuses befindet. Damit wird vorteilhafterweise ermöglicht, das Anordnen der Dämmungsvorrichtung in dem Innenbereich oder dem Außenbereich des Gehäuses vorzubereiten und/oder das Konfigurieren der Dämmungsvorrichtung adäquat auszuführen.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann das Ermitteln der Schallverteilung das Erfassen akustischer Schwingungen des Gehäuses beim Betrieb der Klimaanlage umfassen, entlang der oder über die Geräteoberfläche. Dadurch wird der Einfluss des Gehäuses auf den von der Anlage emittierten Schall berücksichtigt und das Schallemissionsverhalten der gesamten Klimaanlage ermittelt. Dies ermöglicht vorteilhafterweise eine vereinfachte Betrachtung der Klimaanlage als eine durch das Gehäuse der Klimaanlage repräsentierte Blackbox.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann das Konfigurieren der Dämmungsvorrichtung umfassen: i) das Konfigurieren von Strukturen von Komponenten der Dämmungsvorrichtung, vorzugsweise der Hohlräume und der Wände dazwischen, der mechanischen Resonatoren bzw. Verbindungsschenkel, und/oder der Trägeranordnung, und/oder ii) das Konfigurieren von Materialien der Komponenten der Dämmungsvorrichtung. Das bewirkt eine lokale Anpassbarkeit der Schalldämmungseigenschaften der Dämmungsvorrichtung an das lokale Schallemissionsverhalten der Klimaanlage. Dieser Effekt ermöglicht vorteilhafterweise eine effiziente und/oder materialsparende Schalldämmung der Klimaanlage.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann das Anordnen der Dämmungsvorrichtung ein flächiges, zumindest bereichsweises Anbringen der Dämmungsvorrichtung an eine Innenwandung und/oder Außenwandung des Gehäuses umfassen. Das zumindest bereichsweise Anbringen bedeutet, dass nur in Bereichen mit hoher Schallintensität, die beispielsweise einen vorbestimmten Schallpegel überschreitet, die Dämmungsvorrichtung angebracht oder angeordnet wird, und in den übrigen Bereichen lokal keine Dämmungsvorrichtung angebracht wird. Mit anderen Worten, die Dämmungsvorrichtung wird nur dort angebracht, wo sie benötigt wird. Dieses Vorgehen ist vorteilhafterweise material-, gewichts- und/oder kostensparend.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann das Gehäuse ein schalldämmendes Gehäuse sein mit einer Innenschale, einer Außenschale und einem Schalenzwischenraum zwischen der Innenschale und der Außenschale. Eine solche Gehäuse-Konstruktion kann vorteilhafterweise eine Unterbringung der Dämmungsvorrichtung oder von Dämmungsmaterial in dem Schalenzwischenraum bei gleichzeitigem Schutz (mechanisch, thermisch, elektrisch) der Dämmungsvorrichtung ermöglichen.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann die Dämmungsvorrichtung in den Schalenzwischenraum angebracht oder angeordnet sein, sodass der Schalenzwischenraum zumindest teilweise von der Dämmungsvorrichtung ausgefüllt ist. Dadurch kann vorteilhafterweise eine Verbesserung der mechanischen Stabilität und/oder Robustheit des Gehäuses sowohl im Innenbereich als auch im Außenbereich des Gehäuses und/oder einen Schutz der Dämmungsvorrichtung ermöglicht werden.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann die Dämmungsvorrichtung flächig, zumindest bereichsweise an einer Innenwandung der Innenschale und/oder einer Außenwandung der Außenschale angebracht oder angeordnet sein. Dadurch kann vorteilhafterweise eine weitere Schalldämmung auf Basis des zusätzlich verfügbaren Schalenzwischenraums ermöglicht werden.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann ein schalldämmendes, insbesondere elastisches Material, beispielsweise ein Schaumstoff oder Gummipuffer, in dem Schalenzwischenraum angebracht oder angeordnet sein, sodass der Schalenzwischenraum zumindest teilweise von dem schalldämmenden Material ausgefüllt ist. Diese Anordnung kann eine weitere Schalldämmung auf Basis des schalldämmenden Materials bewirken und möglicherweise dadurch eine Kostenersparnis ermöglichen, weil damit der Umfang bzw. die Menge der verwendeten Dämmungsvorrichtung reduziert werden kann (ein schalldämmendes Material wie Schaumstoff, Gummipuffer o. ä. kann möglicherweise preiswerter sein als die Dämmungsvorrichtung).
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann das Gehäuse aus einem Material ausgebildet sein, das ein Metall, eine Metalllegierung oder einen stabilen, insbesondere faserverstärkten Kunststoff umfasst, vorzugsweise einen mit Glasfasern oder Kohlefasern verstärkten Kunststoff. Derartige Materialien ermöglichen vorteilhafterweise eine hohe mechanische Stabilität bzw. Robustheit und/oder ein niedriges Gewicht des Gehäuses.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann die Dämmungsvorrichtung an einer Innenfläche und/oder einer Außenfläche des Gehäuses zumindest bereichsweise flächig angebracht sein. Eine derartige Anordnung der Dämmungsvorrichtung ist vorteilhafterweise material-, gewichts-und/oder kostensparend, da die Dämmungsvorrichtung nur dort angebracht wird, wo sie benötigt wird.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann das Klimagerät an dem Gehäuse schallentkoppelt befestigt sein. Hierbei bedeutet schallentkoppelt, dass eine schwache oder gar keine Schallkopplung durch die Befestigung des Klimageräts in dem oder an das Gehäuse bewirkt wird. Das kann bedeuten, dass die Befestigung schalldämmend ist oder ein schalldämmendes Material umfasst. Diese konstruktive Maßnahme kann eine zusätzliche Schalldämmung auf Basis des schalldämmenden Materials bewirken und möglicherweise dadurch eine Kostenersparnis ermöglichen, weil dadurch der Umfang bzw. das Ausmaß der verwendeten Dämmungsvorrichtung reduziert werden kann.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann das Klimagerät über ein schalldämmendes Material mit dem Gehäuse verbunden sein.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann das schalldämmende Material einen Lagerkörper bilden, der insbesondere dazu ausgebildet ist, das Klimagerät lateral und an seiner Unterseite zumindest teilweise zu umschließen und in einer vordefinierten Position zu fixieren.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann das schalldämmende Material einen Schaumstoff, oder einen Gummipuffer, oder einen mikroporösen Werkstoff umfassen, vorzugsweise mit einer Porengröße von 1 µm bis 200 µm oder von 5 µm bis 50 µm.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann das schalldämmende Material als Umspritzung aus einem aufgeschäumten Kunststoff ausgebildet sein.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann das Klimagerät in dem schalldämmenden Material eingebettet sein, wobei das schalldämmende Material eine Außenfläche oder einen Außenbereich des Klimageräts zumindest teilweise oder bereichsweise auskleiden kann. Das schalldämmende Material kann in dem Raum zwischen dem Klimagerät und dem Gehäuse zumindest teilweise oder bereichsweise volumenfüllend angeordnet sein und damit eine schalldämmende Befestigung des Klimageräts an das Gehäuse ermöglichen. Damit kann auf eine aufwendige, teure und insbesondere schwere Verbindungsstruktur zwischen Klimagerät und Gehäuse, welche durch das Gehäuse geführt oder darin angeordnet werden müsste, verzichtet werden. Der Aufbau wird dadurch einfacher, leichter, billiger und leistet einen zusätzlichen Beitrag zur Schalldämmung.
Eine erfindungsgemäße schallgedämmte Klimaanlage wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:

1 eine Darstellung des Dämmungsmaterials,
2A, 2B Darstellungen hexagonaler Elementarzellen des Dämmungsmaterials,
2C eine Darstellung einer Kombination von zwei Resonatoren,
3A, 3C Darstellungen hexagonaler Elementarzellen des Dämmungsmaterials,
3B eine Darstellung einer Dämmungsvorrichtung mit einer hexagonalen Anordnung von hexagonalen Elementarzellen,
4A, 4B, 4C eine Seitenansicht eines Gehäuses einer erfindungsgemäßen schallgedämmten Klimaanlage, und
5A, 5B räumliche Ansichten von Ausführungsformen eines Gehäuses einer erfindungsgemäßen schallgedämmten Klimaanlage.

Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den gezeigten Figuren jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
1 zeigt eine Dämmungsvorrichtung 10 aus einem Verbundwerkstoff, der eine Trägeranordnung 12 bildet, mit Innenhohlräumen. Eine solche Struktur verbindet gute mechanische Eigenschaften mit einer geringen Masse. Der Verbundwerkstoff umfasst eine obere und eine untere Schicht, wobei die Schichten und die Trägeranordnung 12 nicht aus dem gleichen Material bestehen. 3B stellt eine zweidimensionale Periodizität dar, aber auch ein-oder dreidimensionale Periodizität ist möglich. 2A, 2B zeigen Elementarzellen 14 für die in 3B gezeigte Trägeranordnung 12.
Die Resonatoren 14.1 werden so an die Trägeranordnung 12 angeschlossen, dass jeweils ein Resonator 14.1 durch den zu dämmenden Schwingungsmode angeregt wird. In 2A ist eine Elementarzelle 14 mit zusätzlichem Resonator 14.1 (grau) dargestellt. Der Resonator 14.1 ist eine homogene Struktur mit drei-schenkeliger Form. Jeder Verbindungsschenkel 14.1 des Resonators ist mit einer seitlichen Wand der Elementarzelle 14 verbunden. In 2A ist der Verbindungsschenkel 14.1 in der Mitte der Seitenwand mit dieser verbunden, obwohl der Verbindungsschenkel 14 auch an einer anderen Stelle der Seitenwand mit dieser verbunden werden kann. Die erste, in 2B gezeigte Schwingungsmode des Resonators ist ein, einer Schwingbewegung entsprechendes, Biegen. Die Resonatorform und die Anschlusspunkte sind derart gewählt, damit der Resonator 14.1 von verschiedenen Moden gut anregbar ist.
Die Schallabstrahlung wird durch Schwingungsmoden verursacht, die durch stehende Wellen über der Struktur entstehen. Diese stehenden Wellen sind mit der Wellenlänge der freien Ausbreitung verbunden: Eine stehende Welle ist mindestens eine halbe Wellenlänge lang. Die Resonatoren 14.1 können als kleine, gestimmte Vibratoren verstanden werden, welche die Bewegung der Dämmungsvorrichtung 10 an bestimmten Stellen verhindern. Ein Beispiel für einen Zustand, bei dem Vibrationen an der Außenseite der Dämmungsvorrichtung 10 begrenzt werden können, ist, wenn der Abstand zwischen zwei Resonatoren 14.1 mit ungefähr derselben Schwingungsfrequenz kleiner ist als die Hälfte der Wellenlänge der Ausbreitung freier Wellen in der Trägeranordnung 12, z. B. umgebendes Material, da die Bildung stehender Modi an den Außenflächen behindert wird.
Optional ist daher der Abstand zwischen zwei Resonatoren 14.1, die in einem bestimmten Frequenzband wirken, kleiner als die Hälfte der Wellenlänge der Ausbreitung freier Wellen im umgebenden Material auf dem interessierenden Frequenzband gewählt, was zu einer guten akustischen Schwingungsdämmung führt.
Der Resonator 14.1 in 2A ist aus einem Material, das sich vom Material der Trägeranordnung 12 unterscheidet. Der Resonator 14.1 hat eine 3-schenkelige Struktur, wodurch eine gute Anregung durch verschiedene Moden aus dem umgebenden Material gewährleistet ist.
2C zeigt einen Resonator, der auf dem Design von 2B basiert. Der Resonator 14.1 besteht aus zwei Teilen: einen als eine Masse wirkenden Resonator 14.3, und einen als eine Feder wirkenden Resonator 14.2. Die richtige Auslegung (Material, Form oder Dicke) beider Resonatoren 14.2, 14.3 führt zu einem breiten Spektrum an Schwingungsfrequenzen, vergleichbar mit einem theoretischen Masse-Feder-System. Die Zugabe von zusätzlichem Material, das mit dem Zentrum des Resonators verbunden ist, führt zu einem niedrigeren ersten Biegemode im Vergleich zu 2B. Die Schwingungsfrequenz wird durch die Steifigkeit der Verbindungsschenkel 14.1 und die Masse 14.4, 14.5 im Mittelpunkt (Zentrum) des Resonators 14.1 (siehe 3A, 3C) bestimmt.
3A zeigt einen Resonator 14.1 mit flexiblen Verbindungsschenkeln 14.1 und einer Masse 14.4, 14.5.
Generell können Masse, Anzahl der Anschlusspunkte, Elastizitätsmodul der Verbindung usw. als Parameter für die Abstimmung der Schwingungsfrequenz des Resonators verwendet werden.
Durch die Kombination von Schwingungen können mehrere Dämmungsbereiche oder größere Dämmungsbereiche erreicht werden. Ein Resonator 14.1 kann für mehrere Schwingungsmoden ausgelegt sein oder es können mehrere Resonatoren 14.1 in einem Hohlraum oder Resonatoren 14.1 mit unterschiedlichen Schwingungsfrequenzen in verschiedenen Hohlräumen angeordnet sein. 3B zeigt eine hexagonale periodische Struktur, bei der sechs-schenkelige Masse-Resonatoren 14.1 mit unterschiedlichen Massen 14.4, 14.5 verwendet werden, was zu mehreren Dämmungsbereichen (Frequenzbereiche in denen die Resonatoren dämmungswirksam sind) führt.
3C zeigt eine Elementarzelle 14 in Analogie zu 3A, bei der zwei Resonatoren 14.1 in einem Hohlraum überlagert werden, wobei die Resonatoren 14.1 an ihren Mittelpunkten unterschiedliche Massen 14.4,14.5 aufweisen, sodass die Schwingungsfrequenzen der beiden Resonatoren 14.1 unterschiedlich sind. Nachdem die Schwingung des Resonators den Frequenzbereich der Dämmung definiert, führt eine Festlegung der Schwingungsfrequenz eines jeweiligen Resonators 14.1 zu einer Festlegung der Dämmungsfrequenz.
In einer Ausführungsvariante können die Verbindungsschenkel 14.1 als hohle Struktur ausgeführt werden, bei der die Verbindungsschenkel 14.1 interne Kanäle enthalten, die mit jeweils einem Loch in der Trägeranordnung 12 verbunden sind. In den Kanälen befindet sich bzw. zirkuliert ein Fluidum, vorzugsweise Luft, dessen Druck regelbar ist. Die Trägeranordnung 12 kann mit innenliegenden Kanälen ausgeführt sein, die mit den hohlen Verbindungsschenkeln 14.1 verbunden sind. Durch die Regelung des Luftdrucks in den Kanälen und damit der Resonatorstruktur kann die Steifigkeit der Schwingungsstruktur bzw. der Resonatoren aktiv geregelt werden. Daraus resultieren eine aktiv gesteuerte Schwingungsfrequenz und damit ein aktiv gesteuerter Dämmungsbereich.
4A bis 4C zeigen Seitenansichten eines Gehäuses einer schallgedämmten Klimaanlage eines Fahrzeugs und 5A, 5B zeigen perspektivische Ansichten eines solchen Gehäuses. Das Gehäuse ist Teil der Klimaanlage, die ein nicht gezeigtes, akustische Schwingungen erzeugendes Klimagerät umfasst.
An dem Gehäuse 16 ist bereichsweise eine Dämmungsvorrichtung 10 zur akustischen Schwingungsdämmung flächig angebracht.
Die Dämmungsvorrichtung 10 umfasst eine Trägeranordnung 12 und mindestens einen mit der Trägeranordnung 12 verbundenen mechanischen Resonator, der mit einer oder mehreren Seitenwänden der Trägeranordnung 12 durch einen oder mehrere Verbindungsschenkel 14.1 verbunden ist.
Die Trägeranordnung 12 weist eine Vielzahl von Hohlräumen auf, die durch benachbarte Wände getrennt sind, wobei der mindestens eine mechanische Resonator 14.1 in einem Hohlraum verbunden ist und einen Schwingungsmode aufweist, der überwiegend durch eine Schwingbewegung der Trägeranordnung 12 anregbar ist, die eine Bewegung in einer senkrechten oder normalen Richtung ist, bezogen auf eine nicht angeregte Position der Trägeranordnung 12.
Aufgrund der weitgehend hohlen Struktur der Resonatoren 14.1 hat die vorliegende Dämmungsvorrichtung 10 vorteilhafterweise ein sehr geringes Gewicht.
4A zeigt ein schalldämmendes Gehäuse 16 mit einer Dämmungsvorrichtung 10 in welcher die Elementarzellen 14 eine homogene Struktur bilden, worin alle Hohlräume durch Resonatoren belegt sind.
4B zeigt ein schalldämmendes Gehäuse 16 mit einer Dämmungsvorrichtung 10 in welcher die Elementarzellen 14 eine periodische Struktur bilden, worin nicht alle Hohlräume durch Resonatoren belegt sind. Einige Hohlräume sind durch Leerzellen 14.6 belegt.
4C zeigt ein schalldämmendes Gehäuse 16 mit einer Dämmungsvorrichtung 10 in welcher die Elementarzellen 14 eine nicht periodische, inhomogene Struktur bilden. Einige Hohlräume sind durch Leerzellen 14.6 belegt.
In den 4A bis 4C sind in den Elementarzellen 14 als Resonatoren beispielhaft Feder-Masse-Systeme angeordnet. Dabei ist jeweils ein als eine Masse wirkender Resonator 14.3 und ein als eine Feder wirkender Resonator 14.2 vorgesehen. Die Masse 14.3 ist beispielhaft flächig bzw. quadratisch ausgebildet. Es sind jedoch auch punktförmige Ausbildungen möglich. Die Feder 14.2 ist beispielhaft als Verbindungsschenkel ausgebildet und asymmetrisch an benachbarten Wänden der Elementarzelle 14 angeordnet. Es ist ebenso denkbar, dass die Feder 14.2 symmetrisch an benachbarten Wänden der Elementarzelle 14 angeordnet ist und weitere Verbindungsschenkel aufweist. Die richtige Auslegung (Material, Form oder Dicke) beider Resonatoren 14.2, 14.3 führt zu einem breiten Spektrum an Schwingungsfrequenzen, vergleichbar mit einem theoretischen Masse-Feder-System.
Die Elementarzellen 14 sind beispielhaft quadratisch ausgebildet. Es sind jedoch weitere geometrische Formen für die Elementarzellen 14, wie beispielsweise eine sechseckige Wabenform denkbar.
5A zeigt ein schalldämmendes Gehäuse 16 wobei die Dämmungsvorrichtung 10 an einer Innenfläche des Gehäuses 16 ganzflächig angebracht ist.
5B zeigt ein schalldämmendes Gehäuse 16, das eine Innenschale 16.1, eine Außenschale 16.2 und einen Schalenzwischenraum zwischen der Innenschale und der Außenschale umfasst, wobei die Dämmungsvorrichtung 10 in den Schalenzwischenraum angeordnet ist.
Bezugszeichenliste

10: Dämmungsvorrichtung
12: Trägeranordnung
12.1: Seitenwand
14: Elementarzelle
14.1: mechanischer Resonator, Verbindungsschenkel
14.2: als Feder wirkender Resonator
14.3: als Masse wirkender Resonator
14.4: Masse, erste Masse
14.5: zweite Masse
14.6: Leerzelle
16: schalldämmendes Gehäuse
16.1: Innenschale
16.2: Außenschale

Claims

Verfahren zur Reduktion der Schallabstrahlung einer Klimaanlage eines Fahrzeugs, umfassend: a) Ermitteln einer Schallverteilung hinsichtlich Schallintensität und/oder Schallfrequenz entlang einer oder über eine Geräteoberfläche, welche die Klimaanlage umschließend umgibt zur räumlichen Lokalisierung von vibroakustischen Quellen; b) Bereitstellen einer Dämmungsvorrichtung (10) zur akustischen - Schwingungsdämmung, die vorzugsweise eine frequenzselektive Dämmung von Schallwellen durchführt; umfassend eine Trägeranordnung (12) und mindestens einen mechanischen Resonator, der mit der Trägeranordnung (12) verbunden ist; c) Konfigurieren der Dämmungsvorrichtung (10) zum Maximieren einer an die Schallverteilung angepassten Dämmung akustischer Schwingungen, die entlang der Geräteoberfläche von der Klimaanlage erzeugt werden; und d) Anordnen der Dämmungsvorrichtung (10) entlang der oder über die Geräteoberfläche an den in Schritt a) lokalisierten Quellen zur Schalldämmung der Klimaanlage, wobei - der mindestens eine mechanische Resonator (14.1) mindestens einen Verbindungsschenkel umfasst, der mit mindestens einer Seitenwand der Trägeranordnung (12) verbunden ist, und - die Trägeranordnung (12) eine Vielzahl von Hohlräumen aufweist, die durch benachbarte Wände getrennt sind, wobei der mindestens eine mechanische Resonator (14.1) darin verbunden ist, und wobei der Resonator (14.1) eine Schwingungsmode aufweist, die überwiegend durch eine Schwingbewegung der Trägeranordnung (12) in einer senkrechten oder normalen Richtung, bezogen auf eine nicht angeregte Position der Trägeranordnung (12), anregbar ist.
Verfahren nach Anspruch 1, umfassend mindestens eines der folgenden Merkmale: - das Ermitteln der Schallverteilung - umfasst das Erfassen akustischer Schwingungen der Klimaanlage beim Betrieb der Klimaanlage, entlang der oder über die Geräteoberfläche; - das Ermitteln der Schallverteilung wird i) mittels einer Simulation der Klimaanlage und der beim Betrieb der Klimaanlage erzeugten akustischen Schwingungen, oder ii) mittels Messungen der beim Betrieb der Klimaanlage erzeugten akustischen Schwingungen ausgeführt; - das Ermitteln der Schallverteilung umfasst das Erfassen der akustischen Schwingungen entlang der oder über die Geräteoberfläche, wobei die Geräteoberfläche die Menge aller Punkte darstellt, an denen die akustischen Schwingungen der Klimaanlage erfasst werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend mindestens eines der folgenden Merkmale: - das Bereitstellen der Dämmungsvorrichtung (10) umfasst das Bereitstellen eines Gehäuses (16) der Klimaanlage, wobei die Klimaanlage das Gehäuse (16) und ein in dem Gehäuse (16) angeordnetes Klimagerät umfasst; - das Anordnen der Dämmungsvorrichtung (10) umfasst ein flächiges, zumindest bereichsweises Anbringen der Dämmungsvorrichtung (10) an eine Innenwandung und/oder Außenwandung des Gehäuses (16); - das Ermitteln der Schallverteilung umfasst das Erfassen akustischer Schwingungen des Gehäuses (16) beim Betrieb der Klimaanlage, entlang der oder über die Geräteoberfläche.
Verfahren einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend folgendes Merkmal: - das Konfigurieren der Dämmungsvorrichtung (10) umfasst i) das Konfigurieren von Strukturen von Komponenten der Dämmungsvorrichtung (10), vorzugsweise der Hohlräume und der Wände dazwischen, der mechanischen Resonatoren (14.1), und der Trägeranordnung (12), und/oder ii) das Konfigurieren von Materialien der Komponenten der Dämmungsvorrichtung (10).
Schallgedämmte Klimaanlage eines Fahrzeugs, umfassend: - ein akustische Schwingungen erzeugendes Klimagerät, und - ein Gehäuse, in welchem das Klimagerät angeordnet ist, wobei - an dem Gehäuses (16) bereichsweise eine Dämmungsvorrichtung (10) zur akustischen Schwingungsdämmung flächig angebracht ist, - die Dämmungsvorrichtung (10) eine Trägeranordnung (12) und mindestens einen mit der Trägeranordnung (12) verbundenen mechanischen Resonator umfasst, der mindestens einen Verbindungsschenkel (14.1) umfasst, der mit mindestens einer Seitenwand der Trägeranordnung (12) verbunden ist, und - die Trägeranordnung (12) eine Vielzahl von Hohlräumen aufweist, die durch benachbarte Wände getrennt sind, wobei der mindestens eine mechanische Resonator (14.1) darin verbunden ist und eine Schwingungsmode aufweist, die überwiegend durch eine Schwingbewegung der Trägeranordnung (12) anregbar ist, die eine Bewegung in einer senkrechten oder normalen Richtung ist, bezogen auf eine nicht angeregte Position der Trägeranordnung (12).
Klimaanlage nach dem vorhergehenden Vorrichtungsanspruch, umfassend mindestens eines der folgenden Merkmale: - die Hohlräume sind geschlossene Hohlräume; - mindestens ein Hohlraum umfasst mindestens einen mechanischen Resonator (14.1); - die Trägeranordnung (12) umfasst einen Kern, der aus rechteckigen, zylindrischen, elliptischen, kreisförmigen oder polygonalen Elementarzellen oder einer Kombination dieser Elementarzellen besteht; - jeweils eine Elementarzelle umfasst jeweils einen Hohlraum; - die Trägeranordnung (12) ist periodisch oder nicht-periodisch; - der Kern der Trägeranordnung ist eine Wabenstruktur; - die Wabenstruktur umfasst mindestens eine Elementarzelle mit einer Vielzahl von Seitenwänden, wobei der mechanische Resonator (14.1) mit einigen oder allen Seitenwänden verbunden ist; - mindestens eine Elementarzelle ist hexagonal ausgebildet, wobei der Resonator i) drei Verbindungsschenkel (14.1) umfasst, die mit drei verschiedenen Seitenwänden der Elementarzelle verbunden sind, oder ii) sechs Verbindungsschenkel (14.1) umfasst, die mit sechs verschiedenen Seitenwänden verbunden sind.
Klimaanlage nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, umfassend mindestens eines der folgenden Merkmale: - die Trägeranordnung (12) ist aus einem Verbundmaterial, einem mehrschichtigen Kernmaterial, einem einlagigen Kernmaterial, einer Kombination verschiedener Kernmaterialarten oder einem homogenen Material hergestellt; - der Kern der Trägeranordnung (12) ist von keiner, einer oder zwei Deckschichten aus dem gleichen Material oder zwei Deckschichten aus verschiedenen Materialien bedeckt.
Klimaanlage nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, umfassend mindestens eines der folgenden Merkmale: - der mindestens eine mechanische Resonator (14.1) ist aus einem homogenen Material hergestellt, das mit dem Material der Trägeranordnung übereinstimmt, oder ist aus mehreren Materialien hergestellt; -der mindestens eine mechanische Resonator (14.1) weist mehrere Schwingungsmoden mit unterschiedlichen Frequenzen auf, die überwiegend durch eine Schwingbewegung der Trägeranordnung (12) anregbar sind; - die Dämmungsvorrichtung (10) umfasst mehrere mechanische Resonatoren (14.1); - mindestens einige Resonatoren (14.1) weisen einen Schwingungsmode mit annähernd derselben oder einer unterschiedlichen Frequenz auf; - der Abstand zwischen zwei Resonatoren (14.1) und die Anzahl der Resonatoren (14.1) sind so gewählt, dass der Abstand durchschnittlich kleiner ist als oder in der Größenordnung der halben Wellenlänge, die der räumlichen Wellenzahl entspricht, die in dem Schwingungsmuster in der Trägeranordnung (12) enthalten ist, ohne die mindestens eine Schwingungsstruktur in dem Frequenzbereich, in dem eine akustische Schwingungsdämmung erwünscht ist; - der mindestens eine mechanische Resonator (14.1) weist mindestens einen Verbindungsschenkel auf mit einem internen Kanal, in dem sich ein Fluidum befindet, dessen Druck regelbar ist, zur aktiven Regelung einer Schwingungsfrequenz; - die Hohlräume sind in drei Richtungen der Trägeranordnung (12) gestapelt.
Klimaanlage nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, umfassend das Merkmal: - das Gehäuse (16) ist aus einem Material ausgebildet, das ein Metall, eine Metalllegierung oder einen stabilen, insbesondere faserverstärkten Kunststoff umfasst, vorzugsweise einen mit Glasfasern oder Kohlefasern verstärkten Kunststoff.
Klimaanlage nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, umfassend mindestens eines der folgenden Merkmale: - die Dämmungsvorrichtung (10) ist an einer Innenfläche und/oder einer Außenfläche des Gehäuses (16) zumindest bereichsweise flächig angebracht; - das Gehäuse (16) umfasst eine Innenschale 16.1, eine Außenschale 16.2 und einen Schalenzwischenraum zwischen der Innenschale 16.1 und der Außenschale 16.2, wobei vorzugsweise das Klimagerät an die Innenschale 16.1 gekoppelt ist; - die Dämmungsvorrichtung (10) ist zumindest bereichsweise in dem Schalenzwischenraum angebracht oder angeordnet.
Verwendung einer Dämmungsvorrichtung (10) zur akustischen Schwingungsdämmung einer Klimaanlage eines Fahrzeugs, die Dämmungsvorrichtung (10) umfassend eine Trägeranordnung (12) und mindestens einen mechanischen Resonator (14.1), der mit der Trägeranordnung (12) verbunden ist, wobei - der mindestens eine mechanische Resonator (14.1) mindestens einen Verbindungsschenkel umfasst, der mit mindestens einer Seitenwand der Trägeranordnung (12) verbunden ist, und - die Trägeranordnung (12) eine Vielzahl von Hohlräumen aufweist, die durch benachbarte Wände getrennt sind, wobei der mindestens eine mechanische Resonator (14.1) darin verbunden ist, und wobei der Resonator (14.1) einen Schwingungsmode aufweist, der überwiegend durch eine Schwingbewegung der Trägeranordnung (12) in einer senkrechten oder normalen Richtung, bezogen auf eine nicht angeregte Position der Trägeranordnung (12), anregbar ist.