WO2003031227A1 - Schallwandlerkopf, diesen umfassenden schallwandler und verfahren zur schallwandlung, insbesondere für ein kraftfahrzeug - Google Patents

Schallwandlerkopf, diesen umfassenden schallwandler und verfahren zur schallwandlung, insbesondere für ein kraftfahrzeug Download PDF

Info

Publication number
WO2003031227A1
WO2003031227A1 PCT/EP2002/010925 EP0210925W WO03031227A1 WO 2003031227 A1 WO2003031227 A1 WO 2003031227A1 EP 0210925 W EP0210925 W EP 0210925W WO 03031227 A1 WO03031227 A1 WO 03031227A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pulsation
transducer head
conversion element
head according
housing
Prior art date
Application number
PCT/EP2002/010925
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Anton Wolf
Josef Hohmann
Ralph Sticher
Original Assignee
Woco Franz Josef Wolf & Co.Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Woco Franz Josef Wolf & Co.Gmbh filed Critical Woco Franz Josef Wolf & Co.Gmbh
Priority to DE50202339T priority Critical patent/DE50202339D1/de
Priority to EP02777258A priority patent/EP1432595B1/de
Publication of WO2003031227A1 publication Critical patent/WO2003031227A1/de

Links

Classifications

    • 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
    • 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
    • G10K9/00—Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers
    • G10K9/02—Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers driven by gas; e.g. suction operated
    • G10K9/04—Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers driven by gas; e.g. suction operated by compressed gases, e.g. compressed air

Definitions

  • the present invention relates to a sound transducer head, with at least one inlet opening for a supply line, at least a first pulsation conversion element and at least one sound radiation area in a housing, and a sound transducer in an exhaust gas and / or intake area of an internal combustion engine, in particular a motor vehicle, with such a sound transducer head , and a method for sound conversion.
  • a generic transducer head is known as part of a sound transmission device for a motor vehicle.
  • the sound transmission device ensures that targeted sound transmission from an intake tract of an internal combustion engine of a motor vehicle to an interior of the motor vehicle is achieved.
  • a transmission body which comprises a ⁇ / 2 resonator.
  • the output side of this ⁇ / 2 resonator is preferably closed with a membrane.
  • DE 100 15 697 by the applicant describes a sound transducer for exhaust gas pulsations.
  • This sound transducer is assigned to the exhaust system of an internal combustion engine, in particular a motor vehicle, and comprises a generic sound transducer head, via which, based on the exhaust gas pulsations, airborne noise can be radiated at least into the space of the internal combustion engine.
  • This transducer head can have different geometries and comprises a membrane.
  • a disadvantage of the generic sound transducer heads is that at high static air pressures within the transducer head, a tension of the membrane occurs and sound radiation can thus be impeded.
  • Double-membrane systems are known for condenser microphones, see DE 197 15 365 AI.
  • a corresponding condenser microphone comprises a first membrane, which is coupled to a counter electrode for sensing vibrations of the first membrane, and a second membrane above the first membrane, through which effective protection against the penetration of sweat into the microphone is to be achieved.
  • a disadvantage of this condenser microphone is that the distance between the two membranes must be kept very small in order to achieve a sufficient transmission effect from the second to the first membrane.
  • the object of the present invention is therefore to further develop the generic sound transducer head in such a way that the disadvantages of the prior art are overcome, in particular in the largest possible pressure ranges, an optimized sound radiation is made possible.
  • an essentially airtight partition by means of which the housing is divided into at least two sections, a first section being operatively connected to the inlet opening and the second section being connected to the sound radiation area, the first pulsation conversion element in the first section is arranged and divides the same into a first chamber and a second chamber, a pressure compensation device between the first chamber and the second chamber, a second pulsation conversion element, which is arranged at least partially movably at least partially in the second section, and a transmission device between the first and second Section for transmitting vibrations of the first pulsation conversion element to the second pulsation conversion element is present.
  • the first pulsation conversion element comprises at least one first membrane.
  • the first pulsation conversion element comprises at least one piston, preferably cup-shaped, which is movably mounted at least in some areas in the first section and / or comprises a disk which is at least partially movably mounted in the first section, the first section preferably essentially at least in the area of the piston and / or the disc is cylindrical and / or the first section has, at least in some areas, a smaller cross-sectional area than the second section.
  • the pressure compensation device comprises at least one connection opening in the first pulsation conversion element, in a connection element that is operatively connected to the first pulsation conversion element and the transmission device and / or between the first pulsation conversion element and the housing and / or in a bypass.
  • the pressure compensation device comprises at least one damping element, preferably one which is adjustable in terms of its damping properties, in particular in the form of a variable reduction in cross section, a labyrinth and / or a porous material such as foam, iron wool and / or the like.
  • the geometric dimensions of the first section, in particular the first chamber and / or second chamber, the inlet opening, the supply line and / or the second section, in particular the sound radiation area can be changed, preferably during operation of the transducer head. are.
  • the sound radiation area is essentially horn-shaped.
  • the invention is also characterized in that the second pulsation conversion element has at least one second membrane and / or a sound radiation disk connected to a flexible separating disk, which in each case divides or sub-divides the second section into a third chamber and a fourth chamber, and / or at least one structure-borne noise generator , in particular comprising a plunger, for mechanical excitation of a body arranged at least partially in the sound radiation area, in particular surrounded by the housing.
  • the housing is constructed in several parts, the individual housing parts preferably different materials, such as plastic and / or metal, preferably aluminum.
  • first diaphragm can be fastened between a first housing part and a second housing part or that the housing is formed by a second housing part in the region of the dividing wall and in the region of the piston and / or the disk.
  • the second membrane and / or the cutting disc can preferably be fastened between a third housing part and a fourth housing part, the first and fourth housing parts preferably being formed in one.
  • the invention is characterized, for example, in that the transmission device comprises at least one, in particular rigid coupling element, mechanical coupling element, electromechanical coupling element, electromagnetic coupling element and / or magnetomechanical coupling element and / or at least one positioning device, the coupling element being detachably attachable.
  • At least one sealing device preferably in the form of a simer ring, for mounting and implementing the coupling element.
  • the coupling element comprises at least one, preferably electromagnetic, scanning device for scanning the vibrations of the first pulsation conversion element and / or one, preferably electromagnetic, drive device for driving the second pulsation conversion element.
  • the scanning device and / or the drive device is or are arranged stationary relative to the housing and / or the partition.
  • the scanning device comprises at least one pulsation body, preferably movable relative to the housing
  • the drive device comprises at least one drive body, preferably movable relative to the housing, preferably the pulsation body and the drive body via at least one ner-binding device if necessary are securely coupled with each other.
  • the housing has permanent magnetization at least in the area of the pulsation body and / or the drive body and the pulsation body and / or the drive body comprises or comprise at least one first coil, or at least in the area of the pulsation body and / or the drive body is arranged at least one second coil which is stationary relative to the housing and the pulsation body and / or the drive body has or have permanent magnetization at least in some areas.
  • the connecting device has a coupling rod rigidly connected to or encompassed by the pulsation body or the drive body, the drive body or the pulsation body either being mounted so as to be freely movable relative to the coupling rod or safe to take with it when the transducer head is in operation is connected to the coupling rod.
  • the secure connection between the coupling rod on the one hand and the drive body or the pulsation body on the other hand takes place electromagnetically and / or mechanically.
  • the coupling rod has permanent magnetization at least in the area of the drive body or the pulsation body and the drive body or pulsation body in the area of the coupling bar comprises or comprise at least a third coil, or the coupling bar at least in the area of the drive body or the pulsation body comprises at least a fourth coil and the drive body or the pulsation body has or have permanent magnetization in the region of the coupling rod.
  • the coupling rod at least in the area of the drive body or the pulsation body and / or the drive body or the pulsation body in the area of the coupling bar, has a device for increasing the static friction resistance between the coupling bar on the one hand and the drive body or the pulsation body on the other hand, preferably in the form of at least one control and / or regulable claw device and / or, at least one element connected to the coupling rod, the drive body and / or the pulsation body, which electrically, pneumatically and / or hydraulically against the surface of the drive body, the Pulsations emotions or the coupling rod is pressed, includes.
  • the positioning device has at least one elastic element, preferably in the form of a spring element, in the first chamber, second chamber, third chamber and / or fourth chamber, in particular between the pulsation body on the one hand and the partition of the first pulsation conversion element on the other hand and / or the Partition wall on the one hand and the drive body on the other hand, can be arranged and / or controlled and / or regulated during operation of the transducer head s.
  • at least one elastic element preferably in the form of a spring element, in the first chamber, second chamber, third chamber and / or fourth chamber, in particular between the pulsation body on the one hand and the partition of the first pulsation conversion element on the other hand and / or the Partition wall on the one hand and the drive body on the other hand, can be arranged and / or controlled and / or regulated during operation of the transducer head s.
  • the present invention is advantageously characterized by a control and / or regulating device for controlling and / or regulating the sound radiation characteristics, in particular in operative connection with the partition, the first pulsation conversion element, the damping element, the second pulsation conversion element, a signal transmitter for at least one other the sound radiation characteristic influencing external signal and or the transmission device.
  • control and / or regulating device with the first coil or second coil, in particular for detecting movement of the pulsation body relative to the housing and / or for causing movement of the drive body relative to the housing, the third coil or the fourth Coil and / or the device for increasing the frictional resistance, in particular for the necessary secure coupling of the pulsation body and the drive body, is in operative connection.
  • control and / or regulating device is operatively connected to at least one active link, preferably a radio, engine mount, damper and / or shaker on a bulkhead, in particular for transmitting movement information of the pulsation body to the active link ,
  • the first membrane, the piston, the disc, the second membrane, the cutting disc and / or the sound radiation disc comprises or comprises an elastomer, a reinforcing fabric, a plastic, a sheet and / or a metal, preferably aluminum include.
  • first membrane, the second membrane and / or the cutting disc have or have different thicknesses, different flexibilities and / or different shapes, at least in certain areas, preferably for providing a more rigid central area and a more flexible edge area and / or in several parts is or are executed.
  • the pretension of the first membrane, the second membrane and / or the cutting disc and / or the size of at least one region of the first membrane, the second membrane and / or the cutting disc capable of vibrating, in particular during the operation of the Sonic transducer head is controllable and / or adjustable.
  • the invention also proposes a sound transducer in an exhaust gas and / or intake area of an internal combustion engine, in particular a motor vehicle, with a sound transducer head according to the invention.
  • the invention proposes a method for sound conversion, in particular in a motor vehicle, using a sound transducer head and / or sound transducer, the method being characterized by excitation, in particular by means of intake and / or exhaust gas pulsations from an internal combustion engine of a motor vehicle, one in a first section the transducer head s arranged and by means of a pressure compensation device pressure-relieved first pulsation conversion element, and Generating a movement of a second pulsation conversion element, by transmitting a movement of the first pulsation conversion element to the second pulsation conversion element by means of a transmission device.
  • the movement is transmitted through an essentially rigid connection between the first pulsation conversion element and the second pulsation conversion element.
  • the essentially rigid connection between the first pulsation conversion element and the second pulsation conversion element is established or this connection is established, preferably as a function of, via a connecting device, preferably automatically and / or manually, in particular during operation of the transducer head the frequency of the pulsations supplied to the transducer head.
  • the movement of the first pulsation conversion element is sensed by means of a scanning device, preferably electromagnetically, a movement signal is generated by the scanning device, the movement signal is processed, in particular amplified, by means of a control and / or regulating device, preferably electronically, and the second pulsation conversion element is moved as a function of the movement signal by means of a drive device.
  • a scanning device preferably electromagnetically
  • a movement signal is generated by the scanning device
  • the movement signal is processed, in particular amplified, by means of a control and / or regulating device, preferably electronically
  • the second pulsation conversion element is moved as a function of the movement signal by means of a drive device.
  • a particularly preferred embodiment of the method is characterized in that the movement signal is fed to at least one active element and / or at least one additional signal is superimposed on the movement signal at least temporarily for driving the second pulsation conversion element.
  • the invention is therefore based on the surprising finding that a transducer head can be filled in such a way that, on the one hand, pulsations, in particular exhaust gas pulsations from an internal combustion engine of a motor vehicle, can be converted into vibrations in a substantially enclosed space, such as the engine compartment of the motor vehicle, and on the other hand, it can also function properly at, for example, static pressures of 0.5 up to 1 bar is ensured in that a first pulsation conversion element can be coupled, so to speak, as an excitation element with a second pulsation conversion element either in the form of a sound radiation membrane or a structure-borne noise exciter with pressure equalization.
  • the sound transducer head according to the invention enables the desired sound radiation to be achieved for all frequency ranges, essentially independently of the amplitude of the pulsations supplied to the sound transducer head.
  • a rigid connection between the excitation element on the one hand and the sound radiation membrane of a sound radiation disc or a structure-borne sound exciter on the other hand can be brought about or at high excitation frequencies at which the pulsations occur have a lower amplitude, this connection can be released.
  • a movement of the excitation element can be detected via a scanning device and the sound radiation membrane or the structure-borne noise exciter, which can move independently of the excitation element, can be moved as a function of the detected movement of the excitation element and / or further signals via a drive device to generate a specific sound radiation.
  • FIG. 1 shows a sectional view of a first embodiment of the invention
  • Figure 2 is a sectional view of a second embodiment of the invention
  • Figure 3 is a sectional view of a third embodiment of the invention.
  • Figure 4 is a sectional view of a fourth embodiment of the invention.
  • Transducer head Figure 5 is a sectional view of a fifth embodiment of the invention.
  • FIG. 6 shows a perspective sectional view of a sixth embodiment of the transducer head according to the invention.
  • first transducer head 1 shows a first transducer head 1 according to the invention with a housing 3 which has an inlet opening 5 which is connected to a supply line (not shown) for supplying pulsations, in particular intake and / or exhaust gas pulsations to an internal combustion engine of a motor vehicle.
  • a partition 7 is arranged within the housing 3, which divides the interior of the sound transducer head 1 into a first section facing the inlet opening 5 and a second section facing a sound radiation area 9.
  • the housing 3 in the sound radiation area 9 is designed in the form of a horn 11.
  • an excitation membrane 13 is arranged, which in turn divides the first section into first and second chambers 15 and 17, separated from each other in an airtight manner.
  • the transducer head 1 has a connecting tube 19 which connects these chambers 15 and 17 to one another in such a way that there is always a static pressure equalization between them.
  • the connecting pipe 19 also includes a damping element 21, for example in the form of an adjustable cross-sectional constriction of the connecting pipe 19, by which it is ensured that high-frequency pressure fluctuations due to pulsations supplied to the transducer head 1 via the inlet opening 5 are not transmitted via the connecting pipe 19 ,
  • the excitation membrane 13 is operatively connected to a rigid coupling rod 25 via a connecting link, namely in the form of a center plate 23.
  • This coupling rod 25 is guided without friction via a sealing device in the form of a simer ring 27 through the partition 7 in order to ensure an airtight separation of the first section from the second section.
  • the second section is also divided by a sound radiation membrane 31 into a third and fourth chamber 29 and 33.
  • the sound radiation membrane 31 like the excitation membrane 13, has a center plate 35 which is connected to the coupling rod 25.
  • the two membranes 13 and 31 are held in a predetermined zero position by means of positioning devices in the form of spring elements 37 and 39.
  • 5 pulsations are first introduced into the first chamber 15 via the inlet opening.
  • the pulsations introduced into the first chamber 15 force a deflection of the excitation membrane 13 from its zero position and an oscillation thereof.
  • Low-frequency pressure fluctuations superimposed on the pulsations, in particular static pressure differences, are compensated for via the connecting pipe 19 between the first and second chambers 15 and 17. This prevents tensioning of the excitation membrane 13.
  • the damping element 21 also ensures that high-frequency pressure changes are not passed on directly from the first chamber 15 to the second chamber 17.
  • the vibrations of the excitation membrane 13 are transmitted to the coupling rod 25 via the center plate 23, whereby the sound radiation membrane 31 is set in vibration and thus the desired sound radiation takes place.
  • the transducer head 1 it is thus achieved by the transducer head 1 according to the invention that unimpeded sound radiation takes place independently of low-frequency pressure fluctuations. Furthermore, a connection of the inlet opening 5 with the surrounding atmosphere, as is undesirable for the emission of exhaust gas pulsations, can be avoided.
  • the sound emission characteristics of the transducer head 1 can be adapted to the pulsations supplied to the transducer head 1 in various ways.
  • the shape of the sound radiation area 9 can be used to vary the desired radiation characteristic.
  • the vibration of the diaphragms 13 and 31 can be varied in particular by adjusting the damping element 21, the spring elements 37 and / or 39 and the pretensioning of the diaphragms 13 and / or 31. Adjustment of the volume, in particular in the first chamber 15 and the supply line, not shown, can take place with the formation of a Helmholtz resonator.
  • FIG. 2 shows a second embodiment of the transducer head 1 'according to the invention.
  • Identical elements of the transducer head 1 'of Figure 2 in comparison to the transducer head 1 of Figure 1 have the same reference numerals.
  • the transducer head 1 'of FIG. 2 comprises an excitation membrane 13' and a sound radiation membrane 31 'which have areas of different flexibility.
  • the excitation membrane 13 ' namely has an edge region 13'a, which has a greater flexibility compared to the central region 13'b.
  • the sound radiation membrane 31 ' has an edge region 31'a which has greater flexibility than its central region 31'b.
  • This embodiment of the diaphragms 13 'and 31' makes it possible to adjust the sound absorption characteristics of the transducer head 1 ', in addition to changing the preload of the diaphragms 13' and 31 ', by changing the size of the areas of different flexibility and / or the difference in flexibility.
  • a sound transducer head according to the invention does not have to comprise a double membrane system, but instead can have a structure-borne sound exciter instead of an acoustically active sound radiation membrane.
  • FIG. 3 Such an embodiment of the transducer head 1 "according to the invention is shown in FIG. 3.
  • the same elements of the transducer head 1" of FIG. 3 in comparison to the transducer heads 1 and 1 'of FIGS. 1 and 2 have the same reference numerals.
  • the coupling rod 25 ' is connected on the one hand to the center plate 23 of the excitation membrane 13', on the other hand there is a plunger 41 at the upper end of the coupling rod 25 '.
  • the transducer head 1" is also connected to a body 45 via connecting elements 43 , so that pulsations supplied via the inlet opening 5 lead to vibrations of the excitation membrane 13 'and finally to impacts of the tappet 41 on the body 45, whereby the body 45 is excited to emit sound waves.
  • an additional chamber 47 between the body 45 and the partition 7 serves as a resonance body, so that the dimensions of this chamber 47 can be used to change the characteristics of the sound generated by the body 45.
  • FIG. 4 shows a fourth embodiment of a transducer head 1 "'according to the invention, reference being made again to the already known reference numerals.
  • the vibrations of the excitation membrane 13" are transmitted. performed on the sound radiation membrane 31 electromechanically.
  • the center plate 23 of the excitation membrane 13 ′′ is connected via a rod 49 to an electromagnetic-mechanical scanning device 51, which comprises, for example, a piezo-electric element.
  • the signals picked up by the scanning device 51 are passed on to a control device 55 via a line 53.
  • This control device 55 is connected to a drive device 59 via a line 57.
  • the drive device 59 is connected via a rod 61 to the center plate 35 of the sound radiation membrane 31.
  • the pressure equalization between the chambers 15 and 17 "separated from one another by the excitation membrane 13", that is to say between the first and second chambers, in the transducer head 1 "" of FIG. 4 is achieved through openings 63 in the excitation membrane 13 "
  • the openings 63 are filled with a damping element (not shown) in the form of foam, which means that only low-frequency pressure fluctuations are transmitted through the openings 63, but not high-frequency fluctuations.
  • a vibration of the excitation membrane 13 "of the transducer head 1 '" of FIG. 4 leads to the fact that vibration signals are passed on to the control device 55 via the scanning device 51.
  • the oscillation signals are processed in the control device 55 in such a way that a desired oscillation of the sound radiation membrane 31 is achieved by signals output to the drive device 59.
  • These signals cause various environmental parameters, e.g. when using the transducer head 1 '"in a motor vehicle, the speed of the internal combustion engine, the accelerator pedal position or the type of gear engaged influence the signals which are sent to the drive device 59.
  • FIG. 5 shows a fifth embodiment of a transducer head 1 "" according to the invention with the already known reference symbols for elements already mentioned.
  • the sound transducer head 1 "" comprises a housing 3 ', which is divided by a partition 7' into a first section facing an inlet opening 5 'and a second section facing a sound radiation area 9'.
  • the sound radiation area 9 ' has the shape of a horn 11'.
  • an excitation membrane 13 '" is arranged, which has at least one opening 63' for pressure equalization between the first and second chambers 15 'and 17'.
  • the excitation membrane 13 '" is in the second chamber 17' via a first spring element 67 connected to a pulsation body 69. Furthermore, between the pulsation body 69 and the Partition 7 'arranged a second spring element 71 in the first section.
  • the two spring elements 67 and 71 serve in particular to hold the pulsation body 69 arranged therebetween in a previously defined zero position when the excitation membrane 13 '"is at rest.
  • the pulsation body 69 is firmly connected to a coupling rod 73 which is guided through the partition 7'
  • a sealing ring 27 'arranged in the partition 7' serves as a seal.
  • the end of the coupling rod 73 opposite the pulsation body 69 is mounted in a drive body 75 arranged in a third chamber 29 'in the second section.
  • the drive body 75 is in turn rigid with a sound radiation membrane 31 ", which is arranged in a fourth chamber 33 'in the second section.
  • the transducer head 1 "" allows particularly flexible sound radiation, in particular also as a function of the frequency of a pulsation supplied to the transducer head 1 "" via the inlet opening 5 '.
  • the transducer head 1 "" for converting intake or exhaust pulsations of an internal combustion engine, there is the problem that at high pulsation frequencies, such as occur at high engine revolutions per minute, in particular from 4,000 revolutions per minute, the pulsation amplitudes are not sufficiently large to be one to achieve sufficient sound radiation by means of the sound radiation membrane 31 "when rigidly connected to the excitation membrane 13 '".
  • a distinction must therefore be made in particular between different excitation frequencies.
  • a connecting device 77 is provided in the drive body 75 for connecting the coupling rod 73 to the drive body 75.
  • This connecting device 77 comprises a coil 79 in the drive body 75, and in the area of the drive body 75 the coupling rod 73 has a permanent magnetization.
  • the coil 79 is connected to a control device 83 via a line 81.
  • the coil 79 is supplied with current by means of the control device 83, so that a connection between the coupling rod 73 and the drive body 75 is established due to the magnetic force between the permanent magnetic region of the coupling rod 73 and the coil 79.
  • essentially in the low frequency band in the transducer head 1 "" achieved a sound conversion in an analog form as in the previously described transducer heads 1, 1 'and 1 ".
  • a sound conversion in the transducer head 1 "" only takes place after the connection between the coupling rod 73 and the drive body 75 has been released by means of the connecting device 77 in that the power supply to the coil 79 has been switched off via the control device 83. Since the pulsation body 69 is thus essentially mechanically separated from the drive body 75, movement of the excitation membrane 13 ′ ′′ leads to a movement of the pulsation body 69, but the drive body 75 and thus the sound radiation membrane 31 ′′ generally remain at rest. However, the pulsation body 69 also comprises a coil 85, and the housing 3 'has permanent magnetization in the region of the second chamber 17'.
  • Movement of the pulsation body 69 therefore leads to the induction of a current into the coil 85, which is fed to the control device 83 by means of a line 87.
  • This induction current represents a movement signal of the excitation membrane 13 '", which is evaluated or processed in the control device 83.
  • the excitation frequency of the excitation membrane 13'" is determined in the control device 83.
  • the evaluated or processed movement signal can be transmitted by the control device 83 via a line 89, in particular for controlling a further active element, not shown, such as in a radio, engine mount, damper or shaker on a bulkhead inside the motor vehicle.
  • the movement signal can be amplified in the control device 83 and fed via a line 91 to a further coil 93, which is arranged in the drive body 75.
  • the housing 3 ' also has permanent magnetization in the region of the third chamber 29', so that the arrangement comprising the drive body 75, the radiation membrane 31 "and the housing 3 'represents a loudspeaker arrangement.
  • the drive body 75 can be set in motion and thus the sound radiation membrane 31 ′′ have been excited, as a result of which a desired sound radiation can be generated.
  • an additional signal can be superimposed on the movement signal of the excitation membrane 13 '"or this can be changed or damped as desired.
  • the transducer head 1 '"" comprises a housing 3 ", which consists essentially of three housing parts 3" a, 3 "b and 3" c.
  • the first and second housing parts 3 "a and 3" b are connected to one another via first connecting devices 4b and the first and third housing parts 3 "a and 3" c via second connecting devices 4a, each in the form of screw connections.
  • an inlet opening 5" is formed, through which pulsations, in particular intake and / or exhaust gas pulsations of an internal combustion engine of a motor vehicle, can be fed to the transducer head 1 '"" by means of a feed line, not shown.
  • the first housing part 3 "a is shaped in such a way that a partition 7" is provided which divides the housing 3 "into a first section facing the inlet opening 5" and a second section facing a sound radiation area 9 ". In that facing the inlet opening 5" A first pulsation conversion element is arranged in the first section of the housing 3 ".
  • the first pulsation conversion element of the sound transducer head 1""does not comprise an excitation membrane, but a disk 100.
  • the disk 100 has and is a center plate 102 connected in the area of the center plate 102 to a coupling rod 104.
  • the second housing part 3 "b has a cross-sectional shape complementary to the disk 100 in the area of the disk 100, so that the disk 100 is essentially freely movable within the second housing part 3" b along the longitudinal axis the coupling rod 104 is movable.
  • the disk 100 divides that of the laßöffiiung 5 "facing first section of the housing 3" in two chambers 15 ", 17", a first chamber 15 "and a second chamber 17".
  • the gap causes high-frequency pressure fluctuations to cause the disc 100 to move while being superimposed , low-frequency pressure fluctuations, in particular static pressure differences, are compensated for via the gap between the chambers 15 ", 17".
  • the movements of the disc 100 are transmitted via the coupling rod 104 to a rigid sound radiation disc 106.
  • the coupling rod 104 is via a Sealing device in the form of a Simmerring 27 "through the partition 7" guided without friction, so that an airtight separation of the first section from the second section of the housing 3 "is ensured.
  • a flexible, membrane-shaped separating disk 107 is arranged between the sound radiation disk 106 and the housing 3 ".
  • the separating disk 107 has a funnel-shaped central region 107b which is connected to the sound dissipation disk 106 or is formed in one piece therewith.
  • the separating disk 107 a curved edge region 107a, in the edge region 107a, the cutting disc 107 is fastened via the first connecting devices 4a 3 "a is enclosed, and a fourth chamber 33", which is essentially enclosed by the third housing part 3 "c, divided.
  • This construction of the second pulsation conversion element on the radiation side leads to the advantage that it takes up only a small installation space and thus the transducer head 1 '"" can be made more compact.
  • the sound radiation takes place essentially by the movement of the sound radiation disk 106, this being reinforced by the funnel-shaped or horn-shaped configuration of the cutting disk 107.
  • the cutting disc 107 also fulfills the function of a tight seal between the third and fourth chambers 29 ", 33", which prevents an acoustic short circuit between these chambers 29 ", 33". Furthermore, because of its flexibility and the shape of the edge region 107a, the cutting disc 107 enables the sound radiation disc 106 to move freely without any stresses forming within the cutting disc 107. Thus, when the sound radiation disk 106 moves, there is sound radiation from the sound transducer head 1 '"" in the sound radiation area 9 ". In contrast to the sound transducer heads 1, 1 'shown in FIGS. 1 and 2', no spring element is arranged in the third chamber 29 "in order to keep the sound radiation disk 106 in a predetermined zero position.
  • the transducer head 1 '"" shown in FIG. 6 also has further advantages. Due to the subdivision of the housing 3 "into the three housing parts 3" a, 3 "b, 3” c, it is modular. Different versions of the housing parts 3 "a, 3" b, 3 “c can be provided, which can be selectively combined with one another when the sound transducer head 1 '""is being assembled. Various third housing parts 3" c can thus be provided in order to determine certain sound radiation characteristics adjust their shape. Different sound radiation disks 106 and separating disks 107 can also be provided without the geometry of the first and third housing parts 3 "a and 3" c having to be adapted.
  • the sound radiation characteristic can be changed in that the dimensions of the second housing part 3 "b can be adapted to one another as a function of the dimensions of the disk 100 and / or from the coupling rod 104.
  • the transducer head 1""" can be adapted to different internal combustion engines adjust that by extending the second housing part 3 "b a longer stroke of the disc 100 is made possible or by increasing the cross section of the second housing part 3" b a larger volume of the first chamber 15 "is provided, so that with constant pulsations a smaller movement of the Disk 100 and thus the sound radiation disk 106 takes place, which is particularly desirable for high-frequency pulsations.
  • the shape of the disk 100 can also be adapted to the conditions.
  • a cup-shaped element can be used instead of the disk 100, or the gap size between the disk 100 and the second housing 3 "b can be changed in order to adapt the sound radiation characteristic.
  • the spring element 108 especially for adaptation purposes, can be exchanged by opening the second connecting devices 4b and then releasing the connection between the disk 100 and the coupling rod 104, so that the spring element 108 can be replaced.
  • a sound transducer head is thus provided for the first time, which enables unhindered sound radiation at different static pressures and can be matched in many ways to a desired radiation characteristic.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Exhaust Silencers (AREA)
  • Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)

Abstract

Schallwandlerkopf 4 mit mindestens einer Einlassöffnung 5 für eine Zufuhrleitung, mindestens einem ersten Pulsationsumwandlungsglied 13 und mindestens einem Schallabstrahlungsbereich 9 in einem Gehäuse 3 wobei eine im wesentlichen luftdichte Trennwand 7, mittels der das Gehäuse 3 in zumindest zwei Abschnitte unterteilt ist, wobei ein erster Abschnitt mit der Einlassöffnung 5 und der zweite Abschnitt mit dem Schallabstrahlungsbereich in Wirkverbindung steht, das erste Pulsationsumwandlungsglied 13 in dem ersten Abschnitt angeordnet ist und denselben in eine erste Kammer 15 und eine zweite Kammer 17 unterteilt, eine Druckausgleichseinrichtung 19 zwischen der ersten Kammer 15 und der zweiten Kammer 17, ein zweites Pulsationsumwandlungsglied, das zumindest teilweise in dem zweiten Abschnitt zumindest bereichsweise bewegbar angeordnet ist, und eine Übertragungseinrichtung 25 zwischen dem ersten und zweiten Abschnitt zur Übertragung von Schwingungen des ersten Pulsationsumwandlungsglieds 13 auf das zweite Pulsationsumwandlungsglied 31 ist sowie einen diesen umfassenden Schallwandler sowie ein Verfahren zur Schallwandlung.

Description

Schallwandlerkopf, diesen umfassenden Schallwandler und Verfahren zur Schallwandlung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schall wandlerkopf, mit mindestens einer Einlaßöffnung für eine Zufuhrleitung, mindestens einen ersten Pulsationsumwandlungsglied und mindestens einem Schallabstrahlungsbereich in einem Gehäuse, und einen Schallwandler in einem Abgas- und/oder Ansaugbereich einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit solch einem Schallwandlerkopf, sowie ein Verfahren zur Schallumwandlung.
Beispielsweise aus der DE 199 22 216 AI ist ein gattungsgemäßer Schallwandlerkopf, als Teil einer Schallübertragungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug bekannt. Durch die Schallübertragungsvorrichtung wird erreicht, daß eine gezielte Schallübertragung von einem Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges zu einem Innenraum des Kraftfahrzeugs erreicht wird. Um eine Nerbesserung der Schallabstrahlleistung zu erzielen, wird der Einsatz eines Übertragungskörpers vorgeschlagen, der einen λ/2 -Resonator umfaßt. Bevorzugt ist dabei die Ausgangsseite dieses λ/2-Resonators mit einer Membran verschlossen.
Ferner ist in der DE 100 15 697 der Anmelderin ein Schallwandler für Abgaspulsationen beschrieben. Dieser Schallwandler ist der Abgasanlage einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, zugeordnet und umfaßt einen gattungsgemäßen Schallwandlerkopf, über den, basierend auf den Abgaspulsationen, Luftschall zumindest in den Raum der Brennkraftmaschine abstrahlbar ist. Dieser Schallwandlerkopf kann verschiedene Geometrien aufweisen und umfaßt eine Membran.
Nachteilig bei den gattungsgemäßen Schall wandlerköpfen ist jedoch, daß bei hohen statischen Luftdrücken innerhalb des Schallwandlerkopfs eine Nerspannung der Membran auftreten und damit eine Schallabstrahlung behindert werden kann. Für Kondensatormikrophone sind Doppelmembransysteme bekannt, siehe die DE 197 15 365 AI . Ein entsprechendes Kondensatormikrophon umfaßt dabei eine erste Membran, welche an eine Gegenelektrode zur Abtastung von Schwingungen der ersten Membran gekoppelt ist, und oberhalb der ersten Membran eine zweite Membran, durch welche ein wirkungsvoller Schutz gegen das Eindringen von Schweiß in das Mikrophon erreicht werden soll. Nachteilig bei diesem Kondensatormikrophon ist jedoch, daß der Abstand zwischen den beiden Membranen sehr klein gehalten werden muß, um eine ausreichende Übertragungswirkung von der zweiten auf die erste Membran zu erzielen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, den gattungsgemäßen Schall wandlerkopf derart weiterzuentwickeln, daß die Nachteile des Stands der Technik überwunden werden, insbesondere in möglichst großen Druckbereichen eine optimierte Schallabstrahlung ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine im wesentlichen luftdichte Trennwand, mittels der das Gehäuse in zumindest zwei Abschnitte unterteilt ist, wobei ein erster Abschnitt mit der Einlaßöffnung und der zweite Abschnitt mit dem Schallabstrahlungsbereich in Wirkverbindung steht, das erste Pulsationsumwandlungsglied in dem ersten Abschnitt angeordnet ist und denselben in eine erste Kammer und eine zweite Kammer unterteilt, eine Druckausgleichseinrichtung zwischen der ersten Kammer und der zweiten Kammer, ein zweites Pulsationsumwandlungsglied, das zumindest teilweise in dem zweiten Abschnitt zumindest bereichsweise bewegbar angeordnet ist, und eine Übertragungseinrichtung zwischen dem ersten und zweiten Abschnitt zur Übertragung von Schwingungen des ersten Pulsationsumwandlungsglieds auf das zweite Pulsationsumwandlungsglied vorhanden ist.
Dabei kann vorgesehen sein, daß das erste Pulsationsumwandlungsglied zumindest eine erste Membran umfaßt.
Alternativ kann dabei vorgesehen sein, daß das erste Pulsationsumwandlungsglied zumindest einen zumindest bereichsweise in dem ersten Abschnitt bewegbar gelagerten, vorzugsweise topfförmigen, Kolben und/oder eine zumindest bereichsweise in dem ersten Abschnitt bewegbar gelagerte Scheibe umfaßt, wobei der erste Abschnitt vorzugsweise im wesentlichen zumindest im Bereich des Kolbens und/oder der Scheibe zylinderförmig ausgebildet ist und/oder der erste Abschnitt zumindest bereichsweise eine kleinere Querschnittsfläche als der zweite Abschnitt aufweist.
Erfindungsgemäß wird auch vorgeschlagen, daß die Druckausgleichseinrichtung zumindest eine Verbindungsöffnung in dem ersten Pulsationsumwandlungsglied, in einem mit dem ersten Pulsations-umwandlungsglied und der Übertragungseinrichtung in Wirkverbindung stehenden Verbindungsglied und/oder zwischen dem ersten Pulsationsumwandlungsglied und dem Gehäuse und/oder in einem Bypass umfaßt.
Dabei ist vorgesehen, daß die Druckausgleichseinrichtung zumindest ein, vorzugsweise in seinen Dämpfungseigenschaften einstellbares, Dämpfungselement, insbesondere in Form einer variablen Querschnittsverringerung, eines Labyrinths und/oder eines porösen Materials, wie Schaumstoff, Eisenwolle und/oder dergleichen, umfaßt.
Ferner ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die geometrischen Abmessungen des ersten Abschnitts, insbesondere der ersten Kammer und/oder zweiten Kammer, der Einlaßöffnung, der Zufuhrleitung und/oder des zweiten Abschnitts, insbesondere des Schallabstrahlungsbereichs, vorzugsweise während eines Betriebs des Schallwandlerkopfs, veränderbar ist bzw. sind.
Dabei kann vorgesehen sein, daß der Schallabstrahlungsbereich im wesentlichen hornförmig ist.
Die Erfindung ist auch dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Pulsationsumwandlungsglied zumindest eine zweite Membran und/oder eine mit einer flexiblen Trennscheibe verbundene Schallabstrahlungsscheibe, welche jeweils den zweiten Abschnitt in eine dritte Kammer und eine vierte Kammer unterteilt bzw. unterteilen, und/oder zumindest einen Körperschallerzeuger, insbesondere umfassend einen Stößel, zur mechanischen Anregung eines zumindest teilweise im Schallabstrahlungsbereich angeordneten Körpers, insbesondere umfaßt von dem Gehäuse, umfaßt.
Vorteilhafterweise kann in einem Schall wandlerkopf gemäß der Erfindung vorgesehen sein, daß das Gehäuse mehrteilig aufgebaut ist, wobei die einzelnen Gehäuseteile vorzugsweise unterschiedliche Materialien, wie Kunststoff und/oder Metall, vorzugsweise Aluminium, umfassen.
Dabei kann vorgesehen sein, daß die erste Membran zwischen einem ersten Gehäuseteil und einem zweiten Gehäuseteil befestigbar ist oder das Gehäuse im Bereich der Trennwand von einem ersten Gehäuseteil und im Bereich des Kolbens und/oder der Scheibe durch ein zweites Gehäuseteil ausgebildet ist.
Bei den beiden vorgenannten Alternativen kann realisiert sein, daß die zweite Membran und/oder die Trennscheibe vorzugsweise zwischen einem dritten Gehäuseteil und einem vierten Gehäuseteil befestigbar ist, wobei vorzugsweise das erste und das vierte Gehäuseteil in einem ausgeformt sind.
Die Erfindung ist beispielsweise dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungseinrichtung zumindest ein, insbesondere starres Koppelelement, mechanisches Koppelelement, elektro- mechanisches Koppelelement, elektromagnetisches Koppelelement und/oder magnetomechanisches Koppelelement und/oder zumindest eine Positioniereinrichtung umfaßt, wobei das Koppelelement lösbar anbringbar ist.
Dabei kann vorgesehen sein, daß zumindest eine Dichtungseinrichtung, vorzugsweise in Form eines Simerrings, zur Lagerung und Durchführung des Koppelelements.
Die beiden zuvor beschriebenen Alternativen können auch dadurch gekennzeichnet sein, daß das Koppelelement zumindest eine, vorzugsweise elektromagnetische, Abtasteinrichtung zur Abtastung der Schwingungen des ersten Pulsationsumwandlungsglieds und/oder eine, vorzugsweise elektromagnetische, Antriebseinrichtung zum Antrieb des zweiten Pulsationsumwandlungsglieds umfaßt.
Dabei ist vorgesehen, daß die Abtasteinrichtung und/oder die Antriebseinrichtung ortsfest relativ zum Gehäuse und/oder der Trennwand angeordnet ist bzw. sind. Alternativ dazu kann vorgesehen sein, daß die Abtasteinrichtung zumindest einen, vorzugsweise relativ zum Gehäuse bewegbaren, Pulsationskörper und/oder die Antriebseinrichtung zumindest einen, vorzugsweise relativ zum Gehäuse bewegbaren, Antriebskörper umfaßt, wobei vorzugsweise der Pulsationskörper und der Antriebskörper über zumindest eine Ner- bindungseinrichtung bedarfsweise miteinander mitnahmesicher koppelbar sind.
Bei dieser Ausfuhrungsform kann auch vorgesehen sein, daß das Gehäuse zumindest im Bereich des Pulsationskörpers und/oder des Antriebskörpers eine permanente Magnetisierung aufweist und der Pulsationskörper und/oder der Antriebskörper zumindest eine erste Spule umfaßt bzw. umfassen, oder zumindest im Bereich des Pulsationskörpers und/oder des Antriebskörpers zumindest eine relativ zum Gehäuse ortsfeste zweite Spule angeordnet und der Pulsationskörper und/oder der Antriebskörper zumindest bereichsweise eine permanente Magnetisierung aufweist bzw. aufweisen.
Bei den beiden vorgenannten Ausführungsformen kann vorgesehen sein, daß die Verbindungseinrichtung eine starr mit dem Pulsationskörper oder dem Antriebskörper verbundene oder von diesem umfaßte Koppelstange aufweist, wobei der Antriebskörper oder der Pulsationskörper im Betrieb des Schallwandlerkopfs entweder im wesentlichen frei relativ zu der Koppelstange bewegbar gelagert oder mitnahmesicher mit der Koppelstange verbunden ist.
Erfindungsgemäß kann dabei vorgesehen sein, daß die mitnahmesichere Verbindung zwischen der Koppelstange einerseits und dem Antriebskörper oder dem Pulsationskörper andererseits elektromagnetisch und/oder mechanisch erfolgt.
Diese Ausführangsform kann vorteilhafterweise dadurch gekennzeichnet sein, daß die Koppelstange zumindest im Bereich des Antriebskörpers oder des Pulsationskörpers eine permanente Magnetisierung aufweist und der Antriebskörper oder der Pulsationskörper im Bereich der Koppelstange zumindest eine dritte Spule umfaßt bzw. umfassen, oder die Koppelstange zumindest im Bereich des Antriebskörpers oder des Pulsationskörpers zumindest eine vierte Spule umfaßt und der Antriebskörper oder der Pulsationskörper im Bereich der Koppelstange eine permanente Magnetisierung aufweist bzw. aufweisen. Bei den beiden zuvor beschriebenen Alternativen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, daß die Koppelstange zumindest im Bereich des Antriebskörpers oder des Pulsationskörpers und/oder der Antriebskörper oder der Pulsationskörper im Bereich der Koppelstange eine Vorrichtung zur Erhöhung des Haftreibungswiderstandes zwischen der Koppelstange einerseits und dem Antriebskörper oder dem Pulsationskörper andererseits, vorzugsweise in Form von zumindest einer Steuer- und/oder regelbaren Krallvorrichtung und/oder, zumindest eines mit der Koppelstange, dem Antriebskörper und/oder dem Pulsationskörper verbundenen Elements, das elektrisch, pneumatisch und/oder hydraulisch gegen die Oberfläche des Antriebskörpers, des Pulsationskörpers oder der Koppelstange preßbar ist, umfaßt.
Weiterhin wird vorgeschlagen, daß die Positioniereinrichtung zumindest ein elastisches Element, vorzugsweise in Form eines Federelements, in der ersten Kammer, zweiten Kammer, dritten Kammer und/oder vierten Kammer, insbesondere zwischen dem Pulsationskörper einerseits und der Trennwand des ersten Pulsationsumwandlungsglieds andererseits und/oder der Trennwand einerseits und dem Antriebskörper andererseits, anordbar und/oder während eines Betriebes des Schall wandlerkopf s steuerbar und/oder regelbar umfaßt.
Die vorliegende Erfindung ist vorteilhafterweise gekennzeichnet, durch eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung zum Steuern und/oder Regeln der Schallabstrahlcharakteristiken, insbesondere in Wirkverbindung mit der Trennwand, dem ersten Pulsationsumwandlungsglied, dem Dämpfungselement, dem zweiten Pulsationsumwandlungsglied, einem Signalgeber für zumindest ein weiteres die Schallabstrahlungscharakteristik beeinflussendes externes Signal und oder der Übertragungseinrichtung.
Bevorzugt ist dabei erfindungsgemäß, daß die Steuer- und/oder Regeleinrichtung mit der ersten Spule oder zweiten Spule, insbesondere zum Erfassen einer Bewegung des Pulsationskörpers realtiv zum Gehäuse und/oder zum Herbeiführen einer Bewegung des Antriebskörpers relativ zum Gehäuse, der dritten Spule oder der vierten Spule und/oder der Vorrichtung zur Erhöhung des Reibungswiderstandes, insbesondere zur bedarfsweisen mitnahmesicheren Kopplung des Pulsationskörpers und des Antriebskörpers, in Wirkverbindung steht. Auch kann dabei vorgesehen sein, daß die Steuer- und/oder Regeleinrichtung mit zumindest einem aktiven Glied, vorzugsweise eines Radios, Motorlagers, Dämpfers und/oder Shakers auf einer Spritzwand, insbesondere zur Übertragung von Bewegungsinformationen des Pulsationskörpers an das aktive Glied, in Wirkverbindung steht.
Dabei kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß die erste Membran, der Kolben, die Scheibe, die zweite Membran, die Trennscheibe und/oder die Schallabstrahlungsscheibe ein Elastomer, ein Verstärkungsgewebe, einen Kunststoff, ein Blech und/oder ein Metall, vorzugsweise Aluminium, umfaßt bzw. umfassen.
Ferner kann auch vorgesehen sein, daß die erste Membran, die zweite Membran und/oder die Trennscheibe zumindest bereichsweise unterschiedliche Stärken, unterschiedliche Flexibilitäten und/oder unterschiedliche Formen aufweist bzw. aufweisen, vorzugsweise zum Bereitstellen eines steiferen Mittelbereichs und eines flexibleren Randbereichs und/oder mehrteilig ausgeführt ist bzw. sind.
Schließlich wird auch vorgeschlagen, daß die Vorspannung der ersten Membran, der zweiten Membran und/oder der Trennscheibe und/oder die Größe zumindest eines schwingungsfähi- gen Bereichs der ersten Membran, der zweiten Membran, und/oder der Trennscheibe, insbesondere während des Betriebs des Schallwandlerkopfs, steuerbar und/oder regelbar ist bzw. sind.
Mit der Erfindung wird ferner ein Schallwandler in einem Abgas- und/oder Ansaugbereich einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit einem erfindungsgemäßen Schallwandlerkopf vorgeschlagen.
Außerdem wird erfindungsgemäß ein Verfahren zur Schallwandlung, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Schallwandlerkopfs und/oder Schallwandlers vorgeschlagen, wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch Anregen, insbesondere mittels Ansaug- und/oder Abgaspulsationen einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges, eines in einem ersten Abschnitt des Schall wandlerkopf s angeordneten und mittels einer Druckausgleichseinrichtung druckentlasteten ersten Pulsationsumwandlungsglieds, und Erzeugen einer Bewegung eines zweiten Pulsationsumwandlungsglieds, durch Übertragung einer Bewegung des ersten Pulsationsumwandlungsglieds mittels einer Übertragungseinrichtung auf das zweite Pulsationsumwandlungsglied.
Dabei kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß die Bewegung durch eine im wesentlichen starre Verbindung zwischen dem ersten Pulsationsumwandlungsglied und dem zweiten Pulsationsumwandlungsglied übertragen wird.
Alternativ kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß über eine Verbindungseinrichtung, vorzugsweise automatisch und/oder manuell, insbesondere während des Betriebes des Schallwandlerkopfs, bedarfsweise die im wesentlichen starre Verbindung zwischen dem ersten Pulsationsumwandlungsglied und dem zweiten Pulsationsumwandlungsglied hergestellt oder diese Verbindung gelöst wird, vorzugsweise in Abhängigkeit von der Frequenz der dem Schallwandlerkopf zugeführten Pulsationen.
Bevorzugt ist dabei erfindungsgemäß, daß die Bewegung des ersten Pulsationsumwandlungsglieds mittels einer Abtasteinrichtung, vorzugsweise elektromagnetisch, abgetastet wird, von der Abtasteinrichtung ein Bewegungssignal erzeugt wird, das Bewegungssignal mittels einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung, vorzugsweise elektronisch, verarbeitet, insbesondere verstärkt, wird und das zweite Pulsationsumwandlungsglied in Abhängigkeit von dem Bewegungssignal mittels einer Antriebseinrichtung bewegt wird.
Schließlich ist eine besonders bevorzugte Ausfuhrungsform des Verfahrens dadurch gekennzeichnet, daß das Bewegungssignal zumindest einem aktiven Glied zugeführt wird, und/oder dem Bewegungssignal zumindest ein zusätzliches Signal zumindest zeitweise zum Antrieb des zweiten Pulsationsumwandlungsglieds überlagert wird.
Der Erfindung liegt somit die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß ein Schallwandlerkopf so ausgefülirt werden kann, daß einerseits Pulsationen, insbesondere Abgaspulsationen einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs in Schwingungen in einem im wesentlichen abgeschlossenen Raum, wie dem Motorraum des Kraftfahrzeuges, umgewandelt werden können und andererseits eine Funktionstüchtigkeit auch bei beispielsweise statischen Drücken von 0,5 bis 1 bar gewährleistet ist, indem ein erstes Pulsationsumwandlungsglied sozusagen als Anregungsglied mit einem zweiten Pulsationsumwandlungsglied entweder in Form einer Schallab- strahlungsmembran oder eines Körperschallerregers unter Druckausgleich koppelbar ist. Ferner ermöglicht es der erfindungsgemäße Schallwandlerkopf, daß für alle Frequenzbereiche, im wesentlichen unabhängig von der Amplitude der dem Schallwandlerkopf zugeführten Pulsationen, die jeweils erwünschte Schallabstrahlung erzielt wird. Dabei kann bspw. bei der Zufuhr von Ansaug- bzw. Abgaspulsationen einer Brennkraftmaschine zum Schallwandlerkopf in Abhängigkeit von der Anregungsfrequenz entweder eine starre Verbindung zwischen dem Anregungsglied einerseits und der Schallabstrahlungsmembran einer Schallabstrahlungsscheibe oder einem Körperschallerreger andererseits herbeigeführt werden oder bei hohen Anregungsfrequenzen, bei denen die Pulsationen eine geringere Amplitude aufweisen, diese Verbindung gelöst werden. Im letzeren Fall kann über eine Abtasteinrichtung eine Bewegung des Anregungsglieds erfaßt und über eine Antriebseinrichtung die Schallabstrahlungsmembran oder der Körperschallerreger, die bzw. der sich ja unabhängig von dem Anregungsglied bewegen kann, in Abhängigkeit von der erfaßten Bewegung des Anregungsglieds und/oder weiteren Signalen bewegt werden, um eine bestimmte Schallabstrahlung zu erzeugen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung, in der bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft anhand schematischer Zeichnungen erläutert sind. Dabei zeigt:
Figur 1 eine Schnittansicht einer ersten Ausf lirungsform des erfindungsgemäßen
Schallwandlerkopfs;
Figur 2 eine Schnittansicht einer zweiten Ausfuhrungsform des erfindungsgemäßen
Schallwandlerkopfs;
Figur 3 eine Schnittansicht einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Schallwandlerkopfs;
Figur 4 eine Schnittansicht einer vierten Ausfuhrungsform des erfindungsgemäßen
Schallwandlerkopfs Figur 5 eine Schnittansicht einer fünften Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Schallwandlerkopfs; und
Figur 6 eine perspektivische Scl nittansicht einer sechsten Ausfuhrungsform des erfindungsgemäßen Schallwandlerkopfs.
In Figur 1 ist ein erster erfindungsgemäßer Schallwandlerkopf 1 mit einem Gehäuse 3 dargestellt, das eine Einlaßöffnung 5 aufweist, welche mit einer nicht dargestellten Zufuhrleitung zur Zuführung von Pulsationen, insbesondere Ansaug- und/oder Abgaspulsationen einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges, verbunden ist. Innerhalb des Gehäuses 3 ist eine Trennwand 7 angeordnet, welche das Innere des Schallwandlerkopfs 1 in einen der Einlaßöffnung 5 zugewandten ersten Abschnitt und einen einem Schallabstrahlungsbereich 9 zugewandten zweiten Abschnitt unterteilt. Um eine verbesserte Schallabstrahlung des Schallwandlerkopfs 1 zu erreichen, ist das Gehäuse 3 im Schallabstrahlungsbereich 9 in Form eines Horns 11 ausgestaltet. In dem der Einlaßöffnung 5 zugewandten ersten Abschnitt des Schallwandlerkopfs 1 ist eine Anregungsmembran 13 angeordnet, welche den ersten Abschnitt wiederum in eine erste und zweite Kammer 15 und 17 unterteilt, und zwar luftdicht voneinander getrennt. Jedoch weist der Schallwandlerkopf 1 ein Verbindungsrohr 19 auf, welches diese Kammern 15 und 17 so miteinander verbindet, daß stets ein statischer Druckausgleich zwischen denselben erfolgt. Zu diesem Zweck umfaßt das Verbindungsrohr 19 auch ein Dämpfungselement 21, beispielsweise in Form einer verstellbaren Querschnittsverengung des Ver- bindungsrohrs 19, durch das sichergestellt wird, daß hochfrequente Druckschwankungen aufgrund von über die Einlaßöffnung 5 dem Schallwandlerkopf 1 zugeführten Pulsationen nicht über das Verbindungsrohr 19 übertragen werden. Die Anregungsmembran 13 steht in ihrem zentralen Bereich über ein Verbindungsglied, nämlich in Form eines Mitteltellers 23, mit einer starren Koppelstange 25 in Wirkverbindung. Diese Koppelstange 25 ist über eine Dichtvorrichtung in Form eines Simerrings 27 durch die Trennwand 7 reibungsfrei geführt, um eine luftdichte Abtrennung des ersten Abschnitts von dem zweiten Abschnitt sicherzustellen. Der zweite Abschnitt ist zudem durch eine Schallabstrahlungsmembran 31 in eine dritte und vierte Kammer 29 und 33 unterteilt. Die Schallabstrahlungsmembran 31 weist, wie die Anregungsmembran 13, einen Mittelteller 35 auf, der mit der Koppelstange 25 verbunden ist. Die beiden Membranen 13 und 31 werden über Positioniereinrichtungen in Form von Federelementen 37 und 39 in einer vorherbestimmten Nullage gehalten. Zur Schallabstrahlung durch den Schallwandlerkopf 1 werden zunächst über die Einlaßöffnung 5 Pulsationen in die erste Kammer 15 eingeleitet. Die in die erste Kammer 15 eingeführten Pulsationen erzwingen eine Auslenkung der Anregungsmembran 13 aus ihrer Nullage und eine Schwingung derselben. Den Pulsationen überlagerte niederfrequente Druckschwankungen, insbesondere statische Druckunterschiede, werden über das Verbindungsrohr 19 zwischen der ersten und zweiten Kammer 15 und 17 ausgeglichen. Dadurch wird eine Verspannung der Anregungsmembran 13 verhindert. Durch das Dämpfungselement 21 wird ferner erreicht, daß hochfrequente Druckveränderungen nicht direkt aus der ersten Kammer 15 an die zweite Kammer 17 weitergeleitet werden. Die Schwingungen der Anregungsmembran 13 werden über den Mittelteller 23 auf die Koppelstange 25 übertragen, wodurch die Schallabstrahlungsmembran 31 in Schwingung versetzt wird und somit die gewünschte Schallabstrahlung erfolgt.
Somit wird durch den erfindungsgemäßen Schallwandlerkopf 1 erreicht, daß eine ungehinderte Schallabstrahlung unabhängig von niederfrequenten Druckschwankungen erfolgt. Ferner kann eine Verbindung der Einlaßöffnung 5 mit der umgebenden Atmosphäre, wie sie zur Abstrahlung von Abgaspulsationen unerwünscht ist, vermieden werden.
Die Schallabstrahlcharakteristiken des Schallwandlerkopfs 1 können auf verschiedene Weisen den dem Schallwandlerkopf 1 zugeführten Pulsationen angepaßt werden. So kann beispielsweise über die Form des Schallabstrahlungsbereichs 9 die gewünschten Abstrahlcharakteristik variiert werden. Ferner kann die Schwingung der Membrane 13 und 31 insbesondere über eine Einstellung des Dämpfungselements 21, der Federelemente 37 und/oder 39 und der Vorspannung der Membranen 13 und/oder 31 variiert werden. Eine Einstellung des Volumens insbesondere in der ersten Kammer 15 und der nicht dargestellten Zufuhrleitung kann unter Bildung eines Helmholtz-Resonators stattfinden.
In Figur 2 ist eine zweite Ausfuhrungsform des erfindungsgemäßen Schallwandlerkopfs 1' dargestellt. Identische Elemente des Schallwandlerkopfs 1' von Figur 2 im Vergleich zum Schall wandlerkopf 1 von Figur 1 weisen die gleichen Bezugszeichen auf. Im Gegensatz zum Schallwandlerkopf 1 der Figur 1 umfaßt der Schallwandlerkopf 1' der Figur 2 eine Anregungsmembran 13' und eine Schallabstrahlungsmembran 31', die Bereiche unterschiedlicher Flexibilität aufweisen. Die Anregungsmembran 13' weist nämlich einen Randbereich 13'a auf, der im Vergleich zum Mittelbereich 13'b eine höhere Flexibilität aufweist. Analog weist die Schallabstrahlungsmembran 31' einen Randbereich 31'a auf, welcher eine größere Flexibilität als ihr Mittelbereich 31'b aufweist. Diese Ausführungsform der Membrane 13' und 31' ermöglicht es, die Schallabstralilungscharakteristiken des Schallwandlerkopfs 1', neben der Veränderung der Vorspannung der Membrane 13' und 31', durch Veränderung der Größe der Bereiche unterschiedlicher Flexibilität und/oder der Flexibilitätsdifferenz einzustellen.
Ein erfindungsgemäßer Schallwandlerkopf muß jedoch nicht ein Doppelmembransystem umfassen, sondern kann anstelle einer akustisch aktiven Schallabstrahlungsmembran einen Körperschallerreger aufweisen. Eine solche Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schallwandlerkopfs 1" ist in Figur 3 dargestellt. Gleiche Elemente des Schallwandlerkopfs 1" von Figur 3 im Vergleich zu den Schallwandlerköpfen 1 und 1' der Figuren 1 und 2 tragen die gleichen Bezugszeichen. Bei dem Schallwandlerkopf 1" ist die Koppelstange 25' einerseits mit dem Mittelteller 23 der Anregungsmembran 13' verbunden, andererseits befindet sich am oberen Ende der Koppelstange 25' ein Stößel 41. Der Schallwandlerkopf 1" ist darüber hinaus über Verbindungselemente 43 mit einem Körper 45 verbunden, so daß über die Einlaßöffnung 5 zugeführte Pulsationen zu Schwingungen der Anregungsmembran 13' und schließlich zu Aufschlägen des Stößels 41 auf den Körper 45 führen, wodurch der Körper 45 zur Abstrahlung von Schallwellen angeregt wird. Bei einer geeigneten Ausführung der Verbindungselemente 43 dient eine zusätzliche Kammer 47 zwischen dem Körper 45 und der Trennwand 7 als Resonanzkörper, so daß über die Bemessung dieser Kammer 47 die Charakteristiken des durch den Körper 45 erzeugten Schalls verändert werden können.
In Figur 4 ist eine vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schallwandlerkopfs 1"' dargestellt, wobei wieder auf die schon bekannten Bezugszeichen zurückgegriffen worden ist. Im Gegensatz zu den in Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Schallwandlerkopfs wird dabei eine Übertragung der Schwingungen der Anregungsmembran 13" auf die Schallabstrahlungsmembran 31 elektromechanisch durchgeführt. Dazu ist der Mittelteller 23 der Anregungsmembran 13" über eine Stange 49 mit einer elektroma- gnetomechanischen Abtasteinrichtung 51, welche beispielsweise ein piezo-elektrisches Element umfaßt, verbunden. Die von der Abtasteinrichtung 51 aufgenommenen Signale werden über eine Leitung 53 an eine Regeleinrichtung 55 weitergeleitet. Diese Regeleinrichtung 55 ist über eine Leitung 57 mit einer Antriebseinrichtung 59 verbunden. Die Antriebseinrichtung 59 ist über eine Stange 61 mit dem Mittelteller 35 der Schallabstrahlungsmembran 31 verbunden. Im Gegensatz zu den vorherigen Ausfuhrungsformen des erfindungsgemäßen Schallwandlerkopfs wird der Druckausgleich zwischen den durch die Anregungsmembran 13" voneinander getrennten Kammern 15 und 17, also zwischen der ersten und zweiten Kammer, im Schallwandlerkopf 1'" von Figur 4 durch Öffnungen 63 in der Anregungsmembran 13" erreicht. Die Öffnungen 63 sind mit einem nicht dargestellten Dämpfungselement in Form von Schaumstoff ausgefüllt. Durch diesen Schaumstoff wird erreicht, daß nur niederfrequente Druckschwankungen durch die Öffnungen 63 übertragen werden, nicht jedoch hochfrequente Schwankungen.
Eine Schwingung der Anregungsmembran 13" des Schallwandlerkopfs 1'" von Figur 4 führt dazu, daß Schwingungssignale über die Abtasteinrichtung 51 an die Regeleinrichtung 55 weitergeleitet werden. In Abhängigkeit von der gewünschten Schallabstrahlcharakteristik werden die Schwingungssignale in der Regeleinrichtung 55 so bearbeitet, daß durch an die Antriebseinrichtung 59 abgegebenen Signale eine gewünschte Schwingung der Schallabstrahlungsmembran 31 erzielt wird. Darüber hinaus ist vorgesehen, daß der Regeleinrichtung 55 über eine Leitung 65 weitere Signale zugeführt werden, welche die an die Antriebseinrichtung 59 abgegebenen Signale beeinflussen. Diese Signale fuhren dazu, daß verschiedene Umgebungsparameter, wie z.B. bei Verwendung des Schallwandlerkopfs 1'" in einem Kraftfahrzeug die Drehzahl der Brennkraftmaschine, die Gaspedalstellung oder die Art des eingelegten Ganges, die Signale, welche an die Antriebseinrichtung 59 geleitet werden, beeinflussen.
In Figur 5 ist eine fünfte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schallwandlerkopfs 1"" mit den schon bekannten Bezugszeichen für bereits erwähnte Elemente dargestellt. Der Schallwandlerkopf 1"" umfaßt ein Gehäuse 3', das über eine Trennwand 7' in einen einer Einlaßöffnung 5' zugewandten ersten Abschnitt und einen einem Schallabstrahlungsbereich 9' zugewandten zweiten Abschnitt unterteilt ist. Der Schallabstrahlungsbereich 9' weist, wie auch bei den anderen erfindungsgemäßen Ausführungsformen, die Form eines Horns 11' auf. Im ersten Abschnitt ist eine Anregungsmembran 13'" angeordnet, die zumindest eine Öffnung 63' zum Druckausgleich zwischen der ersten und zweiten Kammer 15' und 17' aufweist. Die Anregungsmembran 13'" ist in der zweiten Kammer 17' über ein erstes Federelement 67 mit einem Pulsationskörper 69 verbunden. Ferner ist zwischen dem Pulsationskörper 69 und der Trennwand 7' im ersten Abschnitt ein zweites Federelement 71 angeordnet. Die beiden Federelemente 67 und 71 dienen insbesondere dazu, den dazwischen angeordneten Pulsationskörper 69 bei ruhender Anregungsmembran 13'" in einer vorher definierten Nullage zu halten. Der Pulsationskörper 69 ist mit einer Koppelstange 73 fest verbunden, die durch die Trennwand 7' gefuhrt ist. Zur Abdichtung dient dabei ein in der Trennwand 7' angeordneter Simmerring 27'. Das dem Pulsationskörper 69 gegenüberliegende Ende der Koppelstange 73 ist in einem in einer dritten Kammer 29' im zweiten Abschnitt angeordneten Antriebskörper 75 gelagert. Der Antriebskörper 75 ist seinerseits starr mit einer Schallabstrahlungsmembran 31", die in einer vierten Kammer 33' im zweiten Abschnitt angeordnet ist, verbunden.
Der Schallwandlerkopf 1"" erlaubt eine besonders flexible Schallabstrahlung, insbesondere auch in Abhängigkeit von der Frequenz einer dem Schallwandlerkopf 1"" über die Einlaßöffnung 5' zugeführten Pulsation. Vorallem bei Einsatz des Schallwandlerkopfs 1"" zur Umwandlung von Ansaug- oder Abgaspulsationen einer Brennkraftmaschine besteht das Problem, daß bei hohen Pulsationsfrequenzen, wie sie bei hohen Motorumdrehungszahlen, insbesondere ab 4.000 Umdrehungen pro Minute, auftreten, die Pulsationsamplituden nicht ausreichend groß sind, um eine ausreichende Schallabstrahlung mittels der Schallabstrahlungsmembran 31" bei starrer Verbindung derselben mit der Anregungsmembran 13'" zu erzielen. Beim Betrieb des Schallwandlerkopfs 1"" ist daher insbesondere zwischen unterschiedlichen Anregungsfrequenzen zu unterscheiden.
Bei niedrigen Anregungsfrequenzen wird eine Schallabstrahlung dadurch erzielt, daß die Anregungsmembran 13'" über den Pulsationskörper 69 und den mittels der Koppelstange 73 starr mit dem Pulsationskörper 69 verbundenen Antriebskörper 75 mit der Schallabstrahlungsmembran 31" mechanisch verbunden wird. Zur Verbindung der Koppelstange 73 mit dem Antriebskörper 75 ist im Antriebskörper 75 eine Verbindungseinrichtung 77 vorgesehen. Diese Verbindungseinrichtung 77 umfaßt dabei eine Spule 79 im Antriebskörper 75, und im Bereich des Antriebskörpers 75 weist die Koppelstange 73 eine permanente Magnetisierung auf. Die Spule 79 ist über eine Leitung 81 mit einer Regeleinrichtung 83 verbunden. Bei niedrigen Anregungsfrequenzen wird mittels der Regeleinrichtung 83 die Spule 79 mit Strom versorgt, so daß aufgrund der magnetischen Kraft zwischen dem permanent magnetischen Bereich der Koppelstange 73 und der Spule 79 eine Verbindung zwischen der Koppelstange 73 und dem Antriebskörper 75 hergestellt wird. Somit wird im wesentlichen im niedrigen Frequenzband im Schallwandlerkopf 1"" eine Schallumwandlung in analoger Form wie in den zuvor beschriebenen Schallwandlerköpfen 1, 1' und 1" erzielt.
Bei höheren Anregungsfrequenzen findet eine Schallumwandlung im Schallwandlerkopf 1"" dagegen erst statt, nachdem die Verbindung zwischen der Koppelstange 73 und dem Antriebskörper 75 mittels der Verbindungseinrichtung 77 dadurch gelöst worden ist, daß die Stromzufuhr zur Spule 79 über die Regeleinrichtung 83 ausgeschaltet worden ist. Da somit der Pulsationskörper 69 im wesentlichen mechanisch von dem Antriebskörper 75 getrennt ist, führt eine Bewegung der Anregungsmembran 13'" zwar zu einer Bewegung des Pulsationskörpers 69, jedoch der Antriebskörper 75 und damit die Schallabstrahlungsmembran 31" verbleiben grundsätzlich in Ruhe. Der Pulsationskörper 69 umfaßt jedoch ebenfalls eine Spule 85, und das Gehäuse 3' weist im Bereich der zweiten Kammer 17' eine permanente Magnetisierung auf. Eine Bewegung des Pulsationskörpers 69 führt daher zur Induktion eines Stroms in die Spule 85, der mittels einer Leitung 87 der Regeleinrichtung 83 zugeführt wird. Dieser Induktionsstrom stellt ein Bewegungssignal der Anregungsmembran 13'" dar, das in der Regeleinrichtung 83 ausgewertet bzw. verarbeitet wird. Insbesondere wird in der Regeleinrichtung 83 die Anregungsfrequenz der Anregungsmembran 13'" bestimmt. Das ausgewertete bzw. verarbeitete Bewegungssignal kann von der Regeleinrichtung 83 über eine Leitung 89 insbesondere zur Steuerung eines weiteren nicht dargestellten aktiven Glieds, wie in einem Radio, Motorlager, Dämpfer oder Shaker auf einer Spritzwand innerhalb des Kraftfahrzeugs, übertragen werden. Ferner kann das Bewegungssignal in der Regeleinrichtung 83 verstärkt und über eine Leitung 91 einer weiteren Spule 93, die im Antriebskörper 75 angeordnet ist, zugeführt werden. Das Gehäuse 3' weist im Bereich der dritten Kammer 29' ebenfalls eine permanente Magnetisierung auf, so daß die Anordnung aus Antriebskörper 75, Abstrah- lungsmembran 31" und Gehäuse 3' eine Lautsprecheranordnung darstellt. Durch das über die Leitung 91 der Spule 93 zugeführte Signal kann dabei der Antriebskörper 75 in Bewegung versetzt und damit die Schallabstrahlungsmembran 31" angeregt wurden, wodurch eine gewünschte Schallabstrahlung erzeugbar ist. Dies ermöglicht, daß die Bewegung der Anregungsmembran 13'" insbesondere in dem Frequenzbereich, in dem die dem Schallwandlerkopf 1"" zugeführten Pulsationen eine geringe Amplitude aufweisen, verstärkt wird und in eine höheramplitudige Bewegung der Schallabstrahlungsmembran 31" umgewandelt wird. Es ist jedoch auch denkbar, daß eine Bewegung der Schallabstrahlungsmembran 31" unabhängig von einer Bewegung der Anregungsmembran 13'" erzeugt wird, insbesondere wenn sich die Anregungsmembran 13'" in Ruhe befindet. Dazu können der Regeleinrichtung 83 über eine Leitung 95 Signale zugeführt werden, die in der Regeleinrichtung 83 verarbeitet und dann der Spule 93 zugeführt werden, wodurch der Schallwandlerkopf 1"" als Lautsprecher eingesetzt werden würde. Es ist jedoch auch denkbar, daß dem Schallwandlerkopf 1"" im Betrieb als Übersetzer, wie er zuvor beschrieben wurde, über die Leitung 95 weitere Informationen zugeführt werden, die zu einer gewünschten Verarbeitung des über die Leitung 87 zugeführten Bewegungssignals innerhalb der Regeleinrichtung 83 fuhren. Insbesondere kann dem Bewegungssignal der Anregungsmembran 13'" ein zusätzliches Signal überlagert oder dieses beliebig verändert als auch gedämpft werden.
Schließlich ist in Figur 6 eine sechste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schallwandlerkopfs 1'"" in perspektivischer Schnittansicht dargestellt. Der Schallwandlerkopf 1'"" umfaßt ein Gehäuse 3", das im wesentlichen aus drei Gehäuseteilen 3"a, 3"b sowie 3"c besteht. Das erste und zweite Gehäuseteil 3"a und 3"b sind dabei über erste Verbindungsvorrichtungen 4b und das erste und dritte Gehäuseteil 3"a und 3"c über zweite Verbindungsvorrichtungen 4a, jeweils in Form von Schraubverbindungen, miteinander verbunden. Im Bereich des zweiten Gehäuseteils 3"b ist eine Einlaßöffnung 5" ausgebildet, über die mittels einer nicht dargestellten Zuführleitung Pulsationen, insbesondere Ansaug- und/oder Abgaspulsationen einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, dem Schallwandlerkopf 1'"" zugeführt werden können. Das erste Gehäuseteil 3"a ist derart ausgeformt, daß eine Trennwand 7" bereitgestellt wird, die das Gehäuse 3" in einen der Einlaßöffnung 5" zugewandten ersten Abschnitt und einen einem Schallabstrahlungsbereich 9" zugewandten zweiten Abschnitt unterteilt. In dem der Einlaßöffnung 5" zugewandten ersten Abschnitt des Gehäuses 3" ist ein erstes Pulsationsumwandlungsglied angeordnet. Im Gegensatz zu den zuvor beschriebenen Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Schallwandlerkopfs umfaßt das erste Pulsationsumwandlungsglied des Schallwandlerkopfs 1'"" keine Anregungsmembran, sondern eine Scheibe 100. Die Scheibe 100 weist einen Mittelteller 102 auf und ist im Bereich des Mitteltellers 102 mit einer Koppelstange 104 verbunden. Das zweite Gehäuseteil 3"b weist im Bereich der Scheibe 100 eine zur Scheibe 100 komplementäre Querschnittsform auf, so daß die Scheibe 100 im wesentlichen frei bewegbar innerhalb des zweiten Gehäuseteils 3"b entlang der Längsachse der Koppelstange 104 bewegbar ist. Die Scheibe 100 unterteilt den der Ein- laßöffiiung 5" zugewandten ersten Abschnitt des Gehäuses 3" in zwei Kammern 15", 17", eine erste Kammer 15" und eine zweite Kammer 17". Um einen statischen Druckausgleich zwischen den Kammern 15", 17" zu erreichen, ist ein Spalt zwischen der Umfangsfläche der Scheibe 100 und dem zweiten Gehäuseteil 3"b vorhanden. Der Spalt bewirkt, daß hochfrequente Druckschwankungen zu einer Bewegung der Scheibe 100 führen, während überlagerte, niederfrequente Druckschwankungen, insbesondere statische Druckunterschiede, über den Spalt zwischen den Kammern 15", 17" ausgeglichen werden. Die Bewegungen der Scheibe 100 werden über die Koppelstange 104 auf eine steife Schallabstrahlungsscheibe 106 übertragen. Ahnlich den zuvor beschriebenen Ausfuhrungsformen ist die Koppelstange 104 über eine Dichtvorrichtung in Form eines Simmerrings 27" durch die Trennwand 7" reibungsfrei geführt, so daß eine luftdichte Abtrennung des ersten Abschnitts von dem zweiten Abschnitts des Gehäuses 3" sichergestellt ist. Zwischen der Schallabstrahlungsscheibe 106 und dem Gehäuse 3" ist eine flexible, membranförmige Trennscheibe 107 angeordnet. Die Trennscheibe 107 weist einen trichterförmigen Mittelbereich 107b auf, der mit der Schallabstralilungsschei- be 106 verbunden ist bzw. einteilig mit dieser ausgebildet ist. Ferner weist die Trennscheibe 107 einen gewölbten Randbereich 107a auf. Im Randbereich 107a ist die Trennscheibe 107 über die ersten Verbindungsvorrichtungen 4a befestigt. Durch die Schallabstrahlungsscheibe 106 und die Trennscheibe 107 wird der erste Abschnitt des Gehäuses 3" in eine dritte Kammer 29", die im wesentlichen von dem ersten Gehäuseteil 3"a umschlossen wird, und eine vierte Kammer 33", die im wesentlichen von dem dritten Gehäuseteil 3"c umschlossen wird, unterteilt. Dieser Aufbau des abstrahlungsseitigen zweiten Pulsationsumwandlungsglieds fuhrt zu dem Vorteil, daß es nur einen kleinen Bauraum einnimmt und somit der Schallumwandlerkopf 1'"" kompakter ausgeführt werden kann. Die Schallabstrahlung erfolgt im wesentlichen durch die Bewegung der Schallabstrahlungsscheibe 106, wobei diese durch die trichter- bzw. hornförmige Ausgestaltung der Trennscheibe 107 verstärkt wird. Die Trennscheibe 107 erfüllt darüberhinaus auch die Funktion des dichten Abschlusses zwischen der dritten und vierten Kammer 29", 33", was einen akustischen Kurzschluß zwischen diesen Kammern 29", 33" verhindert. Ferner ermöglicht die Trennscheibe 107 aufgrund ihrer Flexibilität und der Ausformung des Randbereichs 107a eine freie Beweglichkeit der Schallabstrahlungsscheibe 106, ohne daß sich Spannungen innerhalb der Trennscheibe 107 bilden. So kommt es bei einer Bewegung der Schallabstrahlungsscheibe 106 zu einer Schallabstrahlung aus dem Schallwandlerkopf 1'"" im Schallabstrahlungsbereich 9". Im Gegensatz zu den in den Figuren 1 und 2 dargestellten Schallwandlerköpfen 1, 1' ist in der dritten Kammer 29" kein Federelement angeordnet, um die Schallabstrahlungsscheibe 106 in einer vorbestimmten Nullage zu halten. Diese Funktion wird durch ein Federelement 108 erfüllt, das in der zweiten Kammer 17" angeordnet ist und die sich über ein Federsitz 110, der mittels Verbindungsvorrichtungen 112 mit der Trennwand 7" verbunden ist, an der Trennwand 7" abstützt. Auf der der Trennwand 7" gegenüberliegenden Seite des Federelements 108 ist dasselbe mit der Scheibe 100 verbunden. Aufgrund der Zug- bzw. Druckkraft des Federelements 108 wird die Scheibe 100 und damit die über die Koppelstange 104 mit der Scheibe 100 verbundene Schallabstrahlungsscheibe 106 nach einer Auslenkung in eine vorbestimmte Nullage zurückgeführt.
Der in Figur 6 dargestellt Schallwandlerkopf 1'"" weist darüber hinausgehend weitere Vorteile auf. Aufgrund der Unterteilung des Gehäuses 3" in die drei Gehäuseteile 3"a, 3"b, 3"c ist er modular aufgebaut. Es können unterschiedliche Ausführungen der Gehäuseteile 3"a, 3"b, 3"c bereitgestellt werden, die bei einem Zusammenbau des Schallwandlerkopfs 1'"" gezielt miteinander kombiniert werden. So können verschiedene dritte Gehäuseteile 3"c vorgesehen sein, um bestimmte Schallabstrahlungscharakteristiken durch deren Formgebung einzustellen. Auch können unterschiedliche Schallabstrahlungsscheiben 106 und Trennscheiben 107 bereitgestellt werden, ohne daß die Geometrie des ersten und dritten Gehäuseteils 3"a und 3"c angepaßt werden muß. Insbesondere kann die Schallabstrahlungscharakteristik dadurch verändert werden, daß die Dimensionen des zweiten Gehäuseteils 3"b in Abhängigkeit von den Dimensionen der Scheibe 100 und/oder aus der Koppelstange 104 aneinander angepaßt werden können. So läßt sich der Schallwandlerkopf 1'"" an verschiedene Brennkraftmaschinen dadurch anpassen, daß durch Verlängerung des zweiten Gehäuseteils 3"b ein längerer Hubweg der Scheibe 100 ermöglicht wird oder durch Vergrößerung des Querschnitts des zweiten Gehäuseteils 3"b ein größeres Volumen der ersten Kammer 15" bereitgestellt wird, so daß bei gleichbleibenden Pulsationen eine geringere Bewegung der Scheibe 100 und damit der Schallabstrahlungsscheibe 106 erfolgt, was insbesondere für hochfrequente Pulsationen wünschenswert ist. Auch kann die Form der Scheibe 100 an die Verhältnisse angepaßt werden. So kann anstelle der Scheibe 100 ein topfförmiges Element eingesetzt werden, oder kann die Spaltgröße zwischen der Scheibe 100 und dem zweiten Gehäuse 3"b zur Anpassung der Schallabstrahlcharakteristik verändert werden. Schließlich kann in dem Schallwandlerkopf 1'"" auf einfache Weise das Federelement 108, insbesondere zu Anpassungszwecken, ausge- tauscht werden, indem die zweiten Verbindungsvorrichtungen 4b geöffnet und anschließend die Verbindung zwischen der Scheibe 100 und der Koppelstange 104 gelöst wird, so daß das Federelement 108 ausgetauscht werden kann.
Es wird also erfindungsgemäß erstmals ein Schall wandlerkopf bereitgestellt, welcher eine ungehinderte Schallabstrahlung bei unterschiedlichen statischen Drücken ermöglicht und in vielfältiger Weise auf eine gewünschte Abstrahlcharakteristik abgestimmt werden kann.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in jeder beliebigen Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
Bezugszeichenliste
ι, r, i", r", r*", l""* S chall wandlerkopf 59 Antriebseinrichtung
3, 3', 3" Gehäuse 61 Stange
3"a, 3"b, 3"c Gehäuseteil 63, 63 ' Öffnung
4a, 4b Verbindungsvorrichtung 65 Leitung
5, 5', 5" Einlaßöffnung 67 Federelement
7, 7', 7" Trennwand 69 Pulsationskörper
9, 9', 9" Schallabstrahlungsbereich 71 Federelement ιι, ιr Hom 73 Koppelstange
13, 13', 13", 13'" Anregungsmembran 75 Antriebskörper
13'a Randbereich 77 Verbindungseinrichtung
13'b Mittelbereich 79 Spule
15, 15', 15" Kammer 81 Leitung
17, 17', 17" Kammer 83 Regeleinrichtung
19 Verbindungsrohr 85 Spule
21 Dämpfungselement 87 Leitung
23 Mittelteller 89 Leitung
25, 25' Koppelstange 91 Leitung
27, 27', 27" Simerring 93 Spule
29, 29', 29" Kammer 95 Leitung
31, 31', 31" Schallabtrahlungsmembran 100 Scheibe
31'a Randbereich 102 Mittelteller
31'b Mittelbereich 104 Koppelstange
33, 33', 33" Kammer 106 Schallabstrahlungsscheibe
35 Mittelteller 107 Trennscheibe
37 Federelement 107a Randbereich
39 Federelement 107b Mittelbereich
41 Stößel 108 Federelement
43 Verbindungselemente 110 Federsitz
45 Körper 112 Verbindungvorrichtung
47 Kammer
49 Stange
51 Abtasteinrichtung
53 Leitung
55 Regeleinrichtung
57 Leitung

Claims

Ansprüche
1. Schallwandlerkopf (1, 1', 1" 1'", 1"", 1'""), mit mindestens einer Einlaßöffnung (5, 5', 5") für eine Zufuhrleitung, mindestens einem ersten Pulsationsumwandlungsglied (13, 13', 13 ",13"', 100) und mindestens einem Schallabstrahlungsbereich (9, 9', 9") in einem Gehäuse (3, 3', 3"), gekennzeichnet durch eine im wesentlichen luftdichte Trennwand (7, 7', 7"), mittels der das Gehäuse (3, 3', 3") in zumindest zwei Abschnitte (3"a, 3"b, 3"c) unterteilt ist, wobei ein erster Abschnitt (3"c) mit der Einlaßöffnung (5, 5', 5") und der zweite Abschnitt (3"a, 3"b) mit dem Schallabstrahlungsbereich (9, 9', 9") in Wirkverbindung steht, das erste Pulsationsumwandlungsglied (13, 13', 13",13'", 100) in dem ersten Abschnitt (3"c) angeordnet ist und denselben in eine erste Kammer (15, 15', 15") und eine zweite Kammer (17, 17', 17") unterteilt, eine Druckausgleichseinrichtung (19, 21, 63, 63', 105) zwischen der ersten Kammer (15, 15', 15") und der zweiten Kammer (17, 17', 17"), ein zweites Pulsationsumwandlungsglied (31, 31', 31", 41, 106), das zumindest teilweise in dem zweiten Abschnitt (3"a, 3"b) zumindest bereichsweise bewegbar angeordnet ist, und eine Übertragungseinrichtung (25, 25', 49, 51, 59, 61, 69, 73, 75, 77, 79, 85, 93, 104) zwischen dem ersten und zweiten Abschnitt (3"a, 3"b, 3"c) zur Übertragung von Schwingungen des ersten Pulsationsumwandlungsglieds (13, 13', 13", 100) auf das zweite Pulsationsumwandlungsglied (31, 31', 31", 41, 106).
2. Schallwandlerkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Pulsationsumwandlungsglied zumindest eine erste Membran (13, 13', 13", 13'") umfaßt.
3. Schallwandlerkopf nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das erste Pulsationsumwandlungsglied zumindest einen zumindest bereichsweise in dem ersten Abschnitt (3"c) bewegbar gelagerten, vorzugsweise topfförmigen, Kolben und/oder eine zumindest bereichsweise in dem ersten Abschnitt (3"c) bewegbar gelagerte Scheibe (100) umfaßt, wobei der erste Abschnitt (3"c) vorzugsweise im wesentlichen zumindest im Bereich des Kolbens und/oder der Scheibe (100) zylinderförmig ausgebildet ist und/oder der erste Abschnitt (3"c) zumindest bereichsweise eine kleinere Querschnittsfläche als der zweite Abschnitt (3"a, 3"b) aufweist.
4. Schallwandlerkopf nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drackausgleichseinrichtung zumindest eine Verbindungsöffnung (63, 63') in dem ersten Pulsationsumwandlungsglied (13", 13'"), in einem mit dem ersten Pulsationsumwandlungsglied (13, 13', 13", 100) und der Übertragungseinrichtung (25, 25', 49, 51, 104) in Wirkverbindung stehenden Verbindungsglied (23, 102) und/oder zwischen dem ersten Pulsationsumwandlungsglied (13, 13', 13", 13'", 100) und dem Gehäuse (3, 3', 3") und/oder in einem Bypass (19, 21) umfaßt.
5. Schallwandlerkopf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckausgleichseinrichtung zumindest ein, vorzugsweise in seinen Dämpfungseigenschaften einstellbares, Dämpfungselement (21), insbesondere in Form einer variablen Querschnittsverringerung, eines Labyrinths und/oder eines porösen Materials, wie Schaumstoff, Eisenwolle und/oder dergleichen, umfaßt.
6. Schallwandlerkopf nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die geometrischen Abmessungen des ersten Abschnitts, insbesondere der ersten Kammer (15, 15', 15") und/oder zweiten Kammer (17, 17', 17"), der Einlaßöffnung (5, 5', 5"), der Zufuhrleitung und/oder des zweiten Abschnitts (3"a, 3"b), insbesondere des Schallabstrahlungsbereichs (9, 9', 9"), vorzugsweise während eines Betriebs des Schallwandlerkopfs (1, 1', 1", 1'", 1"", 1'""), veränderbar ist bzw. sind.
7. Schallwandlerkopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schallabstrahlungsbereich (9, 9') im wesentlichen hornförmig (11, 11') ist.
8. Schallwandlerkopf nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Pulsationsumwandlungsglied zumindest eine zweite Membran (31, 31', 31") und/oder eine mit einer flexiblen Trennscheibe (107) verbundene Schallabstrahlungsscheibe (106), welche jeweils den zweiten Abschnitt in eine dritte Kammer (29, 29', 29") und eine vierte Kammer (33, 33', 33") unterteilt bzw. unterteilen, und/oder zumindest einen Körperschallerzeuger, insbesondere umfassend einen Stößel (41), zur mechanischen Anregung eines zumindest teilweise im Schallabstrahlungsbereich (9) angeordneten Körpers (45), insbesondere umfaßt von dem Gehäuse (3), umfaßt.
9. Schallwandlerkopf nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (3") mehrteilig aufgebaut ist, wobei die einzelnen Gehäuseteile (3"a, 3"b, 3"c) vorzugsweise unterschiedliche Materialien, wie Kunststoff und/oder Metall, vorzugsweise Aluminium, umfassen.
10. Schallwandlerkopf nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Membran zwischen einem ersten Gehäuseteil (3"a) und einem zweiten Gehäuseteil (3"b) befestigbar ist oder das Gehäuse (3") im Bereich der Trennwand (7") von einem ersten Gehäuseteil (3"a) und im Bereich des Kolbens und/oder der Scheibe (100) durch ein zweites Gehäuseteil (3"b) ausgebildet ist.
11. Schallwandlerkopf nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Membran und/oder die Trennscheibe (107) vorzugsweise zwischen einem dritten Gehäuseteil (3"c) und einem vierten Gehäuseteil (3"a) befestigbar ist, wobei vorzugsweise das erste und das vierte Gehäuseteil (3"a) in einem ausgeformt sind.
12. Schallwandlerkopf nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungseinrichtung zumindest ein, insbesondere starres Koppelelement (25, 25', 104), mechanisches Koppelelement, elektromechanisches Koppelelement (49, 51, 59, 61), elektromagnetisches Koppelelement (69, 73, 75, 77, 79, 85, 93) und/oder magnetomechanisches Koppelelement und/oder zumindest eine Positioniereinrichtung (37, 39, 67, 71, 108) umfaßt, wobei das Koppelelement (25, 25', 104) lösbar anbringbar ist.
13. Schallwandlerkopf nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch zumindest eine Dichtungseinrichtung, vorzugsweise in Form eines Simerrings (27, 27', 27"), zur Lagerung und Durchführung des Koppelelements (25, 25', 73, 104).
14. Schallwandlerkopf nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Koppelelement zumindest eine, vorzugsweise elektromagnetische, Abtasteinrichtung (51, 69, 85) zur Abtastung der Schwingungen des ersten Pulsationsumwandlungsglieds (13", 13'") und/oder eine, vorzugsweise elektromagnetische, Antriebseinrichtung (59, 75, 93) zum Antrieb des zweiten Pulsationsumwandlungsglieds (31, 31") umfaßt.
15. Schallwandlerkopf nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung (51) und/oder die Antriebseinrichtung (59) ortsfest relativ zum Gehäuse (3) und/oder der Trennwand (7) angeordnet ist bzw. sind.
16. Schallwandlerkopf nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung zumindest einen, vorzugsweise relativ zum Gehäuse bewegbaren, Pulsationskörper (69) und/oder die Antriebseinrichtung zumindest einen, vorzugsweise relativ zum Gehäuse bewegbaren, Antriebskörper (75) umfaßt, wobei vorzugsweise der Pulsationskörper (69) und der Antriebskörper (75) über zumindest eine Verbindungseinrichtung (77) bedarfsweise miteinander mitnahmesicher koppelbar sind.
17. Schallwandlerkopf nach Ansprach 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (3') zumindest im Bereich des Pulsationskörpers (69) und/oder des Antriebskörpers (75) eine permanente Magnetisierung aufweist und der Pulsationskörper (69) und/oder der Antriebskörper (75) zumindest eine erste Spule (85, 93) umfaßt bzw. umfassen, oder zumindest im Bereich des Pulsationskörpers (69) und oder des Antriebskörpers (75) zumindest eine relativ zum Gehäuse (3') ortsfeste zweite Spule angeordnet und der Pulsationskörper (69) und/oder der Antriebskörper (75) zumindest bereichsweise eine permanente Magnetisierung aufweist bzw. aufweisen.
18. Schallwandlerkopf nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtung (77) eine starr mit dem Pulsationskörper (69) oder dem Antriebskörper (75) verbundene oder von diesem umfaßte Koppelstange (73) aufweist, wobei der Antriebskörper (75) oder der Pulsationskörper (69) im Betrieb des Schallwandlerkopfs (1"") entweder im wesentlichen frei relativ zu der Koppelstange (73) bewegbar gelagert oder mitnahmesicher mit der Koppelstange (73) verbunden ist.
19. Schallwandlerkopf nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die mitnahmesichere Verbindung zwischen der Koppelstange (73) einerseits und dem Antriebskörper (75) oder dem Pulsationskörper (69) andererseits elektromagnetisch und/oder mechanisch erfolgt.
20. Schallwandlerkopf nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelstange (73) zumindest im Bereich des Antriebskörpers (75) oder des Pulsationskörpers (69) eine permanente Magnetisierung aufweist und der Antriebskörper (75) oder der Pulsationskörper (69) im Bereich der Koppelstange (73) zumindest eine dritte Spule (79) umfaßt bzw. umfassen, oder die Koppelstange (73) zumindest im Bereich des Antriebskörpers (75) oder des Pulsationskörpers (69) zumindest eine vierte Spule umfaßt und der Antriebskörper (75) oder der Pulsationskörper (69) im Bereich der Koppelstange (73) eine permanente Magnetisierung aufweist bzw. aufweisen.
21. Schallwandlerkopf nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelstange (73) zumindest im Bereich des Antriebskörpers (75) oder des Pulsationskörpers (69) und/oder der Antriebskörper (75) oder der Pulsationskörper (69) im Bereich der Koppelstange (73) eine Vorrichtung zur Erhöhung des Haftreibungswiderstandes zwischen der Koppelstange (73) einerseits und dem Antriebskörper (75) oder dem Pulsationskörper (69) andererseits, vorzugsweise in Form von zumindest einer Steuer- und/oder regelbaren Krallvorrichtung und/oder, zumindest eines mit der Koppelstange (73), dem Antriebskörper (75) und/oder dem Pulsationskörper (69) verbundenen Elements, das elektrisch, pneumatisch und/oder hydraulisch gegen die Oberfläche des Antriebskörpers (75), des Pulsationskörpers (69) oder der Koppelstange (73) preßbar ist, umfaßt.
22. Schallwandlerkopf nach einem der Ansprüche 12 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Positioniereinrichtung zumindest ein elastisches Element, vorzugsweise in Form eines Federelements (37, 39, 67, 71, 108), in der ersten Kammer (15, 15'), zweiten Kammer (17, 17', 17"), dritten Kammer (29, 29') und/oder vierten Kammer (33, 33'), insbesondere zwischen dem Pulsationskörper (69) einerseits und der Trennwand (7') des ersten Pulsationsumwandlungsglieds (13'") andererseits und/oder der Trennwand (7') einerseits und dem Antriebskörper (75) andererseits, anordbar und/oder während eines Betriebes des Schallwandlerkopfs (1, 1', 1", 1'", 1"", 1'"") steuerbar und/oder regelbar umfaßt.
23. Schallwandlerkopf nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung (55, 83) zum Steuern und/oder Regeln der Schallabstrahlcharakteristiken, insbesondere in Wirkverbindung mit der Trennwand (7, 7'), dem ersten Pulsationsumwandlungsglied (13, 13', 13", 13'", 100), dem Dämpfungselement (21), dem zweiten Pulsationsumwandlungsglied (31, 31', 31", 41, 106), einem Signalgeber für zumindest ein weiteres die Schallabstrahlungscharakteristik beeinflussendes externes Signal und/oder der Übertragungseinrichtung (25, 25', 49, 51, 59, 61, 69, 73, 75, 77, 79, 85, 93, 104).
24. Schallwandlerkopf nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- und/oder Regeleinrichtung (83) mit der ersten Spule (85,93) oder zweiten Spule, insbesondere zum Erfassen einer Bewegung des Pulsationskörpers (69) realtiv zum Gehäuse (3') und/oder zum Herbeiführen einer Bewegung des Antriebskörpers (75) relativ zum Gehäuse (3'), der dritten Spule (79) oder der vierten Spule und/oder der Vorrichtung zur Erhöhung des Reibungswiderstandes, insbesondere zur bedarfsweisen mitnahmesicheren Kopplung des Pulsationskörpers (69) und des Antriebskörpers (75), in Wirkverbindung steht.
25. Schallwandlerkopf nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- und/oder Regeleinrichtung (83) mit zumindest einem aktiven Glied, vorzugsweise eines Radios, Motorlagers, Dämpfers und/oder Shakers auf einer Spritzwand, insbesondere zur Übertragung von Bewegungsinformationen des Pulsationskörpers (69) an das aktive Glied, in Wirkverbindung steht.
26. Schallwandlerkopf nach einem der Ansprüche 2 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Membran (13, 13', 13", 13'"), der Kolben, die Scheibe (100), die zweite Membran (31, 31', 31"), die Trennscheibe (107) und/oder die Schallabstrahlungsscheibe (106) ein Elastomer, ein Verstärkungsgewebe, einen Kunststoff, ein Blech und/oder ein Metall, vorzugsweise Aluminium, umfaßt bzw. umfassen.
27. Schallwandlerkopf nach einem der Ansprüche 2 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Membran (13, 13', 13", 13'"), die zweite Membran (31, 31', 31") und/oder die Trennscheibe (107) zumindest bereichsweise unterschiedliche Stärken, unterschiedliche Flexibilitäten und/oder unterschiedliche Formen aufweist bzw. aufweisen, vorzugsweise zum Bereitstellen eines steiferen Mittelbereichs (13'b, 31'b, 107b) und eines flexibleren Randbereichs (13'a, 31'a, 107a) und/oder mehrteilig ausgeführt ist bzw. sind.
28. Schallwandlerkopf nach einem der Ansprüche 2 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung der ersten Membran (13, 13', 13", 13'"), der zweiten Membran (31, 31', 31") und/oder der Trennscheibe (107) und/oder die Größe zumindest eines schwingungsfähigen Bereichs der ersten Membran (13, 13', 13", 13'"), der zweiten Membran (31, 31', 31'"), und/oder der Trennscheibe (107), insbesondere während des Betriebs des Schallwandlerkopfs (1, 1', 1", 1'", 1"", 1'""), steuerbar und/oder regelbar ist bzw. sind.
29. Schallwandler in einem Abgas- und/oder Ansaugbereich einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit einem Schallwandlerkopf (1, 1', 1", 1'", 1"", 1'"") nach einem der vorangehenden Ansprüche.
30. Verfahren zur Schallwandlung, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, unter Verwendung eines Schallwandlerkopfs und/oder Schallwandlers, insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch
Anregen, insbesondere mittels Ansaug- und/oder Abgaspulsationen einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges, eines in einem ersten Abschnitt des Schallwandlerkopfs angeordneten und mittels einer Druckausgleichseinrichtung druckentlasteten ersten Pulsationsumwandlungsglieds, und Erzeugen einer Bewegung eines zweiten Pulsationsum- Wandlungsglieds, durch Übertragung einer Bewegung des ersten Pulsationsumwandlungsglieds mittels einer Übertragungseinrichtung auf das zweite Pulsationsumwandlungsglied.
31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung durch eine im wesentlichen starre Verbindung zwischen dem ersten Pulsationsumwandlungsglied und dem zweiten Pulsationsumwandlungsglied übertragen wird.
32. Verfahren nach einem der Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß über eine Verbindungseinrichtung, vorzugsweise automatisch und/oder manuell, insbesondere während des Betriebes des Schallwandlerkopfs, bedarfsweise die im wesentlichen starre Verbindung zwischen dem ersten Pulsationsumwandlungsglied und dem zweiten Pulsationsumwandlungsglied hergestellt oder diese Verbindung gelöst wird, vorzugsweise in Abhängigkeit von der Frequenz der dem Schallwandlerkopf zugeführten Pulsationen.
33. Verfahren nach Anspruch 30 oder 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des ersten Pulsationsumwandlungsglieds mittels einer Abtasteinrichtung, vorzugsweise elektromagnetisch, abgetastet wird, von der Abtasteinrichtung ein Bewegungssignal erzeugt wird, das Bewegungssignal mittels einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung, vorzugsweise elektronisch, verarbeitet, insbesondere verstärkt, wird und das zweite Pulsationsumwandlungsglied in Abhängigkeit von dem Bewegungssignal mittels einer Antriebseinrichtung bewegt wird.
34. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß das Bewegungssignal zumindest einem aktiven Glied zugeführt wird, und/oder dem Bewegungssignal zumindest ein zusätzliches Signal zumindest zeitweise zum Antrieb des zweiten Pulsationsumwandlungsglieds überlagert wird.
PCT/EP2002/010925 2001-10-04 2002-09-30 Schallwandlerkopf, diesen umfassenden schallwandler und verfahren zur schallwandlung, insbesondere für ein kraftfahrzeug WO2003031227A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE50202339T DE50202339D1 (de) 2001-10-04 2002-09-30 Schallwandlerkopf, diesen umfassenden schallwandler und verfahren zur schallwandlung, insbesondere für ein kraftfahrzeug
EP02777258A EP1432595B1 (de) 2001-10-04 2002-09-30 Schallwandlerkopf, diesen umfassenden schallwandler und verfahren zur schallwandlung, insbesondere für ein kraftfahrzeug

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10149169A DE10149169C1 (de) 2001-10-04 2001-10-04 Schallwandlerkopf und diesen umfassenden Schallwandler, insbesondere für ein Kraftfahrzeug
DE10149169.7 2001-10-04

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2003031227A1 true WO2003031227A1 (de) 2003-04-17

Family

ID=7701513

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2002/010925 WO2003031227A1 (de) 2001-10-04 2002-09-30 Schallwandlerkopf, diesen umfassenden schallwandler und verfahren zur schallwandlung, insbesondere für ein kraftfahrzeug

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP1432595B1 (de)
DE (2) DE10149169C1 (de)
WO (1) WO2003031227A1 (de)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10352704A1 (de) * 2003-11-12 2005-06-16 Mann + Hummel Gmbh Vorrichtung zur Geräuschübertragung in einem Kraftfahrzeug mit Brennkraftmaschine
DE102004041698B4 (de) * 2004-08-28 2014-02-13 Mann + Hummel Gmbh Vorrichtung zur Geräuschübertragung in einem Kraftfahrzeug
DE102005006914B4 (de) 2005-02-16 2008-05-29 Woco Industrietechnik Gmbh Vorrichtung zur Schallkopplung zwischen einem Ansaugtrakt und/oder Motorraum und einem Fahrzeuginnenraum eines Kraftfahrzeuges
RU2488176C2 (ru) * 2011-09-02 2013-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тольяттинский государственный университет" Акустомеханический преобразователь
DE102015106000A1 (de) 2015-04-20 2016-10-20 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Schallgenerator für ein Kraftfahrzeug
DE102015213990A1 (de) * 2015-07-24 2017-01-26 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zum Aussenden und/oder Empfangen akustischer Signale
DE102020100162B4 (de) * 2020-01-07 2023-01-12 Umfotec Gmbh Vorrichtung zur Absenkung von Luft- und Körperschall
GB202111213D0 (en) * 2021-08-03 2021-09-15 Mclaren Automotive Ltd Improved sound bypass

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10042012A1 (de) * 1999-11-22 2001-05-23 Daimler Chrysler Ag Vorrichtung zur Geräuschgestaltung bei einem Kraftfahrzeug

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19715365C2 (de) * 1997-04-11 1999-03-25 Sennheiser Electronic Kondensatormikrofon
DE19922216A1 (de) * 1999-05-14 2000-11-30 Mahle Filtersysteme Gmbh Schallübertragungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10042012A1 (de) * 1999-11-22 2001-05-23 Daimler Chrysler Ag Vorrichtung zur Geräuschgestaltung bei einem Kraftfahrzeug

Also Published As

Publication number Publication date
EP1432595A1 (de) 2004-06-30
DE10149169C1 (de) 2002-12-12
EP1432595B1 (de) 2005-02-23
DE50202339D1 (de) 2005-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102008041438B4 (de) Klangerzeuger mit strukturell und akustisch gekoppeltem Klangabstrahlungselement und Verfahren zur Herstellung desselben
EP1178901B1 (de) Schallübertragungsvorrichtung für ein kraftfahrzeug
DE10042012B4 (de) Vorrichtung zur Geräuschgestaltung bei einem Kraftfahrzeug
EP1741091B1 (de) Vorrichtung zur schallkopplung zwischen einem ansaugtrakt und/oder motorraum und einem fahrzeuginnenraum eines kraftfahrzeuges
DE19540753C1 (de) Verfahren zur Unterdrückung von Schwingungen eines Betätigungselements einer hydraulischen Kraftübertragungseinrichtung und Zusatzschwinger zur Durchführung des Verfahrens
DE102006039467A1 (de) Steuerungsstruktur für das Lufteinlassgeräusch
EP1717433A9 (de) Aktiver Ansaugschalldämpfer
EP1432595B1 (de) Schallwandlerkopf, diesen umfassenden schallwandler und verfahren zur schallwandlung, insbesondere für ein kraftfahrzeug
EP1138887B1 (de) Schallwandler für Abgaspulsationen
WO2018188963A1 (de) Körperschallaktuator für ein kraftfahrzeug und kraftfahrzeug
WO2020083910A1 (de) Schallwandler und verfahren zum betrieb des schallwandlers
DE19826175B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Beeinflussung möglicher Körperschalleitungen und ggf. Geräuschabstrahlungen von Gegenständen
DE102008030197A1 (de) Luftfilter und damit ausgestattete Frischluftanlage
EP0470064B1 (de) Brennkraftmaschine
EP1329876A2 (de) Resonator zur Schalldämpfung in einem schallführenden Rohrkanal
DE19957553B4 (de) Schwingungsdämpfungsvorrichtung
DE10221447A1 (de) Schallwandler für ein Kraftfahrzeug
DE102006045158A1 (de) Vorrichtung zum aktiven Beeinflussen von Schwingungen in einem Bauteil
WO2003100765A1 (de) Vorrichtung zur geräuschgestaltung bei einem kraftfahrzeug
DE102010023649A1 (de) Membranversteifung durch Verrippung für die Vorrichtung zur Übertragung des Motorengeräusches
DE3834853A1 (de) Anordnung zur verminderung des geraeuschpegels im innenraum eines kraftfahrzeugs
DE3916031A1 (de) Aktive daempfungsvorrichtung fuer schwingungen, insbesondere in form von laerm, ohne akustische verzoegerung
DE19826177B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur aktiven Beeinflussung und Dämmung von Schwingungen, die von einem zumindest mittelbar motorisch angetriebenen Fahrzeug ausgehen
DE4021000C2 (de)
DE102011104419A1 (de) Bedienvorrichtung für ein Kraftfahrzeug

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE SK TR

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2002777258

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2002777258

Country of ref document: EP

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 2002777258

Country of ref document: EP