DE3300499A1 - Sound absorber for passages through which liquids flow - Google Patents
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Abstract
Description
Schalldämpfer für von Flüssigkeiten durchströmte WegeSilencer for paths through which liquids flow
Beschreibung Die Erfindung betrifft einen Schalldämpfer für von Flüssigkeiten durchströmte Wege mit einer von der Flüssigkeit zumindest teilweise durch eine Membran abgesperrten, ein unter einem bestimmten Druck stehendes Gasvolumen enthaltenden Kammer. Description The invention relates to a silencer for liquids paths through which the liquid flows at least partially through a membrane shut off, containing a gas volume under a certain pressure Chamber.
Bei bekannten derartigen Schalldämpfern, wie sie z.B. in dem DE-GM 76 09 806 beschrieben sind, beruht die Wirksamkeit im wesentlichen darauf, daß die einerseits an das Gasvolumen und andererseits an die Flüssigkeit angrenzende Membran einen akustisch "weichen" Abschluß des Flüssigkeitsweges bildet. Bei ni##edrigen und mittleren Frequenzen ist dieser geräuschdämpfende Mechanismus nur wenig effektiv.In known such silencers, such as those in DE-GM 76 09 806 are described, the effectiveness is based essentially on the fact that the on the one hand to the gas volume and on the other hand to the membrane adjacent to the liquid forms an acoustically "soft" closure of the fluid path. With ni ## edigen and medium frequencies, this noise-dampening mechanism is not very effective.
Die charakteristische Kurve derartiger Schalldämpfer ist diejenige eines Tiefpaßfilters. Niedrige Frequenzen, wie sie insbesondere auch bei Sanitärarmaturen, die vom Wasser durchströmt werden, entstehen, konnten mit den bekannten Schalldämpfern bisher nicht in ausreichendem Maße und nicht gezielt genug gedämpft werden.The characteristic curve of such mufflers is that a low-pass filter. Low frequencies, especially those found in sanitary fittings, through which the water flows, could be created with the well-known silencers have not yet been dampened to a sufficient degree and in a targeted manner.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Schalldämpfer der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß er auch bei tieferen Frequenzen, anpaßbar an das jeweilige Frequenzspektrum des zu dämpfenden Geräusches, wirksam arbeitet.The object of the present invention is to provide a muffler to be trained at the beginning in such a way that it can also be used at lower frequencies, adaptable to the respective frequency spectrum of the noise to be attenuated, effective is working.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß a) das Gasvolumen und eine mit der Membran mitbewegte zusätzliche Masse ein Feder-Masse-System mit definiertem Schwingungsverhalten bilden; b) die Ankopplung des Feder-Masse-Systems an den von Flüssig- keit durchströmten Weg in dem Sinne schwach ist, daß hierdurch das Schwingungsverhalten des isolierten Feder-Masse-Systems nicht durchgreifend verändert ist.This object is achieved according to the invention in that a) the gas volume and an additional mass that moves along with the membrane has a spring-mass system form defined vibration behavior; b) the coupling of the spring-mass system to the liquid The path flowed through is weak in the sense of being weak is that this does not affect the vibration behavior of the isolated spring-mass system is radically changed.
Erfindungsgemäß wird also bewußt ein schwingungsfähiges System aufgebaut, bei dem das (teilweise) von der Membran eingeschlossene Gasvolumen die Feder darstellt. Die Größe des Gasvolumens und der hier herrschende Druck bestimmen im wesentlichen die "Steifigkeit" der Feder, also die Federkonstante. Auf die Resonanzfrequenz des Feder-Masse-Systems hat in bekannter Weise die mitschwingende Masse Einfluß, die so eingerichtet wird, daß die Resonanzen im gewünschten Frequenzbereich liegen, in dem eine besondere Dämpfung stattfinden soll. Der erfindungsgemäße Schalldämpfer wird an den von der Flüssigkeit durchströmten Weg in einer solchen Weise angekoppelt, daß - verglichen mit dem isolierten Schalldämpfer - die Resonanzcharakteristik nicht grundsätzlich geändert wird oder gar verloren geht. Eine solche Ankopplung wird in der hier verwendeten Terminologie "schwach" genannt.According to the invention, a system that can vibrate is therefore consciously built up, in which the volume of gas enclosed (partially) by the membrane represents the spring. The size of the gas volume and the pressure prevailing here essentially determine the "stiffness" of the spring, i.e. the spring constant. On the resonance frequency of the The spring-mass system has, in a known way, the oscillating mass influence that is set up so that the resonances are in the desired frequency range, in which a special damping should take place. The silencer according to the invention is coupled to the path through which the liquid flows in such a way that that - compared to the isolated silencer - the resonance characteristic is not is fundamentally changed or even lost. Such a coupling will called "weak" in the terminology used here.
Die mitbewegte zusätzliche Masse kann eine an die Membran angrenzende Flüssigkeitssäule sein. Bei dieser Ausgestaltung bestimmt also die Geometrie der Vorrichtung die Größe der zusätzlichen Masse, die von der ohnehin vorhandenen Flüssigkeit bereitgestellt wird. Zweckmäßigerweise ist die Flüssigkeitssäule diejenige Flüssigkeitsmenge, die sich in einer die Ankopplung bewirkenden Verbindungsbohrung zu dem von der Flüssigkeit durchströmten Weg befindet.The additional mass moved along with it can be an adjacent to the membrane Be a column of liquid. In this embodiment, the geometry determines the Device the size of the additional mass created by the liquid that is already present provided. The liquid column is expediently that amount of liquid the connection bore to that of the liquid, which causes the coupling flowed through is located.
Selbstverständlich ist es auch möglich, daß die mitbewegte zusätzliche Masse ein an der Membran befestigter Körper ist.Of course, it is also possible that the additional Mass is a body attached to the membrane.
Der Körper kann in die Membran integriert, insbesondere einvulkanisiert sein. Dieser Weg wird insbesondere dort beschritten werden, wo ausreichend große Massen sich durch Flüssigkeitssäulen nicht oder nicht präzise genug erreichen lassen.The body can be integrated into the membrane, in particular vulcanized into it be. This path will be followed in particular where it is sufficiently large Masses through Columns of liquid not or not precisely enough let reach.
Die Kammer für das Gasvolumen kann von einem geschlossenen, allseits vom statischen Flüssigkeitsdruck umgebenen Sack begrenzt werden. In diesem Falle stimmt der Druck p des Gasvolumens V immer mit dem statischen, an der Außenseite des Sacks anliegenden Flüssigkeitsdruck überein. Die Folge ist, daß die Steifigkeit der von dem Gasvolumen gebildeten Feder eine Funktion des statischen Flüssigkeitsdruckes wird.The chamber for the gas volume can be closed on all sides the bag surrounded by static fluid pressure. In this case the pressure p of the gas volume V always agrees with the static one on the outside the fluid pressure applied to the sack. The consequence is that the rigidity the spring formed by the gas volume is a function of the static liquid pressure will.
Dies kann gezielt dazu ausgenutzt werden, die Resonanzstelle des schwingungsfähigen Feder-Masse-Systems an das Frequenzspektrum des Strömungsgeräusches anzupassen, welches seinerseits eine Funktion des statischen Flüssigkeitsdruckes ist.This can be used specifically to reduce the point of resonance of the vibratory Adapting the spring-mass system to the frequency spectrum of the flow noise, which in turn is a function of static fluid pressure.
Die in der Flüssigkeitssäule befindliche zusätzliche Masse kann dadurch veränderbar sein, daß der Sack durch ein bewegliches, an ihn angrenzendes Teil mehr oder weniger weit in die Verbindungsbohrung eindrückbar ist, welche zu dem von der Flüssigkeit durchströmten Weg führt. Es ist also möglich, die effektive Höhe der Flüssigkeitssäule so abzuwandeln, daß das Resonanzmaximum an eine bestimmte Stelle im Frequenzspektrum gebracht wird.The additional mass located in the liquid column can thereby be changeable that the sack by a movable part adjoining it more or can be pressed less far into the connecting bore, which is to that of the Liquid flows through the path. So it is possible to determine the effective amount of Modify the liquid column so that the resonance maximum at a certain point is brought in the frequency spectrum.
Von Vorteil ist, wenn das an den Sack angrenzende Teil in einen an die Wand des von der Flüssigkeit durchströmten Weges angesetzten Stutzen eingeschraubt ist und im Innenraum des Stutzens der das Gasvolumen enthaltende Sack angeordnet ist.It is advantageous if the part adjoining the sack is in a screwed into the wall of the pipe through which the liquid flows is and arranged in the interior of the neck of the bag containing the gas volume is.
An ein und denselben Sack können Flüssigkeitssäulen unterschiedlicher Massen angrenzen. Diese wirken dann im wesentlichen als getrennte Schalldämpfer mit unterschiedlichen Resonanzlagen, deren Wirkungen sich überlagern. Auf diese Weise lassen sich sehr breitbandig wirkende Schalldämpfer herstellen. Eine konkrete Ausführungsform eines solchen kombinierten Schalldämpfers kann so aussehen, daß mehrere Verbindungsausnehmungen vorgesehen sind, in welche sich der Sack unterschiedlich weit hineinerstreckt. Insbesondere kann sich der Sack in mindestens eine Verbindungsausnehmung so weit hineinerstrecken, daß er in diesem Bereich eine Fortsetzung der Innenwand des von der Flüssigkeit durchströmten Weges bildet. In diesem Bereich stellt der Sack dann einen herkömmlichen Schalldämpfer dar, dessen charakteristische Kurve im wesentlichen, wie oben beschrieben, diejenige eines Tiefpasses ist. Dieser charakteristischen Kurve wird dann eine oder werden mehrere Resonanzkurven überlagert, die von anderen Bereichen des Sackes herrühren, wo eine mit der Schwingung mitbewegte Flüssigkeitssäule anliegt.Columns of liquid of different sizes can be attached to the same sack Adjacent crowds. These then essentially act as separate silencers with different resonance levels, the effects of which are superimposed. To this way very broadband sound absorbers can be produced. A concrete embodiment such a combined silencer can be designed so that several connection recesses are provided into which the sack extends to different extents. In particular the sack can extend so far into at least one connecting recess, that in this area he is a continuation of the inner wall of the liquid flows through the path forms. In this area the sack then represents a conventional one Silencer, the characteristic curve of which is essentially as described above, is that of a low pass. This characteristic curve is then an or several resonance curves are superimposed, which originate from other areas of the bag, where there is a column of liquid that moves along with the oscillation.
Geometrisch besonders günstig ist es, wenn der Schalldämpfer um die Achse einer Verbindungsbohrung rotationssymmetrisch ist, in welche der Sack nicht oder nur wenig hineinragt, und daß eine ringförmige, die Verbindungsbohrung umgebende Verbindungsausnehmung vorgesehen ist, in welche der Sack so weit hineinreicht, daß er in diesem Bereich eine Fortsetzung der Innenwand des von der Flüssigkeit durchströmten Weges darstellt.It is geometrically particularly favorable if the silencer around the Axis of a connecting hole is rotationally symmetrical, in which the bag is not or protrudes only a little, and that an annular, surrounding the connecting bore Connection recess is provided into which the bag extends so far that In this area he is a continuation of the inner wall of the liquid flowing through it Represents the way.
Die das Gasvolumen enthaltende Kammer kann an einer Seite auch durch eine im wesentlichen ebene Membran begrenzt werden. Diese wird zweckmäßigerweise durch ein Schraubteil gegen eine Fläche in der Wand des von der Flüssigkeit durchströmten Weges gedrückt.The chamber containing the gas volume can also pass through on one side a substantially flat membrane can be defined. This is expedient by means of a screw against a surface in the wall of the through which the liquid flows Pressed away.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung bildet das Schraubteil gemeinsam mit der Membran die das Gasvolumen einschlie-Bende Kammer. Verändert sich der statische Flüssigkeitsdruck, der an der freien Fläche der Membran anliegt, so hat dies zur Folge, daß die Membran mehr oder weniger stark ausbaucht. Hierdurch kann zweierlei geschehen: Zum einen kann der Druck, unter dem das eingeschlossene Gasvolumen steht, verändert werden, was die Federkonstante des Feder-Masse-Systems beeinflußt. Zum anderen kann hierdurch die Höhe einer an der Membran anstehenden Flüssigkeitssäule variiert werden, wodurch sich die Masse des Feder-Masse-Systems verändert. Beides kann zu einer Verschiebung des Dämpfungsmaximums führen, was in der oben beschriebenen Weise zu einer automatischen Selbstanpassung des Dämpfungsmaximums an das druckabhängige Geräuschfrequenzspektrum ausgenutzt werden kann.According to a further feature of the invention, the screw part forms together with the membrane the chamber enclosing the gas volume. The static changes Liquid pressure that is applied to the free surface of the membrane, so Has this means that the membrane bulges more or less strongly. This can Two things can happen: On the one hand, the pressure under which the enclosed gas volume is changed, which affects the spring constant of the spring-mass system. On the other hand, this can reduce the height of a column of liquid on the membrane can be varied, whereby the mass of the spring-mass system changes. Both can lead to a shift in the attenuation maximum, which is described in the above Way to an automatic self-adjustment of the damping maximum to the pressure-dependent one Noise frequency spectrum can be exploited.
Zusätzlich kann das Volumen der Kammer veränderbar und hierdurch der Druck des Gasvolumens einstellbar sein. Hierzu kann ein Verdrängungskörper vorgesehen werden, der mehr oder weniger weit in die Kammer hineinbewegbar ist.In addition, the volume of the chamber can be changed and thereby the Pressure of the gas volume be adjustable. A displacement body can be provided for this purpose that can be moved more or less far into the chamber.
Bei einer anderen Ausgestaltung der Erfindung liegt ein glockenförmiger Sack dicht an der Membran an und begrenzt mit dieser die das Gasvolumen enthaltende Kammer, wobei eine Ausgleichsbohrung vorgesehen ist, welche den an der freien Seite der Membran anstehenden statischen Flüssigkeitsdruck zur freien Oberfläche des glockenförmigen Sacks übermittelt. In einem solchen Falle ist die Membran druckausgeglichen, so daß sie auf unterschiedliche statische Drucke nicht mehr mit einem entsprechenden Ausbauchen reagiert. Diese Form des Schalldämpfers wird insbesondere dann gewählt, wenn keine Verschiebung des Dämpfungsmaximums mit Veränderungen des statischen Druckes gewünscht wird.In another embodiment of the invention, there is a bell-shaped one Sack close to the membrane and limits the volume containing the gas with this Chamber, with a compensation hole being provided, which is on the free side the static liquid pressure applied to the membrane to the free surface of the bell-shaped Sacks transmitted. In such a case the membrane is pressure balanced, see above that they are no longer corresponding to different static pressures Bulging responds. This form of the silencer is chosen in particular, if there is no shift in the damping maximum with changes in the static pressure it is asked for.
Der glockenförmige Sack kann dabei einen radialen Flansch besitzen und zwischen der Membran und einem Schraubteil verklemmt sein, mit dem die Membran gegen eine Fläche in der Wand des von der Flüssigkeit durchströmten Weges gedrückt wird.The bell-shaped sack can have a radial flange and be clamped between the membrane and a screw with which the membrane against a face in the wall of the flowed through by the liquid Way is pressed.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen Figur 1: einen Schalldämpfer mit einem in einem geschlossenen Sack befindlichen Gasvolumen; Figur 2: einen Schalldämpfer mit einer Membran, in welche ein mitschwingender Körper einvulkanisiert ist; Figur 3: einen Schalldämpfer, bei dem das in Figur 1 gezeigte Prinzip mit der herkömmlichen Bauweise zur Erzielung einer breitbandigen Dämpfung kombiniert ist; Figur 4: einen Schalldämpfer mit Druckausgleich für die schwingende Membran.Embodiments of the invention are described below with reference to the drawing explained in more detail; FIG. 1 shows a silencer with a closed one in one Sack gas volume; Figure 2: a muffler with a membrane, in which a resonating body is vulcanized into; Figure 3: a silencer, in which the principle shown in Figure 1 with the conventional design to achieve a broadband attenuation is combined; Figure 4: a silencer with pressure compensation for the vibrating membrane.
In Figur 1 ist mit 1 ein Flüssigkeitsweg, beispielsweise eine Leitung des Querschnittes Slr bezeichnet, der von einer Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, durchströmt wird. Die Strömungsgeräusche werden von einem Schalldämpfer gedämpft, der insgesamt das Bezugszeichen 2 trägt.In FIG. 1, 1 is a fluid path, for example a line of the cross-section Slr, which is formed by a liquid, for example water, is flowed through. The flow noises are muffled by a silencer, which bears the reference numeral 2 as a whole.
Der Schalldämpfer 2 ist als schwingungsfähiges Feder-Masse-System ausgelegt und in noch zu beschreibender Weise an das Frequenzspektrum der zu dämpfenden Strömungsgeräusche angepaßt. Er umfaßt eine Ausnehmung 3, die über eine Verbindungsbohrung 4 mit der Leitung 1 kommuniziert. Der Querschnitt S2 der Verbindungsbohrung 4 ist kleiner als derjenige (S1) der Leitung 1; die Länge der Verbindungsbohrung 4 ist l. Innerhalb der Ausnehmung 3 befindet sich ein geschlossener Sack 5, in dem ein bestimmtes Volumen V eines Gases, z.B. Luft, eingeschlossen ist. Der Sack 5 besteht aus flexiblem, nicht notwendigerweise eine Eigenelastizität aufweisenden Material, beispielsweise Gummi oder Kunststoff.The silencer 2 is an oscillating spring-mass system designed and to be described in a manner to the frequency spectrum of the to be attenuated Adjusted flow noise. It comprises a recess 3, which has a connecting bore 4 communicates with line 1. The cross section S2 of the connecting hole 4 is smaller than that (S1) of the line 1; the length of the connecting hole 4 is l. Inside the recess 3 is a closed bag 5, in which a certain volume V of a Gas, e.g. air, is included. The sack 5 is made of flexible material that does not necessarily have inherent elasticity Material, for example rubber or plastic.
Wie erwähnt, stellt der beschriebene Schalldämpfer 2 ein schwingungsfähiges Feder-Masse-System dar. Die Feder wird dabei von dem innerhalb des Sackes 5 eingeschlossenen, komprimierbaren Gasvolumen gebildet, wobei die Federkonstante durch die Größe des Gasvolumens und den darin herrschenden Druck bestimmt wird. Die schwingende Masse besteht im wesentlichen aus der Flüssigkeitssäule, welche innerhalb der Verbindungsbohrung 4 steht.As mentioned, the silencer 2 described represents a vibratory one Spring-mass system represents. The spring is enclosed within the bag 5, compressible gas volume formed, the spring constant by the size of the Gas volume and the pressure prevailing therein is determined. The vibrating mass consists essentially of the liquid column, which is inside the connecting bore 4 stands.
Durch Wahl der Parameter V, p, S2 und 1 kann die Resonanzfrequenz des Schalldämpfers 2 in weiten Grenzen variiert und dem jeweiligen Frequenzspektrum des Strömungsgeräusches angepaßt werden.By choosing the parameters V, p, S2 and 1, the resonance frequency of the muffler 2 varies within wide limits and the respective frequency spectrum the flow noise can be adjusted.
Der Schalldämpfer 2 ist an die Leitung 1 in folgendem Sinne "schwach" angekoppelt: Sein Schwingungsverhalten in von der Leitung 1 "abgekoppeltem" Zustandr das durch bestimmte Schwingungsmoden und Resonanzfrequenzen gekennzeichnet ist, soll durch die Ankopplung an die Leitung 1 nicht grundsätzlich verändert werden. Insbesondere soll also die Ausprägung definierter Resonanzen durch die Ankopplung des Schalldämpfers 2 an die Leitung 1 nicht verlorengehen, wobei eine gewisse Verschiebung der Resonanzmaxima hingenommen werden kann. Die Bedingung der "schwachen" Ankopplung setzt im allgemeinen dem Wert S2 eine Obergrenze, die für jeden konkreten Einzelfall experimentell leicht zu ermitteln ist.The silencer 2 is "weak" on the line 1 in the following sense coupled: Its vibration behavior in the "uncoupled" state from line 1 which is characterized by certain vibration modes and resonance frequencies, should not be fundamentally changed by coupling to line 1. In particular, the expression of defined resonances should therefore be achieved through the coupling of the muffler 2 to the line 1 are not lost, with a certain displacement the resonance maxima can be accepted. The condition of the "weak" coupling generally sets an upper limit for the value S2 for each specific individual case is easy to determine experimentally.
In Figur 2 ist ein Schalldämpfer 102 wiederum über eine Verbindungsbohrung 104 mit einer durchströmten Leitung 101 verbunden. Der Querschnitt der Verbindungsbohrung 104 ist wieder ihre Länge 1; der Querschnitt der Leitung 101 ist S1.In Figure 2, a muffler 102 is again via a connecting bore 104 is connected to a line 101 through which there is a flow. The cross section of the connecting hole 104 is again their length 1; is the cross section of the line 101 S1.
Das Gasvolumen V, welches unter dem Druck p steht, ist beim Schalldämpfer 102 an der Seite, die der Verbindungsbohrung 104 benachbart ist, durch eine flexible, schwingungsfähige, im wesentlichen ebene Membran 106 begrenzt. Die Membran 106 wird von einem Schraubteil 107 gegen eine Fläche (Stufe) 108 in der Wand der Leitung 101 gedrückt. Das Schraubteil 107 ist in einen an die Wand der Leitung 101 angesetzten Stutzen 109 eingedreht und bildet gemeinsam mit der Membran 106 die Aufnahmekammer für das Gasvolumen V.The gas volume V, which is under pressure p, is at the silencer 102 on the side that is adjacent to the connecting hole 104, through a flexible, oscillatable, essentially flat membrane 106 is limited. The membrane 106 is by a screw part 107 against a surface (step) 108 in the wall of the conduit 101 pressed. The screw part 107 is attached to a wall of the line 101 The connector 109 is screwed in and, together with the membrane 106, forms the receiving chamber for the gas volume V.
Verglichen mit dem Ausführungsbeispiel von Figur 1 ist die Länge 1 der Verbindungsbohrung 104 klein; entsprechend kleiner ist die Masse der in der Verbindungsbohrung 104 stehenden, die Membranschwingungen mit vollziehenden Wassersäule. Stattdessen ist in die Membran 106 ein Körper 110 als Zusatzmasse, beispielsweise ein Stück Metall, einvulkanisiert, die so zur effektiven schwingenden Masse des Feder-Masse-Systems beiträgt.Compared to the exemplary embodiment in FIG. 1, the length is 1 the connecting hole 104 small; correspondingly smaller is the mass of the Connecting bore 104 standing, the membrane vibrations with executing water column. Instead, a body 110 is in the membrane 106 as additional mass, for example a piece of metal, vulcanized in, resulting in the effective vibrating mass of the The spring-mass system contributes.
Das in Figur 2 dargestellte Ausführungsbeispiel läßt sich dadurch abstimmbar machen, daß das Volumen der vom Schraubteil 107 und der Membran 106 gebildeten Kammer veränderbar gemacht wird. Dies kann beispielsweise durch ein weiteres Schraubteil geschehen, welches als Verdrängungsteil durch das Schraubteil 107 hindurch mehr oder weniger weit in die Kammer eingedreht wird. Alternativ hierzu kann der "Deckel~' des Schraubteils 107 selbst als gesondertes Teil ausgebildet sein, welches mehr oder weniger weit in den Mantel des Schraubteiles 107 eingeschraubt wird, so daß also die Höhe der das Gas enthaltenden Kammer veränderlich ist.The embodiment shown in Figure 2 can thereby Make tunable that the volume formed by the screw 107 and the membrane 106 Chamber is made changeable. This can be done, for example, by a further screw part happen, which as a displacement part through the screw part 107 through more or is screwed less far into the chamber. Alternatively, the "lid ~ ' of the screw part 107 itself be designed as a separate part, which more or is screwed less far into the jacket of the screw part 107, so that so the height of the chamber containing the gas is variable.
Durch die Veränderung des Volumens der das Gas enthalten- den Kammer läßt sich der Druck des hier befindlichen Gases und damit die Federkonstante des Feder-Masse-Systems so variieren, daß das Maximum der die Dämpfung bewirkenden Resonanz bei einer gewünschten Frequenz liegt.By changing the volume of the gas contained- the Chamber can be the pressure of the gas located here and thus the spring constant of the spring-mass system vary so that the maximum effect of the damping Resonance is at a desired frequency.
Das Ausführungsbeispiel von Figur 3 stellt einen Schalldämpfer 202 dar, der an eine Leitung 201 angekoppelt ist und wirkungsmäßig eine Kombination eines herkömmlichen Schalldämpfers mit dem hier beschriebenen, neuartigen Schalldämpfer darstellt. Das Gasvolumen V ist wieder in einem an die Wand der Leitung 201 angesetzten Stutzen 209 untergebracht und befindet sich in einem allseits geschlossenen Sack 205. Der Sack 205 ist im Innenraum des Stutzens 209 angeordnet, der über eine mittlere Verbindungsbohrung 204 der Länge 1 und des Querschnittes S2 sowie einen äußeren Ring 211 mit der Leitung 201 des Querschnittes S1 in Verbindung steht. Das dargestellte Ausführungsbeispiel ist also rotationssymmetrisch zur Achse der Verbindungsbohrung 204 gedacht. Es wäre jedoch auch ein linearer Aufbau denkbar, bei dem zwischen dem Innenraum des Stutzens 209 und der Leitung 201 mehrere Verbindungsbohrungen derart verlaufen, daß sie im Längsschnitt ein ähnliches Bild wie in Figur 3 ergeben.The exemplary embodiment from FIG. 3 represents a silencer 202 which is coupled to a line 201 and is operatively a combination of a conventional silencer with the new type of silencer described here represents. The gas volume V is again attached to the wall of the line 201 Nozzle 209 housed and is in a bag that is closed on all sides 205. The bag 205 is arranged in the interior of the connecting piece 209, which has a central Connecting bore 204 of length 1 and cross section S2 and an outer one Ring 211 is connected to the line 201 of the cross section S1. The depicted The embodiment is therefore rotationally symmetrical to the axis of the connecting hole 204 thought. However, a linear structure would also be conceivable in which between the Interior of the connecting piece 209 and the line 201 several connecting bores in this way run so that, in longitudinal section, they give a similar picture to that in FIG.
Der Sack 205 ist so geformt, daß er aus dem Innenraum des Stutzens 209 praktisch nicht in die Verbindungsbohrung 204 hineinreicht, dagegen den Ring 211 durchsetzt und dort praktisch eine Fortsetzung der Innenfläche der Leitung 201 darstellt. In diesem Ringbereich wirkt der Schalldämpfer 202 in bekannter Weise als akustisch weicher Abschluß; die charakteristische Kurve dieses Schalldämpferbereiches ist diejenige eines Tiefpasses. Im Bereich der Verbindungsbohrung 204 dagegen wirkt der Schalldämpfer 202 als Feder-Masse-System mit ausgeprägter Resonanzfrequenz, die durch das Volumen V und den Druck p des Gases sowie durch die Masse der Flüssigkeitssäule in der Verbindungsbohrung 204 bestimmt ist. Die charakteristische Kurve dieses Schalldämpferanteils ist diejenige eines bandreject-Filters. Das Dämpfungsmaximum wird in einen niederfrequenten Bereich gelegt, so daß der gesamte Schalldämpfer über einen weiten Frequenzbereich hinweg gute Ergebnisse erzielt.The bag 205 is shaped so that it emerges from the interior of the nozzle 209 practically does not extend into the connecting bore 204, but the ring 211 and there practically a continuation of the inner surface of the line 201 represents. In this ring area, the muffler 202 acts in a known manner as an acoustically soft finish; the characteristic curve of this silencer area is that of a low pass. In contrast, acts in the area of the connecting bore 204 the silencer 202 as a spring-mass system with a pronounced resonance frequency, by the volume V and the pressure p of the gas as well through the Mass of the liquid column in the connecting bore 204 is determined. The characteristic The curve of this muffler component is that of a bandreject filter. The attenuation maximum is placed in a low frequency range, so that the entire muffler achieved good results over a wide frequency range.
Beim Ausführungsbeispiel von Figur 3 ist in den Stutzen 209 ein Schraubdeckel 212 eingedreht, der an dem Sack 205 anliegt. Durch die Relativposition des Schraubdeckels 212 innerhalb des Stutzens 209 kann das Ausmaß bestimmt werden, in welchem der Sack 205 in die Ausnehmungen 204 und 211 der Leitungswand eingedrückt wird. Hierdurch läßt sich die Lage des Resonanzmaximums verändern.In the embodiment of Figure 3, a screw cap is in the connector 209 212 screwed in, which rests against the sack 205. Due to the relative position of the screw cap 212 within the nozzle 209, the extent to which the sack 205 is pressed into the recesses 204 and 211 of the line wall. Through this the position of the resonance maximum can be changed.
Das in Figur 3 gezeigte Kombinationsprinzip läßt sich selbstverständlich weiter ausbauen: So könnte etwa eine weitere Verbindungsbohrung zwischen der Leitung 201 und dem Innenraum des Stutzens 209 vorgesehen werden, deren Abmessungen sich von den Abmessungen der Verbindungsbohrung 204 unterscheiden. Die Masse der in dieser weiteren Verbindungsbohrung stehenden Flüssigkeitssäule würde dann mit dem das Gasvolumen V einschließenden Sack 205 ein Feder-Masse-System mit einer eigenen, weiteren Eigenfrequenz bilden.The combination principle shown in Figure 3 can of course expand further: For example, another connecting hole could be added between the line 201 and the interior of the nozzle 209 are provided, the dimensions of which differ from the dimensions of the connecting bore 204. The bulk of this further connecting hole standing liquid column would then with the the gas volume V enclosing bag 205 a spring-mass system with its own, further natural frequency form.
Beim Ausführungsbeispiel von Figur 4 steht der Schalldämpfer 302 wieder über eine Verbindungsbohrung 304 des Querschnitts S2 und der Länge 1 mit der Leitung 301 in Verbindung, die von der Flüssigkeit durchströmt wird.In the embodiment of Figure 4, the silencer 302 is again Via a connecting bore 304 of cross section S2 and length 1 with the line 301 in connection through which the liquid flows.
Er ist wieder in einem an die Wand der Leitung 301 angesetzten Stutzen 309 untergebracht.It is again in a socket attached to the wall of the line 301 309 housed.
Ähnlich wie in Figur 2 ist eine flexible Membran 306 (diesmal ohne einvulkanisierte Zusatzmasse) vorgesehen, die von einem Schraubteil 307 gegen eine Fläche (Stufe) 308 in der Wand der Leitung 301 gedrückt wird. Zwischen der Membran 306 und dem Schraubteil 307 ist ein Radialflansch 313 eines glockenförmigen Sacks 305 verklemmt, der gemeinsam mit der Membran 306 die Aufnahmekammer für das Gasvolumen V bildet. Membran 306 und Sack 305 könnten selbstverständlich auch dauerhaft miteinander verbunden, z.B. aneinander vulkanisiert oder einstückig sein.Similar to FIG. 2 is a flexible membrane 306 (this time without vulcanized additional mass) provided, which by a screw part 307 against a surface (step) 308 in the wall of the conduit 301 is pressed. Between the Diaphragm 306 and the screw part 307 is a radial flange 313 of a bell-shaped Sacks 305 jammed, which together with the membrane 306 form the receiving chamber for the Gas volume V forms. The membrane 306 and the bag 305 could of course also be permanent connected to one another, e.g. vulcanized to one another or in one piece.
Der Raum zwischen dem Schraubteil 307 und dem Sack 305 kommuniziert über eine schmale Ausgleichsbohrung 314, welche den Radialflansch 313 des Sacks 305 und die Membran 306 durchstößt, mit der Verbindungsbohrung 304. Auf diese Weise wird die Membran 306 beidseits vom gleichen statischen Druck beaufschlagt. Hierdurch wird verhindert, daß die Membran 306 bei unterschiedlichen statischen Drucken in der Leitung 301 unterschiedlich weit ausbaucht.The space between the screw part 307 and the bag 305 communicates via a narrow compensating bore 314, which the radial flange 313 of the sack 305 and pierces the membrane 306, with the connecting hole 304. In this way the membrane 306 is acted upon by the same static pressure on both sides. Through this the membrane 306 is prevented from being exposed to different static pressures in the line 301 bulges to different extents.
Mit dem hier verwendeten Begriff der ~Geräuschdämpfung" werden vereinfachen sowohl Absorptions- als auch Reflexionsphänomene, die zu einem Abbau von Druck-Pulsationen führen, zusammengefaßt.With the term "noise damping" used here, we simplify both absorption and reflection phenomena leading to a reduction in pressure pulsations lead, summarized.
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