DE2314396C2

DE2314396C2 -

Info

Publication number: DE2314396C2
Application number: DE2314396A
Authority: DE
Inventors: Costa Silard Dipl.-Ing. Dr.-Ing. 7400 Tuebingen Vasiljevic
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-03-22
Filing date: 1973-03-22
Publication date: 1975-01-30
Also published as: BE812728A; JPS5123881B2; NL7403739A; FR2222715B3; JPS5041501A; DE2314396B1; 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 laßt auch nachträgliche Abstimmungsanpassungeii 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 Toleran?- und damit Ausschuß-Problemen, da die koppelnden Trennschicht ungeachtet des jeweils gewollten akustischen Charakters stets aus hinreichend weichen Werkstoffen bestehen.

Der Erfindungsgedanke läßt die verschiedensten Ausführungsmöglichkeiten 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 Darstellung eines aus Resonatoren zusammengesetzten Bauelementes,

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

F i g. 5 einen Schnitt nach den Linien V-V durch F i g- 3. _a5

Fig. 6 bis 9 verschiedene Schnittdarstellungen von erfindungsgemäßen Resonatoranordnungen und

F i g. 10 bis Il verschiedene Ausführungsmöglichkeiten von Resonatorbauelementen für Schalldämpfer.

Aufbau und Wirkungsweise des Resonators ergeben sich aus den Fig.! und 2. Nach F i g. 1 besteht der Resonator aus dem vorzugsweise rohrförmigen Hals und dem dahinter angeordneten Hohlraum V, die nach vorgegebenen Frequenzen aufeinander abstimmbar sind. Die Wirkungsweise ist dem des in der F i g. 2 gezeigten mechanischen Schwingungssystems analog: Die im Hals befindliche Luft wirkt bei Anregung durch eine periodische Wechselkraft P — hier Luftschallschwingung — wie die träge Masse M, die im Hohlraum V eingeschlossene Luft verhält sich wie die Feder F. Ein solcher Resonator hat, ebenso wie das in der F i g. 2 tiargestellte Schwingungssystem, eine ausgeprägte Resonanzfrequenz, bei welcher der Schallschluckgrad 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 verein!, 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 flärhenartigen Gebilden vereint sein können. Zweckmäßig gelangen Resonatoreinsätze 1 zur Anwendung, die aus Schaumstoff, wie z. B. Styropor, bestehen. Sie haben im wesentlichen Kastenform, wobei durch die Längswände 2 und die Querwände 3, Kammern 4 gebildet sind. Zweckmäßig weist der Boden 5 eine etwas größere Dicke auf. Er ist 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 flächenartigen Gebilden wird durch eine einseitig am Boden vorgesehene Wulst 7 bzw. eine auf der Gegenseite angeordnete Aussparung 8 begünstigt.

Üblicherweise sind die Öffnungen 6 mit einem porösen Stoff 9 von geeignetem akustischem Widerstand, beispielsweise Glaswolle, Sillan od. ds»l. abgedeckt, der seinerseits durch ein Sieb oder Gitter ?0 gehalten wird.

Es sind gemäß F i g. 6 zwei Resonator-Einsätze 1 miteinander gekoppelt, die Luftkammern 4 einander zugekehrt und lediglich durch eine weiche Trennschicht

11 aus Filz oder anderem weichen Material voneinander getrennt.

Bei der Anordnung gemäß F i g. 7 sind die Resonatoreinsätze 1 hintereinandergeschaltet, wobei sie mit ihrem Boden 5, der die Öffnungen 6 tragt, in eine Richtung weist und zwischen ihnen die weiche Trennschicht eingeschaltet ist. Die außenliegenden Resonatoren 1 können gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer weiteren Trennschicht 11' mit einer steifen Abdeckung

12 abgedeckt sein.

Die Fig. 8 und 9 zeigen weitere Anordnungsmöglichkeiten von Resonatoreinsätzen, wobei die Kammern 4 seitlich offen sind und die weiche Trennschicht 11 zwischen die nebeneinanderliegenden Resonatoren eingeschaltet ist.

Fig. 10 und 11 zeigen andere Ausführungsformen von Resonatoreinsätzen Γ bzw. 1", die in der Durchströmungsrichtung der Luft geknickt, gekrümmt oder gewölbt sind, wobei die Luftkammern mit einer harten Deckschicht oder der erfindungsgemäßen weichen Trennschicht abgedeckt und erforderlichenfalls die Hintereinander- bzw. Nebeneinanderschaltung 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 I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Trennschicht überwiegend Federungs- oder Massecharakter aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch I 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, da¹^ die Resonatoren mit ihrer, die Durchbrechungen aufweisenden Begrenzungswand nach einer Seite gekehrt, unter Z 'ischenschaltung 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.

nie Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur SchwlldSmpfung die Ä aU RohrschalldiUtipfar Kulissen-Sdampfer od. dgl. Anwendung finden kann. Aus Jem S sehen Patent I 196 877 sind bereits Bauele-

Steir Erstellung von schalldämmenden Aggrega-

Sn bekanntgeworden, die nach dem Resonatorpr.nz.p

arbeiten. Die Resonatoren sind dabe. aus Raumelemen-

en mit abgeschlossenen Luftkammern gebildet welche

η der der vorbeiströmenden Luft zugekehrten Begren-

züngswand Durchbrechungen aufweisen, wöbe, die

Luft η den Kammern eine Feder und d,e Luft m den

Durchbrechungen Massenelemente bildet, die von der

qchallenergie in Schwingungen versetzt werden, wobei

■ fVe bindung mit der jeweiligen Feder ein die Schall-

energie verzehrendes Schwingungssystem gebildet .st. Der in einem solchen Resonator gebildete Hohlraum ist dabei allseitig starr und luftdicht zur Umgebung hin abgeschlossen.

Bei Kulissenschalldämpfern, die aus Resonatoren zuao sammengesetzt sind, befindet sich zwischen den beiden benachbarten Hohlräumen iiblicherwe.se -m·- starra. totalreflektierende Wand, welche die beiden Resonatoren akustisch völlig voneinander trennt.

Aufgabe der Erfindung ist es, die bisher bekannten « Resonator-Schalldämpfer in ihrer schalldämpfenden Wirkung zu verbessern. Dies wird erfindungsgemaß dadurch erreicht daß mindestens zwei Resonatoren unter Zwischenschaltung einer nicht starren Trennschicht miteinander gekoppeii sind.

,o 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.

3, Je nach Ausbildung der Vorrichtung können die Re-' sonatoren 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 aufweise senden 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. dgl. abgedeckt sein.

Die Vorteile des Erfindungsgegenstandes hegen 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;