DE3932243C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine aktive Schalldämpferanordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zum Dämpfen des von einer Geräuschquelle stammenden Ge­ räusches durch Schallwelleninterferenzeffekt. Insbe­ sondere betrifft die Erfindung eine Schalldämpferan­ ordnung, die speziell für den Fall geeignet ist, daß die Geräuschquelle in einer Kammer eingeschlossen ist, sowie einen mit einer solchen Schalldämpferanordnung ausgestatteten Kühlschrank.

In nahezu jedem Haushalt befindet sich ein Kühlgerät, z.B. ein Kühlschrank, der sich während aller Jahres­ zeiten ständig im Betrieb befindet. Bei einem solchen Haushaltskühlschrank bleibt das Problem der Geräusch­ entwicklung noch zu lösen. Eine kritische Schall- oder Geräuschquelle ist dabei eine Maschinenkammer, die einen Verdichter und das mit diesem verbundene Rohr­ leitungssystem enthält. Aus der Maschinenkammer dringen dabei ziemlich starke Geräusche heraus, z.B. vom An­ trieb durch einen Verdichtermotor und von der Strömung des verdichteten Gases herrührende Geräusche sowie mechanisches Geräusch, das durch bewegliche Bauteile eines Verdichtungsmechanismus erzeugt wird. Außerdem erzeugt das an den Verdichter angeschlossene Rohrlei­ tungssystem Geräusche aufgrund seiner Schwingung. Die von der Maschinenkammer herrührenden Geräusche bilden somit einen großen Teil des gesamten Betriebsgeräusches des Kühlschranks. Eine Verminderung der Geräuschent­ wicklung in der Maschinenkammer trägt somit zu einer Minderung des Betriebsgeräusches des Kühlschranks bei.

Für die Minderung der Geräuschentwicklung in der Ma­ schinenkammer wurden bereits geräuscharme Verdichter, wie Kreiselverdichter eingesetzt. Außerdem wurden auch bereits die Schwingungsdämpfungsanordnung des Ver­ dichters und die Auslegung der Rohrleitungen verbessert, um damit eine Schwingungsdämpfung auf einer Schwin­ gungsübertragungsstrecke zu erzielen. Weiterhin wer­ den üblicherweise schallabsorbierende und isolierende Elemente um den Verdichter und das Leitungssystem herum angeordnet, wodurch der in der Maschinenkammer absorbierte Schallanteil und die Geräuschübertragungs­ dämpfung verbessert werden.

In einer oder mehreren der die Maschinenkammer begren­ zenden Wänden sind jedoch mehrere Belüftungsöffnungen ausgebildet, über welche Geräusch aus der Maschinen­ kammer nach außen herausdringen kann. Aufgrund der An­ ordnung der Belüftungsöffnungen ist für die beschrie­ benen bisherigen Geräuschminderungs- oder Schall­ dämpfungsmaßnahmen eine eindeutige Grenze gegeben; sie vermögen somit eine Geräuschdämpfung von höchstens 2 dB(A) zu gewährleisten.

Mit der Einführung angewandter elektronischer Techniken, einschließlich Schalldatenverarbeitungsschaltungen und akustischer Steuer- oder Regeltechnik, ist in neuerer Zeit die Anwendung einer Schallunterdrückungstechnik, nach welcher Schall durch Schall­ welleninterferenzeffekt gedämpft wird, in Erwägung ge­ zogen worden. Nach dieser Technik wird der durch eine Geräuschquelle erzeugte Schall, genauer gesagt, von einem Schallempfänger, wie einem in einer bestimmten Stellung angeordneten Mikrophon, empfangen, wobei dieser Schallempfänger ein elektrisches Signal entspre­ chend dem empfangenen Schall erzeugt. Das elektrische Signal wird dann durch eine Signalwandlereinheit in ein Regelsignal umgewandelt, welches an einen Laut­ sprecher angelegt wird, der ein künstliches Schallsignal entgegengesetzter Phase oder mit einem Phasenversatz von 180° gegenüber dem vom Mikrophon empfangenen Schall sowie mit gleicher Frequenz und gleicher Amplitude wie denen des empfangenen Schalls erzeugt, so daß das künstliche Schallsignal mit dem empfangenen Schall interferiert und letzteren damit dämpft oder auslöscht. Wenn eine solche Geräuschbeeinflussung jedoch für die Geräuschminderung in der Maschinenkammer eines Kühlschranks eingesetzt wird, ergibt sich das Problem, daß die Geräuschbeeinflussung erheblich komplizierter wird, weil die Maschinenkammer nicht vollständig abgedichtet bzw. abgeschlossen ist und sich der in dieser erzeugte Schall dreidimensional ausbreitet. Als Folge dieser Gegebenheiten ist die beschriebene Geräuschbeeinflussung bisher in der Praxis noch nicht auf Kühlschränke angewandt worden.

Aus der DE 38 16 921 A1 ist eine Anordnung zur Verminderung des Geräuschpegels im Innenraum eines Kraftfahrzeugs bekannt, bei der das Prinzip der aktiven Geräuschdämpfung angewandt wird. Bei diesem bekannten Anwendungsfall handelt es sich jedoch nicht um eine Geräuschquelle, die zusammen mit ihrer Geräuschentwicklung gleichzeitig eine nennenswerte Wärmeentwicklung verursacht. Wenn derartige Geräuschquellen in einem geschlossenen Gehäuse angeordnet sind, so muß ein solches Gehäuse über eine ausreichende Belüftungsöffnung verfügen, damit die von der Geräuschquelle entwickelte Wärme abgeleitet werden kann und ein Überhitzen der Geräuschquelle vermieden wird. Eine derartige Belüftungsöffnung stellt jedoch gleichzeitig eine Austragsöffnung für den Schall bzw. das Geräusch der Geräuschquelle dar. Hierdurch wird eine wirksame Geräuschdämpfung verhindert.

Ein weiteres Problem bei der aktiven Geräuschunterdrückung besteht darin, daß sich die Schallwellen einer punktförmigen Geräuschquelle im allgemeinen als dreidimensionale Welle ausbreiten. Zur Geräuschunterdrückung wird von einer Schallerzeugungseinheit ein Gegenschall gleicher Amplitude so ausgesandt, daß er an einem bestimmten Ort auf den Schall der Schallwelle mit einer Phasendifferenz von 180° auftrifft. Aufgrund des Interferenzeffektes kann der Schall an diesem Ort vollständig aufgehoben werden. Die Phasendifferenz von 180° läßt sich jedoch nur für bestimmte Orte einhalten. Für andere Orte, die in einem bestimmten räumlichen Abstand von den erstgenannten Orten liegen, liegt aufgrund der unterschiedlichen Weglängen der beiden aufeinandertreffenden Schallwellen eine andere Phasendifferenz vor. Aus diesem Grund wird bei der bekannten aktiven Geräuschunterdrückung im Innenraum von Kraftfahrzeugen versucht, eine Geräuschunterdrückung insbesondere im Bereich der Köpfe der Insassen zu erzielen. Ein derart komplizierter Aufbau einer aktiven Geräuschunterdrückung ist jedoch für eine Reihe von Anwendungsfällen zu kostspielig.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine aktive Schalldämpferanordnung so auszuführen, daß mit einfachen Mitteln der Schall einer wärmeerzeugenden Schallquelle gedämpft oder ausgelöscht werden kann.

Diese Aufgabe wird durch eine aktive Schalldämpferanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.

Der Grundgedanke der durch die erfindungsgemäße Schalldämpferanordnung bewirkten Geräuschbeeinflussung oder -dämpfung ist nachstehend in An­ wendung der Erfindung auf einen Kühlschrank zum Dämpfen des Geräusches von einem Motor-Verdichter, der eine Kühlstufe des Kühlschranks darstellt, beschrieben. Es wurden die Geräuschpegel gemessen, die ein den üb­ lichen Aufbau aufweisender Motor-Verdichter eines Kühlschranks erzeugt. Dabei zeigte es sich, daß der bei angetriebenem Verdichter auftretende Geräusch­ pegel eine solche Charakteristik aufweist, daß er in Frequenzbändern oder -bereichen unter 700 Hz und zwi­ schen 1,5 und 5 kHz ansteigt. Die Dämpfungswirkung herkömmlicher Schallabsorbierelemente ist für hoch­ frequentes Geräusch hoch, für Geräusch im unteren Fre­ quenzbereich unterhalb 700 Hz aber gering. Dementspre­ chend wird vom niederfrequenten Geräusch als der Ziel­ frequenz der erfindungsgemäßen Schalldämpferanordnung ausgegangen. Wenn im Fall der Zielfrequenz von unter 700 Hz zwei Dimensionen von Höhe, Tiefe und Breite einer den Motor-Verdichter einschließenden Maschinen­ kammer so gewählt werden, daß sie kürzer sind als die Geräusch- oder Schallwellenlänge (50 cm bei der Schall­ geschwindigkeit von 340 m/s), während die andere Dimension größer als die genannte Wellenlänge ge­ wählt wird, tritt eine stehende Welle des in der Maschinenkammer erzeugten Geräusches nur in der Richtung der längeren Dimension oder Abmessung, nicht aber in dreidimensionaler Richtung auf. Wenn nämlich eine der Längen (Abmessungen) der Maschinenkammer in dreidimensionaler Richtung, d.h. Höhe, Tiefe und Breite, so gewählt wird, daß sie größer ist als die anderen, kann sich die in der Maschinenkammer erzeugte stehende Schallwelle im Frequenzbereich unter 700 Hz in der einen Richtung ausbreiten. Wenn die Maschinenkammer auf die oben genannte Weise ausgebildet ist oder wird, kann der darin erzeugte Schall als Wanderwelle in einer eindimensionalen Ebene angesehen werden, so daß sich eine Kontrolle oder Beeinflussung durch Erzeugung von mit dem Schall interferierendem künstlichen Schall durch die Schallerzeugungseinheit einfach und genau erreichen läßt. Da die ggf. in der Kammerwand vorge­ sehene Belüftungsöffnung mit einer schlanken bzw. schmalen Rechteckform ausgebildet ist, die sich in der die Entstehungsrichtung der stehenden Welle senkrecht schneidenden Richtung erstreckt, können Harmonische (harmonische Anteile) der in der eindimensionalen Ebene liegenden Wanderwelle kaum aus der Maschinenkammer austreten. Da letztere selbstverständlich mit der Belüftungsöff­ nung versehen ist, steigt ihre Innentemperatur auf­ grund der bei laufendem Verdichter erzeugten Wärme nicht übermäßig an, weil die Verdichtermotor-Wicklungs­ temperatur ausreichend abgeführt werden kann.

Falls an der Oberseite des Kühlschrank-Gehäuses ein Außengehäuse angeformt und die Maschinenkammer durch eine oder mehrere Trennplatten unterteilt ist, können die Abmessungen der Maschinenkammer ohne weiteres so bestimmt werden, daß sie für die Geräuschunter­ drückungszwecke geeignet sind; hierdurch wird der Konstruktionsfreiheitsgrad erweitert.

Wenn die Belüftungsöffnung in der Oberseite der auf der Oberseite des Kühlschrank-Gehäuses angeordneten Maschinenkammer vorgesehen ist, wird die Belüftungs­ leistung verbessert, so daß ein Anstieg der Innen­ temperatur der Maschinenkammer wirksam unterdrückt wird.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Er­ findung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zei­ gen:

Fig. 1 einen lotrechten Schnitt durch einen Kühl­ schrank, auf den eine aktive Schalldämpferanordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung angewandt ist,

Fig. 2 eine auseinandergezogene perspektivische Dar­ stellung des für die Erfindung relevanten Teils des Kühlschranks nach Fig. 1,

Fig. 3 eine schematische perspektivische Darstellung des Teils von Fig. 2 zur Verdeutlichung der Dimensionsverhältnisse,

Fig. 4 und 5 perspektivische Darstellungen von Deckeln der Maschinenkammer zur Veranschaulichung von Abwandlungen der ersten Ausführungsform,

Fig. 6 einen lotrechten Schnitt durch einen Kühl­ schrank mit einer aktiven Schalldämpferanordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 7 eine perspektivische Darstellung des erfindungs­ relevanten Teils des Kühlschranks nach Fig. 6,

Fig. 8 und 9 der Fig. 7 ähnelnde Darstellungen zur Veranschaulichung von Abwandlungen der zweiten Ausführungsform,

Fig. 10 einen lotrechten Schnitt durch einen Kühl­ schrank mit einer aktiven Schalldämpferanordnung ge­ mäß einer dritten Ausführungsform,

Fig. 11 eine perspektivische Darstellung des erfin­ dungsrelevanten Teils beim Kühlschrank nach Fig. 10,

Fig. 12 eine Aufsicht auf den Kühlschrank nach Fig. 10,

Fig. 13 und 14 der Fig. 11 ähnelnde Darstellungen zur Veranschaulichung von Abwandlungen der aktiven Schalldämpferanordnung gemäß der dritten Aus­ führungsform und

Fig. 15 eine schematische Darstellung zur Verdeutlichung des Prinzips der Schalldämpfung durch den Einfluß oder Effekt von Schallwelleninterferenz.

Im folgenden ist zunächst das bei jeder Ausführungsform der Erfindung angewandte Prinzip der Schalldämpfung durch Schallwelleninterferenzeffekt erläutert.

In Fig. 15 sind mit 1 eine Geräusch- oder Schallquelle, z.B. ein Motor-Verdichter (motorgetriebener Verdichter), und mit 2 ein Kontroll- oder Steuerpunkt, an dem künstlich erzeugter Schall mit dem Ge­ räusch oder erzeugten Schall zur Interferenz gebracht wird, bezeichnet. Der Schall von der Schallquelle 1 wird von einem Schallempfänger 3, z.B. einem Mikrophon, empfangen, der ein elektrisches Signal nach Maßgabe des empfangenen Schalls erzeugt. Das elektrische Signal wird durch eine ein Filter oder einen Mikrorechner aufweisende Signalwandlereinheit 4 in ein Kontroll- oder Steuersignal umgewandelt, das einer Schallerzeu­ gungseinheit 5, z.B. einem Lautsprecher, zugespeist wird und dabei die Schallerzeugungseinheit 5 ansteuert. Die Signalwandlereinheit 4 übernimmt die auf dem Ge­ biet der Schalldämpfung durch Schallwelleninterferenz­ effekt an sich bekannte Funktion der Umwandlung der Phase eines Schalleingangssignals, wie dies in US-PS 20 43 416 und JP-OS 63-3 11 396 beschrieben ist.

Für ein Zweieingang- und Zweiausgangsystem gilt insbesondere die folgende Gleichung:

Darin bedeuten:
S1 = von der Schall- oder Geräuschquelle 1 erzeugter Schall
S2 = vom Lautsprecher 5 erzeugter Schall
R1 = vom Schallempfänger 3 empfangener Schall
R2 = Schall am Kontroll- oder Steuerpunkt 2
T11, T21, T12, T22 = akustische Übertragungsfunktion zwischen Eingangs- bzw. Ausgangspunkten der obigen Schallsignale.

Der durch den Lautsprecher 5 zu erzeugende Schall S2 läßt sich somit nach folgender Gleichung ermitteln:

S2 = (-T12 · R1 + T11 · R2)/(T11 · T22 - T12 · T21)

Da das Ziel darin besteht, den akustischen Pegel am Kontrollpunkt 2 zu null zu reduzieren, wird für R2 Null eingesetzt, und zwar wie folgt:

S2 = R1 × T12/(T12 × T21 - T11 × T22).

Wie sich aus obiger Gleichung ergibt, kann der vom Mikrophon 3 empfangene Schall R1, um R2 zu null zu machen, durch ein Filter verarbeitet werden, das sich durch folgende Gleichung ausdrücken läßt:

F = T12/(T12 × T21 - T11 × T22)

Wenn der so erhaltene und verarbeitete Schall S2 vom Lautsprecher 5 erzeugt bzw. abgestrahlt wird, kann der Schallpegel am Kontrollpunkt 2 theoretisch zu null ge­ macht werden.

Die Fig. 1 bis 3 veranschaulichen eine im folgenden zu beschreibende erste Ausführungsform der Erfindung.

Der in Fig. 1 dargestellte Kühlschrank weist ein wärmeisoliertes Gehäuse 11 auf, dessen Innenraum von oben nach unten in ein Gefrierfach 12, ein Kühlfach 13 und ein Gemüsefach 14 unterteilt ist. An der Rück­ seite des Gefrierfachs 12 ist ein Verdampfer 15 ange­ ordnet. Ein Gebläse 16 dient zum unmittelbaren Liefern von gekühlter Luft bzw. Kühlluft zu Gefrier- und Kühl­ fach 12 bzw. 13. Im unteren hinteren Bereich des Ge­ häuses 11 ist eine Maschinenkammer 17 vor­ gesehen, der bzw. die einen Motor-Verdichter (bzw. motorgetriebenen Verdichter) 18 des Kreiseltyps, ein Kondensorrohr 19 und einen Abtauwasser-Verdampfer 20 mit sog. Keramikrippen aufnimmt.

Gemäß Fig. 2, in welcher Kondensorrohr 19 und Abtau­ wasser-Verdampfer 20 nicht dargestellt sind, weist die Maschinenkammer 17 eine rückseitige rechteckige Öffnung auf, die durch einen Maschinenkammer-Deckel 21 verschlossen ist. Beim Verschließen der Öffnung der Maschinenkammer 17 wird der Umfang des Deckels 21 luftdicht am Öffnungsrand der Maschinenkammer 17 an­ gebracht. In dem gemäß Fig. 2 linken Randabschnitt des Deckels 21 ist eine schmale rechteckige, lotrecht verlaufende Belüftungsöffnung 21a ausgebildet. Wenn der Deckel 21 an der Maschinenkammer 17 angebracht ist, ist letzere bis auf die Belüftungsöffnung 21a ver­ schlossen. Der Deckel 21 besteht aus einem harten Werkstoff guter Wärmeleitfähigkeit und hoher Schall­ übertragungsdämpfung, z.B. aus einem Metall wie Stahl.

In der Maschinenkammer 17 ist ein als Schallempfänger dienendes Mikrophon 22 vorgesehen, das an der der Be­ lüftungsöffnung 21a gegenüberliegenden Seite (der rechten Seite gemäß Fig. 2) dem Verdichter 18 zugewandt angeordnet ist und das ein elektrisches Signal in Ab­ hängigkeit von dem vom Motor-Verdichter 18 als Schall­ quelle empfangenen Schall erzeugt. In der Maschinenkammer 17 ist zudem ein als Schallerzeugungseinheit dienender Lautsprecher 23 angeordnet, der in einem in der Nähe der Belüftungsöffnung 21a befindlichen Abschnitt einer der Bodenwand des Kühlschrank-Gehäuses 11 entsprechen­ den Innenwand der Maschinenkammer 17 montiert ist. Das vom Mikrophon 22 erzeugte elektrische Signal wird durch eine Signalwandlereinheit 4 in ein elektrisches Signal umgewandelt, das einem mit dem Schall vom Motor-Ver­ dichter 18 interferierenden Schall(signal) entspricht. Das elektrische Signal von der Signalwandlereinheit 4 wird dem Lautsprecher 23 zum Betreiben bzw. An­ steuern desselben zugespeist. Die beschriebene Um­ wandlung des elektrischen Signals oder Signalverarbei­ tung beruht auf dem anhand von Fig. 15 beschriebenen Prinzip der Schalldämpfung durch Schallwelleninterferenz­ effekt.

Wenn der Motor-Verdichter 18 angetrieben wird, zeigt der Schallpegel in der Maschinenkammer 17 eine solche Charakteristik, daß sich der Schallpegel im Bereich unter 700 Hz und in den Bereichen zwischen 1,5 und 5 kHz erhöht, wie dies eingangs beschrieben worden ist. Von dem Schall der betreffenden Bereiche kann hochfrequenter Schall über die Übertragungsdämpfung des Deckels 21 o.dgl. gedämpft und durch ein in der Maschinenkammer 17 angeordnetes Schallabsorbierelement vernichtet werden. Die Schallunterdrückung mittels des Mikrophons 22, des Lautsprechers 23 und der Signal­ wandlereinheit 4 ist somit auf Schallfrequenzen von unter 700 Hz abgestellt.

Bei der beschriebenen Schallkontrolle oder -unter­ drückung durch Schallwelleninterferenz ist es wesent­ lich, daß der in der Maschinenkammer 17 entstehende Schall in Form einer Wanderwelle in einer eindimensio­ nalen Ebene vorliegt, so daß sich die Schallunter­ drückung theoretisch und technisch einfach und genau bewerkstelligen läßt. Bei der beschriebenen Ausführungs­ form ist beispielsweise die Querabmessung bzw. Breite W der Maschinenkammer 17 gemäß Fig. 3 so festgelegt, daß sie größer ist als die Tiefe D (Abmessung von vorn nach hinten) und die Höhe H (Längsmaß). Die Breite W ist dabei insbesondere mit 600 mm festgelegt, während Tiefe D und Höhe H jeweils 200 mm betragen. Mit an­ deren Worten: das Maß der Breite W ist der Wellenlänge des zu dämpfenden Schalls angenähert, während die Maße von Tiefe und Höhe jeweils kürzer sind als die Schall­ wellenlänge, so daß die stehende Schallwelle in der Maschinenkammer 17 nur für einen Primärmodus (primary mode) gilt. Wenn die Maschinenkammer 17 als recht­ eckiger Hohlraum betrachtet wird, gilt die folgende Gleichung:

Darin bedeuten:
f = Resonanzfrequenz (Hz)
Nx, Ny und Nz = Ordnungsmoden bzw. -zahlen in den Rich­ tungen (der Achsen) X, Y bzw. Z
Lx, Ly und Lz = Abmessungen in den Richtungen von X, Y und Z in der Maschinenkammer 17, d.h. D, W bzw. H
C = Schallgeschwindigkeit.

Anhand obiger Gleichung können die Frequenzen fx, fy und fz einer ersten stehenden Welle in den jeweiligen Richtungen von X, Y bzw. Z ermittelt werden.

Wenn insbesondere die Tiefe D mit 200 mm, die Breite W mit 600 mm und die Höhe H mit 200 mm festgelegt sind, läßt sich die Frequenz fx der ersten stehenden Welle einer Grundwelle in der Richtung X ermitteln oder ab­ leiten zu:

Darin bedeuten:

Ny = Nz = 0
C = 340 m/s.

Auf ähnliche Weise lassen sich die Frequenzen fy und fz der ersten stehenden Welle der Grundwelle in den jeweiligen Richtungen Y bzw. Z ableiten oder ermitteln zu:

Im Bereich unterhalb der Zielfrequenz (700 Hz) liegt daher die stehende Schallwelle in der Maschinenkammer 17 in der Richtung Y (Breitenrichtung) vor, so daß der in der Maschinenkammer 17 erzeugte Schall als eine in einer eindimensionalen Ebene liegende Wanderwelle an­ gesehen werden kann. Die theoretische Handhabung oder Behandlung der Wellenfront kann somit erleichtert wer­ den, wenn der Schall durch Schallwelleninterferenz mittels des Lautsprechers 23 und dgl. gedämpft werden soll, und die Schalldämpfung läßt sich einfach und ge­ nau realisieren. Da die Belüftungsöffnung 21a als im wesentlichen schmale, rechteckige Öffnung ausgebildet ist, die sich in der Richtung senkrecht zur Ausbrei­ tungsrichtung der stehenden Welle (Richtung der Breite W der Maschinenkammer 17) erstreckt, wird das Austreten von Harmonischen der eindimensionalen Wanderwelle über die Belüftungsöffnung 21a aus der Maschinenkammer 17 erschwert, so daß damit die nötige Schallunterdrückung sichergestellt werden kann. Die Belüftungsöffnung 21a braucht die Ausbreitungsrichtung der stehenden Welle in Längsrichtung nicht vollständig senkrecht zu dieser Richtung zu schneiden. Da die Maschinenkammer 17 über die Belüftungsöffnung 21a mit der Außenseite in Ver­ bindung steht, wird ein übermäßiger Temperaturanstieg im Inneren der Maschinenkammer aufgrund der im Be­ trieb des Motor-Verdichters 18 erzeugten Wärme ver­ mieden. Da weiterhin der Deckel 21 (der Maschinen­ kammer) aus einem Werkstoff mit guter Wärmeleitfähig­ keit hergestellt ist, ist die Wärmeableitungskapazität oder -leistung für die in der Maschinenkammer 17 er­ zeugte Wärme verbessert, so daß dadurch ein Temperatur­ anstieg im Inneren der Maschinenkammer weiter ver­ mindert wird. Da darüber hinaus der Werkstoff dieses Deckels 21 auch eine große Schallübertragungsdämpfung gewährleistet, wird eine Schallübertragung über den Deckel 21 unterdrückt.

Obgleich bei der beschriebenen Ausführungsform nur eine einzige schmale, rechteckige Belüftungsöffnung 21a im Maschinenkammer-Deckel 21 ausgebildet ist, können gemäß Fig. 4 auch zwei derartige Belüftungsöff­ nungen 21b im Deckel 21 vorgesehen sein. In diesem Fall verläuft vorzugsweise jede Belüftungsöffnung 21b lotrecht, wobei der Abstand zwischen den Belüftungs­ öffnungen 21b 50 mm oder mehr beträgt. Weiterhin können (gemäß Fig. 5) mehrere langlochförmige, mit ihrer Längs­ achse lotrecht verlaufende Belüftungsöffnungen 21c im Maschinenkammer-Deckel 21 ausgebildet sein.

Die Fig. 6 und 7 veranschaulichen eine zweite Aus­ führungsform der Erfindung, bei welcher die Erfindung auf einen Kühlschrank angewandt ist, dessen Verdichter an der Oberseite des Kühlschrank-Gehäuses angeordnet ist.

Gemäß Fig. 6 sind in einem Kühlschrank-Gehäuse 24 ein Gefrierfach 25, ein Kühlfach 26 und ein Gemüsefach 27 vorgesehen. An der Rückseite des Gefrierfachs 25 ist ein Verdampfer 28 angeordnet. Ein Gebläse 29 fördert gekühlte Luft vom Verdampfer 28 in das Gefrierfach 25 und das Kühlfach 26. Ein Kondensorrohr 30 verläuft von der Rückseite des Kühlfachs 24 zu dessen Boden. Das Kondensorrohr 30 ist am Boden des Kühlfachs 24 mäander­ förmig ausgebildet und bildet damit einen Heizab­ schnitt für Abtauwasserverdampfung, auf den eine Ver­ dampfungsschale 31 aufgesetzt ist.

Auf der Oberseite des Kühlschrank-Gehäuses 24 ist ein im wesentlichen rechteckiges, kastenförmiges Außenge­ häuse 32 ausgebildet, das einen Maschinenkammer-Raum 33 festlegt. An der Vorderseite dieses Raums 33 ist eine in einer gemeinsamen Ebene mit einer Gefrierfach- Tür 25a liegende Zierplatte 33a angebracht. Der Ma­ schinenkammer-Raum 33 ist durch eine Trennwand 34 in eine vordere Kammer 35 und eine hintere Maschinen­ kammer 36, in welcher ein Motor-Verdichter 37 ange­ ordnet ist, unterteilt.

Gemäß Fig. 7 ist in einem der oberen Wand bzw. Ober­ seite der Maschinenkammer 36 entsprechenden Abschnitt des Außengehäuses 32 eine schmale, im wesentlichen rechteckige Belüftungsöffnung 36a so ausgebildet, daß sie im Bereich der einen Langseite der Maschinenkammer 36 senkrecht zu deren Längsrichtung verläuft. Die Ma­ schinenkammer 36 ist somit bis auf die Belüftungsöff­ nung 36a geschlossen. Wie bei der vorher beschriebenen Ausführungsform ist die Breite W der Maschinenkammer 36 größer gewählt als ihre Tiefe D und ihre Höhe H. Bei­ spielsweise kann die Breite W 600 mm oder mehr betra­ gen, während Tiefe D und Höhe H jeweils 200 mm betra­ gen, so daß eine stehende Welle des in der Maschinen­ kammer 36 erzeugten Schalls nur in einem Primärmodus vorliegt. Das Außenge­ häuse 32 und die Trennwand 34, welche die Begrenzung der Maschinenkammer 36 bilden, bestehen aus einem Werkstoff guter Wärmeleitfähigkeit und großer Schall­ übertragungsdämpfung, z.B. aus einem Metall wie Stahl. Am Boden der Teile-Kammer 35 sind elektrische Bauteile 38 einer Kühlschrank-Steuerschaltung angeordnet.

In der Maschinenkammer 36 ist ein als Schallempfänger dienendes Mikrophon 39 vorgesehen, das dem Motor-Ver­ dichter 37 an der von der Belüftungsöffnung 36a abge­ wandten Seite (d.h. der rechten Seite gemäß Fig. 6) gegenübersteht. Der vom Verdichter 37 als Geräusch- oder Schallquelle erzeugte Schall wird durch das Mikrophon 39 in ein entsprechendes elektrisches Signal umgesetzt. In der Maschinenkammer 36 ist weiterhin ein als Schallerzeugungseinheit dienender Lautsprecher 40 angeordnet, der in einen der Oberseite des Gefrierfachs 24 entsprechenden Abschnitt des Bodens der Maschinen­ kammer 36 eingelassen ist, und zwar im Bereich der Be­ lüftungsöffnung 36a. Der Lautsprecher 40 wird in Ab­ hängigkeit von einem durch Verarbeitung des elektrischen Signals vom Mikrophon 39 gewonnenen Steuersignal für Betrieb auf der Grundlage des in Verbindung mit der vorher beschriebenen Ausführungsform erläuterten Schall­ dämpfungsprinzips angesteuert.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform läßt sich ebenfalls die vorher erläuterte Wirkung erzielen. Da die Belüftungsöffnung 36a im wesentlichen schmal und rechteckig ausgebildet ist und in einer Richtung verläuft, in welcher sie die Richtung, in der die in der Maschinenkammer 36 erzeugte stehende Schallwelle auftritt, senkrecht schneidet, wird dieselbe Geräusch­ unterdrückung bzw. Schalldämpfung (noise control) wie bei der vorher beschriebenen Ausführungsform erzielt. Weiterhin gewährleistet die vorliegende Ausführungs­ form die folgenden Wirkungen bzw. Vorteile: Da die Maschinenkammer 36 durch Unterteilung des Raums 33 mittels der Trennwand 34 festgelegt ist, lassen sich die Abmessungen der Maschinenkammer 36 einfach be­ stimmen, so daß damit der Konstruktionsfreiheitsgrad verbessert ist. Da die Maschinenkammer 36 aufgrund ihrer Anordnung durch das in der Verdampfungsschale 31 zu verdampfende Abtauwasser nicht beeinflußt wird, werden Mikrophon 39 und Lautsprecher 40 unter Gewähr­ leistung ihrer Betriebszuverlässigkeit durch Feuchtig­ keit nicht beeinflußt. Da der von der Maschinenkammer 36 verschiedene Teil des Maschinenkammer-Raums 33 als Teile-Kammer 35 benutzt wird, kann ein von der spezifi­ schen Ausgestaltung der Maschinenkammer 36 herrührender Totraum wirksam genutzt werden. Da weiterhin die Teile- Kammer 35 vorderhalb der Maschinenkammer 36 angeordnet ist, ist eine ggf. nötige Reparatur an den elektrischen Bauelementen oder Bauteilen 38 einfach möglich. Da die Belüftungsöffnung 36a in der Oberseite der Maschinen­ kammer 36 ausgebildet ist, ist ihre Belüftungswirkung verbessert.

Obgleich bei der beschriebenen Ausführungsform (gemäß den Fig. 6 und 7) der Lautsprecher 40 im Boden der Ma­ schinenkammer 36 montiert ist, kann - wie in Fig. 7 in strichpunktierten Linien eingezeichnet - ein Laut­ sprecher 40a auch in der Trennwand 34 montiert sein, so daß die Einbauanordnung des Lautsprechers 40a im Vergleich zum Einbau des Lautsprechers in der Boden­ wand vereinfacht sein kann. Bei dieser Einbauanordnung ist die Rückseite des Lautsprechers 40a von dem aus einem Werkstoff einer guten Schallübertragungsdämpfung hergestellten Außengehäuse 32 umschlossen, so daß un­ nötiger, von der Rückseite des Lautsprechers 40a über­ tragener bzw. abgestrahlter Schall vom Außengehäuse 32 abgefangen und damit eine unnötige Geräuscherzeugung vermieden wird.

Obgleich bei der zweiten Ausführungsform die Belüftungs- Öffnung 36a in der Oberseite der Maschinenkammer 36 vorgesehen ist, kann (gemäß Fig. 8) eine schmale, recht­ eckige Belüftungsöffnung 36b in der lotrechten Seiten- Wand der Maschinenkammer 36 so ausgebildet sein, daß sie in einer Richtung verläuft, welche die Ausbrei­ tungsrichtung der stehenden Schallwelle in der Ma­ schinenkammer 36 senkrecht schneidet; wahlweise kann gemäß Fig. 9 eine schmale, rechteckige Belüftungs- Öffnung 36c in einem seitlichen Eckabschnitt der Ma­ schinenkammer 36 vorgesehen sein.

Obgleich bei der zweiten Ausführungsform der Maschinen­ kammer-Raum 33 durch die Trennwand 34 so unterteilt ist, daß die Kammer 35 für die elektrischen Bauteile vorderhalb der Maschinenkammer 36 liegt, kann dieser Raum 33 durch die Trennwand 34 auch so unterteilt sein, daß der Raum 35 für die elektrischen Bauteile an der rechten oder der linken Seite der Maschinen­ kammer 36 angeordnet ist.

Die Fig. 10 bis 12 veranschaulichen eine dritte Aus­ führungsform der Erfindung. Im folgenden sind ledig­ lich die Unterschiede zwischen zweiter und dritter Ausführungsform im einzelnen erläutert.

Bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 10 bis 12 ist der Maschinenkammer-Raum 33 durch zwei Trennwände 41 und 42 luftdicht so unterteilt, daß eine vordere Kammer 43 für elektrische Bauteile, eine mittlere Ma­ schinenkammer 44 und eine hintere Hilfskammer 45 fest­ gelegt sind. In der Maschinenkammer 44 ist ein Motor- Verdichter 37 angeordnet. In einem der Oberseite der Maschinenkammer 44 entsprechenden Abschnitt des Außen­ gehäuses 32 ist eine schmale, rechteckige Belüftungs­ öffnung 44a so ausgebildet, daß sie in der Richtung verläuft, in welcher sie die Längserstreckungsrichtung der Maschinenkammer 44 senkrecht schneidet bzw. die Ausbreitungsrichtung der stehenden Schallwelle in der Maschinenkammer 44 senkrecht schneidet. Die Beziehung zwischen den Abmessungen von Tiefe D, Breite W und Höhe H der Maschinenkammer 44 ist dabei auf dieselbe Weise wie bei der zweiten Ausführungsform festgelegt, so daß die stehende Schallwelle in der Maschinenkammer 44 nur im Primärmodus in der Richtung der Breite der Maschinenkammer 44 vorliegt. Die Trennwände 41 und 42 bestehen jeweils aus demselben Werkstoff wie das Außen­ gehäuse 32, d.h. einem Werkstoff guter Wärmeleit­ fähigkeit und großer Wärme- bzw. Schallübertragungs­ dämpfung. Eine elektrische Teileanordnung 38 ist an der Trennwand 41 im Inneren der Teile-Kammer 43 ange­ ordnet (vgl. Fig. 11 und 12). Das Mikrophon 39 ist an der von der Belüftungsöffnung 36a abgewandten Seite (d.h. der rechten Seite gemäß Fig. 11) dem Verdichter 37 gegenüberstehend angeordnet. Der Lautsprecher 40 ist in die Trennwand 41 so eingebaut, daß seine Vorder­ seite der Maschinenkammer 44 zugewandt ist.

Mit der beschriebenen Anordnung ist dieselbe Wirkung wie bei der zweiten Ausführungsform erzielbar. Außer­ dem ist dabei die Einbauanordnung für den Lautsprecher 40 vereinfacht, und eine unnötige Schallabstrahlung von der Rückseite des Lautsprechers 40 kann durch das Außengehäuse 32 unterdrückt werden. Da außerdem die elektrische Bauteileanordnung 38 an der Trennwand 41 angebracht ist, ist kein Bauelement ausschließlich für diese Anordnung 38 erforderlich, so daß damit die Teilezahl verkleinert ist. Da die Maschinenkammer 44 durch zwei Trennwände 41 und 42 festgelegt ist, lassen sich die Abmessungen der Maschinenkammer 44 einfach bestimmen. Da zudem die Maschinenkammer 44 die Trenn­ wände 41, 42 sowie die Außengehäuse-Seitenwände in ihrer Breitenrichtung aufweist, wird unter Verbesse­ rung der Schallunterdrückungswirkung die Schallüber­ tragung durch diese Kammer herabgesetzt.

Obgleich bei der dritten Ausführungsform die Belüftungs­ öffnung 44a in der Oberseite der Maschinenkammer 44 ausgebildet ist, kann gemäß Fig. 13 eine schmale, recht­ eckige Belüftungsöffnung 44b in einer Umfangs- oder Randseitenwand der Maschinenkammer so ausgebildet sein, daß sie in lotrechter Richtung verläuft, nämlich in der Richtung, in welcher sie die Ausbreitungsrichtung der stehenden Schallwelle in der Maschinenkammer 44 senkrecht schneidet. Darüber hinaus können gemäß Fig. 14 auch eine schmale, rechteckige Belüftungs­ öffnung 44c unter Herstellung einer Verbindung zwi­ schen Maschinenkammer 44 und Hilfskammer 45 in einem Endabschnitt der Trennwand 42 und eine schmale, recht­ eckige Belüftungsöffnung 45a in einem seitlichen Eck­ abschnitt der Außengehäuse-Umfangswand zur Herstellung einer Verbindung zwischen Hilfskammer 45 und Außen­ seite ausgebildet sein.

Obgleich bei der dritten Ausführungsform der Maschinen­ kammer-Raum 33 durch die Trennwände 41, 42 in Querrich­ tung unterteilt ist, kann dieser Raum 33 zur Festlegung von Teile-Kammer, Maschinenkammer und Hilfskammer auch durch zwei Trennwände in Längsrichtung oder in schräger Richtung unterteilt sein.

Obgleich die aktive Schalldämpferanordnung gemäß der Erfindung vorstehend in Anwendung auf einen Kühlschrank beschrie­ ben ist, ist sie auch auf eine Außeneinheit einer Raum- Klimaanlage oder auf eine Verkaufs-Kühlvitrine anwend­ bar.

Claims (6)

1. Aktive Schalldämpferanordnung zum Dämpfen oder Auslöschen eines Geräuschs oder Schalls einer Schallquelle,
mit einem Schallempfänger, der Schall von der Schallquelle empfängt, um in Abhängigkeit von dem empfangenen Schall ein elektrisches Signal zu erzeugen,
mit einer Signalwandlereinheit, um das von dem Schallempfänger erzeugte elektrische Signal in ein elektrisches Signal umzuwandeln, das einem Schall entspricht, welcher mit dem von dem Schallempfänger empfangenen Schall interferiert, so daß der Schall der Schallquelle durch den Effekt der Schallwelleninterferenz gedämpft oder ausgelöscht wird, und
mit einer Schallerzeugungseinheit zum Erzeugen eines Schalls, der dem von der Signalwandlereinheit erzeugten elektrischen Signal entspricht,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Schallquelle (18) Wärme erzeugt,
die Schallquelle (18), der Schallempfänger (22) und die Schallerzeugungseinheit (23) innerhalb einer Kammer (17) untergebracht sind,
die Kammer (17) durch Seitenwände, eine Bodenwand, eine Oberseitenwand, sowie vordere und hintere Wände so festgelegt ist, daß eine erste Abmessung der Kammer (17) entweder in Richtung ihrer Länge, Höhe oder Breite größer gewählt ist als die Wellenlänge des zu dämpfenden oder auszulöschenden Schalls und die verbleibenden anderen Abmessungen der Kammer kleiner gewählt sind als die Wellenlänge des zu dämpfenden oder auszulöschenden Schalls, so daß eine stehende Welle dieses Schalls sich nur in Richtung der ersten Abmessung ausbilden kann, wobei die Kammer (17) eine Belüftungsöffnung (21a) aufweist, die im wesentlichen schmal und rechteckig ausgeführt und an einer vorbestimmten Stelle mindestens einer der die Kammer (17) festlegenden Wände so ausgebildet ist, daß sie die Längsrichtung schneidet, in welcher sich die stehende Schallwelle in der Kammer (17) ausbreitet.

2. Schalldämpferanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Kammer (17) festlegenden Wände jeweils aus einem metallischen Werkstoff oder einem ähnlichen harten Werkstoff geformt sind.

3. Schalldämpferanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da die Belüftungsöffnung (21a; 21b; 21c; 36b; 44b) an bzw. in der einen End- oder Stirnseite einer der längsverlaufenden Kammerwände angeordnet ist.

4. Schalldämpferanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schallquelle ein eine Kühlstufe bildender Motor-Verdichter bzw. motorgetriebener Verdichter ist.

5. Schalldämpferanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Belüftungsöffnung in der die Richtung, in welcher sich die stehende Schallwelle in der Kammer ausbreitet, schneidenden Richtung in eine Anzahl von (Öffnungs-)Abschnitten (21b; 21c) unterteilt ist.

6. Schalldämpferanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schallerzeugungseinheit (5) an der Seite der Belüftungsöffnung (21a; . . .) angeordnet ist und daß der Schallempfänger (22; . . .) an der von der Belüftungsöffnung abgewandten Seite in bezug auf die Längserstreckungsrichtung der Kammer (17; . . .) angeordnet ist.