DE2808166B2

DE2808166B2 - Schalldammende und in Gegenrichtung zum Schall von einem gasformigen Medium durchstrombare Verkleidung

Info

Publication number: DE2808166B2
Application number: DE2808166A
Authority: DE
Inventors: Karl 7061 Berglen Zeilinger
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1978-02-25
Filing date: 1978-02-25
Publication date: 1980-06-04
Also published as: DE2808166A1; JPS5920847B2; DE2808166C3; JPS54124127A; CH637495A5; US4212369A

Description

Die Erfindung betrifft eine schalldämmende und in Gegenrichtung zum Schall von einem gasförmigen Medium durchströmbare Verkleidung mit wenigstens einem Luftkanal, bei dem bei zumindest teilweise gekrümmtem Wandverlauf die geradlinige freie Verbindung zwischen seinen Endquerschnitten abgedeckt ist und der mit wenigstens einer schallabsorbierenden Einlage versehen ist.

Eine bekannte Verkleidung dieser Art findet zur Dämpfung des Gebläsegeräusches insbesondere luftgekühlter Motoren Verwendung (DE-OS 19 39 786) und es ist hier zur Dämpfung des Gebläsegeräusches ein Kühlluftkanal vorgesehen, bei dem bei gekrümmtem Wandverlauf diese Krümmung so ausgelegt ist, daß die geradlinige freie Verbindung zwischen seinen Endabschnitten abgedeckt ist, wodurch ein geradliniger Schalldurchtritt verhindert wird. Zusätzlich sind, gegebenenfalls in Verbindung mit schallabsorbierenden Auflagen für die Wände, schallabsorbierende Einlagen vorgesehen. Durch die schallabsorbierenden Auflagen bzw. die Einlagen wird bei einer derartigen Konstruktion in Verbindung mit der Krümmung des Luftkanals einerseits eine gewisse Verlängerung des Schallweges und andererseits in den Umlenkstellen der Schallwellen auch eine gewisse Absorption erreicht. Andererseits müssen aber die unmittelbar im Gasstrom liegenden Einlagen, wenn sie wirkungsvoll sein sollen, verhältnismäßig groß ausgelegt sein und sie bedingen damit in Verbindung mit den zusätzlich erforderlichen schallabsorbierenden Auflagen für die Wände eine beträchtliche Verringerung der freien Kanalquerschnitte, wobei zusätzlich insbesondere durch die im Durchströmungsquerschnitt liegenden Einlagen auch der Durchströmungswiderstand erheblich ansteigen dürfte.

Durch die Erfindung soll demgegenüber eine Verkleidung der eingangs genannten Art dahingehend ausgestaltet werden, daß, bei kompakter Bauweise, von der einen Seite her ein möglichst freier Durchfluß für das gasförmige Medium gegeben ist, und zwar in

Verbindung mit einer möglichst weitgehenden Absorption der entgegengesetzt zur Durchflußrichtung des gasförmigen Mediums sich ausbreitenden Schallwellen.

Gemäß der Erfindung wird dies bei einer Verkleidung der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß zumindest ein Abschnitt einer Kanalwand durch einen im Querschnitt parabelförmigen Wandbogen gebildet ist, der mit seinem Scheitel der Absirömseite des gasförmigen Mediums zugeordnet ist und der in einem in den K.analinnenraum ragenden Scheitelbogen endet, der eine nach der Abströmseite des gasförmigen Mediums offene muldenförmige Vertiefung abschirmt, in der im Bereich der Brennlinie die schallabsorbierende Einlage angeordnet ist

Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird die angestrebte Schalldämmung im wesentlichen durch die gebündelte Zusammenführung der Schallwellen jeweils in den schalldämmenden Einlagen erreicht, wobei diese infolge der Bündelung der Schallwellen t ?zogen auf den Durchtrittsquerschnitt des Kanales verhältnismäßig klein ausgebildet sein können. Darüber hinaus können diese Einlagen im wesentlichen außerhalb des eigentlichen Gasdurchströmungsquerschnitts angeordnet sein, so daß sie die Durchströmungsverhältnisse zumindest nicht wesentlich beeinträchtigen. Trotz der Anordnung schalldämmender Einlagen im Kanalquerschnitt kann sich deshalb eine weitgehend ungestörte glate Durchströmung ausbilden, so daß insgesamt gesehen trotz günstiger und verlustarmer Durchströmungsverhältnisse für den Gasstrom die Ausbreitung der Schallwellen in Gegenrichtung erfolgreich unterdrückt wird.

Durch die Bündelung der Schallwellen auf die schaliabsorbierenden Einlagen wird bei der erfindungsgemäßen Lösung zugleich die Möglichkeit erhöht, daß es zu Interferenzen zwischen den Schallwellen und dadurch zu einer Elimination derselben kommt. Von dieser Möglichkeit wird grundsätzlich auch bei anderen bekannten Vorrichtungen dieser Art (DE-OS 19 39 786) Gebrauch gemacht. Insgesamt gesehen soll hier die Geräuschdämpfung in Verbindung mit einer Reinigung des Gasstromes aber im Einlaßteil für einen Gasverdichter dadurch erreicht werden, daß der Gasstrom über gebogene Leitwände um 90° umgelenkt wird, wobei die Leitwände lediglich zur Auslaßöffnung hin konvergierende Kanäle bilden und wobei die Schalldämmung durch die rein zufällige Interferenz zwischen den Schallwellen sowie durch die Beschichtung der Leitwände erreicht werden soll.

In Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn, bezogen auf den jeweiligen Kanallängsschnitt, die Parabelachse des jeweiligen parabelförmigen Wandbogens durch den jeweiligen Kanalinnenraum verläuft. Hierdurch ist zwar nur ein Teil des jeweiligen Kanalquerschnitts für eine weitgehend ungehinderte Luftdurchströmung frei, es folgt die Durchströmung bezogen auf diesen Teil aber ohne größere Umlenkungen, so daß sich insgesamt günstige Verhältnisse ergeben.

Im Hinblick auf einen möglichst flachgekrümmten Kanalverlauf ist es zweckmäßig, wenn für in Schallrichtung aufeinanderfolgende Kanalabschnitte gegenüberliegenden Wandseiten entgegengesetzt gekrümmte parabelförmige Wandbogen zugeordnet sind. Hierbei kann insbesondere bei über die aufeinanderfolgenden Kanalabschnitte im wesentlichen entgegengesetzt gerichtetem Krümmungsverlauf des Kanales jeder der Kanalabschnitte durch einen oder mehrere parabelförmige Wandbögen gebildet sein.

Praktisch ohne Volumenvergrößerung und ohne weitere Beeinträchtigung der Durchströmungsverhältnisse kann in die schalldämmende Verkleidung ein Kühler einbezogen werden, wenn im Obergangsbereich zwischen den Scheitelbögen eines parabelförmigen Wandbogens und einem daran anschließenden, dem nächstfolgenden Kanalabschnitt zugeordneten Wandteil quer zur Durchströmungsrichtung verlaufende Kühlmittelleitungen angeordnet sind, da die Leitungen bei dieser Anordnung im wesentlichen außerhalb des eigentlichen freien Luftquerschnittes liegen und die Durchströmung nur wenig behindern. Bevorzugt sind die Kühlmittelleitungen dem jeweiligen Scheitelbogen in bezug auf die Durchströmungsrichtung dabei

!5 vorgelagert

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer schematischen Darstellung einer schalldämmenden Verkleidung erläutert, in die Kühlmittelleitungen integriert sind.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel liegt die schalldämmende Verkleidung, die insgesamt mit 1 bezeichnet ist, in einer Ausnehmung, die beispielsweise über Karosserieteile 2 eines Kraftfahrzeuges abgegrenzt ist und es wird die Verkleidung 1 in Richtung des Pfeiles III von Luft angeströmt, so daß der Pfeil III die Luftansti ömrichtung wiedergibt. Auf der Gegenseite, also abströmseitig, ist hinter der Verkleidung 1 eine Geräuschquelle angeordnet, die hier nicht weiter dargestellt ist und die beispielsweise insbesondere durch einen Fahrzeugmotor gebildet sein kann. Die dem Pfeil III, also der Luftanströmrichtung entgegengesetzte Schallrichtung ist über den Pfeil IV symbolisch angedeutet.

Durch die Verkleidung 1 sind eine Reihe von Luftkanälen 5 gebildet und gegeneinander angegrenzt, wobei die Kanalwinde 6 im dargestellten Ausführungsbeispiel untereinander gleich aufgebaut und jeweils durch mehrere parabelförmige Wandbögen 7—9 gebildet sind, die in Kanallängsrichtung aneinander anschließen.

Die beiden jeweils einen Luftkanal 5 begrenzenden Kanalwände 6 sind, wie bereits erwähnt, im dargestellten Ausführungsbeispiel untereinander gleich ausgebildet und derart aufgebaut, daß sich in Durchströmungs-

⁴S richtung ein leicht gekrümmter, bogenförmiger Kanalverlauf ergibt. Bezogen auf diesen Kanalverlauf und die angedeutete, der Luftanströmrichtung (Pfeil III) entgegengesetzte Schallrichtung (Pfeil IV) sind die jeweils der Krümmungsaußenseite zugeordneten Wandbögen mit 7a, 8a und 9a und die der Krümmungsinnenseite zugeordneten mit Tb, Sb und 9b bezeichnet, wobei zu berücksichtigen ist, daß diese Bezeichnungen nur auf einen Luftkanal 5 bezogen sind und insoweit unberücksichtigt bleibt, daß bezogen auf die benachbarten, angrenzenden Kanäle die der Krümmungsinnenseite des hier angesprochenen Kanales zugeordneten Wandbögen krümmungsaußenseitig liegen.

Von den Wandbogen 7a bis 9a und Tb bis 9b sind dabei die Wandbögen 7a bis Sa, die der Krümmungsaußenseite zugeordnet sind, mit in den Kanal 5 hineinragenden Scheitelbögen 10a bis 12a versehen, während die Scheitelbögen 106 bis 126 der krümmungs- !.-.nenseitigen Wandbögen Tb bis 9b aus dem hier angesprochenen Kanal 5 hinaus und in den jeweils angrenzenden Nachbarkanal hineinragen.

Die Scheitelbögen 10a bis 12a und 10b bis 12i> bilden dabei, bezogen auf den Kanal, in den sie hineinragen, jeweils eine nach der Luftabströmseite offene, mulden-

förmige Vertiefung 13, in der entsprechend der Parabelform des Wandbogens die Brennlinie 14 der Parabel liegt und in der, bevorzugt konzentrisch zur Brennlinie 14 eine schallabsorbierende Einlage 15 angeordnet ist. Als schallabsorbierende Einlage kann s dabei ein Stab aus stark schalldämmendem Werkstoff wie beispielsweise Steinwolle od. dgl. dienen, wobei die Stabachse bevorzugt mit der Brennlinie 14 zusammenfällt.

Entsprechend der geschilderten Anordnung weisen ι ο die parabelförmigen Wandbögen Ta bis ba, deren Scheitelbögen 10a bis 12a in den gleichen Kanal hineinragen, und die bezogen auf die Durchströmungsrichtung in Längsrichtung des Kanales hintereinander liegen und entsprechend ihrer krumrnungsauuenseiiigen ι j Anordnung verschiedenen Kanalseiten zugehören für ihre Parabelachsen 16a, 17a bzw. 18a eine Erstreckung auf, bei der diese im bzw. durch den jeweils zugeordneten Kanallängsschnitt verlaufen. Insbesondere vorteilhaft ist eine Anordnung derart, daß die Erstreckung der jeweiligen Parabelachse in Annäherung der Schallrichtung im jeweiligen Kanalabschnitt entspricht.

Bei der beschriebenen Lösung sind, bezogen auf einen Kanal, die eine Wand dieses Kanals bildenden Kanalbogen 7a, Sb, 9b und die die andere Wand dieses Kanales bildenden Kanalbögen 7b, 8a, 9a derart angeordnet, daß ihre vom Scheitel abliegenden und an einen anderen Wandbogen anschließenden Schenkel 20fc,21Z>bzw. 20a, 21a etwa im Bereich des Scheitels des Scheitelbogens 10a, llfcbzw. 10b 11a des in Luftanströmungsrichtung (Pfeil III) nächstfolgenden Wandbogens 7a, Sb bzw. Tb, 8a enden. In den durch das Auslaufen eines Schenkels gegen einen Scheitelbogen jeweils entstehenden Totzonen, die sich quer zur Luftanströmungsrichtung III erstrecken und parallel zu den Brennlinien 14 verlaufen, können Kühlmittelleitungen 22 angeordnet sein, und zwar sowohl ein- wie auch beiderseits des jeweiligen Schenkels 20ft, 21 b bzw. 20a, 21a. Sind solche Kühlmittelleitungen 22 vorgesehen, so ergibt sich eine raumsparende Kombination der schalldämmenden Verkleidung mit einem Wasser- oder ölkühler.

Entsprechend der angegebenen Schallrichtung IV sind, von der Geräuschquelle her gesehen, die den Wänden eines Kanales zugeordneten Wandbogen 7a bzw. Tb, die bezogen auf die Anordnung der Verkleidung 1 der Geräuschquelle benachbart liegen, bevorzugt so angeordnet, daß der Schall etwa parallel zur jeweiligen Parabelachse 16a in den Kanal einlauf wobei der Wandbogen Ta in seiner Formgebung so au die Kanalbreite 23 abgestimmt ist, daß sein Scheitelbo gen 10a die Kanalbreite zumindest im wesentliche übergreift. Das freie Ende des Scheitelbogens 10a de der einen Kanalwand zugehörigen Wandelementes 7 endet somit praktisch an einer gedachten Verlängerun( des asymptotisch auslaufenden Bereiches des Schenkel 196 des der anderen Kanalwand zugeordneten und den Wandelement 7a gegenüberliegendem Wandelemente Tb. Es wird somit, bezogen auf den Eintrittsquerschnit des Kanales, über den ganzen Kanalquerschnitt, de exakt in Richtung des Pfeiles IV eintretende Schall, wi in der Skizze angedeutet, auf die im Scheitelbogen 10, liegende schaüabsorbie.-ende Einlage !5 gebünde! wobei die hierfür notwendige Reflexion dadurc erreicht wird, daß die Wandbögen, die die Kanalwan düngen 6 bilden, bevorzugt aus einem stark schallreflek tierenden Werkstoff bestehen.

Entsprechend dem weiteren Kanalverlauf, der siel dadurch ergibt, daß der bezogen auf einen Kanal den krümmungsaußenseitigen Wandbogen 7a gegenüberlie gende Wandbogen Tb gleichen Krümmungsverlauf ha schließt an den vorbesprochenen ersten Kanalabschnit ein zweiter Kanalabschnitt an, der im dargestelltei Ausführungsbeispiel schräg nach oben verläuft um bezüglich dessen der Wandbogen 8a die Reflexionsscha Ie bildet, durch die der in diesen Kanalabschnit eintretende Schall zumindest zu einem wesentlichei Teil in Richtung auf die schallabsorbierende Einlage Ii reflektiert wird, die in dem entsprechenden Scheitelbo gen 11a angeordnet ist, Dadurch, daß der Kana insgesamt bogenförmig gekrümmt ist und auf de Lufteintrittsseite mit seinem diesem Kanalabschnit zugeordneten, krümmungsaußenseitigen Wandbogei 9a soweit nach unten gezogen ist, daß zwischen Ein- um Ausgang kein unmittelbarer geradliniger Schalldurch tritt möglich ist, wird in Verbindung mit der bewußter Bündelung der Schallwellen auf schallabsorbierend Einlagen 15 eine wesentliche Reduzierung des Lärmpe gels erreicht.

Bei der beschriebenen Auslegung ist bevorzug weiter auch vorgesehen, daß bezogen auf dei Kanaleingangsquerschnitt mit einer Breite 23 dii Krümmung so groß ist, daß sich durch die Kriimmunj im Krümmungsscheitel ein Versatz des Kanalquer schnittes gegenüber dem Eingangsquerschnitt ergibi der bevorzugt gleich oder größer als die Breite de Eingangsquerschnittes ist

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schalldämmende und in Gegenrichtung zum Schall von einem gasförmigen Medium durchströmbare Verkleidung mit wenigstens einem Luftkanal, bei dem bei zumindest teilweise gekrümmtem Wandverlauf die geradlinige freie Verbindung zwischen seinen Endquerschnitten abgedeckt ist und der mit wenigstens einer schallabsorbierenden Einlage versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Abschnitt einer Kanalwand durch einen im Querschnitt parabelförmigen Wandbogen (7—9) gebildet ist der mit seinem Scheitel der Anströmseite des gasförmigen Mediums zugewandt ist und der in einem in den Kanalinnenraum ragenden Scheitelbogen (10—12) endet, der eine nach der Abströmseite des gasförmigen Mediums offene muldenförmige Vertiefung (13) abschirmt, in der im Bereich der Brennlinie (14) die schallabsorbierende Einlage (15) angeordnet ist

2. Schalldämmende Verkleidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bezogen auf den jeweiligen Kanallängsschnitt die Parabelachse (16—18) des jeweiligen parabelförmigen Wandbogens durch den jeweiligen Kanalinnenraum verläuft.

3. Schalldämmende Verkleidung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bezogen auf den jeweiligen Kanallängsschnitt die Parabelachse (16—18) des jeweiligen parabelförmigen Wandbogens (7—9) schräg zur Einströmrichtung des gasförmigen Mediums auf diesen Kanalabschnitt verläuft.

4. Schalldämmende Verkleidung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für in Schallrichtung aufeinander folgende Kanalabschnitte gegenüberliegender Wandseiten entgegengesetzt gekrümmte parabelförmige Wandbögen vorgesehen sind.

5. Schalldämmende Verkleidung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß, bezogen auf die Schalldurchtrittsrichtung, von den die Kanalwände bildenden Wandbögen die jeweils der Krümmungsaußenseite zugehörigen mit ihren Scheitelbögen (10a— i2a)\n den Kanalinnenraum ragen.

6. Schalldämmende Verkleidung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die den jeweiligen Kanalabschnitten zugeordneten Wandbögen für beide Wände eines Kanales bei gleicher Anordnung und Ausbildung jeweils lediglich um Kanalbreite gegeneinander versetzt angeordnet sind.

7. Schalldämmende Verkleidung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Hinblick auf eine im wesentlichen gleichmäßig gekrümmte Durchströmung zwischen An- und Abströmseite dem bezogen auf die Krümmung äußeren Kanalabschnitt mehrere in Durchströmungsrichtung hintereinander liegende parabelförmige Wa.idbögen (8—9) zugeordnet sind.

8. Schalldämmende Verkleidung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bezogen auf einen Luftkanal (5), dessen Wände über ihre Länge von jeweils drei parabelförmigen Wandbögen (7—9) gebildet sind, für die endseitig vorgesehenen Wandbögen (7, 9) etwa parallele, bevorzugt fluchtende Parabelachsen (16, 19) gegeben sind.

9. Schalldämmende Verkleidung nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet daß für die dem mittigen Kanalabschnitt zugeordneten Wandbögen (8) eine Parabelachslage gegeben ist. die entsprechend dem Krümmungsverlauf in Schallrichtung (Pfeil IV) geneigt ist

10. Schalldämmende Verkleidung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß im Übergangsbereich zwischen dem Scheitelbogen (10,12) eines parabelförmigen Wandbogens und einem daran anschließenden, dem nächstfolgenden Kanalabschnitt zugeordneten Wandteil (Schenkel 19—21) wenigstens eine quer zur Durchströmungsrichtung verlaufende Kühlmittelleitung (22) angeordnet ist

11. Schalldämmende Verkleidung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet daß die Kühlmittelleitung (22) dem jeweiligen Scheitelbogen (10—12) in bezug auf die Durchströmungsrichtung des gasförmigen Mediums vorgelagert ist

12. Schalldämmende Verkleidung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet daß beiderseits des an den Scheitelbogen (10—12) anschließenden, dem nächstfolgenden Kanalabschnitt zugeordneten Wandteiles jeweils wenigstens eine Kühlmittelleitung (22) vorgesehen ist.