Stand der Technik
[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Geräuschübertragung nach den Merkmalen
des unabhängigen Anspruchs 1. Weiterhin betrifft die Erfindung eine alternative Lösung
nach den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 13.
[0002] Aus der DE 100 42 012 ist eine Vorrichtung zur Geräuschgestaltung beim Kraftfahrzeug
bekannt. Diese weist einen Hohlkörper auf, welche durch wenigstens eine schwingfähige
Membran in wenigstens zwei Räume aufgeteilt ist. Ein Raum steht mit einem gasführenden
Teil einer in dem Kraftfahrzeug angeordneten Brennkraftmaschine in Verbindung und
der andere Raum ist an einen Innenraum des Fahrzeuges bzw. an den das Fahrzeug umgebenden
Raum akustisch gekoppelt. Eine gezielte Beeinflussung lässt sich zwar durch die Dimensionierung
der Durchmesser der verschiedenen Öffnungen bzw. Membrane erzielen, der Aufbau ist
jedoch fertigungstechnisch aufwendig und damit kostenintensiv, sowie benötigt er einen
großen Platzbedarf im Motorraum.
[0003] Es ist ferner aus der DE 100 02 984 A1 ein akustischer Absorber und ein Verfahren
zur Schallabsorption bekannt. Mit diesem Stand der Technik wird eine Schallpegelminimierung
erreicht. Eine definierte und einstellbare Schallübertragung ist bei dem bekannten
System nicht möglich.
[0004] Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Schallübertragungssystem zu schaffen, welches
zur Geräuschgestaltung bei einem Kraftfahrzeug dient, kostengünstig aufgebaut werden
kann und an unterschiedliche Forderungen und Bauraumgestaltungen einfach adaptierbar
ist.
[0005] Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 sowie des nebengeordneten
Anspruchs 13 gelöst.
Vorteile der Erfindung
[0006] Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Geräuschübertragung vom Ansaugbereich einer
Brennkraftmaschine zu dem den Ansaugtrakt umgebenden Bereich insbesondere den Fahrgastraum
eines Fahrzeuges, bezieht sich im Speziellen auf Personenkraftwagen. Die Vorrichtung
weist wenigstens einen Luftfilter mit einem Einlass und einem Auslass sowie ein zwischen
Ein- und -Auslass angeordnetes Filterelement auf, wobei der Auslass über wenigstens
ein Ansaugrohr korrespondierend mit der Brennkraftmaschine verbunden ist. Im Luftfiltergehäuse
sind Mittel zur Schallübertragung nach Außen aus dem Luftfiltergehäuse angeordnet.
Diese Mittel können auf der Rohseite, also vor dem Filterelement oder auf der Reinseite,
also nach dem Filterelement angeordnet sein, hierbei sind beide Anordnungen als gleich
wirkend zu betrachten. Dieses wir dadurch erreicht, dass Inneres und Äußeres im Wesentlichen
gasdicht voneinander getrennt sind und so die Druckdifferenz zwischen dem Inneren
des Luftfiltergehäuses und dem Äußeren des Luftfiltergehäuses zur Schallübertragung
genutzt werden kann. Bevorzugt ist das Luftfiltergehäuse hierbei aus einem Kunststoffmaterial
gefertigt, es sind jedoch auch andere Materialien denkbar. Hieraus ergibt sich der
Vorteil, dass kein separater Bauraum außerhalb des Luftfiltergehäuses benötigt wird,
und die Mittel zur Schallübertragung an jedweder Stelle im Luftfiltergehäuse an der
ein freies Volumen vorhanden ist, hierzu angeordnet werden können. Im Normalbetrieb
herrscht im Inneren des Luftfiltergehäuses gegenüber der Umgebung ein Unterdruck,
welcher durch die Ansaugleistung der Brennkraftmaschine hervorgerufen wird und die
Druckveränderungen, die während der verschiedenen Drehzahl- und Lastbereiche der Brennkraftmaschine
im Luftfiltergehäuse auftreten, können sehr gut aus dem Luftfiltergehäuse an die Umgebung
über die Mittel zur Schallübertragung abgegeben werden. Die Mittel zur Schallübertragung
können hierbei aktiv, zum Beispiel über Mikrofone, welche den Schall elektrisch, sei
es verstärkt oder unverstärkt, verändert oder unverändert an Lautsprecher weiterleiten,
sein oder auch passiv, wie zum Beispiel Resonatoren oder geometrische Maßnahmen am
Luftfiltergehäuse mit entsprechender Weiterleitung an die Umgebung, sein.
[0007] Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Mittel zur Schallübertragung
im Luftfiltergehäuse angeordnete Durchgangsöffnungen, wobei diese mit einer flexiblen
Membran verschlossen sind, wobei die Membran fest mit dem Luftfiltergehäuse verbunden
ist. Das Verbinden der Membran mit dem Luftfiltergehäuse kann über übliche Kleb- oder
Schweißverfahren erfolgen, wobei auch eine gasdichte Verbindung über ein kraftschlüssiges
Verbindungsverfahren denkbar ist. Die Membran selbst kann aus jeglichen Materialien
bestehen, wobei die Flexibilität derart gestaltet sein sollte, dass die Membran durch
die Druckunterschiede, die während des Betriebs der Brennkraftmaschine auftreten angeregt
werden kann. Die Durchgangsöffnungen im Luftfiltergehäuse können nachträglich in das
Luftfiltergehäuse eingebracht werden oder auch bei der Herstellung der Gehäuseteile
direkt über das Werkzeug eingebracht worden sein. Dabei kann über die Form, die Anzahl
und die Größe der Durchgangsöffnungen aktiv ein Einfluss auf den zu übertragenen Frequenzbereich
genommen werden.
[0008] Es ist vorteilhaft wenigstens eine Durchgangsöffnung mit nach Innen ragenden Hohlzylindern
zu verbinden, wobei die nach Innen ragenden Hohlzylinder gasdicht mit dem Luftfiltergehäuse
verbunden sind und die Durchgangsöffnung über ihren vollständigen Durchmesser umschließt.
Auch diese Maßnahmen dienen der Frequenzbeeinflussung und durch Variationen der Längen
und Durchmesser der Hohlzylinder sowie der Durchmesser der Durchgangsöffnungen und
der Anzahl der verwendeten Hohlzylinder, lassen sich aktiv bestimmte Frequenzen ein-
oder ausblenden. Es ist weiterhin möglich über das Einlegen einer Gehäusedämmung im
Bereich der Durchgangsöffnungen im Inneren des Luftfiltergehäuses hochfrequente Anteile
des Geräuschspektrums auszublenden. Zur Generierung eines sportlichen Sounds beim
Betrieb der Brennkraftmaschine, sind lediglich die Frequenzen bis ca. 1 kHz erwünscht.
Die Hohlzylinder können hierbei wiederum über ein bekanntes Kleb- oder Schweißverfahren
mit dem Luftfiltergehäuse oder auch bei der Herstellung des Luftfiltergehäuses einstückig
mit dem Luftfiltergehäuse hergestellt werden.
[0009] Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Membran in 2K-Technik an das Luftfiltergehäuse
angespritzt, wobei das Luftfiltergehäuse aus einem Kunststoffmaterial wie zum Beispiel
PP oder PA6 hergestellt ist. Eine besondere Ausführungsform der Erfindung beinhaltet,
dass im Inneren des Luftfiltergehäuses eine nach innen geöffnete kugelkalottenförmige
Membran angeordnet ist. Dies bedeutet, dass die Membran die Form eines Kugelabschnittes
besitzt, welcher Innen hohl ist, wobei die im Luftfiltergehäuse angeordnete Öffnung
eingefasst wird und sich die Kugel in das Innere des Luftfiltergehäuses erstreckt.
So ist die wirksame Fläche der Membran ein Vielfaches größer, als die Durchmesserfläche
der Durchgangsöffnung im Luftfiltergehäuse, so dass der Schalldruck hier mit einem
bestimmten Übersetzungsverhältnis von Innen nach Außen übertragen wird. Das ganze
ist vergleichbar mit einer alten Hupe, wo durch das Zusammendrücken der kugelförmigen
Gummimembran der Hupe eine bestimmte Gasbeschleunigung innerhalb eines Schalltrichters
hervorgerufen wurde. Da in diesem Fall jedoch unter normalen Betriebsbedingungen ein
Unterdruck innerhalb des Luftfiltergehäuses herrscht, wird hier die Membran nicht
zusammen gedrückt, sondern durch Unterdruckschwankungen und Pulsationen hervorgerufen
durch die Brennkraftmaschine hauptsächlich einer Volumenvergrößerung zugeführt. Die
Membran muss hierbei nicht exakt kugelförmig sein, sondern kann auch geringfügig von
einer kugelförmigen Gestalt abweichen.
[0010] Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Membran ist diese in ihrem Inneren mit
Mitteln zur Formstabilisierung versehen. Dieses hat den Vorteil, dass bei einer eventuellen
Fehlfunktion der Brennkraftmaschine und dem dadurch entstehenden eventuellen Überdruck
im Luftfiltergehäuse ein Einstülpen der Membran bei dieser Druckumkehr verhindert
wird. Die Mittel zur Formstabilisierung können unter anderem ein eingearbeitetes elastisches
Formgitter aus einem federnden Material oder aber auch Stabilisierungsrippen, oder
beispielsweise ein innen angeordneter Stützkörper sein. Es sind auch alle weiteren
dem Stand der Technik bekannt Maßnahmen zur Innenstabilisierung einer im Wesentlichen
kugelförmigen Membran ausdrücklich in die Varianten mit einbezogen.
[0011] Gemäß einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist das Mittel zur Schallübertragung
eine im Luftfiltergehäuse angeordnete Durchgangsöffnung. Hierbei ist im Inneren des
Luftfiltergehäuses eine die Durchgangsöffnung umschließende nach Innen ragende zylinderförmige
Membran angeordnet, welche an ihrem Ende gasdicht verschlossen ist. Auch hier wird
ein bestimmtes Übersetzungsverhältnis bei der Schallübertragung vom Inneren des Luftfiltergehäuses
nach Außen erzielt. Die im Wesentlichen zylinderförmige Membran kann durchaus auch
kegelstumpfförmig oder konisch ausgeführt sein. Ebenso soll auch eine komplett kegelförmige
Ausführung nicht ausgeschlossen sein. Die Membran ist hierbei bevorzugt aus einem
elastischen und/oder gummiartigen aber dennoch formstabilen Material ausgeführt.
[0012] Gemäß einer Variante der Erfindung ist die zylinderförmige Membran an ihrem Ende
durch ein membranartiges kreisringförmiges Verschlussstück gasdicht verschlossen.
Bevorzugt ist dabei das Verschlussstück aus dem gleichen Material wie die zylinderförmige
Membran gefertigt und lässt sich so einfach über eine Kleb- oder Schweißverbindung
mit der Membran gasdicht verbinden. Ebenso ist eine einstückige Ausführung möglich.
[0013] Alternativ hierzu kann die zylinderförmige Membran an ihrem Ende auch durch ein steifes
kreisringförmiges Verschlussstück verschlossen sein. Hier kann zum Beispiel auch das
Material des Luftfiltergehäuses oder ein ähnliches kreisringförmiges thermoplastisches
Kunststoffstück verwendet werden. Auch hier kann die Verbindung über eine Kleb- oder
Schweißverbindung hergestellt werden.
[0014] Zur Vermeidung eines Kollabierens der Membran bei Druckumkehr durch eine Fehlfunktion
der Brennkraftmaschine ist die zylinderförmige Membran mit Mitteln zur Innenstabilisierung
versehen. Diese Mittel können beispielsweise ein gleichartig geformter, hohler Stützkörper
oder eine spezielle geometrische Ausgestaltung der zylinderförmigen Membran erstellen.
Bei sämtlichen Arten der Innenstabilisierung, sei es bei der zylinderförmigen Membran
oder bei der kugelkalottenförmigen Membran ist es natürlich selbstverständlich, dass
diese möglichst wenig wirksame Innenoberfläche der Membran verschließen um so die
Schallübertragung über die Membran nicht zu verhindern. Dies bedeutet also, dass die
Stützkörper im Wesentlichen gitterförmig aufgebaut sind, um so möglichst viel wirksame
Innenoberfläche der Membran frei zu lassen. Falls jedoch der Stützkörper eine nahezu
ebensogroße Flexibilität wie die Membran aufweist, und sich dementsprechend gleichermaßen
mit der Membran verformen kann, kann auch ein geschlossener Stützkörper verwendet
werden.
[0015] Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist außen an dem Luftfiltergehäuse
gasdicht mit diesem verbunden eine Schall führende Leitung angeordnet, welche die
Durchgangsöffnung umschließt. Diese ist bevorzugt über ein Kleb- oder Schweißverfahren
mit dem Luftfiltergehäuse verbunden, kann aber auch über formschlüssige Verbindungsmethoden
wie zum Beispiel Schrauben oder Klipsen mit dem Luftfiltergehäuse verbunden sein.
Die Leitung weist starre und/oder flexible Teilstücke auf und ist in Richtung des
Fahrzeuginnenraumes verlegt. Diese kann dann zum Beispiel kurz vor der Spritzwand,
also der Fahrzeugbegrenzung, welche Motorraum und Fahrzeuginnenraum voneinander trennt,
enden und so den Schall in Richtung des Fahrzeuginnenraumes abstrahlen. Durch diese
Leitung lässt sich der Schall also in die Richtung transportieren, in der er beispielsweise
zur Betonung der Sportlichkeit des Fahrzeugs benötigt wird. Die Leitung kann dabei
einen runden, eckigen oder sonstigen Querschnitt aufweisen und komplett starr, komplett
flexibel oder eine Kombination aus beidem sein.
[0016] Zur speziellen Beeinflussung des Fahrzeuginnenraumes kann die Schall führende Leitung
auch direkt durch die Spritzwand in den Fahrzeuginnenraum gelegt werden und zum Beispiel
im Bereich des Instrumententrägers auslaufen. Es ist ebenso möglich sich in das bestehende
Luftverteilsystem beispielsweise nach dem Innenraumfilter einzuklinken und die dort
schon vorhandene Leitung mitzubenutzen.
[0017] Eine alternative Lösung ist darin zu sehen, dass die Mittel zur Schallübertragung
nicht direkt im oder am Luftfiltergehäuse angeordnet sind, sondern im Bereich einer
schallführenden Leitung. Das Luftfiltergehäuse weist ebenfalls einen Ein- und einen
Auslass auf, wobei zwischen Ein- und Auslass ein Filterelement angeordnet ist und
der Auslass über wenigstens ein Ansaugrohr korrespondierend mit der Brennkraftmaschine
verbunden ist. Im Luftfiltergehäuse ist wenigstens eine Durchgangsöffnung angeordnet,
welche gasdicht mit einer ersten schallführenden Leitung verbunden ist, wobei die
Verbindung eine Schweiß- oder Klebverbindung ebenso wie eine formschlüssige Verbindung
über zum Beispiel ein Schraubverfahren sein kann. Die erste schallführende Leitung
kann starr und/oder flexibel sein und diese mündet in eine Schallkammer mit einer
größeren Querschnittsfläche als die der ersten schallführenden Leitung. Die Durchmessergeometrien
der schallführenden Leitungen der Schallkammer können rund, eckig, oval oder sonstige
Formen aufweisen. Von der Schallkammer geht eine zweite schallführende Leitung aus,
welche ebenso gasdicht mit der Schallkammer verbunden ist, wie die erste schallführende
Leitung. Die zweite schallführende Leitung weist wiederum eine kleinere Querschnittsfläche
als die der Schallkammer auf und weist in ihrem Verlauf in Richtung des Fahrzeuginnenraumes.
Im Inneren der Schallkammer am zweiten schallführenden Rohr sind diesmal die Mittel
zur Schallübertragung und zur gasdichten Trennung der beiden schallführenden Leitungen
angeordnet. Das bedeutet, dass im Inneren der ersten schallführenden Leitung das gleiche
Druckniveau herrscht, wie im Inneren des Luftfiltergehäuses und die gasdichte Trennung
von der Umgebung erst im Anfang der zweiten schallführenden Leitung ausgeführt wird.
[0018] Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Mittel zur Schallübertragung eine
am Anfang der zweiten schallführenden Leitung gasdicht mit diesem verbunden nach Innen
in Richtung der ersten schallführenden Leitung in die Schallkammer ragende im wesentlichen
kugelkalottenförmige Membran. Diese kann die gleichen Eigenschaften wie die weiter
oben beschriebene kugelkalottenförmige Membran aufweisen. Sie verschließt die Eingangsöffnung
der zweiten schallführenden Leitung mit ihrer Öffnung gasdicht und ragt mit ihrer
Kugelform in das Innere der Schallkammer. Auch hier wird der Schalldruck in einem
bestimmten Übersetzungsverhältnis von der ersten in die zweite schallführende Leitung
übertragen.
[0019] Es ist vorteilhaft die kugelkalottenförmige Membran in ihrem Inneren mit Mitteln
zur Formstabilisierung zu versehen um ein Einstülpen der Membran bei Druckumkehr bei
einer Fehlfunktion der Brennkraftmaschine zu verhindern. Auch diese Mittel zur Formstabilisierung
sind mit den weiter oben beschriebenen gleich zu setzen.
[0020] Gemäß einer alternativen Ausgestaltung ist das Mittel zur Schallübertragung eine
am Anfang der zweiten schallführenden Leitung gasdicht mit dieser verbundenen nach
Innen in Richtung der ersten schallführenden Leitung in die Schallkammer ragende im
Wesentlichen zylinderförmige Membran. Diese ist an ihrem freien Ende, welches in die
Schallkammer ragt, gasdicht verschlossen. Die Ausführung der im Wesentlichen zylinderförmigen
Membran ist ebenfalls der Beschreibung weiter oben zu entnehmen.
[0021] Auch hier gibt es zwei alternative Möglichkeiten das in Richtung der ersten gasführenden
Leitung ragende, freie Ende, der im Wesentlichen zylinderförmigen Membran, zu verschließen,
nämlich einerseits durch ein membranartiges, kreisringförmiges Verschlussstück oder
durch ein steifes, kreisringförmiges Verschlussstück. Die jeweiligen Ausgestaltungen
sind schon im Text weiter oben ausführlich beschrieben worden.
[0022] Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist die zylinderförmige Membran
mit Mitteln zur Innenstabilisierung versehen, derart dass ein Kollabieren der Membran
bei Druckumkehr durch eine Fehlfunktion der Brennkraftmaschine ausgeschlossen ist.
Die Mittel zur Innenstabilisierung entsprechen analog den oben geführten Mitteln der
Innenstabilisierung bei der zylinderförmigen Membran im Luftfiltergehäuse.
[0023] Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer
aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und der Zeichnung hervor, wobei die einzelnen
Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei
der Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte
sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht
wird.
Zeichnung
[0024] Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in der Zeichnung anhand von schematischen
Ausführungsbeispielen beschrieben. Hierbei zeigt
- Figur 1
- einen Teilausschnitt eines erfindungsgemäßen Luftfiltergehäuses im Schnitt,
- Figur 2
- eine alternative Lösung des erfinderischen Luftfiltergehäuses im Schnitt,
- Figur 3
- eine weitere alternative Lösung des erfindungsgemäßen Luftfiltergehäuses im Schnitt
- Figur 4
- eine weitere Lösung dargestellt im Leitungsbereich im Schnitt und
- Figur 5
- eine Alternative dazu ebenfalls dargestellte im Leitungsbereich im Schnitt.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
[0025] Figur 1 zeigt einen Teil eines Luftfiltergehäuses 10 im Schnitt. Das Luftfiltergehäuse
10 weist Luftfiltergehäusewandungen 11 auf, welche mit Membranen 12 verschlossene
Durchgangsöffnungen 13 aufweist. Die Durchgangsöffnungen 13 können dabei direkt im
Fertigungsprozess oder nachträglich in das Luftfiltergehäuse 10 eingebracht worden
sein. Bevorzugt ist die Membran 12 über so genannte 2K-Technik an die Luftfiltergehäusewandung
11 angespritzt, sie kann aber auch über herkömmliche Schweiß- oder Klebeverfahren
mit dem Luftfiltergehäuse 10 verbunden sein. Die hier waagerecht liegende Membran
12 ist in einen Ausschnitt der Luftfiltergehäusewandung 11 eingespritzt und die senkrecht
liegenden Membranen 12 sind direkt in die Durchgangsöffnungen 13 eingespritzt. Zwei
der Durchgangsöffnungen 13 weisen Hohlzylinder 14 auf, welche einstückig mit der Luftfiltergehäusewandung
11 verbunden sind. Die Hohlzylinder umschließen die Durchgangsöffnung 13 vollständig
gasdicht, so dass deren Inhalt bei Luftpulsation über die Membran 12 mit der außerhalb
des Luftfiltergehäuses 10 liegenden Umgebung kommunizieren kann. Über die Länge der
Hohlzylinder 14 lässt sich der zu übertragende Frequenzbereich definieren. Die geometrische
Form der Durchgangsöffnungen 13 und der Hohlzylinder 14 kann dabei rund, oval oder
eckig sein, es sollen hier keinerlei Einschränkungen gelten. Bevorzugt ist hierbei
das Luftfiltergehäuse aus einem thermoplastischen Kunststoff, wie zum Beispiel Polyamid
oder Polypropylen und die Membrane aus einem TPE (thermoplastischen Elastomer).
[0026] Die Figur 2 zeigt eine alternative Ausgestaltung des Luftfiltergehäuses 10. Der Figur
1 entsprechende Bauteile sind mit dem gleichen Bezugszeichen versehen. Figur 2 zeigt
ein Luftfiltergehäuse 10 mit Luftfiltergehäusewandungen 11, einem Lufteinlass 15 und
einem Luftauslass 16, wobei zwischen Einlass 15 und Auslass 16 ein Filterelement 17
angeordnet ist. In der Reinseite des Luftfiltergehäuses 10 ist eine Durchgangsöffnung
13 angeordnet, welche über eine Kugelmembran 18, welche in das Innere des Luftfiltergehäuses
10 ragt, gasdicht verschlossen ist. Die Kugelmembran 18 ist weiterhin mit einer schallführenden
Leitung 19 gasdicht verbunden, welche in Richtung des hier nicht dargestellten Fahrzeuginnenraumes
des Kraftfahrzeuges weist. Die schallführende Leitung 19 kann hierbei über ein Schweiß-
oder ein Klebverfahren mit der Gehäusewandung 11 gasdicht verbunden werden. Die Kugelmembran
18, welche ebenfalls beispielsweise aus einem TPE bestehen kann, ist entweder mit
der schallführenden Leitung 19 oder mit der Luftfiltergehäusewandung 11 gasdicht verbunden.
Sie dient der Trennung der Reinseite des Luftfiltergehäuses 10 von der Umgebung, um
so im normalen Betrieb keinerlei ungereinigte Luft in das Ansaugsystem einsaugen zu
lassen. Kugelmembran 18 und schallführende Leitung 19 bzw. Luftfiltergehäusewandung
11 können dabei ebenfalls über ein Schweiß- oder Klebverfahren miteinander verbunden
sein. Es ist hier ebenfalls möglich die 2K-Technologie anzuwenden und die Kugelmembran
an eins der beiden Teile anzuspritzen. Es sei vermerkt, dass die Lage der Durchgangsöffnung
13 nicht zwangsläufig auf der Reinseite des Luftfiltergehäuses 10 sein muss, die Durchgangsöffnung
13 kann ebenso gut auf der Rohseite angeordnet sein.
[0027] Die Figur 3 zeigt eine alternative Ausgestaltung des Luftfiltergehäuses. Den vorherigen
Figuren entsprechende Bauteile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. In diesem
Fall ist die Durchgangsöffnung 13 mit einer zylinderförmigen Membran 20, welche an
ihrem freien Ende mit einem Verschlussteil 21 gasdicht verschlossen ist, versehen.
Die zylinderförmige Membran kann hierbei ebenfalls mit der schallführenden Leitung
19 oder mit der Luftfiltergehäusewandung 11 gasdicht verbunden sein, wobei die Verbindung
ebenfalls über 2K-Technik, Kleb- oder Schweißverfahren erfolgen kann. Auch ein mechanisches,
formschlüssiges Verbinden der Teile ist denkbar aber in der Realisierung aufwendig.
Die Kugelmembran 18 und/oder die zylinderförmige Membran 20 können zusätzlich mit
hier nicht dargestellten Mitteln zur Formstabilisierung in ihrem Inneren ausgestattet
sein um bei einer Druckumkehr bei einer Fehlfunktion der Brennkraftmaschine ein kollabieren
der beiden Membranarten zu verhindern. Dies kann beispielsweise über ein im Inneren
angebrachtes Gitter oder Stützrohr, sowie über Versteifungsrippen erfolgen. Auch im
Falle der zylinderförmigen Membran 20 kann die Durchgangsöffnung auf der Roh- oder
auf der Reinseite des Luftfiltergehäuses 10 angeordnet sein.
[0028] Figur 4 zeigt eine weitere Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Schallübertragung.
Den vorherigen Figuren entsprechende Bauteile sind mit den gleichen Bezugszeichen
versehen. In diesem Fall ist das Mittel zur Geräuschübertragung in die schallführende
Leitung 19 integriert. Ausgehend von einer nicht verschlossenen Durchgangsöffnung
13 eines hier nicht dargestellten Luftfiltergehäuses 10, unabhängig von Roh- oder
Reinseite, weist die schallführende Leitung 19 eine erste schallführende Leitung 19a,
welche in eine Schallkammer 22 mündet auf, von der eine zweite schallführende Leitung
19b weiter in Richtung des Innenraums des Fahrzeuges weist. Die zweite schallführende
Leitung 19b ist hierbei gasdicht durch eine zylinderförmige Membran 20 von der ersten
schallführenden Leitung 19a und der Schallkammer 22 getrennt. Die zylinderförmige
Membran 20 ist hierbei an ihrem freien Ende, welches in das Innere der Schallkammer
22 ragt durch ein Verschlussteil 21 ebenfalls gasdicht verschlossen. Das Verschlussteil
21 kann dabei aus demselben Material wie die zylinderförmige Membran 20 oder aus einem
steifen den Luftfiltergehäusewandungen 11 entsprechendem Material gearbeitet sein.
Bevorzugt weisen die schallführenden Leitungen 19a und 19b im Wesentlichen den gleichen
Durchmesser auf, wo hingegen die Schallkammer 22 einen größeren Durchmesser als die
schallführenden Leitungen 19 aufweist. Die zylinderförmige Membran 20 verschließt
jedoch den Durchmesser der zweiten schallführenden Leitung 19b und ist nicht abhängig
von dem Durchmesser der Schallkammer 22. Die Verbindungen von der zylinderförmigen
Membran 20 mit der zweiten schallführenden Leitung 19b sind entsprechend den oben
angeführten Beispielen auszuführen. Das Material der Schallkammer 22 entspricht bevorzugt
dem Material der schallführenden Leitungen 19a, 19b, welche vorzugsweise aus einem
thermoplastischen Kunststoff zum Beispiel Polypropylen bestehen. Die Schallkammer
22 und die schallführenden Leitungen 19 können dem entsprechend über Schweiß- oder
Klebverfahren miteinander verbunden werden.
[0029] Die Figur 5 zeigt eine zweite Variante der Ausführung der erfindungsgemäßen schallführenden
Leitung. Den vorherigen Figuren entsprechende Bauteile werden mit den gleichen Bezugszeichen
versehen. Auch hier mündet eine erste schallführende Leitung 19a, welche von einer
Durchgangsöffnung 13 des Luftfiltergehäuses 10 ausgeht in eine Schallkammer 22 von
der eine zweite schallführende Leitung 19b in Richtung des Fahrzeuginnenraums weist.
Die zweite schallführende Leitung 19b ist wiederum gasdicht von der ersten schallführenden
Leitung 19a und von der Schallkammer 22 getrennt. Die Gasdichttrennung erfolgt durch
eine Kugelmembran 18, welche mit der zweiten schallführenden Leitung 19b oder dem
Ausgang der Schallkammer 22 gasdicht verbunden ist. Sie ragt in das Innere der Schallkammer
hinein und wird über die gleichen Mechanismen wie oben beschrieben mit der Schallkammer
22 oder der zweiten schallführenden Leitung 19b verbunden. Entsprechend den oberen
Beispielen können die zylinderförmige Membran 20 oder die Kugelmembran 18 auch mit
Mitteln zur Innenstabilisierung bzw. Formstabilisierung versehen sein, um einem kollabieren
bei Druckumkehr entgegen zu wirken. Die zweiten schallführenden Leitungen 19b aus
den Figuren 4 und 5 können entsprechend der einen schallführenden Leitung 19 aus den
vorherigen Figuren, im Motorraum, im Wasserkasten oder im Innenraum münden, je nachdem
an welcher Stelle eine Geräuschbeeinflussung gewünscht ist. Wesentlicher Zweck der
Membran ist eine gasdichte Trennung vom Luftfiltergehäuseinnenraum um so zu verhindern,
dass über das System keine Fremdluft angesaugt wird und somit die Mündung auch in
den Fahrzeuginnenraum verlegt werden kann. Ebenfalls ist es äußerst vorteilhaft eine
möglichst große Membranfläche auf möglichst geringem Raum unter zu bringen, um so
ein gewisses Schallübersetzungsverhältnis zu erzeugen.
1. Vorrichtung zur Geräuschübertragung vom Ansaugbereich einer Brennkraftmaschine zu
dem den Ansaugtrakt umgebenden Bereich, insbesondere den Fahrgastraum eines Fahrzeuges,
im speziellen eines Personenkraftwagens, aufweisend einen Luftfilter mit einem Einlass
und einem Auslass und einem zwischen Ein- und Auslass angeordnetem Filterelement,
wobei der Auslass über wenigstens ein Ansaugrohr korrespondierend mit der Brennkraftmaschine
verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Luftfiltergehäuse Mittel zur Schallübertragung nach Außen aus dem Luftfiltergehäuse
angeordnet sind, wobei im Betrieb eine Druckdifferenz zwischen dem Inneren des Luftfiltergehäuses
und dem Äußeren des Luftfiltergehäuses herrscht und Inneres und Äußeres im Bereich
der Mittel zur Schallübertragung im wesentlichen gasdicht voneinander getrennt sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Schallübertragung im Luftfiltergehäuse angeordnete Durchgangsöffnungen
sind, wobei diese mit einer flexiblen Membran verschlossen sind, wobei die Membran
fest mit dem Luftfiltergehäuse verbunden ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Durchgangsöffnung mit nach Innen ragenden Hohlzylindern verbunden
sind, wobei die Durchmesser der Durchgangsöffnungen und der Hohlzylinder sowie die
Längen der Hohlzylinder variabel sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran an das Luftfiltergehäuse angespritzt ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Schallübertragung eine im Luftfiltergehäuse angeordnete Durchgangsöffnung
ist, wobei im Inneren des Luftfiltergehäuses eine nach Innen geöffnete im wesentlichen
kugelkalottenförmige Membran angeordnet ist, welche die Öffnung einfasst und so mit
einen bestimmten Übersetzungsverhältnis den Schalldruck von Innen nach Außen überträgt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die kugelkalottenförmige Membran in ihrem Inneren mit Mitteln zur Formstabilisierung
versehen ist, derart, dass ein Einstülpen der Membran bei Druckumkehr verhindert wird.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Schallübertragung eine im Luftfiltergehäuse angeordnete Durchgangsöffnung
ist, wobei im Inneren des Luftfiltergehäuses eine die Durchgangsöffnung umschließende
nach Innen ragende im wesentlichen zylinderförmige Membran angeordnet ist, welche
an ihrem Ende gasdicht verschlossen ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zylinderförmige Membran an ihrem Ende durch ein membranartiges kreisringförmiges
Verschlussstück gasdicht verschlossen ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zylinderförmige Membran an ihrem Ende durch ein steifes kreisringförmiges Verschlussstück
verschlossen ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zylinderförmige Membran mit Mitteln zur Innenstabilisierung versehen ist, derart,
dass ein Kollabieren der Membran bei Druckumkehr verhindert wird.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Außen am Luftfiltergehäuse gasdicht eine schallführende Leitung angeordnet ist, welche
die Durchgangsöffnung umschließt und mit dem Luftfiltergehäuse verbunden ist, wobei
die Leitung starre und/oder flexible Leitungsteilstücke aufweist und in Richtung des
Fahrzeuginnenraums weist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die schallführende Leitung in den Fahrzeuginnenraum ragt.
13. Vorrichtung zur Geräuschübertragung vom Ansaugbereich einer Brennkraftmaschine zum
den Ansaugtrakt umgebenden Bereich, insbesondere den Fahrgastraum eines Fahrzeuges,
im speziellen eines Personenkraftwagens, aufweisend einen Luftfilter mit einem Einlass
und einem Auslass und einem zwischen Ein- und Auslass angeordnetem Filterelement,
wobei der Auslass über wenigstens ein Ansaugrohr korrespondierend mit der Brennkraftmaschine
verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Luftfiltergehäuse wenigstens eine Durchgangsöffnung angeordnet ist, welche gasdicht
mit einer ersten schallführenden Leitung verbunden ist welche in eine Schallkammer
mit einer größeren Querschnittsfläche als die der ersten schallführenden Leitung mündet,
wobei von der Schallkammer eine zweite schallführende Leitung ausgeht welche wiederum
eine kleinere Querschnittsfläche als die der Schallkammer aufweist und in Richtung
des Fahrzeuginnenraumes weist, wobei im Inneren der Schallkammer am zweiten schallführenden
Rohr Mittel zur Schallübertragung und zur gasdichten Trennung der beiden schallführenden
Leitungen angeordnet sind.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Schallübertragung eine am Anfang der zweiten schallführenden Leitung
gasdicht mit diesem verbundene nach Innen in Richtung der ersten schallführenden Leitung
in die Schallkammer ragende im wesentlichen kugelkalottenförmige Membran ist, welche
die Eingangsöffnung der zweiten schallführenden Leitung mit ihrer Öffnung gasdicht
abschließt und so mit einen bestimmten Übersetzungsverhältnis den Schalldruck von
der ersten in die zweite schallführende Leitung überträgt.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die kugelkalottenförmige Membran in ihrem Inneren mit Mitteln zur Formstabilisierung
versehen ist, derart, dass ein Einstülpen der Membran bei Druckumkehr verhindert wird.
16. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Schallübertragung eine am Anfang der zweiten schallführenden Leitung
gasdicht mit dieser verbundene nach Innen in Richtung der ersten schallführenden Leitung
in die Schallkammer ragende im wesentlichen zylinderförmige Membran ist, welche an
ihrem freien Ende gasdicht verschlossen ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die zylinderförmige Membran an ihrem Ende durch ein membranartiges kreisringförmiges
Verschlussstück verschlossen ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die zylinderförmige Membran an ihrem Ende durch ein steifes kreisringförmiges Verschlussstück
verschlossen ist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die zylinderförmige Membran mit Mitteln zur Innenstabilisierung versehen ist, derart,
dass ein Kollabieren der Membran bei Druckumkehr verhindert wird.