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Scllalldffimlzfer fi5r einen Abgasstrom
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Die Erfindung bezieht auf einen Schalldämpfer für einen Abgasstrom,
mit einem Strömungskanal, in welchem längs des Strömungsweges wenigstens eine Resonator-Kulisse
angeordnet ist, enthaltend eine Anzahl von Kammern, deren Kammerwände bevorzugt
mit Absorptionsmaterial ausgekleidet sind.
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In der DE-OS 30 o8 329 ist ein Schalldämpfer mit einer Kulisse beschrieben,
die aus einem Tragrahmen besteht, in welchem eine Schicht von Absorptionsmaterial
mit beidseitig davorliegenden Strömungsblechen angeordnet ist. Die Strömungsbleche
weisen jeweils einen Schenkel auf, der in Richtung auf die genannte Schicht aus
Absorptionsmaterial verläuft, wobei die Schenkel durch das Absorptionsmaterial voneinander
getrennt sind. Die Herstellung der Strömungsbleche und der Schenkel sowie deren
Verbindungen, Zusammenbau erfordert einen nicht unerheblichen Aufwand. Ferner muß
durch geeignete konstruktive Maßnahmen, insbesondere einen Tragrahmen, die Stabilität
der Kulisse sichergestellt werden. Ein nicht unerheblicher Bedarf an Material und
Gewicht ist insoweit erforderlich.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Schalldämpfer der eingangs
genannten Art mit einem geringen konstrucktiven Aufwand dahingehend weiterzubildeii,
daß bei einer vereinfachten Fertigung eine hohe Stabilität der Schalldämpferkulisse
erreicht wird. Der Schalldämpfer solL mit einem geringen Kostenaufwand gebaut werden
können, wobei die jeweils erforderliche Dämpfungscharakteristik zuverlässig erreicht
und eingehalten werden soll. Der Schalldämpfer soll einen funktionsgerechten Aufbau
aufweisen, und die Verschmutzungsgefahr und die dadurch bedingte änderung der Dämpfungscharakteristik
soll gering sein. Die Funktion soll durch Staubablagerungen nicht beeinträchtigt
werden.
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Zur Lösung wird vorgeschlagen, daß die Kulisse aus einzelnen Kammerelementen
zusammengesetzt ist, daß die Kammerelernente tonnenartig gewölbte Kammerwände aufweisen
und/oder selbsttragend ausgebildet sind, wobei zwei gewölbte Wände benachbarter
Kammerelemente die Kammern bilden.
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Der vorgeschlagene Schalldämpfer zeichnet sich dadurch einen einfachen
konstruktlven Aufbau aus und kann mit elnern vergleichsweise geringen Arbeits- und
Kostenaufwand gefertigt werden. Der Schalldämpfer ist aus einzelnen, vorgefertigten
Kammerelementen zusammengebaut, die jeweils tonnenartig gewölbte Kammerwände aufweisen.
Aufgrund dieser Ausgestaltung weist jedes Kammerelement bei einem relativ geringen
Gewichts-und Materialbedarf eine hohe Stabilität auf, sodaR aufwendige Rahmenkonstruktionen
oder dergleichen entfallen können. Diese Kammerelemente können in einen relativ
leichten Rahmen eingebaut werden, wodurch die Kulisse insgesamt ein vergleichsweise
geringes Gewicht aufweist. Aufgrund der gewölbten Ausbildung der Kammerwände ist
die Verschmutzungsgefahr gering, da Verunreinigungen sich kaum auf diesen Kammerwänden
festsetzen können. Die Kammern sind ferner gut zugänglich und können daher gegebenenfalls
leicht gereinigt werden. Der Schalldämpfer ist aus den Kammerelementen im Baukastensystem
kostengünstig zu fertigen. Die Breite und Dicke der Kulisse bzw. der Kammerelemente
wird entsprechend der geforderten Dämpfungscharakteristik vorgegeben; der Krümmungsradius
der Kammerwände muß
entsprechend gewählt werden. Die Kammerelemente
werden zweckmäßig in vertikaler Richtung übereinander angeordnet, und auf die Oberfläche
gelangender Staub oder Schmutz kann über die gewölbten Oberflächen leicht nach unten
herunterrieseln. Die Kammerelemente können vorzugsweise horizontal oder auch vertikal
mit ihren Längsachsen angeordnet werden; auch eine schräge Anordnung liegt im Rahmen
der Erfindung. Der Krümmungsradius der gewölbten Kammerwände ist mit einem geringen
Aufwand entsprechend der gewünschten Dämpfungscharakteristik anzupassen.
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Die Breite und Tiefe der Kammer kann durch geeignete Vorgabe der Krümmungsradien
ohne Schwierigkeiten variiert werden.
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Darüberhinaus sei festgehalten, daß die Kammerwände sowie ein Rahmen
aus Stahlblech, Kunststoff oder einem ähnlichen, leicht verformbaren Material hergestellt
sind.
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Zur Verbindung der Kammerelemente zu einer Kulisse sind die Kammerelemente
jeweils mit ihren Enden in einen Rahmen eingesetzt und mit diesem verbunden. Aufgrund
der hohen Eigenstabilität der Kammerelemente müssen insoweit an die beiden Rahmen
keine allzu hohen Anforderungen gestellt werden. So können die Rahmen bevorzugt
aus U-förmig gebogenen Blechen aufgebaut werden, in welche die Kammerelemente eingesetzt
sind. Erfindungsgemäß kann die Anzahl der Kammerelemente den jeweiligen Erfordernissen
entsprechend vorgegeben werden.
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In einer besonderen Ausgestaltung erstrecken sich die gewölbten Kammerwände
im wesentlichen über einen Winkelbereich von 180 Grad, sofern die Kulisse beidseitig
vom Gasstrom umströmt wird, oder aber über einen Winkelbereich von 90 Grad, sofern
der Gasstrom nur an einer Seite der Kulisse vorbeiströmt. Die symmetrisch zur Mittenebene
der Kulisse angeordneten Kammern sind nach unten offen und auf der äußeren Oberfläche
der Kammerelemente bzw. der Kammerwände sich absetzender Schmutz kann leicht nach
unten herabfallen.
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In einer besonderen Weiterbildung sind die Kammerelemente im Innern
zumindest teilweise mit Absorptionsmaterial ausgefüllt, we1c'.I' mittels akustisch
transparentem Material im Bereich der ijffnut der Walmnerelelllente iri dIesen gehalten
wird. Als
akustisch transparentes Material werden vorzugsweise Lochbleche
oder Drahtgewebe im Bereich der öffnung des jeweiligen Kammerelementes vorgesehen,
wodurch in einfacher und zuverlässiger Weise die Halterung und Befestigung des Absorptionsmaterials
erreicht wird.
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In einer besonderen Ausführungsform sind im Bereich der Kammeröffnungen
die gewölbten Kammerwände rnit einem bevorzugt eben ausgebildeten Verlängerungsteil
versehen. Mit dem Verlängerungsteil kann die Größe der Kammeröffnung in der erforderlichen
Weise vorgegeben werden. Je nachdem wie weit das Verlängerungsteil heruntergezogen
ist, wird ein kleinerer bzw.
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größerer Durchtrittsquerschnitt freigegeben. Die Dämpfungscharakteristik
kann mit einem geringen Aufwand entsprechend beeinflußt werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 schematisch einen Schnitt
durch eine Kulisse mit einer mittleren Trennwand, Fig. 2 einen Schnitt durch eine
Kulisse ohne Trennwand, Fig. 3 einen Schnitt durch eine Kulisse mit Kammerelementen,
die auf einer Zylinderfläche angeordnetes Absorptionsmaterial aufweisen, Fig. 4
eine Kulisse für die Seitenwand eines Schalldämpfern, Fig. 5 schematisch eine perspektivische
Darstellung einer Kulisse.
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Fig. 1 zeigt schematisch einen Schnitt durch eine Kulisse, die aus
sieben identisch ausgebildeten Kammerelementen 2 aufgebaut ist. Die Kulisse kann,
wie in der Zeichnung durch den Pfeil 4 angedeutet, von unten von einem Gas strom
angeströmt sein, wobei das dort befindliche Kammerelement 6 ein dem Gasstrom zugewandtes
Anströmblech 8 aufweist. Falls hingegen die Anströmung von unten nach oben erfolgt,
dient die Kammerwand des obersten Kammerelements als Anströmblech. Die Kammerelemente
2 weisen gewölbte, tonnenartig ausgebildete Kammerwände 10 auf.
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Jeweils zwischen zwei benachbarten, bzw. in vertikaler Richtung erfindungsgemäß
übereinander angeordneten Kammerelementen befindet sich an beiden Seiten der Kulisse
eine Kammer 12, 14, die zumindest teilweise mit Absorptionsmaterial 16 ausgefüllt
sind. Die Kammern 12, 14 sind durch eine vertikale, mittlere Trennwand 18 voneinander
getrennt. Das Absorptionsmaterial wird mittels einer Wand 20 aus einem akustisch
transparenten Material, insbesondere aus einem Lochblech oder einem Drahtgewebe,
im Inneren des jeweiligen Kammerelements 2 festgehalten. Bei dieser Ausführungsform
sind die Wände 20 eben ausgebildet. Die gewölbten Kammerwände 10 erstrecken sich
über einen Winkel be reich von 180 Grad, und zwar symmetrisch zur vertikalen Mittenebene,
und sie sind im Bereich der Öffnungen der Kammern 12, 14 mit Verlängerungsteilen
22 versehen. Verlängerungsteile sowie Kammerwände sind erfindungsgemäß einstückig
ausgebildet. Je nachdem wie weit die Verlängerungsteile 22 heruntergezogen sind,
wird eine kleinere oder größere liainmeroflIlung vorgegeben. Aufgrund der Trennwand
18 weist die Dämpfungscharakteristik eine im Vergleich mit der nachfolgend zu erläuternden
Ausführungsbeispielen geringere Bandbreite bei einer relativ hohen Dämpfungsspitze
auf. Das Absorptionsmaterial 16 bewirkt eine Verbreiterung des Dämpfungsspektrums.
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Erfindungsgemäß kann das Kammervolumen mehr oder weniger mit Absorptionsmaterial
ausgefüllt sein, wozu lediglich die Wände 20 entsprechend mehr oder weniger geneigt
angeordnet werden müssen, wie es durch die strichpunktierte Linie 24 angedeutet
ist.
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Die Fig. 2 und 3 zeigen Ausführungsformen ohne mittlere Trenllwand,
wobei ein relativ breitbandiges Dämpfungsspektrum gegeben ist. Bei der Ausführungsform
gemäß Fig. 3 ist die zur Halterung und Abgrenzung des Absorptionsmaterials 16 vorgesehen
Wand 20 nicht eben, sondern eberifalis gewölbt wie die Kammerwand 10 ausgebildet.
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Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform der Kulisse, die als seitliche Begrenzungswand
des Schalldämpfe is zum Einsatz gelarlgt.
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Diese Kulisse wird nur von der einen Seite, hier in der Zeichnung
links, dem Gasstrom ausgesetzt und die Trennwand 18 kann gleichzeitig die äußere
Begrenzungswand des Schalldämpfers darstellen. Die Kammerwände 10 erstrecken sich
demgemäß nur über einen Winkelbereich von 90 Grad, wobei im übrigen der Aufbau der
Kammerelemente 2 dem der Ausführungsform gemäß Fig.
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1 entspricht.
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Fig. 5 zeigt perspektivisch die Kulisse gemäß Fig. 1, wobei nunmehr
auch die beiden Rahmen 26, in welche die einzelnen Kammerelemente 2 eingesetzt sind,
zu erkennen sind. Die Rahmen 26 bestehen aus etwa U-förmig gebogenen Blechen, die
jeweils an den Enden 28, 30 der einzelnen Kammerelemente angeordnet sind. Die Befestigung
der einzelnen Kammerelemente 2 in dem genannten Rahmen 26 erfolgt zweckmäßigerweise
über die plan aneinanderliegenden Verlängerungsteile 22 sowie die solch in Längsrichtung
der Kammerelemente erstreckenden Schenkel 32 der Rahmen 26. Es ist ersichtlich,
daß die Anzahl der Kamrnerelemente pro Kulisse ohne Schwierigkeiten variiert werden
kann, wozu lediglich die Rahmen 26 eine entsprechende Größe zur Aufnahme der gewünschten
Anzahl von Kammerelementen aufweisen müssen.
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Bezugszeichenliste 2 Kammerelement 4 Pfeil 6 Kammerelement 8 Anströmblech
10 Kammerwand 12, 14 Kammer 16 Absorptionsmaterial 18 Trennwand 20 Wand 22 Verlängerungsteil
24 Linie 26 Rahmen 28, 30 Ende 32 Schenkel