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Schalldämpfer, insbesondere für Brennkraftmaschinen, mit hintereinanderliegenden,
durch mehrere Rohre miteinander verbundenen Kammern Es ist bekannt, bei Schalldämpfern,
besonders für Brennkraftmaschinen aufeinanderfolgende Kammern anzuordnen, welche
je durch ein einzelnes Rohr miteinander in Verbindung stehen. Diese Einrichtungen
erzielen nicht immer eine genügende Dämpfung" da die Resonanz jedes einzelnen Verbindungsrohres
zwischen den Kammern durch die gesamte Schallenergie in voller Stärke erregt und
an der Mündung in die folgende Kammer voll übertragen wird. Der Anstoß in dieser
folgenden Kammer erfolgt, da nur eine einzelne Mündung vorhanden ist, in einer einzigen
Front. Es tritt daher auch keine Schallverminderung durch gleichmäßige räumliche
Verteilung der Schallübertragungsenergie auf. Dieselbe die Dämpfung herabsetzende
Wirkung tritt auf, wenn die Verbindungsleitung zwischen zwei Kammern in Form von
Hohlzylindern, Kegeln u. ä. ausgebildet ist.
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Es ist weiter bekanntgeworden, zwei aufeinantlerfolgendeKammern gleichzeitig
durch mehrere Rohre zu verbinden, welche alle denselben Durchmesser und dieselbe
Länge haben. Der durch das Verhältnis von Querschnitt zurLänge dargestellte akustischeLeitwert
ist also bei allen Rohren derselbe. Infolgedessen ist jedoch die Gesamtwirkung dieser
Rohre dieselbe wie diejenige eines Einzelrohres vom Gesamtquerschnitt aller Rohre
zusammen, d. h. es ergeben sieh auch wieder die Dämpfung beeinträchtigende Wirkungen
durch Resonanz und Erregung in der folgenden Kammer in einer einzigen Front.
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Es wurden auch bereits Schalldämpfer gebaut, bei welchen die aufeinanderfolgenden
Kammern je durch Rohre von verschiedener beliebiger Länge und auch verschiedenem
beliebigemDurchmesser verbunden waren. Diese regellosen Übertragungskanäle haben
also verschiedene akustische Leitwerte, d. h. die Schallenergieübertragung des einen
Rohres ist stärker als die eines andern. Derjenige Schallenergieanteil, der am stärksten
in einer solchen Einzelleitung übertragen wird, ist daher maßgebend für die Schallübertragung
in die folgende Kammer, d. h. dieses Teilgeräusch tritt in stärkerem Maß hervor
und
überdeckt zum Nachteil der Dämpfung die weniger stark übertragenen
Energieanteile der anderen Leitungen.
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Bei diesen bekannten Bauarten können entweder die aufeinanderfolgenden
Kammern in Längsrichtung hintereinander angeordnet werden oder sie können konzentrisch
liegende Räume bilden. Die Verbindungskanäle der einzelnen Kammern können, wie oben
dargelegt, aus Rohren bestehen oder auch in Form von Schlitzen oder Wandungsdurch-Brechungen
gestaltet werden.
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Ein günstiges Ergebnis der Schalldämpfung wird naturgemäß erzielt,
wenn die Fortpflanzung an jeder Verbindungsrohrmündung mit gleicher Stärke erfolgt,
einzelne hervortretende Erregerstellen von besonders. starker Übertragung werden
dadurch vermieden. Ungünstig wirkt sich eine Erregung für die Dämpfung aus, wenn
die Mündungen der Verbindungsrohre zwischen den Kammern oder deren Einlaßöffnungen,
wie es bei den bekannten Bauarten meist der Fall ist, in einer Ebene senkrecht zur
Fortpflanzungsrichtung liegen, da dann die Fortpflanzung und Anstoß der Kammerresonanz
in einer Front erfolgt.
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Die Erfindung bezieht sich auf Schalldämpfer, insbesondere für Brennkräftmaschinen;
mit hintereinanderliegenden; durch mehrere Rohre miteinander verbundenen Kammern,
wobei die Verbindungsrohre von je zwei hintereinanderliegendenKammern unter sich
verschiedene Länge und verschiedenen Querschnitt haben, jedoch so, daß das Verhältnis
von Durchlaßquerschnitt zur Länge immer gleich ist und wobei die Ein- und Auslaßöffnungen
der Verbindungsrohre in verschiedenen, zur Schallfortpflanzungsrichtung senkrechten
Ebenen liegen.
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Die Abb. i zeigt ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
im Längsschnitt, Abb. a im Querschnitt. Die durch das Rohr a eintretende Schallströmung
gelangt in die Kammer b und wird über die Rohre c, d und e in die Kammer
f übertragen. Die Kammern b
und f sind durch die Wandung g getrennt.
Dieser Vorgang kann sich bei beliebig vielen aufeinanderfolgenden Kammern wiederholen,
bis die genügende Dämpfung erreicht ist. Von der letzten Kammer erfolgt die Ableitung
durch das Röhr h. Die Rohre c, d und e haben als Verbindungsrohre zweier aufeinanderfolgender
Kammern jeweils dasselbe Verhältnis zwischen Rohrquerschnitt und Rohrlänge, d. h.
je denselben akustischen Leitwert: Die Schallströmung durch diese Leitungen gleichen
akustischen Widerstands findet daher in jeweils gleichem Maße statt, damit erfolgt
auch die Erregung und Fortpflanzung an den Auslaßmündungen der Rohre c, d und e
in jeweils gleicher Stärke, so daß über das ganze; den Schall übertragende Mittel
gleichmäßige Energieverteilung stattfindet. Da alle Rohre den gleichen akustischen
Leitwert haben, ergibt sich auch zusammen mit den Kammern dieselbe Grundfrequenz,
so daß der Schallübertragungsvorgang in die jeweils folgende Kammer, in welche die
Sehallleiturigen c, d und e münden, einheitlich erfolgt. Da die Übertragung der
Schallströmung in die folgende Kammer überall in gleicher Stärke geschieht, ergibt
sich für die Dämpfung der günstigste Fall, da eine einseitig starke Übertragung
infolge einseitig starker Erregung besonderer Stellen nicht verursacht werden kann.
Außerdem liegen, wie aus Abb. i ersichtlich ist, die Ein- und Auslaßöffnungen der
Verbindungsleitungen c, d und c außerhalb einer Ebene senkrecht zur Schallfortpflanzungsrichtung.
Damit wird die Schallenergie an verschiedenen Stellen entnommen und auch weitergegeben.
Das Entstehen einer gemeinsamen gleichzeitig gebildeten Schallfront an den Auslaßmündungen
der Verbindungsleitungen in einer Ebene senkrecht zur Fortpflanzungsrichtung und
damit eine Übertragung in voller Stärke wird daher vermieden. Der Erregeranstoß
durch die aus den Verbindungsleitungen c, d und e austretende Schallströmung geschieht
vielmehr so, daß die einzelnen Schallfronten auseinandergezogen in gegenseitigem
Abstand verlaufen. Es ergibt sich daher auch durch diese Maßnahme eine für die Dämpfung
günstige Wirkung, da durch die erfindungsgemäß aus jeder Auslaßmündung der Rohre
c, d und e kommende gleiche Schallströmung die übertragene Energie in der
anschließenden Kammer völlig gleichmäßig verteilt wird.