DE19956166B4 - Annular chamber damper - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zur Luft- und Körperschallabsenkung mit miteinander kommunizierenden Volumina mehrerer Kammern, wobei mindestens eine in Strömungsrichtung einseitig geschlossene erste Ringkammer (4) mit einem zwischen einer Innenwandung und einer Außenwandung gelegenen ersten Ringkammervolumen vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass der ersten Ringkammer eine Zwischenkammer (5a) mit einem Zwischenkammervolumen vorgelagert ist, deren Zwischenkammerwandung von einer über die Längserstreckung der Innenwandung der ersten Ringkammer (4) hinausragenden Fortsetzung der Außenwandung der ersten Ringkammer (4) gebildet wird, und
dass der Zwischenkammer (5a) eine Pufferkammer mit einem Puffervolumen (6) vorlagert ist.Device for airborne and structure-borne noise reduction with mutually communicating volumes of a plurality of chambers, wherein at least one first annular chamber (4) closed on one side in the flow direction is provided with a first annular chamber volume located between an inner wall and an outer wall,
characterized,
in that the first annular chamber is preceded by an intermediate chamber (5a) with an intermediate chamber volume whose intermediate chamber wall is formed by a continuation of the outer wall of the first annular chamber (4) beyond the longitudinal extent of the inner wall of the first annular chamber (4), and
the intermediate chamber (5a) is preceded by a buffer chamber with a buffer volume (6).

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Luft- und Körperschallabsenkung mit miteinander kommunizierenden Volumina mehrerer Kammern, wobei mindestens eine in Strömungsrichtung einseitig geschlossene erste Ringkammer mit einem zwischen einer Innenwandung und einer Außenwandung gelegenen ersten Ringkammervolumen vorgesehen ist.The The present invention relates to a device for airborne and structure-borne noise reduction with communicating volumes of several chambers, wherein at least one in the flow direction closed on one side first annular chamber with a between a Inner wall and an outer wall provided first annular chamber volume is provided.

Bei solchen Vorrichtungen werden insbesondere hochfrequente Strömungsgeräusche bei gleichzeitiger Anwesenheit hoher Temperaturen und Drücke sowie geringen Bauräumen breitbandig abgesenkt. Derartige Geräusche kommen z. B. bei Abgasturboladern vor, die infolge hoher Drehzahlen nicht beherrschbare Unwuchten sowie Störungen durch fertigungsbedingte Verzüge (z. B. Schaufeln) aufweisen.at Such devices in particular high-frequency flow noise at simultaneous presence of high temperatures and pressures as well small installation spaces lowered broadband. Such sounds come z. B. in exhaust gas turbochargers before, the uncontrollable imbalances due to high speeds as well as disorders due to production-related delays (eg, blades).

Diese lästigen Geräusche werden sowohl über Luftschall durch die Ladeluftführung transportiert als auch über Luft- und Körperschall abgestrahlt, so dass hinsichtlich dieser Mechanismen Lösungen gefunden werden müssen. Dabei sind noch erschwerend Forderungen nach möglichst geringen Bauräumen und eine Realisierung wirtschaftlicher Verbindungen zur Bauteilumgebung und zur Gestaltung der Anbindungstechnik, wie z. B. der Rohranschlüsse einzuhalten.These bothersome Sounds be both about Airborne sound through the charge air duct transported as well over Airborne and structure-borne noise radiated so that solutions regarding these mechanisms found Need to become. These are still aggravating demands for the smallest possible space and a realization of economic connections to the component environment and for the design of the connection technology, such. B. comply with the pipe connections.

Aus der DE 44 40 918 A1 ist eine Vorrichtung zur Schalldämmung in Rohren bekannt, bei der mindestens eine in Strömungsrichtung einseitig geschlossene Ringkammer mit einem zwischen einer Innenwandung und einer Außenwandung gelegenen ersten Ringkammervolumen vorgesehen ist.From the DE 44 40 918 A1 a device for sound insulation in pipes is known in which at least one closed in the flow direction annular chamber is provided with a located between an inner wall and an outer wall first annular chamber volume.

Nachteilig dabei ist, dass zur Erzielung einer breitbandigen Schallabsenkung eine relativ schwierig anzuordnende Abdeckkappe im Inneren der Ringkammer vorgesehen ist.adversely it is that to achieve a broadband sound reduction a relatively difficult to arrange cap in the interior of the annular chamber is provided.

Weiterhin ist aus der DE 760 362 A eine Vorrichtung zur Schalldämmung in Rohren bekannt, bei der mindestens eine in Strömungsrichtung einseitig geschlossene Ringkammer mit einem zwischen einer Innenwandung und einer Außenwandung gelegenen ersten Ringkammervolumen vorgesehen ist.Furthermore, from the DE 760 362 A a device for sound insulation in pipes known in which at least one closed in the flow direction annular chamber is provided with a located between an inner wall and an outer wall first annular chamber volume.

Nachteilig dabei ist, dass die Breite der Dämpfungsgebiete von der Wahl des Verhältnisses der Durchmesser von Kammer und Leitungsrohr abhängt, was zu relativ großvolumigen Bauräumen führt. Zur Erzielung einer breitbandigen Schallabsenkung werden zudem relativ schwierig anzuordnende weitere Schallabsorptionsmittel in der DE 760 362 A vorgeschlagen.The disadvantage here is that the width of the damping areas depends on the choice of the ratio of the diameter of the chamber and conduit, resulting in relatively large volumes of space. To achieve a broadband sound reduction are also relatively difficult to arrange further sound absorbing in the DE 760 362 A proposed.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zur Luft- und Körperschallabsenkung zu schaffen, die insbesondere hochfrequente Strömungsgeräusche bei gleichzeitiger Anwesenheit hoher Temperaturen und Drücke sowie geringen Bauräumen breitbandig absenkt.task It is therefore an object of the present invention to provide a device for and structure-borne noise reduction to create, in particular, the high-frequency flow noise with simultaneous presence high temperatures and pressures as well as small installation spaces broadband lowers.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruches 1 dadurch gelöst, dass der ersten Ringkammer eine Zwischenkammer mit einem Zwischenkammervolumen vorgelagert ist, deren Zwischenkammerwandung von einer über die Längserstreckung der Innenwandung der ersten Ringkammer hinausragenden Fortsetzung der Außenwandung der ersten Ringkammer gebildet wird, und dass der Zwischenkammer eine Pufferkammer mit einem Puffervolumen vorlagert ist.These The object is in connection with the preamble of claim 1 solved by in that the first annular chamber has an intermediate chamber with an intermediate chamber volume is upstream, whose Zwischenkammerwandung of one over the longitudinal extent the inner wall of the first annular chamber protruding continuation the outer wall the first annular chamber is formed, and that of the intermediate chamber a buffer chamber is pre-stored with a buffer volume.

Unter Berücksichtigung der obigen Vorgaben wird eine geeignete Anordnung von Volumen- und Rohr – Kombinationen zur breitbandigen Absenkung von Strömungsgeräuschen insbesondere hochfrequenter Geräuschkomponenten um und über 10 kHz vorgeschlagen, die darüber hinaus noch hohe Temperaturen und Drücke beherrscht. Die i. a. vorherrschenden Temperaturen und die Belange der Dauerfestigkeit sprechen zumindest in Turboladernähe für den Einsatz metallischer Werkstoffe.Under consideration the above specifications will be a suitable arrangement of volume and pipe combinations for broadband reduction of flow noise in particular high-frequency noise components around and over 10 kHz suggested that about it In addition, still high temperatures and pressures dominated. The i. a. prevailing Temperatures and the concerns of fatigue speak at least near the turbocharger for the Use of metallic materials.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bildet die Wandung der Zwischenkammer mit der einen Außenmantel bildenden Wandung der Pufferkammer eine einseitig geschlossene zweite Ringkammer mit einem zweiten Ringkammervolumen, das mit dem Puffervolumen kommuniziert.According to one preferred embodiment of Invention forms the wall of the intermediate chamber with an outer jacket forming wall of the buffer chamber closed on one side second annular chamber with a second annular chamber volume that communicates with the buffer volume.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Innenwandung der ersten Ringkammer von einem Ende eines ersten Rohrstücks gebildet, an dessen anderem Ende ein Anschluss angeordnet ist.According to one another preferred embodiment the invention, the inner wall of the first annular chamber of a End of a first piece of pipe formed at the other end a connection is arranged.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Außenwandung der ersten Ringkammer von einem Ende eines zweiten Rohrstücks gebildet, dessen freies zweites Ende die Zwischenkammerwandung bildet.According to one another preferred embodiment The invention is the outer wall the first annular chamber is formed by one end of a second tubular piece, the free second end forms the Zwischenkammerwandung.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das zweite Rohrstück als ein Absatz des Außenmantels ausgebildet.According to one another preferred embodiment the invention is the second pipe section as a shoulder of the outer shell educated.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist an dem der ersten Ringkammer abgewandten Ende der Pufferkammer ein rohrförmiger zweiter Anschluss angeordnet.According to one another preferred embodiment The invention is at the end remote from the first annular chamber the buffer chamber is a tubular second connection arranged.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Außenmantel durch Druckverformung aus einem Halbzeugrohr gebildet.According to one another preferred embodiment The invention is the outer jacket formed by compression deformation of a semi-finished tube.

In den Zeichnungen zeigen:In show the drawings:

1: Eine räumliche Darstellung eines teilweise geschnittenen Ringkammerdämpfers (Variante 1) 1 : A spatial representation of a partially cut annular chamber damper (Variant 1)

2: eine Seitenansicht des Ringkammerdämpfers von 1 im Schnitt und 2 a side view of the annular chamber damper of 1 on average and

3: eine Seitenansicht eines weiteren Ringkammerdämpfers im Schnitt (Variante 2). 3 : A side view of another annular chamber damper in section (variant 2).

Die Vorgabe metallischer Werkstoffe erfordert neben der Funktion geeignete, kostengünstige Fertigungsverfahren, was aus einer speziellen Kombination von Außenmantel 1 und seitlich angeordneten Rohrstücken 2, 3 realisiert ist. (vgl. 1 und 2 (Variante 1)).The specification of metallic materials requires in addition to the function suitable, cost-effective manufacturing processes, resulting from a special combination of outer sheath 1 and laterally arranged pipe sections 2 . 3 is realized. (see. 1 and 2 (Version 1)).

Der Außenmantel 1 ist aus einem Teil geformt, so dass ein Puffervolumen 6 vor in der Länge abgestimmten Rohrstücken 2, 3 entsteht. Die in ihren Längen abgestimmten Rohrstücke 2, 3 bilden ihrerseits eine erste Ringkammer 4 und eine zweite Ringkammer 5. Das in diesen Ringkammern 4, 5 befindliche Medium (z. B. Luft) trägt zu einem schwingungsfähigen Gebilde mit dem Puffervolumen 6 bei. Dieses schwingungsfähige Gebilde lässt sich z. B. zur Minderung von Strömungsgeräuschen über 10 kHz abstimmen: Die beteiligten Luftkomponenten werden zum Teil zu gegenphasigen Schwingungen angeregt, so dass Auslöscheffekte hochfrequente Schallanteile mindern.The outer jacket 1 is formed from a part, leaving a buffer volume 6 in length tuned pipe sections 2 . 3 arises. The tuned in their lengths pipe pieces 2 . 3 in turn form a first annular chamber 4 and a second annular chamber 5 , That in these ring chambers 4 . 5 located medium (eg air) contributes to a vibratory structure with the buffer volume 6 at. This oscillatory structure can be z. B. to reduce flow noise over 10 kHz vote: The air components involved are partly excited to antiphase oscillations, so that Auslöscheffekte reduce high-frequency sound components.

Die besondere Gestaltung des Außenmantels 1 wird durch eine kostengünstige Fertigung über geeignete Druckbeaufschlagung von Halbzeugrohren realisiert, so dass ein aufgeweiteter Außenmantel gebildet wird, in den die Rohrstücke 2, 3 jeweils in den erforderlichen Längen eingeschoben und befestigt werden.The special design of the outer jacket 1 is realized by a cost-effective production via suitable pressurization of semi-finished tubes, so that a flared outer shell is formed, in which the pipe sections 2 . 3 each inserted and fixed in the required lengths.

Der rohrförmige Anschluss 7 des Mantels 1 mit dem zugehörigen Rohrstück 2 sowie der Anschluss 8 lassen sich zur Aufnahme sich anschließender Rohrkomponenten oder anderer Bauteile nach Vorgaben entsprechend gestalten.The tubular connection 7 of the coat 1 with the associated pipe section 2 as well as the connection 8th can be designed to accommodate subsequent pipe components or other components according to specifications.

Eine weitere Variante, die im Gegensatz zur beschriebenen Variante 1 in 2 im folgenden mit Variante 2 bezeichnet und in 3 dargestellt ist, unterscheidet sich wie folgt:
Der Mantel 1 wird aus Gründen vereinfachter Fertigung nun mit einem Absatz 3a versehen, der Aufgaben des Rohrstückes 3 der zuvor beschriebenen Variante 1 (2) zu übernehmen hat. Durch diese Kombination aus Absatz 3 und Rohrstück 2 werden Volumina wie Ringspalt bzw. erste Ringkammer 4 und Luftring bzw. Zwischenkammer 5a gebildet, die mit dem Puffervolumen 6 kommunizieren. Von der Zwischenkammer 5a wird ein Zwischenkammervolumen umschlossen. Die Wandung der Zwischenkammer 5a wird als Zwischenkammerwandung bezeichnet. Entsprechend weist die Ringkammer 4 eine Innenwandung und eine Außenwandung auf. Der das Puffervolumen 6 umschließende Raum bildet eine Pufferkammer.Another variant, in contrast to the variant described 1 in 2 in the following with variant 2 designated and in 3 is different, as follows:
The coat 1 For reasons of simplified production, it now has a paragraph 3a provided, the tasks of the pipe section 3 the variant described above 1 ( 2 ) has to take over. Through this combination of heel 3 and pipe section 2 Volumes such as annular gap or first annular chamber 4 and air ring or intermediate chamber 5a formed with the buffer volume 6 communicate. From the intermediate chamber 5a an intermediate chamber volume is enclosed. The wall of the intermediate chamber 5a is referred to as Zwischenkammerwandung. Accordingly, the annular chamber 4 an inner wall and an outer wall. The buffer volume 6 Enclosing space forms a buffer chamber.

Auch mit dieser Anordnung lassen sich besonders hochfrequente Strömungsgeräusche oberhalb 10 kHz unter Ausnutzung ähnlicher Effekte wie bei Variante 1 dargelegt, absenken.Even with this arrangement can be particularly high-frequency flow noise above 10 kHz using similar effects as in variant 1 set out, lower.

Claims (7)

Vorrichtung zur Luft- und Körperschallabsenkung mit miteinander kommunizierenden Volumina mehrerer Kammern, wobei mindestens eine in Strömungsrichtung einseitig geschlossene erste Ringkammer (4) mit einem zwischen einer Innenwandung und einer Außenwandung gelegenen ersten Ringkammervolumen vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der ersten Ringkammer eine Zwischenkammer (5a) mit einem Zwischenkammervolumen vorgelagert ist, deren Zwischenkammerwandung von einer über die Längserstreckung der Innenwandung der ersten Ringkammer (4) hinausragenden Fortsetzung der Außenwandung der ersten Ringkammer (4) gebildet wird, und dass der Zwischenkammer (5a) eine Pufferkammer mit einem Puffervolumen (6) vorlagert ist.Device for reducing airborne and structure-borne sound with mutually communicating volumes of a plurality of chambers, wherein at least one first annular chamber closed in the flow direction on one side ( 4 ) is provided with a first annular chamber volume located between an inner wall and an outer wall, characterized in that the first annular chamber has an intermediate chamber ( 5a ) is preceded by an intermediate chamber volume whose Zwischenkammerwandung of one over the longitudinal extent of the inner wall of the first annular chamber ( 4 ) protruding continuation of the outer wall of the first annular chamber ( 4 ) is formed, and that the intermediate chamber ( 5a ) a buffer chamber with a buffer volume ( 6 ) vorlagert is. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung der Zwischenkammer (5a) mit der einen Außenmantel (1) bildenden Wandung der Pufferkammer eine einseitig geschlossene zweite Ringkammer (5) mit einem zweiten Ringkammervolumen bildet, das mit dem Puffervolumen (6) kommuniziert.Device according to claim 1, characterized in that the wall of the intermediate chamber ( 5a ) with the one outer jacket ( 1 ) forming wall of the buffer chamber a closed on one side second annular chamber ( 5 ) with a second annular chamber volume that matches the buffer volume ( 6 ) communicates. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwandung der ersten Ringkammer (4) von einem Ende eines ersten Rohrstücks (2) gebildet wird, an dessem anderen Ende ein Anschluss (8) angeordnet ist.Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the inner wall of the first annular chamber ( 4 ) from one end of a first pipe section ( 2 ), at the other end a connection ( 8th ) is arranged. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenwandung der ersten Ringkammer (4) von einem Ende eines zweiten Rohrstücks (3) gebildet wird, dessen freies zweites Ende die Zwischenkammerwandung bildet.Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the outer wall of the first annular chamber ( 4 ) from one end of a second pipe section ( 3 ) is formed, the free second end forms the Zwischenkammerwandung. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Rohrstück (3) als ein Absatz des Außenmantels (1) ausgebildet ist.Apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that the second tube piece ( 3 ) as a heel of the outer mantle ( 1 ) is trained. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an dem der ersten Ringkammer (4) abgewandten Ende der Pufferkammer ein rohrförmiger zweiter Anschluss (7) angeordnet ist.Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that on the first annular chamber ( 4 ) facing away from the Pufferkam a tubular second connection ( 7 ) is arranged. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenmantel (1) durch Druckverformung aus einem Halbzeugrohr gebildet ist.Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the outer jacket ( 1 ) is formed by compression deformation of a semi-finished tube.
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