DE10116169A1 - Schallübertragungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur gezielten Schallübertragung von einem Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs zu einem Innenraum des Kraftfahrzeugs, mit einer hohlen Übertragungsleitung, die mit einem Eingangsende mit dem Ansaugtrakt kommunizierend verbunden ist, die durch ein Ausgangsende den Schall zum Fahrzeuginnenraum abstrahlt und die eine schwingungsfähige erste Membran aufweist. DOLLAR A Um bei einer Undichtigkeit der ersten Membran eine Fehlfunktion der Brennkraftmaschine zu vermeiden, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß in der Übertragungsleitung auf der vom Eingangsende abgewandten Seite der ersten Membran eine zweite Membran angeordnet ist, die den Querschnitt der Übertragungsleitung gasdicht verschließt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur gezielten Schal­ lübertragung von einem Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Personenkraftwa­ gens, zu einem Innenraum des Kraftfahrzeugs, mit den Merkma­ len des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Eine derartige Schallübertragungsvorrichtung ist beispiels­ weise aus der DE 199 22 216 A1 bekannt und weist eine hohle Übertragungsleitung auf. Bei der bekannten Vorrichtung ist diese Übertragungsleitung mit einem offenen Eingangsende mit dem Ansaugtrakt kommunizierend verbunden und strahlt durch ein Ausgangsende den Schall zum Fahrzeuginnenraum ab. Zwi­ schen ihren Enden weist die Übertragungsleitung eine schwin­ gungsfähige Membran auf, die den Querschnitt der Übertra­ gungsleitung gasdicht verschließt. Diese Membran ist hin­ sichtlich der zu übertragenden Frequenzen abgestimmt, wo­ durch eine gezielte Schallübertragung vom Ansaugtrakt in den Fahrzeuginnenraum ermöglicht wird. Bei der bekannten Schal­ lübertragungsvorrichtung ist das Ausgangsende der Übertra­ gungsleitung offen, um den Schallaustritt nicht zu behin­ dern.

Im Betrieb der Brennkraftmaschine kann die Membran hohen Be­ lastungen ausgesetzt sein, was zu Ermüdungserscheinungen, insbesondere Rißbildung, führen kann. Dementsprechend kann es vorkommen, daß die Membran undicht wird. Bei Saugmotoren herrscht im Ansaugtrakt ein relativer Unterdruck. Bei un­ dichter Membran kann der Saugmotor durch die Übertragungs­ leitung Falschluft ansaugen, die insbesondere ungefiltert in den Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine gelangt. Bei einem aufgeladenen Motor herrscht im Ansaugtrakt stromab des je­ weiligen Laders, z. B. Abgasturbolader oder mechanischer Kom­ pressor, ein relativer Überdruck. Die Druckseite des Ansaug­ traktes eignet sich im besonderen Maße für den Anschluß ei­ ner eingangs genannten Schallübertragungsvorrichtung, so daß auch in der Übertragungsleitung der Überdruck des Laders herrscht. Durch diesen Überdruck verformt sich die Membran, wodurch die Membran besonders hohen Belastungen ausgesetzt ist und sich die vorstehend genannten Ermüdungserscheinungen erheblich früher zeigen können. Beim aufgeladenen Motor hat eine undichte Membran jedoch den Verlust von Ladedruck zur Folge, wodurch die komplette Motorabstimmung verloren geht. Die Funktionsfähigkeit der Brennkraftmaschine wird dadurch eingeschränkt.

Ein an der Membran anliegender relativer Überdruck oder Un­ terdruck führt zu einer mehr oder weniger starken Verformung der Membran, wodurch sich deren Schwingungsfähigkeit ändert. Dementsprechend ändert sich auch die Schallübertragungscha­ rakteristik der Schallübertragungsvorrichtung. Dieser Zusammenhang wird bei der Auslegung der Membran berücksichtigt, so daß im Nennbetrieb des aufgeladenen Motors oder des Saug­ motors die Schallübertragungsvorrichtung die gewünschte Schallübertragung ermöglicht. Bei einem aufgeladenen Motor hat dies jedoch zur Folge, daß in Motorbetriebsphasen, in denen der Auslegungsdruck nicht zur Verfügung steht (z. B. bei niedrigen Drehzahlen), die Schallübertragung nicht in der gewünschten Weise erfolgt.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Schallübertragungsvorrichtung der eingangs genann­ ten Art eine Ausführungsform anzugeben, die im Falle einer Undichtigkeit der Membran eine mehr oder weniger vollständi­ ge Funktionsfähigkeit für die Brennkraftmaschine gewährlei­ stet.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, in der Schallübertragungsleitung wenigstens zwei Membranen in Reihe anzuordnen. Die erste Membran ist dabei näher am Ansaugtrakt angeordnet und wird dementsprechend zuerst mit dem sich dort ausbreitenden Schall beaufschlagt. Die erste Membran wird dadurch zu Schwingungen angeregt, wobei dem Schall Energie entzogen wird. Die nachfolgende zweite Membran wird dann mit deutlich weniger Schallenergie beaufschlagt, wobei insbeson­ dere im Resonanzbereich der ersten Membran eine intensive Schallübertragung stattfindet. Da die zweite Membran deutlich geringeren Belastungen ausgesetzt ist, wird bei der zweiten Membran die Gefahr einer Rißbildung herabgesetzt. Wenn nun die zweite Membran den Querschnitt der Übertra­ gungsleitung gasdicht verschließt, kann somit die Dichtig­ keit des Gesamtsystems länger gewährleistet werden. Grund­ sätzlich ist es daher nicht erforderlich, daß die erste Mem­ bran den Querschnitt der Übertragungsleitung ebenfalls gas­ dicht verschließt; für die erste Membran muß lediglich ge­ währleistet, daß sie durch die Schallbeaufschlagung zu Schwingungen angeregt werden kann. Eine besonders hohe Aus­ fallsicherheit kann dann erzielt werden, wenn beide Membra­ nen jeweils für sich den Querschnitt der Übertragungsleitung gasdicht verschließen. Falls dann eine der Membranen undicht wird, gewährleistet die jeweils andere die Dichtigkeit des Gesamtsystems (sogenanntes "Fail-Safe-Prinzip").

Durch diese Bauweise führt eine undichte Membran zwar zu ei­ ner Veränderung der Schallübertragung, jedoch nicht zu einer Beeinträchtigung der Brennkraftmaschine, so daß deren Funk­ tionsfähigkeit voll erhalten bleibt.

Zweckmäßigerweise können sich die beiden Membranen hinsicht­ lich ihrer Frequenzabstimmung voneinander unterscheiden. Während die dem Schall zuerst ausgesetzte erste Membran über ihre Resonanzeigenschaften bestimmte Frequenzen sehr stark überträgt, führt die danach mit dem von der ersten Membran abgestrahlten Schall beaufschlagte zweite Membran bei ent­ sprechender Auslegung zu einer Verbreiterung des übertrage­ nen Frequenzbereichs, wodurch sich insgesamt eine erhöhte Breitbandigkeit für die erfindungsgemäße Schallübertragungs­ vorrichtung erzielen läßt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform können die beiden Mem­ branen eine gemeinsame Kopplungskammer begrenzen, die im we­ sentlichen einen konstanten Querschnitt aufweist, wobei sich die Membranen im wesentlichen parallel zueinander und im we­ sentlichen senkrecht zu einer Längsrichtung dieser Kopp­ lungskammer erstrecken. Durch diese Bauweise wird die Schal­ lübertragung von der ersten Membran auf die zweite Membran und somit die Schwingungsanregung der zweiten Membran erheb­ lich verbessert, wodurch sich insbesondere eine gewünschte Breitbandigkeit des Gesamtsystem besser einstellen läßt.

Zweckmäßig kann wenigstens eine der Membranen mit Vorspann­ mitteln vorgespannt sein, wodurch eine Frequenzabstimmung der jeweiligen Membran durchführbar ist.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung können die Vorspann­ mittel für die jeweilige Membran wenigstens einen senkrecht zur Membranebene verstellbaren Hülsenschieber aufweisen, der mit Federmitteln angetrieben ist und senkrecht zur Membrane­ bene an dieser vorgespannt anliegt. Ein derartiger Hülsen­ schieber läßt sich besonders einfach in den Schallübertra­ gungsweg integrieren, ohne dabei die Schallübertragung nach­ teilig zu beeinflussen.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann die zu­ sätzliche zweite Membran das Ausgangsende der Übertragungsleitung gasdicht verschließen. Durch diese Maßnahme befindet sich die zweite Membran genau dort, wo die gezielte Schall­ abstrahlung der Übertragungsleitung zum Fahrzeuginnenraum erfolgen soll, was vorteilhaft für die Frequenzabstimmung sein kann.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann diese zweite Mem­ bran durch einen Abschnitt einer Spritzwand gebildet sein, die den Fahrzeuginnenraum von einem Motorraum trennt und an die das Ausgangsende der Übertragungsleitung angeschlossen ist. Mit anderen Worten, die Übertragungsleitung wird mit ihrem Ausgangsende dicht an die Spritzwand angeschlossen. Die Spritzwand erhält dadurch eine wichtige Doppelfunktion.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann ein zwischen erster Membran und zweiter Membran liegender Innen­ raum der Übertragungsleitung über eine Druckausgleichsver­ bindung direkt oder indirekt mit dem Ansaugtrakt kommunizie­ rend verbunden sein. Durch diese Bauweise herrscht beider­ seits der ersten Membran jeweils der gleiche Druck. Dies hat zur Folge, daß sich die Schwingungscharakteristik der ersten Membran bei sich im Ansaugtrakt änderndem Druck, z. B. beim Hochfahren eines Laders, nicht ändert. Dementsprechend ar­ beitet die Schallübertragungsvorrichtung in allen Be­ triebspunkten der Brennkraftmaschine.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung an­ hand der Zeichnungen.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nach­ stehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der je­ weils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kom­ binationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Be­ schreibung näher erläutert.

Es zeigen, jeweils schematisch,

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung eines Ansaugtraktes einer Brennkraftmaschine bei einer ersten Variante,

Fig. 2 eine Darstellung wie in Fig. 1, jedoch bei einer zweiten Variante,

Fig. 3 eine Prinzipdarstellung einer ersten Ausführungs­ form einer Schallübertragungsvorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 4 eine Darstellung wie in Fig. 3, jedoch einer zwei­ ten Ausführungsform,

Fig. 5 eine Prinzipdarstellung eines Ausschnitts einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schallübertragungsvorrichtung,

Fig. 6 eine Darstellung wie in Fig. 5, jedoch einer ande­ ren Ausführungsform,

Fig. 7 einen Längsschnitt durch einen Ausschnitt einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schallübertragungsvorrichtung,

Fig. 8 einen Längsschnitt durch eine besondere Ausfüh­ rungsform einer Membran.

Entsprechend den Fig. 1 und 2 weist ein Luftansaugtrakt 1 einer Brennkraftmaschine 2 ein Luftfilter 3 auf, in dem ein Filterelement 4 eine Rohseite 5 von einer Reinseite 6 trennt. Eine Verbindungsleitung 7, die beispielsweise durch einen Schlauch oder ein Rohr gebildet sein kann, verbindet das Luftfilter 3 mit einem Luftsammler 8, der die Frischluft auf einzelne Zylinder 9 der Brennkraftmaschine 2 verteilt. Innerhalb dieses Luftansaugtraktes 1 ist während des Be­ triebs der Brennkraftmaschine 2 ein Schallfeld ausgebildet, dessen Klang- oder Geräuschcharakteristik mit einer von der Brennkraftmaschine 2 erbrachten Leistung, insbesondere mit deren Drehzahl, korreliert. Um den Fahrzeuginsassen, vor al­ lem den Fahrzeugführer, ein akustisches Feedback der Brenn­ kraftmaschinentätigkeit zu liefern, verfügt das im übrigen nicht dargestellte Kraftfahrzeug, das insbesondere ein Personenkraftwagen, vorzugsweise ein Sportwagen ist, über eine in den Fig. 3 bis 7 dargestellte Schallübertragungsvorrich­ tung 10.

Entsprechend den Fig. 1 und 2 wird ein Eingangsende 11 die­ ser Schallübertragungsvorrichtung 10 vorzugsweise an die Verbindungsleitung 7 des Ansaugtraktes 1 angeschlossen. Ebenso sind Ausführungsformen möglich, bei denen das Ein­ gangsende 11' mit der Reinseite 6 des Luftfilters 3 verbun­ den ist. Bei manchen Fahrzeugtypen kann es vorteilhaft sein, das Eingangsende 11" an den Luftsammler 8 anzuschließen. Bei einer anderen Ausführungsform kann das Eingangsende 11''' mit der Rohseite 5 des Luftfilters 3 verbunden sein. Ebenso ist es möglich, das Eingangsende 11"" stromauf des Luftfilters 3 an die Rohseite des Ansaugtrakts 1 anzuschließen.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 1 zeigt einen Saugmotor. Im Unterschied dazu zeigt Fig. 2 einen aufgeladenen Motor, bei dem in der Verbindungsleitung 7 ein Lader 12 angeordnet ist, der die angesaugte Frischluft auf ein erhöhtes Druckniveau komprimiert. Im dargestellten Beispiel handelt es sich beim Lader 12 um einen mechanisch angetriebenen Kompressor der beispielsweise über eine nur symbolisch dargestellte Wirk­ verbindung 13 mit der Brennkraftmaschine 2 antriebsverbunden ist. Ebenso ist es möglich, im Antriebsstrang 1 einen Abga­ sturbolader anzuordnen. Um dem Fahrzeuginnenraum eher die Geräuschcharakteristik der Brennkraftmaschine 2 als die Ge­ räuschcharakteristik des Laders 12 zuzuführen, ist die Schallübertragungsvorrichtung 10 mit ihrem Eingangsende 11 vorzugsweise auf der Druckseite des Laders 12 angeordnet.

Entsprechend den Fig. 3 und 4 weist die erfindungsgemäße Schallübertragungsvorrichtung 10 eine hohle Übertragungslei­ tung 14 auf, deren Eingangsende 11 - wie vorstehend erläu­ tert - an den Ansaugtrakt 1, vorzugsweise an dessen Verbin­ dungsleitung 7, angeschlossen ist. Ein Ausgangsende 15 der Übertragungsleitung 14 ist bis an eine Spritzwand 16 des Kraftfahrzeugs herangeführt, die einen Fahrzeuginnenraum 17 von einem Motorraum 18 trennt. Zwischen ihren Enden 11 und 15 weist die Übertragungsleitung 14 eine Resonatorkammer 19 auf, die beispielsweise als sogenannter "Helmholtz- Resonator" ausgebildet ist und eine schwingungsfähige erste Membran 20 enthält. Diese erste Membran 20 verschließt den Querschnitt der Übertragungsleitung 14 innerhalb der Resona­ torkammer 19.

Erfindungsgemäß besitzt die Schallübertragungsvorrichtung 10 außerdem eine zweite Membran 21, die auf einer vom Eingangs­ ende 11 abgewandten Seite der ersten Membran 20 den Quer­ schnitt der Übertragungsleitung 14 gasdicht abschließt. Mit der zweiten Membran 21 wird gewährleistet, daß es auch bei einer Undichtigkeit oder Gasdurchlässigkeit der ersten Mem­ bran 20 nicht zu einer Falschluftansaugung bzw. zu einem Druckabfall im Ansaugtrakt 1 kommt, um so die Funktionsweise der Brennkraftmaschine 2 gewährleisten zu können.

Bei den in Fig. 3 und 4 gezeigten Ausführungsformen ist die zweite Membran 21 am Ausgangsende 15 der Übertragungsleitung 14 angeordnet, so daß die zweite Membran 21 das Ausgangsende 15 gasdicht verschließt. Das Ausgangsende 15 besitzt hier eine trichterförmige Erweiterung, die für eine verbesserte Schallabstrahlung zum Fahrzeuginnenraum 17 vorteilhaft sein kann, jedoch nicht zwingend erforderlich ist.

Während bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 das Ausgangsen­ de 15 vor der Spritzwand 16, also im Motorraum 18 angeordnet ist, sind auch Ausführungsformen möglich, bei denen das Aus­ gangsende 15 in der Spritzwand 16 oder jenseits der Spritzwand 16, also bereits im Fahrzeuginnenraum 17 angeord­ net ist.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 wird die zweite Membran 21 durch einen Abschnitt der Spritzwand 16 gebildet, an wel­ che das Ausgangsende 15 angeschlossen ist. Um eine gasdichte Anbindung des Ausgangsendes 15 an die Spritzwand 16 zu er­ zielen, sind entsprechende Verbindungs- und/oder Dichtungs­ mittel 22 vorgesehen. Da die Spritzwand 16 üblicherweise aus einer relativ dünnen Platte aus Blech oder Kunststoff be­ steht, eignet sich der Spritzwandabschnitt zur Ausbildung der zweiten Membran 21.

Die erfindungsgemäße Schallübertragungsvorrichtung 10 weist bei bevorzugten Ausführungsformen eine Druckausgleichsver­ bindung 36 auf, die einen zwischen erster Membran 20 und zweiter Membran 21 ausgebildeten Innenraum 35 der Übertragungsleitung 14 direkt oder indirekt mit dem Ansaugtrakt 1 kommunizierend verbindet.

Bei den Ausführungsformen der Fig. 3 und 4 ist in der Über­ tragungsleitung 14 durch die erste Membran 20 ein erster Ab­ schnitt 23, der sich vom Eingangsende 11 bis zur ersten Mem­ bran 20 erstreckt, von einem zweiten Abschnitt 24 getrennt, der sich von der ersten Membran 20 bis zur zweiten Membran 21 bzw. hier bis zum Ausgangsende 15 erstreckt und dem In­ nenraum 35 entspricht. Bei den besonderen Ausführungsformen der Fig. 3 und 4 ist die Druckausgleichsverbindung 36 durch eine Druckausgleichleitung 25 gebildet, welche die beiden Abschnitte 23 und 24 der Übertragungsleitung 14 miteinander kommunizierend verbindet. Des weiteren ist dadurch auch der Innenraum 35 indirekt mit dem Ansaugtrakt 1 verbunden. Die Druckausgleichsverbindung 36 bzw. diese Druckausgleichslei­ tung 25 sorgt dafür, daß in den Abschnitten 23 und 24 der Übertragungsleitung 14 bzw. im Ansaugtrakt 1 und im Innen­ raum 35 stets etwa derselbe Druck herrscht, um dadurch die Schwingungscharakteristik der wichtigen ersten Membran 20 von Druckunterschieden im Ansaugtrakt 1 zu entkoppeln. Um die Schallübertragung in der Übertragungsleitung 14 mög­ lichst wenig zu beeinträchtigen, mündet die Druckausgleichs­ leitung 25 in beide Abschnitte 23, 24 im wesentlichen radial ein. Des weiteren besitzt die Druckausgleichsleitung 25 ei­ nen Querschnitt, der wesentliche kleiner ist als der Quer­ schnitt der Übertragungsleitung 14. Durch diese Bauweise wird gewährleistet, daß sich eine Undichtigkeit der zweiten Membran 21 nicht oder nur geringfügig auf die Funktionsweise der Brennkraftmaschine 2 auswirkt.

In den Fig. 3 und 4 ist die Druckausgleichsleitung 25 vor­ zugsweise außerhalb der Resonatorkammer 19 an die Abschnitte 23 und 24 der Übertragungsleitung 14 angeschlossen, um die Wirkungsweise der Resonatorkammer 19 nicht zu stören.

Während bei den Ausführungsformen der Fig. 3 und 4 das Ein­ gangsende 11 offen an den Ansaugtrakt 1 angeschlossen ist, zeigen die Ausführungsformen der Fig. 5 und 6 Varianten, bei denen das Eingangsende 11 durch die erste Membran 20 ver­ schlossen ist. Hierdurch ergibt sich insbesondere die Mög­ lichkeit, die erste Membran 20 hinsichtlich ihres Quer­ schnitts besonders groß zu dimensionieren, um beispielsweise tiefere Frequenzen besser übertragen zu können. Der Mem­ branquerschnitt ist hier deutlich größer als der Querschnitt der Übertragungsleitung 14 zwischen deren Enden 11 und 15. Gemäß Fig. 5 ist die Übertragungsleitung 14 an die Verbin­ dungsleitung 7 angeschlossen. Die erste Membran 20 bildet dabei einen Wandabschnitt der Verbindungsleitung 7.

Im Unterschied dazu ist bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 die Übertragungsleitung 14 an ein Gehäuse 37 des Luftfilters 3 angeschlossen, wobei die erste Membran 20 einen Wandab­ schnitt dieses Gehäuses 37 bildet. Um eine derart große Mem­ bran 20 aufnehmen zu können, ist ein das Eingangsende 11 aufnehmender Bereich 38 der Übertragungsleitung 14 ebenfalls mit einem entsprechend großen Querschnitt ausgebildet.

Bei den Ausführungsformen der Fig. 5 und 6 ist ebenfalls je­ weils eine Druckausgleichverbindung 36 in Form einer Druck­ ausgleichleitung 25 vorgesehen, die im Unterschied zu den Ausführungsformen der Fig. 3 und 4 den Innenraum 35 direkt mit dem Ansaugtrakt 1 kommunizierend verbindet.

Für die Druckausgleichverbindung 36 wird eine Ausführungs­ form bevorzugt, die so dimensioniert ist, daß sie bei einer Druckdifferenz zwischen Innenraum 35 und Ansaugtrakt 1 eine Drosselstelle bildet, die nur eine verzögerte Gasströmung zwischen Ansaugtrakt 1 und Innenraum 35 zuläßt. Auf diese Weise wird auf der einen Seite ein Druckausgleich zwischen den kommunizierenden Räumen (Innenraum 35 und Ansaugtrakt 1) ermöglicht, um die gewünschte Funktion der ersten Membran 20 gewährleisten zu können. Auf der anderen Seite wird durch die Ausbildung der Druckausgleichsverbindung 36 als Drossel­ stelle gewährleistet, daß bei einem Riß der zweiten Membran 21 Fehlfunktionen, wie z. B. Falschluftansaugung oder Druck­ abfall im Ansaugtrakt 1, reduziert bzw. verhindert werden.

Die erste Membran 20 kann den Querschnitt der Übertragungs­ leitung 14 gasdicht verschließen. Ebenso ist es möglich, den Querschnitt im Bereich der ersten Membran 20 gasdurchlässig auszugestalten, beispielsweise durch eine entsprechende Auf­ hängung der ersten Membran 20. Zweckmäßig kann auch die er­ ste Membran 20 aus einem Material bestehen, das gasdurchläs­ sig ist, so daß die erste Membran 20 selbst gasdurchlässig ist. Bei dieser Bauweise können zur Herstellung der ersten Membran 20 spezielle Werkstoffe verwendet werden, die bei­ spielsweise aus dem Lautsprecherbau bekannt sind und sich in besonderer Weise zur Übertragung von Schall eignen. Bei ei­ ner zweckmäßigen Weiterbildung kann demnach die Druckaus­ gleichsverbindung 36 auch im Bereich der ersten Membran 20 ausgebildet werden, beispielsweise durch eine entsprechend gasdurchlässig ausgestaltete Halterung der ersten Membran 20. Ebenso ist es möglich, die Druckausgleichverbindung 36 durch die gasdurchlässig gestaltete erste Membran 20 selbst . auszubilden.

Entsprechend Fig. 7 kann bei einer anderen Ausführungsform in die Übertragungsleitung 14 eine Membranträgereinheit 26 eingebaut sein, die sowohl die erste Membran 20 als auch die zweite Membran 21 enthält. Diese Membranträgereinheit 26 ist besonders einfach vormontierbar und kann komplett montiert in die Übertragungsleitung 14 eingebaut werden. Dieser Auf­ bau vereinfacht somit die Endmontage am Fahrzeug.

Die beiden Membranen 20 und 21 begrenzen in der Membranträ­ gereinheit 26 eine gemeinsame Kopplungskammer 27, die im we­ sentlichen einen konstanten, hier zylindrischen, insbesonde­ re kreiszylindrischen, Querschnitt aufweist. Dabei erstrec­ ken sich die beiden Membranen 20 und 21 im wesentlichen par­ allel zueinander und im wesentlichen senkrecht zu einer Längsrichtung der Kopplungskammer 27. Auch bei dieser Aus­ führungsform verschließen beide Membranen 20 und 21 den Querschnitt der Membranträgereinheit 26 und somit auch den Querschnitt der Übertragungsleitung 14. Dabei verschließt zumindest die zweite Membran 21 den Querschnitt der Übertra­ gungsleitung 14 gasdicht, um dadurch eine erhöhte Funktions­ sicherheit für die Brennkraftmaschine 2 gewährleisten zu können.

Insbesondere bei der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform ist die erste Membran 20 auf bestimmte Frequenzen abgestimmt, wobei die erste Membran 20 durch Resonanzeffekte bei be­ stimmten Frequenzen besonders stark angeregt wird. Die zwei­ te Membran 21 wird durch den von der ersten Membran 20 abge­ strahlten Schall angeregt und unterscheidet sich hinsicht­ lich ihrer Frequenzabstimmung von der ersten Membran 20, und zwar derart, daß sich insgesamt eine im Vergleich zu einer einzigen Membran breitbandigere Schallübertragung erzielen läßt.

Die Kopplungskammer 27 besitzt zwischen den Membranen 20 und 21 eine Entlüftungsöffnung 28, durch die Druckänderungen des in der Kopplungskammer 27 enthaltenen Gases (vorzugsweise Luft) ausgeglichen werden können, die aufgrund von Wärmeän­ derungen auftreten können. Die Entlüftungsöffnung 28 ist da­ bei so dimensioniert, daß sie bei einem Überdruck oder Un­ terdruck eine Drosselstelle bildet, die nur eine verzögerte Gasströmung erlaubt. Auf diese Weise kann einerseits zwar ein Druckausgleich bei thermischen Effekten gewährleistet werden, andererseits werden Fehlfunktionen (Falschluftansau­ gung, Druckabfall) bei einem Riß der ersten Membran 20 redu­ ziert bzw. verhindert.

Den Membranen 20 und 21 sind jeweils Vorspannmittel 29 zuge­ ordnet, die zu Erzielung einer gewünschten Frequenzabstim­ mung eine bestimmte Vorspannung der jeweiligen Membran 20, 21 ermöglichen. Diese Vorspannmittel 29 besitzen für jede Mem­ bran 20 zumindest einen Hülsenschieber 30. Jeder dieser Hül­ senschieber 30 ist in der Membranträgereinheit 26 axial, al­ so senkrecht zur Membranebene verschiebbar gelagert. Die Vorspannmittel 29 besitzen außerdem Federmittel 31, z. B. in Form einer Schraubenfeder, welche den jeweiligen Hülsen­ schieber 30 gegen die zugeordnete Membran 20, 21 antreiben. Dementsprechend kommt der jeweilige Hülsenschieber 30 senk­ recht zur Membranebene an der Membran 20 bzw. 21 zur Anlage. Hierzu besitzt jeder Hülsenschieber 30 einen kreisförmigen Kontakbereich 32, der zur Vorspannung der Membran 20 bzw. 21 an dieser kreisförmig anliegt. Zweckmäßig kommt dieser Kon­ taktbereich 32 in einem radial außen liegenden Abschnitt der Membran 20 bzw. 21 an der Membran 20, 21 zur Anlage, um deren Schwingungsfähigkeit nicht zu beeinträchtigen.

Die Hülsenschieber 30 sind jeweils gestuft ausgebildet, wo­ durch es möglich ist, die Federmittel 31 in einem radial zwischen dem Hülsenschieber 30 und der Membranträgereinheit 26 ausgebildeten Ringraum 34 unterzubringen, um so die Schallausbreitung innerhalb der Membranträgereinheit 26 mög­ lichst wenig zu beeinträchtigen. Aus demselben Grund besit­ zen die Hülsenschieber 30 außerdem im wesentlichen denselben Innendurchmesser wie Anschlußstutzen 33 der Membranträge­ reinheit 26, mit denen diese an die Übertragungsleitung 14 angeschlossen ist. Die Vorspannmittel 29 ermöglichen einerseits die Erzielung einer gewünschten Vorspannung innerhalb der Membran 20 bzw. 21, um diese auf eine bestimmte Frequenz bzw. einen bestimmten Frequenzbereich abzustimmen. Des wei­ teren gewährleisten die Vorspannmittel 29 auch bei Ermü­ dungserscheinungen der jeweiligen Membran 20 bzw. 21 eine im wesentlichen konstant bleibende Membranspannung, da die Vor­ spannmittel 29 hier so ausgebildet sind, daß sie die Membran 20 bzw. 21 selbsttätig nachspannen. Auf diese Weise kann die Schallübertragungscharakteristik der Schallübertragungsvor­ richtung 10 über einen langen Zeitraum im wesentlichen kon­ stant gehalten werden.

Die erste Membran 20 und/oder die zweite Membran 21 können zur Frequenzabstimmung mit Massen bzw. Gewichten versehen sein. Gemäß Fig. 8 können diese Gewichte beispielsweise in Form von Platten 39 an der Membran 20 bzw. 21 angebracht sein. Dabei können diese Platten 39 einseitig oder beidsei­ tig an der Membran 20 bzw. 21 angebracht sein. Diese Platten 39 können aus Kunststoff oder Metall bestehen. Ebenso ist es möglich, eine solche Platte 39 in die jeweilige Membran 20 bzw. 21 zu integrieren. Durch die Anbringung derartiger Platten 39 werden neben der schwingenden Masse außerdem die Elastizität in dem von der jeweiligen Platte 39 bedeckten Bereich der Membran 20 bzw. 21 verändert, was sich ebenfalls auf die Schallübertragungscharakteristik der Membran 20, 21 auswirkt.

Claims (22)

1. Vorrichtung zur gezielten Schallübertragung von einem An­ saugtrakt (1) einer Brennkraftmaschine (2) eines Kraftfahr­ zeugs zu einem Innenraum (17) des Kraftfahrzeugs, mit einer . hohlen Übertragungsleitung (14), die mit einem Eingangsende (11) mit dem Ansaugtrakt (1) kommunizierend verbunden ist, die durch ein Ausgangsende (15) den Schall zum Fahrzeugin­ nenraum (17) abstrahlt und die eine schwingungsfähige erste Membran (20) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Übertragungsleitung (14) auf der vom Eingangsende (11) abgewandten Seite der ersten Membran (20) eine zweite Membran (21) angeordnet ist, die den Querschnitt der Über­ tragungsleitung (14) gasdicht verschließt.

2. Schallübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Membranen (20, 21) hinsichtlich ihrer Frequenz­ abstimmung voneinander unterscheiden.

3. Schallübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsleitung (14) eine Resonatorkammer (19) enthält, in der zumindest die erste Membran (20) angeordnet ist.

4. Schallübertragungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Membranen (20, 21) eine gemeinsame Kopplungs­ kammer (27) begrenzen, die im wesentlichen einen konstanten Querschnitt aufweist, wobei sich die Membranen (20, 21) im wesentlichen parallel zueinander und im wesentlichen senk­ recht zu einer Längsrichtung der Kopplungskammer (27) er­ strecken.

5. Schallübertragungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungskammer (27) zwischen den Membranen (20, 21) wenigstens eine Entlüftungsöffnung (28) aufweist.

6. Schallübertragungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Membranen (20, 21) mit Vorspannmit­ teln (29) vorgespannt ist.

7. Schallübertragungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannmittel (29) für die jeweilige Membran (20, 21) wenigstens einen, senkrecht zur Membranebene ver­ stellbaren Hülsenschieber (30) aufweisen, der mit Federmitteln (31) angetrieben ist und senkrecht zur Membranebene an der Membran (20, 21) anliegt.

8. Schallübertragungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Hülsenschieber (30) mit einem kreisförmigen Kontakt­ bereich (32) an der Membran (20, 21) anliegt.

9. Schallübertragungsvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Hülsenschieber (30) in einem radial außen liegenden Abschnitt der Membran (20, 21) an dieser anliegt.

10. Schallübertragungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Membranen (20, 21) in einer Membranträgerein­ heit (26) angeordnet sind, die in die Übertragungsleitung (14) eingebaut ist.

11. Schallübertragungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Membran (21) das Ausgangsende (15) der Über­ tragungsleitung (14) gasdicht verschließt.

12. Schallübertragungsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Membran (21) durch einen Abschnitt einer Spritzwand (16) gebildet ist, die den Fahrzeuginnenraum (17) von einem Motorraum (18) trennt und an die das Ausgangsende (15) angeschlossen ist.

13. Schallübertragungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Membran (20) im oder am Eingangsende (11) der Übertragungsleitung (14) angeordnet ist.

14. Schallübertragungsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsleitung (14) im Bereich ihres Eingangs­ endes (11) einen größeren Querschnitt aufweist als zwischen ihren Enden (11, 15), wobei auch der Querschnitt der ersten Membran (20) größer ist als der Querschnitt der Übertra­ gungsleitung (14) zwischen deren Enden (11, 15).

15. Schallübertragungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein zwischen erster Membran (20) und zweiter Membran (21) liegender Innenraum (35) der Übertragungsleitung (14) über eine Druckausgleichsverbindung (36) direkt oder indi­ rekt mit dem Ansaugtrakt (1) kommunizierend verbunden ist.

16. Schallübertragungsvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckausgleichsverbindung (36) durch eine Druckaus­ gleichsleitung (25) gebildet ist, die einenends an den In­ nenraum (35) und anderenende an den Ansaugtrakt (1) ange­ schlossen ist.

17. Schallübertragungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein zwischen Eingangsende (11) und erster Membran (20) . liegender erster Abschnitt (23) der Übertragungsleitung (14) über eine Druckausgleichsleitung (25) mit einem zwischen er­ ster Membran (20) und zweiter Membran (21) liegenden zweiten Abschnitt (24) der Übertragungsleitung (14) kommunizierend verbunden ist.

18. Schallübertragungsvorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckausgleichsleitung (25) im wesentlichen radial in die Übertragungsleitung (14) einmündet.

19. Schallübertragungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Druckausgleichsleitung (25) wesent­ lich kleiner ist als der Querschnitt der Übertragungsleitung (14).

20. Schallübertragungsvorrichtung nach Anspruch 3 und einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckausgleichsleitung (25) außerhalb der Resonator­ kammer (19) an die Übertragungsleitung (14) angeschlossen ist.

21. Schallübertragungsvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckausgleichsverbindung (36) im Bereich einer Hal­ terung der ersten Membran (20) ausgebildet ist.

22. Schallübertragungsvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckausgleichsverbindung (36) dadurch gebildet ist, daß die erste Membran (20) gasdurchlässig ausgebildet ist.