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Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einem Schallerzeugungssystem zur Erzeugung eines künstlichen Motorengeräusches nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Sie betrifft auch einen Träger für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen von Patentanspruch 11.
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Kraftfahrzeuge, welche auch ohne einen Verbrennungsmotor zumindest zeitweise antreibbar sind, insbesondere Hybrid-, Elektro- und Brennstoffzellenfahrzeuge, sind bei ausschließlich ohne Verbrennungsmotor erfolgendem Antrieb sehr leise. Dies gilt insbesondere bei langsamer Fahrt, beispielsweise in einer Wohngegend. Hieraus ergibt sich eine erhöhte Unfallgefahr für Fußgänger oder Fahrradfahrer, welche beim Annähern eines Kraftfahrzeugs in der Regel das laute Geräusch eines Verbrennungsmotors erwarten.
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Daher bestehen weltweit gesetzliche Forderungen bzw. sind solche in Vorbereitung, welche für derartige ”geräuschlose” Kraftfahrzeuge im Bereich von 0 bis ca. 50 km/h ein Außengeräusch fordern, da das bisher durch den Verbrennungsmotor erzeugte Geräusch zumindest zeitweise entfallen kann.
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Aus der
DE 10 2010 005 138 A1 ist ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen vom Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt. Das Schallerzeugungssystem besteht dabei aus einem Schwingungserreger, welcher an einem Abgasschalldämpfer eines Abgassystems des Kraftfahrzeugs angeordnet ist.
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Eine solche Lösung ist hinsichtlich der Schallabstrahlung bzw. akustischen Eigenschaften und somit der Warnwirkung für Fußgänger und dergleichen nicht optimal.
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Zudem erscheint auf Grund der enormen Hitzeentwicklung im unmittelbaren Kontakt mit einer solchen Abgasanlage und der unmittelbaren, ungeschützten Bodennähe die Langzeitstabilität einer solchen Lösung fraglich.
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Der Erfindung liegt vornehmlich die Aufgabe zu Grunde, ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen vom Oberbegriff von Patentanspruch 1 hinsichtlich der akustischen Eigenschaften des Schallerzeugungssystems zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen beziehungsweise Weiterbildungen der Erfindung sind den jeweiligen Unteransprüchen entnehmbar.
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Die Erfindung geht aus von einem Kraftfahrzeug mit wenigstens einem Schallerzeugungssystem zur Erzeugung eines künstlichen Motorengeräusches, welches zumindest einen elektrisch ansteuerbaren Schwingungserreger aufweist, wobei der Schwingungserreger an einem Bauteil befestigt ist, welches von einer Karosserie des Kraftfahrzeugs akustisch und/oder schwingungstechnisch entkoppelt ist.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Bauteil seinerseits über eine Haltevorrichtung am Kraftfahrzeug gehalten ist, welche das Bauteil zumindest zu einem überwiegenden Teil verdeckt.
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Durch diese Maßnahme können die akustischen Eigenschaften des Schallerzeugungssystems deutlich verbessert werden. Insbesondere ist dadurch überraschend die Grenzfrequenz des Schallerzeugungssystems, bei der ein Verlust an Schalldruck auftritt, deutlich hin zu niedrigeren Frequenzen verschiebbar.
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Eine zweckmäßige Weiterbildung sieht vor, dass der Schwingungserreger an einer solchen Seite des Bauteils befestigt ist, welche von der Haltevorrichtung zumindest zu einem überwiegenden Teil verdeckt wird. Dies führt zu einem besseren Schutz des Schwingungserregers gegen Umwelteinflüsse und damit zu einer Erhöhung der Funktionssicherheit und Langzeitstabilität.
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Gemäß einer zweiten vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Haltevorrichtung eine Öffnung aufweist, die im Bereich des Schwingungserregers angeordnet ist und diesen umgibt. Hierdurch kann ein Teil des Schwingungserregers bei Schwingungen ungehindert durch die Öffnung ragen, was eine sehr kompakte Bauweise der Haltevorrichtung ermöglicht. Bevorzugt ist dabei die Öffnung in etwa kreisrund und so klein wie möglich gewählt, so dass sie den Schwingungserreger in unmittelbarer Nähe, vorzugsweise in etwa konzentrisch umgibt.
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Nach einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist die Öffnung durch ein luftdurchlässiges und flexibles Material verschlossen. Das Material kann beispielsweise schaumstoffartig ausgebildet sein. Hierdurch bleibt trotz weiterer Verbesserung der akustischen Eigenschaften die Beweglichkeit des Schwingungserregers unbehindert.
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Hinsichtlich der akustischen Eigenschaften können optimale Ergebnisse erzielt werden, wenn das Bauteil von der Haltevorrichtung vollständig abgedeckt wird.
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Vorzugsweise ist die Haltevorrichtung einstückig ausgebildet. Hierdurch sind hinsichtlich Fertigungs- und Montagekosten und auch hinsichtlich einer Langzeitstabilität Vorteile erzielbar.
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Das Bauteil ist vorzugsweise flächig ausgebildet. Flächig heißt dabei, dass die Flächenerstreckung des Bauteils um ein Vielfaches größer ist als seine Dicke. Durch die flächige Ausgestaltung des Bauteils lässt sich dies besonders gut zu Schwingungen anregen. Überdies trägt eine solche Ausgestaltung zu einer kompakten Bauweise bei.
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Dabei weist das Bauteil nach einer höchst vorteilhaften Ausbildung des Erfindungsgedankens zungenartige, einstückig mit diesem verbundene Elemente auf. Mittels der zungenartigen Elemente kann das Bauteil höchst effektiv schwingungsentkoppelt an der Haltevorrichtung befestigt werden.
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Um die akustische und/oder schwingungstechnische Entkopplung des Bauteils von der Karosserie noch weiter zu verbessern, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Bauteil akustisch und/oder schwingungstechnisch entkoppelt an der Haltevorrichtung und diese wiederum akustisch und/oder schwingungstechnisch entkoppelt an einem anderen Bauteil des Kraftfahrzeugs befestigt ist. Das andere Bauteil kann beispielsweise eine Motorhaube oder ein Kofferraumdeckel sein.
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Die Montage wird vereinfacht, wenn die Haltevorrichtung eine Vertiefung aufweist, in die das den Schwingungserreger haltende Bauteil eingelassen ist.
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Um die Integration des Bauteils in das Kraftfahrzeug auch bei beengten Platzverhältnissen zu erleichtern, wird vorgeschlagen, dem Bauteil im Umriss eine in etwa kreisrunde Form zu geben.
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Eine andere Weiterbildung der Erfindung sieht noch vor, das Bauteil an einem solchen Träger zu befestigten, an dem zumindest auch wenigstens ein Kühler gehalten ist.
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Ein solcher Träger, welcher im Vorderwagen eines Kraftfahrzeugs verbaut wird, dient zur Montage mehrerer Einzelkomponenten, wie beispielsweise eines Kühlers und eines Lüfters und stellt somit eine Integrationsplattform mehrerer Einzelkomponenten im Vorderwagen dar. Ein derartiger Träger wird mitunter daher auch ”Montageträger” oder ”Strukturträger” genannt. Er kann beispielsweise aus Kunststoff, Aluminium oder Stahl bestehen und wird immer häufiger auch als Hybridbauteil dieser Werkstoffe (PP- oder PR-Kunststoff/Stahl) hergestellt.
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Da ein solcher Träger ohnehin im Vorderwagen vorhanden ist, kann durch die erfindungsgemäße Lösung bei geringem Bauraumbedarf und kostengünstig ein Schallerzeugungssystem zur Verfügung gestellt werden. Darüber hinaus ist auf Grund der Positionierung im Vorderwagen, und zwar in unmittelbarer Nähe des Kühlers, eine optimale Schallabstrahlung in Fahrtrichtung möglich.
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Im Rahmen der Erfindung wird auch Schutz beansprucht für einen Träger für ein Kraftfahrzeug. Der Träger hält erfindungsgemäß wenigstens einen Kühler und wenigstens ein mit wenigstens einem Schwingungserreger verbundenes Bauteil, wobei das Bauteil akustisch und/oder schwingungstechnisch entkoppelt an einer Haltevorrichtung für das Bauteil gehalten ist und von dieser zumindest zu einem überwiegenden Teil verdeckt wird.
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Ein solcher Träger kann als vorkonfektioniertes, hochintegriertes Zulieferbauteil im Produktionsprozess in das Kraftfahrzeug eingebaut werden und somit zur Einsparung von Montagezeit und -kosten beitragen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dabei beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche, vergleichbare oder funktional gleiche Bauteile, wobei entsprechende oder vergleichbare Eigenschaften und Vorteile erreicht werden, auch wenn eine wiederholte Beschreibung weggelassen ist.
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Es zeigen, jeweils schematisch
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1 den vorderen Teil eines Kraftfahrzeugs von der Seite in einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
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2 eine vergrößerte Ansicht gemäß Ansicht II aus 1,
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3 Draufsicht auf die Haltevorrichtung für das den Schwingungserreger haltende, plattenartige Bauteil gemäß Ansicht III aus 2 in Alleinstellung,
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4 eine vergrößerte Ansicht gemäß Ansicht IV aus 2, jedoch in einer anderen Ausführung,
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5 den vorderen Teil eines Kraftfahrzeugs von der Seite in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,
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6 eine mit 2 vergleichbare Ansicht auf noch eine weitere Ausführungsform der Erfindung,
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7 das ohne Schwingungserreger dargestellte, flächige Bauteil in einer ersten Ausführungsform und
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8 das ohne Schwingungserreger dargestellte, flächige Bauteil in einer zweiten Ausführungsform.
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Aus der 1 ist ein Kraftfahrzeug K ersichtlich, welches als reines Elektrofahrzeug ausgebildet ist. Die erfindungsgemäße Lösung ist selbstverständlich auch für andere, „geräuschlos” antreibbare Kraftfahrzeuge, wie beispielsweise in der Beschreibungseinleitung genannt, nutzbringend einsetzbar.
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Das Kraftfahrzeug K weist einen durch eine Motorhaube 10 abdeckbaren Motorraum 2 mit einem Elektromotor 3 auf, der zur Traktion des Kraftfahrzeugs K dient.
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Im vorderen Bereich des Kraftfahrzeugs K (so genanntes Frontend) ist ein Träger 1 (Montageträger) ersichtlich, an dessen unteren Bereich ein Kühler 4 und ein Lüfter 5 montiert bzw. aufgenommen sind.
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Der Kühler 4 dient zur Kühlung von Leistungselektronik und Leistungsaggregaten, wie beispielsweise des Elektromotors 3.
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Vor dem Kühler 4 sind Lufteinlässe 6 vorgesehen, damit beim Fahren des Kraftfahrzeugs K anströmende Luft leichter zum Kühler 4 gelangen kann.
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Oberhalb des Kühlers 4 ist ein plattenartiges Bauteil 7 mittels eines rahmenartigen Halteteils 11 am Montageträger 1 befestigt. Am Bauteil 7 ist wiederum ein Schwingungserreger 8 in etwa mittig zur Flächenerstreckung des plattenförmigen Bauteils 7 angebracht.
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Der Schwingungserreger 8 kann beispielsweise piezoelektrisch, elektrostatisch, magnetisch, elektromagnetisch oder in anderer geeigneter Weise arbeiten. Er dient zur Schwingungsanregung des plattenförmigen Bauteils 7, wobei der Schwingungserreger 3 in seinen Frequenzen regelbar sein kann. Notwendige elektrische Anschlüsse sind nicht näher dargestellt.
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Um das plattenförmige Bauteil 7 schwingungstechnisch und/oder akustisch von der Karosserie des Kraftfahrzeugs K optimal zu entkoppeln, ist das Bauteil 7 an Befestigungspunkten 73 schwingungsentkoppelt mit dem rahmenartigen Halteteil 11 und das rahmenartige Halteteil 11 wiederum über schwingungsentkoppelnde Befestigunselemente 9 am Montageträger 1 verbunden. Die Befestigungselemente 9 sind bevorzugt als Mehrkomponenten-Bauteile (beispielsweise Stahl/Elastomer) ausgebildet.
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Durch die Positionierung des Bauteils 7 mitsamt Schwingungserreger 8 im Montageträger 1 ist bereits eine sehr gute Schallabstrahlung S in Fahrtrichtung und damit eine äußerst gute Warnwirkung für Passanten möglich.
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2 und 3 zeigen, dass das rahmenartige Halteteil 11 eine kreisrunde, tellerartige Vertiefung T aufweist, in die das Bauteil 7 (vgl. auch 8) eingelassen und an Befestigungspunkten 73 (Öffnungen) mit dem Halteteil 11 schwingungsentkoppelt verbunden ist.
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Die Vertiefung T ist von einem flanschartigen Rahmen 113 umgeben, welcher ebenso Befestigungspunkte 117 (Öffnungen) aufweist, um das Halteteil 11 an diesen Befestigungspunkten 117 mittels nicht näher dargestellter, schwingungsentkoppelnder Befestigungselemente 9 am Träger 1 zu montieren.
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Die Vertiefung T wird durch eine umlaufende, seitliche Wandung 112 gebildet, die in eine rückseitige Wandung 110 übergeht. „Rückseitig” bedeutet in diesem Fall also dem Motor 3 zugewandt (vgl. auch 1). Wie ersichtlich, deckt die Wandung 110 des Halteteils 11 einen Großteil einer ihr zugewandten Rückseite 72 des plattenartigen Bauteils 7 ab, so dass die Rückseite 72 des Bauteils 7 weitgehend nicht mehr sichtbar ist. Lediglich im Zentrum der Wandung 110 verbleibt eine bevorzugt kreisrunde Öffnung 115. Die Öffnung 115 umgibt den Schwingungserreger 8 in unmittelbarer Nähe, vorzugsweise konzentrisch. Durch die Öffnung 115, die in ihrem Durchmesser vorzugsweise nur geringfügig größer ist als die Flächenausdehnung des Schwingungserregers 8 in gleicher Richtung, kann bei guter Abschirmung eine ungehinderte Beweglichkeit des Schwingungserregers 8 sichergestellt werden. Auch ist dadurch eine insgesamt flache und kompakte Bauweise des Halteteils 11 möglich.
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Ferner kann ein Frontgitter 13 zum besseren Schutz einer ansonsten durch das Halteteil 11 unbedeckten Vorderseite 71 des Bauteils 7 vorhanden sein.
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In 4 ist dargestellt, dass die Öffnung 115 mit einer Abdeckung 12 versehen sein kann. Die Abdeckung 12 ist flexibel und luftdurchlässig und kann beispielsweise aus Schaumstoff sein.
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Zusätzlich oder alternativ kann die rückseitige Wandung 110 eine schallabsorbierende Oberfläche 14 aufweisen. Diese kann einstückig mit der Wandung 110 verbunden oder auch als schallabsorbierender Überzug (z. B. Vlies) ausgebildet sein.
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Das Halteteil 11 ist in den Ausführungsbeispielen einstückig ausgebildet. Davon abweichend ist natürlich denkbar, das Halteteil 11 auch mehrteilig auszubilden.
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Der 5 ist entnehmbar, dass das Halteteil 11 für das Schallerzeugungssystem (7, 8) in gleicher Weise auch an der Motorhaube 11 angebracht sein kann.
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6 beschreibt eine andere Ausführungsform der Erfindung, bei der im Unterschied zur 2 die rückseitige Wandung 110 vollständig verschlossen ist. Das Bauteil 7 ist auf in der Vertiefung T befindlichen Flanschen 114 schwingungsentkoppelt an Befestigungspunkten 73 gehalten. Die Flansche 114 ermöglichen bei Bedarf einen größeren Abstand zur rückseitigen Wandung 110. Ferner ist eine Entlüftungsöffnung 116 zum Druckausgleich vorgesehen.
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Diese Ausführungsform bietet die besten akustischen Eigenschaften, ist jedoch nicht ganz so kompakt wie die Lösung gemäß 2.
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Abweichend von den Ausführungsbeispielen kann der Schwingungserreger 8 gleichermaßen auch an der Vorderseite 71 des plattenartigen Bauteils 7 montiert sein. Auch können mehrere Schwingungserreger 8 an der Vorder- und/oder Rückseite 71, 72 des plattenartigen Bauteils 7 angebracht werden.
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Wie aus 7 ersichtlich ist, kann das plattenartige Bauteil 7 im Umriss beispielsweise viereckig, insbesondere in etwa quadratisch sein kann. Es weist umfangseitig vier zungenartige Elemente 70 auf, welche einstückig mit dem Bauteil 7 verbunden sind und an ihren Enden mit Befestigungspunkten 73 in Form von Öffnungen versehen sind. Mit 75 sind lichte Zwischenräume beziffert.
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Anstatt umfangseitig können zungenartige Elemente jedoch auch weiter innen auf der Fläche des Bauteils 7 angeordnet sein, wie durch die Bezugszeichen 70' und 75' gestrichelt und beispielhaft angedeutet ist. Im Zentrum des Bauteils 7 ist eine Befestigungsöffnung 74 für den Schwingungserreger 8 (dieser ist hier nicht dargestellt) ersichtlich.
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In Abweichung dazu zeigt 8 das plattenartige Bauteil 7 mit einer im Umriss in etwa kreisrunden Form, welches insbesondere bei beengten Platzverhältnissen bevorzugt eingesetzt werden kann.
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Die Erfindung ist nicht auf das bzw. die obigen Ausführungsbeispiele beschränkt. Diese wurden nur zur allgemeinen Erläuterung des Kerngedankens der Erfindung herangezogen. Die Erfindung kann im Rahmen ihres Schutzumfangs vielmehr auch andere als die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele bzw. Ausprägungen annehmen. Hierbei kann sie insbesondere auch solche Merkmale aufweisen, die eine Kombination aus Einzelmerkmalen der jeweiligen Ansprüche darstellen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Träger zur Montage mehrerer Aggregate, u. a. Kühler, Lüfter („Montageträger”)
- 2
- Motorraum
- 3
- Elektromotor
- 4
- Kühler
- 5
- Lüfter
- 6
- Lufteinlässe
- 7
- plattenartiges Bauteil
- 70
- zungenartige Elemente
- 71
- Vorderseite des plattenartigen Bauteils
- 72
- Rückseite des plattenartigen Bauteils
- 73
- Befestigungspunkte
- 74
- Befestigungsöffnung
- 75
- lichte Zwischenräume
- 8
- Schwingungserreger
- 9
- schwingungsentkoppelnde Befestigungselemente
- 10
- Motorhaube
- 11
- rahmenartiges Halteteil
- 110
- rückseitige Wandung
- 112
- umlaufende, seitliche Wandung
- 113
- Befestigungsflansch
- 114
- Befestigungsflansch
- 115
- Öffnung
- 116
- Entlüftungsöffnung
- 117
- Befestigungspunkte
- 12
- Abdeckung aus Schaumstoff
- 13
- Frontgitter
- 14
- schallabsorbierende Oberfläche
- K
- Kraftfahrzeug
- S
- Schall
- T
- tellerartige Vertiefung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010005138 A1 [0004]
