-
Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Geräuschgestaltung
bei einem Kraftfahrzeug der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1
angegebenen Art.
-
Eine
derartige Vorrichtung ist dabei beispielsweise aus der
DE 102 12 257 B4 als bekannt
zu entnehmen und umfasst einen Hohlkörper, welcher durch
wenigstens eine im Wesentlichen akustisch inaktive Wandung in wenigstens
zwei Räume unterteilt ist. Die Vorrichtung umfasst weiterhin
eine Schallübertragungseinrichtung, welche wenigstens ein
erstes, den ersten Raum in einen ersten und einen zweiten Unterraum
teilendes und ein zweites, den zweiten Raum in einen dritten und
einen vierten Unterraum teilendes schwingfähiges Element
umfasst, die zur Schallübertragung aus dem ersten in den
zweiten Raum miteinander in Wirkverbindung stehen. Dabei ist der
erste Raum des Hohlkörpers über einen Schalleintritt
mit einem gasführenden Teil, insbesondere einem Ansaugtrakt,
einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs koppelbar und der zweite
Raum über einen Schallaustritt akustisch mit einem Innenraum
des Kraftfahrzeugs bzw. einem das Kraftfahrzeug umgebenden Raum
koppelbar. Die Vorrichtung ermöglicht es somit, von der
Brennkraftmaschine erzeugte Schallwellen zum Innenraum des Kraftfahrzeugs
bzw. zu dem das Kraftfahrzeug umgebenden Raum zu übertragen.
Damit wird ein Fahrer des Kraftfahrzeugs in die Lage versetzt, den
lastabhängigen Geräuscheindruck der Brennkraftmaschine akustisch
wahrzunehmen. Weiterhin kann mit Hilfe der Vorrichtung gezielt Einfluss
auf die übertragenen Schallfrequenzen und Amplituden genommen
werden.
-
Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs
genannten Art zu schaffen, welche variablere akustische Übertragungseigenschaften
besitzt.
-
Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung
zur Geräuschgestaltung bei einem Kraftfahrzeug mit den
Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen
mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der
Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
-
Eine
Vorrichtung zur Geräuschgestaltung bei einem Kraftfahrzeug,
welche variablere akustische Übertragungseigenschaften
besitzt, ist erfindungsgemäß dadurch geschaffen,
dass eine Ventileinrichtung vorgesehen ist, mittels welcher eine
Druckdifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten Raum zu verändern
ist. Eine derartige Ventileinrichtung ermöglicht es im
Gegensatz zum Stand der Technik, die akustischen Übertragungseigenschaften
der Vorrichtung an veränderte Anregungsfrequenzen und -pegel am
Schalleintritt anzupassen. Die Vorrichtung eignet sich sowohl für
Saugmotoren als auch für aufgeladene Motoren, da die Druckdifferenz
zwischen dem ersten und dem zweiten Raum bedarfsweise verringert oder
erhöht werden kann. Veränderte Anregungspegel
treten beispielsweise bei Brennkraftmaschinen mit Schaltsaugrohren
auf und werden bislang unverändert in den Innenraum bzw.
in den das Kraftfahrzeug umgebenden Raum weitergeleitet. Im Gegensatz
hierzu ermöglicht die erfindungsgemäße
Ventileinrichtung durch Verändern der Druckdifferenz zwischen
dem ersten und dem zweiten Raum eine Regulierung der Schallübertragung
hinsichtlich Pegel- und Frequenzverhalten. Durch das Verändern
der Druckdifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten Raum werden
entsprechend die auf die schwingfähigen Elemente wirkenden
Kräfte verändert, wodurch die schwingfähigen
Elemente in eine neue Gleichgewichtslage gebracht werden. Hierdurch ändert
sich auch das akustische Übertragungsverhalten der Vorrichtung
bzw. der Schallübertragungseinrichtung. Die Ventileinrichtung
kann beispielsweise derart an ein Anregungssignal des Schaltrohrs
angepasst sein, dass sich die beim Schalten des Schaltsaugrohrs
entstehenden akustischen Artefakte – beispielsweise Pegelsprünge
oder Sprünge einzelner Motorordnungen – am Schalleintritt
der Vorrichtung bzw. im Innenraum des Kraftfahrzeugs vermeiden lassen.
Mit Hilfe der Ventileinrichtung kann mit anderen Worten der Ausgangspegel
am Schallaustritt verringert werden, sobald der Anregungspegel am Schalleintritt
zu hoch wird.
-
Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
den nachfolgenden Beschreibungen von Ausführungsbeispielen
sowie anhand der Zeichnungen, in welchen gleiche oder funktionsgleiche
Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen sind. Dabei zeigen:
-
1 eine
schematische seitliche Schnittansicht einer Vorrichtung zur Geräuschgestaltung
gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
-
2 eine
schematische seitliche Schnittansicht der Vorrichtung zur Geräuschgestaltung
gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
-
3 eine
schematische seitliche Schnittansicht der Vorrichtung zur Geräuschgestaltung
gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel;
und
-
4 eine
schematische seitliche Schnittansicht der Vorrichtung zur Geräuschgestaltung
gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel.
-
1 zeigt
eine schematische seitliche Schnittansicht einer Vorrichtung zur
Geräuschgestaltung bei einem Kraftfahrzeug gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel. Die Vorrichtung umfasst hierbei einen
Hohlkörper 10, welcher durch wenigstens eine im
Wesentlichen akustisch inaktive Wandung 12 in einen ersten
Raum 14a und einen zweiten Raum 14b unterteilt
ist. Die Vorrichtung umfasst weiterhin eine Schallübertragungseinrichtung 16,
welche wenigstens ein erstes, den ersten Raum 14a in einen
ersten und einen zweiten Unterraum 18a, 18b teilendes schwingfähiges
Element 20a und ein zweites, den zweiten Raum 14b in
einen dritten und einen vierten Unterraum 18c, 18d teilendes
schwingfähiges Element 20b umfasst, die zur Schallübertragung
aus dem ersten Raum 14a in den zweiten Raum 14b miteinander
in Wirkverbindung stehen. Die schwingfähigen Elemente 20a, 20b sind
vorliegend einteilig ausgebildet und verschwenkbar in der Wandung 12 gelagert.
Der erste Raum 14a ist über einen Schalleintritt 22 mit
einem gasführenden Teil einer als Saugmotor ausgebildeten
Brennkraftmaschine, insbesondere einem Ansaugtrakt, koppelbar. Der
zweite Raum 14b ist über einen Schallaustritt 24 akustisch
mit einem nicht dargestellten Innenraum des Kraftfahrzeugs bzw.
einem das Kraftfahrzeug umgebenden Raum koppelbar. Ein durch den
Schalleintritt 22 gemäß Pfeil S1 in die Vorrichtung eintretender dynamischer Anregungspegel
führt zu einer dynamischen Auslenkung des schwingfähigen
Elements 20a und damit zu einer gegensinnigen dynamischen
Auslenkung des schwingfähigen Elements 20b. Hierdurch
wird der eintretende Schall in Abhängigkeit des Auslenkungsverhaltens
der schwingfähigen Elemente 20a, 20b gemäß Pfeil
S2 zum Schallaustritt 24 weitergeleitet. Der
Hohlkörper 10 umfasst weiterhin zwei Anschläge 26a, 26b,
mittels welchen die Auslenkung der schwingfähigen Elemente 20a, 20b zu
begrenzen ist. Zur Regulierung der Schallübertragung hinsichtlich Pegel-
und Frequenzverhalten ist eine Ventileinrichtung 28 vorgesehen,
mittels welcher eine Druckdifferenz zwischen dem ersten Raum 14a und
dem zweiten Raum 14b zu verändern ist. Bei sich
stark verändernden Anregungspegeln, wie dies z. B. bei
Brennkraftmaschinen mit Schaltsaugrohren auftritt, entstehen Geräuschartefakte,
die nicht durch den Schallaustritt 24 in den Innenraum
des Kraftfahrzeugs weitergeleitet werden sollen. Wenn der Schalleintritt 22 mit
dem Ansaugtrakt einer als Saugmotor ausgebildeten Brennkraftmaschine
gekoppelt wird, herrscht bei geöffneter Drosselklappe der
Brennkraftmaschine im Raum 14a ein Unterdruck gegenüber dem
Raum 14b, in welchem zumindest im Wesentlichen Atmosphärendruck
herrscht. Um die Druckdifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten
Raum 14a, 14b beeinflussen zu können,
ist innerhalb der Wandung 12 eine Ventileinrichtung 28 vorgesehen. Durch
ein Öffnen der Ventileinrichtung 28 können
die beiden Unterräumen 18b, 18d, in welchen
zunächst unterschiedliche statische Drücke herrschen,
verbunden werden, so dass ein Druckausgleich gemäß den
Pfeilen Ia und Ib erfolgt. Hierdurch werden die schwingfähigen
Elemente 20a, 20b in eine neue Gleichgewichtslage
gebracht, wodurch sich auch ihr akustisches Übertragungsverhalten ändert.
Die Ventileinrichtung 28 ist dabei vorliegend als Wippe
ausgebildet. Die Ventileinrichtung 28 kann wahlweise selbstregulierend
ausgebildet sein, so dass sie beim Überschreiten einer
vorbestimmten oder einstellbaren Druckdifferenz zwischen den Unterräumen 18b, 18d in
die gezeigte Offenstellung geschaltet wird. Ebenso kann vorgesehen
sein, dass die Ventileinrichtung 28 steuerbar ausgebildet
ist. Hierzu kann sie vorteilhaft mit einer Steuereinrichtung, beispielsweise
einem Motorsteuergerät der Brennkraftmaschine, gekoppelt
werden und ausgelegt sein, die Druckdifferenz in Abhängigkeit
von Steuersignalen der Steuereinrichtung zu verändern,
um besonders variable akustische Übertragungseigenschaften
der Vorrichtung zu ermöglichen. Durch eine derartige aktive Steuerung
der Ventileinrichtung 28 sind zudem verschiedene Soundcharaktere
der Vorrichtung einfach darstellbar. Durch ein Schließen
der Ventileinrichtung 28 wird zwischen dem Raum 14a mit
den Unterräumen 18a, 18b und dem Raum 14b mit
den Unterräumen 18c, 18d jeweils wieder
ein statisches Gleichgewicht hergestellt. Das erste schwingfähige
Element 20a umfasst seinerseits eine Druckausgleichseinrichtung 30,
mittels welcher ein Druckausgleich zwischen den Unterräumen 18a und 18b des
Raums 14a gemäß Pfeil Ic ermöglicht
ist. Die Druckausgleichseinrichtung 30 kann hierbei beispielsweise
als Ventil, Klappe, Bohrung oder Drossel ausgebildet sein.
-
Das
beschriebene Prinzip bzw. die erfindungsgemäße
Vorrichtung kann natürlich auch für aufgeladene
Brennkraftmaschinen verwendet werden, wobei sich in diesem Fall
die durch die Pfeile Ia, Ib symbolisierte Strömungsrichtung
aufgrund des gegenüber dem Atmosphärendruck erhöhten
Ladedrucks im Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine beim Öffnen
der Ventileinrichtung 28 umkehrt. Bei geöffneter
Ventileinrichtung 28 entweicht somit ein Teil des Ladedrucks
durch die Druckausgleichseinrichtung 30 und über
die Ventileinrichtung 28 zum Schallaustritt 24.
Daher ist es in diesem Fall vorteilhaft, die Ventileinrichtung 28 derart
auszubilden, dass nur eine geringe Gasmenge aus dem ersten in den
zweiten Raum 14a, 14b entweichen kann, damit sich
bei Bedarf zwischen den Räumen 14a, 14b ein
Druckunterschied einstellen kann und keine unerwünschten
Ladedruckverluste auftreten.
-
2 zeigt
eine schematische seitliche Schnittansicht der Vorrichtung zur Geräuschgestaltung
gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
Der grundlegende Aufbau der Vorrichtung ist dabei bereits aus der
vorhergehenden Beschreibung zu entnehmen. Im Unterschied zum ersten
Ausführungsbeispiel umfasst die gezeigte Vorrichtung zusätzlich eine
pneumatische Verbindungsleitung 32, mittels welcher der
erste Unterraum 18a und der zweite Unterraum 18b miteinander
verbunden sind. Die pneumatische Verbindungsleitung 32 umfasst
ihrerseits eine weitere Druckausgleichseinrichtung 30b,
welche beispielsweise als kalibrierte Bohrung ausgebildet sein kann.
Ebenfalls denkbar ist es, dass die weitere Druckausgleichseinrichtung 30b ein
Ventil, eine Wippe, eine Klappe, eine Drossel oder dergleichen umfasst.
Mit Hilfe der Verbindungsleitung 32 bzw. der Druckausgleichseinrichtung 30b kann
eine Druckdifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten Unterraum 18a, 18b sowie
zwischen dem ersten Raum 14a und einem Außenraum 34 der
Vorrichtung gemäß Pfeil IIc verringert
werden.
-
3 zeigt
eine schematische seitliche Schnittansicht der Vorrichtung zur Geräuschgestaltung
gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
Die Ventileinrichtung 28 ist dabei im vorliegenden Fall derart
in die Wandung 12 integriert, dass eine Druckdifferenz
zwischen dem ersten Unterraum 18a und dem dritten Unterraum 18c verringerbar
ist. Weiterhin ist jedem der beiden schwingfähigen Elemente 20a, 20b eine
Druckausgleichseinrichtung 30a bzw. 30b zugeordnet,
mittels welchen zusätzlich Druckdifferenzen zwischen den
Unterräumen 18a und 18b des ersten Raums 14a bzw.
zwischen den Unterräumen 18c und 18d des
zweiten Raums 14b auszugleichen ist.
-
4 zeigt
eine schematische seitliche Schnittansicht der Vorrichtung zur Geräuschgestaltung
gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel.
Im Unterschied zum in 3 gezeigten dritten Ausführungsbeispiel
ist hierbei die zweite Druckausgleichseinrichtung 30b in
einer Wand des Hohlkörpers 10 angeordnet, so dass
eine Druckdifferenz zwischen dem dritten Unterraum 18c und
dem Außenraum 34 der Vorrichtung ermöglicht
ist. Ein Öffnen bzw. Schließen der als Klappe
ausgebildeten Ventileinrichtung 28 erfolgt daher in Abhängigkeit
eines Druckunterschieds zwischen dem ersten Raum 14a und
dem zweiten Raum 14b, wobei der dritte Unterraum 18c des
zweiten Raums 14b zusätzlich über die Druckausgleichseinrichtung 30b mit
dem Atmosphärendruck des Außenraums 34 in
Verbindung steht.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-