DE2314396B1

DE2314396B1 - Vorrichtung zur Schalldaempfung unter Verwendung von Resonatoren

Info

Publication number: DE2314396B1
Application number: DE2314396A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dr-Ing Vasilje Silard
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-03-22
Filing date: 1973-03-22
Publication date: 1974-06-20
Also published as: DE2314396C2; BE812728A; JPS5123881B2; NL7403739A; FR2222715B3; JPS5041501A; US3983955A; CH599649A5; IT1007432B; FR2222715A1; GB1459275A

Description

2. bisher unbekannter, zusätzlicher Parameter für die Abstimmung der Resonanzfrequenz durch anpaßbare Bemessung der koppelnden Trennschicht;

3. die koppelnde Trennschicht läßt auch nachträgliche Abstimmungsanpassungen durch Ändern der oder an der Trennschicht zu;

4. verminderter Fertigungs- und Kostenaufwand, da die koppelnde Trennschicht im allgemeinen lediglich lose einzulegen ist;

5. Eliminierung von Toleranz- und damn Ausschußproblemen, da die koppelnden Trennschichten ungeachtet des jeweils gewollten akustischen Charakters stets aus hinreichend weichen Werkstoffe!·! bestehen.

Der Erfindungsgedanke läßt die verschiedensten Ausfiihrungsmöglichkeiten zu. Einige davon sind in der Zeichnung wiedergegeben, und zwar zeigen

F i g. 1 und 2 Schemadarstellungen zur Erläuterung des Resonatorprinzips,

F i g. 3 eine perspektivische Dai stellung eines aus Resonatoren zusammengesetzten Bauelement es.

Fig.4 einen Schnitt nach den Linien [V-IV durch F i g. 3,

F i g. 5 einen Schnitt nach den Linien V-V durch F i g. 3,

F i g. 6 bis 9 verschiedene Schniitdarstel'ungen von erfindungsgemäßen Resonatoranordnungen und

Fig. 10 bis 11 verschiedene Ausführungsiriögliehi·fiten von Resonatorbauelementen für Schalldampfer.

Aufbau und Wirkungsweise des Resonators ergeben sich aus den F i g. 1 und 2. Nach Fig.! besteht der Resonator aus dem vorzugsweise rohrförmigen Hais und dem dahinter angeordneten Hohlraum V, die nacfi vorgegebenen Frequenzen aufeinander abstimmbar sind. Die Wirkungsweise ist dem des in der F i g. 2 gezeigten mechanischen Schwingungssystems analog: Die in: Hals befindliche Luft wirkt bei Anregung durch eine periodische Wechselkraft P — hier Luftschallschwmgung — wie die träge Masse A/, die im Hohlraum Y eingeschlossene Luft verhält sich wie die Feder F. Ein solcher Resonator hat, ebenso wie das in der F i g. 2 dargestellte Schwingungssystem, eine ausgeprägt·? Resonanzfrequenz, bei welcher der Schallschiuckgrad beliebig nahe an 100% heranreicht. Durch entsprechende Parameterwahl kann fast jede Resonanzfrequenz eingestellt werden. Die für praktische Anwendungen notwendige Breite der Resonanzkurve erhält man, indem eine der beiden Resonatorhalsöffnungen mit einem porösen Stoff von geeignetem akustischen Widerstand belegt wird.

Vorzugsweise werden die einzelnen Resonatoren zu Bauelementen vereint, aus denen dann Schalldämpfer der beliebigsten Art zusammengesetzt werden können. Die F i g. 3 bis 5 zeigen eine Ausführungsform solcher Bauelemente, wobei die Resonatoren in einer Reihe hintereinander oder nebeneinander oder auch zu flächenartigen Gebilden vereint sein können. Zweckmäßig gelangen Resonaioreinsätze 1 zur Anwendung, die aus Schaumstoff, wie z. B. Styropor, bestehen. Sie haben im wesentlichen Kastenform, wobei durch die

ίο Längswände 2 und die Querwände 3, Kammern 4 gebildet sind. Zweckmäßig weist der Boden 5 eine etwas größere Dicke auf. Er äst mit hinter- und nebeneinander angeordneten Öffnungen 6 versehen, die die eingangs erwähnten rohrförmigen Hälse für den dahinter angeordneten Hohlraum V (Kammer 4) bilden. Das Zusammensetzen der Resonatoreinsätze 1 zu rohrförmigen oder fiächenartigen Gebiiden wird durch eine einseitig am Boden vorgesehene Wulst 7 bzw. eine auf der Gegenseite angeordnete Aussparung 8 begünstigt.

Üblicherweise sind die öffnungen 6 nJt einem porösen Steif θ von geeignetem akustischem Widerstand. beiipieis'veise Glaswolle, Siiian o>± dgl. abgedeckt, der seinerseits durch ein Sieb oder Gifter ίϋ gehalten wird. Es sind ^entriß F i g. 6 zvsi R?sonator-Eir>s-<Hze 1 nd einander gekoppelt, die Luftkaniirsrn 4 einsnver zLgikeh:" und lediglich durch eine weicheTrenns'hic-hi

11 aus Piiz ode;· anderem weichen Muieria; voneinander get;··:;:;!;.

Bei de:¹ Anordnung gernä?- Fig. 7 sind die Resonatorein;;;ize 1 hirnereinandergesefcaiie:. wobei sie mit ihrem Boden 5. eier die öffnungen 8 trüg:, in eint Pichti;r;g wein und zwischen ihnen die "/eiciie Trennschicht eingeschaltet is:. Die auScrdiegerde": Resoiin-.o'-eri I kennen g;gebenenfa:k unter Zv/JscheüirchüUung einer wei'tren Trennschicht 1!' mi: einer ^ud-ten Abdeckung

12 abgeär-k: sein.

Die Fi j. S und 9 zeige;; weitere Anoranimgsmög·- 'ijnkeiten von ResonniorsinsiUzen. wobei C^c Kair'-rnern4 xeii'kd: ο'ϊεπ sind und die weiche Trennschicht ii zwischen die nebereinanderiierenclen Resonarorer eingeschaltet ist-

Fig. 10 und 11 zeigen endet¹; Auiführtmgsiornien vci: Resonato"einsiitzen V bzw. I'd die in der Diücfvströmun^srichtimg der Luft geknickt, gekrümmt oder

4% gewölbt sind, wobei eic Luftkarnrnern mir einer ha'ten Deckschi·:-']!: oder der erfindungsgemäßen v/eidien Trennschicht abgedeckt und erforderlichenfalls die Hintereinander- bzw. Nebeneinanderschallung einzelner Resonatoren, wie eingangs beschrieben, Anwendung finden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Schalldämpfung unter Verwendung von Resonatoren, die aus Raumelementen mit abgeschlossenen Luftkammern gebildet sind, welche in der der vorbeiströmenden Luft zugekehrten Begrenzungswand Durchbrechungen aufweisen, wobei die Luft in den Kammern eine Feder und in den Durchbrechungen Massenelemente bildet, die von der Schallenergie der vorbeiströmenden Luft in Schwingungen (Resonanz) versetzt werden und in Verbindung mit der jeweiligen Feder ein die Schallenergie verzehrendes Schwingungssystem bilden, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Resonatoren unter Zwischenschaltung einer nicht starren Trennschicht miteinander gekoppelt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennschicht überwiegend Federungs- oder Massecharakter aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennschicht aus weichem Werkstoff, wie z. B. Filz, Mineralfaserfilz, Weichschaum, elastischem Schaumstoff od. dgl. besteht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Resonatoren mit dem die Federung bildenden Hohlraum gegeneinander gekehrt sind und zwischen beiden die nicht starre Trennschicht angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Resonatoren mit ihrer, die Durchbrechungen aufweisenden Begrenzungswand nach einer Seite gekehrt, unter Zwischenschaltung der nicht starren Trennschicht, hintereinander angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Resonatoren verwendet werden, deren die Federung bildender Hohlraum seitlich offen und mehrere Resonatoren mit ihren offenen Seiten einander zugekehrt unter Zwischenschaltung der nicht starren Trennschicht nebeneinander angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Resonatoren zu Flächen- oder Streifengebilden vereint sind und diese einen in der Luftdurchgangsrichtung gewölbten oder geknickten bzw. kurvenförmigen Verlauf haben.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Resonatoren unter Zwischenschaltung von nicht starren Trennschichten miteinander gekoppelt und zu Resonatorblöcken vereint sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Resonatoren bzw. Resonatorblöcke in bezug auf die Luftdurchgangsrichtung eines Schalldämpfers parallel-epipedisch oder geknickt oder wellenförmig geknickt ausgeführt bzw. angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Resonatoren aus geschäumtem Kunststoff, z. B. Styropor, gebildet sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Resonatoren auf der die Durchbrechungen aufweisenden Begrenzungswand mit einem dämpfenden Material, wie Sillan, Steinwolle od. dgl. abgedeckt sind.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Schalldämpfung, die sowohl als Rohrschalldämpfer, Kulissenschalldämpfer od. dgl. Anwendung finden kann. Aus dem deutschen Patent 1 196 877 sind bereits Bauelemente zur Erstellung von schalldämmenden Aggregaten bekanntgeworden, die nach dem Resonatorprinzip arbeiten. Die Resonatoren sind dabei aus Raumelementen mit abgeschlossenen Luftkammern gebildet, welche in der der vorbeiströmenden Luft zugekehrten Begrenzungswand Durchbrechungen aufweisen, wobei die Luft in den Kammern eine Feder und die Luft in den Durchbrechungen Massenelemente bildet, die von der Schallenergie in Schwingungen versetzt werden, wobei in Verbindung mit der jeweiligen Feder ein die Schallenergie verzehrendes Schwingungssystem gebildet ist.

Der in einem solchen Resonator gebildete Hohlraum ist dabei allseitig starr und luftdicht zur Umgebung hin abgeschlossen.

Bei Kulissenschalldämpfern, die aus Resonatoren zu-

ao sammengesetzt sind, befindet sich zwischen den beiden benachbarten Hohlräumen üblicherweise eine starre, totalreflektierende Wand, welche die beiden Resonatoren akustisch völlig voneinander trennt.
Aufgabe der Erfindung ist es, die bisher bekannten

»5 Resonator-Schalldämpfer in ihrer schalldämpfenden Wirkung zu verbessern. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß mindestens zwei Resonatoren unter Zwischenschaltung einer nicht starren Trennschicht miteinander gekoppelt sind.

Vorzugsweise kann dabei die Trennschicht überwiegend Federungs- oder Massecharakter aufweisen. Zweckmäßig besteht sie aus weichem Werkstoff, wie z. B. Filz, Mineralfaserfilz, Weichschaum, elastischem Schaumstoff od. dgl.

Je nach Ausbildung der Vorrichtung können die Resonatoren mit dem die Federung bildenden Hohlraum gegeneinander gekehrt sein, wobei zwischen beiden die nicht starre Trennschicht angeordnet ist, oder die Resonatoren sind mit ihrer, die Durchbrechungen aufweisenden Begrenzungswand nach einer Seite gekehrt und unter Zwischenschaltung der nicht starren Trennschicht, hintereinander angeordnet

Es können auch Resonatoren verwendet werden, deren die Federung bildender Hohlraum seitlich offen ist, wobei mehrere Resonatoren mit ihren offenen Seiten einander zugekehrt unter Zwischenschaltung der nicht starren Trennschicht nebeneinander angeordnet sind.

Schließlich können auch eine Mehrzahl von Resonatoren zu Flächen- oder Streifengebilden vereint sein und diese einen in der Luftdurchgangsrichtung gewölbten, geknickten oder kurvenförmigen Verlauf haben. Andererseits können die Resonatoren auf der die Durchbrechungen aufweisenden Begrenzungswand mit einem dämpfenden Material, wie Sillan, Steinwolle od.

SS dgl. abgedeckt sein.

Die Vorteile des Erfindungsgegenstandes liegen darin, daß die Dämpfung erheblich angehoben wird, wobei sowohl die ursprüngliche Resonanzfrequenz als auch die ursprüngliche Halbwertsbreite der Resonanzkurve praktisch unverändert erhalten bleiben können. Die die Resonatoren koppelnde weiche Trennschicht bildet einen bisher nicht bekannten zusätzlichen Parameter für die Abstimmung der Resonanzfrequenz, wobei die Trennschicht beliebig in bezug auf die Lage des Lochbodens der Resonatoren angeordnet sein kann.

Zusammengefaßt sind die Vorteile der Erfindung folgende:
1. Steigerung der spez. Dämpfung;