DE10333021A1

DE10333021A1 - HERSCHEL-QUINCKE Röhre für Fahrzeuganwendungen

Info

Publication number: DE10333021A1
Application number: DE10333021A
Authority: DE
Inventors: Robert Franklin Chatham Glassford; Jason Chatham Pettipiece; Ian R. Chatham McLean; Philip Edward Arthur Chatham Stuart; James Kenneth Blenheim Vanderveen; Zhouxuan Windsor Xia
Original assignee: Siemens VDO Automotive Inc
Current assignee: Continental Tire Canada Inc
Priority date: 2002-07-22
Filing date: 2003-07-18
Publication date: 2004-03-04
Also published as: US20040118631A1; FR2854708B1; FR2854708A1; US7017707B2

Abstract

Eine HQ Röhrenanordnung, die für die Plazierung in einem Fahrzeug geeignet ist, weist einen ersten und einen zweiten Durchlassweg (52 bzw. 53) auf, wobei der zweite Durchlassweg (53) strömungsmäßig an zwei Einmündungen (A, B) mit dem ersten Durchlassweg (52) verbunden ist. Der zweite Durchlassweg (53) ist durch die Einmündungen (A, B) in eine erste, eine zweite und eine dritte Passage (56 bzw. 54 bzw. 58). Die Längen sind untereinander auf den ersten Durchlassweg (52) und die drei Passagen (56, 54, 58) abgestimmt, um eine bestimmte Längenkombination zu erzeugen. Ein Filterparameter, welcher auf einem durchschnittlichen Übertragungsverlust für eine bestimmte Frequenz über einer Standardabweichung basiert, wird für diese bestimmte Längenkombination berechnet. Andere Längen können mit der Röhrenanordnung verbunden sein, um andere Filterparameter für andere Längenkombinationen berechnen zu können. Eine der möglichen Längenkombinationen kann anhand der berechneten Parameter ausgewählt werden, wobei der Filterparameter die Röhrenanordnung mit dem kürzesten ersten Durchlassweg hierunter umfasst sind, was wiederum zu einer kompakten Röhrenanordnung führt, die in vereinfachter Weise innerhalb der Grenzen des Fahrzeugs eingebaut werden kann. Teile der äußeren Wände des ersten und des zweiten Durchlassweges können aneinander oder gemeinsam miteinander befestigt werden, so dass Teilstücke der Durchlasswege nebeneinander verlaufend angeordnet sein können, um eine besonders kompakte ...

Description

Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Herschel-Quincke-Röhren-Anordnung, die für Anwendungen in Fahrzeugen geeignet ist. Im besonderen bezieht sich die Erfindung auf die Ausgestaltung und die Herstellungsmethode sowie eine Gerätschaft zur Herstellung einer kompakten Herschel-Quincke-Röhren-Anordnung.

Lufteinlasssysteme für Fahrzeuge leiten Luft aus der Umgebung zu dem Motor zur Verwendung im Verbrennungsvorgang. Lufteinlasssysteme umfassen eine Röhre mit einem Lufteinlass, die typischerweise im Frontbereich des Fahrzeugs in der Nähe eines Radiators angeordnet ist und sich bis zur Drosselklappe (Element zur Einstellung des Lufteinlassquerschnitts) für den Motor ausdehnt. Verschiedene passive und aktive Geräuscheliminierungssystem können mit dem Lufteinlass verbunden sein und sind innerhalb des Motorraum angeordnet, welche jedoch aufgrund ihrer Größe häufig schwierig innerhalb der engen Grenzen des in einem modernen Motorraum zur Verfügung stehenden Volumens angeordnet werden können. Darüber hinaus bestehen natürlich ansteigende Bedürfnisse an die Gestaltung des Motorraumvolumens, die aufgrund der Designüberlegungen und weiterer Fahrzeugkomponenten bestehen.

Röhren mit Lambda-Viertel-Abmessungen und Helmholtz-Resonatoren werden allgemein eingesetzt um einen Schalldämpfungspegel in Personenfahrzeugen zu generieren. Einen anderen Typ von passiven Schalldämpfungsstrukturen stellt die Herschel-Quincke (HQ) Röhre dar, welche gegenüber anderen passiven Schalldämpfungs- oder Schalleliminierungssystemen stark verbesserte Geräuschdämpfungseigenschaften hat. HQ Röhrenanordnungen eliminieren den Schall über einen viel breiteren Frequenzbereich als die Röhren mit Lambda-Viertel-Abmessungen oder die Helmholtz-Resonatoren. HQ Röhren sind soweit noch nicht effektiv in Anwendungen für Personenfahrzeuge eingesetzt worden, weil sie vergleichsweise großen Bedarf an Volumen haben – d.h. sogar viel mehr Volumen benötigen als in den Motorräumen heutiger Fahrzeuge zur Verfügung steht.

Die Herausforderung, die mit der Gestaltung und der Herstellung von Herschel-Quincke-Röhrenanordnungen für den Einbau in Fahrzeug einhergeht, sind noch nicht erfolgreich bestanden worden für Frequenzen in dem gewünschten Bereich. Beispielsweise haben bekannte HQ Anordnungen bisher nur versucht, Frequenzen von 1000 bis 3000 Hz anzusteuern, welches nur kürzere Passagen erfordert und was wiederum sehr viel einfacher in ein Fahrzeug einzupassen ist.

Aus diesem Grund wird ein Weg für den Einbau eines Geräuschdämpfungssystems, wie zum Beispiel einer HQ, Röhre, in ein Personenfahrzeug benötigt, mit dem eine verbesserte Geräuschdämpfung trotz der sehr begrenzten Platzverhältnisse im Fahrzeug erreicht werden kann.

Zusammenfassung der Erfindung

Eine HQ Röhrenanordnung, die geeignet ist in einem Fahrzeug angeordnet zu sein, kann gestaltet werden, indem ein mathematisches Model geschaffen wird, welches die Röhrenanordnung repräsentiert. Diese Röhrenanordnung umfasst einen ersten Durchlassweg und einen zweiten Durchlassweg, der strömungsmäßig mit dem ersten Durchlassweg über eine erste und eine zweite Einmündung verbunden ist. Der zweite Durchlassweg ist durch die beiden Einmündungen in eine erste, eine zweite und eine dritte Passage unterteilt. Die Längen sind abgestimmt mit dem ersten Durchlassweg und der ersten, zweiten und dritten Passage um eine bestimmte Längenkombination zu erzeugen. Ein Filterparameter, welcher auf einem durchschnittlichen Übertragungsverlust für eine bestimmte Frequenz im Rahmen einer Standardabweichung basieren kann, wird für diese bestimmte Längenkombination berechnet. Andere Längen können mit der Röhrenanordnung abgestimmt sein um andere Filterparameter für andere Längenkombinationen zu berechnen. Eine dieser Längenkombinationen für eine HQ Röhrenanordnung kann ausgewählt werden basierend auf den gewünschten Parametern, umfassend die Filterparameter und die Röhrenanordnung mit dem kürzesten ersten Durchlassweg, was wiederum zu einer sehr kompakten Röhrenanordnung führt, die in viel leichterer Weise innerhalb der äußeren Abmessungen des Fahrzeugs angeordnet werden kann.

Die Erfindung liefert außerdem eine Methode für die Herstellung einer HQ Röhrenanordnung, umfassend die Schritte des Entwurfs der HQ Röhrenanordnung gemäß dem vorangehenden Absatz und der Herstellung der HQ Röhrenanordnung nach diesem Entwurf.

Wenn einmal die Längen der Passagen und der Durchlasswege bestimmt worden sind, kann die HQ Röhrenanordnung geschaffen werden, indem der erste und der zweite Durchlassweg im wesentlichen in der gleichen Ebene angeordnet werden. Der erste und der zweite Durchlassweg können durch ein oder mehrere miteinander verbundene Kunststoffteile geformt werden. Der erste und der zweite Durchlassweg können aber auch in einer nicht-planaren Anordnung geformt sein um es der HQ Röhrenanordnung zu ermöglichen in unmittelbarer Nähe einer anderen Fahrzeugkomponenten angeordnet zu sein. Die HQ Anordnung kann beispielsweise in eine genaue Form gebogen sein, sodass sie an einem Spritzschutz angeordnet sein kann. Teile der äußeren Wände des ersten und zweiten Durchlassweges können aneinander befestigt sein oder gleich gemeinsam genutzt werden, so dass die Länge der Durchlasswege nebeneinander verlaufend angeordnet ist um eine kompaktere HQ Röhrenanordnung zu bieten.

Dementsprechend liefert die vorliegende Erfindung eine Gestaltung und einen Herstellungsprozess, welche eine kompakte HQ Röhrenanordnung bieten, die geeignet ist, in den beengten Platzverhältnissen eines Fahrzeugs angeordnet zu sein.

Die vorliegende Erfindung liefert außerdem eine Herschel-Quincke Anordnung für ein Fahrzeug, umfassend einen ersten Durchlassweg mit einem Fluideinlass und einem Fluidauslass. Weiter umfasst der erste Durchlassweg eine erste Außenwand. Außerdem ist ein zweiter Durchlassweg vorgesehen, der strömungsmäßig mit dem ersten Durchlassweg an einer ersten und einer zweiten voneinander beabstandeten Einmündungen verbunden ist, wobei der zweite Durchlassweg in eine erste, eine zweite und eine dritte Passage unterteilt ist. Der zweite Durchlassweg umfasst weiter zwei gegenüberliegende Endstücke, die sich ebenfalls von der ersten und der zweiten Einmündung entfernt befinden. Der zweite Durchlassweg verfügt darüber hinaus über eine zweite Außenwand, welche zumindest teilweise mit zumindest einem Teil der ersten Außenwand gemeinsam verlaufend unmittelbar an zumindest einer der beiden Einmündungen angeordnet ist.

Die vorliegende Erfindung liefert weiter eine Methode zur Herstellung einer Herschel-Quincke Röhrenanordnung, welche die folgenden Schritte zur Herstellung aufweist: a) Formen eines ersten Durchlassweges und eines zweiten Durchlassweges, der strömungsmäßig mit dem ersten Durchlassweg an einer ersten und einer zweiten Einmündung verbunden ist, wobei der erste Strömungsweg durch die erste und die zweite Einmündung in eine erste, eine zweite und eine dritte Passage unterteilt ist und wobei der erste und der zweite Durchlassweg im wesentlichen planar ausgestaltet sind; b) Biegen der ersten und des zweiten Durchlassweges in eine nicht-planare Anordnung; und c) Befestigen wenigstens eines der beiden Durchlasswege an einer Komponente des Fahrzeugs.

Diese und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung können am besten verstanden werden anhand der folgenden Beschreibung und der folgenden Zeichnungen, die im folgenden kurz beschreiben werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Ansicht von einem Fahrzeug, welches die vorliegende Erfindung nutzt;
2 ist eine schematische Ansicht von einer HQ Röhrenanordnung;
3A ist eine explosionartig gestaltete perspektivische Ansicht von einer HQ Röhrenanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung, die geeignet ist an einem Spritzschutz befestigt zu werden;
3B ist eine Querschnittsansicht durch die HQ Röhrenanordnung entlang eine Linie 3B-3B in 3A;
4 ist eine schematische Ansicht von einer HQ Röhrenanordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei die HQ Röhrenanordnung innerhalb eines Kotflügels angeordnet ist;
5 ist eine schematische Ansicht von einer HQ Röhrenanordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, wobei die HQ Röhrenanordnung an der Haube des Motorraumes befestigt ist;
6 stellt graphisch den tatsächlich gemessenen Übertragungsverlust im Vergleich zum theoretischen Übertragungsverlust für eine HQ Röhrenanordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar; und
7 zeigt eine HQ Röhrenanordnung, die in einem Abgassystem des Fahrzeugs eingesetzt ist, gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Detaillierte Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen
Ein Fahrzeug 10, in welchem ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eingebaut ist, ist in der 1 gezeigt. Das Fahrzeug 10 umfasst einen Rahmen 12 und einen Körper 14, die zusammen einen Motorraum 16 im vorderen Bereich des Fahrzeugs 10 definieren. Wie dem auch sei, soll es aber auch verstanden sein, dass die Erfindung auch an einer anderen Stelle im Fahrzeug 10, zum Beispiel im Heck des Fahrzeugs 10 für Heckmotoranordnungen, genutzt werden kann. Das Fahrzeug 10 umfasst einen Motor 18, der einen Lufteinlasskrümmer 20 und eine Lufteinlassdrosselklappe 22 aufweist, welche im Motorraum 16 angeordnet sind, so wie dies auf dem Stand der Technik bekannt ist. Die erfinderische HQ Röhrenanordnung kann im Kühlergebläse 32 angeordnet sein, was in 1 schematisch mit dem Bezugszeichen 32 dargestellt ist.
Ein Luftfilterkasten 34 kann mittels zweier Luftführungen 36a und 36b zwischen dem Kühlergebläse 32 und der Lufteinlassdrosselklappe 22 des Fahrzeugs 10 strömungsmäßig angeordnet sein.
Ein Spritzschutz 24 ist zwischen dem Motorraum 16 und einem Kotflügel 30 angeordnet um so einen Raum 26 für den Reifen zu begrenzen. Der Spritzschutz 24 ist C-förmig ausgestaltet und zumindest teilweise so um das Rad 28 herum angeordnet, dass Wasser und Schmutz am Eindringen in den Motorraum 16 gehindert sind. Der Spritzschutz 24 umfasst voneinander beabstandete, nach unten gerichtete Flansche 25, die eine Gummilasche 29 tragen, welche zwischen dem Rad 28 und dem Motorraum 16 in bekannter Weise angeordnet sind um eine weitere Barriere gegen das Eindringen von Schmutz und Wasser zu bilden. In einem anderen Beispiel ist die HQ Röhrenanordnung 40 direkt an dem Spritzschutz 24 befestigt (vgl. 3A).
Der Kotflügel 30 ist an dem Spritzschutz 24 mittels Befestigungselementen 31 gehalten, so dass der Spritzschutz 24 ein struktureller Träger für zumindest einen Teil des Kotflügels 30 ist. In einen anderen Ausführungsbeispiel ist die erfinderische HQ Röhrenanordnung 40 an oder benachbart zu dem Kotflügel 30 befestigt (4).
Eine Motorhaube 39 bedeckt den Motorraum 16 nach oben. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die erfinderische HQ Röhrenanordnung 40 an der Motorhaube 39 befestigt (vgl. 5).
Während die vorliegende Erfindung nun als eine HQ Röhrenanordnung beschrieben ist, so soll es dennoch verstanden sein, dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch andere Geräuscheliminierungssysteme, wie zum Beispiel Röhren mit Lambda-Viertel-Charakteristik oder Helmholtz-Resonatoren, mit der HQ Röhrenanordnung verbunden oder in diese integriert werden können. Die HQ Röhrenanordnung erfordert eine beträchtliche Länge an Luftweg, was im Vorfeld zu dieser Erfindung schwierig in den begrenzten Raum innerhalb des Motorraums zu integrieren war.
Eine HQ Röhrenanordnung 40 ist nun schematisch in 2 gezeigt. Die Anordnung 40 umfasst einen ersten Durchlassweg 52, der sich von einem Einlass 41 zu einem Auslass 42 erstreckt. Der Auslass 42 kann direkt oder mittels weiterer Leitungselemente mit der Lufteinlassdrosselklappe 22 oder anderen Geräuscheliminierungssystemen verbunden sein. In ähnlicher Weise kann auch der Einlass 41 mit anderen Geräuscheliminierungssystemen verbunden sein oder direkt mit der Umgebung für die Aufnahme von Luft verbunden sein. Die HQ Röhrenanordnung 40 umfasst weiter einen zweiten Durchlassweg 53, der fluidmäßig mit dem ersten Durchlassweg 52 an einer ersten Einmündung A und einer zweiten Einmündung B verbunden ist. Die beiden Einmündungen A und B separieren den zweiten Durchlassweg 53 in eine erste Passage 56, eine zweite Passage 54 und eine dritte Passage 58. Die erste Passage 56 ist dabei definiert durch die Einmündungen A und B. Die zweite Passage 54 endet sackgassenartig in einem Endstück 64, und die dritte Passage 58 endet sackgassenartig in einem Endstück 66.
Eine erwünschte Frequenz der Geräuscheliminierung kann für das Geräuscheliminierungssystem ausgewählt worden. So kann es zum Beispiel wünschenswert sein, die Geräusche im Frequenzbereich von 90 Hz zu dämpfen. Aufgrund des weiten Frequenzbereichs des Geräuscheliminierungssystems, welches eine HQ Röhre bietet, können auch noch Geräusche mit Frequenzen unterhalb von 60 Hz und oberhalb von 120 Hz bei einer Zielfrequenz von 90 Hz eliminiert werden. Wenn nun einmal die gewünschte Zielfrequenz für die Geräuscheliminierung gewählt ist, können die Längen der drei Passagen 54, 56 und 58 und des ersten Durchlassweges 52 bestimmt werden. Die allgemeine untenstehende Gleichung 1 wird genutzt um die Längen zu bestimmen:
where: λ = Wellenlänge; c = Schallgeschwindigkeit; und f = Zielgeschwindigkeit.
Für eine typische HQ Röhrenanordnung Beträgen die Länge des ersten Durchlassweges 52
und die Länge des zweiten Durchlassweges 56 λ, so dass die Schallwelle zur Geräuscheliminierung innerhalb des zweiten Durchlassweges 56 um genau 180° aus der Phase der im ersten Durchlassweg 52 laufenden Schallwelle gedreht ist. Typischerweise bewegen sich die Längen der ersten Passage 54 und der dritten Passage 58 ganz grob im Bereich von
und enden deshalb entsprechend in den Endstücken 64 bzw. 66, so dass diese Passagen 54 und 58 als Röhren mit Viertelwellenlängenverhalten wirken. Es soll dabei – wie auch immer – verstanden sein, dass die Längen der Passagen im Rahmen einer Feinabstimmung nachträglich noch verändert werden um die Geräuscheliminierung der HQ Röhrenanordnung 40 fein abzustimmen.
Die HQ Röhrenanordnung 40 kann entworfen und optimiert werden durch eine Bestimmung der akustischen Filtercharakteristik und eine Berechnung der Filterparameter α für jede beliebige Kombination von Röhrenlängen. Der Filterparameter α wird erhalten aus dem Verhältnis eines durchschnittlichen Übertragungsverlustes über einen spezifischen Frequenzbereich und eine Standardabweichung σ des Übertragungsverlustes in demselben Frequenzbereich:
Der Übertragungsverlust TL für jede Frequenz ist definiert als:
Das Druckverhältnis in Gleichung 3 ist das Verhältnis des akustischen Druckes P_A, der in Einmündung A eintritt, zu dem akustischen Druck P_B, der nach der Übertragung hinter der Einmündung B herrscht und wird gegeben durch:
where:
Die zugehörigen Passagen und Durchlasswege werden durch die Indizes nach dem Buchstaben "l" bestimmt und sind so in 2 als umkreiste Bezugszeichen eingetragen. Das Symbol l steht dabei natürlich für die Länge der entsprechende Röhre.
Der durchschnittliche Übertragungsverlust über dem Frequenzbereich bei einer Frequenz von a Hz, welches die untere Grenze des Frequenzbereichs darstellt, zu einer Frequenz von b Hz, welches die obere Grenze des Frequenzbereichs darstellt, ist gegeben durch:
und die Standardabweichung σ ist gegeben durch:
Die Länge der vier Röhren, die durch die umkreisten Bezugszeichen 1 bis 4 in 2 bestimmt sind, werden unabhängig voneinander über einen spezifischen Frequenzbereich variiert, und der Übertragungsverlust wird für jede Frequenz in einem spezifischen Bereich für jede Kombination der Längen der Röhren berechnet. Der Filterparameter α wird dann für jede Kombination der Längen der Röhren berechnet. Die Kombination der Röhrenlängen, welche einen maximalen Wert für α liefert, stellt die gewünschte Anordnung dar, weil diese Anordnung den größten durchschnittlichen Übertragungsverlust mit der geringsten Welligkeit über einen bestimmten Frequenzbereich aufweist.
Eine zusätzliche Randbedingung ergibt sich natürlich aufgrund der beschränkten Möglichkeiten für die Anordnung. Die besonders gewünschten Röhrenkombinationen sind natürlich solche, in welchen die Länge des ersten Durchlassweges 52, angezeigt durch die umkreiste Nummer 3 in 2, die kürzeste Länge aller vier Röhren ist. Diese Beschränkung ist wünschenwert um den Strömungswiderstand in der HQ Röhrenanordnung 40 zu minimieren und zugleich die Länge der resultierenden Anordnung ebenfalls zu minimieren, so dass die Anordnung in einfacher Weise in einem Fahrzeug angeordnet werden kann.
Der berechnete Übertragungsverlust im Vergleich zu einem tatsächlichem Übertragungsverlust in einem System mit optimiertem akustischen Filterparameter mit einer mittleren Frequenz von 90 Hz und einer Bandbreite von 60 Hz ist in 6 gezeigt. Für dieses beispielhafte Filterdesign betrug der Filterparameter α = 7,7. Die Länge der Röhre 1 l₁ betrug 2,78 m, die Länge der Röhre 2 l₂ = 0,72 m, die Länge der Röhre 3 l₃ = 0,58 und die Länge der Röhre 4 l₄ = 1,3 m. Der innere Durchmesser für den ersten und den zweiten Durchlassweg 52 bzw. 53 betrug 50 mm. Diese besondere Anordnung hatte einen durchschnittlichen Übertragungsverlust von etwa 26 dB. Im Ergebnis steht dieser durchschnittliche Übertragungsverlust effektiv dem Störgeräusch im niederfrequenten Bereich gegenüber, das sich entweder von der Einlassöffnung oder von dem Abgasauslass ausdehnt. Weiter gibt es aber Ausführungsformen nach dem erfindungsgemäßen Design, bei denen Röhren mit Lambda-Viertel-Charakteristik vorgesehen waren, bei denen die Längen l₂, l₄ aber ungleich waren.
Die 3A und 5 zeigen Anordnungen von erfindungsgemäßen HQ Röhrenanordnungen, die innerhalb des Motorraums 16 des Fahrzeugs 10 angeordnet sind. Die 3A zeigt eine HQ Röhrenanordnung, welche einen Flansch oder eine erste Verbindung 70, ausgehend von dem Körper der HQ Röhrenanordnung 40, aufweist. Ein Spritzschutz 24 hat eine zweite Verbindung 72, die beispielsweise in Form von Öffnungen realisiert sein kann, um die erste Verbindung 70 mittels Befestigungselementen an der zweiten Verbindung 72 zu halten.
Auch wenn die Längen und die Durchmesser der Röhren bei Verwendung des erfindungsgemäßen Designprozess optimiert sind, verbleibt trotzdem die Schwierigkeit, die HQ Röhrenanordnung 40 in geeigneter Weise innerhalb des Fahrzeugs 10 anzuordnen. Dementsprechend ist es natürlich ein besonderer Aspekt der Erfindung zumindest einen Teil der Röhren unmittelbar benachbart zueinander anzuordnen, so dass sie sich gegenseitig entlang einer Seite ergänzen oder in bevorzugter Weise sogar eine gemeinsame Wand besitzen. Mit Bezug auf die 3B sind zwei Röhrenteile benachbart zueinander angeordnet gezeigt und teilen sich eine gemeinsame Wand 74. Diese Teile werden geformt, indem ein erster Teil 76 und ein zweiter Teil 78 aneinander befestigt wird, beispielsweise durch einige Schweißpunkte 80, erzeugt durch Reibschweißen oder durch eine andere geeignete Befestigungsart. Die Abmessungen der HQ Röhrenanordnung 40 können signifikant verkleinert oder minimiert werden, indem die Röhren im Bereich der Einmündungen A und B benachbart zueinander angeordnet sind, so wie dies in den Figuren gezeigt ist. Wie weiter den Figuren entnommen werden kann, können die Röhren in einer nachbarschaftlichen Beziehung zueinander angeordnet werden, und zwar immer dann, wenn es möglich ist, die Größe der HQ Röhrenanordnung 40 zu minimieren.
Die HQ Röhrenanordnung 40 kann auch direkt benachbart zu dem Kotflügel 30 angeordnet sein, oder direkt mit dem Kotflügel 30 verbunden sein, so wie es am besten aus 4 ersichtlich ist. In einem anderen Beispiel kann die HQ Röhrenanordnung 40 auch an der Motorhaube 39 befestigt werden, so wie dies in 5 gezeigt ist.
Die HQ Röhrenanordnung 40 kann gefertigt werden, indem der erste Durchlassweg 52 und der zweite Durchlassweg 53 im Grunde genommen planar zueinander angeordnet sind, wobei die Umlenkung vorzugsweise bereits geformt ist, so dass Teile der beiden Durchlasswege 52 bzw. 53 bereits benachbart zueinander verlaufend angeordnet sind. Die HQ Röhrenanordnung 40 kann durch einen geeigneten Formprozess hergestellt werden, wie zum Beispiel durch Spritzgießen, durch Blasformen, durch Vakuumformen oder durch plastisches Wärmeformen. Die vorliegende Erfindung kann konstruiert werden aus Aluminium oder Stahlblech, welche durch Ausstanzen und anschließendes Zusammenschweißen in die gewünschte Form gebracht werden. Ein geeigneter Kunststoff kann ein mit 20% Talk gefülltes Polypropylen (PP) sein. Die Kunststoffteile werden durch einen geeigneten Prozess zusammengeschweißt. Der erste und der zweite Durchlassweg 52 bzw. 53 können dann noch in eine nicht-planare Form gebogen werden, damit die Anordnung an einer innerhalb des Motorraums angeordneten Komponente befestigt werden kann, wie zum Beispiel der Spritzschutz 24, der Kotflügel 30 oder die Motorhaube 39. Die HQ Röhrenanordnung 40 kann dann noch erwärmt werden und das Biegen der Anordnung in die gewünschte Form zu bringen. Die HQ Röhrenanordnung 40 wird dann an der Komponente befestigt.
Unter einem anderen Gesichtspunkt der Erfindung kann die HQ Röhrenanordnung 40 auch mit dem Abgassystem 80 des Fahrzeugs genutzt werden, so wie dies in 7 gezeigt ist. Die HQ Röhrenanordnung 40 kann dabei mit einem Material aufgebaut sein, welches für die Anwendung in einem Abgassystem geeignet ist, so wie zum Beispiel aus Metall. Die Anordnung 40 kann dann mit dem Abgassystem 80 unter Verwendung von für den Fachmann bekannter Verfahren verbunden werden.
Obwohl die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung offenbart worden sind, erkennt ein auf diesem Gebiet tätiger Fachmann, dass gewisse Modifikationen innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung möglich sein. Aus diesem Grund sollen die nachfolgenden Ansprüche analysiert werden um den wahren Schutzumfang und den Gehalt der vorliegenden Erfindung zu erfassen.

Claims

Verfahren zum Entwerfen einer Herschel-Quincke Röhrenanordnung (40) umfassend die Schritte: – Vorlegen einer Röhrenanordnung, die einen ersten und einen zweiten Durchlassweg (52 bzw. 53) umfasst, wobei der zweite Durchlassweg (53) strömungsmäßig mit dem ersten Durchlassweg (52) an einer ersten Einmündung (A) und einer zweiten Einmündung (B) verbunden ist, und wobei der zweite Durchlassweg (53) durch die Einmündungen (A, B) in eine erste Passage (56), eine zweite Passage (54) und eine dritte Passage (58) unterteilt wird; – Zuordnen einer bestimmten Länge (l₁, l₂, l₃, l₄) für den ersten Durchlassweg (52) und für die erste, die zweite und die dritte Passage (56 bzw. 54 bzw. 58) um eine bestimmte Längenkombination zu generieren; dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren weiter die folgenden Schritte umfasst: – Berechnen eines ersten Filterparameters (α) für die erste bestimmte Längenkombination; – Zuordnen von anderen Längen für den ersten Durchlassweg (52) und für die erste, die zweite und die dritte Passage (56, 54, 58) um eine zweite besondere Längenkombination zu; – Berechnen eines zweiten Wertes für den Filterparameter der zweiten besonderen Längenkombination; und – Auswählen von einer der besonderen Längenkombinationen für die Herschel-Quincke Röhrenanordnung (40) basierend auf mindestens einem der gewünschten Parameter, die den Filterparameter umfassen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnung des Filterparameters (α) eine Berechnung eines Übertragungsverlustes (TL) basierend auf einem Druckverhältnis der Drücke an den beiden Einmündungen (A bzw. B) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, das s der Übertragungverlust eine logarithmische Funktion des Druckverhältnisses ist.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterparameter (α) ein durchschnittlicher Übertragungsverlust mit einer Standardabweichung (σ) ist.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Standardabweichung (σ) eine Funktion der Bandbreite eines gewünschte Frequenzbereichs ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gewünschten Parameter (α) den betragsmäßig höchsten Filterparameter für eine der besonderen Längenkombinationen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die gewünschten Parameter (α) die betragsmäßig kürzeste Länge des ersten Durchlassweges für eine der besonderen Längenkombinationen umfasst.
Verfahren zur Herstellung einer Herschel-Quincke Röhrenanordnung (40), umfassend die folgenden Schritte: – Gestalten der Herschel-Quincke Röhrenanordnung (40) nach einem der vorangehenden Ansprüche; und – Herstellung der Herschel-Quincke Röhrenanordnung (40) gemäß der oben genannten Gestaltung.
Herschel-Quincke Röhrenanordnung (40) für ein Fahrzeug, umfassend: – einen ersten Durchlassweg (52) mit einem Fluideinlass (41) und einem Fluidauslass (42), wobei der erste Durchlassweg (52) eine erste Außenwand umfasst; und – einen zweiten Durchlassweg (53), der strömungsmäßig mit dem ersten Durchlassweg (52) an einer ersten Einmündung (A) und an einer davon beabstandeten zweiten Einmündung (B) verbunden ist, wobei der zweite Durchlassweg (53) durch die beiden Einmündungen (A bzw. B) in eine erste Passage (56), in eine zweite Passage (54) und eine dritte Passage (58) unterteilt ist und wobei der zweite Durchlassweg (53) ein erstes Endstück (64) und ein zweites Endstück (66) umfasst, welche gegenüberliegend zu der ersten und der zweiten Einmündung (A bzw. B) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Durchlassweg eine zweite Außenwand aufweist, wobei zumindest ein Teil dieser zweiten Außenwand an zumindest einen Teil der ersten Außenwand im unmittelbaren Bereich von zumindest einer der beiden Einmündungen angenähert ist.
Herschel-Quincke Röhrenanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Durchlassweg (52) und der zweite Durchlassweg (53) den gleichen Durchmesser aufweisen.
Herschel-Quincke Röhrenanordnung nach Anspruch 9 oder 10 dadurch gekennzeichnet, dass sich die zweite Passage (54) von der ersten Einmündung (A) in ein erstes Endstück (64) erstreckt und dass sich die dritte Passage (58) von der zweiten Einmündung (B) in zweites Endstück (66) erstreckt, wobei die erste und die dritte Passage (56 bzw. 58) eine ungleiche Länge aufweisen.
Herschel-Quincke Röhrenanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der ersten Außenwand zugleich ein Teil der zweiten Außenwand ist.
Komponente für ein Fahrzeug, welches erste Verbindungen (72) aufweist, die an zweiten Teilen (70) befestigt sind, wobei diese zweiten Teile (70) umfasst sind in einer Herschel-Quincke Röhrenanordnung gemäß einem der Ansprüche 9 bis 12.
Komponente für ein Fahrzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente eine Motorhaube ist.
Komponente für ein Fahrzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente ein Spritzschutz ist.
Komponente für ein Fahrzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente ein Kotflügel ist.
Verfahren zur Herstellung einer Herschel-Quincke Röhrenanordnung (40), umfassend die Schritte: a) Bilden eines ersten Durchlassweges (52) und eines zweiten Durchlassweges (53), der strömungsmäßig mit dem ersten Durchlassweg (52) an zwei Einmündungen (A) und (B) verbunden ist, wobei der zweite Durchlassweg (53) durch die beiden Einmündungen (A bzw. B) in eine erste Passage (56), eine zweite Passage (54) und eine dritte Passage (58) unterteilt ist, und wobei der erste und der zweite Durchlassweg (52 bzw. 53) im wesentlichen planar ausgebildet sind; b) Biegen von zumindestens einem der beiden Durchlasswege (52 bzw. 53) in eine nicht-planare Anordnung; und c) Befestigen von zumindest einem der beiden Durchlasswege (52 bzw. 53) an eine Komponente des Fahrzeugs.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt a) das Formen des ersten und des zweiten Durchlassweges (52 bzw. 53) aus Kunststoff umfasst ist.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt a) weiter das Formen eines ersten Teils (76) und eines zweiten Teils (78) vorgesehen ist, wobei die beiden Teile (76 und 78) zusammengefügt werden, um den ersten und den zweiten Durchlassweg (52, 53) zu formen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Durchlassweg (52, 53) aus einem flexiblen Material geformt sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (b) das Erwärmen des ersten und des zweiten Durchlassweges (52, 53) umfasst ist, um die beiden Durchlasswege (52, 53) vor dem Biegen biegsamer zu machen.