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Beschreibung zur P a t e n t-
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anmeldung: "Elektrisches Gerät, insbesondere für Kraftfahrzeuge" Die
Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Gerät, insbesondere für Kraftfahrzeuge,
mit einem elektrische uiid mechanische Bauteile umschließenden Gehäuse, das zur
Abstrahlung des durch das Gerät erzeugten Schalls dient.
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Bei bestimmten Geräten, die im Kraftfahrzeug verwendet werden, z.B.
bei Hitzdrahtblinkgebern und auch bei mit einen ltelais versehenen elektronischen
Blinkgebern, ist es erwünscht, daß neben der heute üblichen optischen Kontrolle
durch Ciii mit deri Blinkleuchten des Kraftfahrzeugs mitblinkendes Kontrollicht
arn Armaturenbrett des Kraftfahrzeugs eine akustische Kontrolle möglich ist. Bei
derartigen Geräten muß eintrseits der i3auteile- und Montageaufwand sehr klein gehalten
werden, andererscits soll auch die Baugröße nicht über ein bestimmtes Maß hinausgehen.
So sind z.B. heute gebräuchliche Blinkgeber-Gehäuse von einer Größe von etwa 30
x 30 x 50 mm. Beide Forderungen führen dazu, daß die akustische Kontrolle häufig
nicht sehr wirksam ist und durch Fahrgeräusche o.dgl. überdeckt werden kann.
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Es sind weiter andere elektrische Geräte im Gebrauch, nämlich die
sogenannten Summer, die praktisch aus einem sich selbst
kurzschließenden
und dadurch einen Summton erzeugenden elektromagnetischen Relais bestehen. Diese
Geräte werden im Kraftfahrzeug beispielsweise eingesetzt, um darauf aufmerksam zu
machen, daß vergessen wurde, das Scheinwerferlicht auszuschalten bzw. den Kraftfcihrzeugscllliisscl
abzuziehen bzw. eine geöffnete Tiir zu schließen. Auch bei diesen Geräten liegt
dieselbe Schwierigkeit vor, nämlich bei geringer Baugröße und geringem Bauteilaufwand
eine ausreichende akustische Wirksamkeit zu erhalten.
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Aus den Unterlagen des deutschen Gebrauchsmusters 711 01 633 ist ein
elektronisch gesteuerter Summer, insbesondere für Weckeruhren, bekanntgeworden,
bei dem eine elektromagnetisch erregbare Membrane den Boden eines von einem Gehäuse
gebildeten Resonanzraumes bildet. Diese Lösuiig erfordert nicht niir den verhältnismäßig
großen Aufwand zusätzlicher Bauteile, zfie der Membrane und der Ankopplung der Membrane,
sondern auch einen entsprechenden Montage- und Justageaufwand. Sie bringt forner
noch den Nachteil der größeren mechanischen Empfindlichkeit gegen Störungen mit
sich.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Gerät der eingangs
genannten Bauart. Sie hat zum Ziel, dieses Gerät mit einfachen Mitteln ohne erhebliche
Vergrößerung des Raumbedarfs in seiner akustischen Wirksamkeit zu verbessern. Erfindungsgemäß
ist mindestens eine Wand des Gehäuses mit einem flachen hohlraumresonator versehen.
Vorzugsweise ist eine Wand des Gehäuses eben ausgebildet und parallel zu ihr mit
im Verhältnis zur Gehäusegröße geringem Abstand eine zweite Wand angeordnet. Es
entsteht
dadurch ein taschenförmiger Hohlraumresonator, der leicht
herzustellen ist und eine erhebliche Verbesserwig der akustischen Wirkung mit sich
bringt. Es ergeben sich keinerlei Abdichtungsprobleme.
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Die Erfindung beruht im wesentlichen darauf, daß ein derartiges elektrisches
Gerät, das praktisch nur als Körperschallgeber wirkt (großer Druck - kleine Amplitude),
durch den Resonator zu einem Luftschallgeber (geringer Druck - große Amplitude)
modifiziert wird. Dabei werden die irsprünglichen Eigenschaften des Kdrperschallgebers
nicht wesentlich beeinträchtigt.
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In der Zeichnung sind Ausführungsformen der Erfindung dargestellt,
aus denen weitere Einzelheiten und Vorteile hervorgehen. In Fig. 1 ist das Gehäuse
eines derartigen elektrischen Gerätes perspektivisch dargestellt, die Fig. 2 bis
12 zeigen Ausführungsformen der Erfindung in schematischer Darstellung als Schnittbild,
während die Fig.13 bis 14 weitere perspektivische Darstellungen zeigen.
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Das Gehäuse eines derartigen elektrischen Kleingeräts besteht für
gewöhnlich aus zwei Teilen, nämlich einmal aus einem topfförmigen oder kästchenförmigen
Hauptteil und zweitens aus einer Bodenplatte, die in das Hauptteil eingeknüpft,
an dieses angebördelt oder in anderer Weise an ihm befestigt wird. Die Teile können
hierbei z.B. einen runden, ovalen oder rechteckigen Querschnitt aufweisen. In Figur
1 ist ein Gehäuse mit rechteckigem
Querschnitt dargestellt. Das
Hauptteil des Gehäuses zeigt also vier länglichrechteckige Seitenwände und eine
quadratische Deckelwand. In die geöffnete Unterseite ist die ßodenplatte eingesetzt.
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Wie aus Figur 1 zu ersehen ist, ist parallel zu einer der Seitenwände
in im Verhältnis zur Gehäusegröße geringem Abstand eine zweite Wand angeordnet,
die in diesem Fall mit dem Gehäuse einstückig durch zwei kurze Seitenwände verbunden
ist. Hierdurch wird ein Hohlraum gebildet, der als Hohlraumresonator wirkt. Br kann
entweder an beiden Enden mit einer schlitzförmigen Öffnung versehen sein, wie in
Figur 1 dargestellt. Dies entspricht dann der Darstellung gemäß Figur 8. Der Hohlraum
kanal aber auch lediglich an einem Ende eine Öffnung aufweisen. Dies entspricht
dann der Figur 2 bzw. der Figur 3.
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Die Erfindung ist sowohl bei aus Metall bestehenden Gehäusen, z.B
durch Tiefziehen hergestellten Gehäusen als auch bei durch Pressen oder Spritzen
hergestellten Kunststoffgehäusen anwendbar. Die bevorzugte Anwendungsform ist das
Isolierstoffgehäuse, da hier einerseits die Schwierigkeiten der akustischen Anpassung
größer sind, so daß die Anwendung der Brflndllng eher notwendig erscheint, und da
andererseits gerade hierbei die Fertigungsvorteile stark ins Auge springen, die
praktisch mit einer ganz unwesentlichen Verteuerung ein erhebliches Ergebnis im
gewünschten Sinne herbeiführen.
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Verschiedene Umstände, insbesondere die geringe Gehäusegröße und die
Werkstoffauswahl bedingen, daß -derartige elektrische
Kleingeräte
verhältnismäßig schlecht an die umgebende Luft akustisch angekoppelt sind. Es zeigte
sich nun, daß allein durch die Anbringung eines derartigen Hohlraumresonators ein
um 6 dB (A) höherer Schallpegel zu erzielen ist. Wesentlich hierbei ist, daß sowohl
bei den ein tickendes bzw. pochendes Geräusch erzeugenden Ulingebern als auch bei
den ein summendes Geräusch erzeugenden Warnsummern meistens nur ein enger Frequenzbereich
interessiert. Bei in Straßenverkehrsfahrzeugen eingesetzten Geräten ist dies der
Bereich von zwei bis vier kHz, weil in diesem Bereich ausgestrahlte Signale durch
den Verkehrslärm hindurch gut wahrgenommen werden können. Es genügt deshalb, wenn
der Hohlraumresonator auf etwa drei lHz abgestimmt ist, damit in dem interessierenden
Bereich eine deutliche Verbesserung des akustischen Wirkungsgrades des elektrischen
Gerätes eintritt. Für Summer, die in anderen Bereichen eingesetzt werden, können
entsprechende andere Frequenzen bzw. Frequenzbe reiche notwendig sein. Die Versuche
ergaben, daß gerade die Anhebung in diesem interessierenden Frequenzbereich ohne
weiteres möglich ist.
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Eine weitere erhebliche Verbesserung läßt sich dadurch erzielen, daß
die Wandstärke der abstrahlenden Wand ebenfalls an den Frequenzbereich angepaßt
wird. Man ist bei bisherigen Ausführungen derartiger Geräte gezwungen, Wandstärken
zu wählen, die eine akustische Fehlanpassuiig in Kauf nehmcn. Wenn nun, wie in Figur
1 dargestellt, eine der vier Seitenwände durch eine zweite Wand, die dann mit dieser
Seitenwand e einen tusctlenförmigerlllotl1-raumresonator bildet, überdeckt ist,
so kann dieser überdeckte
Wandteil entsprechend dünner ausgeführt
werden. Bei einem Gehäuse, das aus Kunststoff durch Spritzgießen hergestellt war,
ergab sica oei eimer Schwächung der überdeckten Wand auf eine Wandstärke von etwa
0,3 bis os4 ll;n, die ansonsten aus mechanischen Gründen unzulässig ist, ein weiterer
Gewinn an Schallpegel. Durch beide Maßnahmen gemeinsam (Hohlraumresonator mit dahinter
angcordneter geschwächter Wand) läßt sich, wie Versuche bewiesen, eine Anhebung
des Schallpegels um etwa 10 dB (A) erreichen. Die Fehlanpassung des Körperschallgebers
an die umgebende Luft ist also crheblich vermindert.
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Wichtig ist bei einer derartigen Ausbildung eines llohlraumresonators
als flache Tasche, daß der abgestrahlte Schall keine bevorzugte Richtung aufweist,
daß er also unabhängig von der Anbaulage überall gleich gut wahrgenommen werden
kann. Bei im Verhältnis zur abgestrahlten Wellenlänge kleiner Öffnung, wie sie bei
der erfindungsgemäßen Ausbildung gegeben ist, ist dies der Fall.
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Wesentlich ist ferner, daß bei einer derartigen Ausbildung eines Hohlraumresonators
der Werkzeugaufwand, z.B. für aus Kunststoff durch Spritzen oder Pressen hergestellte
Gehäuse, sehr gering gehalten werden kann.
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In den Figuren 2 bis 14 sind verschiedene Ausbildungen derartiger
elelctrischer Geräte dargestellt, bei denen der taschenförmige Resonator, wie z.B.
in den Figuren 2 bis 5, mit einseitiger Öffnung oder, wie z.B. in Figur n und Figur
14, mit zweiseitiger Öffnung ausgebildet sein kann. Der Hohlraumresonator kann auch
nicht einstückig, sondern als gesondertes Teil ausgebildet sein, wie z.B. in den
Figuren 6 und 7. Beim Ausführungsbeispiel gemäß
Figur 6 kann die
Öffnung auch beispielsweise als rundes oder ovales Loch ausgebildet sein. Es können-auch
mehrere, gegebenenfalls auf verschiedene Frequenzen abgestimmte, Hohlraumresonatoren,
wie im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 10, vorgesehen sein. Figur 9 zeigt die Ausbildung
mit etwa exponentiell verlaufender Öffnung. Auch die Erweiterung des Schlitzes,
z.B.
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gemäß Figur 13, führt gelegentlich zu einer verbesserten Anpassung
an die umgebencie Luft. Für die Abstrahlung besonders hoher Frequenzen ist es günstiger,
nur einen Teil der Seitenwandfläche auszunutzen, wie es beispielsweise bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß Figur 11 dargestellt ist.
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Insbesondere dann, wenn eine akustische Ankopplung der schallerzeugenden
Mittel, also z.B. des Relaisankers, an den Gehäusetopf unmöglich oder nur sehr schwer
möglich ist, kann eine Ausbildung gemäß Figur 12 günstig sein, bei der ein derartiger
Hohlraumresonator parallel zur Bodenplatte angeordnet ist. Hier pflegt die Körperschallübertragung
in jedem Fall gesichert zu sein, da der mechanische Aufbau normalerweise von der
Bodenplatte ausgeht. In diesem Fall kann gegebenenfalls die Bodenplatte selber als
Doppelplatte ausgebildet sein.
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Selbstverständlich sind weitere Abwandlungen der Gehäusebauformen
möglich, bei denen ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch gemacht wird. So
kann z.B. ein taschenförmiger Resonatorraum auch auf gekrümmten Oberflächen, z.B.
bei einem topfförmigen Gehäuse mit rundem Querschnitt, angebracht werden. Auch eine
nichtparallele, z.B. konisch verlaufende Anbringung der zweiten
Wand,
die den Hohlraum bildet, ist möglich. Die Öffnung des Hohlraums wird bevorzugt als
Schlitz ausgebildet, kann aber auch andere Formen haben.
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L e e r s e i t e