LäRMVERRINGERUNGSVORRICHTUNG

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung richtet sich allgemein auf eine Vorrichtung zum Verändern von Schallenergie in Form von passivem Verringern von Lärm, der von Geräten für private und gewerbliche Umgebungen abgegeben wird, und insbesondere auf eine Vorrichtung zum Verändern von Schallenergie auf eine Weise, die derartige Schallenergie in Form von während des Betriebs von Haushaltsgeräten erzeugten Geräuschs passiv verringert.

Im vorliegenden Fall bezieht sich passive Lärmverringerung auf eine Lärmverringerung ohne eine Eingabe an das betreffende Gerät. Im Gegensatz dazu stellt ein aktives Lärmverringerungssystem dem Gerät eine schallnegierende Eingabe, entweder elektrisch oder in Form von ausgleichender Schallwellenenergie bereit.

Große Haushaltsgeräte wie Geschirrspüler, Kühlschränke, Wäschemaschinen, einschließlich Waschmaschinen und Wäschetrocknern, und sogar kleinere Haushaltsgeräte, wie Dunstabzugshauben, Weinkühler, Espressomaschinen, Nahrungsmittelmischer, Nahrungsmittelverarbeiter, Saftzentrifugen, Entsafter und Abfallzerkleinerer geben alle eine bestimmte Menge von Schall in Form von Lärm in Verbindung in dem Betrieb von Lüftern, elektrischen Antriebsmotoren, Pumpen,

Kompressoren oder anderen gebräuchlichen Komponenten solcher Geräte ab. Derartige Geräuschabgaben können einige als Lärm stören und anderen nur als laute Schallenergie erscheinen. Die Verwendung und Unterbringung derartiger Geräte in Privathaushalten und sonstigen Umgebungen wäre besser, wenn eine Möglichkeit bestünde, den Geräuschpegel gezielt zu ändern, einschließlich der Veränderung des Geräuschpegels auf einen verringerten Pegel (weniger Dezibel).

Für dieses Ziel wurde bereits viel Zeit und Mühe investiert, um die geräuscherzeugenden Komponenten derartiger Geräte mit Isolation zu versehen, um besseren Ausgleich derartiger geräuscherzeugender Komponenten bereitzustellen und die Elektrizität effizienter zu nutzen, um den abgegebenen Lärm zu reduzieren. Die Isolierung hilft dabei, das außerhalb der geräuscherzeugenden Einrichtung zu hörende Geräusch zu verringern und tatsächlich ist beim Verringern von Lärm von Haushaltsgeräten viel Fortschritt erzielt

worden. Andererseits versteht sich allgemein, dass es wünschenswert wäre, die Lärmoder Schallabgaben weiter zu reduzieren, und dass dies ein weiterer Schritt in Richtung auf das erwünschte Ziel der vollkommen nahtlosen Integration derartiger Geräte in die volle Bandbreite von privaten und gewerblichen Umgebungen sein wird. Es wäre daher wünschenswert, wenn andere Verfahren und Vorrichtungen jenseits der bekannten Isolierungs-, Ausgleichs- und Energieeffizienzansätze verfügbar wären, um den von derartigen geräuscherzeugenden Haushaltsgeräten abgegebenen Geräuschpegel zu reduzieren.

Kurze Darstellung der Erfindung

Zur Erzielung dieser zusammengenommenen Ziele ist es demgemäß eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lärmverringerungsvorrichtung zum Verändern von vorbestimmten Geräuschpegeln von geräuscherzeugenden Einrichtungen, wie einem Haushaltsgerät, bereitzustellen, wobei die Lärmverringerungsvorrichtung effiziente Schallreduzierung bei verhältnismäßig geringen Kosten bereitstellt.

Darüber hinaus und gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Lärmverringerungsvorrichtung zum passiven Verändern von Schall auf eine Weise bereitgestellt, die vorbestimmte Geräuschpegel einer geräuscherzeugenden Einrichtung verringert. Die Lärmverringerungsvorrichtung enthält mindestens einen piezoelektrischen Sensor, der bezüglich der geräuscherzeugenden Einrichtung so angeordnet ist, dass der mindestens eine piezoelektrische Sensor durch Schallwellenenergie beeinflusst wird, die von der geräuscherzeugenden Einrichtung abgegeben wird, wobei der mindestens eine piezoelektrische Sensor betriebsfähig ist, derartige Schallwellenenergie in ein elektrisches Schallsignal umzuwandeln. Die vorliegende Erfindung enthält ferner eine elektrische

Schaltung, die mit dem mindestens einen piezoelektrischen Sensor zum Empfangen des elektrischen Schallsignals in elektrischer Kommunikation steht, wobei die elektrische Schaltung einen Masseanschluss enthält und konfiguriert ist, um das elektrische Schallsignal an den Masseanschluss zu leiten, wodurch das außerhalb der geräuscherzeugenden Einrichtung zu hörende Geräusch reduziert wird.

Der mindestens eine piezoelektrische Sensor kann vom Folientyp oder vom Keramiktyp sein. Die elektrische Schaltung der vorliegenden Erfindung kann außerdem mindestens

einen Widerstand zum Abgeben mindestens eines Teils des elektrischen Schallsignals als Wärme enthalten. Außerdem kann die vorliegende Erfindung eine Reihe piezoelektrischer Sensoren enthalten, die bezüglich der geräuscherzeugenden Einrichtung in beabstandeten Intervallen angeordnet sind. Die Reihe kann nur Foliensensoren, nur Keramiksensoren oder eine Mischung davon enthalten.

Gemäß eines Aspekts der vorliegenden Erfindung kann es sich bei der geräuscherzeugenden Einrichtung um einen Geschirrspüler mit einer Pumpe handeln, und der mindestens eine piezoelektrische Sensor ist bezüglich der Pumpe so angeordnet, dass der mindestens eine piezoelektrische Sensor durch Schallwellenenergie beeinflusst wird, die von der Pumpe abgegeben wird. Darüber hinaus kann es sich bei der geräuscherzeugenden Einrichtung um einen Geschirrspüler mit einer Pumpe und einem Geschirrspülabteil handeln, wobei die Reihe piezoelektrischer Sensoren mindestens einen Sensor, der in der geräuscherzeugenden Einrichtung zum Erfassen des Pumpengeräuschs, und mindestens einen weiteren Sensor enthält, der neben dem Geschirrspülabteil zum Erfassen von Geräusch angeordnet ist, das durch das in dem Geschirrspülabteil zirkulierende Wasser erzeugt wird.

Die Lärmverringerungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann an verschiedene Haushaltsgeräte angepasst werden. Dazu kann ein aus der Gruppe umfassend einen Geschirrspüler, eine Waschmaschine, einen Wäschetrockner, einen Kühlschrank, eine Belüftungseinrichtung, einen Weinkühler, eine Espressomaschine, eine Nahrungsmittelmischmaschine, einen Nahrungsmittelverarbeiter, eine Saftzentrifuge, einen Entsafter und einen Abfallzerkleinerer ausgewählt sein. Hier wird der mindestens eine piezoelektrische Sensor durch Schallwellenenergie beeinflusst, die von der ausgewählten geräuscherzeugenden Einrichtung abgegeben wird, wobei der mindestens eine piezoelektrische Sensor betriebsfähig ist, um derartige Schallwellenenergie in elektrische Schallsignale umzuwandeln.

Die vorliegende Vorrichtung kann konfiguriert sein, um in Koordination mit verschiedenen Betriebsmoden des Hostgeräts betrieben zu werden. Gemäß einer weiteren

Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, einer Lärmverringerungsvorrichtung zum Verändern vorbestimmter Geräuschpegel einer geräuscherzeugenden Einrichtung, enthält die Lärmverringerungsvorrichtung mindestens einen piezoelektrischen Sensor, der

bezüglich der geräuscherzeugenden Einrichtung zum Erfassen von Schallwellenenergie, die davon abgegeben wird, und zum Umwandeln der Schallwellenenergie in ein elektrisches Signal angeordnet ist. Die vorliegende Erfindung enthält ferner eine erste elektrische Schaltung, die mit dem mindestens einen piezoelektrischen Sensor zum Empfangen des elektrischen Schallsignals in elektrischer Kommunikation steht, wobei die erste elektrische Schaltung einen Masseanschluss enthält und konfiguriert ist, um das elektrische Schallsignal an den Masseanschluss zu leiten, und eine zweite elektrische Schaltung in Form einer Steuerschaltung, die mit der ersten elektrischen Schaltung zum Steuern ihres Betriebs in elektrischer Kommunikation steht, wobei die Steuerschaltung mindestens zwei gezielt aktivierbarer Betriebsmoden aufweist, einschließlich eines ersten Modus für Echtzeitüberwachung des zweiten elektrischen Signals zum Steuern der dritten elektrischen Schaltung in Reaktion darauf, und einen zweiten Modus zum Betreiben der dritten elektrischen Schaltung in Verbindung mit vorbestimmten Betriebsmoden der geräuscherzeugenden Einrichtung, wodurch das außerhalb der geräuscherzeugenden Einrichtung zu hörende Geräusch verringert wird.

Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung kann außerdem eine Reihe piezoelektrischer Sensoren enthalten, die bezüglich der geräuscherzeugenden Einrichtung in beabstandeten Intervallen angeordnet sind. Bei dem piezoelektrischen Sensor kann es sich je nach Bedarf um einen Sensor vom Folientyp oder vom Keramiktyp handeln.

Wie bei der zuvor erläuterten Ausführungsform kann die Erfindung einen Geschirrspüler mit einer Pumpe enthalten und der mindestens eine piezoelektrische Sensor ist bezüglich der geräuscherzeugenden Einrichtung zum Erfassen des Pumpengeräuschs angeordnet. Außerdem kann die vorliegende Erfindung einen Geschirrspüler mit einer Pumpe und einem Geschirrspülabteil umfassen, wobei die Reihe piezoelektrischer Foliensensoren mindestens einen Sensor, der bezüglich der geräuscherzeugenden Einrichtung zum Erfassen des Pumpengeräuschs, und mindestens einen Sensor enthält, der bezüglich des Geschirrspülabteils zum Erfassen von Geräusch angeordnet ist, das von dem in dem Geschirrspülabteil zirkulierenden Wasser erzeugt wird.

Gemäß der zuvor erörterten Ausführungsformen kann das geräuscherzeugende Element einer Einrichtung zugeordnet sein, die aus der Gruppe bestehend aus einem Geschirrspüler, einer Waschmaschine, einem Wäschetrockner, einem Kühlschrank, einer

Belüftungseinrichtung, einem Weinkühler, einer Espressomaschine, einer

Nahrungsmittelmischmaschine, einem Nahrungsmittelverarbeiter, einer Saftzentrifuge, einem Entsafter und einem Abfallzerkleinerer ausgewählt ist, und der mindestens eine piezoelektrische Sensor wird durch Schallwellenenergie beeinflusst, die von der ausgewählten geräuscherzeugenden Einrichtung abgegeben wird, wobei der mindestens eine piezoelektrische Sensor betriebsfähig ist, derartige Schallwellenenergie in das elektrische Schallsignal umzuwandeln.

Die vorliegende Erfindung kann an verschiedene Geräte zunehmender Komplexitätsgrade angepasst werden und stellt Lärmverringerungsfähigkeiten bereit, die über das hinausgehen, was mit bekannten Isolierungs-, Ausgleichs- und Energieeffizienzansätzen alleine erzielbar ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Figur 1 ist eine Vorderansicht im Teilschnitt eines Geschirrspülers, der mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung konfiguriert ist;

Figur 2 ist eine schematische Ansicht einer elektrischen Schaltung der vorliegenden Erfindung gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform davon;

Figur 3 ist eine Vorderansicht im Teilschnitt eines Geschirrspülers, der mit einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung konfiguriert ist; und

Figur 4 ist eine schematische Ansicht einer elektrischen Schaltung der vorliegenden Erfindung gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform davon.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Unter Bezugnahme nun auf die Zeichnungen und insbesondere auf Figur 1 wird in einer Vorderansicht im Teilschnitt ein Geschirrspüler 10 dargestellt; es sei darauf hingewiesen, dass dieser Geschirrspüler 10 im Folgenden als ein beispielhaftes Gerät mit darin angeordneten geräuscherzeugenden Komponenten beschrieben wird und das dazu geeignet ist, mit einer Ausführungsform der passiven Lärmverringerungsvorrichtung der

vorliegenden Erfindung konfiguriert zu werden, um die Geräuscheigenschaften des Geschirrspülers günstig zu verändern. Es sei außerdem darauf hingewiesen, dass die hinsichtlich des vorliegenden Geschirrspülers 10 angewendeten Lärmverringerungsverfahren und -Vorrichtungen ebenfalls auf andere geräuscherzeugende Gegenstände, einschließlich, aber nicht beschränkt auf eine Waschmaschine, einen Wäschetrockner, einen Kühlschrank, eine Belüftungseinrichtung, wie beispielsweise eine Dunstabzugshaube, einen Weinkühler, einer Espressomaschine, einer Nahrungsmittelmischmaschine, einem Nahrungsmittelverarbeiter, einer Saftzentrifuge, einem Entsafter und einem Abfallzerkleinerer anwendbar ist. All diese Gegenstände haben eine Art von geräuscherzeugender Vorrichtung oder Einrichtung gemeinsam. Fachleuten auf dem Gebiet sollte ersichtlich sein, dass, wie im Folgenden ausführlicher beschrieben werden wird, die Sensoren in dem Bereich des geräuscherzeugenden Elements in der Einrichtung strategisch platziert werden sollten, so dass sie die davon abgegebenen Geräusche erfassen können.

Außerdem sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung betriebsfähig ist, um Schallenergie zu verringern, die als „Lärm" beschrieben werden kann, der außerhalb des Gehäuses oder Behälters eines der oben genannten Geräte gehört werden kann, oder anderer Geräte, die sich für eine derartige Technologie eignen. Wenn hierin von Lärm oder Geräusch gesprochen wird, ist ein gewisses Maß an Subjektivität involviert, da der Begriff Lärm im Allgemeinen ein harsches oder unangenehmes Geräusch bezeichnet. Die vorliegende Erfindung ist konfiguriert, um Geräusche allgemein zu verringern, und ist grundsätzlich darauf ausgelegt, die von Geräten abgegebenen Geräusche zu verändern. Während eine solche Geräuschveränderung gemäß einigen Hörern nicht zu Lärmverringerung führen wird, sollte demgemäß eine solche Geräuschveränderung, wenn sie als Lärmverringerung bezeichnet wird, nicht als über den Schutzumfang und die Idee der vorliegenden Erfindung hinausgehend angesehen werden.

Weiter mit Bezug auf Figur 1 enthält ein Geschirrspüler 10 ein Waschabteil 12, das ein oder mehrere Ablagen 14 zum Halten von zu reinigenden Tellern oder anderen Haushaltsgegenständen enthält. Durch eine Pumpe 16, die unterhalb des Waschabteils 12 in einem Pumpgehäuse oder -bereich 18 angeordnet ist, welche gegebenenfalls strukturell von dem Waschabteil 12 isoliert sind, wird Wasser durch den Geschirrspüler 10 getrieben. Der besondere dargestellte Geschirrspüler 10 enthält einen Strömungsheizer

20, der Wasser von der Pumpe 16 empfängt und das erwärmte Wasser in das

Waschabteil 12 durch Wasserleitungen 22 liefert. Wie erwartet werden kann, kann durch die Pumpe 16, den Strömungsheizer 20, das durch die Wasserleitungen 22 strömende Wasser sowie durch die Wasserbestrahlung in dem Waschabteil 12 Geräusch entstehen. Obwohl Komponenten wie die Pumpe 16 auf eine Weise ausgewählt und in dem Geschirrspüler 10 montiert sind, die dazu ausgelegt ist, Lärm zu reduzieren, wird außerhalb des Geräts zu hörender Lärm oder Geräusch nicht vollständig eliminiert.

Gemäß der einen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden piezoelektrische Foliensensoren 24a, 24b und 24c in dem Pumpengehäuse 18 in einem Bereich neben der Pumpe 16 oder in einem Bereich platziert, der ausreichend ist, damit sie Schallwellenenergie von der Pumpe 16 empfangen. Die piezoelektrischen Foliensensoren 24a, 24b und 24c sind an Masse angeschlossen, um das Schallsignal an Masse zu leiten. Die oben als piezoelektrische Foliensensoren erläuterte Sensoren könnten alternativ als keramische Sensoren ausgebildet sein, um unter anderem ein Wasserwiderstandsmaß in den Sensoren bereitzustellen.

Die piezoelektrischen Foliensensoren empfangen Schallwellenenergie und vibrieren dadurch. Wie bei jeder piezobasierten Einrichtung werden solche Vibrationen durch die Piezoeinrichtung in elektrische Energie umgewandelt. Wie in Figur 2 zu sehen, in der eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Lärmverringerungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung veranschaulicht wird, wird die Lärmverringerungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung bei 26 dargestellt und enthält einen Widerstand 28, der in der Schaltung zwischen einem piezoelektrischen Sensor (hier zu Veranschaulichungszwecken der bei 24b dargestellte Sensor) und einen Masseanschluss 30 platziert sein kann, um einige der elektrischen Energie, die durch den piezoelektrischen Sensor erzeugt wird, als Wärme abzugeben.

Mit Bezugnahme nun auf Figur 3 wird der Geschirrspüler 10 gezeigt, der mit einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Lärmverringerungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung konfiguriert ist und mit einer Reihe von piezoelektrischen

Sensoren 24a, 24b, 24c, 24d, 24e, 24f, 24g, 24h, 24i, 24j, 24k und 24I ausgestattet ist, die in den Bereichen des Motorgeräuschs, des Strömungsgeräuschs und anderer Vibrationsgeräusche strategisch angeordnet sind, um einen erheblichen Anteil der

Schallenergiewellen, die durch die Einrichtung erzeugt werden, zu empfangen und in elektrischen Strom umzuwandeln, der der Lärmverringerungsvorrichtung 26 zugeführt wird.

Die vorliegende Erfindung ist geeignet, um in einem Echtzeitüberwachungsmodus verwendet zu werden oder kann mit jeweiligen Geräten koordiniert werden, um während verschiedener Betriebsmoden des Geräts betrieben zu werden. Beispielsweise und mit Bezugnahme auf Figur 3 kann der Geschirrspüler 10 einen Waschzyklus, einen Spülzyklus und einen Trockenzyklus enthalten. Die Wasch- und Spülzyklen könnten abhängig von der inneren Struktur des Geschirrspülers einen Geräuschpegel erzeugen, der für einen Hausbewohner in der Nähe des Geschirrspülers wahrnehmbar ist. Der Trockenzyklus ohne sich bewegendes Wasser würde, wenn überhaupt, sehr wenig derartiger erfassbarer Schallenergie erzeugen. Zu Zwecken der Klarheit ist der Geschirrspüler 10 mit einem Auswahlschalter 44, Anzeigelampen 46, von denen eine Anzeigelampe beleuchtet ist, und Grundsteuerschaltern 48 dargestellt.

Unter Bezugnahme auf Figuren 3 und 4 ist der Echtzeitüberwachungsmodus aktiviert, wenn sich der Schalter 44 in einer ersten Position befindet, wie in Figur 4 zu sehen ist, und die Piezofolienelemente und die zugeordnete Schaltung sind zu jeder Zeit voll betriebsfähig. Wenn der Schalter in die durch den Pfeil 52 in Figur 4 gezeigte Richtung in seine zweite Position bewegt wird (nicht gezeigt), wird sein Betrieb abhängig von dem gegenwärtig in dem Waschabteil 12 des Geschirrspülers 10 ausgeführten Betriebsmodus. Eine solche Modusschaltung ist allgemein bei 50 veranschaulicht. Fachleuten auf dem Gebiet der Geschirrspülersteuerelektronik wird ersichtlich sein, dass die vorliegende Erfindung leicht für eine derartige Steuerschaltung zum Auswählen des Betriebsmodus der Lärmverringerungsvorrichtung 26 der vorliegenden Erfindung im Lichte des Betriebmodus des Geschirrspülers 10 ausgelegt werden kann.

In Betrieb und mit Bezug auf Figuren 3 und 4 kann ein Bediener den Echtzeit- oder den koordinierten Modus unter Verwendung des Auswahlschalters 44 auswählen. Wird der Echtzeitmodus ausgewählt, befinden sich die Sensoren 24a-24l, wie in Figur 3 zu sehen, in fortwährendem Betrieb, so lange, wie der Geschirrspüler betriebsfähig ist, wie durch die Grundsteuerschalter 48 ausgewählt. Wird der koordinierte Modus unter Verwendung des

Auswahlschalters 44 ausgewählt, erfolgt der Betrieb der vorliegenden Vorrichtung in Koordination mit den Betriebsmoden des Geschirrspülers.

Unabhängig von der Auswahl empfangen die Sensoren 24a-24l, wenn die vorliegende Vorrichtung aktiviert ist, Schalldruckwellen von den geräuscherzeugenden Komponenten und werden dadurch angeregt, um die Schalldruckwellenenergie in elektrischen Strom umzuwandeln, was hier als Schallsignal bezeichnet wird. Wie in der Natur des hierin beschriebenen passiven Systems liegt, kann das Schallsignal dann direkt an Masse geleitet werden oder durch die Widerstände 16 auch als Wärme abgegeben werden.

Durch das Obige stellt die vorliegende Erfindung eine einfache und effektive passive Vorrichtung zum Verringern von durch gewisse Haushaltsgeräte abgegebenem Lärm bereit.

Für Fachleute versteht sich daher leicht, dass sich die vorliegende Erfindung für eine bereite Verwendbarkeit und Anwendung eignet. Während die vorliegende Erfindung in allen gegenwärtig vorhersehbaren Ausführungsformen beschrieben wird, kann es andere unvorhersehbare Ausführungsformen und Adaptionen der vorliegenden Erfindung sowie Variationen, Modifikationen und äquivalente Anordnungen geben, die nicht von dem Wesen oder dem Umfang der vorliegenden Erfindung abweichen. Die vorstehende Beschreibung soll die vorliegende Erfindung nicht einschränken oder so ausgelegt werden oder derartige weitere Ausführungsformen, Adaptionen, Variationen, Modifikationen und äquivalente Anordnungen anderweitig ausschließen, wobei die vorliegende Erfindung nur durch die hier beigefügte Ansprüche und deren äquivalente beschränkt ist.