DE1447993B2 - Normschallquelle zur schalldaempferpruefung - Google Patents

Description

wird und bei ein- und derselben Drehzahl sodann die Messung erfolgt. Man erhält dabei ein sehr dichtes Frequenzspektrum mit allen Tönen, wobei die für die Nachzahl wichtigen Gleichstrommengen in den Tiefen an der Gehörgrenze von 16 Hz liegenden Bereich auftreten. Es ist somit möglich, innerhalb des Hörbereiches die Wellenlängen zu vergleichen, wo man den besonders lästigen Tonbereichen besondere Aufmerksamkeit zuwenden muß, indem man die Energieverteilung im Terzband vergleicht und somit in einfacher Weise beurteilen kann, welcher der zu prüfenden Schalldämpfer z. B. gegen einen Nonnschalldämpfer die gestellten Anforderungen erfüllt und welcher nicht.

Zwecks Variierung des Gesamtdruckluftdurchtritts kann wenigstens eine Steuerkante an der feststehenden Steuerwand mit einem der Steuerkante zugehörigen Abschnitt der Wandung verschiebbar angeordnet sein. Gleichwirkend in diesem Sinne ist auch eine zweischichtige Ausbildung der feststehenden Steuerwand, wobei eine Schicht gegen die andere verschieblich und arretierbar ausgebildet ist.

Je nach den darzustellenden Bedingungen kann ebenfalls eine Vielzahl einander zugeordneter Luftdurchlaßöffnungen an den beiden Steuerflächen vorgesehen sein. Diese können je nach den darzustellenden Bedingungen entsprechende Abstände voneinander aufweisen und sich auch überschneiden. Die Steuerschlitzpaare können dabei mit gesonderten Auslassen versehen sein, sie können aber auch, z. B. um die Auslaßfolge z. B. einer Brennkraftkolbenmaschine nachzuahmen, einen Sammelraum mit Auslaß haben. Bewährt haben sich Ausführungsarten, bei denen das Unterbrechergehäuse ein zylindrischer Mantel mit Abschlußdeckeln an den beiden Stirnseiten ist, von denen der eine mit dem Drucklufteinlaßstutzen und der andere mit dem zentralen Wellendurchgang mit Dichtpackung für die Antriebswelle des becherartigen mit dem Boden an der Antriebswelle befestigten Rotors versehen ist und das Mantelgehäuse den Rotor mit Lagerabstützung in dem Wellendurchgang und/oder zwischen Gehäuseinnenmantel und Rotoraußenwand umfaßt und der Unterbrechergehäusemantel im Bereich wenigstens einer angeschlossenen Auslaßleitung für die Druckluft einen Steuerschlitz aufweist, dem derjenige des Rotors zugeordnet ist.

Eine sehr gedrungene Bauweise wird bei einer Ausführungsart dadurch erzielt, daß die eine Steuerschlitzbegrenzung der Deckel an der Lufteintrittsseite ist.

Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand einer Durchführungsart und verschiedener Ausführungsarten näher erläutert und beschrieben.

Fig. 1 zeigt schematisch die Meßmethode;

F i g. 2 ist eine Ausführungsart zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

F i g. 3 eine weitere Einzelheit aus F i g. 2 für vergrößerten Luftdurchtritt,

F i g. 4 eine andere Ausführungsart,

F i g. 5 ein Schnitt A-A durch F i g. 4,

Fig. 6 eine Einzelheit aus Fig. 5,

F i g. 7 eine weitere Einzelheit gemäß F i g. 5,

F i g. 8 ein Druckzeitdiagramm;

F i g. 9 ist ein aufgenommenes Klangspektrum.

Das Verfahren mit der erfindungsgemäßen Anordnung wird wie in F i g. 1 gezeigt durchgeführt. Mit W ist hier der Druckkessel eines nicht dargestellten Kompressors bezeichnet; U ist der erfindungsgemäße Unterbrecher, der über die vereinfacht dargestellte Kupplung von dem drehzahlgeregelten Elektromotor M angetrieben wird und den vom Druckkessel W eingeleiteten Druckluftstrom durch Unterbrechungen in Impulse umsetzt. P ist der Prüfling, von dessen Auslaß in bestimmter Entfernung und in bestimmtem Winkel das Mikrophon G angeordnet ist. Die aufgenommenen Schallimpulse werden im Verstärker V verstärkt und im Terzfilter T ausgewertet. Parallel hierzu ist das in Dezibel geeichte Anzeigegerät/! geschaltet. Beim Verfahren wird das Klangbild eines genormten Schalldämpfers aufgenommen, wie in F i g. 9 zu sehen ist, und sodann die Prüflinge hiermit verglichen.

Diese Durchführungsart einer Messung wird ermöglicht durch eine ganz spezielle Ausbildung des Unterbrechers U.

In F i g. 2 ist die Ausführungsart eines derartigen Unterbrechers ersichtlich. Dieser besteht aus dem Stator 1, an dessen Stirnseite die Deckel 2 und 3 angeschraubt sind. Fest verbunden mit dem Deckel 2 ist der Drucklufteinlaßstutzen 4. In den Zylindermantel 1 eingepaßt ist der becherförmige Rotor 5, an dessen Boden 5 a außen die Antriebswelle 6 angeschlossen ist. Der Rotor ist mit den an seinen Stirnseiten befestigten Kolbenringen la und Ib in Ringnuten 1 c des Stators 1 gelagert. Im Durchgang 3 α des Deckels 3 ist eine Stopfbüchsendichtung 8 angeordnet. Im Bereich der Rotorsteuerschlitze 5 b und 5 c sind am Stator die Steuerschlitze 1 α und 1 b vorgesehen, die in die Auslaßstutzen 8 a und 8 b münden. Pfeil α zeigt die Umlaufrichtung des Rotors 5. Wie zu sehen, sind die seitlichen Steuerkanten 5 b' und 5 b" und 5 c" der Steuerschlitze 5 b und 5 c im Rotor in Umlaufrichtung konvergierend. Dadurch wird in erfindungsgemäßer Weise der Steuerquerschnitt der Steuerschlitze 1 α und 1 b im Stator 1 über die Zeit verringert und damit auch die Durchtrittsmenge im zeitlichen Verlauf festgelegt.

In F i g. 3 ist in Einzelheit eine weitere Ausführungsart der Steuerschlitze an beiden Steuerflächen veranschaulicht. Hierbei ist die senkrecht zur Längsachse, die Form eines spitzwinkligen Dreiecks aufweisende Luftdurchtrittsöffnung 5 b, an der dem spitzen Winkel gegenüberliegenden Kante durch eine die Form eines Rechtecks mit zwei parallel zur Umlaufrichtung stehenden Kanten aufweisende Ausnehmung erweitert. Dieser Schlitzform entspricht der in F i g. 8 ersichtliche Druckverlauf.

Bei dem in F i g. 2 dargestellten Unterbrecher sind die als Steuerquerschnitte wirkenden Luftdurchtrittsöffnungen la/5b und IbISc unterschiedlich groß ausgeführt. Durch die Luftdurchtrittsöffnung wird die Nachzahl festgelegt, bei welcher die Prüfung des Schalldämpfers stattfindet. Im vorliegenden Fall wird man an die größere Luftdurchtrittsöffnung Lastwagenschalldämpfer anschließen, an die kleinere Personenwagenschalldämpfer.

Eine andere Ausführungsart der erfindungsgemäßen Anordnung ist in den F i g. 4 bis 7 dargestellt. Der Stator 1 ist an den beiden Stirnseiten mit je einem Deckel 11 und 11a abgeschlossen. Der Deckel 11 trägt auch hier den Einlaßstutzen 14 und im Deckel 11a ist auch hier der Wellendurchgang mit der Stopfbüchsenpackung 13 zur Abdichtung des Wellendurchganges 12 a angeordnet. Der Auslaßstutzen 14 ist im Bereich der Luftdurchtrittsöffnung 15 am Stator 1

angeordnet. In die Eindrehung 10 α des Stators 1 ist der Steuerring 16 eingepaßt, der bei 16 a geteilt ist (vgl. F i g. 5 und 7). Der kleinere Ringabschnitt 16 b ist mit Hilfe der Schraube 17 mit seiner vorderen Steuerkante 16 b' unterhalb der Steuerkante 15 a des Schlitzes 15 befestigt. Der Ringabschnitt 16 c dagegen ist geführt in einem Längsschlitz 10 b am Stator 1 mit Arretierschraube 18 einstell- und fixierbar. Die Steuerkante 16 c' desselben bestimmt den Gesamtsteuerquerschnitt der Luftdurchtrittsöffnung 15. Außen am Stator 1 ist im Bereich dieser Arretierschraube 18 eine Skala angebracht und mit Hilfe des Zeigers 19 (vgl. F i g. 4) wird die Stellung der Steuerkante 16 d angezeigt.

Der Steuerschlitz an dem Rotor 20 besteht hier in einfacher Weise aus einem Einschnitt 20 α an der Stirnseite des Rotorbechers 20. Diese Ausführungsart des erfindungsgemäßen Unterbrechers ist daher besonders raumsparend.

In F i g. 1 ist die Meßanordnung zur Durchführung der erfindungsgemäßen Meßmethode im Prinzip dargestellt. Der Prüfling B wird mit seinem EinlaufstutzenPe an den Auslaßstutzen 8 bzw. 14 der Unterbrechervorrichtung 2 angeschlossen. Der Druckluftstrom wird im Unterbrecher, bedingt durch die in F i g. 2 bis 7, insbesondere F i g. 3, ersichtliche keilförmige Schlitzform zu den im Druck/Zeitdiagramm in F i g. 8 ersichtlichen Schallimpulsen angeregt. Die dargestellte sägezahnförmige Amplitudenform enthält neben der Grundfrequenz alle Vielfachen. Die vom Mikrophon G aufgenommenen Schallimpulse werden bei dem nach Verstärkung durch den Verstärker V im manuell bedienten oder durchgeschalteten Terzfilter T, bei der Filtergrenze beginnend, das ist bei dem aufgenommenen Klangspektrum gemäß F i g. 9 50Hz, in der Terzfolge 63, 80, 100, 125, 160, 200 usw. aufgenommen und die Lautstärke aufgetragen.

ίο Hat man so, wie F i g. 9 zeigt, das Klangspektrum eines Normschalldämpfers aufgenommen (Kurve, Dämpfer 1), so kann man nun mittels der erfindungsgemäßen Anordnung in einfacher Weise den Gütewert von Prüflingen damit vergleichen und an Hand des Klangspektrums feststellen, wo der Normalwert unter- oder überschritten ist. Bei Motorschalldämpfern würde man zu beachten haben, daß die Einzelterz nicht 10 db überschreiten darf.

Sehr vorteilhaft ist es, daß man stets bei gleicher Grundfrequenz ein kontinuierliches Spektrum ohne Nullstellen zur einwandfreien Gütebestimmung der Schalldämpfer erhält. Gegenüber der direkten Phonmeßmethode kann man bei dieser Meßmethode die natürlichen Bedingungen herstellen und feststellen, wo die größte Dämpfung bei Schalldämpfern liegt, bzw. wo diese ihre größte Durchlässigkeit haben. Das konnte mit der bisher üblichen Lautstärkenmessung nie mit Sicherheit beurteilt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 Luftstöße von vornherein in Zeitabständen aufein- Patentansprüche: anderfolgen, die gleich der Periodendauer des end gültig erzeugten Tones sind, wobei der zur Aus-

1. Obertonreicher Preßluftzerhacker als Norm- siebung des angestrebten reinen Tones dienende Reschallquelle für Schalldämpferprüfungen mit Sta- 5 sonator auf eine Frequenz abgestimmt ist, die gleich tor und Rotor und dazugehörigen abwechselnd der Zahl der sekundlich an der Lufteintrittsöffnung geöffneten Luftdurchtrittsöffnungen, dadurch vorbeigehenden Löcher ist. Derartige Tongeber sind gekennzeichnet, daß der Rotor (5) mit jedoch als Normschallquelle zur Schalldämpferprüeiner solchen konstanten Drehzahl läuft, daß die fung nicht geeignet, da mit ihnen kein diskretes Grundfrequenz des abgegebenen Schalles an der io Linienspektrum ohne Auslassung bestimmter Oberunteren Gehörgrenze, insbesondere bei 16 Hz wellen erzielt werden kann.

liegt, und daß zur Erzeugung dreieckiger Impulse Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen

mit senkrechter Impulsflanke in dem Rotor (5) obertonreichenPreßluftzerhackeralsNormschallquelle

senkrecht zur Längsachse eine die Form eines für Schalldämpferprüfungen aufzuzeigen, bei welchem

spitzwinkligen Dreiecks aufweisende Luftdurch- 15 infolge der Erzeugung verhältnismäßig langsam

trittsöffnung (5 b) mit einer senkrecht zur Umlauf- aufeinanderfolgender Luftstöße als unterste Frequenz

richtung stehenden Kante und in dem Stator (1) eine Frequenz von etwa 16 Hz auftritt und ein diskre-

eine die Form eines Rechtecks aufweisende Luft- tes Linienspektrum möglich ist. Zur Lösung der Auf-

durchtrittsöffnung (1 a) mit zwei senkrecht zur gäbe geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, daß

Umlaufrichtung stehenden Kanten angeordnet ist, 20 zur Simulierung des Abgasschalles von Brennkraft-

wobei die Luftdurchtrittsöffnungen (la, 5 b) als motoren die Strömung hier sägezahnartigen Verlauf

Steuerquerschnitte wirken. besitzen muß, da nur damit nach der Furieranalyse

2. Obertonreicher Preßluftzerhacker nach An- (Hütte 1, 1955, S. 108, Bild 17) ein lückenloses Spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die senk- Linienspektrum gewährleistet ist, dessen Amplituden recht zur Längsachse, die Form eines spitzwink- 25 selbst mit steigender Ordnungszahl der Harmonischen ligen Dreiecks aufweisende Luftdurchtrittsöffnung linear mit der Frequenz / abfallen, wie dies auch bei (5 b), an der dem spitzen Winkel gegenüberliegen- Verbrennungsmotoren der Fall ist. Will man für den Kante durch eine die Form eines Rechtecks Sonderfälle die Amplituden etwa quadratisch mit der mit zwei parallel zur Umlauf richtung stehenden Frequenz / abfallen lassen, also mit l//², dann muß Kanten aufweisende Ausnehmung erweitert ist 30 man zwei verschiedene Spektren mischen. Dies ge-(Fig. 3). schieht dadurch, daß man nach »Hütte I, 1955,

Bild 15 und 20« überlagert, also einen Sinushalb-

wellenzug mit einer symmetrischen Dachsägekurve.

Dabei muß die Höhe des Daches μ so hoch sein, wie 35 die Sinushalbwelle.

Dadurch erst wird in bezug auf die Amplitude ein

Die Erfindung betrifft einen obertonreichen Preß- Abfall mit l//² erreicht. Die Sinushalbwellen entluftzerhacker, der als Normschallquelle zur Schall- halten nämlich die 2., 4., 6., 8. usw. Harmonische, dämpferprüfung Verwendung findet, insbesondere für die Dachkurve enthält die 1., 3., 5., 7. usw. Harmodie Prüfung von Schalldämpfern von Brennkraft- 40 nische, und der Abfall geht mit \Ιμ- stat mit Iiμ, d. h. maschinen. steiler, und damit ist eine Lautstärkemessung an be-

Schalldämpferprüfungen erfolgen in der Weise, daß stimmten Dämpfern für Viertaktmotoren möglich,
ein in bestimmten Intervallen unterbrochener Druck- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-

luftstrom als Schallimpuls durch den Prüfling gesen- löst, daß der Rotor (5) mit einer solchen konstanten det wird, an dessen Auslaß die gedämpften Schall- 45 Drehzahl läuft, daß die Grundfrequenz des abgegeimpulse mit Hilfe eines Frequenzanalysiergerätes, benen Schalles an der unteren Gehörgrenze, insbez. B. Terzfilter, gemessen werden, wobei gleichzeitig sondere bei 16 Hz liegt und daß zur Erzeugung dreiauch der mittlere statische Strömungsgegendruck eckiger Impulse mit senkrechter Impulsflanke in dem mittels Druckanzeigegerät ermittelt werden kann. Rotor (5) senkrecht zur Längsachse eine die Form

Dabei wird der Zuwachs der Dämpfung nach dem 50 eines spitzwinkligen Dreiecks aufweisende Luftdurch-Einbau eines zu prüfenden Dämpfers in die Leitung trittsöffnung (5 b) mit einer senkrecht zur Umlaufgegenüber der Dämpfung der Leitung allein ge- richtung stehenden Kante und in dem Stator (1) eine messen oder man vergleicht artgleiche Dämpfer mit- die Form eines Rechtecks aufweisende Luftdurcheinander und zwar bei verschiedenen Drehzahlen. trittsöffnung (1 α) mit zwei senkrecht zur Umlaufrich-

Dabei hat man bisher einen durch Unterbrecher 55 tung stehenden Kanten angeordnet ist, wobei die zerhackten Druckluftstrom als Schallimpuls benutzt, Luftdurchtrittsöffnungen (la, 5b) als Steuerquerbei dessen Strömungsverlauf jedoch viele Töne feh- schnitte wirken.

len. Man hatte für solche Gütevergleiche im Labor Mit Hilfe dieser erfindungsgemäßen Normschall-

daher zusätzlich als Schallquelle Lautsprecher zur quelle können nun erstmals wirklich verschiedenartige Verfügung, bei denen der Schall durch den Dämpfer 60 oder auch gleichartige Schalldämpfer einer Gattung gesendet wird. Der Nachteil bei diesem Prüfverfahren mit einem Normschalldämpfer verglichen werden, da ist jedoch, daß der Einfluß der Gasströmung durch man nunmehr erstmals ein dichtes Frequenzspektrum den Dämpfer nicht berücksichtigt wird. einstellen kann, welches breitbandig alle Teiltöne

Es sind bereits Tongeber bekannt, die zur Erzeu- enthält. Das wird insbesondere dadurch erreicht, daß, gung kräftiger Töne von unveränderlicher Tonhöhe 65 wie schon erwähnt, die Grundfrequenz der Unter- und ebensolchem Klang und insbesondere von rein brechung (Drehzahl · Schlitzzahl) unter die tiefste sinusförmig schwingenden Tönen verwendet werden. zu messende Geräuschfrequenz, insbesondere auf Diese Anordnungen sind so ausgestaltet, daß die 16,6Hz, also an die untere Gehörgrenze eingestellt