-
Schallschluckende Wand Die Erfindung bezieht sich auf eine schallschlukkende
Wand zum Abschirmen von Geräuschquellen mit veränderlichem Frequenzbereich, insbesondere
für Motorräume von Schienentriebfahrzeugen mit Brennkraftmaschinenantrieb, aus mindestens
zwei voneinander im Abstand befindlichen Wandteilen, mit einer Vielzahl von nebeneinanderliegenden
Resonatoren.
-
Bei diesem bekannten Motorraum ist der eine Wandteil die Außenverkleidung
des Motorraumes bzw. des Aufbaues des Schienentriebfahrzeuges, beispielsweise einer
Diesellokomotive, während der andere Wandteil die Innenverkleidung bildet. Der innere
Wandteil besteht meistens aus einem Lochblech. Der Zwischenraum zwischen diesen
beiden Wandteilen ist mit einem schallschluckenden Faserstoff, z. B. Glas- oder
Steinwolle, ausgefüllt. Es ist auch möglich, zusätzlich noch schalldämmende Schichten
vorzusehen. Durch diese Maßnahmen läßt sich zwar eine Senkung des Schallpegels außerhalb
des Motorraumes erzielen. Bei einer Frequenz unterhalb 500 Hz ist jedoch die Schallschluckwirkung
nur sehr gering. Brennkraftmaschinen und auch Pumpen, Lüfter, Luftverdichter oder
ähnliche Arbeitsmaschinen geben jedoch ein Geräusch ab, dessen wesentliche Frequenzanteile
unterhalb 500 Hz liegen und außerdem von der Drehzahl abhängig sind, so daß die
schallschluckende Wirkung der bekannten Motorräume nur begrenzt wirksam sein kann.
-
Es gibt auch Resonanzdämpfer mit auf verschiedene Frequenzen ansprechenden
Resonanzkammern. Aber diese Dämpfer sind für den vorgesehenen Zweck nicht geeignet,
da sie nur einen kleinen Teil der Resonanzkammern, bei dem in seiner Frequenz wechselnden
Störgeräusch in Einsatz bringen.
-
Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, einen Motorraum der
eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei dem die wesentlichen Frequenzanteile
unter 500 Hz möglichst weitgehend geschluckt werden.
-
Es ist bei Auspuffdämpfern an sich bekannt, daß mittels eines Resonators
Geräusche beliebiger Frequenz fast zu 100 % geschluckt werden können. Es ist daher
zum Schlucken des Auspuffgeräusches von Brennkraftmaschinen bereits vorgesehen worden,
einen Resonator zu verwenden, dessen Volumen auch in Abhängigkeit von der Drehzahl
der Brennkraftmaschine veränderbar sein kann, um sich der jeweiligen Frequenz des
Auspuffgeräusches der Brennkraftmaschine so gut wie möglich anzupassen. Damit kann
zwar das Auspuffgeräusch weitgehend vermindert werden, aber bei großen Brennkraftmaschinen
für Schienenfahrzeuge stößt diese Dämpfung auf Schwierigkeiten, da die Auspuffleitung
dieser Maschinen fast durchweg mit Abgasturboladern verbunden ist. Außerdem werden
dadurch nur das Auspuffgeräusch, nicht aber die anderen recht erheblichen Geräusche
der Brennkraftmaschine und ihrer Arbeitsmaschinen wie Luftkompressoren, Pumpen,
Lüfter od. dgl. vermindert. Die Erfindung sucht deshalb einen anderen Weg.
-
Gemäß der Erfindung ist eine Lösung der gestellten Aufgabe darin zu
sehen, daß das Volumen der Resonatoren vergrößert oder verkleinert werden kann.
Auf diese Weise kann der Motorenraum von Schienenfahrzeugen weitgehend abgeschirmt
werden.
-
Durch diese sowie die weiteren in den Unteransprüchen gekennzeichneten
Maßnahmen, gegebenenfalls im Zusammenhang mit den bisher üblichen schallschluckenden
und schalldämmenden Maßnahmen wird eine ganz erhebliche weitere, Geräuschminderung
erzielt.
-
In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch
dargestellt. Es zeigt jeweils im Querschnitt A b b. 1 den Motorraum einer Diesellokomotive
mit aus Resonatoren bestehenden Wänden, A b b. 2 eine Ecke des Motorraumes mit den
anschließenden Wänden aus teleskopartig ineinanderschiebbaren Resonatoren, A b b.
3 eine Wand des Motorraumes mit balgartig auseinanderziehbaren Resonatoren, A b
b. 4 eine Wand des Motorraumes, deren Resonatoren jeweils mit einem balgartigen
Verdrängerkörper versehen sind, A b b. 5 eine Wand des Motorraumes, deren Resonatoren
durch eine elastisch nachgiebige Membran in ihrem Volumen veränderbar sind und
A
b b. 6 das Schaltbild einer Verstelleinrichtung für die Resonatoren-eines Motorraumes
in Abhängigkeit von der Drehzahl der geräuscherzeugenden Brennkraftmaschine.
-
Bei den Ausführungsbeispielen ist die geräuscherzeugende Brenakraftmaschine,
üblicherweise ein Dieselmotor 1, in bekannter Weise im Rahmen 2 bzw. Hauptrahmen
eines Schienentriebfahrzeuges, insbesondere einer Diesellokomotive gelagert. Der
Diesehnotor 1 steht im Motorraum 3 mit Abstand von den Wänden 4 bis 6, die
einen Bestandteil des Aufbaues der Lokomotive bilden und fest mit dem Rahmen 2 verbunden
sind. Die Wände 4 bis 6 des Motorraumes 3, worunter auch die Decke 5 zu zählen ist,
sind wie üblich aus zwei Wandteilen 7 und 8 hergestellt, von denen der äußere Wandteil
7 die Außenverkleidung und der innere Wandteil -8 die Innenverkleidung des tragenden,
in der Zeichnung nicht dargestellten Gerüstes des Aufbaus bildet. Der äußere Wandteil
7 ist wie bekannt ein glattes, gewelltes oder gesicktes Blech. Der innere Wandteil
8 besteht aus Platten, verzugsweise aus Preßstoff mit größerer Plattenstärke. Die
Platten der inneren Wandteile 8 sind mit regelmäßig angeordneten Bohrungen 9 versehen.
Zwischen den Wandteilen 7 und 8 sind etwa senkrecht zu ihnen stehende Trennwände
10 vorgesehen, welche den Raucri zwischen den Wandteilen 7 und 8@ irt @iv'6rzügsweise
gleich große Hohlräume 11 unterteilen; , wobei jeder Bohrung 9 ein Hohlraum
11 bzw. aus des Trennwänden 10 gebildeter Hohlraum zugeordnet ist. Vorteilhaft
erfolgt die Anordnung der Trennwänle 10 derart, daß außer den Hohlräumen
11 keine weiteren Räume entstehen, d. h., der Qqerschnitt der,Hohlräume 11
bzw. Hohlkörper ist quadratisch, rechteckig oder sechseckig. Jeweils eine Bohrung.--9
und der zugehörige Hohlraum 11 bilden einen Resenstor, wobei die Bohrung
9 dem Resonatorhais entsprecht. Jede Wand 4 bis 6 wird daher gemäß der Erfindung
von einer Vielzahl von Resonatoren gebildet, deren Volumen veränderlich sein soll,
und zwar vorzugsweise in Abhängigkeit von der Drehzahl des geräuscherzeugenden Dieselmotors
1. Das gröBtmöglwhe Volumen jedes Resonators ist dabei auf die tiefstmögliche
Frequenz des Geräusches des Dieselmotors 1 abgestimmt.
-
Um eine Veränderlichkeit des Resonatorvolumens zu gewährleisten, ist
gemäß dem Ausführungsbeispiel nach A b b. 2 jeweils der innenliegende Wandteil 8
etwa ;denkrecht cl -Äon Wandteil 7 beweglich. Dre. Trunwäqde xe, 13: h. die von
ihnen gebildeten H ohlloljqr., #essind t mit, dem inneren Wandteil 8 verbunden,
während der äußere Wandteil 7 entweder mit einzelnen Verdrängerkärpern
12 oder unter sich zusammenhängenden Verdrängerkörpern 13 versehen ist. Jeder
Verdrängerkörper 12 oder 13 ist einem Hohlraum 11 bzw. Hohlkörper zugeordnet
und ist kolbenartig in den Resonatoren angeordnet. Die Verdrängerkörper 12 bzw.
13 sind vorteilhaft aus schallschluckendem Werkstoff, z. B. Kunststoffschaum hergestellt,
um auch , eine Dämpfung der nicht vom Resonater . eriaßten Frequenzen zu gewährleisten.
Durch Bewegen der inneren Wandteile 8 kann das Resonatorvolumen der einzelnen Resonatoren
verändert werden, wie trichelt dargestellt.
-
Um resonatorenfr#iß Räume an den Ecken zu vermeiden, sind diese ebenfalls
als Resonatoren ausgebildet: bazu isst jede Ecke mit zwei senkrecht zueinander std=dm.
Längswänden 14 und 15 versehen, die fest an dem äußeren Wandteil 7 angebracht sind
und zwischen sich die Eckrundung 16 einschließen, derart, daß der Radius der Eckrundung
16 etwa in der Schnittlinie der beiden Längswände 14 und 15
liegt.
In dieser Schnittlinie sind auch im Abstand voneinander als Resonatorhälse dienende
Öffnungen 17 vorgesehen. Zwischen den Öffnungen 17 sind mit der Eckrundung
16 und den Längswänden 14 und 15
verbundene Querwände angeordnet,
so daß anschließend an jede Öffnung 17 ein Resonatorhohlraum 18 vorhanden
ist. Zur Anpassung des Resonatorvolumens an die jeweilige Frequenz des Geräuscherzeugers
ist in jedem Hohlraum 18 eine Membran 19 aus elastischem Werkstoff
angeordnet, die beispielsweise mittels Druckluft mehr oder weniger ausgedehnt werden
kann, so daß eine entsprechende Vergrößerung oder Verkleinerung des Resonatorvolumens
eintritt.
-
An Stelle von kolben- und zylinderartig ineinandergreifenden Resonatoren
können gemäß dem Ausführungsbeispiel nach A b b. 3 auch Resonatoren mit dehn- bzw.
balgartig auseinanderziehbaren und zusammenschiebbaren Trennwänden 10 verwendet
werden. Die Trennwände 10 sind mit beiden Wandteilen 7 und 8 fest
verbunden. Sie können beispielsweise aus Kunststoff oder Gummi hergestellt sein.
Der Boden jedes Hohlraumes 11 kann dabei mit einem schallschluckenden, am äußeren
Wandteil ? befestigten Belag 20, z. B. aus Glas- oder Steinwolle, versehen
sein. Als einfachste Ausbildung einer Wand aus Resonatoren können die Trennwände
10 zwischen den einzelnen Resonatoren in Fortfall kommen, so daß lediglich
noch der feste und der verschiebbare Wandteil 7 und 8 mit den als Resonatorhälsen
dienenden Bohrungen 9 vorhanden ist.
-
Falls keine beweglichen Wandteile verwendet werden sollen, kann die
Ausbildung gemäß dem Ausführungsbeispiel nach A b b. 4 vorgesehen werden. Dabei
ist jeder Bohrung 9 des inneren Wandteiles 8 ein abgeschlossener Hohlraum
11 bzw. Hohlkörper zugeordnet, wobei wie bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen
jede Trennwand 10 für zwei aneinandergrenzende Hohlräume 11 als Wand dient.
In jedem Hohlraum 11 ist ein hohl ausgebildeter Verdrängerkörper
21 aus elastisch dehnbarem Werkstoff oder ein balgartiger Verdrängerkörper
angeordnet, der eine Öffnung 22 zum Zuführen eines Druckmediums, vorteilhaft von
Druckluft, aufweist. Durch Zusammenschließen sämtlicher Verdrängerkörper
21 des Motorraumes 3 lassen sich die Volumina sämtlicher Resonatoren
gleichmäßig steuern.
-
Eine etwas einfachere Anordnung mit zwei festen Wandteilen zeigt das
Ausführungsbeispiel nach A b b. 5. Bei diesem sind die Trennwände 10 zwischen
den einzelnen Hohlräumen 11 ebenfalls fest mit dem inneren Wandteil ß verbunden.
An Stelle des festen Bodens 23 der Hohlräume 11 gemäß dem Ausführungsbeispiel nach
A b b. 4 ist jedoch ein membranartiger Boden 24 aus elastisch nachgiebigem
Werkstoff, z. B. Gummi oder Kunststoff, versehen, der für eine Vielzahl von Hohlräumen
11 aus einem Stück bestehen kann. Das Einleiten des zur Veränderung der Resonatorhohlräume
notwendigen Druckmediums erfolgt zwischen dem äußeren Wandteil 7 und den membranartigen
Böden 24.
-
Die Steuerung der Resonatorvolumina in Abhängigkeit von der Drehzahl
des Dieselmotors 1 geschieht
gemäß dem Ausführungsbeispiel nach
A b b. 6 durch Druckluftservomotoren 25 bei verschiebbaren Wänden 8 bzw. durch unmittelbares
Zuführen der Druckluft bei Veränderung der Resonatorvoiumina durch elastische Verdrängerkörper
21 oder membranartige Böden 24. Die Drehzahlregelung des geräuscherregenden
Dieselmotors 1 erfolgt in bekannter Weise durch ein mit der Einspritzpumpe
26 bzw. deren Regler verbundenes Stellgerät 27, das einen druckluftgesteuerten
Servomotor darstellt. Das Stellgerät 27 ist' über eine Motorregulierungsleitung
28 mit einem als Fahrstufenschalter dienenden Feinregelventil29 verbunden, das seinerseits
am Hauptluftbehälter 30 angeschlossen ist. Durch Einstellen des Handhebels
des Feinregelventils 29 wird in der Motorregulierungsleitung 28 ein
der Einstellung entsprechender Druck aufgebaut, so daß über das Steilgerät 27 die
Einspritzpumpe 26 und damit die Drehzahl des Dieselmotors 1 entsprechend
geregelt wird. Da eine unmittelbare Steuerung der Resonatorvolumina von der Motorregulierungsleitung
28 aus eine starke Verzögerung bei der Drehzahlregelung des Dieselmotors
1 hervorrufen würde, werden die Servomotoren 25 zur Verstellung der Wandteile 8
bzw. der elastischen Verdrängerkörper 21 oder membranartiger Böden
24 über einen bekannten Druckübersetzer 31 gesteuert, dessen Steuerorgan
32 an der Motorregulierungsleitung 28 angeschlossen ist und dessen gesteuerter
Teil unmittelbar den Hauptluftbehälter 30
oder die Hauptluftbehälterleitung
mit den zu steuernden Servomotor 25 oder elastischen Verdrängerkörpern 21 bzw. Böden
24 verbindet.
-
Die Erfindung ist nicht auf Triebfahrzeuge mit Druckluftsteuerung
beschränkt. Es können an Stelle der Druckluftsteuerung ohne weiteres analoge mechanische,
hydraulische oder elektrische bzw. kombinierte Steuerungen verwendet werden. Desgleichen
kann die Erfindung auch für ortsfeste Brennkraftmaschinen und Kraftfahrzeuge verwendet
werden.