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CN105814367A - 用于排气装置的吸声元件 - Google Patents

用于排气装置的吸声元件 Download PDF

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CN105814367A CN201480067040.6A CN201480067040A CN105814367A CN 105814367 A CN105814367 A CN 105814367A CN 201480067040 A CN201480067040 A CN 201480067040A CN 105814367 A CN105814367 A CN 105814367A
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Abstract

本发明涉及一种用于排气装置的吸声元件，其中，排气装置具有带有排气口的壳体和连接到供气井上的连接件，其中，至少一个吸声元件支承在所述壳体中和/或供气井的壳体中，并且吸声元件具有支架，该支架与至少一个吸声材料涂层连接。所述至少一个吸声材料涂层含有活性炭，或者至少一个另外的活性炭涂层被施加在所述吸声材料涂层上。

Description

用于排气装置的吸声元件
技术领域
本发明涉及一种用于排气装置的吸声元件，其中，排气装置具有带有排气口的壳体和连接到供气井上的连接件，其中，至少一个吸声元件支承在所述壳体中和/或供气井的壳体中，并且吸声元件具有支架，该支架与至少一个吸声材料涂层连接。
背景技术
现有技术中公开了大量的用于降低排气装置中的噪声的措施和装置。在这些排气装置中通常支承有薄的且可容易地活动的部件，这些部件由于排出的气流发生振动并且因此产生干扰噪声。特别是在机动车中，这种干扰噪声也会由于车辆部件的振动或在例如不平整的路面上行驶时出现，这同样会导致排气装置的薄的部件的振动或运动。另一方面流体噪声也通过如下方式产生：空气引导元件对于气流来说形成了一个阻力，特别是当该气流处于极限位置上时(例如竖直叶片与气流流向成45°角，以使流出的空气转向)。
例如从EP1826043B1中已知水平叶片、竖直叶片或关闭活门，它们具有直的端侧边缘或背面边缘，这些边缘过渡成三维立体波浪形弯曲的面部段。
此外，从DE202006006409U1中已知了一种用于将气流从供气井导出的空气喷嘴，其中，在供气井的壳体中设有关闭活门、叶片或用于将排出的气流导出的插入件，并且关闭活门的表面和/或叶片的或插入部件的表面和/或壳体内表面至少部分地涂覆有较软的吸声材料。所述吸声材料可以是泡沫材料或纺织材料。
通过在DE202006006409U1中说明的实施方式能够降低干扰噪声。
然而，DE202006006409U1中的涂层并不能起到改进空气质量的作用。为了改进例如从机动车空调设备中排出的空气的空气质量，已知用于这方面的复杂的过滤装置。被导入乘客车厢内的空气在排出之前在这些过滤装置中进行净化。这些过滤装置为此例如设置在杂物箱(DE69400122T2)的区域中或者设置在离装有排气装置的仪表板较远的位置。该布置形式允许容易地到达这些过滤装置。然而，空气从这些过滤装置直至排气装置的排气口需经过很长一段距离。此外，这些过滤装置还需要不小的安装空间。
DE10261081B3公开了一种空气引导元件、特别是用于机动车的空气引导通道，该空气引导元件具有由塑料制成的不吸音的通道体，该通道体具有至少一个被吸声构件替换的壁区域，其中，该吸声构件具有至少部分露出的外侧。吸声元件的边缘区域利用通道体的塑料这样进行压力注塑包封，使得吸声构件至少在部分部段上沿着其圆周与通道体形锁合地连接。
DE10343696A1公开了一种活门、特别是用于机动车-通风系统的空气通道的活门，通过该活门调节空气通道中的气流，活门为此可进入在空气通道中的不同位置上，其中，活门具有空气流通区域和空气不流通区域。
DE19705629A1公开了一种装置，其用于降低由用于机动车的供暖-或空调设备的部件发出的和进入乘客车厢中的噪声，该装置具有配备有吸声材料的空气活门，其中，该空气活门是设置在循环空气通道内部的附加活门，并且所述附加活门基本由空气流通材料制成。
DE9100514U1公开了一种空气引导元件、特别是用于机动车的空气喷嘴，该空气引导元件具有形状稳定的、不吸音的塑料通道体、优选地由聚丙烯制成的塑料通道体，其中，通道体的壁区域部分地由吸音的隔音部件代替，并且该吸音的隔音部件由密胺树脂-泡沫材料制成。
发明内容
因此，本发明的任务在于，降低或抑制来自排气装置的噪声，并且同时改进所排出的空气的质量。
所述任务通过具有在权利要求1中说明的技术特征的吸声元件来解决。
本发明的有利的改进方案在从属权利要求中详细说明。
在用于排气装置的吸声元件中，其中，排气装置具有带有排气口的壳体和连接到供气井上的连接件，其中，至少一个吸声元件支承在壳体中和/或供气井的壳体中，并且吸声元件具有支架，该支架与至少一个吸声材料涂层连接，所述至少一个吸声材料涂层含有活性炭，或者至少一个另外的活性炭涂层施加到吸声材料涂层上。
附加地将活性炭加入到所述至少一个涂层中或者施加至少一个另外的活性炭涂层引起：一方面降低或抑制由于排气装置的部件(叶片、关闭活门、空气引导元件)产生的噪声，并且另一方面净化从排气装置中排出的空气。特别是为此不需要用于过滤装置的附加的结构空间，并且空气在紧邻地位于乘客车厢前部的区域内得到净化。
附加地，按本发明的设计方案在重量减轻方面是有利的，因为：不仅吸声材料(例如泡沫材料)所具有的重量轻于现有技术中已知的橡胶唇，这些橡胶唇安装在叶片上以避免由于与其它部件撞击产生的干扰噪声；而且活性炭相比用于叶片的传统塑料具有小的密度。
在此，所述至少一个涂层可以面状地被施加在支架的至少一侧上。面状在这里意味着，所述至少一个涂层基本完全覆盖支架的这一侧或者仅露出确定的区域(例如环绕的边缘)。
此外，可以在支架的两侧上施加涂层。
支架可以构造成框架并且所述至少一个涂层可以构造成面状的，其中，所述至少一个涂层在该至少一个涂层的边缘处与框架连接。框架在此用于支承所述至少一个涂层，其中，所述至少一个涂层的面基本不与支架连接。所述连接在此仅经由框架实现，这对于吸声元件来说也实现进一步减轻重量。
此外，可以在框架的两侧上分别设置一个涂层。
在此，各所述涂层可以至少在部分部段上相互连接。所述连接经由这两个涂层的面的不与框架连接的区域实现。如果这两个涂层相对较硬，则涂层在框架上的固定可以这样实现，即涂层在不与框架连接的区域内连接并且由此在两侧将涂层的突出区域压向框架，从而得到可靠的固定。
所述框架可以在至少一侧上具有在内侧环绕的台阶部，所述至少一个涂层靠放在该台阶部上。对于吸声元件来说，由此不会形成突出区域，即吸声元件可在任何部位具有相同厚度(无论是否带有涂层，框架的厚度均等)。
此外，支架可以具有至少一个容纳部，涂层这样被容纳在该容纳部中，即涂层与支架的包围容纳部的区域对齐。在将支架构造成面状的设计方案中，该实施形式特别合适。
此外可以在两个涂层之间设置一个中间层。中间层可以构造成“阻隔薄膜”，其中，阻隔薄膜防止声波进一步传播并且因而用于降低或抑制噪声，其方式为：声音能量附加地被阻隔薄膜吸收。
中间层可以具有平滑的表面并且相对于所述涂层具有较小的厚度。中间层由此几乎不会为吸声元件带来附加重量并且也不会对吸声元件的尺寸公差产生不利影响。
这两个涂层可以这样设置，即在这两个涂层之间存在间隔。这特别是在支架构造成框架的情况下设置。通过该布置形式，附加地进一步改进吸声元件的消声特性。
所述至少一个涂层可由泡沫材料构成，其中，在泡沫材料中加入了活性炭，或者泡沫材料涂覆有活性炭涂层。活性炭能够以不同的体积或重量分量添加在泡沫材料中并且以不同的形式存在于泡沫材料中。替换地，泡沫材料能够在整个面上涂覆有活性炭涂层。活性炭的涂覆能以不同的方式进行(例如粘贴或借助于与支架连接的网或栅安置在泡沫材料涂层上)。
在另外的实施方式中，泡沫材料可以构造成开孔的。开孔的泡沫材料引起改进的噪声吸收并提供较大的表面。较大的表面特别地能够通过在泡沫材料中添加的活性炭颗粒或者活性炭涂层显著改进空气的净化。
在另外的实施方式中，所述至少一个涂层也可以完全由活性炭构成。活性炭在此同样可以通过网或栅固定在支架上或者另外施加在面状的支架的整个面上。
支架可以在涂层区域内具有裂口、开口或者支承结构。在此减轻了吸声元件的重量。有利地，排出的空气不仅流经由含有活性炭的吸声材料构成的涂层(例如纤维网)，而且附加地从其中穿过，由此进一步改进净化效果。
吸声元件可以是排气装置的叶片、排气装置的关闭活门、供气井的空气引导元件和/或排气装置的和/或供气井的壳体的至少一部分。
所述至少一个涂层能够具有开孔的表面。在该实施方式中，不仅泡沫材料而且所述至少一个涂层可以构造成开孔的，该至少一个涂层可仅由活性炭构成或者由存在于吸声材料中/上的活性炭构成。
所述至少一个涂层的表面此外还能够具有规则的或不规则的表面结构部。表面结构部附加地增大表面，这特别是会对噪声降低/吸收和空气净化产生有利影响。对此，通过确定的表面结构部能够有针对性地防止声波传播。规则或不规则的结构部主要包括蜂窝、凹槽、开口和突起以及其它的增大表面的措施。
所述至少一个涂层能够是热成型的。特别是在安置到框形的支架上时，在使用区域和使用目标(例如叶片)方面得到相应的表面轮廓。由此通过涂层以简单的方式和方法产生符合气体动力学的流线形的表面。
所述至少一个涂层可以这样设计，使得它在沿着气流方向面向排气口的部段中相比面向供气井的部段中具有更大的厚度。这种不均匀的厚度分布实现改进的噪声降低或抑制并且限定的空气传导。
此外，所述另外的涂层能够容纳在支承框架中，并且该支承框架与支架连接。支承框架例如可以是网状器件、栅、或者所谓的保持架。
所述至少一个涂层可以与支架和/或第二涂层粘合或焊接在一起。
特别是也可将植绒和纺织材料作为吸声材料用于吸声元件。
其它优点、特征以及设计方案可能性参考附图由后续说明中得出。
附图说明
在附图中示出的实施例不是按比例的并且可能在待实施的实施方式中与所示出的有偏差。
在附图中：
图1示出用于以第一种实施方式的吸声元件的支架的示意图；
图2示出用于以第二种实施方式的吸声元件的支架的示意图；
图3示出用于以第三种实施方式的吸声元件的支架的示意图；
图4示出第一种实施方式的吸声元件的分解图；
图5以示意图示出第一种实施方式的吸声元件的分解图；
图6示出第二种实施方式的吸声元件的示意图；
图7以示意图示出第二种实施方式的吸声元件的分解图；并且
图8示出具有不同的吸声元件的排气装置和供气井的示意图。
在附图1-8的后续说明中相同部件设有相同的附图标记，只要它们在其功能和设计方面基本上相对应。
具体实施方式
图1示出用于以第一种实施方式的吸声元件的支架12的示意图。该支架12构造成排气装置30(未在图1中示出)的竖直叶片的组成部分。支架12具有两个支承销18，竖直叶片或者说支架12经由这些支承销可转动地支承在排气装置30的壳体31中。此外，支架12具有销20，其中，多个竖直叶片或者说支架12经由其销20和经由将各销20相互连接的耦联杆发生枢转。构造成框架的支架12在内侧具有台阶部22，利用吸声材料在该台阶部上施加涂层14。框架12优选在两侧均具有这种类型的台阶部22，从而能够在支架12上在两侧施加吸声材料涂层并且能够将所述涂层与支架12连接。由台阶部22和构造成框架的支架12包围的区域23保持敞开，从而与台阶部22厚度无关地将施加在支架12两侧的涂层14直接相互贴靠或者相互间隔开地设置。
图2示出用于以第二种实施方式的吸声元件10的支架12的示意图。在图2中示出的支架12基本上构造成用于排气装置30(在图2中未示出)的竖直叶片的组成部分。支架12具有两个支承销18，支架12或者说竖直叶片经由这些支承销可转动地支承在排气装置30的壳体31中。此外，支架12或者说竖直叶片具有销20，其中，多个竖直叶片或者说支架12能够经由将各竖直叶片的销20连接的耦联杆共同枢转。不同于在图1中示出的实施例，图2中的支架不具有敞开区域23，而是具有面状的容纳部24。在该面状的容纳部24上施加有吸声材料涂层14。优选地，不仅在容纳部24的在图2中示出的正面上而且在容纳部24的背面上也施加有涂层14。支架12的包围容纳部24的环绕部分突出于容纳部24一定尺寸，该尺寸的大小尤其是这样选择，使得被放上的涂层14与支架12的环绕部分对齐。
图3示出用于以第三种实施方式的吸声元件10的支架12的示意图。在图3中示出的支架12也构造成排气装置30的竖直叶片。该支架12具有支承销18，支架12或者说竖直叶片经由这些支承销可转动地支承在排气装置30的壳体31中。此外，支架12或者说竖直叶片具有销20，其中，多个支架12或者说竖直叶片能够经由将各竖直叶片的销20彼此连接的耦联杆枢转。不同于在图1和2中示出的支架12，图3中的支架12这样设计，即它在施加有吸声材料涂层的区域内具有结构部16。正如在图3中示出的那样，该结构部16可以构造成栅形。这种结构部具有多个水平板条和垂直板条或者说多个相互垂直延伸的板条，其中，在板条之间存在裂口。结构部16主要用于减轻支架12的重量。可以在该结构部16上特别是在支架12的两侧施加吸声材料涂层14。
图4示出第一种实施方式的吸声元件10的示意图。不同于在图1中示出的支架12，附加地示出了涂层14，该涂层被施加在台阶部22上。涂层14在其边缘区域处粘合在台阶部22上，在此，其它连接也是可能的。特别地，在支架12的两侧上，将吸声材料涂层14施加在所述台阶部22或者说相对置的台阶部上(在图4中未示出)。
图5以示意图示出第一种实施方式的吸声元件的分解图。涂层14具有确定的厚度，其中，在第一种实施方式中，涂层14在与构造成框架的支架12连接的状态中突出于支架一定的尺寸。涂层14由吸声材料构成。涂层14的吸声材料尤其是一种泡沫材料，在该泡沫材料中加入了活性炭颗粒或者在该泡沫材料上施加有活性炭颗粒。所述泡沫材料也可以完全涂覆有活性炭，使得涂层14的向外突出的表面被活性炭覆盖。此外，不同于在图4和5中示出的那样，涂层14的厚度可以变化。由此，涂层14可以在沿着气流方向面向排气装置30的排气口的部段中相比在面向供气井32(未在图4和5中示出)的部段中具有更大的厚度。
特别有利的是，涂层14的表面构造成开孔的。在附图中示出的实施方式中，涂层14相应地具有平滑的表面。但这仅是示意图的义务，在此本发明不局限于所示出的实施方式。
开孔的表面可由规则的或不规则的结构部构成。此外可以设有各种图案，例如蜂窝或者凸部和凹部的交替。此外，在其它实施方式中，涂层14可以这样构造，即泡沫材料构造成开孔的，使得气流能够穿过涂层14的材料。
图6示出第二种实施方式的吸声元件10的示意图。在图6和7中示出的第二种实施方式(图2)的吸声元件10中，在支架12的两侧13上，分别将薄的涂层14粘合到容纳部24上。支架12的环绕部分突出于容纳部24的高度的大小这样选择，即在与吸声材料涂层14连接的状态中，涂层14的表面与支架12的环绕区域对齐。正如已针对图4和5说明的那样，涂层14可由泡沫材料构成并且此外含有活性炭。活性炭可以完全被施加在涂层14上或者作为组成部分存在于涂层14中。此外，涂层14也可以完全由活性炭构成。例如将活性炭颗粒粘合到容纳部24的整个面上。由此引起降低或消除噪声和通过活性炭实现空气净化。
图7以示意图示出第二种实施方式的吸声元件10的分解图。
图8示出具有不同的吸声元件的排气装置30和供气井32的示意图。排气装置30具有壳体31。图8中的壳体31具有基本上矩形的横截面并且具有排气口26。从排气口26排出的空气经由供气井32供应，该供气井同样具有壳体33并且经由排气装置30的连接件28与该排气装置连接。通过供气井32供应的空气经由空气引导元件40转向并且也沿着进气通道32的表面流动，在此，进气通道32同样通过其弯曲部引起转向。关闭活门38用于完全闭锁排气装置30的横截面，其中，可以与关闭活门38的位置相关地调节排出空气的量以及空气的排放。竖直延伸的叶片36用于使空气关于叶片36的枢转轴线转向，这些枢转轴线穿过叶片36的支承销18延伸。水平延伸的叶片34用于使空气垂直于竖直延伸的叶片36转向。水平延伸的叶片34具有支承销42，叶片34经由这些支承销可转动地支承在排气装置30的壳体31中。叶片34能够经由耦合元件连接，从而在一个叶片34枢转时，其他叶片34也进行相应的运动。
叶片36经由支承销18同样可转动地支承在排气装置30的壳体31中并且能够经由耦联杆和销20彼此一起枢转。关闭活门38经由支承销44可枢转地设置在排气装置30的壳体31中并且能够经由一个装置(在图8中未示出)枢转。
空气引导元件40通过支承销46支承在供气井32的壳体33中。不同于其它器件(叶片34、叶片36和关闭活门38)，空气引导元件40不可枢转。
在图8中示出的例子中，叶片34、叶片36、关闭活门38和空气引导元件40分别具有吸声材料涂层14。涂层14在此施加在叶片34、叶片36、关闭活门38和空气引导元件40的两侧上。这里示出的实施方式只是示例性的。因此，涂层14也可以仅被施加在一组叶片34或36或者关闭活门38或空气引导元件40上，或者也可以被施加在前面所列举的部件中的多个、但非全部的部件上。
此外可能的是，排气装置30的壳体31的或者供气井32的壳体33的至少一个壁涂覆有吸声材料涂层14。所述吸声材料涂层14含有活性炭或者完全利用活性炭涂覆或者由活性炭构成，从而一方面实现降低和消除干扰噪声的效果并且另一方面实现排出空气的空气净化。
这种类型的排气装置30和这种类型的供气井32例如可以设置在机动车中。相对于已知的系统，可以不使用过滤装置，这些过滤装置需要大的结构空间并且会引起对离排气口较远的空气进行净化。
附图标记列表
10吸声元件
12支架
13侧
14涂层
16结构部
18支承销
20销
22台阶部
23区域
24容纳部
26排气口
28连接件
30排气装置
31壳体
32供气井
33壳体
34叶片
36叶片
38关闭活门
40空气引导元件
42支承销
44支承销
46支承销

Claims (15)

1.用于排气装置(30)的吸声元件(10)，其中，所述排气装置(30)具有带有排气口(26)的壳体(31)和连接到供气井(32)上的连接件(28)，其中，至少一个吸声元件(10)支承在所述壳体(31)中和/或供气井(32)的壳体(33)中，并且所述吸声元件(10)具有支架(12)，该支架与至少一个吸声材料涂层(14)连接，其特征在于，所述至少一个吸声材料涂层(14)含有活性炭，或者至少一个另外的活性炭涂层被施加到所述吸声材料涂层上。
2.根据权利要求1所述的吸声元件(10)，其特征在于，所述至少一个涂层(14)面状地被施加在支架(12)的至少一侧(13)上。
3.根据权利要求2所述的吸声元件(10)，其特征在于，在支架(12)的两侧上施加有涂层(14)。
4.根据权利要求1所述的吸声元件(10)，其特征在于，所述支架(12)构造成框架，并且所述至少一个涂层(14)构造成面状的，其中，所述至少一个涂层(14)在该至少一个涂层(14)的边缘处与框架(12)连接。
5.根据权利要求4所述的吸声元件(10)，其特征在于，在框架的两侧上分别设有一个涂层(14)。
6.根据权利要求5所述的吸声元件(10)，其特征在于，
-各所述涂层(14)至少在部分部段上相互连接；或者
-在两个涂层(14)之间设有中间层；或者
-所述两个涂层(14)设置成，使得在这两个涂层(14)之间存在间隔。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的吸声元件(10)，其特征在于，所述框架在至少一个侧上具有在内侧环绕的台阶部(22)，所述至少一个涂层(14)靠放在该台阶部上。
8.根据权利要求2或3所述的吸声元件(10)，其特征在于，所述支架(12)具有至少一个容纳部(24)，涂层(14)这样容纳在该容纳部中，使得涂层(14)与支架(12)的包围容纳部(24)的区域对齐。
9.根据权利要求6所述的吸声元件(10)，其特征在于，所述中间层具有平滑的表面并且相对于涂层(14)具有较小的厚度。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的吸声元件(10)，其特征在于，
-所述至少一个涂层(14)由泡沫材料构成，其中，在所述泡沫材料中加入了活性炭或者所述泡沫材料被涂覆有活性炭，并且所述泡沫材料构造成开孔的；或者
-所述至少一个涂层(14)完全由活性炭构成。
11.根据权利要求3或8所述的吸声元件(10)，其特征在于，所述支架(12)在涂层(14)的区域内具有裂口、开口或支承结构。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的吸声元件(10)，其特征在于，所述吸声元件(10)是排气装置(30)的叶片(34；36)、排气装置(30)的关闭活门(38)、供气井(32)的空气引导元件(40)和/或排气装置(30)和/或供气井(32)的壳体(31；33)的至少一部分。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的吸声元件(10)，其特征在于，
-所述至少一个涂层(14)具有开孔的表面；和/或
-所述至少一个涂层(14)的表面具有规则的或不规则的表面结构部；和/或
-所述至少一个涂层(14)是热成型的；和/或
-所述至少一个涂层(14)与支架(12)和/或一个第二涂层粘合或焊接在一起。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的吸声元件(10)，其特征在于，所述至少一个涂层(14)构造成，使得该涂层在沿着气流方向面向排气口(26)的部段中相比在面向供气井(32)的部段中具有较大的厚度。
15.根据权利要求1所述的吸声元件(10)，其特征在于，所述另外的涂层容纳在一个支承框架中，并且所述支承框架与支架(12)连接。
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