DE102005016021A1

DE102005016021A1 - Aktives Gegenschallsystem mit spezieller Anordnung der Sekundäraktuatoren zur Reduzierung eines Schalldurchgangs an einer offenen Grenzfläche zweier Volumina, aktive Gegenschallsystem-Anordnung, Verfahren zur aktiven Schallwellenreduzierung und Verwendung eines aktiven Gegenschallsystems zur aktiven Schallwellenreduzierung für ein zumindest teilweise geöffnetes Kontrollvolumen

Info

Publication number: DE102005016021A1
Application number: DE102005016021A
Authority: DE
Inventors: Harald Breitbach; Christian Gerner; Delf Sachau; Jochen Sommer
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 2005-04-07
Filing date: 2005-04-07
Publication date: 2006-10-12
Also published as: WO2006105948A3; CA2597636A1; WO2006105948B1; CN101147189A; US20080196967A1; EP1866908A2; RU2411592C2; WO2006105948A2; RU2007139146A; JP2008537166A

Abstract

Aktives Gegenschallsystem (10) zur aktiven Schallwellenreduzierung von Primärschallwellen (16), mit einer Reglereinheit (11), einem Fehlersensor (12), einem Referenzsensor (13) und mehreren Sekundäraktuatoren (14). Die Sekundäraktuatoren (14) sind zum Emittieren von Gegenschallwellen (15) ausgebildet, wobei die Reglereinheit (11), welche mit den Sekundäraktuatoren (15) gekoppelt ist, ein Fehlersignal (F) und ein Referenzsignal (R) verarbeitet und ein Sekundärsignal (S) erzeugt, welches über die Kopplung an die Sekundäraktuatoren (14) weitergeleitet wird, um die Sekundäraktuatoren (14) mittels des Sekundärsignals (S) so zu steuern, dass diese das Fehlersignal (F) reduzierende Gegenschallwellen (15) erzeugen, so dass eine optimale Schallwellenbekämpfung realisiert ist, wobei die Sekundäraktuatoren (14) so angeordnet sind, dass sie marginal an einer von den Primärschallwellen (16) zu durchdringenden, einen Rand aufweisenden offenen Durchtrittsfläche (21) angeordnet sind, um eine aktive Schallwellenbekämpfung des in Durchtrittsrichtung hinter der offenen Durchtrittsfläche (21) angeordneten, geöffneten Raums von den Gegenschallwellen (15) nach Art eines Vorhangs zu gewährleisten.

Description

Die Erfindung betrifft ein aktives Gegenschallsystem zur aktiven Schallwellenreduzierung mindestens einer von einem Primärschallwellen emittierenden Primäraktuator ausgehenden Primärschallwelle mit spezieller Anordnung der Sekundäraktuatoren zur Reduzierung eines Schallwellendurchgangs an beziehungsweise durch einer) offene(n) Grenzfläche zweier Volumina, eine aktive Gegenschallsystem-Anordnung, ein Verfahren zur aktiven Schallwellenreduzierung und Verwendung eines aktiven Gegenschallwellensystems zur aktiven Schallwellenreduzierung für ein zumindest teilweise geöffnetes Kontrollvolumen.

Gemäß dem Stand der Technik werden Schallwellen, insbesondere störende Schallwellen wie Lärm entweder passiv mit lärmabsorbierenden Vorrichtungen oder aktiv mittels aktiver Lärmbekämpfung – Active Noise Control (ANC) – reduziert.

Ein bekanntes ANC-System funktioniert prinzipiell wie folgt:
Ein Primäraktuator wie zum Beispiel eine Lärmquelle erzeugt mindestens eine Primärschallwelle wie zum Beispiel eine sinusförmige Schallwelle. Um nun diese störende Primärschallwelle aktiv zu reduzieren oder gar zu eliminieren, muss eine Sekundärschallwelle oder Gegenschallwelle mit bestenfalls gleicher Amplitude und Frequenz, jedoch um 180° Phasenverschoben, mit dieser Primärschallwelle überlagert werden. Hierzu ist ein ANC-Regler vorgesehen. Dieser verarbeitet ein zur Primärschallwelle synchrones Referenzsignal, welches beispielsweise mittels eines Referenzsensors erfasst wird, und ein von einem Fehlersensor, beispielsweise ein Fehlermikrofon, aufgenommenes Fehlersignal und berechnet daraus ein Sekundärsignal der Frequenz des Referenzsignals, jedoch mit anderer Amplitude und Phase. Dieses Sekundärsignal wird an Sekundäraktuatoren, beispielsweise Lautsprecher weitergeleitet, welche das Sekundärsignal in eine Gegenschallwelle oder Gegenschallwellen umwandeln. Die überlagerten Wellen werden dann wieder von dem Fehlersensor erfasst und die Regelung beziehungsweise Steuerung fortgesetzt, um so eine Minimierung der resultierenden Schallwelle zu erzielen.

Gemäß dem Stand der Technik ist es bekannt – wie in dem Bericht „Current and Future Industrial Applications of Active Noise Control" aus Anlass der ACTIVE 04 in Williamsburg, Virginia vom 20.-22. September 2004 von Colin H Hansen, Active Noise and Vibration Control Group, School of Mechanical Engineering, University of Adelaide, SA 5005, Australia, chansen@mecheng.adelaide.edu.au aufgeführt – mittels eines ANC-Systems Schallwellen in einem Rohr, dass heißt einem halboffenem Kontrollvolumen mit zwei offenen Durchtrittsflächen zu bekämpfen beziehungsweise zu reduzieren. Hierbei handelt es sich jedoch um ein einfaches Gesamtsystem mit eindimensionaler Schallwellenausbreitung, in welchem leicht eine aktive Schallwellenreduzierung durch Anordnung eines Sekundäraktuators innerhalb des Rohres realisiert werden kann.

Gemäß dem Stand der Technik ist es weiter bekannt, eine aktive Schallwellenreduzierung in geschlossenen Kontrollvolumen zu realisieren.

Aus dem Bericht „Active Sound Control On The Flight Deck Of A C130 Hercules" – ebenfalls im Rahmen der ACTIVE 04 in Williamsburg, Virginia vom 20.-22. September 2004 von Jon Gorman, Richard Hinchliffe and Ian Stothers, Ultra Electronics Controls Division, Vitrum Building, St. John's Innovation Park, Cowley Road, Cambridge, CB4 OWS, England, jon.Gorman@ultracontrols.aero veröffentlich, geht ein ANC-System hervor, welches innerhalb eines geschlossenen Kontrollvolumens, hier in einem Flugzeugrumpf, lokale Orte beruhigt, beziehungsweise die Primärschallwelle an lokalen Orten reduziert.

Aus dem Bericht „An actively controlled triple-glazed window" anlässlich „The 33rd International Congress and Expositon on Noise Control Engineering" (inter-noise 2004) vom 22.-25. August 2004 in Prag, Tschechische Republik, von A. Jokob, R. Bauers, M. Möser, Institute of Technical Acoustics, Technical University of Berlin, Einsteinufer 25, D-10587 Berlin, Germany, andre.jakob@tu-berlin.de geht ein ANC-System für ein dreifach verglastes Fenster hervor. Auch hier wird in einem geschlossenen Kontrollvolumen, einem Hohlraum zwischen zwei Glasscheiben der Dreifachverglasung eine aktive Schallwellenreduzierung von Primärschallwellen bewirkt. Die Sekundäraktuatoren sind hier jeweils am Rand des Zwischenraums angeordnet und bewirken eine Schallwellenreduzierung im Inneren des geschlossenen Kontrollvolumens. Dadurch wird der Schalldurchgang durch das geschlossene Fenster in das dahinter liegende Volumen reduziert.

Der Stand der Technik weist den Nachteil auf, dass eine aktive Schallwellenreduzierung entweder nur in geschlossenen Kontrollvolumina oder bei einfachen geometrischen Kontrollvolumina mit einer eindimensionalen Schallwellenausbreitung im Inneren der Kontrollvolumina möglich ist.

Der Erfindung liegt somit das Problem zugrunde, eine effektive, aktive Schallwellenreduzierung von sich in mehreren Richtung fortpflanzenden Primärschallwellen in einem zumindest teilweise geöffnetem Kontrollvolumen oder Raum zu realisieren, wobei die Schallwellenreduzierung nicht nur lokal sondern für den gesamten Raum oder das gesamte Kontrollvolumen erfolgt.

Diese Problem wird durch ein aktives Gegenschallsystem mit spezieller Anordnung der Sekundäraktuatoren zur Reduzierung eines Schalldurchgangs an einer offenen Grenzfläche zweier Volumina, einer aktiven Gegenschallsystem-Anordnung, einem Verfahren zur aktiven Schallwellenreduzierung und einer Verwendung eines aktiven Gegenschallsystems zur aktiven Schallwellenreduzierung für ein zumindest teilweise geöffnetes Kontrollvolumen mit den Merkmalen gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst.

Das erfindungsgemäße, aktive Gegenschallsystem umfasst mindestens eine Reglereinheit, mindestens einen Fehlersensor, mindestens einen Referenzsensor und einen oder mehrere Sekundäraktuatoren. Die Sekundäraktuatoren sind zum Emittieren von Gegenschallwellen ausgebildet. Der Fehlersensor, welcher mit der Reglereinheit gekoppelt ist, erfasst die überlagerten Schallwellen und leitet diese, falls erfassbar, als Fehlersignal an die Reglereinheit über die Kopplung weiter. Der Referenzsensor, welcher mit der Reglereinheit gekoppelt ist, erfasst die mindestens eine Primärschallwelle und leitet ein entsprechendes Referenzsignal über die Kopplung an die Reglereinheit weiter. Die Reglereinheit, welche mit den Sekundäraktuatoren gekoppelt ist, verarbeitet das Fehlersignal und das Referenzsignal und erzeugt daraus ein Sekundärsignal, welches über die Kopplung an die Sekundäraktuatoren weitergeleitet wird, um in Abhängigkeit von dem Fehlersignal die Sekundäraktuatoren mittels des Sekundärsignals so zu steuern, dass diese das Fehlersignal reduzierende Gegenschallwellen erzeugen, so dass eine optimale Schallwellenbekämpfung realisiert ist.

Die Sekundäraktuatoren sind dabei so angeordnet, dass sie sich marginal, das heißt am Rand befindlich, an einer von den Primärschallwellen zu durchdringenden, einen Rand aufweisenden, zumindest teilweise offenen Durchtrittsfläche befinden, um eine aktive Schallwellenbekämpfung zumindest eines Teils des in Durchtrittsrichtung hinter der Durchtrittsfläche angeordneten, zumindest teilweise geöffneten Raums von den Gegenschallwellen nach Art eines Vorhangs zu gewährleisten.

Ferner ist erfindungsgemäß eine aktive Gegenschallsystem-Anordnung mit einem Kontrollvolumen und mit einem aktiven Gegenschallsystem mit den vorstehend beschriebenen Merkmalen zur aktiven Schallwellenreduzierung der Primärschallwellen in dem Kontrollvolumen geschaffen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur aktiven Schallwellenbekämpfung mindestens einer von einem Primärschallwellen emittierenden Primäraktuator ausgehenden Primärschallwelle wird mittels eines Referenzsensors ein Referenzsignal einer Primärschallwelle erfasst. Weiter wird mittels eines Fehlersensors ein Fehlersignal von überlagerten Schallwellen erfasst. Mittels Kopplungen werden das Fehlersignal und das Referenzsignal an eine Reglereinheit übermittelt. Weiter wertet die Reglereinheit die übermittelten Signale aus und ein Sekundärsignal wird erzeugt. Das Sekundärsignal wird mittels Kopplung an Sekundäraktuatoren übermittelt. Die Sekundäraktuatoren werden am Rand einer offenen Durchtrittsfläche für die Primärschallwellen angeordnet. Ferner werden mittels der Sekundäraktuatoren aus dem übermittelten Sekundärsignal Sekundärwellen generiert, die nach Art eines Vorhangs die offene Durchtrittsfläche überlagern, so dass die durch die offene Durchtrittsfläche sich fortpflanzende Primärschallwelle reduziert und/oder eliminiert wird, wobei die Schritte in dem als Regelkreis ausgebildeten aktivem Gegenschallsystem wiederholt und/oder kontinuierlich ausgeführt werden.

Darüber hinaus ist erfindungsgemäß die Verwendung eines aktiven Gegenschallsystems zur aktiven Schallwellenreduzierung in einem zumindest teilweise geöffnetem Kontrollvolumen geschaffen.

Eine Grundidee der Erfindung ist darin zu sehen, ein aktives Gegenschallsystem mit Sekundäraktuatoren auszustatten, wobei die Sekundäraktuatoren so angeordnet sind, dass diese marginal, also entlang eines Randes einer offenen Durchtrittsfläche für Primärschallwellen angeordnet sind und Sekundär- oder Gegenschallwellen erzeugen, welche sich in der offenen Durchtrittsfläche mit den Primärschallwellen überlagern und so die Primärschallwellen reduzieren oder eliminieren. Dadurch wird eine Art „akustischer Vorhang" geschaffen, durch den alle Primärschallwellen in deren Ausbreitungsrichtung hinter der Durchtrittsfläche zumindest reduziert werden.

Primärschallwellen sind im Allgemeinen Lärmwellen. Dementsprechend sind Sekundär- oder Gegenschallwellen entsprechende (phasenverschobene) Lärmwellen.

Sekundäraktuatoren zur Erzeugung dieser Lärmwellen sind dann entsprechend Lautsprecher.

Offene Durchtrittsfläche ist eine von einem geschlossene Rand umfangene Fläche, durch welche die Primärschallwelle(n) in den Raum oder das Kontrollvolumen gelangt beziehungsweise gelangen.

Vorzugsweise kann der Rand jede beliebige geschlossene geometrische Form annehmen. Besonders bevorzugt ist der Rand jedoch in einer Ebene angeordnet. Besonders bevorzugt kann der Rand als Umfang einer einfachen geometrischen Figur umfassend Dreiecke, Kreise, Ovale, Ellipsen, Vierecke, Vielecke, Quadrate, Rechtecke, Trapeze, Rauten und dergleichen ausgebildet sein.

Der Rand kann auch als sogenannte Einhüllende oder „envelope" ausgebildet sein, so dass eine Kapselung eines als Lärmquelle ausgebildeten Primäraktuators realisierbar ist. Auf diese Weise würde die gesamte Umgebung hinter dieser Einhüllenden eine Primärschallwellenreduzierung erfahren.

Vorzugsweise sind die Sekundäraktuatoren äquidistant entlang des Randes der Durchtrittsfläche angeordnet. Auf diese Weise lässt sich eine optimale Primärschallwellenreduzierung erreichen. Durch die äquidistante Verteilung entlang des Randes lassen sich einfachere Berechnungsmodelle mit einfacheren Algorithmen zur Regelung beziehungsweise Steuerung des aktiven Gegenschallsystems aufstellen und somit eine effektivere Primärschallwellenreduzierung gewährleisten.

Die Anzahl der Sekundäraktuatoren zur effektiven Primärschallwellenreduzierung hängt von vielen Parametern umfassend Geometrie des abzuschirmenden Raums oder Kontrollvolumens, Geometrie der Durchtrittsfläche, spektrale Zusammensetzung der Primärschallwelle(n), Ainplitude und/oder Frequenz der Primärschallwelle(n), Bandbreite der Primärschallwelle(n), Grad der gewünschten Schallwellenreduzierung und dergleichen ab.

Unter abzuschirmender Raum ist der Raum oder auch das Kontrollvolumen zu verstehen, in welchem die aktive (Primär-)Schallwellenreduzierung stattfinden soll.

Allgemein lässt sich sagen, je dichter der Gegenschallwellenvorhang ausgebildet ist und je besser, das heißt unter anderem je schneller und genauer die Reglereinheit ausgebildet ist, desto höher ist die Primärschallwellenreduzierung. Das heißt, für eine effektive Primärschallwellenreduzierung ist eine entsprechende Qualität und/oder Quantität der Sekundäraktuatoren und eine entsprechende Qualität der Reglereinheit beziehungsweise allgemein der Regelung erzielen.

Bei einer schmalbandigen Primärschallwelle sind auch nur schmalbandige Sekundäraktuatoren notwendig. Bei Primärschallwellen mit großer Amplitude sind beispielsweise leistungsfähigere Sekundäraktuatoren oder eine entsprechend höhere Zahl an Sekundäraktuatoren notwendig. Aufgrund der Vielzahl der Anwendungsfälle lassen sich jedoch nicht alle Möglichkeiten der verschiedenen Ausführungen in Abhängigkeit der Kombination an Parametern aufführen.

Gleiches gilt für die Art der Sekundäraktuatoren. Auch hier hängt die Art der Sekundäraktuatoren zur effektiven Primärschallwellenreduzierung von vielen Parametern umfassend Geometrie des abzuschirmenden Raums oder Kontrollvolumens, Geometrie der Durchtrittsfläche, spektrale Zusammensetzung der Primärschallwelle(n), Amplitude und/oder Frequenz der Primärschallwelle(n), Bandbreite der Primärschallwelle(n), Grad der gewünschten Schallwellenreduzierung und dergleichen ab.

Entsprechend dem vorstehenden Beispiel einer Primärschallwelle mit großer Amplitude ist entweder eine größere Anzahl an Sekundäraktuatoren oder eine gleichbleibende Anzahl an Sekundäraktuatoren mit Mitteln zur Erzeugung einer Gegenschallwelle mit ebenfalls größerer Amplitude erforderlich. Liegt die Frequenz der Primärschallwelle in einem niedrigen Frequenzbereich, so sind auch nur Sekundäraktuatoren zur Erzeugung eines niedrigen Frequenzbereichs notwendig.

Auch aufgrund der Korrelation der Parameter untereinander lassen sich hier nicht sämtliche Kombination und/oder Ausgestaltungen aufführen. Jedoch ergeben gerade auch Kombinationen, zum Beispiel eine hohe Anzahl qualitativ hochwertiger Sekundäraktuatoren und eine schnelle und qualitativ hochwertige Regelung eine effektive Primärschallwellenreduzierung, wobei immer auch die Baugröße, insbesondere der Sekundäraktuatoren zu beachten ist.

Hinzu kommt, dass auch die Position der Fehlersensoren einen Einfluss auf die Effektivität des aktiven Gegenschallsystems nimmt.

Ebenso wie auch die Art und Anzahl der Sekundäraktuatoren ist auch die Anzahl und/oder die Art der Fehlersensoren abhängig von Parametern wie Geometrie des abzuschirmenden Raums oder Kontrollvolumens, Geometrie der Durchtrittsfläche, spektrale Zusammensetzung der Primärschallwelle(n), Amplitude und/oder Frequenz der Primärschallwelle(n), Grad der gewünschten Schallwellenbekämpfung und dergleichen.

Bevorzugt ist auch, dass der Referenzsensor und der Fehlersensor in einem Sensor integriert ausgebildet sind. Hierdurch lassen sich sowohl sogenannte feedforward Systeme als auch feedback Systeme realisieren. So kann aus einem ansonsten mittels Referenzsensor gewonnenem Referenzsignal dieses auch aus den in einem Sensor kombinierten und integrierten Fehler- und Referenzsensor gewonnen werden.

Die Verwendung des erfindungsgemäßen aktiven Gegenschallsystems mit der speziellen marginalen Anordnung der Sekundäraktuatoren zur aktiven Schallwellenreduzierung für ein zumindest teilweise geöffnetes Kontrollvolumen ist vielfältig. So lasst sich das aktive Gegenschallsystem in Eingangsbereichen von lärmberuhigten Räumen anordnen, um eine effektive Lärmreduzierung zu erzielen. Insbesondere lassen sich als Lärmquellen ausgebildete Primäraktuatoren mit diesem System effektiv einkapseln. Auch lassen sich beispielsweise in Werkhallen bestimmte Bereiche, in denen zum Beispiel auf Grund von gesetzlichen Vorgaben eine Lärmreduzierung zwingend vorgeschrieben ist, wirksam vor Lärmbeeinträchtigung schützen, ohne dass Lärmschutzmaßnahmen für die gesamte Werkhalle getroffen werden müssen.

Hieraus ergeben sich eine Vielzahl von Einsatzmöglichkeiten von aktiven Gegenschallsystem-Anordnungen mit einem zumindest teilweise geöffnetem Kontrollvolumen, mit einer offenen Durchtrittsfläche mit Rand und mit einem erfindungsgemäßen aktivem Gegenschallsystem.

So lassen sich mit der Anordnung von Sekundäraktuatoren beispielsweise entlang eines ebenen Rechtecks mit mehreren dieser Anordnung einzelne Bereiche quasi nach Art einer akustischen Trennwand als lärmberuhigte Zone ausbilden. Denkbar sind Ausführungen auf Flugfeldern, entlang von Autobahnen oder Zugstrecken, Baustellen und dergleichen.

Die Verwendung der erfindungsgemäßen Anordnung bringt den Vorteil mit, dass diese nicht die offene Durchtrittsfläche optisch versperrt, wie dies beispielsweise bei passiven Lärmschutzwänden der Fall ist. Die Verwendung als Lärmschutzwand oder Lärmschutzwandelement bringt also den Vorteil, dass im Wesentlichen nur die akustische Wahrnehmung verändert wird.

Vorzugsweise ist die Anordnung der Sekundäraktuatoren beziehungsweise des Randes der offenen Durchtrittsfläche als einfache geometrische Figur ausgebildet. So lassen sich mehrere dieser Anordnungen modular zusammen anordnen, um auch einen großflächigen Lärmschutz zu generieren.

Im Vergleich zu dem im Stand der Technik aufgeführten ANC-System für ein dreifach verglastes Fenster entfaltet das hier vorgeschlagene System auch bei geöffnetem Fenster seine Wirkung. Hier wird der Einsatz beziehungsweise die Funktion als „akustischer Vorhang" besonders deutlich.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Figur dargestellt und wird im Weiteren näher erläutert.
Die Figur zeigt: eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen aktiven Gegenschallsystems.
Die Darstellungen in der Figur sind schematisch, nicht maßstäblich.
Im Weiteren wird bezugnehmend auf die Figur eine aktive Gegenschallsystem-Anordnung 30 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
Die aktive Gegenschallsystem-Anordnung 30 umfasst ein aktives Gegenschallsystem 10 und ein Kontrollvolumen 20. Das aktive Gegenschallsystem 10 umfasst eine Reglereinheit 11, zwei Fehlersensoren 12, einen Referenzsensor 13 und vier Sekundäraktuatoren 14. Die Sekundäraktuatoren 14 sind als Lautsprecher ausgebildet, mit welchen Gegenschallwellen 15 erzeugbar sind. Diese Gegenschallwellen 15 sind als sinusförmige Schallwellen ausgebildet und werden mittels der zwei Fehlersensoren 12, welche hier entsprechend als Mikrofone ausgebildet sind, erfasst. Die Fehlersensoren 12 sind mittels Leitungen mit der Reglereinheit 11 gekoppelt. Über diese Leitung wird das von den Fehlersensoren 12 erfasste Fehlersignal F zu der Reglereinheit 11 übermittelt. Eine von einem Primäraktuator (nicht dargestellt) generierte Primärschallwelle 16 wird von dem Referenzsensor 13 als Referenzsignal R erfasst. Die Primärschallwelle 16 ist hier in Form einer sinusförmigen Lärm- oder Schallwelle dargestellt. Entsprechend ist hier der Referenzsensor 13 als Mikrofon ausgebildet. Der Referenzsensor ist ebenfalls über eine als Leitung ausgebildete Kopplung mir der Reglereinheit 11 gekoppelt. Über diese Leitung wird das Referenzsignal R an die Reglereinheit 11 übermittelt. Die Reglereinheit 11 wertet die beiden übermittelten Signale R, F aus und berechnet daraus ein Sekundärsignal S. Die Reglereinheit 11 ist über Leitungen mit den Sekundäraktuatoren 14 gekoppelt. Über diese Kopplung wird das von der Reglereinheit generierte Sekundärsignal S von der Reglereinheit 11 zu den Sekundäraktuatoren 14 übermittelt. Die Sekundäraktuatoren 14 wandeln das Sekundärsignal S entsprechend in Gegenschallwellen 15, welche mit der Primärschallwelle 16 überlagert werden. Diese überlagerte(n) Schallwelle(n) werden wiederum von den Fehlersensoren 12 erfasst und die Regelung wird kontinuierlich fortgesetzt beziehungsweise wiederholt.
Das Kontrollvolumen 20 ist als teils geöffnetes Kontrollvolumen ausgebildet, welches in der Figur schematisch als Quader ausgebildet ist, dessen eine Seite als offene Durchtrittsfläche 21 ausgebildet ist. Durch diese offene Durchtrittsfläche 21 gelangt die Primärschallwelle 16 beziehungsweise die durch die Gegenschallwelle(n) überlagerte oder gedämpfte Primärschallwelle 16' oder -wellen in das Innere des Kontrollvolumens 20.
Die offene Durchtrittsfläche 21 ist von einem Rand umgeben. Entlang dieses Randes, welcher hier in Form eines Rechtecks ausgebildet ist, sind die Sekundäraktuatoren 14 angeordnet. Dabei sind die Sekundäraktuatoren 14 in äquidistanten Abständen zueinander beabstandet. Die von den Sekundäraktuatoren 14 ausgesendeten Gegenschallwellen 15 bilden entlang der offenen Durchtrittsfläche 21 eine An „akustischen Vorhang", so dass keine Primärschallwelle 16 ohne von diesen Gegenschallwellen 15 überlagert zu werden die offene Durchtrittsfläche 21 hin zum Inneren des Kontrollvolumens 20 passieren kann. Durch die Überlagerung wird eine gedämpfte Primärschallwelle 16' generiert, wobei der Grad der Dämpfung gleichzusetzen ist mit einer Lärm- beziehungsweise Primärschallwellenreduzierung.
Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass „umfassend" keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine" oder „ein" keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.

10: aktives Gegenschallsystem
11: Reglereinheit
12: Fehlersensor
13: Referenzsensor
14: Sekundäraktuator
15: Gegenschallwelle
16: Primärschallwelle
16': überlagerte/gedämpfte Primärschallwelle
20: Kontrollvolumen
21: offene Durchtrittsfläche
F: Fehlersignal
R: Referenzsignal
S: Sekundärsignal

Claims

Aktives Gegenschallsystem (10) zur aktiven Schallwellenreduzierung mindestens einer von einem Primärschallwellen emittierenden Primäraktuator ausgehenden Primärschallwelle (16), mit mindestens einer Reglereinheit (11); mit mindestens einem Fehlersensor (12); mit mindestens einem Referenzsensor (13); mit mehreren Sekundäraktuatoren (14); wobei die Sekundäraktuatoren (14) zum emittieren von Gegenschallwellen (15) ausgebildet sind; wobei der Fehlersensor (12), welcher mit der Reglereinheit (11) gekoppelt ist, die überlagerten Schallwellen (15, 16, 16') erfasst und diese als Fehlersignal (F) an die Reglereinheit (11) über die Kopplung weitergeleitet werden; wobei der Referenzsensor (13), welcher mit der Reglereinheit (11) gekoppelt ist, die mindestens eine Primärschallwelle (16) erfasst und diese als Referenzsignal (R) über die Kopplung an die Reglereinheit (11) weitergeleitet wird; wobei die Reglereinheit (11), welche mit den Sekundäraktuatoren (15) gekoppelt ist, das Fehlersignal (F) und das Referenzsignal (R) verarbeitet und ein Sekundärsignal (S) erzeugt, welches über die Kopplung an die Sekundäraktuatoren (14) weitergeleitet wird, um in Abhängigkeit von dem Fehlersignal (F) die Sekundäraktuatoren (14) mittels des Sekundärsignals (S) so zu steuern, dass diese das Fehlersignal (F) reduzierende Gegenschallwellen (15) erzeugen, so dass eine optimale Schallwellenbekämpfung realisiert ist, wobei die Sekundäraktuatoren (14) so angeordnet sind, dass sie marginal an einer von den Primärschallwellen (16) zu durchdringenden, einen Rand aufweisenden zumindest teilweise offenen Durchtrittsfläche (21) angeordnet sind, um eine aktive Schallwellenbekämpfung zumindest eines Teils des in Durchtrittsrichtung hinter der offenen Durchtrittsfläche (21) angeordneten, zumindest teilweise geöffneten Raums von den Gegenschallwellen (15) nach Art eines Vorhangs zu gewährleisten.
Aktives Gegenschallsystem (10) nach Anspruch 1, bei der die Sekundäraktuatoren (14) äquidistant entlang des Randes der offenen Durchtrittsfläche (21) angeordnet sind.
Aktives Gegenschallsystem (10) nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Anzahl der Sekundäraktuatoren (14) in Abhängigkeit von Parametern wie Geometrie des abzuschirmenden Raums, Geometrie der offenen Durchtrittsfläche (21), spektrale Zusammensetzung der Primärschallwelle(n) (16), Amplitude und/oder Frequenz der Primärschallwelle(n) (16), Grad der gewünschten Schallwellenbekämpfung gewählt ist.
Aktives Gegenschallsystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Art der Sekundäraktuatoren (14) in Abhängigkeit von Parametern wie Geometrie des abzuschirmenden Raums, Geometrie der offenen Durchtrittsfläche (21), spektrale Zusammensetzung der Primärschallwelle(n) (16), Amplitude und/oder Frequenz der Primärschallwelle(n) (16), Grad der gewünschten Schallwellenbekämpfung gewählt ist.
Aktives Gegenschallsystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der mehrere Fehlersensoren (12) eingerichtet sind, wobei die Anzahl und/oder die Positionierung der Fehlersensoren (12) in Abhängigkeit von Parametern wie Geometrie des abzuschirmenden Raums, Geometrie der offenen Durchtrittsfläche (21), spektrale Zusammensetzung der Primärschallwelle(n) (16), Amplitude und/oder Frequenz der Primärschallwelle(n) (16), Grad der gewünschten Schallwellenbekämpfung gewählt ist.
Aktives Gegenschallsystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der der Referenzsensor (13) und der Fehlersensor in einem Sensor integriert ausgebildet sind.
Verfahren zur aktiven Schallwellenbekämpfung mindestens einer von einem Primärschallwellen-emittierenden Primäraktuator ausgehenden Primärschallwelle (16), bei dem mittels eines Referenzsensors (13) ein Referenzsignal (R) einer Primärschallwelle (16) erfasst wird, mittels eines Fehlersensors (12) ein Fehlersignal (F) von überlagerten Schallwellen (15, 16, 16') erfasst wird, mittels Kopplungen das Fehlersignal (F) und das Referenzsignal (R) an eine Reglereinheit (11) übermittelt wird, die Reglereinheit (11) die übermittelten Signale (R, F) auswertet und ein Sekundärsignal (S) erzeugt wird, das Sekundärsignal (S) mittels Kopplung an Sekundäraktuatoren (14) übermittelt wird, die Sekundäraktuatoren (14) am Rand einer offenen Durchtrittsfläche (21) für die Primärschallwellen (16) angeordnet werden und die Sekundäraktuatoren (14) aus dem übermittelten Sekundärsignal (S) Gegenschallwellen (15) generieren, die nach Art eines Vorhangs die offene Durchtrittsfläche (21) überlagern, so dass die durch die offene Durchtrittsfläche (21) sich fortpflanzende Primärschallwelle (16, 16') reduziert oder eliminiert wird, wobei die Schritte in einem Regelkreis wiederholt ausgeführt werden.
Aktive Gegenschallsystem-Anordnung (30), mit einem zumindest teilweise geöffnetem Kontrollvolumen (20) mit einer offenen Durchtrittsfläche (21) mit Rand; mit einem aktiven Gegenschallsystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur aktiven Schallwellenreduzierung der Primärschallwellen (16) in dem Kontrollvolumen (20).
Verwendung eines aktiven Gegenschallsystems (10) zur aktiven Schallwellenreduzierung für ein zumindest teilweise geöffnetes Kontrollvolumen (20).