DE19619984A1 - Geräuschisolierende Wandkonstruktion - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine geräuschisolierende Wandkonstruktion gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Im einzelnen bezieht sich die Erfindung auf eine derartige Wandkonstruk­ tion, die geräuschisolierend wirkt, jedoch gasdurchlässig bleibt, und die vor­ rangig geeignet ist für eine Unterbodenabdeckung eines Kraftfahrzeugs.

Herkömmlicherweise wird eine geräuschisolierende Wandkonstruktion an ei­ nem Kraftfahrzeug angebracht, wie es im Zusammenhang mit einem Kraft­ fahrzeug 1 in Fig. 1A und 1B gezeigt ist. Das Kraftfahrzeug 1 ist eine Unterbo­ den-Abdeckung 5 an der Unterseite des Motorraums angebracht. Die Ab­ deckung 5 verbessert die aerodynamischen Eigenschaften des unteren Be­ reichs des Kraftfahrzeugs 1 und schützt die Teile in dem Motorraum 3 gegen hochgeschleuderten Kies und dergleichen. Sie hat ferner die Funktion einer geräuschisolierenden Wand, die den Austritt von Geräuschen aus dem Kraft­ fahrzeug verhindert. Je größer der Bereich der Abdeckung 5 ist, desto größer ist der Effekt der Geräuschisolierung durch die geräuschisolierende Wand. Andererseits wird jedoch der untere Bereich des Motorraums mit zunehmen­ der Größe der Abdeckung 5 mehr und mehr verschlossen, so daß die Tempe­ ratur im Motorraum steigt. Dadurch wird die Haltbarkeit verschiedener Teile beeinträchtigt. Bei der Gestaltung eine Unterboden-Abdeckung 5 eines Mo­ torraums muß daher nicht nur der Aspekt der Geräusch-Steuerung, sondern auch der Aspekt der thermischen Bedingungen berücksichtigt werden.

Die japanische Patentanmeldung 5-322041 der Anmelderin befaßt sich eben­ falls bereits mit einer geräuschisolierenden Wand 7, die in Fig. 2 und 3 ge­ zeigt ist. Diese geräuschisolierende Wand 7 weist zwei geräuschisolierende Platten 9a und 9b auf, die einander mit Abstand gegenüberliegen. Durch Lö­ cher 11a, 11b, 13a und 13b werden ein Zylinderabschnitt 15 und eine Verlän­ gerung 23 auf der Innenseite der Platten 9a und 9b gebildet. Es werden zwei oder mehrere Arten von Schwingungssystem erzeugt, die aus einem Luftka­ sten und einer Luftfeder bestehen, so daß die Schallwellen der verschiede­ nen Schwingungssysteme einander überschneiden und aufgehoben werden. Daraus ergibt sich ein geräuschisolierender Effekt.

Wie insbesondere in Fig. 3 gezeigt ist, sind die Löcher 11a und 11b aus der Gesamtzahl der Löcher 11a, 11b, 13a und 13b miteinander mit Hilfe von gera­ den, rohrförmigen Zylinderabschnitten 15 verbunden, die im wesentlichen denselben Querschnitt aufweisen wie die jeweiligen Löcher 11a und 11b. Folglich wird eine durchgehende Öffnung 12 durch die Löcher 11a und 11b und den Zylinderabschnitt 15 gebildet, die sich von der geräuschisolierenden Platte 9a zu der geräuschisolierenden Platte 9b erstreckt. Luft 17 in der durchgehenden Öffnung 12 wirkt als Luftmasse. Die durchgehende Öffnung 12 bildet ein Schwingungssystem 19 mit einem Freiheitsgrad, die den Schalldruck aufnimmt, der sich periodisch ändert und eine schwingende äu­ ßere Kraft bildet.

Bei den Löchern 13a und 13b, die nicht durch Zylinderabschnitte 15 verbun­ den sind, springen Wandabschnitte 26 von den Öffnungsrändern der Löcher 13a und 13b der geräuschisolierenden Platten 9a und 9b nach innen zur Bil­ dung von Verlängerungen vor. Die verlängerten Öffnungen 14 liegen einander gegenüber, und die Verlängerungen sind größer als die Plattenstärke der Platten 9a und 9b. Zwischenräume 16 liegen zwischen den geräuschisolie­ renden Platten 9a und 9b um die Verlängerungen 23 herum. Luft in den ver­ längerten Öffnungen 14 wirkt als Luftmasse, und die Luftschicht in dem Zwi­ schenraum 16 wirkt als Luftfeder, so daß ein Schwingungssystem 21, das zwei Freiheitsgrade besitzt.

Das oben erwähnte Schwingungssystem 21 mit einem Freiheitsgrad hat keine Resonanzfrequenz. Eine eintreffende Welle und eine übertragende Welle ha­ ben stets die selbe Phase. Dagegen besitzt das Schwingungssystem 19 mit zwei Freiheitsgraden, das durch die verlängerten Öffnungen 14 gebildet wird, eine Resonanzfrequenz. In dem Frequenzband, das die Resonanzfre­ quenz enthält, sind die Phase der eintreffenden Welle und die Phase der übertragen Welle einander entgegengesetzt. In dem Frequenzband der Reso­ nanzfrequenz und darüber sind bei dem Schwingungssystem 21 mit zwei Freiheitsgraden die übertragende Welle in den durchgehenden Öffnungen 12 und die übertragene Welle in den verlängerten Öffnungen 14 und dem Zwi­ schenraum 16 in der Phase einander entgegengesetzt, so daß die Wellen ein­ ander aufheben und eine Geräuschdämpfung erreicht wird.

In diesem Falle kann die Luftmasse, die in den Öffnungen 13a und 13b ent­ steht, durch die Verlängerungen 13 um die Löcher 13a und 13b herum ver­ größert werden. Daher kann die Resonanzfrequenz des Schwingungssystems 17 mit zwei Freiheitsgraden verringert werden, und der geräuschisolierende Effekt kann über ein größeres Frequenzband erhalten werden.

Bei dieser geräuschisolierenden Wand sind die Löcher 11a, 11b, 13a und 13b in den geräuschisolierenden Platten 9a und 9b ausgebildet. Daher ist Gas­ durchlässigkeit gewährleistet, und warme Luft innerhalb des Motorraums kann leicht austreten. Eine Abdeckung 5 aus einer derartigen Platte besitzt also beide Voraussetzungen der Gasdurchlässigkeit und der Geräuschdämp­ fung.

Bei einer derartigen geräuschisolierenden Wand kann im Gebrauch als untere Abdeckung 5 ein Kraftfahrzeug Wasser 25 zwischen den geräuschisolierenden Platten 9a und 9b bis zur Höhe der Verlängerung 23 in der Platte 9b auf der unteren Seite durch Wasserspritzer oder dergleichen auf einer Fahrt mit Schlaglöchern etc. angesammelt werden, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Da in die­ sem Falle das Luftvolumen der Luftschicht zwischen den beiden Platten 9a und 9b reduziert wird, wird die Luftfederkonstante erhöht und die Resonanz­ frequenz des Schwingungssystems 21 mit zwei Freiheitsgraden ebenfalls er­ höht. Wenn die Resonanzfrequenz des Schwingungssystems 21 erhöht wird, wird das Frequenz, in dem ein geräuschisolierender Effekt eintritt, enger.

Die Beeinträchtigung der Geräuschdämpfung soll unter Bezugnahme auf Fig. 4 erläutert werden. Fig. 4 zeigt die Beziehung zwischen der Frequenz (Hz) der geräuschisolierenden Wände in verschiedenen Fällen und den Übertra­ gungsverlust TL (dB). In Fig. 4 zeigt die Kurve A berechnete Werte des Über­ tragungsverlustes TL in dem Falle, in dem kein Wasser zwischen den Platten 9a und 9b angesammelt ist, also den Fall, der anschließend als "ohne Wasser" bezeichnet werden soll. Andererseits zeigt die Kurve B die berechneten Wer­ te des Übertragungsverlustes TL im Falle, daß sich Wasser zwischen den iso­ lierenden Platten 9a und 9b angesammelt hat, also den Fall, der im weiteren Verlauft durch "mit Wasser" charakterisiert werden soll. Ein größer Übertra­ gungsverlust TL in diesen Kurven A und B zeigt, daß Geräusche, die durch die geräuschisolierende Platte übertragen werden, gering sind und daß der Ge­ räuschisolierungseffekt groß ist.

Der Punkt C in Kurve A, an dem der Übertragungsverlust TL schlagartig ab­ nimmt, bezeichnet die Resonanzfrequenz für das Schwingungssystem 21 mit zwei Freiheitsgraden im Falle "ohne Wasser", und der Punkt D in der Kurve B, in dem der Übertragungsverlust TL stark abnimmt, bezeichnet die Resonanz­ frequenz für das Schwingungssystem 21 in Falle "mit Wasser". Ein Punkt E in den Kurven A und B, an dem der Übertragungsverlust TL bei einer Frequenz oberhalb der Resonanzfrequenz stark abnimmt, bezeichnet eine Hohlraum- Resonanzfrequenz für die Zylinderabschnitte des Schwingungssystems 19 mit einem Freiheitsgrad, bei dem die Luft als Luftmasse wirkt. Der Bereich zwi­ schen dem Punkt C der Resonanzfrequenz des Schwingungssystems 21 bei Betrieb "ohne Wasser" oder der Punkt D der Resonanzfrequenz im Falle "mit Wasser", bis hin zum Punkt E der Hohlraum-Resonanzfrequenz bildet den Ge­ räuschisolierungs-Bereich.

Wenn Wasser zwischen den geräuschisolierenden Platten 9a und 9b gesam­ melt wird, wird die Resonanzfrequenz des Schwingungssystems 21 vom Punkt C auf den Punkt D erhöht, wie Fig. 4 zeigt. Der geräuschisolierende Be­ reich verschiebt sich daher vom Bereich C-E zum Bereich D, der enger ist, so daß die Wirksamkeit der Geräuschisolierung um den Bereich F verringert wird.

Zur Verhinderung der Beeinträchtigung der Geräuschisolierung ist in Be­ tracht gezogen worden, die geräuschisolierende Platte 9b mit Ablaufbohrun­ gen für Wasser zu versehen. Die Steuerung des Massenfedersystems der bei­ den Schwingungssysteme 19 und 21 kann jedoch schwierig werden, und es wird schwierig, eine wirksame Geräuschisolierung zu erreichen.

Dies soll beschrieben werden unter Verwendung von Fig. 5. Fig. 5 zeigt die Beziehung zwischen jeder Frequenz (Hz) für geräuschisolierende Wände in verschiedenen Fällen sowie die Übertragungsverluste TL (dB). In Fig. 5 zeigt eine Kurve B die berechneten Werte des Übertragungsverlustes TL in dem Falle, daß kein Loch in der geräuschisolierenden Platte 9b vorgesehen ist, und die Kurve H stellt experimentelle Werte des Übertragungsverlustes TL für den Fall ohne Bohrung oder Loch in der Platte 9b dar. Eine Kurve K zeigt experimentelle Werte des Übertragungsverlustes TL für den Fall einer Öff­ nung oder eines Loches in der Platte 9b. Die Punkte L, M und N bezeichnen Resonanzfrequenzen des Schwingungssystems 21, und der Punkt O bezeich­ net die Resonanzfrequenz des Schwingungssystems 19. In diesem Falle wird der geräuschisolierende Bereich gebildet durch den Bereich zwischen der Resonanzfrequenz L des Schwingungssystems 21 und der Resonanzfrequenz O des Schwingungssystems 19.

Wie in Fig. 5 gezeigt ist, ergibt ein Vergleich der Kurve H mit der Kurve K im Bereich P zwischen den Resonanzfrequenzen L und O im Falle der Kurve K, das heißt bei Verwendung eines Loches in der Platte 9b, einen Übertragungs­ verlust TL des Schwingungssystems 21, der wesentlich geringer ist als im Falle der Kurve H. Wenn daher ein Loch in der geräuschisolierenden Platte 9b vorgesehen wird, ist es notwendig, das Schwingungssystem wiederum so zu steuern, daß der Übertragungsverlust TL nicht abnimmt. Die Steuerung und Einstellung eines derartigen Schwingungssystems ist jedoch schwierig.

Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine geräuschisolierende Wandkonstruktion zu schaffen, die den Austritt von Was­ ser gestattet, das in den Zwischenraum zwischen den geräuschisolierenden Platten gelangt ist, während die Wirksamkeit der Geräuschdämpfung erhal­ ten bleibt und leicht steuerbar ist.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich im einzelnen aus den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Eine erfindungsgemäße, geräuschisolierende Wandkonstruktion umfaßt: we­ nigstens zwei geräuschisolierende Platten, die einander beiderseits eines Zwischenraums gegenüberliegen, und eine Anzahl von Löchern, die in die Platten eintreten und einander gegenüberliegen. Ein Teil der Löcher steht über einen geraden Zylinderabschnitt mit einem entsprechenden Loch in der gegenüberliegenden Platte in Verbindung. Ein weiterer Teil der Löcher be­ sitzt eine Verlängerung, die vom Randbereich der Löcher in Richtung der ge­ genüberliegenden Platte vorspringt. Eine weitere Öffnung ist bei wenigstens einer der Verlängerungen der Öffnungen vorgesehen.

Vorzugsweise befindet sich diese Öffnung in der geräuschisolierenden Wand­ konstruktion in derjenigen Verlängerung, die im Gebrauch die niedrigste Po­ sition hat.

Vorzugsweise erfüllt die erfindungsgemäße geräuschisolierende Wandkon­ struktion die folgende Bedingung:

In dieser Ungleichung ist
x der kürzeste Abstand zwischen der Öffnung und der Oberfläche der geräuschisolierenden Platte;
f die Frequenz des zu isolierenden Geräusches;
c die Schallgeschwindigkeit;
α ein Öffnungsverhältnis des Bereichs der Löcher zur Fläche der ge­ räuschisolierenden Wand;
β das Verhältnis des Bereichs der Löcher, die durch die Zylinderab­ schnitte verbunden sind zu der Fläche der gesamten Löcher;
t die Plattenstärke der geräuschisolierenden Platte;
h die Länge der vorspringenden Verlängerungen;
a der Radius der Löcher;
δ der kompensierte Wert am Rand der Löcher; und
d der Abstand zwischen den einander gegenüberliegenden, geräuschi­ solierenden Platten.

Vorzugsweise sind bei der erfindungsgemäßen geräuschisolierenden Wand­ konstruktion mehrere Öffnungen in einer der Verlängerungen vorgesehen. Die mehreren Öffnungen sind vorzugsweise so angeordnet, daß sie einander gegenüberliegen.

Weiter vorzugsweise ist die Öffnung so angeordnet, daß das Flächenverhältnis zwischen der Öffnung und dem gesamten Umfangsbereich der Verlängerung einschließlich des Bereichs der Öffnung höchstens 20% beträgt.

Vorzugsweise wird die Öffnung gebildet durch einen rechteckigen Schlitz in der Verlängerung.

Die Öffnung befindet sich vorzugsweise in einem Bereich zwischen dem obe­ ren Ende der Verlängerung und der Innenseite der geräuschisolierenden Platte.

Vorzugsweise liegt die Öffnung in einem Bereich zwischen der geräuschiso­ lierenden Platte und dem Mittelbereich der Verlängerung.

Die geräuschisolierende Platte bildet vorzugsweise wenigstens einen Teil der unteren Abdeckung eines Motorraums eines Kraftfahrzeugs.

Erfindungsgemäß wirkt die Luftschicht in dem Zylinderabschnitt, der die ge­ genüberliegenden Löcher verbindet, als Luftmasse, durch die ein Schwin­ gungssystem mit einem Freiheitsgrad gebildet wird. Andererseits wirkt die Luftschicht in den Verlängerungen der Löcher als Luftmasse, und die Luft­ schicht zwischen den geräuschisolierenden Platten als Luftfeder. Dadurch wird ein Schwingungssystem mit zwei Freiheitsgraden gebildet. Die übertra­ genen Wellen der jeweiligen Schwingungssysteme werden durch Interferenz aufgehoben, und die Geräusche werden isoliert bzw. gedämpft.

Die Wandkonstruktion gemäß der Erfindung weist Löcher auf, so daß der Durchgang von Gas gewährleistet ist. Heiße Luft kann ausgestoßen werden.

Wasser, das zwischen die geräuschisolierenden Platten durch die Löcher ge­ langt ist, wird durch die Öffnung in der Verlängerung nach außen abgegeben. Diese Öffnung befindet sich nicht in einer der geräuschisolierenden Platten, sondern in der nach innen gerichteten Verlängerung. Daher ist der Einfluß auf die Schwingungssysteme sehr gering. Das Wasser kann abgegeben wer­ den, ohne daß eine komplizierte Neueinstellung der Schwingungssysteme notwendig ist.

Die Öffnung befindet sich in derjenigen Verlängerung, die im Gebrauch in der tiefsten Position liegt. Daher kann sich das Wasser in diesem Bereich sammeln und nach außen abgegeben werden.

Das Wasser wird nach außen abgegeben, wenn die Höhe x gegenüber der Oberfläche der unteren geräuschisolierenden Platte erreicht ist.

Da in diesem Falle der Abstand x zwischen der Oberfläche der geräuschisolie­ renden Platte und der untere Rand der Öffnung durch die obige Beziehung (1) festgelegt ist, in die auch die Frequenz f des zu isolierenden Geräusches eingeht, ist die Resonanzfrequenz der Luftfeder, die durch die Luftschicht zwischen den geräuschisolierenden Platten, die Luftmasse in den Verlänge­ rungen und Löchern gebildet wird, kleiner als die Frequenz des zu isolieren­ den Geräusches. Folglich kann die Wirksamkeit der Geräuschisolierung bei­ behalten werden.

Erfindungsgemäß kann auch eine Anzahl von Öffnungen zur Abgabe von Was­ ser in der Verlängerung vorgesehen sein.

Wenn mehrere Öffnungen in einer Verlängerung vorgesehen sind, befinden sich diese in gegenüberliegenden Positionen. Wenn daher die Luftschicht in dem Wandbereich als Luftmasse wirkt, ist die Schwingung der Luftmasse nicht einseitig, und es wird eine wirksame Luftmasse gebildet. Wenn die Luft in dem Wandbereich schwingt, bewegt sie sie unter Mitnahme der Umge­ bungsluft, und wenn Luft an einer Öffnung mitgezogen wird, die sich auf einer Seite befinden, wird der Schwerpunkt der Luftmasse vom Mittelpunkt des Wandbereichs der Verlängerung zum äußeren Umfang auf einer Seite ver­ schoben. Folglich wird die Schwingung der Luftmasse verändert. Anderer­ seits wird durch Anordnung von Öffnungen auf gegenüberliegenden Seiten der Schwerpunkt der Masse nicht zu einer Seite verschoben, sondern er bleibt im wesentlichen in der Mitte. Eine Veränderung der Schwingung der Luftmasse findet nicht statt.

Wasser, das in den Zwischenraum zwischen den geräuschisolierenden Platten durch die Löcher der Verlängerungen eingetreten ist, wird durch die Öff­ nung nach außen abgegeben. Die Öffnung ist so ausgebildet, daß das Verhält­ nis der Fläche der Öffnung zur gesamten Umfangsfläche der Verlängerung einschließlich des Öffnungsbereichs 20% oder weniger beträgt, so daß der Grad der Veränderung der Resonanzfrequenz der Schwingungssysteme mit zwei Freiheitsgraden, das aus einer Luftfeder besteht, die durch die Luft­ schicht in den geräuschisolierenden Platten gebildet wird, gering ist, und ei­ ne Luftmasse in der Verlängerung und dem Lochbereich ist ebenfalls klein, so daß die Resonanzfrequenz überhaupt nicht geändert wird.

Erfindungsgemäß wird Wasser, das in den Zwischenraum zwischen den ge­ räuschisolierenden Platten durch die Löcher mit den Verlängerungen einge­ treten ist, vorzugsweise durch einen im wesentlichen rechteckigen Schlitz abgegeben.

Das Wasser kann nach außen durch die Löcher abgegeben werden.

Die erfindungsgemäße Wandkonstruktion eignet sich besonders zur Verwen­ dung als untere Abdeckung für einen Motorraum eines Kraftfahrzeugs.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1A und 1B sind schematische Seiten- und Unteransichten eines Kraftfahrzeugs mit einer unteren Abdeckung unterhalb des Motorraums;

Fig. 2 ist eine teilweise ausgeschnittene perspektivische Dar­ stellung einer herkömmlichen, geräuschisolierenden Wandkonstruktion;

Fig. 3 ist ein Querschnitt durch die erfindungsgemäße Wand­ konstruktion gemäß Fig. 2;

Fig. 4 ist ein Diagramm und zeigt die Übertragungsverluste im Verhältnis zu den Frequenzen in der Form von be­ rechneten Werten für den Fall, daß sich kein Wasser zwischen den geräuschisolierenden Platten befindet und zum Vergleich, daß sich Wasser zwischen den Platten befindet, bezogen auf eine Wandkonstruktion gemäß Fig. 2;

Fig. 5 ist ein Diagramm und zeigt die Übertragungsverluste Im Verhältnis zu den Frequenzen in Form von berech­ neten Werten für den Fall, in dem eine Öffnung in der geräuschisolierenden Platte vorgesehen ist, und ohne Öffnung, bezogen auf experimentelle Werte, für den Fall, daß eine Öffnung in der geräuschisolierenden Platte gemäß Fig. 2 vorgesehen ist;

Fig. 6 ist eine perspektivische, teilweise aufgeschnittene Darstellung einer erfindungsgemäßen Wandkonstruk­ tion gemäß einer ersten Ausführungsform;

Fig. 7 ist eine vergrößerte perspektivische Teildarstellung der geräuschisolierenden Wandkonstruktion gemäß Fig. 6;

Fig. 8A und 8B sind Draufsichten von Wandbereichen und einer Öff­ nung in einer Verlängerung sowie eine entsprechende Seitenansicht;

Fig. 9 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Öffnungsverhältnis der Verlängerung und der Ände­ rung der Resonanzfrequenz für eine erfindungsgemäße Wandkonstruktion zeigt;

Fig. 10 ist eine perspektivische Teildarstellung einer geräu­ schisolierenden Wandkonstruktion gemäß einer zwei­ ten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 11 ist eine vergrößerte Teildarstellung einer dritten Aus­ führungsform der Erfindung;

Fig. 12 ist eine perspektivische Teildarstellung einer vierten Ausführungsform der Erfindung.

Anschließend sollen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen geräuschi­ solierenden Platte unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben werden.

Erste Ausführungsform

Bei einer ersten Ausführungsform der geräuschisolierenden Wandkonstruk­ tion ist diese als untere Abdeckung 5 für ein Kraftfahrzeug gemäß Fig. 1A und 1B vorgesehen und ausgebildet. Die Abdeckung befindet sich unterhalb des Motorraums, und eine geräuschisolierende Wand 27 (Fig. 6 und 7) bildet des­ sen Rückwand. Die genaue Konstruktion der geräuschisolierenden Wand 27 gemäß der ersten Ausführungsform ist in Fig. 6 und 7 gezeigt. Fig. 7 ist eine vergrößerte Teildarstellung zu Fig. 6.

Gemäß Fig. 6 weist die geräuschisolierende Wand 27 zwei gegenüberliegende Platten 29a und 29b auf, zwischen denen ein Zwischenraum liegt. Diese Plat­ ten 29a und 29b sind durch Seitenwände 31 und 32 zu einem kastenförmi­ gen Gebilde verbunden. Die beiden Platten 29a und 29b sind mit einer Anzahl von durchgehenden, gegenüberliegenden Löchern 35a, 35b, 37a, 37b versehen. Die Löcher 35a und 35b stehen miteinander durch gerade, rohrförmige Zy­ linderabschnitte 39 in Verbindung, so daß ein gerader, rohrförmiger, durch­ gehender Öffnungsbereich 38 gebildet wird. Dieser Öffnungsbereich 38 er­ streckt sich mit konstantem Querschnitt von der äußeren Oberfläche der ei­ nen Platte 29a zur anderen Platte 29b. Wie oben unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben wurde, bildet Luft in dem Öffnungsbereich 38 eine Luftmasse, die zu einem Schwingungssystem mit einem Freiheitsgrad führt.

Zylindrische Verlängerungen 43 von den Rändern der Löcher 37a und 37b, die folglich den Querschnitt der Löcher 37a und 37b haben, befinden sich zwischen den Platten 29a und 29b in einander gegenüberliegenden Positio­ nen. Die Löcher 37a und 37b stehen jedoch nicht durch einen Zylinderab­ schnitt, wie den Abschnitt 39 in Verbindung. Die beiden Verlängerungen 40 befinden sich auf der Innenseite der Platten 29a und 29b. Sie sind länger als die Dicke dieser Platten. Ein Zwischenraum 42 wird um die Verlängerungen 43 zwischen den Platten 29a und 29b gebildet.

Wie in Fig. 7 gezeigt ist, ist eine im wesentlichen rechtwinklige Öffnung 45 in einem Wandbereich 41 der Verlängerung 43 ausgebildet. Die Öffnung ver­ läuft vom oberen Rand 43a des Wandbereichs 41 bis zur Oberfläche 30 der Platte 29b. Diese Öffnung 45 wird begrenzt durch eine ausgeschnittene Grundfläche 47, die in Umfangsrichtung verläuft,und ausgeschnittene gegen­ überliegende Seitenflächen 49, die sich vom oberen Rand 43a der Verlänge­ rung 43 aus nach unten erstrecken. Die ausgeschnittene Grundfläche 47 be­ findet sich in der Höhe x über der Oberfläche der geräuschisolierenden Plat­ te 29b. Die gegenüberliegenden Seltenflächen 49 und 49 verlaufen in Radial­ richtung des Lochs 37b, wie in Fig. 8A gezeigt ist. Die Luft in der Verlänge­ rung 40 des Loches wirkt als Luftmasse, und die Luftschicht des Zwischen­ raumes 42 wirkt als Luftfeder zur Bildung eines Schwingungssystems mit zwei Freiheitsgraden.

Geräusche oder Schall, die von der Schallquelle in den Motorraum ausgehen, wie etwa einer Ölwanne oder dergleichen, werden über eine geräuschisolie­ rende Wand mit Hilfe eines Schwingungssystems mit zwei Freiheitsgraden und eines Schwingungssystems mit einem Freiheitsgrad nach außen abgege­ ben. Die übertragenen Wellen des Schwingungssystems mit zwei Freiheitsgra­ den besitzen eine Charakteristik, bei der die Phase der Welle in ein Fre­ quenzband mit Frequenzen oberhalb der Resonanzfrequenz liegt bzw. inver­ tiert ist. Folglich ist die Phase der Welle des Schwingungssystems mit zwei Freiheitsgraden entgegengesetzt zu derjenigen des Schwingungssystems mit einem Freiheitsgrad, und die Phasen heben einander gegenseitig auf, so daß der Schall reduziert bzw. isoliert wird.

Wenn Wasser in den Zwischenraum zwischen den Platten 29a und 29b durch die Löcher 37a und 37b in den Platten eindringt, wird dieses durch die Öff­ nung 45 und das entsprechende Loch der unteren Platte nach außen abgege­ ben. Bei dieser Ausführungsform wird Wasser bis zu einer Höhe x gegenüber der Oberfläche 30 der unteren Platte 29a gesammelt, und Wasser, das über die Höhe x hinaus ansteigt, wird durch die Öffnung 45 nach außen abgegeben. Das Volumen zwischen den Platten 29a und 29b wird dadurch reduziert, und die Luftmasse zwischen den Platten 29a und 29b wird verringert, so daß die Resonanzfrequenz des Schwingungssystems mit zwei Freiheitsgraden vergrö­ ßert wird.

Die Resonanzfrequenz f₀ des Schwingungssystems mit zwei Freiheitsgraden wird ausgedrückt durch die folgende Beziehung für den Fall, daß Wasser bis zur Höhe x von der unteren Oberfläche 30 der unteren Platte 29b angestaut worden ist, und ein Frequenzband von f₀ und darüber wird zu einem schalli­ solierenden Bereich.

In dieser Gleichung ist
c die Schallgeschwindigkeit;
α das Flächenverhältnis zwischen den Flächen der Löcher 35a, 35b, 37a, 37b und der Fläche der schallisolierenden Wand;
β das Flächenverhältnis zwischen der Fläche der Löcher 35a, 35b und der Fläche aller Löcher 35a, 35b, 37a, 37;
t die Plattenstärke der geräuschisolierenden Platte 29a, 29b (siehe Fig. 8B);
h die Länge der Verlängerung 43 (siehe Fig. 8B);
a der Radius der Löcher 37a und 37b (siehe Fig. 8B);
δ der kompensierte Wert am Rand der Löcher; und
d der Abstand zwischen den einander zugewandten Seiten der isolie­ renden Platten 29a und 29b.

Der kompensierte Wert 8 ändert sich mit der Form, der Größe und derglei­ chen der Löcher 37a, 37b und liegt üblicherweise im Bereich von 0,5 bis 1,6.

Das Hauptfrequenzband der Außengeräusche des Wagens, das durch die Wand 27 gemäß der ersten Ausführungsform zu isolieren ist, unterscheidet sich wesentlich mit den einzelnen Automobiltypen, liegt jedoch zumeist im Be­ reich von 800 Hz bis 2 KHz. In diesem Falle wird das Frequenzband mit der Resonanzfrequenz f₀ und darüber für das Schwingungssystem mit zwei Frei­ heitsgraden der schallisolierende Bereich für den Fall, daß Wasser zwischen den Platten 29a und 29b angesammelt ist. Die Resonanzfrequenz f₀ ist daher kleiner als 800 Hz, das heißt, wenn die Frequenz f für die Schallisolierung dem folgenden Verhältnis zur Resonanzfrequenz f₀ entspricht: f < f₀, ob­ gleich Wasser zwischen die Platten 29a und 29b eingetreten ist und das Volu­ men der Luftschicht zwischen den Platten 29a und 29b verändert wird zur Vergrößerung der Resonanzfrequenz, so daß der schallisolierende Bereich verkleinert wird. Hier liegt das Hauptfrequenzband der Außengeräusche des Fahrzeugs in dem schallisolierenden Bereich. Daher ist der Effekt der Schal­ lisolierung hinsichtlich der Außengeräusche des Fahrzeugs nicht verändert.

Wenn der kürzeste Abstand zwischen der Öffnung 45 und der Oberfläche der unteren Platte 29b innerhalb des Bereichs der folgenden Ungleichung liegt, kann eine Beeinträchtigung der Schallisolierung verhindert werden.

In dieser Ungleichung ist
f eine Geräuschfrequenz, die zu isolieren ist;
c die Schallgeschwindigkeit;
α das Flächenverhältnis zwischen den Löchern und der schallisolie­ renden Wand;
β das Flächenverhältnis zwischen der schallisolierenden Wandkon­ struktion und dem Gesamtbereich der Löcher 35a, 35b, 37a, 37b;
t die Plattenstärke der Platten 29a und 29b gemäß Fig. 8B;
h die Länge der Verlängerungen 43;
a der Radius der Löcher 37a und 37b;
δ der kompensierte Wert am Rand der Löcher 37a und 37b; und
d der Abstand zwischen den Platten 29a und 29b.

Obgleich die Öffnung 45 in der Verlängerung 43 vorgesehen ist, kommt die Luftschicht in den Zwischenraum 42 zwischen den Platten 29a, die die Luft­ feder bildet, nicht direkt in Berührung mit dem Außenraum, und sie formt im wesentlichen eine Luftmasse in der Verlängerung 40. Die Luftschicht wirkt daher auch als Luftfeder.

Weiterhin wirkt die Luft in der Verlängerung 40 als Luftmasse, die nicht nur aus der Luft in der Verlängerung 40, sondern auch aus mitgezogener Umge­ bungsluft angrenzend an das Loch 37b besteht. Wenn daher die Größe der Öffnung 45 innerhalb eines gewünschten Bereiches liegt, wird die Wirkung der Luftmasse nicht wesentlich geändert. Wenn jedoch die Öffnung 45 grö­ ßer wird, wird die Luftmasse in dem Wandbereich 41 klein.

Die Größe der Öffnung 45 und die Wirkung der Luftmasse sind experimentell untersucht worden, wie anschließend dargestellt werden soll. Fig. 9 ist ein Diagramm und zeigt die Beziehung zwischen dem Verhältnis der Fläche der Öffnung 45 zur Gesamtfläche des Umfangsbereichs der Verlängerung 43, die die Öffnung enthält, also dem im folgenden als Öffnungsverhältnis der Ver­ längerung bezeichneten Wert, und dem Änderungsgrad der Resonanzfre­ quenz bei Schwingungen mit zwei Freiheitsgraden. In diesem Falle ist gemäß Fig. 8A das Verhältnis S2 zu (S1 + S2 + S3) der Fläche S2 der Öffnung 45 an der Außenseite zur Gesamtfläche (S1 + S2 + S3) der äußeren Wandfläche der Wandbereiche einschließlich der Öffnung der Verlängerung 43, und zwar zum Vergleich der Ausführung mit und ohne Öffnung 45 in der Verlängerung.

Die Kurve in Fig. 9 zeigt den Änderungsgrad der Resonanzfrequenz in bezug auf das obige Öffnungsverhältnis. Der Änderungsgrad δf₁ der Resonanzfre­ quenz wird ausgedrückt durch die folgende Beziehung unter Verwendung ei­ ner Resonanzfrequenz f₁ (δs) bezogen auf ein Öffnungsverhältnis δs der Ver­ längerung.

In diesem Ausdruck entspricht der Fall, daß das Öffnungsverhältnis 100% ist, dem Falle, in dem eine Verlängerung 43 an dem Loch 37b der Platte 29b nicht vorgesehen ist, oder einen Fall, in dem die Luftmasse in dem Loch 37b nur auf der Dicke der Platte 29b basiert. Andererseits ist bei einem Öffnungs­ verhältnis 0% die Öffnung 45 in der Verlängerung 43 nicht vorgesehen.

Wie Fig. 9 zeigt, ist der Änderungsgrad der Resonanzfrequenz bei einem Öff­ nungsverhältnis der Verlängerung von 20% oder darunter im wesentlichen 0%, und die Resonanzfrequenz des Schwingungssystems mit zwei Freiheits­ graden ist nahezu unverändert. Wenn andererseits das Öffnungsverhältnis der Verlängerung 20% überschreitet, wird der Änderungsgrad der Resonanzfre­ quenz schlagartig erhöht, und die Resonanzfrequenz des Schwingungssy­ stems mit zwei Freiheitsgraden steigt ebenfalls an.

Wenn daher die Öffnung 45 in dem Wandbereich gebildet wird und das Öff­ nungsverhältnis der Verlängerung bei 20% oder darunter liegt, bleibt die Resonanzfrequenz des Schwingungssystems mit zwei Freiheitsgraden im we­ sentlichen unverändert, und der Isolierungsbereich der Geräusche ist nicht eingeschränkt. Folglich bleibt auch die Geräuschdämpfung im wesentlichen unverändert.

Wenn bei dieser Ausführungsform die Öffnung 45 gebildet wird, werden die ausgeschnittenen Seitenflächen 49 in Radialrichtung des Loches 37a ge­ schnitten. Obgleich daher ein Teil der Seitenflächen 49 des Wandbereichs 41 die Öffnung 45 begrenzt, bleibt das Öffnungsverhältnis der Verlängerung im wesentlichen bei dem selben Wert. Wie in Fig. 8A gezeigt ist, ist der Abstand in Umfangsrichtung zwischen den gegenüberliegenden Seitenflächen 49 und 49 unterschiedlich entsprechend der radialen Position innerhalb der Dicke des Wandbereichs 41. Am inneren Rand ist der Abstand am geringsten, wäh­ rend der Abstand auf der Außenfläche am größten ist. Trotzdem kann jeder Bereich in Richtung der Wandstärke des Wandbereichs 41 als Öffnung be­ trachtet werden, ohne daß sich das Verhältnis der Öffnung zur Gesamtfläche des Wandbereichs ändert, sofern die gesamte Wandfläche in der selben radia­ len Position gemessen wird wie die Öffnung.

Wenn die ausgeschnittenen, gegenüberliegenden Seitenflächen 49 der Öff­ nung 45 so angeordnet sind, daß sie entlang einer Richtung parallel zum Durchmesser des Loches 37a verlaufen, sind die Abstände zwischen den ge­ genüberliegenden Seitenflächen 49 in Umfangsrichtung in der Richtung der Wandstärke des Wandbereichs 41 gleich. In diesem Falle wird das Verhältnis der Fläche der Öffnung 45 zu der äußeren Umfangsfläche des Wandbereichs 41 einschließlich der Öffnungsfläche 45 definiert als das Öffnungsverhältnis der Verlängerung.

Anschließend soll die Wirkungsweise der geräuschisolierenden Wand 27 der vorliegenden Ausführungsform beschrieben werden.

Eine übertragene Welle, die übertragen wird durch ein Schwingungssystem mit einem Freiheitsgrad, das zusammengesetzt ist aus einer Luftschicht in dem durchgehenden Öffnungsbereich 38 und einer Luftschicht zwischen der Oberfläche der Geräuschquelle und der geräuschisolierenden Platte 29a, hat die selbe Phase wie eine eintreffende Welle. Andererseits ist bei einem Schwingungssystem mit zwei Freiheitsgraden, das gebildet wird durch eine Luftschicht in der Verlängerung 40 und eine Luftschicht zwischen der Ober­ fläche der Geräuschquelle und der geräuschisolierenden Platte 29a die Phase der eintreffenden Welle derjenigen der übertragenen Welle entgegengesetzt.

Wenn daher bei dieser Ausführungsform Geräusche, die aus dem Motorraum austreten, die untere Abdeckung 5 erreichen, werden eintreffende Welle als übertragene Wellen mit der selben Phase bei dem Schwingungssystem mit ei­ nem Freiheitsgrad übertragen. Andererseits werden bei einem Schwingungs­ system mit zwei Freiheitsgraden die eintreffenden Wellen durch die untere Abdeckung 5 mit einer Phasenverschiebung von 180° durch Überschreiten der Resonanzfrequenz übertragen. Daher sind die Wellen, die durch das Schwingungssystem mit einem Freiheitsgrad und das Schwingungssystem mit zwei Freiheitsgraden übertragen werden, in den Phasen entgegengesetzt, so daß sie einander aufheben und der geräuschisolierende Effekt erreicht wird.

Wasser, das in die geräuschisolierenden Platten 29a und 29b durch das Loch 37b an der unteren Seite und die Verlängerung 43 eintritt, wird durch die Öffnung 45 in dem Wandbereich 41 der Verlängerung 43 abgegeben. In die­ sem Falle befindet sich die Öffnung 45 in einer Position, die die Höhe x ge­ genüber der inneren Oberfläche der geräuschisolierenden Platte 29b auf­ weist. Wasser, das über die Höhe x hinaus angesammelt wird, wird nach au­ ßen durch die ausgeschnittene Bodenfläche 47 der Öffnung 45 abgegeben.

Da der kürzeste Abstand x zwischen der Bodenfläche 47 und der Oberfläche der geräuschisolierenden Platte 29b in einem Bereich liegt, der durch den oben erläuterten Ausdruck (1) bestimmt wird, wird auch dann, wenn Wasser in das Innere der geräuschisolierenden Wand 27 eingetreten ist und zu einer Höhe x aufgestiegen ist, so daß das Volumen der Luftschicht zwischen den isolierenden Platten 29a und 29b im Sinne einer Vergrößerung der Reso­ nanzfrequenz verändert worden ist, das Hauptfrequenzband für die Außenge­ räusche des Fahrzeugs in einem geräuschisolierenden Bereich gehalten. Folg­ lich wird der geräuschisolierende Effekt in bezug auf das Fahrzeugaußenge­ räusch nicht geändert.

Da im übrigen eine Öffnung in dem Wandbereich 41 vorgesehen ist, die so ausgebildet ist, daß das Öffnungsverhältnis zwischen der Öffnung 45 und dem gesamten Wandbereich der vorspringenden Verlängerung 43 einschließlich der Öffnung 45 20% oder darunter beträgt, die Resonanzfrequenz für das Schwingungssystem mit zwei Freiheitsgraden nahezu nicht geändert. Auch die isolierende Wirkung wird nahezu nicht verändert.

Wie oben beschrieben wurde, wird erfindungsgemäß durch die Öffnung 45 in dem Wandbereich der Verlängerung 43 sowohl für das Schwingungssystem mit einem Freiheitsgrad, das gebildet ist aus der Luftschicht in den durchge­ henden Öffnungsbereichen 38 und der Luftschicht zwischen der Schallquelle und der geräuschisolierenden Platte 29a, als auch das Schwingungssystem mit zwei Freiheitsgraden, das gebildet ist durch die Luftschicht in den Ver­ längerungen 43 und die Luftschicht zwischen den geräuschisolierenden Plat­ ten 29a und 29b akustisch nicht gestört. Während daher die geräuschisolie­ rende Wirkung erhalten bleibt, kann Wasser, das zwischen die geräuschisolie­ renden Platten 29a und 29b eingetreten ist, nach außen abgegeben werden. Das Wasser kann in einfacher Weise abgegeben werden, und eine Neueinstel­ lung des Schwingungssystems ist nicht erforderlich.

Die Anordnung der Öffnung 45 in einer Verlängerung 43, die in der tiefsten Position von mehreren Verlängerungen 43 liegt, kann das Wasser, das zwi­ schen den geräuschisolierenden Platten 29a und 29 gesammelt worden ist, in der tiefsten Position durch die Öffnung 45 austreten. Die Wasserabgabe wird daher verbessert, und eine Änderung der geräuschisolierenden Wirkung wird auf ein geringes Maß beschränkt.

Der kürzeste Abstand x zwischen der Bodenfläche 47 der Öffnung 45 und der Oberfläche der geräuschisolierenden Platte 29b wird entsprechend der Be­ ziehung (1) im Hinblick auf die Schallfrequenz f für die Geräuschisolierung festgesetzt. Folglich wird die Schallfrequenz zur Isolierung des Geräusches größer als die Resonanzfrequenz des Schwingungssystems mit zwei Freiheits­ graden, und daher kann die geräuschisolierende Wirkung erhalten bleiben.

Da die Öffnung 45 in dem Wandbereich 41 in einer Weise ausgebildet ist, daß das Öffnungsverhältnis 20% oder weniger beträgt, wird die Änderung der Resonanzfrequenz des Schwingungssystems mit zwei Freiheitsgraden, das ge­ bildet wird durch die Federwirkung der Luftschicht zwischen den geräuschi­ solierenden Platten 29a und 29b und der Luft in der Verlängerung 43, ge­ ring, und die Resonanzfrequenz bleibt nahezu unverändert. Die geräusch­ dämpfende Wirkung bleibt ebenfalls nahezu unverändert, und das zwischen den geräuschisolierenden Platten 29a und 29b angesammelte Wasser kann abgegeben werden, während die geräuschisolierende Wirkung erhalten bleibt.

Da der durchgehende Öffnungsbereich 38 und die Verlängerung 40 in der unteren Abdeckung 5 ausgebildet sind, ist die Durchlässigkeit für Gas ge­ währleistet, und warme Luft im Motorraum kann leicht austreten. Die ge­ räuschisolierende Wand gemäß der vorliegenden Ausführungsform dient zu­ gleich als Teil der unteren Abdeckung 5 und hat die Funktion, die Teile in dem Motorraum gegenüber hochgeschleuderten Steinen oder dergleichen zu schützen, und sie verbessert zugleich die charakteristischen Eigenschaften des unteren Bereichs des Fahrzeugs.

Durch Ausführung der Öffnung 45 in einer im wesentlichen rechteckigen Schlitzform kann der Wandbereich 41 in Umfangsrichtung größer als in senkrechter Richtung ausgebildet sein. Dadurch wird der Einfluß der Öffnung 45 auf die Luftmasse in der Verlängerung 40 reduziert. Da der Verbindungs­ bereich zwischen den Wandbereich 41 und der geräuschisolierenden Platte 29b vergrößert wird, kann der Wandbereich 41 fest auf der geräuschisolie­ renden Platte 29b angebracht werden.

Da die Verlängerungen 43 an den Löchern 37a und 37b vorgesehen werden, werden die Luftmassen in den Löchern 37a und 37b vergrößert, und die Re­ sonanzfrequenz der Schwingung der Luftschicht in den Löchern 37a und 37b wird verringert. Die geräuschisolierende Wand 27 bewirkt daher eine Geräu­ schisolierung bei niedrigeren Frequenzen.

Durch Anordnung von Öffnungen 45 in mehreren Verlängerungen 43 kann Wasser zwischen den geräuschisolierenden Platten 29a und 29b rasch abge­ geben werden. Anschließend sollen weitere Ausführungsformen beschrieben werden. Entsprechende Teile tragen die Bezugsziffern der ersten Ausfüh­ rungsform, und eine erneute Erläuterung entfällt.

Zweite Ausführungsform

Fig. 10 zeigt eine geräuschisolierende Wand 51 einer zweiten Ausführungs­ form. Bei dieser geräuschisolierenden Wand 51 ist eine Öffnung 53, die sich von der Oberfläche der geräuschisolierenden Platte 29b zum oberen Rand 43a der Verlängerung 43 erstreckt, in dem Wandbereich 41 der Verlänge­ rung 43 in Axialrichtung dieser Verlängerung vorgesehen. Die Öffnung 53 er­ streckt sich vom Rand 55 des Loches 37a und besitzt gegenüberliegende Sei­ tenflächen 57, die einen im wesentlichen rechteckigen Schlitz begrenzen. Die gegenüberliegenden Seitenflächen 57 verlaufen in Radialrichtung des Lo­ ches 37b.

Das Öffnungsverhältnis der Öffnung 43 in der Verlängerung ist auf 20% oder weniger festgesetzt und entspricht damit der ersten Ausführungsform.

Die Öffnung 53 dieser Ausführungsform bildet ein Beispiel für den Fall, bei dem der kürzeste Abstand x zwischen der Bodenfläche 47 der Öffnung 45 bzw. 53 und der Oberfläche der geräuschisolierenden Platte 29b auf Null ge­ setzt wird. Wasser wird daher nicht zwischen den geräuschisolierenden Plat­ ten 29a und 29b gesammelt, so daß das Volumen der Luftschicht zwischen den geräuschisolierenden Platten 29a und 29b nicht geändert wird.

Bei der vorliegenden Ausführungsform werden übertragen Wellen durch das Schwingungssystem mit einem Freiheitsgrad mit gleicher Phase und durch das Schwingungssystem mit zwei Freiheitsgrad mit entgegengesetzter Phase übertragen, wie es bei der ersten Ausführungsform der Fall ist, so daß Geräu­ sche, die aus dem Motorraum 3 austreten, durch das Schwingungssystem mit einem Freiheitsgrad und das Schwingungssystem mit zwei Freiheitsgraden mit entgegengesetzten Phasen übertragen und damit ausgelöst werden. Da­ durch ergibt sich der geräuschisolierende Effekt. Da im übrigen der durchge­ hende Öffnungsbereich 38 und die Verlängerung 40 der Löcher in der unte­ ren Abdeckung 5 ausgebildet sind, ist die Gasdurchlässigkeit gewährleistet, und warme Luft kann leicht aus dem Motorraum austreten. Zugleich dient die geräuschisolierende Wand als Teil der unteren Abdeckung 5, die Teile im Motorraum gegenüber hochgeschleuderten Steinen oder dergleichen schützt, und die aerodynamischen Eigenschaften des unteren Bereichs des Fahrzeugs werden verbessert.

Wasser, das zwischen die geräuschisolierenden Platten 29a und 29b durch das Loch 37 der geräuschisolierenden Platte 29b auf der unteren Seite und durch die Verlängerung 43 durch hochspritzendes Wasser beim Fahren durch Pfützen etc. gelangt ist, wird nach außen durch die Öffnung 53 in den Wandbereich 41 der Verlängerung 43 abgegeben. In diesem Falle besitzt die geräuschisolierende Wand 51 der vorliegenden Ausführungsform dieselben Wirkungen wie diejenige der ersten Ausführungsform. Die geräuschisolieren­ de Wand der vorliegenden Ausführungsform kann das Wasser, das zwischen den geräuschisolierenden Platten 29a und 29b eingetreten ist, vollständig ab­ geben, so daß es nicht zwischen den Platten gesammelt wird. Das Volumen der Luftschichten zwischen den Platten 29a und 29b wird daher nicht verän­ dert. Die Resonanzfrequenz des Schwingungssystems mit zwei Freiheitsgra­ den wird nicht erhöht, und eine Beeinträchtigung der geräuschisolierenden Wirkung kann auf ein Minimum zurückgeführt werden.

Dritte Ausführungsform

Fig. 11 zeigt eine dritte Ausführungsform der Erfindung in einer geräuschiso­ lierenden Wand 59. Diese Wand 59 besitzt eine Öffnung 61, die sich von der Oberfläche der geräuschisolierenden Platte 29b zum Mittelbereich des Wand­ bereichs 41, bezogen auf dessen Axialrichtung, erstreckt. Die Öffnung 61 geht aus vom Öffnungsrand 55 des Loches 37b und ist begrenzt durch gegen­ überliegenden Seitenflächen 63, die sich in Axialrichtung des Wandbereichs 41 erstrecken, sowie eine ausgeschnittene obere Oberfläche 65, die die obe­ ren Ränder der Seitenflächen 63 zur Bildung eines im wesentlichen recht­ eckigen Schlitzes verbindet. Die gegenüberliegenden Seitenflächen 63 er­ strecken sich in Radialrichtung des Loches 37b.

Die Öffnung 61 dieser Ausführungsform ist ein Beispiel dafür, daß der kürze­ ste Abstand x zwischen der Bodenfläche 47, der Öffnung 45 und der Oberflä­ che der geräuschisolierenden Platte 29b null ist. Wasser wird daher nicht zwischen den geräuschisolierenden Platten 29a und 29b angesammelt, so daß das Volumen der Luftschicht zwischen den geräuschisolierenden Platten 29a und 29b nicht geändert wird. Das Öffnungsverhältnis der Verlängerung für die Öffnung 61 beträgt 20% oder weniger, wie es bei der ersten und zweiten Ausführungsform der Fall ist.

Wellen, die durch das Schwingungssystem mit einem Freiheitsgrad übertra­ gen werden, haben die gleiche Phase wie die eintretenden Wellen, und dieje­ nigen, die durch das Schwingungssystem mit zwei Freiheitsgraden übertra­ gen werden, haben zueinander entgegengesetzte Phasen, wie es bei der er­ sten und zweiten Ausführungsform der Fall ist, so daß Geräusch, die aus dem Motorraum 3 austreten und durch das Schwingungssystem mit einem Frei­ heitsgrad sowie das Schwingungssystem mit zwei Freiheitsgraden übertragen werden, sich gegenseitig auslöschen. Auf diese Weise ergibt sich ein geräu­ schisolierender Effekt. Da der durchgehende Öffnungsbereich 38 und die Verlängerungen 40 in der unteren Abdeckung 5 ausgebildet sind, ist die Gas­ durchlässigkeit gewährleistet und warme Luft kann aus dem Maschinenraum austreten. Zugleich bildet die geräuschisolierende Wand gemäß der vorlie­ genden Ausführungsform ein Teil der unteren Abdeckung 5 und hat somit die Funktion, Teile in dem Motorraum gegenüber hochgeschleuderten Steinen oder dergleichen zu schützen. Im übrigen werden die aerodynamischen Ei­ genschaften des unteren Bereichs des Fahrzeugs verbessert.

Wasser, das zwischen die geräuschisolierenden Platten 29a und 29b durch das Loch 37b in der geräuschisolierenden Platte 29b an der unteren Seite und durch die Verlängerung 43 durch Spritzwasser beim Fahren durch Pfüt­ zen oder dergleichen eintritt, wird durch die Öffnung 61 in dem Wandbe­ reich 41 der Verlängerung 43 nach außen abgegeben. Bei der geräuschisolie­ renden Wand 59 dieser Ausführungsform kann das Wasser, das zwischen die geräuschisolierenden Platten 29a und 29b gelangt ist, durch die Öffnung 61 vollständig abgegeben werden, so daß nicht zwischen den Platten 29a und 29b angesammelt wird. Daher wird das Volumen der Luftschicht zwischen den Platten 29a, 29b nicht geändert. Die Resonanzfrequenz des Schwingungs­ systems mit zwei Freiheitsgraden wird daher nicht erhöht, und die Ein­ schränkung der geräuschisolierenden Wirkung kann auf ein Minimum redu­ ziert werden.

Wasser, das zwischen die Platten 29a und 29b gelangt ist, wird zwischen die­ sen nicht angesammelt. Es entsteht daher kein störender Geruch durch ab­ gestandenes Wasser und auch kein Geräusch des zwischen den Platten hin und her gespritzten Wassers oder dergleichen.

Die dritte Ausführungsform hat im übrigen die selben Wirkungen wie die er­ ste und zweite Ausführungsform. Wenn der Flächenbereich der Öffnung 61 der dritten Ausführungsform der gleiche ist wie derjenige der Öffnungen 55 und 53 der ersten und zweiten Ausführungsform, ist die Größe der Öffnung 41 in Umfangsrichtung des Wandbereichs 41 größer. Wasser, das sich auf der geräuschisolierenden Platte 29b befindet, kann daher sofort abgegeben wer­ den, und der Wasseraustritt kann gegenüber der ersten und zweiten Ausfüh­ rungsform erleichtert werden.

Vierte Ausführungsform

Fig. 12 zeigt eine geräuschisolierende Wand 67 gemäß einer vierten Ausfüh­ rungsform der Erfindung. Die Wand 67 dieser Ausführungsform besitzt zwei Öffnungen 69, die die Form der Öffnung 53 haben, jedoch gegenüberliegend in dem Wandbereich 41 angeordnet sind. Die Öffnungen 69 erstrecken sich vom Öffnungsrand 55 des Loches 37b und sind durch zwei Seitenflächen 71 und 71 begrenzt, die sich in Axialrichtung des Wandbereichs 41 unter Bil­ dung eines im wesentlichen rechtwinkligen Schlitzes erstrecken. Die gegen­ überliegenden Seitenflächen 71 verlaufen in Radialrichtung des Loches 37b.

In diesem Falle wird das Öffnungsverhältnis für die Öffnungen 69 erhalten als das Verhältnis der Öffnungen 69 zur äußeren Umfangsfläche des Wandbe­ reichs 41 einschließlich der Fläche der Öffnungen. Das Öffnungsverhältnis beträgt auch hier 20% oder weniger.

Die Öffnungen 69 und 69 dieser Ausführungsform stellen ein Beispiel dar für den Fall, daß der kürzeste Abstand x zwischen der Bodenfläche 47 der Öff­ nung 69 und der Oberfläche der geräuschisolierenden Platte 29b null ist. Da somit Wasser nicht zwischen den geräuschisolierenden Platte 29a und 29b angesammelt werden kann, wird das Volumen der Luftschicht zwischen den Platten 29a und 29b nicht verändert.

Daher haben übertragene Wellen, die durch das Schwingungssystem mit ei­ nem Freiheitsgrad übertragen werden, die Phase der eintreffenden Wellen, während diejenigen Wellen, die durch das Schwingungssystem mit zwei Frei­ heitsgraden übertragen werden, die entgegengesetzte Phase aufweisen, wie es bei der ersten und zweiten Ausführungsform der Fall ist. Geräusche, die aus dem Motorraum 3 austreten und durch das Schwingungssystem mit ei­ nem Freiheitsgrad sowie das Schwingungssystem mit zwei Freiheitsgraden übertragen werden, löschen sich daher aus. Daraus ergibt sich ein geräuschi­ solierender Effekt. Da im übrigen der durchgehende Öffnungsbereich 38 und die Verlängerungen 40 in der unteren Abdeckung 5 ausgebildet sind, ist die Gasdurchlässigkeit gewährleistet, und warme Luft kann aus dem Motorraum leicht austreten. Zugleich dient die geräuschisolierende Wand der vorliegen­ den Ausführungsform als untere Abdeckung 5, und sie hat die Funktion, die Teile in dem Motorraum gegenüber hochgeschleuderten Steinen oder der­ gleichen zu schützen. Ferner werden die aerodynamischen Eigenschaften des unteren Bereichs des Fahrzeugs verbessert. Wasser, das zwischen die isolie­ renden Platten, 29a und 29b durch das Loch 37 der unteren Platte 29b und die Verlängerung 43 durch Spritzwasser beim Fahren durch Pfützen oder dergleichen eingetreten ist, wird durch die Öffnungen 69 in dem Wandbe­ reich 41 der Verlängerung 43 abgegeben.

Da bei dieser Ausführungsform zwei Öffnungen 69 in gegenüberliegenden Po­ sitionen vorgesehen sind, wird die Abgabe von Wasser im Vergleich mit den zuvor beschriebenen drei Ausführungsformen verbessert.

In diesem Falle besteht die Luftmasse in der Verlängerung 40 der geräuschi­ solierenden Platte 29 nicht nur aus der Luft in der Verlängerung 40, sondern auch in mitgerissener Luft in der unmittelbaren Umgebung des Loches 37b. Wenn eine Öffnung 69 in dem Wandbereich 41 der Verlängerung 43 ausgebil­ det ist, wird der Schwerpunkt der Luftmasse vom Mittelpunkt des Wandbe­ reichs 41 zu der Öffnungsseite 69 verschoben, und die Schwingung der Luft­ masse wird exzentrisch. Da in diesem Falle jedoch zwei Öffnungen in gegenü­ berliegenden Positionen vorgesehen sind, wird der Schwerpunkt der Luft­ masse dicht gegenüber dem Zentrum des Wandbereichs 41 verschoben, und die schwingende Masse wird nicht exzentrisch. Eine Erhöhung der Reso­ nanzfrequenz kann auf ein sehr geringes Maß reduziert werden, und zugleich wird die Beeinträchtigung des geräuschisolierenden Effekts sehr gering.

Bei dieser Ausführungsform handelt es sich um ein Beispiel für den Fall, daß zwei Öffnungen 69 in gegenüberliegenden Positionen in dem Wandbereich 41 der Verlängerung 43 vorgesehen sind. Durch Verwendung von drei oder mehr Öffnungen in dem Wandbereich 41 können ähnliche Effekte wie bei der vorliegenden Ausführungsform erzielt werden, und die Fähigkeit zur Was­ serangabe kann gegenüber der vorliegenden Ausführungsform weiter verbes­ sert werden. Wenn drei oder mehr Öffnungen vorgesehen sind und diese in regelmäßigen Intervallen auf dem Umfang verteilt sind, wird die Bildung ei­ ner exzentrischen Schwingung der Luftmasse vermieden.

Die vorliegende Ausführungsform ist ferner ein Beispiel dafür, daß zwei Öff­ nungen 69 der gleichen Form wie bei der obigen zweiten Ausführungsform in gegenüberliegenden Positionen des Wandbereichs 41 der Verlängerung 43 verwendet werden. Gleichgültig ob zwei oder mehr Öffnungen 45 der ersten Ausführungsform oder zwei oder mehr Öffnungen 61 der dritten Ausfüh­ rungsform in gegenüberliegenden Positionen in dem Wandbereich 41 der Verlängerung 43 vorgesehen werden, lassen sich die selben Effekte erzielen.

Obgleich bei allen zuvor beschriebenen Ausführungsformen das Geräusch des Motorraums 3 durch zwei Schwingungssysteme isoliert worden ist, können mehrere Schwingungssysteme durch Veränderung der Durchmesser der Zy­ linder 39, der Löcher 35a, 35b, der Löcher 37, 37b etc. gebildet werden.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen wird als Beispiel die Anwen­ dung auf eine geräuschisolierende Wand dargestellt, die die Geräusch durch Ausgleichen der übertragenen Wellen durch ein Schwingungssystem mit ei­ nem Freiheitsgrad und ein Schwingungssystem mit zwei Freiheitsgraden, das die Geräusche mit entgegengesetzter Phase überträgt, ausgelöscht werden. Die Erfindung kann jedoch auch angewendet werden auf geräuschisolierende Wandkonstruktionen auf drei oder mehr geräuschisolierenden Platten.

Wie zuvor beschrieben wurde, wird erfindungsgemäß die übertragene Welle, die durch das Schwingungssystem mit einem Freiheitsgrad übertragen wird, das gebildet wird durch die Luft in dem Zylinder und dem mit dem Zylinder verbundenen Loch, ausgelöscht durch die übertragene Welle des Schwin­ gungssystems mit zwei Freiheitsgraden, die gebildet wird durch die Luft zwi­ schen den geräuschisolierenden Platten, die die Welle mit entgegengesetzter Phase überträgt. Folglich können Geräusche von der Oberfläche der Schall­ quelle isoliert werden.

Da erfindungsgemäß eine Anzahl von Löchern in der geräuschisolierenden Platte ausgebildet ist, ist die Gasdurchlässigkeit gewährleistet.

Wasser, das zwischen die geräuschisolierenden Platten durch die Löcher in den Platten eindringt, wird nach außen durch die Öffnung abgegeben und nicht zwischen den Platten angesammelt. Daher wird das Volumen der Luft­ schicht zwischen den geräuschisolierenden Platten nicht geändert und die geräuschisolierende Wirkung nicht beeinträchtigt. Wasser, das in die Umge­ bung der Verlängerung gelangt kann leicht durch die Öffnung abgegeben werden, so daß eine schwierige Steuerung des Schwingungssystem nicht not­ wendig ist.

Wasser, das zwischen die geräuschisolierenden Platten gelangt, wird in einfa­ cher Weise nach außen abgegeben, während die geräuschisolierende Wirkung beibehalten wird.

Da erfindungsgemäß die Öffnung in der Verlängerung vorgesehen ist, die sich in der tiefsten Position gegenüber dem Grund befindet, wenn die Platte in der Betriebsposition steht, wird das Wasser in der tiefsten Position gesam­ melt und durch die Öffnung abgegeben.

Da der kürzeste Abstand x zwischen der Bodenfläche der Öffnung und der Oberfläche der geräuschisolierenden Platte in einem Bereich liegt, der der Beziehung (1) Rechnung trägt, die die Frequenz f der Schwingungsisolierung berücksichtigt, ist die Frequenz für die Geräuschisolierung größer als die Re­ sonanzfrequenz der Schwingung mit zwei Freiheitsgraden. Da wird die geräu­ schisolierende Wirkung nicht beeinträchtigt.

Wenn eine Anzahl von Öffnungen in der aufragenden Verlängerung vorgese­ hen ist, kann Wasser zwischen den geräuschisolierenden Platten noch ra­ scher abgegeben werden.

Wenn diese Öffnungen in gegenüberliegenden Positionen liegen und die Luft innerhalb des Wandbereichs der Verlängerung als Luftmasse dient, wird die Schwingung der Luftmasse nicht exzentrisch, so daß die Luftmasse wirksam schwingen kann.

Wenn die Öffnungsgröße so gewählt ist, daß das Verhältnis der Fläche der Öffnung zu der gesamten Umfangsfläche einschließlich der Öffnung 20% oder weniger beträgt, ist die Änderung der Resonanzfrequenz des Schwin­ gungssystem mit zwei Freiheitsgraden, das aus der Luftschicht zwischen den geräuschisolierenden Platten und der Luftmasse in den Verlängerungen be­ steht, gering, und die Resonanzfrequenz wird nahezu nicht geändert. Daher ändert sich auch die geräuschisolierende Wirkung kaum.

Wenn die Öffnung eine im wesentlichen rechteckige Form aufweist, kann die Verlängerung mit einem großen Umfangsreich mit der isolierenden Wand verbunden werden, so daß eine feste Verbindung entsteht.

Da die Öffnung vom oberen Ende der Verlängerung zu der Oberfläche der ge­ räuschisolierenden Platte verläuft, können Wasser und Schlamm, die zwi­ schen die Platten gelangt sind, zuverlässig nach außen abgeführt werden.

Wenn die Öffnung von der Oberfläche der geräuschisolierenden Platte bis zu einem Längsmittelbereich der Verlängerung verläuft, können Wasser und Schlamm ebenfalls zuverlässig abgeführt werden.

Wenn die erfindungsgemäße geräuschisolierende Wand als Teil einer unteren Motorraumabdeckung des Fahrzeugs verwendet wird, hat sie die Funktion ei­ ner geräuschdämpfenden Platte bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der Luftdurchlässigkeit.

Claims (10)

1. Geräuschisolierende Wandkonstruktion mit

• - wenigstens zwei geräuschisolierenden Platten (29a, 29b) und
• - einer Anzahl von Löchern (35a, 35b, 37a, 37b) in den Platten (29a, 29b), die einander gegenüberliegen, welche Löcher zum Teil mit gegenüberlie­ genden Löchern der Platten (29a, 29b) durch zylindrische Öffnungsberei­ che (38) verbunden sind und zum Teil Verlängerungen (40, 43) vom Randbereich aus in Richtung der gegenüberliegenden geräuschisolieren­ den Platten, aufweisen, gekennzeichnet durch eine Öffnung (45, 53, 61, 69) in der Verlängerung (40, 43) wenigstens einer der Öffnungen (37a, 37b) der geräuschisolierenden Platten (29a, 29b).

2. Geräuschisolierende Wandkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Öffnung (45, 53, 61, 69) in der Verlängerung (40, 43) wenigstens in der im Gebrauch der Wandkonstruktion niedrigsten Position vorgesehen ist.

3. Geräuschisolierende Wandkonstruktion nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der kürzeste Abstand (x) zwischen der Öffnung (45, 53, 61, 69) und der Bodenfläche (47) der geräuschisolierenden Platte (29b) der folgenden Beziehung entspricht: In dieser Ungleichung ist
f die Geräuschfrequenz der zu isolierenden Geräusche;
c die Schallgeschwindigkeit;
α das Öffnungsverhältnis zwischen den Löchern (35a, 35b, 37a, 37b) zu der Fläche der geräuschisolierenden Wand (29a, 29b);
β das Verhältnis der Fläche der durch den zylindrischen Bereich (38) verbundenen Öffnungen (35a, 35b) zur Gesamtfläche der Löcher;
t die Plattenstärke der geräuschisolierenden Platten (29a, 29b);
h die Länge der vorspringenden Verlängerungen (43);
a der Radius der Löcher (37a, 37b);
δ der kompensierte Wert am Rand der Löcher; und
d der Abstand zwischen den geräuschisolierenden Platten (29a, 29b).

4. Geräuschisolierende Wandkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Öffnungen (69) in einer Verlänge­ rung (40, 43) vorgesehen sind.

5. Geräuschisolierende Wandkonstruktion nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mehrere Öffnungen (69) einander gegenüberliegend vor­ gesehen sind.

6. Geräuschisolierende Wandkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (45, 53, 61, 69) so ausgebildet sind, daß das Flächenverhältnis zwischen der Fläche der Löcher und der Ge­ samtfläche des Wandbereichs (41) der Verlängerungen (40, 43) einschließ­ lich der Fläche der Löcher 20% oder mehr beträgt.

7. Geräuschisolierende Wandkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (45, 53, 69) ein rechteckiger Schlitz ist, der sich entlang der Verlängerung (40, 43) erstreckt.

8. Geräuschisolierende Wandkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (53, 69) vom oberen Rand der Verlängerung (40, 43) bis zur Bodenfläche (47) der geräuschisolierenden Platte (29b) verläuft.

9. Geräuschisolierende Wandkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (61) von der Bodenfläche (47) der geräuschisolierenden Platte (29b) bis in eine mittlere Höhe der Verlän­ gerung (40, 43) verläuft.

10. Geräuschisolierende Wandkonstruktion nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandkonstruktion Teil einer unteren Abdeckung (5) für den Motor eines Fahrzeugs ist.