DE2232559A1

DE2232559A1 - Schalldaempfer zum vermindern der durch ausstroemende gase erzeugten geraeusche

Info

Publication number: DE2232559A1
Application number: DE19722232559
Authority: DE
Inventors: Paul Van Den Dipl Ing Brulle; Juergen Philipp; Wolfgang Dipl Phys Probst
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1972-07-03
Filing date: 1972-07-03
Publication date: 1974-01-24
Also published as: IT990747B; GB1432048A; FR2237494A5

Description

Schalldämpfer zum Vermindern der durch ausströmende Gase erzeugten Geräusche.

Die Erfindung betrifft einen Schalldämpfer zum Vermindern der beim Ausströmen von Gasen bzw. gasförmigen Medien entstehenden Geräusche, mit einem an der Ausströmöffnung der gasförmigen Medien anzuordnenden, einen Stauraum bildenden Auspufftopf, dessen Wand Drosselöffnungen aufweist. Ein derartiger Schalldämpfer soll aufgrund seiner Konstruktion in der Lage sein, die kinetische Energie der austretenden Gasmoleküle und damit das bei der Verwirbelung mit der Umgebungsluft entstehende Geräusch zu dämpfen.

Es ist bekannt, zur Lösung dieser Aufgabe das Gas durch poröse Schichten mit hohem Strömungswiderstand hindurch zu leiten. Bei ' diesen sogenannten Drosselschalldämpfern baut sich vor der porösen Schicht ein höherer Druck auf; die Geschwindigkeit des Gases wird durch die relativ große Austrittsoberfläche zur Umgebungsluft und den starken Rückstau der porösen Schicht verringert. Dabei wird jedoch bei gegebenem Austrittsdruck des Gases der Massendurchsatz erheblich verringert. Aus diesem Grunde können schnellschaltende pneumatische Anlagen mit hohem Luftdurchsatz nicht mit solchen Schalldämpfern versehen werden. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß das im Stauraum des bekannten Schalldämpfers durch die Eigenverwirbelung des Gases entstehende hochfrequente Geräusch

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durch die harte poröse Schicht praktisch kaum absorbiert wird, sondern als Störschall nach außen tritt, wodurch mit diesen Schalldämpfern im Verhältnis zu ihrer Größe nur relativ bescheidene Pegelsenkungen möglich sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine relativ zur Größe des Schalldämpfers starke Schallpegelreduzierung ohne wesentliche Behinderung des Gasdurchsatzes zu gewährleisten. Dabei soll auch das im Innern des Schalldämpfers durch den Aufprall des Gasstro-¹· mes erzeugte Geräusch abgedämpft werden.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem Schalldämpfer der eingangs genannten Art die Wand des Auspufftopfes aus mehreren Schichten aufgebaut ist, wobei von einer Vielzahl von Drosselkanälen durchzogene, beispielsweise poröse Schichten aus schallschluckendem Material mit festen, Drosselöffnungen enthaltenden Schichten abwechseln.

Auf diese Weise ist gewährleistet, daß das Gas zwischen den Drosselöffnungen zweier benachbarter harter Schichten durch die feinporigere, elastischere und deshalb schallabsorbierende Zwischenschicht hindurchtreten muß. Dabei gibt es an die elastischen Porenzwischenwände beim Aufprall kinetische Energie ab. Auch die Schwingungsenergie, die von dem im Innern des Schalldämpfers erzeugten Wirbelgeräusch herrührt, wird in dieser Schicht absorbiert.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Anzahl der Drosselkanäle in den Schichten aus elastischem, schallschluckendem Material wesentlich größer als die Anzahl der Drosselöffnungen in den festen Schichten. Auf diese Weise wird die Weglänge der Luftmoleküle durch das Schichtenpaket erheblich vergrößert und die Energieabsorption erhöht. Der beim Durchtritt durch die poröse, schallabsorbierende Schicht auseinanderdiffundierende Luftstrom wird zum Durchtritt durch eine der öffnungen der festen Schicht jeweils wieder gebündelt, wodurch die effektive Weglänge vergrößert wird. In diesem Zusammenhang ist es von Vorteil, wenn die Drosselöffnungen von jeweils zwei benachbarten festen Schichten

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gegeneinander versetzt angeordnet sind. Als schallabsorbierende.s, poröses Material wird erfindungsgemäß offenporiger Schaumstoff, ζ ^B. Polyätherschaum, verwendet. Des weiteren wird erfindungsger maß als festes Material vorteilhafterweise Kunststoff verwendet. Dies hat den Vorteil, daß wegen der starken Eigendämpfung von Kunststoff wenig Schall durch das Gehäuse selbst abgestrahlt wird und daß die Korrosionsbeständigkeit wesentlich erhöht wird.

Nach einem zusätzlichen Merkmal der Erfindung sind die einzelnen Schichten, welche die Wand des Auspufftopfes bilden, als ,konzentrische, ineinandergestellte Hohlzylinder ausgebildet, wobei der Grundriß des Hohlzylinders ein Kreis oder aus fertigungstechnischen Gründen ein regelmäßiges Vieleck sein kann. Die äußerste dieser Schichten ist hart und bildet erfindungsgemäß gleichzeitig die Wand des Auspufftopfgehäuses. Die inneren, abwechselnd schallabsorbierend und hart bzw. weniger schallabsorbierend ausgebildeten Schichten stellen zusammen erfindungsgemäß einen in das Auspuff topf gehäuse einstellbaren Einsatz dar.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist im Bereich der Einströmöffnung des Auspufftopfes ein3 an sich bekannte, die Strömung des Mediums umlenkende und diffus machende Prallplatte angeordnet. Diese ist erfindungsgemäß topfartig in Richtung der Strömung gewölbt und in der äußeren Kreisringzone mit vielen Löchern durchsetzt. Auf diese Weise prallt der Gasstrahl auf den von keinerlei öffnungen durchsetzten inneren Teil der Prallplatte und die Strömung wird diffus. Schließlich ist nach einem Merkmal der Erfindung das Auspufftopfgehäuse an seiner der Einströmöffnung abgewandten Seite durch einen Deckel verschließbar, wobei der Deckel mit einem nach innen vorspringenden Rand versehen ist, welcher im geschlossenen Zustand des Auspufftopfes den Einsatz festklemmt. Vorteilhafterweise kann auch der-Deckel mit dem Einsatz eine Einheit· bilden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben.

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Die zeichnerische Darstellung ist ein Schnitt durch einen Schalldämpfer nach der Erfindung.

Das ausströmende Gas bzw. das gasförmige Medium trifft nach seinem Eintritt in den erfindungsgemäßen Schalldämpfer zunächst auf
den inneren Teil der Prallplatte 5, wodurch eine Verwirbelung entsteht, und tritt in der Folge durch die in der Prallplatte enthaltenen Löcher 8 in den Stauraum 9 ein. Beim Durchlaufen der
vielen Drosselkanäle 4 zunächst der inneren porösen Schicht 2 verliert das Gas an kinetischer Energie. Außerdem absorbiert die
poröse Schicht 2 aus elastischem, schallschluckendem Material
das im Innern des Schalldämpfers entstehende Wirbelgeräusch. Die
folgende innere feste Schicht 1 mit wenigen Drosselöffnungen 3
bündelt die zuvor aufgefächerten Teilströmungen, während die
nachfolgende äußere poröse Schicht 2 die Strömung erneut in ihren vielen feinen Drosselkanälen 4 auffächert. Damit verliert das Gas weiter an Energie, und das im Innern entstehende Wirbelgeräusch
wird weiter absorbiert. Nach erneuter Bündelung durch die Drosselöffnungen 3 der äußersten festen Schicht 1 tritt der Gasstrom ins Freie aus.

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Claims

MESSERSCHMITT-BÖLKOW-BLOHM - 5 - Ottobrunn, 27. Juni 1972

GESELLSCHAFT BS6U - Frc/Schö

MIT BESCHRÄNKTER HAFTUNG
MÖNCHEN

Patentansprüche

Schalldämpfer zum Vermindern der beim Ausströmen von Gasen bzw. gasförmigen Medien entstehenden Geräusche, mit einem an der Ausströmöffnung der gasförmigen Medien anzuordnenden, einen Stauraum bildenden Auspufftopf, dessen Wand Drosselöffnungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand des Auspufftopfes aus mehreren Schichten aufgebaut ist, wobei von einer Vielzahl von Drosselkanälen (¹O durchzogene, beispielsweise poröse Schichten (2) aus schallschluckendem Material mit festen, Drosselöffnungen (3) enthaltenden Schichten (1) abwechseln.
2. Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Drosselkanäle (Ό der Schichten aus schallschluckendem Material wesentlich größer ist als die Anzahl der Drosselöffnungen (3) der festen Schichten.
3. Schalldämpfer nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselöffnungen (3) von benachbarten, festen Schichten (1) gegeneinander versetzt angeordnet sind.
4. Schalldämpfer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß als schallschluckendes Material Schaumstoff, z.B. Polyätherschaum verwendet wird.
5. Schalldämpfer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß als festes Material Kunststoff, z.B. PVC verwendet wird. ,_ß

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6. Schalldämpfer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Schichten, welche die Wand des Auspufftopfes bilden, als konzentrische, ineinanderstellbare Hohlzylinder ausgebildet sind.
7. Schalldämpfer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die äußerste der Schichten gleichzeitig die Wand des Auspufftopfgehäuses bildet.
8. Schalldämpfer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Schichten als fertiger, in das Auspufftopfgehäuse einstellbarer Einsatz ausgebildet sind.
9. Schalldämpfer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Auspufftopfgehäuse an seiner der Einströmöffnung abgewandten Seite durch einen Deckel (6) verschließbar ist, wobei der Deckel mit einem nach innen vorspringenden Rand (7) versehen ist, welcher im geschlossenen Zustand des Auspufftopfes den Einsatz festklemmt.
10. Schalldämpfer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die austauschbaren Schichten (2) mit dem Deckel (6) eine Einheit bilden.
11. Schalldämpfer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Einströmöffnung des Auspufftopfes eine an sich bekannte, die Strömung des Mediums umlenkende und diffus machende, mit Löchern versehene Prallplatte (5) angeordnet ist.
12. Schalldämpfer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallplatte (5) topfartig in Richtung der Strömung gewölbt ist und in der äußeren Kreisringzone mit mehreren Löchern durchsetzt ist.

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