有源声音生成设备的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种有源声音生成设备，用于机动车辆的排气系统，设备包括外壳和设置在所述外壳中的声音产生装置，所述声音产生装置特别地为扬声器，并具有闭合的发声面及密封地包围所述发声面的边缘，其中，为减少制造成本，外壳至少部分地为圆柱形，所述圆柱形的内直径对应于包围所述发声面的所述边缘的外周边在垂直于所述圆柱轴的表面上的投影，从而所述声音产生装置可以气密方式嵌入所述圆柱部的任何期望位置。
【专利说明】有源声苜生成设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于机动车辆的排气系统的有源声音生成设备,其具有外壳和设置在所述外壳中的声音产生装置，所述声音产生装置具有闭合的发声面及密封地包围所述发声面的边缘，特别地所述声音产生装置为扬声器。
【背景技术】
[0002]对于发动机声音的声学影响，声音或反声(ant1-sound)或其它声音的生成特别需要精确配置激活器外壳(activator housing)的前部和后部,其必须比较大，至少关于内燃机而言，以实现足够大的吸音作用或通过调整发动机声音影响声音。由于每个发动机类型具有不同的关于生成的声压水平的特性，且由于与发动机相连的部件也可以具有声学效果，因此必须对每个机动部件(motorizat1n)单独配置其有源声音生成设备的声学效果。
【发明内容】
[0003]本发明的根本目的是满足这些需求。
[0004]该目的通过独立权利要求实现。从属权利要求涉及对本发明有利的进一步扩展。
[0005]根据权利要求1，该目的尤其这样实现，即，所述外壳至少部分地为圆柱形；所述圆柱形的内直径对应于包围所述发声面的所述边缘的外周边在垂直于所述圆柱轴的表面上的投影，从而所述声音产生装置可以气密方式嵌入所述圆柱部的任何期望位置。
[0006]通过将声音产生装置设置于所述圆柱部可能的任何期望位置，可以改变所述声音生成设备的前部和后部的容积比。由此，为不同机动部件使用一个相同的外壳，这是可能的。从而节省了成本。通过例如焊接或钎焊所述边缘到所述圆柱部，可以实现气密性。这将影响分离前部和后部，即在外壳部(housing volume)的发声面的前面和后面。所述外壳可以包括例如壳体或者可以设置为包装外壳(wrap housing)。
[0007]优选地，所述外壳具有两侧被弧形的终止壁封闭的中间圆柱部，所述终止壁优选地形成为相同的部分。外壳形状使用相同的部分可以进一步降低成本，这被证明是特别有利的。
[0008]所述边缘的外周边可以至少近似地为圆形、卵形或椭圆形。通过绝对卵形(aboval)或椭圆形，外壳可以有利地设置为在一个方向上平坦。因此可以考虑车辆底部的小结构空间。
[0009]优选地，设置接合环，其形成所述声音产生装置的边缘的至少最外面的部分。所述接合环可释放地或者不可释放地连接到所述发声面。这允许在独立于所述发声面的外周边之外，将所述声音产生装置很好地适配于所述外壳的形状。所述接合环可以通过例如焊接固定连接到所述外壳。
[0010]根据本发明的另一种实施方式，所述发声面倾斜在至少一个关于所述外壳的圆柱部的纵轴的方向上。因此，通过所述声音产生装置的相同的声输出面，可以进一步减小外壳的结构空间。
[0011]根据第二组独立权利要求，外壳由两个半壳体构成，所述发声面横向延伸或者关于所述两个半壳体的分离面倾斜。由此使外壳的结构成本便宜。
[0012]优选地，所述发声面经过所述两个半壳体的分离面。从而使得结构空间得到很好地利用，并得以可能地以合适方式选择激活器外壳的前部和后部。进一步优选地，所述发声面的边缘连接到两个半壳体，特别地为直接连接，或者特别地不通过相应的另一个半壳体连接。从而激活器外壳的容积基本上横向于所述分离面被分为前部和后部。
[0013]根据本发明的一种实施方式，所述声音产生装置可以夹紧于所述两个半壳体之间，特别地，通过在所述两个半壳体上跑动的珠(bead)来进行夹紧。从而进一步降低了制造成本。优选地，密封材料嵌入所述珠用以分离所述前部和所述后部。然而，所述声音产生装置也可以通过其它方式例如焊接或钎焊以气密方式连接到所述两个半壳体。
[0014]根据本发明的另一种实施方式，所述声音产生装置被旋抒到设置在一个半壳体上的第一凸缘，另一壳体上设有第二凸缘，其在所述两个半壳体的组装状态中与所述声音产生装置接触，并连同所述第一凸缘以气密方式包围所述声音产生装置。从而使结构成本便且。
[0015]根据本发明的又一种实施方式，所述声音产生装置通过夹连接到半壳体，而所述声音产生装置的边缘通过焊接以气密方式连接到所述半壳体以形成前部和后部。这种结构的成本也便宜。
[0016]根据本发明的再一种实施方式，所述声音产生装置，特别地为扬声器的磁体，通过至少一个关于所述外壳的另外的装置，特别地为铁磁性或顺磁性支架，来提供额外的支撑。从而得到更稳定的结构。由于使用铁磁性或顺磁性支架，所述另外的装置可以纯粹地磁性连接到扬声器磁体，从而不需要单独的连接件。
[0017]所述用于支撑声音产生装置的另外的装置也可以用于将所述声音产生装置的热引到所述外壳。从而可以避免声音产生装置过热。
[0018]根据本发明的另一种实施方式，所述外壳具有用于接收所述扬声器的磁体的至少一部分的接收器。在这方面，其也可以仅为与磁体接触的外壳的壁部。通过该接收器可以对声音产生装置进一步支撑，从而进一步增强该结构的稳固性。
[0019]根据本发明的又一种实施方式，设置管用于将外壳产生的声音引导到壳体叠加位置。在这方面，优选地，所述管至少有一处弯曲。从而，一方面可以改善源自排气系统的外壳的隔热，另一方面可以使较大物体不易于渗透进所述外壳。另一种可能避免物体渗透进外壳的方案包括安装在所述管中的隔离物，例如混合段(mixer)或其它气体略微可渗透的元件如网(grid)等。
[0020]通过特别长的所述管反过来可以改善源自排气系统的隔热。另一种可能的方案为使所述管变短，并经隔热连接将其与所述排气系统相连。通过所谓的解耦元件例如排气管道中的波纹管使所述外壳和所述排气系统机械去耦，这同样是有利的。
[0021]根据本发明的一种特定的实施方式，有源声音生成设备可以通过双开口连接到所述排气系统。在这种情况下，优选地，在所述双开口的两个部分之间设置管连接件，所述管连接件中设有用于测量所述两个部分之间的压力差的传感器。从而，可以只由一个传感器测量发动机声音和生成声音的叠加，例如干扰噪声和反声，并且这种叠加可用于调整有源吸声设备。
[0022]所述外壳还可以设有向外开口的排出口或者设有用于冷凝水的吸管。在此方面，所述吸管的第二端连接到所述排气系统的排气管。由于排气系统和外壳之间的压力差，通过吸管可以将冷凝水从外壳中吸出。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]附图示出了本发明的实施方式并将在以下对其进行描述。各情况的示意图为:
图la和lb分别示出了具有两个不同安装位置的本发明的第一实施方式；
图2示出了具有包括两个半壳体的外壳的本发明的第二实施方式；
图3示出了图2的一种变形；
图4示出了图2的另一种变形；
图5a和5b分别示出了外壳内的扬声器可能的不同倾斜；
图6a和6b分别不出伸出外壳的管与排气系统的排气管的两种可能的组合；
图7a和7b分别示出具有管连接件和传感器的双开口部分的主视图和横截面视图；和图8a至8c分别示出有源吸声器和排气系统之间的另外三种组合。
【具体实施方式】
[0024]图1所示的声音生成设备包括外壳1，其具有中间圆柱部2和位于其两侧并形成为相同部分的两个弧形的终止壁3。外壳1内设置有扬声器4，其振膜5形成发声面。固定连接尤其是焊接到外壳1的接合环6包围振膜5的径向外侧，其关于振膜以气密方式形成。如此，外壳1的内部空间被扬声器4和接合环6分成前部7和后部8，。前部和后部的容积比可以根据需要，通过沿圆柱部2按照双箭头方向移动扬声器4的位置来设置。
[0025]形成弧形的回复式管(reflux tube) 9从前部7引出。从而使物体渗透进外壳1变得困难。而且，通过支架11使扬声器4的磁体10关于外壳1受到额外的支撑。支架11为铁磁性或顺磁性，从而不需要额外的紧固件。可选地或者附加地，交叉支柱11’可以设置在扬声器磁体10和外壳1之间。
[0026]扬声器振膜5的横截面、接合环6的横截面以及外壳1的圆柱部2可以特别地为圆形、卵形或者椭圆形。因此其高度可以关于外壳1的宽度而减少。此外，如图5a和图5b所示，扬声器可以在一个或两个相互垂直的关于圆柱部2的纵轴I的方向上倾斜。这导致在各种情况下，从尺寸A、B或C、D比较的结果来看，外壳1的横截面减小而发声面不变。
[0027]在图2至图4所示的本发明的变形中，外壳包括两个半壳体，即上壳12和下壳13。在图2所示的变形中，扬声器4通过在上壳12和下壳13上跑动的珠14夹紧于这两个半壳体之间。通过下壳13中的另外的珠15对扬声器4提供额外的支撑。通过铁素体支持件16还可以提供进一步的支撑。
[0028]在图3所示的变形中，上壳12和下壳13分别设有相应的凸缘17、18。扬声器4经其外周边缘6被旋拧到下壳13的凸缘18，且该凸缘设置于边缘6的后侧。上壳12的凸缘17从前面接触扬声器4的边缘6和已组装的外壳1，并连同凸缘18关于外壳1形成对扬声器4的气密密封。扬声器4的磁体10还接触下壳13的支撑面19。回复式管9倾斜地从外壳1伸出，这在本发明的所有其它实施方式中也是有利的。
[0029]在图4所示的变形中，扬声器4经由夹20连接到下壳13。扬声器4的边缘6以气密方式通过激光焊接连接到上壳12和下壳13。下壳13还具有用于排出冷凝水的孔21。如图2所示，也可以设置吸管31而不是孔来抽吸掉冷凝水，吸管的另一单连接排气系统的排气管22。本发明的所有实施方式可以采用这两种变形。
[0030]图6示出了按照本发明的声音生成设备的回复式管9和排气系统的排气管22的组合。在图6a中，该组合设置为漏斗形，而在图6b中为圆柱形。该组合自身可以形成排气系统的开口，或者是通过管道连接到单独的开口。
[0031]图7示出了根据本发明的声音生成设备的回复式管9以及排气系统的排气管22的双开口 23。这两根管9、22经由管连接件24彼此相连。回复式管9和排气管22之间的压力差可以通过管连接件24中的传感器25来确定，并可用于对反声的产生进行调整。可选地，回复式管9和排气管22中也可以分别设有传感器。
[0032]图8a示出了根据本发明的有源声音生成设备和排气管22的另一种组合。可以看出，回复式管9弯曲多次，并与排气管22结合在一起。通过橡胶摆动轴承为有源声音生成设备关于排气系统提供额外的支撑。
[0033]在根据图8所示的本发明的声音生成设备与排气系统的排气管的组合的一种变形中，回复式管9为短管。该组合设置有气隙绝缘以将有源声音生成设备从排气系统热解偶。此外，提供为波纹管形式的解耦元件以使有源声音生成设备从排气系统机械解耦。可以在回复式管9和外壳1之间设置防止物体渗透的网28 (见图4)。
[0034]图8b所示的变形中，回复式管9的进入排气管22的开口同样具有气隙绝缘。延续的排气管29中设置有用于防止物体渗透的混合段30。
[0035]附图标记列表 1夕卜壳
2圆柱部 3终止壁 4扬声器 5扬声器振膜 6接合环 7前部 8后部 9回复式管
10扬声器磁体
11支架
11’ 交叉支柱
12上壳
13下壳
14珠
15珠
16支持件
17凸缘
18凸缘19支撑面
20夹
21孔
22排气管
23双开口
24连接管
25传感器
26橡胶摆动轴承
27去耦元件
28网
29延续的排气管
30混合段
31吸管
I2的纵轴
II分离面
【权利要求】
1.一种有源声音生成设备,用于机动车辆的排气系统,包括外壳(I)和设置在所述外壳中的声音产生装置(4)，所述声音产生装置具有闭合的发声面(5)及密封地包围所述发声面的边缘(6)，其特征在于，所述外壳(I)至少部分地为圆柱形；所述圆柱形的内直径对应于包围所述发声面的所述边缘(6)的外周边在垂直于所述圆柱轴(I)的表面上的投影，从而所述声音产生装置(4)可以气密方式嵌入所述圆柱部(2)的任何期望位置。
2.根据权利要求1所述的声音生成设备，其特征在于，所述外壳(I)具有两侧被弧形的终止壁(3)封闭的中间圆柱部(2)。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的声音生成设备，其特征在于，所述终止壁(3)形成为相同的部分。
4.根据前述任一项权利要求所述的声音生成设备，其特征在于，所述边缘(6)的外周边至少近似地为圆形、卵形或椭圆形。
5.根据前述任一项权利要求所述的声音生成设备，其特征在于，所述边缘(6)至少最外面的部分由接合环形成，其可释放地或者不可释放地连接到所述声音生成设备。
6.根据权利要求5所述的声音生成设备，其特征在于，所述接合环(6)固定连接到所述夕卜壳。
7.根据前述任一项权利要求所述的声音生成设备，其特征在于，所述发声面(5)倾斜在至少一个关于所述圆柱部(2)的纵轴(I)的方向上。
8.—种有源声音生成设备,用于机动车辆的排气系统,包括外壳(I)和设置在所述外壳中的声音产生装置(4)，所述声音产生装置具有闭合的发声面(5)及密封地包围所述发声面的边缘(6)，所述外壳(I)由两个半壳体(12，13)构成，其特征在于，所述发声面(5)横向延伸或者关于所述两个半壳体(12，13)的分离面(II)倾斜。
9.根据权利要求8的有源声音生成设备，其特征在于，所述发声面(5)经过所述两个半壳体(12，13)的分离面(II)。
10.根据权利要求9的有源声音生成设备，其特征在于，所述发声面(5)的边缘(6)连接到所述两个半壳体(12，13)。
11.根据权利要求10的有源声音生成设备，其特征在于，所述发声面(5)直接连接到所述两个半壳体(12，13)。
12.根据权利要求8-11中任一项所述的有源声音生成设备,其特征在于,所述声音产生装置(4)夹紧于所述两个半壳体(12，13)之间。
13.根据权利要求12的有源声音生成设备，其特征在于，所述声音产生装置(4)通过在所述两个半壳体(12，13)上跑动的珠(14)夹紧于所述两个半壳体(12，13)之间。
14.根据权利要求8-11中任一项所述的有源声音生成设备,其特征在于,所述声音产生装置(4)被旋拧到设置在所述半壳体(13)上的第一凸缘(18)，另一半壳体(12)上设有第二凸缘(17)，其在所述两个半壳体(12，13)的组装状态中与所述声音产生装置(4)接触，并连同所述第一凸缘(18)以气密方式包围所述声音产生装置。
15.根据权利要求8-11中任一项所述的有源声音生成设备,其特征在于，所述声音产生装置(4)通过夹(20)连接到半壳体(13);所述声音产生装置的边缘(6)通过焊接以气密方式连接到所述半壳体(12，13)。
16.根据前述任一项权利要求所述的声音生成设备，其特征在于，除了所述外周边缘(6)，通过至少一个关于所述外壳(I)的另外的装置支撑所述声音产生装置(4)。
17.根据权利要求16所述的声音生成设备，其特征在于，设置铁磁性或顺磁性支架以提供所述额外的支撑。
18.根据权利要求16或权利要求17所述的声音生成设备，其特征在于，所述另外的装置优选用于将所述声音产生装置(4 )的热引到所述外壳(I)。
19.根据前述任一项权利要求所述的声音生成设备，其特征在于，所述外壳(I)具有用于接收所述扬声器(4)的磁体(10)的至少一部分的接收器。
20.根据前述任一项权利要求所述的声音生成设备，其特征在于，设置管(9)，用于将外壳(I)产生的声音引导到壳体叠加位置。
21.根据权利要求20所述的声音生成设备，其特征在于，所述管(9)至少有一处弯曲。
22.根据权利要求20或权利要求21所述的声音生成设备，其特征在于，所述管(9)设置有防止物体渗透的隔离物。
23.根据权利要求20-22任一项所述的声音生成设备，其特征在于，所述管(9)特别长。
24.根据权利要求20-22任一项所述的声音生成设备，其特征在于，所述管(9)为短管，并经隔热连接与所述排气系统相连。
25.根据前述任一项权利要求所述的声音生成设备，其特征在于，设置解耦元件(27)，用于将所述有源声音生成设备从所述排气系统机械解耦。
26.根据前述任一项权利要求所述的声音生成设备,其特征在于，所述有源声音生成设备通过双开口(23)连接到所述排气系统；在所述双开口的两个部分之间设有管连接件(24)，所述管连接件中设有用于测量所述两个部分之间的压力差的传感器(25)。
27.根据前述任一项权利要求所述的声音生成设备,其特征在于,所述外壳设有向外开口的排出口(21)或者设有用于冷凝水的吸管(31)，所述吸管(31)的第二端连接到所述排气系统的排气管(22)。
【文档编号】H04R1/20GK104427435SQ201410449100
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年9月4日 优先权日:2013年9月6日
【发明者】杜米尼克·芬彻尔, 罗兰·高斯, 迈克尔·赫比格, 斯特凡·马克斯, 马蒂亚斯·欧斯特瑞勒, 拉玛桑·萨汉 申请人:波森公司