DE10222105A1

DE10222105A1 - Schalldämpferkulisse

Info

Publication number: DE10222105A1
Application number: DE2002122105
Authority: DE
Inventors: Alexander Jauer; Stefan Zimmermann; Peter Brandstaett; Philip Leistner; Helmut Fuchs
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2002-05-17
Filing date: 2002-05-17
Publication date: 2003-12-04

Description

Die Erfindung betrifft eine Schalldämpferkulisse, bestehend aus einem rundum strömungsführenden, aber schalldurchlässigen Gehäuse, bzw. Abdeckung (1) nach dem Oberbegriff des Anspruch 1, in dessen Innenraum (2) eine Mehrzahl Hohlkammern (3) angeordnet sind, die zum Gehäuse hin Öffnungen (4) haben, deren rückseitige Abdeckungen (5) dagegen schallhart verschlossen sind.

Stand der Technik

Bei der Schalldämpfung von Heizungs-, Klima- und Lüftungsanlagen kommen überwiegend Kulissen aus rein porösem Dämpfungsmaterial zum Einsatz. Diese dämpfen vorwiegend bei mittleren und hohen Frequenzen. Für tiefe Frequenzen sind diese Kulissen sehr lang und erzeugen außerdem einen hohen Druckverlust. Für tiefe Frequenzen kommen Schalldämpfer zum Einsatz, die nach dem Resonanzprinzip arbeiten. Diese sind in der Regel als Hohlkammern ausgeführt, die jedoch rechteckig sind. Da ein Schalldurchgang durch die plattenartigen Hohlkammerwände die Wirkung des Schalldämpfers reduziert, müssen diese Kammerwände ausreichend schalldämmend sein. Gerade bei tiefen Frequenzen führt diese Forderung zu schweren Schalldämpfern mit entsprechend großem Materialaufwand. Um eine ausreichende Schalldämpfung zu erzielen, sind diese Hohlkammern aber ebenfalls auf große Volumina angewiesen. Eine auf Platzminimierung ausgelegte Anordnung verschiedener rechteckiger Hohlkammern, die schräg zueinander angeordnet sind, ist z. B. der sog. Tannenbaumschalldämpfer nach Fig. 1. Der Platzbedarf ist bei diesen Schalldämpfern immer noch erheblich.
Aufgabe der Erfindung ist es den Schalldämpfer auch zu tiefen Frequenzen hin zu verbessern. Erfindungsgemäß wird dies durch den Schalldämpfer nach Anspruch 1 erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Schalldämpfers, bzw. des Kulissen-Schalldämpfers, sind Gegenstand der Unteransprüche.

Erfindungsbeschreibung

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass in dem Innenraum (2) des Gehäuses 1 eine Mehrzahl von Hohlkammern (3) angeordnet sind, die zum Gehäuse hin Öffnungen (4) haben, deren rückseitige Abdeckungen (5) dagegen schallhart verschlossen sind.
Die erfindungsgemäße Schalldämpferkulisse ist in einem meist quaderförmigen Gehäuse (1) untergebracht, dessen äußere Maße in allen üblichen Baugrößen der herkömmlichen porösen Schalldämpferkulissen ausgeführt werden können. Die im Innenraum (2) angebrachten zylindrischen, einseitig schallhart abgeschlossenen Rohre (3) wirken zwischen der Rohröffnung (4) und dem Rohrende (5) als über Ihre variable Länge (13), (14) abstimmbare Resonatorkammern. Das quaderförmige Gehäuse (1) kann mit absorbierendem Material (6) gefüllt werden, das zum Schutz wiederum mit einem schalldurchlässigen Rieselschutz (7) aus perforierten Kunststoffen oder Blechen und einer zusätzlichen Schicht aus gewebeartigen Folien oder Vlies oder mit schwingfähigen Blechen (8) nach Art eines Verbundplatten- Resonators (DE 195 06 511) abgedeckt ist.
Der Kulisssenrahmen kann weiterhin aus schalldurchlässigem Material bestehen (15), in dem z. B. Lochblech anstelle von Glattblech verwendet wird. Selbst kleine Spalte zwischen Kulisse und Kanal können die Dämpfung bei mittleren und hohen Frequenzen deutlich reduzieren (Eckoldt, D.; Heimann, D.: Schalldämpfer: Das Gehäuse spielt mit! IBP-Mitteilung 23(1996) Nr. 297). Das rückseitige Kulissenblech kann zusätzlich Luftschall abstrahlen und dadurch de Dämpfung vermindern (Brandstätt, P.; Frommhold, W.: Berechnung von Schalldämpfern auf PC. Rechenprogramm für Absorptions- Schalldämpfer in geraden Kanälen. Heizung Lüftung/Klima Haustechnik HLH (1994), H. 5, S. 211-217).
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Kulissenrahmens kann bei mittleren und hohen Frequenzen die theoretisch zu erwartende Dämpfung erreicht werden. Sie wird nur durch die Grenzdämpfung des Kanals, in den die Kulissen eingebaut werden, begrenzt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Schalldämpferkulisse sind:

- strömungsführende allseitig schalldurchlässige Flächengebilde (15) als Rahmen des erfindungsgemäßen Schalldämpfers,
- strömungsführende allseitig schalldurchlässige Flächengebilde (9) vor dem erfindungsgemäßen Schalldämpfer,
- die Kombination mit aktiven Schalldämpfern (12) mit breitbandig hoher Dämpfung an den Rohrenden (5) (DE 198 61 018),
- die strömungsparallele Abdeckung des quaderförmigen Gehäuses mit schwingfähigen Blechen (DE 195 06 511) anstelle der schalldurchlässigen Abdeckung (8)
- die seitliche Anordnung der Rohröffnungen (4) unter Verwendung von Rohrbögen (11)
- die Unterteilung der Strömungsführung (9) vor den Rohröffnungen (4) mit Blechen (10)

Vorteile gegenüber dem Stand der Technik

Der Ausgangspunkt der erfindungsgemäßen Schalldämpferkulisse ist eine konstruktiv besonders einfache aber gleichzeitig stabile Bauweise, die sich durch wenige und teilweise gleichförmige Komponenten auszeichnet. Die zylindrischen Hohlkammern (3) sind z. B. von gleicher Form. Wesentliche Vorteile der erfindungsgemäßen Schalldämpferkulisse gegenüber dem Stand der Technik ergeben sich aus einer höheren Dämpfung bei tiefen Frequenzen unter Beibehaltung der Dämpfung bei mittleren und hohen Frequenzen, indem die verbleibenden Hohlräume um das Rohrbündel herum mit schallabsorbierendem Material gefüllt werden. Die Dämpfung kann bei mittleren und hohen Frequenzen durch die akustisch transparente Gestaltung des Kulissenrahmens zusätzlich erhöht werden. Die zylindrischen Hohlkammern (3) sind dabei wesentlich wirksamer bzw. effizienter als rechteckige Hohlkammern, da die im Vergleich zu ebenen Kammerwänden deutlich steifere zylindrische Rohrwandung einen Schalldurchgang verhindert. Die erforderlichen Wandstärken können minimiert und damit sehr leichte Hohlkammern (3) bzw. Schalldämpfer realisiert werden. Für die Füllung der Hohlräume mit absorbierendem Material (6) kann z. B. zur Kostenersparnis Restmaterial (Mineralfasern oder offenporiger Weichschaum) genutzt werden.

Beschreibung der Bilder

Fig. 1 λ/4-Schalldämpfers nach dem Stand der Technik
Fig. 2 Schalldämpferkulisse gefüllt mit porösem Absorber im Zwischenraum nach Anspruch 11 und schalldurchlässigem Rahmen nach Anspruch 14
Fig. 3 Schalldämpferkulisse mit versetzt angeordneten Hohlkammern nach Anspruch 3
Fig. 4 Schalldämpferkulisse mit stirnseitig schalldurchlässiger Anströmkappe nach Anspruch 5
Fig. 5 Schalldämpferkulisse mit Unterteilung in der Anströmkappe nach Anspruch 6
Fig. 6 Schalldämpferkulisse mit seitlicher Abdeckung mit Schwingblechen und verschiebbaren inneren schallharten Abschlüssen nach Anspruch 6, 7 und 10
Fig. 7 Schalldämpferkulisse mit verschiebbaren schallharten Endkammern nach Anspruch 8
Fig. 8 Schalldämpferkulisse mit abgewinkelten Öffnungen der Hohlkammern nach Anspruch 12
Fig. 9 Schalldämpferkulisse mit aktivierten Abschlüssen der Hohlkammern nach Anspruch 9

Claims

1. Schalldämpfer-(SD)Kulisse mit rundum strömungsführender, aber schalldurchlässiger Abdeckung (1), dadurch gekennzeichnet, dass in der Kulisse eine Mehrzahl von länglichen zur Abdeckung hin offenen, rückseitig dagegen schallhart verschlossenen zylindrischen oder mehreckigen Hohlkammern (3) angeordnet sind.

2. Schalldämpferkulisse nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkammern (3) in Längsrichtung (strömungsparallel) angeordnet sind.

3. Schalldämpferkulisse nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkammern in Querrichtung versetzt angeordnet sind.

4. Schalldämpferkulisse nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass sich die Öffnungen (4) der Hohlkammern (3) in der anströmseitigen Stirnfläche der Kulisse befinden.

5. Schalldämpferkulisse nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnseite der Kulisse mit einer schalldurchlässigen Anströmkappe versehen ist.

6. Schalldämpferkulisse nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum zwischen Anströmkappe und Stirnfläche der SD-Kulisse zwischen den Öffnungsflächen der Hohlkammern senkrecht zur Stirnfläche unterteilt ist.

7. Schalldämpferkulisse nach Anspruch 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass einer oder mehrere der schallharten Abschlüsse (13) im Inneren der Hohlkammern in Längsrichtung verschiebbar angeordnet sind.

8. Schalldämpferkulisse nach Anspruch 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass einer oder mehrere der schallharten Abschlüsse als Teil einer zweiten Hohlkammer (14), die erste schalldicht umfassend, in Längsrichtung verschiebbar angeordnet sind.

9. Schalldämpferkulisse nach Anspruch 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass einer oder mehrere der Abschlüsse der Hohlkammern gemäß DE 198 61 018 aktivierbar ist.

10. Schalldämpferkulisse nach Anspruch 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass vor Teilen der längsseitigen, strömungsparallelen Abdeckungen symmetrisch auf beiden Seiten der SD-Kulisse Bleche gemäß DE 195 06 511 schwingfähig angeordnet sind.

11. Schalldämpferkulisse nach Anspruch 1 bis 10 dadurch gekennzeichnet, dass faseriges oder poröses Dämpfungsmaterial alle zwischen der schalldurchlässigen Abdeckung bzw. den Schwingblechen und den zylindrischen Hohlkammern gebildeten Zwischenräume dicht ausfüllt.

12. Schalldämpferkulisse nach Anspruch 1 bis 11 dadurch gekennzeichnet, dass die in der SD-Kulisse eingebetteten zylindrischen Hohlkammern nach Art von in radialer Richtung steifen in axialer Richtung aber flexiblen Rohren zu einer oder mehrerer strömungsparallelen schalldurchlässigen Abdeckungen hin abgewinkelt werden.

13. Schalldämpferkulisse nach Anspruch 1 bis 10 dadurch gekennzeichnet, dass die eingebetteten Hohlkammern nach Art flexibler Rohre im Inneren der SD-Kulisse einfach oder mehrfach gewendelt eingebettet sind.

14. Schalldämpferkulisse nach Anspruch 1 bis 13 dadurch gekennzeichnet, dass der Kulissenrahmen allseitig aus schalldurchlässigem Material besteht.