DE102019215650A1

DE102019215650A1 - Cavity resonator

Info

Publication number: DE102019215650A1
Application number: DE102019215650.9A
Authority: DE
Inventors: Marcus Casper
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2019-10-11
Filing date: 2019-10-11
Publication date: 2021-04-15

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Hohlraumresonator, wobei der Hohlraumresonator einen zumindest abschnittsweise stufenlos längenvariablen Resonatorhals (1) aufweist. Hierbei weist der Resonatorhals (1) weiterhin zumindest einen längeninvariablen Halsabschnitt (2) und zumindest einen längenvariablen Halsabschnitt (3) auf, wobei der längenvariable Halsabschnitt (3) durch ein jeweiliges, in seiner wirksamen Länge veränderbares, zumindest Teilstück (4) von dem Resonatorhals (1) zugehörigen Seitenwandelementen (5) geformt wird.The invention relates to a cavity resonator, the cavity resonator having a resonator neck (1) which is continuously variable in length at least in sections. Here, the resonator neck (1) furthermore has at least one length-invariable neck section (2) and at least one length-variable neck section (3), the length-variable neck section (3) being provided by a respective at least part (4) of the resonator neck, which can be changed in its effective length (1) associated side wall elements (5) is formed.

Description

Die Erfindung betrifft einen Hohlraumresonator, wobei der Hohlraumresonator einen zumindest abschnittsweise stufenlos längenvariablen Resonatorhals aufweist.The invention relates to a cavity resonator, the cavity resonator having a resonator neck which is continuously variable in length, at least in sections.

Es ist weitgehend bekannt, dass in Windkanälen von der Windgeschwindigkeit abhängige Resonanzen in Form von niederfrequenten Druckschwankungen auftreten können und je nach Ausprägung Messungen negativ beeinflussen. Diese insbesondere im Bereich unter 20 Hertz liegenden Resonanzen führen unter anderem dazu, dass der Strömungswiderstand von Kraftfahrzeugen nicht korrekt bestimmt werden kann. Für korrekte Messungen ist demnach Sorge zu tragen, dass diese Resonanzen nicht auftreten respektive unterdrückt werden.It is widely known that resonances in the form of low-frequency pressure fluctuations that depend on the wind speed can occur in wind tunnels and, depending on their characteristics, have a negative impact on measurements. These resonances, in particular in the range below 20 Hertz, mean, among other things, that the flow resistance of motor vehicles cannot be correctly determined. For correct measurements, care must therefore be taken that these resonances do not occur or are suppressed.

Eine Möglichkeit zur Beseitigung der Resonanzen besteht darin, den Windkanal mit einem oder mehreren Helmholtz-Resonatoren zu versehen, deren jeweiliger Resonatorhals über eine Öffnung mit dem Windkanal in Verbindung steht, wobei sich dem Resonatorhals ein dem Windkanal abgewandter Resonatorraum anschließt. Beim Entwurf des Windkanals werden die zu erwartenden Resonanzen bestmöglich ermittelt und daraus die erforderliche Anzahl an Resonatoren und deren Einstellbereiche festgelegt. Es gestaltet sich jedoch nach wie vor schwierig, die sich tatsächlich einstellenden Resonanzen exakt vorherzubestimmen. Bei der Inbetriebnahme des Windkanals werden dann erstmals die real auftretenden Resonanzen bestimmt und die Resonatoren fest eingestellt. Im ungünstigen Fall lässt sich nicht der Einfluss aller Resonanzen bei den unterschiedlichen Geschwindigkeiten beseitigen.One way of eliminating the resonances is to provide the wind tunnel with one or more Helmholtz resonators, the respective resonator neck of which is connected to the wind tunnel via an opening, the resonator neck being adjoined by a resonator chamber facing away from the wind tunnel. When designing the wind tunnel, the expected resonances are determined in the best possible way and the required number of resonators and their setting ranges are determined from this. However, it is still difficult to precisely determine the actual resonances that will occur in advance. When the wind tunnel is put into operation, the actually occurring resonances are determined for the first time and the resonators are permanently set. In the worst case, the influence of all the resonances at the different speeds cannot be eliminated.

Aus diesem Grund wurde z. B. in angrenzenden strömungstechnischen Anwendungen vorgesehen, Helmholtz-Resonatoren hinsichtlich dämpfungsrelevanter Dimensionen variabel zu gestalten.For this reason, z. B. in adjacent fluidic applications provided to make Helmholtz resonators variable with regard to damping-relevant dimensions.

Hierzu ist beispielsweise der EP 1 559 874 A1 eine Dampfturbine respektive ein sich an die Dampfturbine anschließender Diffusor zu entnehmen. Die Durchströmung der Turbine und insbesondere des Diffusors mit einem Arbeitsmedium führt dabei vergleichbar zu selbsterregten Resonanzschwingungen im für den Menschen akustisch wahrnehmbaren Bereich, dem sogenannten Diffusorbrummen. Zur Dämpfung dieses Diffusorbrummens ist es vorgesehen, dass ein Helmholtz-Resonator am Gehäuse des Diffusors angebracht und der Resonatorhals des Helmholtz-Resonators mit dem Strömungskanal des Diffusors über eine Öffnung verbunden ist. In einer Weiterbildung kann der beschriebene Helmholtz-Resonator derart ausgeführt sein, dass der Resonatorraum, die Länge des Resonatorhalses und/oder der Querschnitt des Resonatorhalses einzeln oder in Kombination variabel einstellbar ist. Dies führt dazu, dass die Dämpfungsfrequenz des Helmholtz-Resonators auf eine Eigenfrequenz des Diffusors abgestimmt werden kann.For example, the EP 1 559 874 A1 a steam turbine or a diffuser connected to the steam turbine can be seen. The flow of a working medium through the turbine and in particular the diffuser leads to self-excited resonance vibrations in the area acoustically perceptible to humans, the so-called diffuser hum. To dampen this diffuser hum, it is provided that a Helmholtz resonator is attached to the housing of the diffuser and the resonator neck of the Helmholtz resonator is connected to the flow channel of the diffuser via an opening. In a further development, the Helmholtz resonator described can be designed in such a way that the resonator space, the length of the resonator neck and / or the cross section of the resonator neck can be variably adjusted individually or in combination. This means that the damping frequency of the Helmholtz resonator can be tuned to a natural frequency of the diffuser.

Aus der DE 42 28 356 A1 ist überdies ein Helmholtz-Resonator bekannt, dessen Dämpfungsfrequenz über einen Verstellbereich veränderbar ist. Hierfür ist es vorgesehen, dass der Resonatorhals des Helmholtz-Resonators in seiner Länge und je nach Ausführungsform ebenfalls hinsichtlich seiner Querschnittsfläche verstellbar ausgebildet ist. Dabei sind Länge und Querschnittsfläche des Resonatorhalses bei einer eine feste Grundlänge des Resonatorhalses aufweisenden Weiterbildung jedoch lediglich gemeinsam verstellbar, sodass bei einer Längenänderung gleichzeitig die Querschnittsfläche und umgekehrt verändert wird. Zudem ist die hierfür benötigte Grundlänge des Resonatorhalses in Relation zum möglichen Verstellbereich vergleichsweise hoch.From the DE 42 28 356 A1 a Helmholtz resonator is also known, the damping frequency of which can be varied over an adjustment range. For this purpose, it is provided that the resonator neck of the Helmholtz resonator is designed to be adjustable in terms of its length and, depending on the embodiment, also with regard to its cross-sectional area. In this case, however, the length and cross-sectional area of the resonator neck can only be adjusted jointly in a further development having a fixed basic length of the resonator neck, so that when the length changes, the cross-sectional area and vice versa are simultaneously changed. In addition, the basic length of the resonator neck required for this is comparatively long in relation to the possible adjustment range.

Neben den genannten Helmholtz-Resonatoren existieren weitere Möglichkeiten, um den im Windkanal auftretenden Resonanzen entgegenzuwirken. Hierbei sind sogenannte Seiferth-Flügel zu erwähnen, welche in der Düse des Windkanals angeordnet einen bei der Entstehung der Resonanzen beteiligten strömungsmechanischen Effekt zwischen Düse und Kollektor des Windkanals unterbrechen. Eine Weiterentwicklung dieser Seiferth-Flügel ist unter anderem aus der DE 10 2012 104 684 A1 bekannt. Nachteilig an einer solchen Lösung ist jedoch, dass diese Flügel die Qualität, hierbei insbesondere die Homogenität der Strömung im Windkanal negativ beeinflussen, durch deren Umströmung ein Geräusch erzeugen und somit die Akustik im Windkanal verschlechtern. Dies führt beispielsweise dazu, dass bei gegebenenfalls neben aerodynamischen Messungen durchzuführende aeroakustische Messungen negativ beeinflusst werden.In addition to the Helmholtz resonators mentioned, there are other ways of counteracting the resonances that occur in the wind tunnel. So-called Seiferth blades should be mentioned here, which are arranged in the nozzle of the wind tunnel and interrupt a fluid-mechanical effect between the nozzle and collector of the wind tunnel that is involved in the creation of the resonances. A further development of this Seiferth grand piano is from the DE 10 2012 104 684 A1 known. A disadvantage of such a solution, however, is that these blades have a negative effect on the quality, in particular the homogeneity of the flow in the wind tunnel, generate a noise through the flow around them and thus worsen the acoustics in the wind tunnel. This has the result, for example, that any aeroacoustic measurements to be carried out in addition to aerodynamic measurements are negatively influenced.

Der DE 197 02 390 A1 ist ferner die Möglichkeit zu entnehmen, den in einem geschlossenen Windkanal auftretenden Resonanzen mittels der Anordnung von Lautsprechern und einer entsprechenden Erzeugung von Gegenschwingungen entgegenzuwirken. Dies erfordert jedoch eine genaue Positionierung der Lautsprecher sowie einen hohen regelungstechnischen Aufwand.The DE 197 02 390 A1 there is also the possibility of counteracting the resonances occurring in a closed wind tunnel by arranging loudspeakers and generating counter-vibrations accordingly. However, this requires precise positioning of the loudspeakers and a high level of control engineering effort.

Insbesondere kann es jedoch wünschenswert sein, dass der Resonatorhals des Helmholtz-Resonators neben einer veränderbaren Länge mit hohem Verstellbereich eine möglichst geringe unveränderbare Grundlänge aufweist.In particular, however, it can be desirable for the resonator neck of the Helmholtz resonator to have the smallest possible unchangeable basic length in addition to a variable length with a high adjustment range.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Hohlraumresonator der eingangs genannten Art derart auszuführen, sodass der längenvariable Resonatorhals des Hohlraumresonators bei einem hohen Verstellbereich eine möglichst geringe unveränderbare Grundlänge aufweist und eine Längenänderung des Resonatorhalses bei einer möglichst minimalen Querschnittsänderung des Resonatorhalses gewährleistet werden kann.Against this background, the invention is based on the object of designing a cavity resonator of the type mentioned at the outset in such a way that the variable-length resonator neck of the Cavity resonator has the smallest possible unchangeable basic length with a high adjustment range and a change in length of the resonator neck can be ensured with the lowest possible change in cross-section of the resonator neck.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Hohlraumresonator gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.This object is achieved with a cavity resonator according to the features of patent claim 1. The subclaims relate to particularly expedient developments of the invention.

Erfindungsgemäß ist also ein - insbesondere mit einem Windkanal über eine Öffnung verbundener - Hohlraumresonator - hierbei vorzugsweise ein Helmholtz-Resonator - vorgesehen. Hierbei weist der Hohlraumresonator - insbesondere einen Resonatorraum und - einen zumindest abschnittsweise stufenlos längenvariablen Resonatorhals auf. Dabei weist der Resonatorhals selbst zumindest einen - insbesondere an die Erfordernisse angepassten - längeninvariablen Halsabschnitt und zumindest einen längenvariablen Halsabschnitt auf, wobei der längenvariable Halsabschnitt durch ein jeweiliges, in seiner wirksamen Länge veränderbares, zumindest Teilstück von dem Resonatorhals zugehörigen Seitenwandelementen geformt wird. Hierdurch kann gewährleistet werden, dass keine oder lediglich eine minimale Querschnittsveränderung zwischen längeninvariablem Halsabschnitt und längenvariablem Halsabschnitt auftritt. Entsprechend wären die Seitenwandelemente des längenvariablen Halsabschnitts dabei voneinander getrennt ausgeführt. Zudem ist denkbar, dass die Seitenwandelemente in Längsrichtung des längenvariablen Halsabschnitts beweglich gelagert sind, sodass die wirksame Länge der Teilstücke der Seitenwandelemente vermittels einer Längsverschiebung der Seitenwandelemente veränderbar wäre. Im Allgemeinen ließe sich hierbei davon ausgehen, dass die wirksame Länge zwischen einer Minimallänge des Teilstücks, welche auch Null betragen könnte, und der Gesamtlänge des jeweiligen Seitenwandelements veränderbar ist und somit der längenvariable Halsabschnitt durch ein jeweiliges Teilstück der Seitenwandelemente oder den Seitenwandelementen im Ganzen geformt wird.According to the invention, a cavity resonator, in particular a cavity resonator connected to a wind tunnel via an opening, in this case preferably a Helmholtz resonator, is provided. Here, the cavity resonator has - in particular a resonator chamber and - a resonator neck which is continuously variable in length, at least in sections. The resonator neck itself has at least one length-invariable neck section - especially adapted to the requirements - and at least one length-variable neck section, the length-variable neck section being formed by a respective, at least part of the side wall elements belonging to the resonator neck, whose effective length can be changed. This can ensure that no or only a minimal change in cross-section occurs between the length-invariable neck section and the length-variable neck section. Accordingly, the side wall elements of the variable-length neck section would be designed separately from one another. In addition, it is conceivable that the side wall elements are movably mounted in the longitudinal direction of the variable-length neck section, so that the effective length of the sections of the side wall elements could be changed by means of a longitudinal displacement of the side wall elements. In general, it could be assumed here that the effective length can be changed between a minimum length of the section, which could also be zero, and the total length of the respective side wall element, and thus the length-variable neck section is formed as a whole by a respective section of the side wall elements or the side wall elements .

Weiterhin kann die Länge des längeninvariablen Halsabschnitts in einer spezifischen Ausführungsform 1,8 Meter betragen und die Länge des längenvariablen Halsabschnitts in einem Bereich von Null Metern und 1,4 Metern einstellbar sein, sodass die Länge des Resonatorhalses zwischen 1,8 Metern und 3,2 Metern veränderbar ist. Die Länge des Resonatorhalses wäre dabei abhängig von der Sollgeschwindigkeit einer Strömung, z. B. in einem mit dem Hohlraumresonator verbundenen Windkanal. Diese Sollgeschwindigkeit ist dabei quasistationär. Zur Übermittlung und Regelung der Länge des Resonatorhalses sollte eine Anbindung an eine Windkanalsteuerung vorgesehen sein.Furthermore, in a specific embodiment, the length of the length-invariable neck section can be 1.8 meters and the length of the length-variable neck section can be adjusted in a range of zero meters and 1.4 meters, so that the length of the resonator neck is between 1.8 meters and 3.2 Meters is changeable. The length of the resonator neck would be dependent on the target speed of a flow, e.g. B. in a wind tunnel connected to the cavity resonator. This target speed is quasi-stationary. A connection to a wind tunnel control should be provided for the transmission and regulation of the length of the resonator neck.

Es ist möglich, dass der Resonatorhals hierbei einen eckigen Querschnitt aufweist. Bevorzugt sollten der längeninvariable Halsabschnitt und/oder der längenvariable Halsabschnitt des Resonatorhalses jedoch über einen im Wesentlichen rechteckigen und besonders bevorzugt einen quadratischen Querschnitt verfügen. In praxisgerechter Weise würde der Resonatorhals hiernach vier, insbesondere jeweils orthogonal zueinander angeordnete Seitenwandelemente aufweisen, wobei entsprechend jeweils ein zumindest Teilstück der Seitenwandelemente den längenvariablen Halsabschnitt ausbilden würde.It is possible for the resonator neck to have an angular cross section. Preferably, however, the length-invariable neck section and / or the length-variable neck section of the resonator neck should have an essentially rectangular and particularly preferably a square cross-section. In a practical manner, the resonator neck would then have four, in particular, side wall elements arranged orthogonally to one another, with at least a portion of the side wall elements correspondingly forming the neck section of variable length.

Die Seitenwandelemente könnten auch nach Art eines Rollos oder auch abgedichteten Rollladens ausgebildet sein, wobei sich das in seiner wirksamen Länge veränderbare Teilstück des jeweiligen Seitenwandelements durch Abwicklung oder Aufwicklung des Seitenwandelements von oder auf eine Bevorratung ergäbe.The side wall elements could also be designed in the manner of a roller blind or also a sealed roller shutter, the portion of the respective side wall element, which can be changed in its effective length, would result from unwinding or winding the side wall element from or onto a supply.

In einer überdies gewinnbringenden Ausführungsform sind die Seitenwandelemente plattenförmig und/oder elastisch - insbesondere biegeelastisch - ausgebildet, wobei die Seitenwandelemente beispielsweise aus einem Federstahl oder einem Kunststoff bestehen können. Insbesondere die Kombination aus plattenförmigen und elastisch, hierbei insbesondere biegeelastisch, ausgebildeten Seitenwandelementen ermöglicht vorteilhaft, dass diese aus ihrer Ebene heraus krümmbar respektive biegbar sind. Hierdurch lässt sich auf einfache Weise ein jeweiliges Teilstück der Seitenwandelemente ausformen, indem die Seitenwandelemente an einer die wirksame Länge bestimmenden Stelle abgewinkelt werden. Diese Stelle und somit die wirksame Länge könnte dabei durch eine Verschiebung der plattenförmigen Seitenwandelemente verändert werden. Je stärker respektive höher die Krümmung oder Biegung der Seitenwandelemente, desto kürzer lässt sich der längeninvariable Halsabschnitt des Resonatorhalses ausgestalten.In an embodiment that is also profitable, the side wall elements are plate-shaped and / or elastic - in particular flexurally elastic - and the side wall elements can consist of spring steel or a plastic, for example. In particular, the combination of plate-shaped and elastic, in this case in particular flexurally elastic, side wall elements advantageously enables them to be bendable or bendable out of their plane. In this way, a respective section of the side wall elements can be shaped in a simple manner by angled the side wall elements at a point which determines the effective length. This point and thus the effective length could be changed by shifting the plate-shaped side wall elements. The stronger or higher the curvature or bend of the side wall elements, the shorter the length-invariable neck section of the resonator neck can be designed.

In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der Resonatorhals in einem Übergangsbereich zwischen längeninvariablem Halsabschnitt und längenvariablem Halsabschnitt je Seitenwandelement eine Umlenkführung auf, in welcher eine gekrümmte und zum längenvariablen Halsabschnitt hin abfallende Lageröffnung ausgeformt ist, über welche das jeweilige Seitenwandelement - insbesondere über dessen Breite - geführt wird. Über eine solch ausgebildete Umlenkführung lässt sich z. B. ein Abwinkeln des über die Lageröffnung geführten, hierbei insbesondere plattenförmig ausgebildeten Seitenwandelements in einer konstruktiv einfachen Gestaltung realisieren. Diese Abwinkelung würde dabei vorteilhaft dazu beitragen, dass sich der aus zumindest Teilstücken der Seitenwandelemente geformte längenvariable Halsabschnitt im Wesentlichen an den längeninvariablen Halsabschnitt anschließen kann und dabei die wirksame Länge der Teilstücke in einfacher Weise, z. B. vermittels einer Verschiebung der Seitenwandelemente in Längsrichtung des Resonatorhalses, veränderbar ist. Dies, ohne dass die Seitenwandelemente mit Wandungen des längeninvariablen Halsabschnitts interferieren.In a particularly advantageous development of the invention, the resonator neck has, in a transition area between the length-invariable neck section and the length-variable neck section, for each side wall element, a deflection guide is formed in which a curved bearing opening sloping down towards the length-variable neck section is formed, over which the respective side wall element - in particular over its width - is formed. to be led. About such a trained deflection z. B. a bending of the guided over the bearing opening, here in particular plate-shaped side wall element in a structurally simple design. This angling would advantageously contribute to the fact that the neck section of variable length, formed from at least partial pieces of the side wall elements, is essentially can connect to the length-invariable neck portion and thereby the effective length of the sections in a simple manner, for. B. by means of a displacement of the side wall elements in the longitudinal direction of the resonator neck, can be changed. This without the side wall elements interfering with walls of the length-invariable neck section.

Ferner stellt es sich als günstig dar, wenn die wirksame Länge des Teilstücks des jeweiligen Seitenwandelements von der zugehörigen Umlenkführung ausgehend - insbesondere dem längeninvariablen Halsabschnitt entgegengerichtet - resultiert, wobei die wirksame Länge durch Längsverschiebung des Seitenwandelements veränderbar ist. So kann ein im Wesentlichen optimaler Übergangsbereich zwischen längeninvariablem Halsabschnitt und längenvariablem Halsabschnitt des Resonatorhalses sichergestellt werden.It also turns out to be favorable if the effective length of the section of the respective side wall element results from the associated deflection guide - in particular in the opposite direction to the length-invariable neck section - wherein the effective length can be changed by longitudinally displacing the side wall element. In this way, an essentially optimal transition area between the length-invariable neck section and the length-variable neck section of the resonator neck can be ensured.

Eine vielversprechende Weiterbildung der Erfindung ist auch dadurch gekennzeichnet, dass der längenvariable Halsabschnitt - insbesondere in Führungsschienen des längenvariablen Halsabschnitts ausgebildete - Seitenführungen zur seitlichen Führung jedes der zumindest Teilstücke der Seitenwandelemente aufweist, wobei jede Seitenführung zumindest einen geradlinig verlaufenden Führungsabschnitt und einen der Kontur der Lageröffnung folgenden Führungsabschnitt aufweist. Hierbei sollten je Teilstück respektive der jeweiligen Seitenwandelemente zwei Seitenführungen ausgebildet sein. Mittels der Seitenführungen ließe es sich einerseits vorteilhaft verwirklichen, dass bei einer Abwinkelung der Seitenwandelemente die den längenvariablen Halsabschnitt bildenden Teilstücke dieser Seitenwandelemente von der Abwinkelung nicht beeinflusst werden und somit im Wesentlichen in flächiger Form vorliegen. Andererseits vereinfachen die Seitenführungen die Verschiebung der Seitenwandelemente und somit die Veränderung der wirksamen Länge der zumindest Teilstücke der Seitenwandelemente.A promising development of the invention is also characterized in that the length-variable neck section - in particular formed in guide rails of the length-variable neck section - has side guides for laterally guiding each of the at least partial pieces of the side wall elements, each side guide having at least one straight guide section and one following the contour of the bearing opening Has guide section. Here, two side guides should be formed for each section or the respective side wall elements. By means of the side guides, it can be advantageously achieved on the one hand that when the side wall elements are bent, the sections of these side wall elements forming the variable-length neck section are not influenced by the bend and are therefore essentially flat. On the other hand, the side guides simplify the displacement of the side wall elements and thus the change in the effective length of the at least partial pieces of the side wall elements.

Es lässt sich weiterhin als Erfolg versprechend ansehen, wenn in jeder Seitenführung zumindest einseitig - insbesondere der Innenseite des Resonatorhalses zugewandt, bevorzugt jedoch zweiseitig - an dem jeweiligen Seitenwandelement anliegende Längsdichtungen angeordnet sind. Hierdurch lassen sich vorteilhaft die quer zur Längsrichtung des Resonatorhalses liegenden Kontaktbereiche der Seitenführung sowie der Lageröffnung mit dem jeweiligen Seitenwandelement mediendicht, bei einer Verbindung des Hohlraumresonators mit einem Windkanal entsprechend luftdicht, ausgestalten.It can also be seen as promising if longitudinal seals resting against the respective side wall element are arranged at least on one side - in particular facing the inside of the resonator neck, but preferably on both sides - in each lateral guide. As a result, the contact areas of the side guide and the bearing opening with the respective side wall element lying transversely to the longitudinal direction of the resonator neck can advantageously be designed to be media-tight, and accordingly airtight when the cavity resonator is connected to a wind tunnel.

In einer weiteren überaus vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die jeweilige Umlenkführung ferner zumindest zwei über die Breite der Umlenkführung verlaufende und zumindest einseitig - insbesondere der Innenseite des Resonatorhalses zugewandt, bevorzugt jedoch zweiseitig und/oder entsprechend über die Breite des jeweiligen Seitenwandelements - an dem jeweiligen Seitenwandelement anliegende Querdichtungen auf. Somit kann der über die Breite der Umlenkführung verlaufende Kontaktbereich zwischen dem Seitenwandelement und der Lageröffnung mediendicht, bei einer Verbindung des Hohlraumresonators mit einem Windkanal entsprechend luftdicht, ausgestaltet werden.In a further extremely advantageous development of the invention, the respective deflecting guide furthermore has at least two on the respective side wall element that run across the width of the deflecting guide and face at least one side - in particular the inside of the resonator neck, but preferably two sides and / or correspondingly across the width of the respective side wall element adjacent transverse seals. Thus, the contact area between the side wall element and the bearing opening running across the width of the deflection guide can be designed to be media-tight, and accordingly airtight when the cavity resonator is connected to a wind tunnel.

Zudem ist eine Ausführungsform als gewinnbringend anzusehen, bei welcher die Querdichtungen in einem - in Längsrichtung des Resonatorhalses - dem längenvariablen Halsabschnitt abgewandten Randbereich der Umlenkführung angeordnet sind. Aufgrund der gekrümmten, zum längeninvariablen Halsabschnitt ansteigenden Lageröffnung der jeweiligen Umlenkführung wäre im dem längenvariablen Halsabschnitt abgewandten und somit dem längeninvariablen Halsabschnitt zugewandten Randbereich jeder der Umlenkführungen zwischen Lageröffnung und Resonatorhals eine höhere Materialdicke der Umlenkführung ausgebildet, als im gegenüberliegenden, den längenvariablen Halsabschnitt zugewandten Randbereich der Umlenkführung. Dies ist bei der Anordnung der Querdichtungen als überaus vorteilhaft hinsichtlich einer optimalen Dichtwirkung anzusehen.In addition, an embodiment is to be regarded as profitable in which the transverse seals are arranged in an edge region of the deflecting guide that faces away from the length-variable neck section — in the longitudinal direction of the resonator neck. Due to the curved bearing opening of the respective deflecting guide, which increases towards the length-invariable neck section, a higher material thickness of the deflecting guide would be formed between the bearing opening and resonator neck in the edge region facing away from the length-variable neck section and thus facing the length-invariable neck section than in the opposite edge area of the deflecting guide facing the length-variable neck section . With the arrangement of the transverse seals, this is to be regarded as extremely advantageous with regard to an optimal sealing effect.

In überaus praxisgerechter Gestaltung der Erfindung ist überdies ein jeweiliges der Seitenwandelemente über zumindest einen Aktuator verstellbar ist. Hierbei ist denkbar, dass jedes Seitenwandelement beispielsweise mit einem über einen Motor - insbesondere einen Schrittmotor - angetriebenen Spindeltrieb verbunden ist. Hierdurch ließen sich die Seitenwandelemente bevorzugt gemeinsam oder, falls dies notwendig sein sollte, auch getrennt voneinander elektrisch betätigt verschieben, wodurch sich die wirksame Länge der zumindest Teilstücke und somit die Länge des längenvariablen Halsabschnitts steuern oder regeln und dadurch präzise verändern ließe. Dies führt zudem dazu, dass sich die Länge des Resonatorhalses in einfacher Weise auf eine zu dämpfende Frequenz abstimmen ließe.In an extremely practical embodiment of the invention, a respective one of the side wall elements can moreover be adjusted via at least one actuator. It is conceivable here that each side wall element is connected, for example, to a spindle drive driven by a motor, in particular a stepping motor. In this way, the side wall elements can preferably be moved together or, if necessary, also separately from one another, electrically operated, whereby the effective length of the at least partial pieces and thus the length of the variable-length neck section can be controlled or regulated and thereby precisely changed. This also leads to the fact that the length of the resonator neck can be easily adjusted to a frequency to be damped.

Eine besonders aussichtsreiche Ausgestaltung der Erfindung zeigt sich auch dadurch, dass am längeninvariablen Halsabschnitt in Umfangsrichtung des längeninvariablen Halsabschnitts verlaufende Versteifungen ausgebildet und/oder die Seitenführungen über eine Versteifung verbunden sind, wodurch sich die Stabilität respektive die Steifigkeit des Resonatorhalses erhöhen lässt.A particularly promising embodiment of the invention is also shown by the fact that stiffeners are formed on the length-invariable neck section in the circumferential direction of the length-invariable neck section and / or the side guides are connected via a stiffener, whereby the stability or rigidity of the resonator neck can be increased.

Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in

1 eine Weiterbildung des Hohlraumresonators;
2 eine Detaildarstellung des Eckbereichs zweier Umlenkführungen;
3a, 3b die Ausformung der Seitenführungen im längenvariablen Halsabschnitt;
4 einen Schnitt durch zwei orthogonal angeordnete Umlenkführungen;
5 eine Aufsicht auf den Resonatorhals.

The invention allows numerous embodiments. To further clarify its basic principle, one of them is shown in the drawing and is described below. This shows in

1 a further development of the cavity resonator;
2 a detailed representation of the corner area of two deflection guides;
3a , 3b the formation of the side guides in the variable-length neck section;
4th a section through two orthogonally arranged deflection guides;
5 a plan view of the resonator neck.

1 zeigt eine Weiterbildung des als Helmholtz-Resonator ausgeführten und über die Öffnung 21 an der Außenseite der Windkanalwand 20 angeflanschten Hohlraumresonators, wobei aus Gründen der vereinfachten Darstellung lediglich der Resonatorhals 1 des Hohlraumresonators aufgezeigt und auf die Darstellung des sich an der Außenseite der Windkanalwand 20 befindenden und den Resonatorhals 1 umgebenden Resonatorraum des Hohlraumresonators verzichtet wurde. Der Resonatorhals 1 ist hierbei abschnittsweise stufenlos längenvariabel ausgeführt, wobei dieser hierfür den längeninvariablen Halsabschnitt 2 und den längenvariablen Halsabschnitt 3 aufweist. Der längenvariable Halsabschnitt 3 wird dabei durch ein jeweiliges, in seiner wirksamen Länge veränderbares, zumindest Teilstück 4 der dem Resonatorhals 1 zugehörigen und getrennt voneinander ausgeführten Seitenwandelemente 5 geformt. Die Seitenwandelemente 5 sind in dieser Weiterbildung plattenförmig sowie elastisch ausgebildet, sodass diese, wie in der Darstellung zu erkennen, aus ihrer Ebene heraus krümmbar respektive biegbar sind. Es sind hierbei vier orthogonal zueinander angeordnete Seitenwandelemente 5 vorgesehen, woraus ein quadratischer Querschnitt des längenvariablen Halsabschnitts 3 und somit auch des Resonatorhalses 1 resultiert. In Übereinstimmung hiermit zeigt der längeninvariable Halsabschnitt 2 ebenfalls einen quadratischen Querschnitt. Die angesprochene Krümmung respektive Abwinkelung der Seitenwandelemente 5 wird jeweils über die im Übergangsbereich zwischen längeninvariablem Halsabschnitt 2 und längenvariablem Halsabschnitt 3 angeordnete Umlenkführung 6 realisiert. Hierfür ist, wie in 2 näher aufgezeigt, in jeder der Umlenkführungen 6 eine gekrümmte und zum längenvariablen Halsabschnitt 3 hin abfallende Lageröffnung 7 ausgeformt, über welche das jeweilige Seitenwandelement 5 über seine Breite geführt wird. Von der jeweiligen Umlenkführung 6, dem längeninvariablen Halsabschnitt 2 abgewandt ausgehend, resultiert zudem die wirksame Länge des jeweiligen Teilstücks 4 der Seitenwandelemente 5. Dabei ist die wirksame Länge der Teilstücke 4 durch Längsverschiebung der Seitenwandelemente 5 veränderbar. Aufgrund der Abwinkelung der Seitenwandelemente 5 kann diese Verschiebung dabei ohne ein Interferieren der Seitenwandelemente 5 mit dem längeninvariablen Halsabschnitt 2 erfolgen. Hinsichtlich der Verschiebung der Seitenwandelemente 5 verfügt der längenvariable Halsabschnitt 3 über Führungsschienen 19, wobei in dieser Weiterbildung je zwei Führungsschienen 19 je Seitenwandelement 5 vorgesehen sind. In diesen Führungsschienen 19 sind, wie in den 3a und 3b dargestellt, Seitenführungen 8 zur seitlichen Führung jedes der zumindest Teilstücke 4 der Seitenwandelemente 5 ausgebildet. Die Verschiebung der Seitenwandelemente 5 erfolgt hierbei elektrisch, wofür jedes der Seitenwandelemente 5 mit einem als Motor ausgebildeten Aktuator 13 verbunden ist. Die Umsetzung der Drehbewegung der Motoren erfolgt dabei über den jeweiligen Spindeltrieb 14. Die als Motoren ausgeführten Aktuatoren 13 sind hierbei an der als Rahmenring ausgeführten Versteifung 16 angeordnet, wobei diese zudem die die Seitenführungen 8 beinhaltenden Führungsschienen 19 stabilisiert. Ferner sind am längeninvariablen Halsabschnitt 2 in Umfangsrichtung des längeninvariablen Halsabschnitts 2 verlaufende Versteifungselemente 15 ausgebildet. 1 shows a further development of the designed as a Helmholtz resonator and over the opening 21 on the outside of the wind tunnel wall 20th flanged cavity resonator, with only the resonator neck for the sake of simplicity 1 of the cavity resonator and on the representation of the on the outside of the wind tunnel wall 20th located and the resonator neck 1 surrounding resonator space of the cavity resonator was omitted. The resonator neck 1 is designed to be steplessly variable in length in sections, this being the length-invariable neck section 2 and the variable-length neck section 3 having. The variable length neck section 3 is thereby at least part of a respective variable in its effective length 4th that of the resonator neck 1 associated and separately executed side wall elements 5 shaped. The side wall elements 5 are plate-shaped and elastic in this development, so that they can be bent or bent out of their plane, as can be seen in the illustration. There are four side wall elements arranged orthogonally to one another 5 provided, from which a square cross-section of the variable-length neck portion 3 and thus also the neck of the resonator 1 results. In accordance with this, the length-invariable neck section shows 2 also a square cross-section. The mentioned curvature or angling of the side wall elements 5 is in each case via the in the transition area between the length-invariable neck section 2 and variable length neck section 3 arranged deflection guide 6th realized. For this, as in 2 shown in more detail in each of the deflection guides 6th a curved neck section that is variable in length 3 sloping warehouse opening 7th formed over which the respective side wall element 5 is guided across its width. From the respective deflection guide 6th , the length-invariable neck section 2 starting away from it, the effective length of the respective section also results 4th of the side wall elements 5 . Here is the effective length of the sections 4th by longitudinal displacement of the side wall elements 5 changeable. Due to the angling of the side wall elements 5 can this shift without interfering with the side wall elements 5 with the length-invariable neck section 2 respectively. With regard to the displacement of the side wall elements 5 has the variable-length neck section 3 via guide rails 19th , with two guide rails each in this further development 19th per side wall element 5 are provided. In these guide rails 19th are like in the 3a and 3b shown, side guides 8th for the lateral guidance of each of the at least parts 4th of the side wall elements 5 educated. The displacement of the side wall elements 5 takes place here electrically, for which each of the side wall elements 5 with an actuator designed as a motor 13th connected is. The rotation of the motors is implemented via the respective spindle drive 14th . The actuators designed as motors 13th are here on the reinforcement designed as a frame ring 16 arranged, these also the the side guides 8th containing guide rails 19th stabilized. Also on the length-invariable neck section 2 in the circumferential direction of the length-invariable neck section 2 running stiffening elements 15th educated.

Erwähnt sei nochmals, dass der längenvariable Halsabschnitt 3 durch ein zumindest Teilstück 4 der jeweiligen Seitenwandelemente 5 geformt wird, sodass dieser aus einem jeweiligen Teilstück 4 der Seitenwandelemente 5 oder den Seitenwandelementen 5 im Ganzen besteht. Dies nämlich dann, wenn die Seitenwandelemente 5 vollständig in die Seitenführungen 8, insbesondere in den in 3b aufgezeigten, geradlinig verlaufenden Führungsabschnitt 17 der Seitenführungen 8 überführt sind.It should be mentioned again that the variable length neck section 3 by at least a part 4th of the respective side wall elements 5 is shaped so that it consists of a respective section 4th of the side wall elements 5 or the side wall elements 5 as a whole. This is because when the side wall elements 5 completely into the side guides 8th , especially in the in 3b indicated, rectilinear guide section 17th the side guides 8th are convicted.

Der 2 ist eine Detaildarstellung des Eckbereichs zweier Umlenkführungen 6 zu entnehmen, wobei in jeder der Umlenkführungen 6 die gekrümmte und zum längenvariablen Halsabschnitt 3 hin abfallende Lageröffnung 7 ausgeformt ist, über welche das jeweilige Seitenwandelement 5 geführt wird und bedingt durch die Krümmung der Lageröffnung 7 in Richtung des längeninvariablen Halsabschnitts 2 abgewinkelt vorliegt. Zur Verdeutlichung dessen sind die in 1 dargestellten Führungsschienen 19 nicht dargestellt.The 2 is a detailed representation of the corner area of two deflection guides 6th to be found, being in each of the deflection guides 6th the curved and the variable-length neck section 3 sloping warehouse opening 7th is formed over which the respective side wall element 5 is guided and caused by the curvature of the bearing opening 7th in the direction of the length-invariable neck section 2 is angled. To make this clear, the in 1 illustrated guide rails 19th not shown.

Die 3a und 3b zeigen ferner die Ausformung der Seitenführungen 8 im längenvariablen Halsabschnitt 3, wobei diese entsprechend in den Führungsschienen 19 ausgebildet sind. Zudem ist aufgezeigt, dass in der Seitenführung 8 an dem jeweiligen Seitenwandelement 5 anliegende Längsdichtungen 10 angeordnet sind, wobei in der Darstellung der 3a in der Seitenführung 8 ein Teilstück 4 des Seitenwandelements 5 seitlich geführt wird. Die 3b zeigt weiterhin, dass die Seitenführung 8 einen geradlinig verlaufenden Führungsabschnitt 17 und den der Kontur der in 2 dargestellten Lageröffnung 7 der Umlenkführung 6 folgenden Führungsabschnitt 18 aufweist.The 3a and 3b also show the shape of the side guides 8th in the variable-length neck section 3 , these accordingly in the guide rails 19th are trained. It is also shown that in the lateral guide 8th on the respective side wall element 5 adjacent longitudinal seals 10 are arranged, in the representation of the 3a in the side guide 8th a section 4th of the side wall element 5 is guided laterally. The 3b continues to show that the lateral guide 8th a straight guide section 17th and the contour of the in 2 depicted warehouse opening 7th the deflection guide 6th following guide section 18th having.

4 stellt einen Schnitt durch zwei orthogonal angeordnete Umlenkführungen 6 dar, wobei der 4 hierbei zu entnehmen ist, dass neben den zumindest zweiseitig an den Seitenwandelementen 5 anliegenden Längsdichtungen 10 die jeweilige Umlenkführung 6 zumindest zwei über die Breite der Umlenkführung 6 demnach quer zur Längsrichtung des in 1 aufgezeigten Resonatorhalses 1 verlaufende und dabei zweiseitig an dem jeweiligen Seitenwandelement 5 anliegende Querdichtungen 11 aufweist. Dabei sind die Querdichtungen 11 in dem dem längenvariablen Halsabschnitt 3 abgewandten Randbereich 12 der Umlenkführung 6 angeordnet. Hierneben lässt sich der 4 weiterhin entnehmen, dass dem längenvariablen Halsabschnitt 3 zugewandt, in der Umlenkführung 6 eine Lippe 22 mit möglichst geringer Materialdicke an der dem in 1 dargestellten Resonatorhals 1 zugewandten Seite der jeweiligen Umlenkführung 6 ausgebildet ist. Diese ergibt sich hierbei entsprechend durch den in Richtung des längenvariablen Halsabschnitts 3 ausgeführten Abfall der Lageröffnung 7. Die Dicke dieser Lippe 22 kann dabei maximal einen Millimeter betragen. 4th represents a section through two orthogonally arranged deflection guides 6th dar, where the 4th it can be seen here that in addition to the at least two sides on the side wall elements 5 adjacent longitudinal seals 10 the respective deflection guide 6th at least two across the width of the deflection guide 6th therefore transversely to the longitudinal direction of the in 1 indicated resonator neck 1 running and at the same time two-sided on the respective side wall element 5 adjacent transverse seals 11 having. Here are the transverse seals 11 in the variable-length neck section 3 remote edge area 12th the deflection guide 6th arranged. The 4th can also be seen that the length-variable neck section 3 facing, in the deflection guide 6th a lip 22nd with the smallest possible material thickness at the in 1 represented resonator neck 1 facing side of the respective deflection guide 6th is trained. This results here accordingly from the in the direction of the variable-length neck section 3 executed waste of the warehouse opening 7th . The thickness of that lip 22nd can be a maximum of one millimeter.

5 zeigt eine Aufsicht auf den Resonatorhals 1, wobei zur zusätzlichen Stabilisierung weitere Versteifungselemente 9 ausgebildet sind. 5 shows a plan view of the resonator neck 1 , with additional stiffening elements for additional stabilization 9 are trained.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: ResonatorhalsResonator neck
22: längeninvariabler Halsabschnittlength-invariable neck section
33: längenvariabler Halsabschnittvariable length neck section
44th: TeilstückSection
55: Seitenwandelement Side wall element
66th: UmlenkführungDeflection guide
77th: LageröffnungWarehouse opening
88th: SeitenführungSide guide
99: VersteifungselementStiffening element
1010: Längsdichtung Longitudinal seal
1111: QuerdichtungTransverse seal
1212th: RandbereichEdge area
1313th: AktuatorActuator
1414th: SpindeltriebSpindle drive
1515th: Versteifungselement Stiffening element
1616: Versteifungstiffening
1717th: FührungsabschnittGuide section
1818th: FührungsabschnittGuide section
1919th: FührungsschieneGuide rail
2020th: Windkanalwand Wind tunnel wall
2121: Öffnungopening
2222nd: Lippelip

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

EP 1559874 A1 [0005]
DE 4228356 A1 [0006]
DE 102012104684 A1 [0007]
DE 19702390 A1 [0008]

Claims

Cavity resonator, the cavity resonator having an at least partially variable length resonator neck (1), characterized in that the resonator neck (1) has at least one length-invariable neck portion (2) and at least one length-variable neck portion (3), the length-variable neck portion (3) through a respective at least part (4) of the side wall elements (5) belonging to the resonator neck (1), which can be changed in its effective length.

Cavity resonator after Claim 1 , characterized in that the side wall elements (5) are plate-shaped and / or elastic.

Cavity resonator according to the Claims 1 or 2 , characterized in that the resonator neck (1) in a transition area between the length-invariable neck portion (2) and the length-variable neck portion (3) has a deflection guide (6) for each side wall element (5) in which a curved and downward sloping neck portion (3) Bearing opening (7) is formed, through which the respective side wall element (5) is guided.

Cavity resonator according to at least one of the preceding claims, characterized in that the effective length of the section (4) of the respective side wall element (5) results from the associated deflection guide (6), the effective length being changeable by longitudinal displacement of the side wall element (5).

Cavity resonator according to at least one of the preceding claims, characterized in that the variable-length neck section (3) has side guides (8) for laterally guiding each of the at least partial pieces (4) of the side wall elements (5), each side guide (8) having at least one straight guide section (17) and a guide section (18) following the contour of the bearing opening (7).

Cavity resonator according to at least one of the preceding claims, characterized in that longitudinal seals (10) resting against the respective side wall element (5) at least on one side are arranged in each side guide (8).

Cavity resonator according to at least one of the preceding claims, characterized in that the respective deflecting guide (6) has at least two transverse seals (11) extending across the width of the deflecting guide (6) and resting on at least one side of the respective side wall element (5).

Cavity resonator according to at least one of the preceding claims, characterized in that the transverse seals (11) are arranged in an edge region (12) of the deflection guide (6) facing away from the variable-length neck section (3).

Cavity resonator according to at least one of the preceding claims, characterized in that each of the side wall elements (5) can be adjusted via at least one actuator (13).

Cavity resonator according to at least one of the preceding claims, characterized in that stiffening elements (15) extending in the circumferential direction of the length-invariable neck section (2) are formed on the length-invariable neck section (2) and / or the side guides (8) are connected via a stiffener (16).