Vorrichtung zur Schallabsorption und -reduktion im
Fahrzeuginnenraum
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Schallabsorption und -reduktion im Fahrzeuginnenraum nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Es ist bekannt, durch einen Fahrzeugmotor, Reifen, Luftströmungen und andere Lärme verursachende Aggregate entstehende starke Geräusche beim Eindringen in den Fahrzeuginnenraum bzw. bei der Emission in die Umgebung durch sogenannte „Schallabsorber" zu dämpfen. Diese Schallabsorber sind dabei insbesondere im Fahrzeuginnenraum bzw. Fahrgastraum, Kofferraum, Motorraum oder im Unterbodenbereich angeordnet. Solche Schallabsorber, wie z.B. aus der DE 199 10 274 Al bekannt, weisen beispielsweise kammerförmige Innenräume auf, so dass die eindringenden Schallwellen durch Resonanzeffekte weitgehend gedämpft werden können. Neben diesen Kammerabsorbern sind in der DE 92 00 501 Ul auch solche Schallabsorber offenbart, die aus porösen Materialien, wie Schäumen oder Vliesstoffen bestehen. Darüber hinaus zeigt die DE 100 22 902 Al auch so genannte Folien- und Membranabsorber, bei denen eine dünne, als Folie ausgebildete Schicht durch die Schallwellen zum Schwingen angeregt wird, so dass hierdurch ein Energieverlust der Schallwelle stattfindet und diese gedämpft wird.
Aus der DE 199 20 969 Al ist ein Einbauteil zum Abteilen eines geräuschstarken Innenraumteils von einem anderen Raum und/oder zum Verkleiden bzw. Abdecken von Bauteilen bekannt, das selbst als Schallabsorber ausgebildet ist. Dabei besteht das Einbauteil lediglich aus einer gelochten bzw. perforierten Platte bzw. Schicht zwischen 0,1 und 50 mm mit einem mittleren Durchmesser bzw. einer mittleren Breite der Löcher bzw. Durchbrechungen zwischen 0,001 und 2 mm und einem Flächenanteil der Löcher bzw. Durchbrechungen, bezogen auf die Gesamtfläche des Einbauteils, zwischen 0,001 und 20%. Das Einbauteil ist beispielsweise als Dachhimmel, Hutablage, Türverkleidung, Sonnenschutz oder Gepäckraum-Rollo, als spritzgegossene Abdeckeinheiten zum Abdecken bzw. Verkleiden von Kabeln und Abgasröhren, als Unterbodenverkleidung oder Motorhaubenverkleidung, als Hitzeschutzschild von insbesondere Aluminiumblech sowie als Radhausschale verwendbar .
Weiterhin ist aus der DE 44 13 009 Al ein Schallabsorber für Kraftfahrzeuge in Form eines doppelwandige flachen Resonanzkörpers mit einer, zahlreiche Löcher aufweisenden, Vorderwand und einer im Wesentlichen ungelochten Rückwand, also ein kombinierter Platten-/Lochresonator bekannt. Die Schallabsorption erfolgt dabei durch Abbremsen der Luftschwingung in den Löchern der Lochplatte in Zusammenwirken mit dem hinter den Löchern befindlichen Resonanzraum. Es erfolgt eine Absorption im Bereich tieferer Frequenzen, insbesondere von 250 Hz und darunter. Bei sonst gleich bleibenden Parametern führt eine Vergrößerung des Volumens des Hohlraums zu einer Verschiebung der Absorption in Richtung auf tiefere Frequenzen. In gleicher Richtung wirkt eine Verringerung des Lochanteils. Zudem ist es möglich, Schalldämpfungsmatten im Innenraum des
Schallabsorbers vorzusehen, durch die die Vernichtung von Schall wirksam erhöht wird.
Jedoch besteht bei allen vorstehend beschriebenen Vorrichtungen zur Schallabsorption im Fahrzeuginnenraum immer noch ein Problem mit unerwünschten Geräuschen, vor allem Luftschall im niedrigen Frequenzbereich, insbesondere im Frequenzbereich von ca. 25 bis 50 Hz.
Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Schallabsorption und -reduktion im Fahrzeuginnenraum auszubilden, durch die unerwünschte Geräusche, vor allem Luftschall im niedrigen Frequenzbereich, insbesondere im Frequenzbereich von ca. 25 bis 60 Hz abgebaut und hochfrequenter Schall absorbiert wird und die zudem einfach und kostengünstig herzustellen ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Schallabsorption und -reduktion im Fahrzeuginnenraum mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung angegeben.
Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Schallabsorption und -reduktion im Fahrzeuginnenraum wird nunmehr erreicht, dass niederfrequenter Schall durch eine Öffnung (en) der Berandungsfläche im Fahrgastraum in Verbindung mit einem dahinter befindlichen Resonanzraum durch Abbremsen einer LuftSchwingung absorbiert wird. Gleichzeitig wird durch in den Resonanzraum eingebrachtes schalldämmendes Material ein Eindringen von hochfrequenten Schallanteilen von außen in den Fahrzeuginnenraum verhindert. Da bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Schallabsorption im Fahrzeuginnenraum nicht aufwendig vollständige Oberflächen bearbeitet oder gestaltet
werden müssen, ist die Herstellung zudem deutlich kostengünstiger und weniger aufwendig.
Diese und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung offensichtlich.
Dabei zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur
Schallabsorption und -reduktion mit Öffnungen im
Rahmen der Hecktüre, Fig. 2 eine Querschnittansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur
Schallabsorption und -reduktion in einer Seitentüre und Fig. 3 eine Querschnittansicht eines weiteren
Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung zur Schallabsorption und -reduktion in einer Seitentüre.
Nachfolgend wird nun ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung genauer erläutert .
In der Zeichnung sind gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Im Wesentlichen besteht die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Schallabsorption und -reduktion im Fahrzeuginnenraum, wie in Fig. 1 am Beispiel einer Hecktüre 1 gezeigt, darin, dass in einer Berandungsfläche im Fahrzeuginnenraum, z.B. Rahmenteilen des Fahrzeugs zur Innenraumseite hin zumindest eine Öffnung Ia bzw. Ib, wie beispielsweise ein Schlitz oder
Loch in eine zweite, vom Innenraum getrennte Dichtungsebene oder nach Außen ausgebildet ist. Um hochfrequente Strömungsgeräusche und Außengeräusche dieser Schleuse nicht wieder hereinzulassen, ist in die geöffnete Berandungsfläche, wie in Fig. 2 am Beispiel einer Seitentüre 2 mit einer Seitenscheibe 3 im Querschnitt gezeigt, z.B. in das Rahmenteil ein Schallabsorber 4 eingebracht, der als Absorber für hochfreguenzte Anteile HF wirkt. Ein derartiger Absorber 4 kann beispielsweise aus offenporösem Schaumstoff oder Vlies bestehen. Gegen Nässe kann die Vorrichtung bevorzugt durch eine Feuchtigkeitsschleuse 5, hier eine dünnwandige Membran 5, wie beispielsweise Elastomermembran, Kunststoff- oder Metallfolien auf den Durchbrüchen bzw. Öffnungen Ib oder in Form einer zusätzlichen Schleuse gebildet sein, wie sie an der bei jedem Fahrzeug vorhandenen Innenraumentlüftung eingebracht ist.
Die bevorzugte Stelle zur Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Schallabsorption und -reduktion im Fahrzeuginnenraum, insbesondere der zumindest einen Öffnung Ia in der Berandungsfläche zum Fahrzeuginnenraum hängt vom jeweiligen Fahrzeugtyp sowie den Positionen in dessen Fahrzeuginnenraum, an denen vor allem ein störender niederfrequenzter Luftschallpegel NF auftritt, ab. Dann ist erfindungsgemäß die zumindest eine Öffnung Ia nur am Ort oder in der Nähe des Auftretens dieses hohen niederfrequenten Schallpegels NF und nicht, wie im Stand der Technik üblich, flächendeckend ausgebildet.
In Fig. 1 ist eine derartige erfindungsgemäße Vorrichtung zur Schallabsorption und -reduktion mit Öffnungen im Rahmen der Hecktüre 1 gezeigt.
Dabei ist die zumindest eine Öffnung Ia in einer Berandungsfläche 2 zum Fahrzeuginnenraum bei einem Fahrzeug mit 3 Sitzreihen, bei dem ein störender niederfrequenzter Luftschallpegel NF in Ohrenhöhe in der 3. Sitzreihe auftritt, in der an diesem Ort vorhandenen Berandungsfläche, nämlich der Hecktüre 2, an deren Oberkante ausgebildet. Auf diese Weise bildet der Rahmen der Hecktüre 2 einen Resonanzraum, an dessen Eintrittsbereich, nämlich der zumindest einen Öffnung Ia die störende niederfrequente Luftschwingung NF abgebremst durch die niederfrequente Schleuse, ähnlich einem offenen Rohr, passieren kann. Zusätzlich ist in den Rahmen der Hecktüre 2 ein (nicht gezeigter) Absorber für hochfrequenten Luftschall eingebracht, der diesen absorbiert. In Fig. 1 sind beispielhaft Positionen für die zumindest eine Öffnung 1 gezeigt, wobei die Öffnungen Ib Verbindungen zum Außenraum und die Öffnungen Ia Verbindungen in eine zweite Dichtebene darstellen.
In den Fig. 2 bzw. 3 sind in Querschnittansicht zwei verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung am Beispiel einer Seitentüre 2 gezeigt. Bei störendem niederfrequenten Luftschallpegel NF in der ersten Sitzreihe können eine oder mehrere Öffnungen Ia bevorzugt in den Seitentüren oder in der A-Säule bzw. im Fußraum ausgebildet sein. H
Wie in Fig. 2 gezeigt, ist dann ebenfalls in den durch die Öffnung (en) Ia entstehenden Resonanzraum in der Seitentüre 2 ein Absorber 4 für hochfrequenten Luftschall HF eingebracht.
Als Öffnungen Ia kann hier beispielsweise die
Lautsprechermembran des Soundsystem verwendet werden, die für niederfrequenten Luftschall NF akustisch transparent ist. Im in der Seitentür 2 mittels der Öffnungen Ia gebildeten Resonanzraum ist an zumindest einer Öffnung Ib zum Außenraum
der Absorber 4 für hochfrequenten Luftschall HF ausgebildet, durch den hochfrequenter Luftschall HF von außerhalb des Fahrzeugs abgeschottet wird. In bzw. über der zumindest einen Öffnung Ib zum Außenraum ist eine Feuchtigkeitsschleuse 5, hier eine Verhautung ausgebildet, die einen Schutz gegen Feuchtigkeit vom Außenraum bildet.
Es ist sowohl möglich, einen abgeschlossenen Resonanzraum durch Ausbildung nur der zumindest einen Öffnung Ia in den jeweiligen Berandungsflächen des Fahrzeuginnenraums auszubilden, jedoch ist es auch möglich, den Resonanzraum durch die zumindest eine Öffnung Ib direkt zum Außenraum des Fahrzeugs hin zu öffnen. In diesem Fall ist das Einbringen des Absorbers 4 für hochfrequenten Luftschall HF besonders wichtig, da dann insbesondere das Eindringen von hochfrequentem Luftschall HF, beispielsweise
Strömungsgeräusche und Außengeräusche, aus dem Außenraum des Fahrzeugs vermieden werden muss. Weiterhin ist dann aufgrund der Verbindung zum Außenraum des Fahrzeugs zusätzlich eine Feuchtigkeitsschleuse 5 erforderlich, um ein Eindringen von Feuchtigkeit in den Fahrzeuginnenraum zu vermeiden. Als derartige Schleuse 5 kann eine Metall- oder Kunststoffmembran unter eine Zierleiste, Beplankung oder zur A-Säule hin verwendet werden .
Alternativ zum in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Schallabsorption und -reduktion im Fahrzeuginnenraum, ist auch eine Realisierung, wie in Fig. 3 gezeigt, möglich.
Bei dem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Schallabsorption und -reduktion im Fahrzeuginnenraum gemäß Fig. 3 ist im Unterschied zu Fig. 2 ein Helmholtzresonstorsystem ausgebildet, das an die Stelle der
Öffnungen ia und Ib und des Absorbers 4 tritt. Das Helmholtzresonsatorsystem besteht dabei aus einem Helmholtzresonsator-Hals 6a, der in die Seitentüre 2 eingebracht ist und eine Verbindung zwischen dem Fahrzeuginnenraum und einem Helmholtzresonsator-Volumen 6b bildet. Das Helmholtzresonsatorsystem ist dabei auf die zu störende niederfrequenzte Luftschallfrequenz, die gewöhnlich im Bereich von ca. 30 bis 50 Hz liegt, abgestimmt. Das Helmholtzresonator-Volumen 6b kann dabei bei anderen Berandungsflächen zum Fahrzeuginnenraum als der Seitentüre 2 auch mit dem Hohlraum eines Trägers oder aus der A- oder B- Säule gebildet werden.
Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Schallabsorption und -reduktion im Fahrzeuginnenraum kann somit ohne aufwendige Gestaltung bzw. Ausbildung spezieller Gesamtoberflächenstrukturen auf einfache und kostengünstige eine Absorption von störendem niederfrequenten Luftschall erreicht werden. Die Vorrichtung zur Schallabsorption und - reduktion im Fahrzeuginnenraum führt dabei zu einem angenehmen Innengeräuschpegel, der je nach Abstimmung Lochung/Absorber in seinem Klangbild variiert werden kann.