DE19730922A1 - Schallabsorber - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schallabsorber, der Längs­ achsen aufweisende, röhrenartige Elemente besitzt.

Derartige Schallabsorber sind in ihrer grundsätzlichen Struktur bereits bekannt. Es wird beispielsweise auf die DE-PS 25 15 127 hingewiesen. Hier handelt es sich allerdings konkret um einen Hohlraumresonator, der honigwabenartige Elemente aufweist.

Die Erfindung beschäftigt sich mit der technischen Problematik, einen Schallabsorber aus röhrenartigen Elementen anzugeben, der bei einfacher Ausbildung gute Absorptionswerte aufweist.

Diese technische Problematik ist zunächst und im wesent­ lichen beim Gegenstand des Anspruches 1 gelöst, wobei darauf abgestellt ist, daß die röhrenartigen Elemente mit sich kreuzenden oder windschief zueinander verlau­ fenden Längsachsen angeordnet sind. Soweit es sich nicht, wie bevorzugt und weiter unten noch erläutert, um gerade, zylinderförmige Elemente handelt, sondern etwa um gekrümmt verlaufende röhrenartige Elemente, bezieht sich die Charakterisierung auf die Längsachse im Bereich der Mündung bzw. des Austrittsquerschnittes eines solchen röhrenartigen Elementes. Erfindungsgemäß sind die röhrenartigen Elemente mit unterschiedlichen Ausrichtungen angeordnet. In einem Beispielfall, wie nachstehend noch weiter im einzelnen beschrieben, in einer willkurlichen Wirrlage. Eine andere Ausführungs­ form schlägt aber auch vor, Gruppen solcher röhrenarti­ gen Elemente jeweils in gleicher Richtung, also im wesentlichen parallel zueinander, auszurichten und die sich kreuzenden oder windschief zueinander verlaufenden Längsachsen auf solche Gruppen von röhrenartigen Elemen­ ten zu beziehen. Die hier beschriebenen Ausführungsfor­ men betreffen im wesentlichen Schallabsorber mit frei mündenden röhrenartigen Elementen. Eine weitere Ausfüh­ rungsform schlägt jedoch auch vor, daß die röhrenarti­ gen Elemente eine Abdeckung aufweisen. Beispielsweise eine Gesamtabdeckung im Sinne einer Folie oder eines porösen Abdeckmaterials. Als poröses Abdeckmaterial kommen eine Vielzahl von Materialen in Betracht. Bspw. metallische oder aus Kunststoff bestehende Hartmateria­ lien. Darüber hinaus aber auch textile Materialien, welche - etwa durch eine entsprechende Imprägnierung - auch hart eingestellt sein können, bevorzugt aber ent­ sprechend üblichen Textil-Abdeckungen weich oder biege­ schlaff sind. Die Porösität kann hier durch die Textil­ struktur (z. B. Gewebe, Gewirke oder Wirrlage) selbst oder aber auch ergänzend durch zusätzlich eingebrachte Löcher erreicht sein. Weiter ist auch eine Füllung der röhrenartigen Elemente mit einem porösen Material, wie etwa Vlies oder offenporigem Schaumstoff, vorgeschla­ gen. Im weiteren können die röhrenartigen Elemente mit sich kreuzend oder windschief zueinander verlaufenden Längsachsen auch von im wesentlichen ebenflächigen oder geometrisch regelmäßig gestalteten Abdeckelementen, wie etwa einer Lochplatte, einer Folienmembran und einer Schaumstofflage überdeckt sein, so daß sich in der Gesamtheit ein Schallabsorber ergibt, der ein regelmäßi­ ges Erscheinungsbild aufweist. Entsprechend können auch die röhrenartigen Elemente entlang einer - wenn keine weitere Abdeckung vorgesehen ist: Gedachten - Ebene abgeschnitten sein. Hierbei sind die einzelnen röhrenar­ tigen Elemente ggf. in unterschiedlicher Länge und/oder in, bezogen auf die Längsachse, unterschiedlichen Schnittebenen abgeschnitten. In weiterer Ausgestaltung schlägt die Erfindung vor, daß die Elemente nach Art einer losen Schüttung zusammengefaßt sind. In diesem Zusammenhang kann beispielsweise ein Halterungssack vorgesehen sein, in welchem die Elemente aufgenommen sind. Geeigneterweise ist der Halterungssack schall­ durchlässig und/oder luftdurchlässig. Der Halterun­ gssack kann etwa ein Gewebe oder ein Gewirke sein. Er kann insbesondere auch aus technischen Fasern wie Glas­ faser, Kohlefaser, Aramitfaser oder dergleichen beste­ hen. Die Elemente können aber auch zu einer selbsttra­ genden Einheit zusammengefaßt sein. Beispielsweise könnten die Elemente zusammengesintert sein, wenn sie aus einem geeigneten metallischen Werkstoff bestehen. Als Werkstoff für die Elemente bieten sich eine große Vielzahl von Materialien an. Neben Aluminium und Stahl auch Werkstoffe wie Kupfer oder hochtemperaturbeständi­ ge Werkstoffe wie Titan und entsprechende Legierungen etwa unter Einschluß von Magnesium. Das Zusammensintern der Elemente kann bei geeigneter Werkstoffwahl etwa in einfacher Weise durch induktive Erwärmung der zunächst nach Art einer Schüttung oder durch vorläufige Halte­ rung in einer Steckmasse geordneten Elemente erreicht sein. Aufgrund der gewählten Materialeigenschaften und der gewollten oder notwendig gegebenen Randbedingungen bei der Verarbeitung können die Röhrchen auch teilweise oder im wesentlichen über ihre gesamte Länge gequetscht sein. In weiterer Einzelheit ist vorgesehen, daß der Schallabsorber als ein Kraftfahrzeugkühler ausgebildet ist. Weiter kann der Schallabsorber auch als Hitze­ schild, etwa bei hochbelasteten Bauteilen, wie etwa einer Turbine, ausgebildet sein. Darüber hinaus auch als Hitzeschild etwa im Zusammenhang mit Motoren, insbe­ sondere Kraftfahrzeugmotoren. Die Funktion des Hitze­ schildes ist hierbei mit der Funktion als Schallabsor­ ber kombiniert. In Besonderheit kann der Schallabsorber als ein Motorsockelelement ausgebildet sein. Dies be­ trifft eine Ausbildung, bei welcher der Schallabsorber unmittelbar angrenzend bzw. angeflanscht an den Unterbo­ den eines KFZ-Motors ausgebildet ist. Er kann so auch einen Teil des Kraftfahrzeugbodens bilden. In weiterer Einzelheit kann der Schallabsorber auch als Radgehäuse oder Teil eines Radgehäuses, hier wieder bevorzugt bei einem Kraftfahrzeug, ausgebildet sein. Die bekanntlich wesentlich im Radbereich entstehenden Fahrgeräusche eines Kraftfahrzeuges können hier an Ort und Stelle durch den Absorber reduziert werden. Gleichwohl kann der Absorber die Aufgaben oder einen Teil der Aufgaben des Radkastens erfüllen, wenn er aus einem entsprechend widerstandsfähigen Material gebildet ist. Im weiteren kann der Schallabsorber auch als Teil einer Abgaslei­ tung, hier insbesondere als Teil eines Kraftfahrzeugaus­ puffs gebildet sein. Bevorzugt ist er als Endteil der Abgasleitung ausgebildet. Im Zusammenhang mit einem Kraftfahrzeug ist hierbei auch eine vorteilhafte Verbin­ dung bzw. einheitliche Ausbildung mit einem Stoßfänger ermöglicht. Die Abgase werden diffusorartig in dem ein Ende der Abgasleitung umgebenden Schallabsorber abgelei­ tet, wobei entsprechende Schallwellen sogleich durch den Absorber gedämpft werden. Aufgrund der beschriebe­ nen möglichen Ausbildung aus metallischem oder sonsti­ gen hochfesten Werkstoff und auch im Hinblick auf die Verformungseigenschaften eines aus röhrchenartigen Elementen in Wirrlage gebildeten Körpers, ist die allei­ nige oder kombinierte Ausbildung mit einem Stoßfänger oder Verformungsabsorbungs-Absorberteil vorteilhaft. Daüber hinaus kann der Schallabsorber auch als im oberen Teil eines Kraftfährzeugmotors, insbesondere eines V-Motors angeordnetes Abdeckelement ausgebildet sein. Diese Art von Abdeckelementen, insbesondere bei V-Motoren, ist auch als bekannt. Eine besondere Ausge­ staltung schlägt auch vor, daß der Schallabsorber im Lufteinsaugbereich eines Motors, insbesondere eines Kraftfahrzeugmotors ausgebildet ist. Hier ist eine weitere bevorzugte Ausgestaltung dadurch gegeben, daß der Schallabsorber auf der Unterseite einer Motorhaube angeordnet ist. Er kann die Motorhaube über einen we­ sentlichen Bereich, vom Motor bis in den vorderen Küh­ lerbereich, unterseitig überdecken. Hierbei sind die Saugmündungen des Kraftfahrzeugmotors in den Schallab­ sorber hinein versenkt angeordnet. Eine weitere Ausfüh­ rungsform des Schallabsorbers ist als Dachhimmel eines Kraftfahrzeuges ausgebildet. Der Dachhimmel ist im Innenraum des Kraftfahrzeuges im Dachbereich angeord­ net. In diesem Zusammenhang ist insbesondere bevorzugt, daß der Dachhimmel eine textile Abdeckung aufweist. Materialmäßig sind hier zunächst alle vorbeschriebenen Ausführungsformen möglich. Im Zusammenhang mit einem Dachhimmel ist aber auch eine besonders bevorzugte Ausführungsform durch ein bei Berührung durch Insassen noch verletzungsfrei verformbares Material gegeben. Hierzu kann insbesondere ein Kunststoffmaterial vorgese­ hen sein. Zusätzlich zu der Schallabsorption kann im Falle einer hohen Beanspruchung auch noch eine wesentli­ che Verformungsarbeit aufgenommen werden.

Nachstehend ist die Erfindung desweiteren anhand der beigefügten Zeichnung, welche jedoch lediglich Ausfüh­ rungsbeispiele darstellt, erläutert. Hierbei zeigt:

Fig. 1 eine prinzipielle Darstellung eines aus einer Vielzahl von röhrenartigen Elementen zusammen­ gesetzten Schallabsorbers;

Fig. 2 einen Schallabsorber in Form einer losen Schüt­ tung, zusammengehalten durch ein Netz;

Fig. 3 eine Abgasanlage eines Kraftfahrzeuges mit einem endseitig angebrachten Schallabsorber;

Fig. 4 eine Prinzipdarstellung eines Kraftfahrzeugmo­ tors mit einem als Motorsockelelement ausgebil­ deten Schallabsorber;

Fig. 5 ein Schallabsorber im Bereich einer Radaufhäng­ ung eines Kraftfahrzeuges;

Fig. 6 eine Schnittdarstellung, geschnitten entlang der Linie VI-VI der Darstellung gemäß Fig. 5;

Fig. 7 eine perspektivische Darstellung eines V-Mo­ tors mit einem Schallabsorber als direkte Motorabdeckung; und

Fig. 8 eine schematische, teilweise geschnittene Darstellung eines Kraftfahrzeugvorderteils mit einem unterhalb einer Motorhaube ausgebildeten Schallabsorber.

Fig. 9 eine Darstellung eines als Dachhimmel ausgebil­ deteten Schallabsorbers.

Dargestellt und beschrieben ist zunächst mit Bezug zu Fig. 1 ein aus röhrenartigen Elementen 1 zusammengesetz­ ter Schallabsorber 2. Die röhrenartigen Elemente 1 sind beim Ausführungsbeispiel als zylindrische Rohre ausge­ bildet, mit einer Länge 1, einem Innendurchmesser d und einem Außendurchmesser D.

Die Länge 1 liegt bevorzugt in einem Bereich von etwa 0,1 bis 100 cm auf. Der Innendurchmesser d der Elemente 1 beträgt etwa 15 bis 100% der Länge l der Elemente 1.

Eine Dicke s eines Schallabsorbers 2, bevorzugt in bezug auf eine Strömung entsprechend den Pfeilen S in Fig. 1, beträgt etwa 10 bis 50 cm. Es ist ersichtlich, insbesondere auch aus der Lupendarstellung der Fig. 1, daß Längsachsen A der rohrförmigen Elemente 1 miteinan­ der einen spitzen Winkel einschließen oder windschief zueinander verlaufen.

Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen sind für den Werkstoff der röhrenartigen Elemente 1 verschiedene Möglichkeiten gegeben. Es kann sich beispielsweise um metallische Werkstoffe, wie Stahl, Aluminium und Kupfer handeln, aber auch um im Kunstoffspritzverfahren oder im Extrusionsverfahren hergestellte Elemente 1. Hierbei ist der Werkstoff entsprechend den Anforderungen ein Kunststoff wie PP oder PE oder aber auch PET, ABS oder PA. Beispielsweise kann es sich auch im Partikelschaum­ verfahren hergestellte Elemente 1 handeln, die entspre­ chend dann bspw. aus EPP oder EPS bestehen.

Bei der Ausführungsform der Fig. 2 sind die röhrenarti­ gen Elemente 1 in loser Schüttung durch ein - nur teil­ weise dargestelltes - Netz 3 zusammengehalten. Die Maschen des Netzes 3 sind kleiner als die röhrenartigen Elemente 1, damit diese an einem Herausfallen gehindert sind.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist in schemati­ scher Ansicht eine Abgasanlage 4 eines Kraftfahrzeuges mit einem Abgasrohr 5 dargestellt. Endseitig des Abgas­ rohres 5 ist ein Schallabsorber 2 dargestellt. Eine Mündung der Abgasleitung 5 befindet sich versenkt, ggf. etwa mittig, in dem Schallabsorber 2.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 4 ist schematisch ein üblicher Kraftfahrzeugmotor 6 dargestellt mit einem weiterhin schematisch dargestellten Lüfter 7. Unter­ halb, bodenseitig des Kraftfahrzeugmotores 6, ist der Schallabsorber 2, nach dem hier erläuterten Bauprinzip, angeordnet. Er bildet ein Motorsockelelement. Einer­ seits kann über den Schallabsorber 2, aufgrund von dessen großer Oberfläche, Wärme aus dem Kraftfahrzeugmo­ tor 6 durch Kontakt über Wärmeleitung abgeleitet wer­ den. Andererseits sind auch im Zusammenhang mit dem Lüfter 7 und eventuell noch durch gesondert vorgesehene Leitbleche 8 Luftströmungswege ausgebildet, welche nach einem Vorbeistreichen oder Hindurchstreichen von Luft durch den Kraftfahrzeugmotor 6 diese durch den Schallab­ sorber 2 hindurchführen.

Wesentlicher Effekt des Schallabsorbers 2 ist aber die Schalldämpfung der Motorgeräusche bzw. auch sogar eine Schalldämpfung von eventuell diese Geräusche übertref­ fende Rollgeräusche der Reifen zum Wageninneren hin.

In Fig. 5 ist schematisch eine Einzelradaufhängung 9 eines Kraftfahrzeuges, hier mit einer Federbeinaufhang­ ung, dargestellt. Wie sich aus der Querschnittsdarstel­ lung gemäß Fig. 6 in weiterer Einzelheit ergibt ist umgebend zu und befestigt an der Achse 10 des Rades 11 ein Schallabsorber 2 angeordnet, nach dem hier beschrie­ benen Konstruktionsprinzip. Er bildet das oder einen Teil des Radgehäuses.

Fig. 7 zeigt einen weiteren Kraftfahrzeugmotor 12, nach der V-Bauart. In dem oberen Zwickel zwischen den Zylin­ derreihen 13 bzw. 14 ist hier auch in der Funktion als direkte Motorabdeckung ein Schallabsorber 2 der hier beschriebenen Bauart angeordnet.

Bei der Ausführungsform der Fig. 8 ist schematisch der Vorderteil eines Kraftfahrzeuges 15 zu erkennen. Unter­ halb der Motorhaube 16 des Kraftfahrzeuges 15 ist ein Schallabsorber 2 der hier beschriebenen Bauart angeord­ net. Wie weiter schematisch dargestellt ist, ist die Luftansaugung 17 - vergleichbar von der Anordnung her der Ausgestaltung der Abgasleitung 5 - bezüglich des Schallabsorbers 2 mit einer Saugmündung versenkt in dem Schallabsorber 2 angeordnet. Die für den Motor benötig­ te Luft wird durch den Schallabsorber hindurch ange­ saugt.

Bei der Ausführungsform der Fig. 9 ist schematisch das Mittelteil eines Kraftfahrzeuges dargestellt, bei wel­ chem in Innenraum ein hier beschriebener Schallabsorber als Dachhimmel 18 angeordnet ist. Der Dachhimmel 18 besitzt eine textile - untere - Abdeckung 19. Die Abdeckung 19 kann aber auch über die gesamte Außenfläche des Schallabsorbers ausgebildet sein, so daß sie etwa zu­ gleich als Befestigungsvermittler zur Innenfläche des Dachbleches dienen kann.

Alle offenbarten Merkmale sind erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Priori­ tätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhalt­ lich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen.

Claims (21)

1. Schallabsorber (2), der Längsachsen (a) aufweisende röhrenartige Elemente (1) besitzt, dadurch gekennzeich­ net, daß die röhrenartigen Elemente (1) mit sich kreu­ zenden oder windschief zueinander verlaufenden Längsach­ sen (a) angeordnet sind.

2. Schallabsorber nach Anspruch 1 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente (1) nach Art einer losen Schüttung zusammengefaßt sind.

3. Schallabsorber nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente (1) zu einer selbsttra­ genden Einheit zusammengefaßt sind.

4. Schallabsorber nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schüttung von Elementen (1) in einem Halterungssack (3) zusammengefaßt ist.

5. Schallabsorber nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Elemente (1) zusammengesintert sind.

6. Schallabsorber nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Schallabsorber (2) als Kraftfahr­ zeugkühler ausgebildet ist.

7. Schallabsorber nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Schallabsorber (2) als Hitze­ schild ausgebildet ist.

8. Schallabsorber nach einem oder mehreren der vorher­ geheden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß der Schallabsorber (2) als Motorsockel­ element ausgebildet ist.

9. Schallabsorber nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß der Schallabsorber (2) als Radgehäu­ se ausgebildet ist.

10. Schallabsorber nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß der Schallabsorber (2) als Teil einer Abgasleitung ausgebildet ist.

11. Schallabsorber nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnete, daß der Schallabsorber (2) als Endteil einer Abgasleitung ausgebildet ist.

12. Schallabsorber nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß der Schallabsorber (2) als Stoßfän­ ger ausgebildet ist.

13. Schallabsorber nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß der Schallabsorber (2) Teil einer Motorluftansaugung ist.

14. Schallabsorber nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß der Schallabsorber (1) an einer Unterseite einer Motorhaube ausgebildet ist.

15. Schallabsorber nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß der Schallabsorber als Dachhimmel (18) eines Kraftfahrzeuges ausgebildet ist.

16. Schallabsorber nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß der Dachhimmel (18) eine textile Abdeckung (19) aufweist

17. Schallabsorber nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß ein Element (1) zylinderförmig ist.

18. Schallabsorber nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß ein Element (1) eine Länge (l) von 1 bis 100 cm aufweist.

19. Schallabsorber nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß ein Innendurchmesser (d) eines Elementes (1) 15 bis 100% der Länge (l) des Elementes (1) beträgt.

20. Schallabsorber nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dicke (s) des Schallabsorbers (2) 10 bis 50 cm beträgt.

21. Schallabsorber nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß eine Endfläche eines Elementes (1) mit einer Längsachse (A) einen spitzen Winkel ein­ schließt.