DE2022037C3 - Resonanzschalldämpfer fön strömen· de Gase - Google Patents

Description

senen Kammer (23) befestigt sind, und das am Schichten aufgebauten Querwanden zur Trennung der eLen EndToSen und am anderen Ende geschlos- Kammern bogenförmige: Kanäle ausgebildet smd, die sen ist, wobei nahe dem geschlossenen Ende von den durch den Schalldampfer geführten Gasen diese Quertrennwand eine Durchtrittsöffnung durchströmt werden. Durch die Ausbildung der Z₅₇X aufweis, 25 Kanäle in den Querwanden soll verhindert werden,

^v ' daß die Querwände in Schwingungen geraten (Kör

perschall). Die Kanäle dienen nicht der Festlegung

der Resonanzfrequenzen der einzelnen Kammern.

Weiterhin ist ein Schalldämpfer bekannt (US-PS

Die Erfindung betrifft einen Resonanzschalldämp- 3° 3104 734) bei dem das Eintrittsrohr koaxial zum fer für strömende Gase, insbesondere Auspuffgase von länglichen Gehäuse gefuhrt ist und das Gehäuse auf Brennkraftmaschinen, bestehend aus einem längli- seiner gesamten Länge durchsetzt. Das Eintrittsrohr chen Gehäuse, in dem mehrere durch Querwände ge- weist einen kleineren Durchmesser als das längliche trennte Kammern nebeneinander angeordnet sind, Gehäuse auf, so daß zwischen der Außenflache des mit je einem Kammern durchsetzenden und in eine 35 das strömende Gas fuhrenden Rohrs und dem längeigene Kammer mündenden Eintritts- und Austritts- liehen Gehäuse ringförmige Resonanzkammern verrohr und mit einer nicht durchströmten Resonanz- bleiben. Jede dieser Resonanzkammern steht über kammer, die über ein Rohrstück abgestimmter Länge einen ringartigen Kanal mit dem Gasstrom im mnenzur Dämpfung einer bestimmten Frequenz der liegenden Rohr in Verbindung, der durch Ringwülste Schalischwingungen mit der benachbarten Kammer 40 am inneren Rohr begrenzt ist, welche auch die einverbunden ist. zelnen Resonanzkammern begrenzen. Damit die Re-Es ist ein solcher Resonanzschalldämpfer für strö- sonanzkammern ein hinreichend großes Volumen mende Gase bekannt (US-PS 29 49 165), bei dem die haben, müssen sie eine große axiale Länge aufweisen, nicht durchströmte Resonanzkammer über ein sich da der größte Teil des Gehausevolumens vom den in Längsrichtung des länglichen Gehäuses erstrek- 45 Hauptgasstrord führenden innenliegenden Rohr einkendes geradliniges Rohrstück bestimmter Länge mit genommen wird.

der benachbarten Kammer verbunden ist. Die Fre- Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung,

quenz, die durch die Resonanzkammer gedämpft einen Resonanzschalldämpfer für strömende Gase werden kann, bestimmt sich nach der Helmholtz- der vorstehend genannten Art zu schaffen, bei dem Formel wie folgt: 50 ein bestimmtes Dämpfungsverhalten des aus Rohr

stück und Resonanzkammer bestehenden Dämp-

„ ΛI A ι ι Tvr do ι -η τ«<λ fungssystems auf einfache Weise ohne wesentliche

V T^y Änderung der Gehäuselänge erreichbar ist.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß das verbin-

darin ist A der Querschnitt des zur Resonanzkammer 55 dende Rohrstück das Austrittsrohr im Abstand kreisführenden Rohrstücks, L die Länge des Rohrstücks bogenförmig umgibt, U-förmigen Querschnitt auf- und V das Volumen der Resonanzkammer. Da der weist, dessen Schenkel an der Quertrennwand zwi-Durchmesser der Resonanzkammer durch das läng- sehen der Resonanzkammer und der an das Eintrittsliche Gehäuse vorgegeben ist, können niedrigere Fre- rohr angeschlossenen Kammer befestigt sind, und das quenzen nur dann in ausreichendem Maß gedämpft 60 an einem Ende offen und am anderen Ende geschloswerden, wenn die Länge des Rohrstücks und die sen ist, wobei nahe dem geschlossenen Ende diese axiale Länge der Resonanzkammer vergrößert wer- Quertrennwand eine Durchtrittsöffnung aufweist, den. Da andererseits ein ungestörter Aufbau der Re- Beim erfindungsgemäßen Resonanzschalldämpfer

sonanzschwingung ermöglicht werden soll, muß die kann bei relativ kleinem Volumen der Resonanz-Länge L des Rohrstücks wesentlich kleiner sein als 65 kammer noch die Dämpfung einer tieferen Frequenz die axiale Länge der Resonanzkammer; beim be- erreicht werden, da sich das Rohrstück nicht axial in kannten Resonanzschalldämpfer beträgt die Länge die Kammer hinein erstreckt, sondern das Austrittsdes Rohrstücks nur die Hälfte der axialen Länge der rohr kreisbogenförmig umgibt, d. h. ohne in die

Kammer hineinzuragen, eine größere Länge aufweist. Die ungestörte Ausbildung der Resonanzschwingungen in der Resonanzkammer ist stets gewährleistet. Durch die Wahl verschiedener Bogenlängen kann eine Anpassung an die zu dämpfende Frequenz erfolgen, ohne daß bei festliegendem Durchmesser der Resonanzkammer die axiale Länge der Kammer geändert werden muß.

Wie auch bei dem Resonanzschalldämpfer gemäß der US-PS 2949 165 ist hier die das Rohrstück tragende Quertrennwand den höchstmöglichen Temperaturen ausgeätzt, so daß Korrosionserscheinungen entgegengewiikt wird. Jedoch steht beim erfindungsgemäßen Resonanzschalldämpfer das Innere des verbindenden Rohrstücks über seine gesamte Länge in Wärmeaustauschbeziehung mit der von den heißen Eintrittsgasen angeströmten Querwand, so daß die Korrosionserscheinungen mit größerer Sicherheit vermieden werden.

Der erfindungsgemäße Resonanzschalldämpfer soll nun in einer Ausführungsform an Hand der Figuren genauer beschrieben werden. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform des Resonanzschalldämpfers und

F i g. 2 einen Querschnitt in Blickrichtung der Pfeile 2-2 in F i g. 1.

Der Resonanzschalldämpfer 1 weist ein längliches zylindrisches Gehäuse 3 auf, das an seinem Eintrittsende von einer Stirnwand 5 und an seinem Austrittsende von seiner Stirnwand 7 verschlossen ist. Die Stirnwand 5 weist einen nach innen gerichteten Ringflansch 9 auf, an dem eine die Stirnwand 5 durchsetzende Eintrittsbuchse 11 befestigt ist; die Stirnwand 7 weist einen nach innen gerichteten Ringflansch 13 auf, an dem eine Austrittsbuchse 15 befestigt ist. In der Eintrittsbuchse 11 ist ein Eintrittsrohr 17 gelagert, während in der Austrittsbuchse 15 ein Austrittsrohr 19 gelagert ist. Im Gehäuse 3 sind mehrere Kammern 21, 23 und 25 nebeneinander angeordnet, die durch flache Querwände 27 bzw. 29 voneinander getrennnt sind, die mit ihren Außenrändern 31 an der Innenfläche des Gehäuses 3 befestigt sind. Das Eintrittsrohr 17 mündet in die in der Mitte liegende Eintrittskammer 23. über eine in der die Kammern 21 und 23 trennenden Querwand 27 ausgebildeten öffnung 33 strömen die Gase in die vom Eintrittsrohr 17 durchsetzte Austrittskammer 21. Die heißen Gase in der Austrittskammer 21 treten in das in sie hineinragende Ende des Austrittsrohrs 19 ein, das die Eintrittskammer 23 und die als Resonanzkammer dienende Kammer 25 durchsetzt. Das Eintrittsrohr 17 weist einen mit Schallöffnungen 35 versehenen Abschnitt auf, der in radialem Abstand von einer geschlossenen Hülse 37 umgeben ist, wodurch eine Kammer 39 zur Dämpfung von hochfrequenten Schwingungen gebildet wird. Am in die Eintrittskammer 33 hineinragenden Abschnitt des Eintrittsrohrs 17 ist ein zweiter Abschnitt mit Schallöffnungen 41 versehen. Auch ein im Inneren der Eintrittskammer 23 liegender Abschnitt ist mit Schallöffnungen 43 versehen. Auf diese Weise können Gase unmittelbar aus den Schallöffnungen 41 austreten und in die Schallöffnungen 43 eintreten. Das Eintrittsrohr 17 ist in der Querwand 27 mittels der Hülse 37 gelagert, welche von einem in der Querwand 27 ausgebildeten Ringbund 45 gehalten wird. Das Austrittsrohr weist weiterhin einen mit Schallöffnungen 47 versehenen Abschnitt auf, der in radialem Abstand von einer geschlossenen Hülse 49 derart umgeben ist, daG eine Kammer 51 zur Dämpfung hochfrequenter Schwingungen gebildet wird. Die Hülse 49 ist in einem Ringbund 53 der Querwand 29 gelagert. In der Querwand 27 ist das Austrittsrohr 19 in einem Ringbund 55 gelagert, so daß das Austrittsrohr in den Querwänden 27 und 29 und in der Stirnwand 7 gelagert ist.

ίο Die Quertrennwand 29 weist in ihrem ebenen Teil eine Durchtrittsöffnung 57 auf. Auf der der Resonanzkammer 25 zugewandten Seite der Querlrennwand 29 ist ein Rohrstück 59 von U-förmigem Querschnitt angeordnet, dessen Schenkel an der Quertrennwand befestigt sind und das an seinem einen Ende 61 verschlossen ist. Die Durchtrittsöffnung 57 liegt nahe dem geschlossenen Ende des Rohrstücks und steht mit dessen Innerem in Verbindung. Das andere Ende des das Austrittsrohr 19 im Abstand kreisbogenförmig umgebenden Rohrstücks 59 ist offen, so daß die mittlere Länge des durch das Rchrstück bestimmten Strömungskanals 64 von der Durchtrittsöffnung 57 zum Ende 63 hin die Länge L des Rohrstücks bildet, die gemäß der vorstehend erwähnten Helmholtz-Formel mit dem Volumen V der Resonanzkammer 25 zusammenwirkt, um eine bestimmte Frequenz der Schallschwingungen in den strömenden Gasen zu dämpfen.

Das Rohrstück 59 kann an der Quertrennwand 29 durch Punktschweißen oder auf andere Weise befestigt werden; vorzugsweise weist es jedoch mehrere Ansätze 65 auf, die durch entsprechende Schlitze 67 der Trennwand 29 ragen und bei 69 umgebogen sind, um auf diese Weise das Rohrstück 59 an der Quertrennwand 29 zu halten.

Auch kann das verbindende R.ohrstück 59 einstückig mit der Quertrennwand ausgebildet sein, indem diese mit einer kreisbogenförmigen Ausbuchtung von U-förmigem Querschnitt versehen wird. Diese Ausbuchtung kann dann zum Inneren der Resonanzkammer 25 hin durch ein gesondert ausgebildetes und in seiner Formgebung entsprechendes Rohrstück von U-förmigem Querschnitt oder von jiner entsprechenden kreisbogenförmig ausgeschnittenen Platte verschlossen werden. Wenn man das Ende 63 des Kanals 64 verschließt, kann der Kanal als ein Viertelwellenlängen-Abstimmrohr dienen. Es ist auch möglich, das Rohrstück 59 mit Schallöffnungen, z. B. Perforationen, zu versehen.

Die Gase strömen durch das Eintrittsrohr 17 in die Eintrittskammer 23 ein. Hohe Frequenzen der Schallschwingungen werden beim Durchströmen der Kammer 39 gedämpft. Schallschwingungen mit etwas niedrigeren Frequenzen werden durch die Schallöffnungen 41 gedämpft. Ein Teil des Gases gelangt durch den mit Öffnungen 43 versehenen Abschnitt des Austrittsrohrs unmittelbar in dieses, der größere Teil der Gase strömt jedoch durch die öffnung 33 in die Austrittskammer 21, von der sie in das Austrittsrohr 19 eintreten. Weiterhin werden hochfrequente Schallschwingungen beim Strömen zur Auslaßbuchse 15 hin in der Kammer 51 gedämpft. Die Länge und der Querschnitt des Kanals 64 im Rohrstück 59 und das Volumen der Resonanzkammer 25 sind so bemessen, daß der Schall einer bestimmten verhältnismäßig niedrigen Frequenz gedämpft wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. zugeordneten Resonanzkammer, so daß die für die

   Patentanspruch: Dämpfung der bestimmten Frequenz erforderliche

   Resonanzschalldämpfer für strömende Gase, axiale Baulänge des Resonanzschalldämpfers relativ

   insbesondere Auspuffgase ^n ^emik^aftmasch^ ff*-J^ _{ein Resonanzschalldämpfer bekanm}

   nen, bestehendlausjanem taschen<*J»g£ _(us._{ps 3}i₉8 284), bei dem die Resonanzkammer

   dem mehrere durch ^™^/^⁶^ _ür höhere Frequenzen über Perforationen in einer

   mern nebeneinander angeordnet smd, nut je _d J* _{dem Inneren eines m}ä_anderförm·

   einem Kammern ^gg™**^^ ^! gerührten Austrittsrohrs von U-förmigem Querschnitt eigene Kammer mundenden Em^"*" ™f*g_ *_erbunden ist. Das Austrittsrohr erstreckt sich im Intnttsrohr und mit einer ^^Sf^η**. ^_{6n der} Resonanzkammer für tiefere Frequenzen

   mmmmm

   (59) das Austrittsrohr (19) im Ab- stimmt aber nicht die Resonanzfrequenz dieser Re-