DE10159487C1 - Aktiver Schalldämpfer für Abgasanlagen - Google Patents
Aktiver Schalldämpfer für AbgasanlagenInfo
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft einen aktiven Schalldämpfer (1) zum Dämpfen von Luftschall, den eine Maschine (3) mit einer rotierenden Antriebswelle (11) in Abhängigkeit ihrer Drehzahl erzeugt. Der Schalldämpfer (1) weist einen Hohlkörper (4) auf, der eine bewegliche Wand (7) zur Erzeugung von Gegenschall enthält und über eine Verbindung (8) mit einer zur Führung des zu dämpfenden Luftschalls geeigneten Leitung (9) akustisch gekoppelt ist. Der Schalldämpfer (1) besitzt außerdem eine Antriebseinrichtung (10) zum Bewegen der beweglichen Wand (7). DOLLAR A Einen besonders robusten Aufbau erhält der Schalldämpfer (1) dadurch, daß die bewegliche Wand durch einen Boden (7) eines Kolbens (5) gebildet ist, wobei der Hohlkörper durch einen Zylinderraum (4) gebildet ist, in dem der Kolben (5) hubverstellbar angeordnet ist.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen aktiven Schalldämp
fer zum Dämpfen von Luftschall, den eine Maschine mit einer
rotierenden Antriebswelle in Abhängigkeit ihrer Drehzahl er
zeugt, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Schalldämpfer dieser Art werden vor allem in Abgasanlagen
von Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere von Kraftfahr
zeugen, verwendet, um die Schallemissionen der Verbrennungs
kraftmaschinen bzw. der Fahrzeuge in die Umgebung zu redu
zieren. Ebenso ist es bekannt, Schalldämpfer im Ansaugbe
reich der Verbrennungskraftmaschinen anzuordnen.
Derartige aktive Schalldämpfer sind beispielsweise aus der
US 5, 336, 856, US 5, 432, 857, EP 0 916 817 A2, DE 196 10 292 A1
und DE 197 51 596 A1 bekannt und besitzen einen Hohlkör
per, der wenigstens eine bewegliche Wand zur Erzeugung von
Gegenschall enthält und über eine Verbindung mit einer zur
Führung des zu dämpfenden Luftschalls geeigneten Leitung
akustisch gekoppelt ist. Des weiteren ist eine Antriebsein
richtung zum Bewegen der beweglichen Wand vorgesehen. Bei
den bekannten Vorrichtungen ist die bewegliche Wand jeweils
durch eine Membran eines Lautsprechers gebildet, die mit
Hilfe eines elektromagnetischen Aktuators zur Erzeugung des
gewünschten Gegenschalls anregbar ist. Die bekannten Schall
dämpfer weisen jeweils einen Sensor z. B. in Form eines Mi
krofons auf, der an einer vorbestimmten Stelle einen Istwert
eines Schallfeldes ermittelt und diese mit einem vorbestimm
ten oder einstellbaren Sollwert vergleicht. In Abhängigkeit
dieses Soll-Ist-Vergleichs wird dann der Lautsprecher ange
steuert. Durch die Überlagerung des zu dämpfenden Luft
schalls mit dem Gegenschall erfolgt eine Bedämpfung des
Luftschalls durch gegenseitige Auslöschung der aufeinander
treffenden Schallwellen. Das bedeutet, daß eine speziell
programmierte Steuerungselektronik den jeweiligen Lautspre
cher derart betätigt, daß an dem Sensor der von der Pulsati
on im Luftschall verursachte Schalldruckpegel verschwindet
bzw. gemindert wird. Die Verwendung von Lautsprechern in Ab
gasanlagen von Verbrennungskraftmaschinen bereitet Probleme,
da sich diese Einsatzbedingungen deutlich von der üblichen
Verwendung von Lautsprechern in herkömmlichen Beschallungs
anlagen unterscheidet. Insbesondere betrifft dies die chemi
sche, thermische, elektrische und nicht zuletzt die mechani
sche Belastbarkeit der Lautsprecher. Darüber hinaus kann der
verwendete Softwarealgorithmus eine gewisse Instabilität be
sitzen, die durch Änderungen des Übertragungsverhaltens zwi
schen Lautsprecher und Sensor hervor gerufen werden kann und
ggf. zu extremen Pegelüberhöhungen führen kann.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem,
für einen aktiven Schalldämpfer der eingangs genannten Art
eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die insbesondere
eine reduzierte Anfälligkeit für die in einer Verbrennungs
kraftmaschine herrschenden Betriebsbedingungen besitzt.
Dieses Problem wird durch den Gegenstand des unabhängigen
Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegen
stand der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die zur
Erzeugung des Gegenschalls verwendete bewegliche Wand durch
einen Boden eines Kolbens zu bilden, der in einem Zylinder
raum hubverstellbar angeordnet bzw. gelagert ist. Hierdurch
ergibt sich ein robuster Aufbau, der es insbesondere ermög
licht, den erfindungsgemäßen Schalldämpfer im Abgasstrang
einer Verbrennungskraftmaschine anzuordnen. Von besonderer
Bedeutung ist hierbei, daß der erfindungsgemäße aktive
Schalldämpfer ohne Lautsprecher auskommt.
Von besonderer Bedeutung ist dabei eine Ausführungsform, bei
der die Antriebseinrichtung den Kolben so bewegt, daß die
Hubfrequenz des Kolbens in einem konstanten Verhältnis zur
Drehzahl oder Drehfrequenz der Maschine steht. Diese Ausfüh
rungsform beruht auf der Erkenntnis, daß bei einer Maschine
mit einer rotierenden Antriebswelle der zu bedämpfende Luft
schall eine von der Drehzahl der Antriebswelle abhängige
Hauptstörfrequenz besitzt, die mit Hilfe des Schalldämpfers
bedämpft werden soll. Durch die phasenstarre Kopplung der
Hubfrequenz des Kolbens an die Drehfrequenz der Antriebswel
le wird gewährleistet, daß die Druckwellen des Gegenschalls
dasselbe Frequenzverhalten zeigen wie die Druckwellen der
Hauptstörfrequenz. Hierdurch kann gewährleistet werden, daß
der vom Kolben erzeugte Gegenschall bei jeder Drehzahl auto
matisch exakt die zur Bedämpfung der Hauptstörfrequenz er
forderliche Frequenz besitzt. Im Unterschied zu den bekann
ten Schalldämpfern müssen hierbei keine komplizierten Algo
rithmen ausgewertet werden, da hier lediglich der einfache
Zusammenhang zwischen Drehzahl und Störfrequenz zur Erzeu
gung des benötigten Gegenschalls verwendet wird. Eine derar
tige Steuerung kann daher vergleichsweise preiswert, robust
und stabil ausgeführt werden.
Grundsätzlich ist es möglich, die Hubbewegung des Kolbens so
auszugestalten, daß lediglich eine einzige Gegenschallfre
quenz generiert wird. Zweckmäßig ist eine Weiterbildung, bei
der die Hubbewegung so ausgestaltet ist, daß der Kolben we
nigstens zwei verschiedene Gegenschallfrequenzen anregt, wo
durch zwei verschiedene Störfrequenzen bedämpft werden kön
nen. Zweckmäßig bildet die zweite Störfrequenz eine Ober
schwingung der ersten Störfrequenz.
Wenn die Antriebseinrichtung so ausgebildet ist, daß sie den
Kolben bei allen Hubfrequenzen mit einem konstanten Hub be
wegt, ergibt sich für den Schalldämpfer ein besonders einfa
cher Aufbau, der preiswert realisierbar ist.
Gemäß einer Weiterbildung kann eine Amplitudensteuereinrich
tung zum Einstellen der Amplitude des Gegenschalls vorgese
hen sein, die ein Steuerglied aufweist, das in Abhängigkeit
seiner Betätigung die akustische Kopplung über die Verbin
dung zwischen dem Zylinderraum und der luftschallführenden
Leitung mehr oder weniger bedämpft. Beispielsweise kann der
Hub des Kolbens für eine Maximalleistung des Schalldämpfers
ausgelegt und unabhängig von der benötigten Dämpfungslei
stung konstant vorliegen. Mit Hilfe der Amplituden-
Steuereinrichtung kann dann die Dämpferleistung an die mo
mentan benötigte Leistung angepaßt werden, in dem die beiden
gegeneinander wirkenden Schallfelder stärker oder schwächer
gekoppelt werden.
Vorzugsweise kann die Amplitudensteuereinrichtung das Steu
erglied in Abhängigkeit der Maschinendrehzahl und/oder der
Maschinenleistung betätigen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann der Kolben über
die Antriebseinrichtung mit der Antriebswelle der Maschine
antriebsverbunden sein. Bei dieser Ausführungsform wird auf
eine anfällige Elektronik zur Ansteuerung des Kolbens ver
zichtet, wodurch der erfindungsgemäße Schalldämpfer beson
ders einfach und robust baut.
Sofern es sich bei der Maschine um einen Kolbenmotor han
delt, der bei jeder Umdrehung seiner Antriebswelle n Zünd
vorgänge besitzt, wird die Hubfrequenz des Kolbens zweckmä
ßig so gewählt, daß sie das n-fache der Drehfrequenz der An
triebswelle ist. Üblicherweise sind die Zündvorgänge symme
trisch über dem Antriebswellendrehwinkel verteilt, so daß
diese Ausführungsform automatisch zu einer Gegenschallfrequenz
führt, die gleich der durch die Zündvorgänge erzeugten
Störfrequenz ist. Bei einem 4-Zylinder-Viertakt-Motor kommt
es während einer Kurbelwellenumdrehung zu zwei Zündvorgän
gen, so daß die Hubfrequenz somit die zweifache Drehfrequenz
der Kurbelwelle ist. Bei einem 6-Zylinder-Viertakt-Motor
finden pro Kurbelwellenumdrehung drei Zündvorgänge statt, so
daß die Hubfrequenz des Kolbens dementsprechend die dreifa
che Kurbelwellenfrequenz ist.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus
der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nach
stehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der je
weils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kom
binationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den
Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der
Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Be
schreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen
auf gleiche oder funktional gleiche oder ähnliche Bauteile
beziehen.
Die einzige Fig. 1 zeigt eine stark vereinfachte Prinzipdar
stellung eines erfindungsgemäßen Schalldämpfers.
In Fig. 1 wird eine bevorzugte Anwendung eines erfindungsge
mäßen aktiven Schalldämpfers 1 näher erläutert, nämlich zur
Bedämpfung von Luftschall in einem Abgasstrang 2 einer Ver
brennungskraftmaschine 3. Der Schalldämpfer 1 weist minde
stens einen Hohlkörper auf, der einen Zylinderraum 4 bildet.
In diesem Zylinderraum 4 ist ein Kolben 5 hubbeweglich gela
gert, was durch einen Doppelpfeil 6 angedeutet ist. Ein Bo
den 7 des Kolbens 5 bildet dabei eine im Zylinderraum 4 be
wegliche Wand. Der Hohlkörper 4 bzw. der Zylinderraum 4 ist
über eine Verbindung 8 mit einer Leitung 9 akustisch gekop
pelt. Diese Leitung 9 bildet dabei eine Leitung des Ab
gasstrangs 2 und führt im Betrieb der Verbrennungskraftma
schine 3 den zu bedämpfenden Luftschall.
Der Schalldämpfer 1 besitzt eine Antriebseinrichtung 10 zum
Bewegen des Kolbens 5. Bei der hier gezeigten bevorzugten
Ausführungsform ist der Kolben 5 über die Antriebseinrich
tung 10 mit einer Antriebswelle 11 der Verbrennungskraftma
schine 3 antriebsverbunden. Dabei enthält die Antriebsein
richtung 10 einen Kurbeltrieb 12, der die eingehende Drehbe
wegung der Antriebswelle 11 in eine abgehende bidirektionale
Hubbewegung des Kolbens 5 umwandelt. Des weiteren enthält
die Antriebseinrichtung 10 ein Getriebe 13, das die einge
hende Drehzahl der Antriebswelle 11 in eine abgehende Dreh
zahl übersetzt, die an den Kurbeltrieb 12 und somit an den
Kolben 5 übertragen wird. Vorzugsweise ist das Übersetzungs
verhältnis des Getriebes 13 bei allen Maschinendrehzahlen
konstant. Dementsprechend ergibt sich für die Hubfrequenz
des Kolbens 5 ein konstantes Verhältnis zur Drehfrequenz
bzw. Drehzahl der Antriebswelle 11 bzw. der Maschine 3.
Durch den Kurbeltrieb 12 bewegt die Antriebseinrichtung 10
den Kolben 5 bei allen Hubfrequenzen mit einem konstanten
Hub. Zweckmäßig ist dieser Hub auf die maximale Dämpfungs
leistung des Schalldämpfers 1 ausgelegt. Wenn jedoch der zu
bedämpfende Störschall nur relativ kleine Amplituden auf
weist, z. B. beim Leerlaufbetrieb der Verbrennungskraftma
schine 3, kann dies zu einer Lärmbelästigung durch den
Schalldämpfer 1 führen. Um dies zu vermeiden, besitzt der
erfindungsgemäße Schalldämpfer 1 eine Amplitudensteuerein
richtung 14 zum Einstellen der Amplitude des vom Kolben 5
erzeugte Gegenschalls. Diese Amplitudensteuereinrichtung 14
weist ein Steuerglied 15 auf, das hier in Form einer Schmet
terlingsklappe ausgestaltet ist. Das Steuerglied 15 kann mit
Hilfe eines Aktuators 16 betätigt werden. Das Steuerglied 15
ist im Bereich der Verbindung 8 angeordnet und kann in Ab
hängigkeit seiner Betätigung die Schallfelder im Zylinder
raum 4 und in der Leitung 9 mehr oder weniger koppeln.
Das Steuerglied 15 wird zweckmäßig in Abhängigkeit der Ma
schinendrehzahl und/oder der Maschinenleistung betätigt.
Beispielsweise umfaßt die Amplitudensteuereinrichtung 14 ei
ne Steuerung 17, die über eine entsprechende Steuerleitung
18 den Steuergliedaktuator 16 betätigt. Beispielsweise er
hält die Steuerung 17 über eine Signalleitung 19 Signale,
die mit der aktuellen Maschinenleistung korrelieren. Bei
spielsweise kann dazu ein Pedalwinkel 20 eines Gaspedals 21
abgegriffen werden, da die Pedalstellung in der Regel mit
dem Leistungsbedarf der Verbrennungskraftmaschine 3 korre
liert. Ebenso ist es möglich, eine Stellung einer Drossel
klappe 22 abzugreifen, die in einem Ansaugtrakt 23 der Ver
brennungskraftmaschine 3 angeordnet ist. Ebenso ist es mög
lich, das Steuerglied 15 über ein entsprechendes Gestänge
direkt mit der Drosselklappe 22 zu koppeln, um eine von der
Maschinenleistung abhängige Betätigung des Steuerglieds 15
zu erreichen.
Sofern der Steuergliedaktuator 16 verwendet wird, kann die
ser als elektrischer oder elektromagnetischer oder hydrauli
scher oder pneumatischer oder mechanischer Aktuator 16 aus
gebildet sein, der in geeigneter Weise mit dem Steuerglied
15 antriebsverbunden ist.
Das Steuerglied 15 ist dabei vergleichsweise geringen Tempe
raturbelastungen ausgesetzt, da es nicht vom Abgas der Ver
brennungskraftmaschine 3 durchströmt wird. Des weiteren muß
es nur relativ langsam reagieren, da es nur bei Drehzahl-
und Laständerungen, jedoch nicht dem Zeitverlauf des Schall
druckpegels folgen muß. Somit können bekannte und bewährte
Steuerglieder 15 und Aktuatoren 16 verwendet werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform handelt es sich bei der
Verbrennungskraftmaschine 3 beispielsweise um einen 4-
Zylinder-Viertakt-Motor, der zwei Zündvorgänge pro Umdrehung
seiner Antriebswelle 11 besitzt. Das Getriebe 13 ist dann so
ausgestaltet, daß der Kolben 5 eine Hubfrequenz besitzt, die
doppelt so hoch wie die Drehfrequenz der Antriebswelle 11
ist. Dieser Zusammenhang bleibt bei allen Drehzahlen der Ma
schine 3 erhalten, wodurch der durch die Zündvorgänge in der
Verbrennungskraftmaschine 3 erzeugte Hauptstörschall bei je
der Drehzahl automatisch mit dem richtigen Gegenschall be
dämpft werden kann. Es ist klar, daß hierzu die Positionie
rung der Verbindung 8 sowie die Zwangskopplung zwischen der
Antriebswelle 11 und dem Kolben 5 so aufeinander abgestimmt
sind, daß sich im Bereich der Einkopplung des Gegenschalls
in die Leitung 9 eine gegenphasige Überlagerung des Gegen
schalls mit dem zu bedämpfenden Störschall ergibt, wodurch
der Störschall mehr oder weniger stark bedämpft werden kann.
Die zum Antrieb des Kolbens 5 erforderliche mechanische Lei
stung ist relativ gering, da der Kolben 5 nur vergleichswei
se geringe Drücke erzeugen muß. Des weiteren muß die Abdich
tung des Kolbens 5 gegenüber dem Zylinderraum 4 keinen hohen
Anforderungen genügen. Beispielsweise kann ein ggf. vorhan
dener Ringspalt zwischen Kolben 5 und Zylinderraum 4 zwar zu
einem akustischen Kurzschluß führen, dieser ist jedoch auf
sehr niedrige Frequenzen begrenzt, wodurch die Wirkungsweise
des erfindungsgemäßen Schalldämpfers nicht oder nur gering
fügig beeinträchtigt wird. Diese reduzierten Anforderungen
an die Dichtigkeit ermöglichen es, Reibungsverluste zwischen
Kolben 5 und Zylinderraum 4 zu reduzieren. Beispielsweise
kann ein den Kurbeltrieb 12 und den Zylinder 4 enthaltendes
Kurbelgehäuse aus Blech gebaut werden. Zur Reduzierung der
Trägheitsmassen können beispielsweise bewegte Teile, wie
z. B. der Kolben sowie eine Pleuelstange 24 aus Kunststoff
hergestellt werden.
Bei der hier gezeigten Ausführungsform ist die Verbindung 8
zwischen dem Zylinderraum 4 und der Leitung 9 offen ausge
bildet, um eine intensive akustische Kopplung zu realisie
ren. Sofern es die Umgebungsbedingungen zulassen, kann die
Verbindung 8 auch beispielsweise mit einer flexiblen Membran
gasdicht verschlossen sein. Die vom Kolben 5 erzeugten
Schwingungen können dann über die Membran in die Leitung 9
eingekoppelt werden. Das Stellglied 15 kann zur Beeinflus
sung der Kopplung dann zweckmäßig mit der Membran zusammen
wirken.
Obwohl der erfindungsgemäße Schalldämpfer für die Bedämpfung
von Luftschall im Abgasstrang 2 von besonderer Bedeutung
ist, kann der Schalldämpfer 1 grundsätzlich auch zur Bedämp
fung von Luftschall im Ansaugtrakt 23 eingesetzt werden. Für
Weiterbildungen des Schalldämpfers 1 können beispielsweise
mehrere Zylinderräume 4 und Kolben 5 vorgesehen sein, die
parallel arbeiten. Ebenso können verschiedene Kolben mit un
terschiedlichen Hubfrequenzen arbeiten, um verschiedene Fre
quenzen im Luftschall zu bedämpfen.
Bei der hier gezeigten Ausführungsform führt der Kurbeltrieb
12 zu einer sinusförmigen Hubbewegung des Kolbens 5. Durch
diese sinusförmige Kolbenbewegung kann stets nur eine Stör
frequenz bedämpft werden. Bei einer anderen Ausgestaltung
der Antriebseinrichtung 10 kann auch eine andere Hubbewegung
für den Kolben 5 dargestellt werden, die es beispielsweise
ermöglicht, gleichzeitig zwei oder mehr Störfrequenzen zu
bedämpfen.
Beispielsweise ist es dadurch möglich, die durch die Zünd
vorgänge in der Verbrennungskraftmaschine 3 erzeugte Haupt
störfrequenz sowie eine oder mehrere Oberschwingungen dieser
Hauptstörfrequenz mit dem Schalldämpfer 1 zu bedämpfen.
Bei der hier gezeigten Ausführungsform wird der Kolben 5 mit
Hilfe der Antriebseinrichtung 10 mechanisch mit der An
triebswelle 11 der Verbrennungskraftmaschine 3 gekoppelt. Es
ist klar, daß bei anderen Ausführungsformen die Antriebsein
richtung 10 einen unabhängig von der Antriebswelle 11 ange
triebenen Kolbenaktuator aufweisen kann, der zur Hubbetäti
gung des Kolbens 5 mit diesem antriebsverbunden ist. Eine
entsprechende Steuerung, z. B. die Steuerung 17, betätigt
dann diesen Kolbenaktuator in Abhängigkeit der Drehzahl der
Antriebswelle 11. Beispielsweise ist die Drehzahl der An
triebswelle 11 bei modernen Verbrennungskraftmaschinen 3 in
einer entsprechenden Motorsteuerung abrufbar. Ebenso kann
die Antriebseinrichtung 10 über eine geeignete Sensorik die
momentane Drehzahl der Antriebswelle 11 ermitteln. Ein Kol
benaktuator, der unabhängig von der Antriebswelle 11, z. B.
elektrisch oder elektromagnetisch oder hydraulisch oder
pneumatisch, antreibbar ist, kann über eine geeignete Steue
rung besonders einfach so betätigt werden, daß sich der vom
Kolben 5 generierte Gegenschall zur Bedämpfung mehrerer
Störfrequenzen eignet. Insbesondere kann ein solcher Kolbenaktuator
in Abhängigkeit der vorherrschenden Motordrehzahl
und/oder der vorherrschenden Motorleistung den Kolbenhub
bzw. die Amplitude des mit dem Kolben 5 generierten Gegen
schalls variieren und so an die momentan erforderliche Dämp
fungsleistung anpassen.
Obwohl der Schalldämpfer 1 bei der hier gezeigten Ausfüh
rungsform zur Bedämpfung des Luftschalls einer Verbrennungs
kraftmaschine 3 verwendet wird, ist der erfindungsgemäße
Schalldämpfer 1 grundsätzlich bei einer beliebigen Maschine
mit einer rotierenden Antriebswelle verwendbar, die in Ab
hängigkeit ihrer Drehzahl den zu bedämpfenden Luftschall er
zeugt. Beispielsweise kann der Schalldämpfer 1 nach der Er
findung daher bei einer Pumpe, einem Verdichter oder einem
Kompressor zur Anwendung kommen.
1
Schalldämpfer
2
Abgasstrang
3
Verbrennungskraftmaschine
4
Zylinderraum/Hohlkörper
5
Kolben
6
Hubrichtung
7
Boden/Wand
8
Verbindung
9
Leitung
10
Antriebseinrichtung
11
Antriebswelle
12
Kurbeltrieb
13
Getriebe
14
Amplitudensteuereinrichtung
15
Steuerglied
16
Steuergliedaktuator
17
Steuerung
18
Steuerleitung
19
Signalleitung
20
Pedalwinkel
21
Gaspedal
22
Drosselklappe
23
Ansaugstrang
24
Pleuelstange
Claims (15)
1. Aktiver Schalldämpfer zum Dämpfen von Luftschall, den
eine Maschine (3) mit einer rotierenden Antriebswelle (11)
in Abhängigkeit ihrer Drehzahl erzeugt, mit wenigstens einem
Hohlkörper (4), der wenigstens eine bewegliche Wand (6) zur
Erzeugung von Gegenschall enthält und über eine Verbindung
(8) mit einer zur Führung des zu dämpfenden Luftschalls ge
eigneten Leitung (9) akustisch gekoppelt ist, und mit einer
Antriebseinrichtung (10) zum Bewegen der beweglichen Wand
(6),
dadurch gekennzeichnet,
daß die bewegliche Wand durch einen Boden (6) eines Kolbens
(5) gebildet ist und daß der Hohlkörper durch einen Zylin
derraum (4) gebildet ist, in dem der Kolben (5) hubverstell
bar angeordnet ist.
2. Schalldämpfer nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Antriebseinrichtung (10) den Kolben (5) so bewegt,
daß die Hubfrequenz des Kolbens (5) in einem konstanten Ver
hältnis zur Drehzahl oder Drehfrequenz der Maschine (3)
steht.
3. Schalldämpfer nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Antriebseinrichtung (10) den Kolben (5) so bewegt,
daß die Hubbewegung des Kolbens (5) Gegenschall zur Bedämp
fung einer oder mehrerer von der Maschinendrehzahl abhängi
gen Störfrequenz(en) erzeugt.
4. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Antriebseinrichtung (10) den Kolben (5) bei allen
Hubfrequenzen mit einem konstanten Hub bewegt.
5. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Amplitudensteuereinrichtung (14) zum Einstellen der
Amplitude des Gegenschalls vorgesehen ist, die ein Steuer
glied (15) aufweist, das in Abhängigkeit seiner Betätigung
die beiden gegeneinander wirkenden Schallfelder über die
Verbindung (8) mehr oder weniger akustisch koppelt.
6. Schalldämpfer nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Amplitudensteuereinrichtung (14) das Steuerglied
(15) in Abhängigkeit der Maschinendrehzahl und/oder der Ma
schinenleistung betätigt.
7. Schalldämpfer nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Betätigung des Steuerglieds (15) ein elektrischer
oder elektromagnetischer oder hydraulischer oder pneumatischer
oder mechanischer Steuergliedaktuator (16) vorgesehen
ist, der mit dem Steuerglied (15) antriebsverbunden ist.
8. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kolben (S) über die Antriebseinrichtung (10) mit der
Antriebswelle (11) der Maschine (3) antriebsverbunden ist.
9. Schalldämpfer nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Antriebseinrichtung (10) ein Getriebe (13) enthält,
das die Maschinendrehzahl bei allen Maschinendrehzahlen mit einem konstanten Übersetzungsverhältnis in die Hubfrequenz des Kolbens (5) übersetzt.
daß die Antriebseinrichtung (10) ein Getriebe (13) enthält,
das die Maschinendrehzahl bei allen Maschinendrehzahlen mit einem konstanten Übersetzungsverhältnis in die Hubfrequenz des Kolbens (5) übersetzt.
10. Schalldämpfer nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Antriebseinrichtung (10) einen Kurbeltrieb (12) auf
weist, der eine von der Antriebswelle (11) abgenommene ein
gangsseitige Drehbewegung in eine ausgangsseitige bidirek
tionale Hubbewegung des Kolbens (5) umwandelt.
11. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Antriebseinrichtung (10) einen elektrischen oder
elektromagnetischen oder hydraulischen oder pneumatischen
Kolbenaktuator aufweist, der mit dem Kolben (5) antriebsver
bunden ist, und daß die Antriebseinrichtung (10) eine Steuerung
aufweist, die den Kolbenaktuator in Abhängigkeit der
Maschinendrehzahl betätigt.
12. Schalldämpfer nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Antriebseinrichtung (10) eine Sensorik aufweist, die
ein mit der Maschinendrehzahl korreliertes Signal ermittelt.
13. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei einer als Kolbenmotor ausgebildeten Maschine (3) mit
n Zündvorgängen pro Umdrehung der Antriebswelle (11) die
Hubfrequenz des Kolbens (5) das n-fache der Drehfrequenz der
Antriebswelle (11) ist.
14. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Maschine (3) eine Verbrennungskraftmaschine, ein
Kompressor, eine Pumpe oder ein Verdichter ist.
15. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei einer als Verbrennungskraftmaschine ausgebildeten
Maschine (3) die zur Führung des zu bedämpfenden Luftschalls
geeignete Leitung (9) durch den Abgasstrang (2) oder den An
saugstrang (23) der Verbrennungskraftmaschine (3) gebildet
ist.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2001159487 DE10159487C1 (de) | 2001-12-04 | 2001-12-04 | Aktiver Schalldämpfer für Abgasanlagen |
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DE2001159487 Expired - Fee Related DE10159487C1 (de) | 2001-12-04 | 2001-12-04 | Aktiver Schalldämpfer für Abgasanlagen |
DE50204073T Expired - Lifetime DE50204073D1 (de) | 2001-12-04 | 2002-08-13 | Aktiver Schalldämpfer für Abgasanlagen |
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DE (2) | DE10159487C1 (de) |
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