EP1306829B1 - Vorrichtung zur Übertragung von Brennkraftmaschinengeräuschen - Google Patents

Vorrichtung zur Übertragung von Brennkraftmaschinengeräuschen Download PDF

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EP1306829B1 EP02023771.5A EP02023771A EP1306829B1 EP 1306829 B1 EP1306829 B1 EP 1306829B1 EP 02023771 A EP02023771 A EP 02023771A EP 1306829 B1 EP1306829 B1 EP 1306829B1
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housing
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flap
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Matthias Alex
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    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/18—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound
    • G10K11/22—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound for conducting sound through hollow pipes, e.g. speaking tubes

Definitions

  • the invention relates to a device for noise transmission according to the features of the independent claim 1.
  • a device for noise in the motor vehicle is known.
  • This has a hollow body, which is divided by at least one oscillatable membrane in at least two spaces.
  • One room communicates with a gas-conducting part of an internal combustion engine arranged in the vehicle, and the other room is acoustically coupled to an interior of the vehicle or to the space surrounding the vehicle.
  • a targeted design of the noise can be achieved by dimensioning the diameter of the various openings or membrane.
  • the structure is technically complex and therefore expensive.
  • the invention is based on the object to provide a sound transmission system that is used for noise in a motor vehicle, can be constructed inexpensively and is easily adaptable to different requirements.
  • the main advantage of the invention is that in a closed housing, a partition wall is arranged and this housing is on the one hand with the intake manifold of an internal combustion engine in communication and on the other hand with the interior of a vehicle.
  • the partition is not rigid, but broken by a flap element.
  • This flap element transmits only sound waves, but does not lead to an air balance.
  • the flap element is mounted in such a way that the excitation by the intake sound is transmitted optimally, ie without disturbing background noise or additional noise. In a way, it also acts as a filter to hide certain noise spectra.
  • this housing is, as already mentioned, arranged sealingly on or in the dividing wall.
  • the reliable sealing takes place via suitable sealing lips, on the one hand allow a free movement of the flap, on the other hand cause a gas-tight seal.
  • the flap element may also be spaced from the surrounding housing by a slight gap.
  • this gap is to be chosen so that disturbing influences are avoided by the intake air. Under certain circumstances, to prevent an air exchange in addition to arrange a membrane.
  • a further embodiment of the invention provides to attach the flap element to the partition wall via an axle or a shaft, wherein this flap element can move about a defined pivot point in a narrow angular range.
  • the housing consists of a lower part and an upper part, which are interconnected, wherein the flap element between the lower part and upper part is arranged and has a circumferential membrane. This membrane is clamped between the two housing parts.
  • An embodiment of this described structure with respect to the circumferential membrane provides to provide a profile seal, which has at least two oppositely disposed sealing webs which engage in grooves of the partition and produce a tight connection.
  • FIG. 1 shows a noise transmission system with an intake pipe 10 which is arranged for example between the turbocharger and intake valve of an internal combustion engine.
  • a housing 11 is flanged.
  • This housing is provided with a partition 12, this partition is broken and carries a flap 13.
  • the flap 13 is sealingly inserted at the opening 14 of the partition, for example via one or more sealing lips 15, or via a form-fitting arranged in the partition shaft 16th
  • the flap 13 has a slight gap 17 towards the housing 11, so that a pressure equalization to the suction pressure can take place on the right side of the flap.
  • Below the partition wall 12 is a space 18 which has an outlet 19.
  • This exit is, for example, via a pipe to the side wall of a vehicle, which separates the interior of the engine compartment, led or directly into the interior of the vehicle.
  • the flap 13 is also spaced in the lower chamber 18 of the wall 11 and can thus starting from the pivot point 20 slightly, for example, by 10 degrees, swing shown in phantom.
  • the vibration of the intake air in the intake pipe 10 is transmitted from the movably mounted flap 13 to the space 18 and continued through the outlet 19.
  • FIG. 2 shows a plan view of the flap 13, which is prepared for example by the assembly injection molding process and can be integrated into the housing 11.
  • FIG. 3 shows a noise transmission system with a housing lower part 20 and a housing upper part 21.
  • the two housing parts are connected via fastening elements 22, such as screws, with each other.
  • fastening elements 22 such as screws
  • an inlet 23 is arranged, which is in communication with the intake pipe of an internal combustion engine, not shown here.
  • an outlet 24 is provided, which is in communication with the interior of a motor vehicle.
  • a flap 27 is provided. This has a circumferential sealing lip 28 which is sealingly secured in the connecting region of the two housing halves. This flap can transmit vibrations, it is centrally connected via an oscillating sealing profile 29.
  • FIG. 4 shows the flap 27 with a detailed view.
  • This flap has in the areas in which attachments are provided, holes 30, which are connected to a positive connection in arranging the attachments, which are for example elastomeric parts and in an injection molding with the flap 27.
  • the sealing profile 29 is arranged both above and below the flap and is, as in FIG. 3 can be seen, inserted in each case a groove 31 of the housing part.
  • FIG. 5 shows in a further detailed representation of the flap bearing.
  • the sealing profile 29 extends both into the upper groove 31 and into the lower groove 32 of the two housing parts.
  • the sealing profile is connected as mentioned in the injection molding with the flap 27 and has on both sides of the flap in each case a tapering region 33, 34. This area can be designed so that the flap is suitable for reliably transmitting certain frequencies.
  • the thickness of the sealing profile 29 is, for example, 2 to 3 mm.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Geräuschübertragung nach den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1.
  • Aus der DE 100 42 012 ist eine Vorrichtung zur Geräuschgestaltung beim Kraftfahrzeug bekannt. Diese weist einen Hohlkörper auf, welche durch wenigstens eine schwingfähige Membran in wenigstens zwei Räume geteilt ist. Ein Raum steht mit einem gasführenden Teil einer in dem Fahrzeug angeordneten Brennkraftmaschine in Verbindung und der andere Raum ist an einen Innenraum des Fahrzeugs bzw. an den das Fahrzeug umgebenden Raum akustisch angekoppelt. Eine gezielte Gestaltung des Geräuschs lässt sich zwar durch die Dimensionierung der Durchmesser der verschiedenen Öffnungen bzw. Membrane erzielen. Der Aufbau ist jedoch fertigungstechnisch aufwendig und damit kostenintensiv.
  • Es ist ferner aus der DE 100 02 984 A1 ein akustischer Absorber und ein Verfahren zur Schallabsorption bekannt. Mit diesem Stand der Technik wird eine Schallpegelminimierung erreicht. Eine definierte und einstellbare Schallübertragung ist bei dem bekannten System nicht möglich.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Schallübertragungssystem zu schaffen, das zur Geräuschgestaltung bei einem Kraftfahrzeug dient, kostengünstig aufgebaut werden kann und an unterschiedliche Forderungen einfach adaptierbar ist.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.
  • Der wesentliche Vorteil der Erfindung liegt darin, dass in einem geschlossenen Gehäuse eine Trennwand angeordnet ist und dieses Gehäuse einerseits mit dem Ansaugrohr einer Brennkraftmaschine in Verbindung steht und andererseits mit dem Innenraum eines Fahrzeugs. Die Trennwand ist jedoch nicht starr, sondern von einem Klappenelement durchbrochen. Dieses Klappenelement überträgt lediglich Schallwellen, führt jedoch nicht zu einem Luftausgleich. Das Klappenelement ist derart gelagert, dass die Anregung durch den Ansaugschall optimal, d. h. ohne störende Nebengeräusche oder Zusatzgeräusche übertragen wird. Es wirkt in gewisser Weise auch als Filter, um bestimmte Geräuschspektren auszublenden.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, die Verbindung dieses Gehäuses mit dem Ansaugrohr in dem Bereich desselben anzuordnen, welcher sich zwischen Turbolader und Einlassventil der Brennkraftmaschine oder zwischen Kompressor und Einlassventil der Brennkraftmaschine befindet. Das Klappenelement ist, wie bereits erwähnt, dichtend an bzw. in der Trennwand angeordnet. Die zuverlässige Abdichtung erfolgt über geeignete Dichtlippen, die einerseits eine freie Beweglichkeit der Klappe zulassen, andererseits eine gasdichte Abdichtung bewirken.
  • Alternativ zu der Abdichtung kann das Klappenelement von dem umgebenden Gehäuse auch durch einen geringfügigen Spalt beabstandet sein. Dieser Spalt ist jedoch so zu wählen, dass störende Einflüsse durch die Ansaugluft vermieden werden. Unter Umständen ist zur Verhinderung eines Luftaustauschs zusätzlich eine Membran anzuordnen.
  • Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, das Klappenelement an der Trennwand über eine Achse oder eine Welle zu befestigen, wobei sich dieses Klappenelement um einen definierten Drehpunkt in einem eng begrenzten Winkelbereich bewegen kann.
  • Gemäß einer konstruktiv besonders einfachen Ausgestaltung der Erfindung besteht das Gehäuse aus einem Unterteil und einem Oberteil, ,welche miteinander verbunden sind, wobei das Klappenelement zwischen Unterteil und Oberteil angeordnet ist und eine umlaufende Membran aufweist. Diese Membran ist zwischen die beiden Gehäuseteile eingespannt. Dieser Aufbau ist fertigungstechnisch einfach zu realisieren.
  • Eine Ausgestaltung dieses beschriebenen Aufbaus hinsichtlich der umlaufenden Membran sieht vor, eine Profildichtung vorzusehen, welche wenigstens zwei gegenüberliegend angeordnete Dichtstege aufweist, die in Nuten der Trennwand eingreifen und eine dichte Verbindung herstellen.
  • Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und der Zeichnung hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei der Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt
    • Figur 1
    ein Geräuschübertragungssystem in einer Schnittdarstellung,
    Figur 2
    eine Draufsicht auf eine in Figur 1 gezeigte Klappe,
    Figur 3
    eine schematische Darstellung eines Geräuschübertragungssystems mit einem zweigeteilten Gehäuse,
    Figur 4
    die Detailansicht einer Klappe,
    Figur 5
    eine Schnittdarstellung der Klappenlagerung.
    Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • Die Figur 1 zeigt ein Geräuschübertragungssystem mit einem Ansaugrohr 10 das beispielsweise zwischen Turbolader und Einlassventil einer Brennkraftmaschine angeordnet ist. An dem Ansaugrohr 10 ist ein Gehäuse 11 angeflanscht. Dieses Gehäuse ist mit einer Trennwand 12 versehen, diese Trennwand ist durchbrochen und trägt eine Klappe 13. Die Klappe 13 ist an dem Durchbruch 14 der Trennwand dichtend eingesetzt, beispielsweise über eine oder mehrere Dichtlippen 15, oder über eine formschlüssig in der Trennwand angeordneten Welle 16. Die Klappe 13 weist zu dem Gehäuse 11 hin einen geringfügigen Spalt 17 auf, so dass rechtsseitig der Klappe ein Druckausgleich zu dem Ansaugdruck stattfinden kann. Unterhalb der Trennwand 12 befindet sich ein Raum 18 der einen Austritt 19 aufweist. Dieser Austritt ist beispielsweise über ein Rohr zu der Bordwand eines Fahrzeugs, welche den Innenraum von dem Motorraum trennt, geführt oder unmittelbar in den Innenraum des Fahrzeugs. Die Klappe 13 ist auch in der unteren Kammer 18 von der Wandung 11 beabstandet und kann damit ausgehend von dem Drehpunkt 20 geringfügig, beispielsweise um 10° Grad, schwingen strichpunktiert dargestellt. Die Schwingung der Ansaugluft in dem Ansaugrohr 10 wird von der beweglich gelagerten Klappe 13 auf den Raum 18 übertragen und über den Austritt 19 weitergeführt.
  • Figur 2 zeigt eine Draufsicht auf die Klappe 13, welche beispielsweise im Montagespritzgießverfahren hergestellt ist und in das Gehäuse 11 integriert werden kann.
  • Die Darstellung gemäß Figur 3 zeigt ein Geräuschübertragungssystem mit einem Gehäuseunterteil 20 und einem Gehäuseoberteil 21. Die beiden Gehäuseteile sind über Befestigungselemente 22, wie beispielsweise Schrauben, miteinander verbunden. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, die beiden Gehäuseteile miteinander zu verschweißen oder zu verkleben. Im Gehäuseunterteil 20 ist ein Einlass 23 angeordnet, welcher mit dem Ansaugrohr einer hier nicht dargestellten Brennkraftmaschine in Verbindung steht. Im Gehäuseoberteil ist ein Auslass 24 vorgesehen, welcher mit dem Innenraum eines Kraftfahrzeugs in Verbindung ist. In beiden Gehäuseteilen, dies zeigt die Darstellung, befindet sich sowohl eine geräuscheingangsseitige Kammer 25a, 25b, in beiden Gehäuseteilen befindet sich ebenfalls eine geräuschausgangsseitige Kammer 26a, 26b. Zur Trennung dieser Kammern ist eine Klappe 27 vorgesehen. Diese besitzt eine umlaufende Dichtlippe 28, welche abdichtend in dem Verbindungsbereich der beiden Gehäusehälften befestigt ist. Damit diese Klappe Schwingungen übertragen kann, ist sie mittig über ein schwingfähiges Dichtprofil 29 verbunden.
  • Figur 4 zeigt die Klappe 27 mit einer Detaildarstellung. Diese Klappe weist in den Bereichen, in welchen Anbauteile vorgesehen sind, Löcher 30 auf, die zu einer formschlüssigen Verbindung beim Anordnen der Anbauteile, welche beispielsweise Elastomerteile sind und in einem Spritzgießvorgang mit der Klappe 27 verbunden werden. Das Dichtprofil 29 ist sowohl ober- als auch unterseitig der Klappe angeordnet und wird, wie in Figur 3 zu erkennen ist, in jeweils eine Nut 31 des Gehäuseteils eingelegt.
  • Figur 5 zeigt in einer weiteren Detaildarstellung die Klappenlagerung. Das Dichtprofil 29 erstreckt sich sowohl in die obere Nut 31 als auch in die untere Nut 32 der beiden Gehäuseteile. Das Dichtprofil ist wie erwähnt im Spritzgießverfahren mit der Klappe 27 verbunden und weist auf beiden Seiten der Klappe jeweils einen Verjüngungsbereich 33, 34 auf. Dieser Bereich kann so gestaltet werden, dass die Klappe geeignet ist, bestimmte Frequenzen zuverlässig zu übertragen. Im Verjüngungsbereich beträgt die Dicke des Dichtprofils 29 beispielsweise 2 bis 3 mm. Bei einer Anwendung von handelsüblichem Elastomer ist gewährleistet, dass einerseits die Klappe mit einer gewissen Steifigkeit zwischen den beiden Gehäuseteilen 20, 21 gelagert ist, andererseits jedoch die Lagerung flexibel genug ist, um eine optimale Übertragungswirkung zu erzielen.

Claims (7)

  1. Vorrichtung zur Geräuschübertragung, bestehend aus einem Gehäuse (11, 20, 21) mit einer in dem Gehäuse angeordneten Trennwand (12) umfassend einen ersten von der Trennwand begrenzten Raum, der mit einem Ansaugrohr einer Brennkraftmaschine verbindbar ist, und einen zweiten von der Trennwand begrenzten Raum, der mit einer Wand oder dem Innenraum eines Fahrzeugs, welches die Brennkraftmaschin auf-weist, verbindbar ist, wobei die Trennwand von einem Klappenelement (13, 27) zur Übertragung von Schallwellen durchbrochen ist, wobei das Klappenelement dichtend in der Trennwand angeordnet ist.
  2. Vorrichtung zur Geräuschübertragung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste von der Trennwand begrenzte Raum zwischen Turbolader und Einlassventil mit einen Ansaugrohr einer Brennkraftmaschine verbindbar ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Klappenelement eine oder mehrere Dichtlippen (15, 28) aufweist und dichtend an der Trennwand (12) angeordnet ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Klappenelement von dem umgebenden Gehäuse durch einen geringfügigen Spalt beabstandet ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Klappenelement an der Trennwand einen Drehpunkt aufweist und sich in einem Winkelbereich unterhalb 10° um diesen Drehpunkt bewegt.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse aus einem Unterteil (20) und einem Oberteil (21) besteht, welche miteinander verbunden sind, wobei zwischen Unterteil und Oberteil das Klappenelement (27) angeordnet ist und dieses eine umlaufende Membran aufweist, welche zwischen die beiden Gehäuseteile eingespannt ist und das Klappenelement trägt.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die umlaufende Membran eine Profildichtung aufweist, welche wenigstens zwei gegenüberliegend angeordnete Dichtstege aufweist, die in Nuten der Trennwand eingreifen und eine dichte Verbindung herstellen.
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