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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schalldämpfereinrichtung für eine Fluidleitung und ein Heizgerät mit einer Schalldämpfereinrichtung.
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In vielen Fällen werden heutzutage pneumatische oder hydraulische Aggregate verwendet, die eine nicht unbeträchtliche Lärmbelästigung erzeugen können. Insbesondere bei Aggregaten, die räumlich nahe an einem üblicherweise von Menschen genutzten Raum verwendet werden, kann dies zu erheblichen Störungen führen. Beispielsweise ist es bei Kraftfahrzeugen für einen Fahrer und Passagiere nicht möglich, einer Lärmbelästigung durch im Fahrzeug vorhandene Aggregate wie beispielsweise einem Heizgerät zu entgehen. Bei einem Heizgerät kann insbesondere der Ansaugbereich eines Fluids wie Luft eine erhebliche Lärmquelle darstellen.
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Bei bekannten Schalldämpfereinrichtungen werden häufig Absorptionsmaterialien eingesetzt, die eine Schalldämpfung erreichen sollen. Derartige Absorptionsmaterialien können beispielsweise um Ansaugleitungen eines Heizgerätes herum angeordnet werden. Absorptionsmaterialien sind allerdings in der Regel teuer und erreichen nicht immer in allen relevanten Frequenzbereichen eine gewünschte Schalldämpfung. Vor allem im niederfrequenten Bereich von unterhalb 1 kHz Schallfrequenz sind die meisten bekannten Absorbermaterialien keine effizienten Dämpfer. Zur ausreichenden Dämpfung muss daher eine erhebliche Menge von Absorptionsmaterial eingesetzt werden, was zu einer Verteuerung der Schalldämpfereinrichtung führt. Darüber hinaus muss die Schalidämpfereinrichtung ausreichend groß dimensioniert werden, um das Absorptionsmaterial aufnehmen zu können. Vor allem für einen Einsatz bei mobilen Anwendungen wie bei einem Fahrzeug ist jedoch eine kompakte Bauweise wünschenswert.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, insbesondere für Kraftfahrzeuge, und insbesondere für Heizgeräte für Kraftfahrzeuge, eine Schalldämpfereinrichtung für eine Fluidleitung bereitzustellen, die preisgünstig herzustellen ist und insbesondere auch in niedrigen Frequenzbereichen eine gewünschte Schalldämpfung erreicht.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Erfindungsgemäß ist eine Schalldämpfereinrichtung für eine Fluidleitung vorgesehen, die eine Resonatoranordnung aufweist. Die Resonatoranordnung umfasst eine erste Resonatorröhre mit einem zur λ/4-Dämpfung mindestens einer Schallwellenlänge ausgebildeten ersten Resonatorraum, wobei die erste Resonatorröhre eine erste Längsrichtung, zwei einander in der ersten Längsrichtung gegenüberliegenden Endwände und eine sich zwischen den Endwänden erstreckenden erste Seitenwandung aufweist und wobei der erste Resonatorraum zwischen der ersten Seitenwandung und den Endwänden der ersten Resonatorröhre ausgebildet ist, sowie eine zweite Resonatorröhre mit einem zur λ/4-Dämpfung mindestens einer Schallwellenlänge ausgebildeten zweiten Resonatorraum, wobei die zweite Resonatorröhre eine zweite Längsrichtung, zwei einander in der zweiten Längsrichtung gegenüberliegenden Endwände und eine sich zwischen den Endwänden erstreckende zweite Seitenwandung aufweist und wobei der zweite Resonatorraum zwischen der zweiten Seitenwandung und den Endwänden der zweiten Resonatorröhre ausgebildet ist. Die erste Resonatorröhre und die zweite Resonatorröhre sind über eine erste Verbindungsöffnung zwischen der ersten Seitenwandung und der zweiten Seitenwandung schallüberfragend miteinander verbunden. Die erste Resonatorröhre ist über eine Anschlussöffnung schallübertragend mit der Fluidleitung verbunden oder verbindbar. Somit ergibt sich eine kompakte Hintereinanderschaltung der Resonatorröhren der Resonatoranordnung. Zur λ/4-Dämpfung einer Wellenlänge ist jede der Resonatorröhren derart ausgebildet, dass ihre Resonanzlänge einem Viertel einer Wellenlänge eines bestimmten Störgeräuschs beziehungsweise einer bestimmten Störgeräuschkomponente entspricht. Allgemein kann der Abstand zwischen den Endwänden einer Resonatorröhre als Resonatorlänge bezeichnet werden. Der Abstand zwischen einer Endwand eines Resonators und dem dieser Endwand zugewandten Rand einer Verbindungsöffnung beziehungsweise einer Anschlussöffnung der Resonatorröhre kann als Resonanzlänge bezeichnet werden. Es ist vorstellbar, dass eine Resonatorröhre über zwei Öffnungen verfügt, etwa über eine Anschlussöffnung und eine Verbindungsöffnung. Entsprechend können für eine Resonanzröhre mehrere Resonanzlängen vorhanden sein. Außerdem kann gegebenenfalls eine einzelne Öffnung bezüglich beider Endwände einer Resonatorröhre unterschiedliche Resonanzlängen aufweisen. Innerhalb einer Resonatoranordnung können die Resonatorröhren gleiche Resonatorlängen und/oder Resonanzlängen aufweisen. Bei gleichen Resonanzlängen ergibt sich eine besonders gute Dämpfung der zugeordneten Wellenlänge, da mehrere Resonatorröhren zur Dämpfung beitragen. Bei unterschiedlichen Resonatorlängen und/oder Resonanzlängen kann die Bandbreite der Dämpfung deutlich erhöht werden. Durch eine Hintereinanderschaltung der Resonatorröhren ergeben sich weitere Resonanzlängen, die sich jeweils von einer Endwand bis zu dem Rand einer Verbindungsöffnung beziehungsweise der Anschlussöffnung erstrecken. Diese weiteren Resonanzlängen verlaufen über mehr als eine Resonatorröhre. Für diese weiteren Resonanzlängen kann die Länge zwischen zugehörigen Seitenwandungen beziehungsweise die Dicke einer Innenwand eine Rolle spielen, die eine Schallwelle durchlaufen muss. Es ist zweckmäßig, die Resonatorlängen, Resonanzlängen und weitere zu berücksichtigende Längen, die von Schallwellen in der Schalldämpfereinrichtung zu durchlaufen sind, derart auszulegen, dass die gewünschte Dämpfung bestimmter Frequenzen beziehungsweise Wellenlängen von Schallwellen erreicht wird. Erfindungsgemäß kann somit insbesondere die erste Resonatorröhre als λ/4-Röhre für eine erste Wellenlänge beziehungsweise eine erste Frequenz dienen, während die Resonatoranordnung als Ganzes mit den in Reihe geschalteten ersten und zweiten Resonatorröhren mit einer zusammengesetzten Gesamtlänge als λ/4-Röhre für eine niedrigere Frequenz wirkt. Die zweite Resonatorröhre kann entsprechend zur Dämpfung der ersten Wellenlänge beitragen oder zur Dämpfung einer weiteren Wellenlänge ausgebildet sein. Durch Dimensionierung und Positionierung der Verbindungsöffnung und/oder der Anschlussöffnung können die Dämpfungseigenschaften der einzelnen Resonatorröhren und der gesamten Resonatoranordnung festgelegt werden. Eine Verbindungsöffnung kann derart ausgebildet sein, dass sie eine schallübertragende Verbindung zwischen zugehörigen Seitenwandungen ermöglicht. Insbesondere kann eine Verbindungsöffnung eine durchgehende Öffnung zwischen den Seitenwandungen beziehungsweise in einer Innenwand darstellen. Zweckmäßigerweise entspricht die gesamte Öffnungsfläche einer Verbindungsöffnung oder einer Anschlussöffnung einer Querschnittsfläche der Fluidleitung oder ist größer als diese. Die Querschnittfläche der Fluidleitung kann eine Normale aufweisen, die parallel zu einer Fluidströmung durch die Leitung steht. Somit kann eine ausreichende Schallableitung in die Resonatoranordnung erfolgen und ein ausreichender Druckausgleich für die gewünschte Dämpfung gewährleistet werden. Allgemein kann sich eine Seitenwandung einer Resonatorröhre insbesondere parallel zu einer Normalen-Richtung einer der Endwände der Resonatorröhre erstrecken. Eine Seitenwandung kann insbesondere eine zur Innenseite einer Resonatorröhre beziehungsweise zum Resonatorraum gerichtete Wandung bezeichnen. Eine Seitenwandung kann durch die entsprechenden Seiten zweier Wände gebildet sein, welche die Resonatorröhre beziehungsweise den Resonatorraum umgeben. Es kann vorgesehen sein, dass eine Verbindungsöffnung eine Normale aufweist, welche orthogonal zur Längsrichtung einer der ihr zugeordneten Resonatorröhren verläuft. Eine Längsrichtung kann insbesondere die Richtung der größten Erstreckung einer Resonatorröhre sein. Die Längsrichtung kann durch die einander gegenüberliegenden Endwände definiert sein. Jede der Endwände kann als durchgehendes Element ohne Löcher ausgebildet sein. Zweckmäßigerweise ist eine Endwand zur Reflektion der zu dämpfenden Schallwellen geeignet. Die Resonatoranordnung kann einstückig ausgebildet sein. Es ist jedoch auch vorstellbar, dass die Resonatoranordnung durch mehrere Elemente gebildet wird. Die Komponenten einer mehrstückigen Resonatoranordnung können zumindest teilweise auf geeignete Art fest miteinander verbunden sein, etwa durch Verschweißen, Verschrauben, Verkleben oder Verklipsen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Resonatoranordnung zwei oder mehr als zwei Komponenten aufweist, die ineinander gesteckt sind. Die Resonatoranordnung oder die Komponenten der Resonatoranordnung können aus jedem geeigneten Material hergestellt sein, etwa aus Metall oder vorzugsweise einem Hartplastikmaterial wie beispielsweise einem Polyamid-Material. Eine Resonatorröhre kann einen runden, einen rechteckigen, insbesondere quadratischen, oder jeden anderen geeigneten Querschnitt aufweisen. Die Schalldämpfereinrichtung ist besonders geeignet für ein Heizgerät, insbesondere ein Heizgerät eines Kraftfahrzeuges. Sie kann im Ansaugbereich eines Heizgeräts für Kraftfahrzeuge vorgesehen sein. Die Fluidleitung kann über einen Zufuhranschluss und einen Ablassanschluss verfügen. Insbesondere kann die Fluidleitung eine Ansaugleitung sein oder mit einer Ansaugleitung verbunden oder verbindbar sein. Es ist vorstellbar, dass die Fluidleitung eine Luftansaugleitung beispielsweise für ein Heizgerät ist. Die Resonatoranordnung kann derart ausgebildet sein, dass sie die Fluidleitung vollständig umgibt. Es kann zweckmäßig sein, wenn die Verbindungsöffnung und/oder die Anschlussöffnung die zugehörigen Seitenwandungen beziehungsweise die Fluidleitung vollständig umlaufen, indem sie etwa jeweils einen Öffnungskreis mit einer bestimmten Öffnungsbreite definieren. Die Öffnungsbreiten unterschiedlicher Öffnungen können gleich oder unterschiedlich sein. Eine schallübertragende Verbindung ist dazu vorgesehen, Schallwellen zu übertragen, möglichst ohne ihre Frequenz zu ändern. Eine derartige Verbindung kann beispielsweise über eine Öffnung erfolgen. Es kann auch vorgesehen sein, dass eine Membran über einer Öffnung angeordnet ist. Eine schallübertragende Verbindung beziehungsweise Öffnung kann auch dazu geeignet sein, ein Fluid zu leiten. Ein Fluid kann eine Flüssigkeit oder ein Gas sein, insbesondere Luft. Die Schalldämpfereinrichtung kann Absorptionsmaterial umfassen. Das Absorptionsmaterial kann die Fluidleitung und/oder eine Fluidzuführung und/oder einen Fluidablass umgeben. Die Resonatoranordnung kann allgemein als eine Anordnung einander konzentrisch umgebender und durch Verbindungsöffnungen miteinander verbundener Resonatorröhren ausgebildet sein. Dabei können die Resonatorröhren die Fluidleitung konzentrisch umgeben.
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Es kann vorgesehen sein, dass die erste Längsrichtung und die zweite Längsrichtung parallel zueinander verlaufen. Somit lassen sich die Resonatorröhren dicht aneinander anordnen, was eine kompakte Konstruktion der Resonatoranordnung ermöglicht.
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Die erste und zweite Seitenwandung können eine gemeinsame Innenwand aufweisen, in welcher die erste Verbindungsöffnung vorgesehen ist. Allgemein kann eine Innenwand jeweils dazu ausgebildet sein, zumindest teilweise die Seitenwandung zweier benachbarter Resonatorröhren beziehungsweise einer Resonatorröhre und der Fluidleitung zu bilden. Somit sind beispielsweise die erste Seitenwandung und die zweite Seitenwandung jeweils durch diejenige Seite der Innenwand gebildet, die dem ersten beziehungsweise zweiten Resonatorraum zugewandt ist. Eine gemeinsame Innenwand kann mehrschichtig aufgebaut sein. Es ist auch vorstellbar, dass die gemeinsame Innenwand einstückig ausgebildet ist. Daraus ergibt sich eine besonders kompakte Bauweise der Resonatoranordnung.
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Es kann vorgesehen sein, dass die erste Verbindungsöffnung in einem Endbereich der ersten und/oder der zweiten Resonatorröhre angeordnet ist. Ein Endbereich kann im Bereich einer Endwand liegen. Insbesondere kann die Verbindungsöffnung sich von der Endwand bis zu einem Rand erstrecken, welcher der gegenüberliegenden Endwand zugewandt ist. Somit kann die Resonatorlänge der Resonatorröhren zum Ausbilden der Resonanzlänge verwendet werden, um die Gesamterstreckung der Schalldämpferanordnung gering zu halten. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die erste Verbindungsöffnung zumindest einen Teilbereich einer Verbindung der Innenwand beziehungsweise einer der Seitenwandungen mit der Endwand unterbricht.
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Bei einer Weiterbildung kann die Anschlussöffnung in einem Endbereich der ersten Resonatorröhre vorgesehen sein. Dabei kann die Anschlussöffnung in dem Endbereich der Resonatorröhre vorgesehen sein, welche dem Endbereich, in welchem die Verbindungsöffnung vorgesehen ist, gegenüberliegt. Somit kann im Wesentlichen die volle Länge der an die Fluidleitung angeschlossenen Resonatorröhre als Resonanzlänge verwendet werden. Die erste Verbindungsöffnung kann in einem Endbereich der ersten Resonatorröhre vorgesehen sein, also an oder in der Nähe einer der Endwände, während die Anschlussöffnung in dem anderen Endbereich vorgesehen sein kann, also an oder in der Nähe der anderen Endwand der ersten Resonatorröhre. Somit liegen sich die Öffnungen nicht direkt gegenüber, wodurch die Länge der Resonatorröhren ausgenutzt werden kann.
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Zweckmäßigerweise umfasst die Schalldämpfereinrichtung die Fluidleitung. Somit kann die Schalldämpfereinrichtung auf einfache Art über die Fluidleitung beispielsweise mit einem Fluidanschluss einer zu dämpfenden Apparatur wie einem Heizgerät eines Kraftfahrzeugs verbunden werden. Es ist vorstellbar, dass die Fluidleitung zumindest teilweise durch eine Wand gebildet wird, die eine Seitenwandung einer der Resonatorröhren bildet. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Schalldämpfereinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie ohne Fluidleitung konstruiert ist und nachträglich auf eine schon vorhandene Fluidleitung montiert wird. Dazu kann es gegebenenfalls notwendig sein, die Fluidleitung mit einer entsprechenden Anschlussöffnung zu versehen, an welche die Schalldämpfereinrichtung angeschlossen werden kann oder angeschlossen ist.
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Die Schalldämpfereinrichtung kann ferner eine dritte Resonatorröhre mit einem zur λ/4-Dämpfung mindestens einer Schallwellenlänge ausgebildeten dritten Resonatorraum aufweisen, wobei die dritte Resonatorröhre eine dritte Längsrichtung, zwei einander in der dritten Längsrichtung gegenüberliegenden Endwände und eine sich zwischen den Endwänden erstreckenden dritte Seitenwandung aufweist und wobei der dritte Resonatorraum zwischen der dritten Seitenwandung und den Endwänden der dritten Resonatorröhre ausgebildet ist, wobei die dritte Resonatorröhre durch eine zweite Anschlussöffnung mit der Fluidleitung verbunden oder verbindbar ist. Die dritte Resonatorröhre kann die Dämpfung einer weiteren Schallfrequenz erreichen, die von der gewählten Länge der dritten Resonatorröhre abhängt. Es ist auch denkbar, noch zusätzliche Resonatorröhren vorzusehen, die über eigene Anschlussöffnungen mit der Fluidleitung verbunden oder verbindbar sind.
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Es kann zweckmäßig sein, dass die Resonatoranordnung ferner mindestens eine weitere Resonatorröhre mit einem zur λ/4-Dämpfung mindestens einer Wellenlänge eines Schallsignals ausgebildeten weiteren Resonatorraum aufweist, wobei die weitere Resonatorröhre eine weitere Längsrichtung, zwei einander in der weiteren Längsrichtung gegenüberliegenden Endwände und eine sich zwischen den Endwänden erstreckenden weitere Seitenwandung aufweist und wobei der weitere Resonatorraum zwischen der weiteren Seitenwandung und den Endwänden der weiteren Resonatorröhre ausgebildet ist. Die weitere Resonatorröhre und die erste oder zweite Resonatorröhre sind durch eine zweite Verbindungsöffnung zwischen der weiteren Seitenwandung und der ersten oder zweiten Seitenwandung schallübertragend miteinander verbunden. Somit kann eine Reihenschaltung von mindestens drei Resonatorröhren in der Resonatoranordnung vorgesehen sein. Die weitere Längsrichtung beziehungsweise Längsrichtungen können parallel zur ersten und/oder zweiten Längsrichtung verlaufen. Für die Anordnung der zweiten Verbindungsöffnung gilt das oben für die erste Verbindungsöffnung gesagte analog. Wenn drei Resonatorröhren verwendet werden, wirkt die Resonatoranordnung für verschiedene Frequenzen als λ/4-Röhre. Es wirkt nämlich jede Resonatorröhre einzeln mit ihrer Länge als λ/4-Röhre. Bei unterschiedlichen Längen der Resonatorröhren können somit unterschiedliche Frequenzen allein durch die einzelnen Resonatorröhren gedämpft werden. Darüber hinaus wirken die Resonatorröhren mit den Summen beziehungsweise Untersummen ihrer Längen, also beispielsweise die erste Resonatorröhre mit der zweiten Resonatorröhre kombiniert, die zweite Resonatorröhre mit der dritten Resonatorröhre kombiniert wie auch alle drei Resonatorröhren zusammen jeweils für eine der summierten Resonanzlänge entsprechenden Wellenlänge als λ/4-Röhre. Es ist selbstverständlich möglich, mehr als drei Resonatorröhren über geeignete Verbindungsöffnungen miteinander schallübertragend zu verbinden. Jeweils zwei der miteinander verbundenen Resonatorröhren können eine gemeinsame Innenwand aufweisen, wie sie oben beschrieben ist. Die erste Verbindungsöffnung kann in einem Endbereich der zweiten Resonatorröhre vorgesehen sein, also an oder in der Nähe einer der Endwände, während die zweite Verbindungsöffnung in dem anderen Endbereich vorgesehen sein kann, also an oder in der Nähe der anderen Endwand der zweiten Resonatorröhre. Somit liegen sich die Verbindungsöffnungen nicht direkt gegenüber, wodurch die Länge der Resonatorröhren ausgenutzt werden kann.
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Die erste Längsrichtung kann parallel zu einer Längsrichtung der Fluidleitung und/oder einer Strömungsrichtung von Fluid in der Fluidleitung verlaufen. Dies ermöglicht eine besonders kompakte Bauweise der Schalldämpfereinrichtung. Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass eine Anschlussöffnung eine Normale aufweist, die orthogonal zur Strömungsrichtung des Fluids in der Fluidleitung liegt. Somit kann einerseits eine gute Ableitung von störenden Geräuschen durch die Anschlussöffnung erfolgen, andererseits hat die Anschlussöffnung auf die Strömung des Fluids in der Fluidleitung einen möglichst geringen Einfluss. Das Fluid kann insbesondere angesaugte oder abgelassene Luft sein.
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Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Schalldämpfereinrichtung zwei oder mehr Resonatoranordnungen aufweist, die jeweils über eine Anschlussöffnung mit der Fluidleitung verbunden oder verbindbar sind. Jede Resonatoranordnung kann dabei über mindestens zwei Resonatorröhren verfügen, die wie oben beschrieben angeordnet und über Verbindungsöffnungen miteinander verbunden sind. Besonders zweckmäßig ist es, wenn sich die Längen der Resonatorröhren der Resonatoranordnungen voneinander unterscheiden. Darüber hinaus ist es möglich, dass sich die Längen der Resonatorröhren innerhalb einer Resonatoranordnung voneinander unterscheiden. Somit lässt sich ein großes Spektrum an Frequenzen dämpfen. Die Resonatoranordnungen können in Strömungsrichtung hintereinander geschaltet sein. Es ist auch vorstellbar, die Resonatoranordnungen bezüglich der Fluidleitung einander gegenüber anzuordnen. In diesem Fall sollte jede Resonatoranordnung über eine eigene, entsprechend ausgelegte und die Fluidleitung nur teilweise umlaufende Anschlussöffnung mit der Fluidleitung verbunden oder verbindbar sein. Auch eine Kombination beider Anordnungskonzepte mit mehreren Resonatoranordnungen ist vorstellbar.
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Die Erfindung betrifft außerdem ein Heizgerät, insbesondere ein Heizgerät für ein Kraftfahrzeug, mit einer oben beschriebenen Schalldämpfereinrichtung. Die Fluidleitung kann insbesondere als Leitung für angesaugte Luft für das Heizgerät ausgebildet sein.
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Die Erfindung wird nun in Bezug auf die begleitenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen beispielhaft erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer ersten Schalldämpferanordnung;
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2 eine schematische Darstellung einer weiteren Schalldämpferanordnung;
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3 eine schematische Darstellung einer weiteren Schalldämpfereinrichtung mit Absorptionsmaterial und mit zusätzlichen an der Schalldämpfereinrichtung angebrachten Komponenten.
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In der folgenden Figurenbeschreibung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktional ähnliche Komponenten.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Schalldämpferanordnung 10. Die Schalldämpferanordnung 10 umfasst eine Fluidleitung 12, durch die ein Fluid, insbesondere Luft, geführt werden kann. Die Fluidleitung weist einen Fluidablass 11 und eine Fluidzuführung 13 auf. Entsprechend verläuft eine Strömungsrichtung des Fluids in der Fluidleitung 12 von 13 nach 11, in der Zeichnung also von rechts nach links. Eine Schallausbreitung aus einem am Fluidablass 11 angeschlossenen Aggregat wie einem Heizgerät erfolgt entsprechend in der Gegenrichtung. Die Fluidleitung 12 ist von einer Resonatoranordnung 14 umgeben, welche drei hintereinander geschaltete und konzentrisch zueinander angeordnete Resonatorröhren 16, 18 und 20 aufweist. Die Resonatorröhre 16 ist über eine Anschlussöffnung 15 in einer Wand 22 mit der Fluidleitung 12 schallübertragend verbunden. Über die Anschlussöffnung 15 findet lediglich ein geringer Fluidaustausch statt, da die Resonatoranordnung 14 keinen Abfluss aufweist. Die Wand 22 bildet einen inneren Teil einer Seitenwandung 23 für die mit ihr verbundene Resonatorröhre 16. Eine Innenwand 24 bildet einen weiteren, äußeren Teil einer Seitenwandung 23 der Resonatorröhre 16. Die Innenwand 24 bildet außerdem einen inneren Teil der Seitenwandung 25 der Resonatorröhre 18 und kann als gemeinsame Innenwand der Resonatorröhren 16 und 18 angesehen werden. Es ist ferner eine weitere Innenwand 26 vorgesehen, die einen äußeren Teil der Seitenwandung 25 und eine inneren Teil einer Seitenwandung 27 der benachbarten Resonatorröhren 18 und 20 bildet. Eine Außenwand 28 begrenzt die Resonatoranordnung 14 nach außen und bildet einen weiteren, inneren Teil der Seitenwandung 27 der Resonatorröhre 20. Die Resonatorröhren 16, 18 und 20 sind durch orthogonal zu den Innenwänden verlaufende Begrenzungswände 30, 32 abgeschlossen. Durch die Begrenzungswand 30 ist für die Resonatorröhre 16 eine Endwand 31 gebildet. Die andere Begrenzungswand 32 bildet eine zweite Endwand 33 für die Resonatorröhre 16. Die Endwände 31, 33 liegen sich bezüglich einer Längsrichtung der Resonatorröhre 16 gegenüber. Analog bilden die Begrenzungswände 30, 32 Endwände für die Resonatorröhren 18 und 20. Die Endwände einer Resonatorröhre hegen sich jeweils bezüglich einer Längsrichtung der zugeordneten Resonatorröhre gegenüber. Es ist selbstverständlich auch möglich, dass statt gemeinsamen Begrenzungswänden jede Resonatorröhre einzeln gefertigt ist und eigene, separat ausgebildete Endwände aufweist. Die Endwände und die Seitenwandungen sind für zu dämpfenden Schall im Wesentlichen undurchlässig. Insbesondere sind die Endwände zur Reflektion zu dämpfender Schallwellen geeignet. Zwischen den Seitenwandungen und den Endwänden einer Resonatorröhre ist jeweils ein nicht bezeichneter Resonatorraum ausgebildet. Wie in der 1 angedeutet zu erkennen ist, umläuft die Anschlussöffnung 15 die Fluidleitung 12 vollständig. Die Gesamtfläche der umlaufenden Anschlussöffnung 15 ist derart gewählt, dass sie der Querschnittsfläche der Fluidleitung 12 gleicht. Die Resonatorröhre 16 ist über eine Verbindungsöffnung 17 mit der Resonatorröhre 18 schallübertragend verbunden. Die Verbindungsöffnung 17 ist in der zwischen diesen Resonatorröhren liegenden Innenwand 24 und somit jeweils zwischen den Seitenwandungen 23, 25 dieser Resonatorröhren verlaufend vorgesehen. Ähnlich ist die Resonatorröhre 18 über eine in der Innenwand 26 vorgesehene Verbindungsöffnung 19 mit der Resonatorröhre 20 schallübertragend verbunden. Die Verbindungsöffnungen 17, 19 liegen jeweils in einem Endbereich der Resonatorröhren. Insbesondere schließen die Verbindungsöffnungen 17, 19 an zugehörige Endwände an beziehungsweise erstrecken sich senkrecht von benachbarten Endwänden weg. Die Verbindungsöffnungen 17, 19 bilden jeweils einen die zugehörige Innenwand 24, 26 umlaufenden Kreis. Die Gesamtflächen einer Verbindungsöffnung 17, 19 entspricht der Querschnittsfläche der Fluidleitung 12. Die Resonatorröhren 16, 18 und 20 sind derart ausgebildet, dass sie eine konzentrische Anordnung um die Fluidleitung 12 ergeben. Der Resonatoranordnung 14 in Schallemissionsrichtung vorgeschaltet ist eine Absorptionseinrichtung 40. Die Absorptionseinrichtung 40 kann die Fluidleitung 12 beziehungsweise den Fluidablass 11 vollständig umgeben und zur Hochfrequenzdämpfung ausgebildet sein. Das Absorptionsmaterial der Absorptionseinrichtung 40 kann in diesem Fall aus einem Schaumstoff bestehen, welcher insbesondere bei hohen Frequenzen ein gutes Absorptionsverhalten zeigt. Da das Absorptionsmaterial zum Dämpfen verhältnismäßig hoher Frequenzen (höher als ein kHz) gedacht ist, ist keine besonders dicke Absorptionsmaterialschicht notwendig, so dass das Absorptionsmaterial beispielsweise auf die Bauhöhe der Resonatoranordnung 14 beschränkt sein kann. Die Resonatoranordnung 14 ist zweckmäßigerweise derart dimensioniert, dass die Resonatorröhren 16, 18, 20 gleiche Resonatorlängen von Endwand zu Endwand aufweisen. Die Resonatorlänge kann in diesem Beispiel 80 mm betragen. Die Anschlussöffnung 15 und die Verbindungsöffnungen 17, 19 können 5 mm breit sein. Ein einzelner Resonator 16, 18, 20 wirkt somit als λ/4-Dämpfer für Schallwellen mit einer Frequenz von 1002 Hz. Zwei benachbarte Resonatorröhren zusammen, beispielsweise Resonatorröhren 16 und 18, wirken als λ/4-Dämpfer für eine Frequenz von 521 Hz. Drei Resonatorröhren zusammen wirken als λ/4-Dämpfer für eine Frequenz von 350 Hz. Die gedämpften Frequenzen stehen nur fast in einem ganzzahligen Verhältnis zueinander, da sich die jeweilige Gesamtresonanzlänge aus der Resonanzlänge einer der Resonatorröhren mit der an der Resonanz beteiligten Öffnung und der Resonatorlänge beziehungsweise den Resonatorlängen der Resonatorröhren zusammensetzt, deren Endwände bei der Resonanz eine Rolle spielen. Außerdem spielt die Dicke der Wände 22, 24, 26 eine Rolle. Beispielsweise wird eine Resonanzlänge der Resonatoren 16 und 18 durch die Länge zwischen dem Rand der Anschlussöffnung 15 bis zur Endwand 31, der Länge des Resonators 18 zwischen den Endwänden und der Dicke der Innenwand 24 bestimmt. Es versteht sich, dass durch die Resonatoranordnung 14 λ/4-Dämpfung für verschiedene Schallwellenlängen erfolgt. Die Resonatorröhren 16, 18, 20 sind bezüglich ihrer Längsrichtungen parallel zueinander und parallel zur Längsrichtung der Fluidleitung 12 beziehungsweise zur Strömungsrichtung von Fluid in der Fluidleitung 12 ausgerichtet. Die gezeigte Schalldämpfereinrichtung ist insbesondere für ein Heizgerät eines Kraftfahrzeugs geeignet.
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2 zeigt eine Variante einer Schalldämpfereinrichtung 10 aus 1, wobei nur auf die Unterschiede zur 1 näher eingegangen wird. Bei dieser Variante sind zwei Anschlusskörper 42, 44 vorgesehen, die jeweils einen Fluidanschluss 13, 11 zum Anschluss der Fluidleitung 12 an weitere, nicht gezeigte Komponenten beziehungsweise wie oben beschrieben zur Fluidzuführung oder zum Fluidablass bereitstellen. Der Anschlusskörper 42 trägt die Innenwände 22 und 26. Der Anschlusskörper 44 trägt die Innenwand 24. Über die Außenwand 28 sind die Anschlusskörper 42, 44 beispielsweise durch Verklipsen, Verschweißen oder Verkleben miteinander verbunden. Der Anschlusskörper 42 weist eine Begrenzungswand 30 auf, welche die Endwände der Resonatorröhren 16, 18 und 20 auf der Seite des Anschlusskörpers 42 bilden. Analog bildet der Anschlusskörper 44 eine Begrenzungswand 32 und somit die gegenüberliegenden Endwände der Resonatorröhren 16, 18, 20. Die Resonatoranordnung 14 kann in diesem Beispiel durch einfaches Ineinanderstecken von zwei Komponenten, nämlich der Anschlusskörper 42, 44, zusammengebaut werden. Es ist auch vorstellbar, dass die Außenwand 28 als separate Komponente ausgebildet ist, die mit den Anschlusskörpern 42, 44 wie oben beschrieben verbunden ist.
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3 zeigt eine weitere Variante einer Schalldämpfereinrichtung 10 aus 1, wobei nur auf die Unterscheide zu den 1 und 2 näher eingegangen wird. In diesem Beispiel ist zwischen der Fluidleitung 12 und einer Innenwand 41 der Resonatorröhre 16 eine Absorptionseinrichtung 46 vorgesehen. Die Absorptionseinrichtung 46 umgibt die Fluidleitung 12. Somit können die Wand 41 sowie die die Absorptionseinrichtung 46 bildende Schicht aus Absorptionsmaterial zusammen als die Funktion der Innenwand 22 der 1 erfüllend angesehen werden. Es ist vorstellbar, das Absorptionsmaterial derart auszubilden, dass es fluiddicht ist und somit gleichzeitig eine Begrenzung für das in der Fluidleitung 12 geführte Fluid darstellt. Dazu kann beispielsweise optional das Absorptionsmaterial geeignet mit einer schalldurchlässigen Beschichtung 21 beschichtet sein. In dieser Variante ist zu erkennen, dass der Anschlusskörper 44 eine von der Außenwand 28 separat hergestellte Komponente ist. Die Begrenzungswand 32 ist durch eine mit der Außenwand 28 einstückig hergestellte Wand gebildet. Der Anschlusskörper 42 trägt die Innenwände 26 und 41. Somit können Anschlusskörper 42 und die Außenwand 28 besonders einfach durch eine Klipsverbindung 48 miteinander verbunden sein. Auch der Anschlusskörper 42 kann durch eine Klipsverbindung 50 mit der Außenwand 28 verbunden sein. Zwischen dem Anschlusskörper 44 und der Begrenzungsfläche 32 ist eine weitere Absorptionseinrichtung 40 aufgenommen. Diese kann zur Dämpfung der gleichen Frequenzen ausgebildet sein wie die Absorptionseinrichtung 46. Die Absorptionseinrichtung 40 kann auch zum Dämpfen anderer Frequenzen, insbesondere zum Dämpfen tieferer Frequenzen, geeignet sein. Bei der hier gezeigten Konstruktion ist es nämlich möglich, die Absorptionseinrichtung 40 mit einer größeren Bautiefe auszubilden als die Absorptionseinrichtung 46, da sie sich im Wesentlichen vom Rand der Fluidleitung 12 bis zur Höhe eines Außenwandbereichs der Resonatoranordnung erstreckt. Dadurch lassen sich tiefere Frequenzen dämpfen als durch die im Vergleich dünnere Absorptionsschicht 46. Am Anschlusskörper 42 ist ferner ein Wasserabscheider 52 vorgesehen, der auf bekannte Weise zum Abscheiden von Wasser aus der zugeführten Luft dient.
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Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Schalldämpferanordnung
- 11
- Fluidablass
- 12
- Fluidleitung
- 13
- Fluidzuführung
- 14
- Resonatoranordnung
- 15
- Anschlussöffnung
- 16
- Resonatorröhre
- 17
- Verbindungsöffnung
- 18
- Resonatorröhre
- 19
- Verbindungsöffnung
- 20
- Resonatorröhre
- 22
- Innenwand
- 23
- Seitenwandung
- 24
- Innenwand
- 25
- Seitenwandung
- 26
- Innenwand
- 27
- Seitenwandung
- 28
- Außenwand
- 30
- Begrenzungsfläche
- 31
- Endwand
- 32
- Begrenzungsfläche
- 33
- Endwand
- 40
- Absorptionseinrichtung
- 42
- Anschlusskörper
- 44
- Anschlusskörper
- 46
- Absorptionseinrichtung
- 48
- Klipsverbindung
- 50
- Klipsverbindung
- 52
- Wasserabscheider
