DE69824217T2

DE69824217T2 - Schalldämmende Plattenstruktur

Info

Publication number: DE69824217T2
Application number: DE69824217T
Authority: DE
Inventors: Yuji Hiratsuka-shi Shimpo; Keijiro Yokohama-shi Iwao
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1997-03-07
Filing date: 1998-03-06
Publication date: 2004-09-30
Anticipated expiration: 2018-03-07
Also published as: EP0863054A2; EP0863054B1; DE69824217D1; JPH10254456A; EP0863054A3; US6012543A; JP3119193B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Luftstrom-Schalldämmplatte nach dem Vorspruch zum unabhängigen Anspruch 1.
Wie in 1 gezeigt, wird ein Bodendeckel III an dem Boden eines Motorraumes II eines gängigen Automobils befestigt. Dieser Bodendeckel III verhindert, dass eine Ölwanne des Motors etc. direkt gegen vorspringende Gegenstände auf einer Straße schlägt. Weiterhin dient die Bodenplatte als Schalldämmwand zur Unterdrückung von Motorenlärm, der von dem Motorraum II nach außerhalb des Automobils abstrahlt.
Je breiter der Montagebereich des Bodendeckels III ist, umso größer ist die durch den Bodendeckel III erzielte Dämmwirkung. Wenn jedoch der Montagebereich des Bodendeckels III vergrößert wird, wird ein Abdichtungsgrad des Motorraumes II durch den Bodendeckel III verbessert und somit nimmt die Luftdurchlässigkeit des Motorraumes II ab. Es ist wahrscheinlich, dass eine Erhöhung der Lufttemperatur des Motorraumes II verursacht wird. Daher muss in der Praxis vorrangig die Luftdurchlässigkeit gewährleistet werden. Dementsprechend wird die Verbesserung der Schalldämmwirkung durch die Vergrößerung des Montagebereiches des Bodendeckels III begrenzt.
GB-A-2 276 224 beschreibt eine Luftstrom-Schalldämmungsplatte gemäß des Vorspruches der Ansprüche 1 bis 10 für einen Bodendeckel eines Motorraumes eines Kraftfahrzeuges, wobei die Schalldämmplatte wenigstens zwei in einem Abstand angeordnete Platten umfasst, von denen jede eine Vielzahl von Öffnungen aufweist. Die Öffnungen der beiden Platten sind einander gegenüberliegend angeordnet und durch Durchgangsbohrungen miteinander verbunden, so dass eine Vielzahl von Öffnungspaaren entsteht.
JP-A-08 314 469 betrifft eine ähnliche Schalldämmplatte wie oben beschrieben, wobei ein besonderes Verhältnis zwischen den geometrischen Werten der Schalldämmplatte bereitgestellt wird, insbesondere ein Verhältnis zwischen der Summe der Öffnungsfläche der kommunizierenden Bohrungen und der Höhe derselben.
DE-A-196 19 984 betrifft ebenfalls eine ähnliche Schalldämmplatte wie oben beschrieben, wobei eine Öffnung auf dem ringförmig aufgeweiteten Innenabschnitt bereitgestellt wird, um die Dämmmerkmale der Schalldämmplatte zu verstärken.
Somit besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die oben beschriebene Luftstrom-Schalldämmplatte zu verbessern, um sowohl Luftdurchlässigkeit wie auch Schalldämmeigenschaft zu verbessern.
Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe durch eine Luftstrom-Schalldämmplatte gelöst, die umfasst:
ein erstes Plattenelement und ein zweites Plattenelement, wobei die Plattenelemente parallel in einem vorbestimmten Abstand angeordnet sind, wobei das erste Plattenelement auf der Lufteintrittseite angeordnet ist und das zweite Plattenelement auf der Luftaustrittseite angeordnet ist; eine Vielzahl von Mengen erster Bohrungen in den Plattenelementen einander gegenüberliegend angeordnet; eine Vielzahl von Mengen zweiter Bohrungen, angeordnet neben der Vielzahl von Mengen erster Bohrungen in den Plattenelementen einander gegenüberliegend; zylindrische Verbindungsabschnitte, die äußere Flächen jeweiliger Mengen der ersten Bohrungen so verbinden, dass darin durchgehende Bohrungen ausgebildet werden; ringförmig aufgeweitete Abschnitte, die sich von den äußeren Flächen der Vielzahl von Mengen zweiter Bohrungen nach innen erstrecken, so dass sie einander gegenüber liegen und sich nicht gegenseitig berühren; und Innenräume, die teilweise durch die ringförmig aufgeweiteten Abschnitte der Plattenelemente begrenzt werden, wobei ein Übergang der äußeren Flächen der ersten Bohrungen, ausgebildet in dem ersten Plattenelement von der Außenseite direkt nach innen zu den zylindrischen Verbindungsbereichen, und der äußeren Flächen der zweiten Bohrungen, ausgebildet in dem ersten Plattenelement von der Außenseite direkt nach innen zu den ringförmig aufgeweiteten Abschnitten, durchgehend ist, und wobei die Innendurchmesser der in dem ersten Plattenelement ausgebildeten ringförmig aufgeweiteten Abschnitte kleiner eingestellt sind als die Innendruchmesser der in dem zweiten Plattenelement ausgebildeten ringförmig aufgeweiteten Abschnitte.
Vorteilhafterweise wird die Erzeugung von Pfeifgeräuschen durch den Luftstrom verhindert, und Qualitätsgefühl und Zuverlässigkeit werden stark verbessert.
Bei der vorstehenden Konfiguration wirkt die in den durchgehenden Bohrungen beinhaltete Luft wie eine pneumatische Masse. Daher werden in den jeweiligen durchgehenden Bohrungen Schwingungssysteme mit einem Freiheitsgrad ausgebildet. Zusätzlich wirkt die zwischen den ringförmig aufgeweiteten Abschnitten eingeschlossene Luftschicht als pneumatische Masse, und weiterhin wirkt die Luftschicht in der Luftkammer als Luftfeder. Dabei werden zwischen den zweiten Bohrungen Schwingungssysteme mit zwei Freiheitsgraden ausgebildet. Das Schwingungssystem mit einem Freiheitsgrad hat keine Resonanzfrequenz und daher ist die durchgelassene Welle gleich der Einfallswelle in Phase. Im Gegensatz dazu hat das Schwingungssystem mit zwei Freiheitsgraden eine Resonanzfrequenz und daher ist die durchgelassene Welle für Frequenzen über die Resonanzfrequenz hinaus entgegengesetzt der Einfallswelle in Phase. Aus diesem Grund sind in der Frequenzbandbreite über die Resonanzfrequenz des Schwingungssystems mit zwei Freiheitsgraden hinaus die durchgelassenen Wellen, die über die durchgehenden Bohrungen übertragen werden, entgegengerichtet zu den durchgelassenen Wellen, die über die Bohrungen übertragen werden, so dass sie aufgrund von Interferenz getilgt werden. Infolgedessen wird die Schalldämmwirkung erreicht. Die Luftdurchlässigkeit wird durch die ersten Bohrungen und die zweiten Bohrungen gewährleistet. Wenn diese Schalldämmplatte daher auf den Bodendeckel des Motorraumes aufgebracht wird, wird eine Verträglichkeit zwischen einer Verbesserung der Kühlleistung des Motorraumes und der Geräuschunterdrückung erreicht.
Da weiterhin die inneren Umflächen der ersten Bohrungen und der zweiten Bohrungen auf der Eintrittseite des Luftstromes schrittweise und demzufolge durchgehend zu der Vorlaufseite des Luftstromes hin aufgeweitet werden, strömt die Luft entlang der Umfangsbereiche der zweiten Bohrungen und danach strömt sie vibrationsarm zwischen den ringförmig aufgeweiteten Abschnitten bzw. den durchgehenden Bohrungen. Daher trennen sich die Luftströme niemals von den Innenflächen der ersten Bohrungen und den ringförmig aufgeweiteten Abschnitten und den Innenflächen der zweiten Bohrungen und den durchgehenden Bohrungen, so dass die Luft unter Ausnutzung der vollständigen Innenquerschnittsflächen der durchgehenden Bohrungen und der ringförmig aufgeweiteten Abschnitte wirksam hindurchströmt. Infolgedessen wird der Luftstromwiderstand beachtlich reduziert, und die Luftdurchlässigkeit der Schalldämmplatte wird weiter verbessert.
Da der Luftstrom weiterhin von den einen ringförmig aufgeweiteten Abschnitten zu den anderen ringförmig aufgeweiteten Abschnitten strömt, werden im Inneren der zweiten Bohrungen Wirbelströme erzeugt. Wenn die erzeugten Wirbelströme zwangsweise und in Abständen auf die anderen ringförmig aufgeweiteten Abschnitte auftreffen, werden periodische Luftteilchenschwingungen zwischen den oberen Enden beider ringförmig aufgeweiteter Abschnitte erzeugt. Somit sind die Innenräume auf der Außenseite der ringförmig aufgeweiteten Abschnitte miteinander mitschwingend, so dass sie mit Wahrscheinlichkeit sogenannte Pfeifgeräusche erzeugen.
Da im Gegensatz dazu gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung alle Flächen der oberen inneren Umflächen der ringförmig aufgeweiteten Abschnitte, die in den einen Plattenelementen ausgebildet sind, auf der Innenseite angeordnet sind und nicht diejenigen der oberen inneren Umflächen der ringförmig aufgeweiteten Abschnitte, die in den anderen Plattenelementen ausgebildet sind, werden die zu den anderen ringförmig aufgeweiteten Abschnitten strömenden Luftströme zu den Mittelseiten der anderen ringförmig aufgeweiteten Abschnitte abgeleitet. Aus diesem Grund müssen die erzeugten Wirbelströme zu den Mittelseiten beider ringförmig aufgeweiteter Abschnitte abgeleitet werden, so dass sie nicht auf die Endabschnitte der anderen ringförmig aufgeweiteten Abschnitte auftreffen. Daher werden keine periodischen Luftteilchenschwingungen zwischen den oberen Enden beider ringförmig aufgeweiteter Abschnitte erzeugt und daher wird die Erzeugung von Pfeifgeräuschen aufgrund solcher periodischer Luftteilchenschwingungen sicher verhindert.
Weiterhin werden Vorsprünge bereitgestellt, die sternförmig zu der Innenseite der in dem ersten Plattenelement ausgebildeten ringförmig aufgeweiteten Abschnitte vorspringen, so dass die Innendurchmesser der ringförmig aufgeweiteten Abschnitte an der Position der Vorsprünge kleiner eingestellt ist als die Innendurchmesser der ringförmig aufgeweiteten Abschnitte in dem zweiten Plattenelement.
Bei der vorstehenden Ausführung, und auch wenn die zweiten Bohrungen in beiden Plattenelementen mit dem gleichen Innendurchmesser ausgebildet werden, befinden sich alle Flächen der oberen inneren Umflächen der einen ringförmig aufgeweiteten Abschnitte auf der Innenseite und nicht die der oberen inneren Umflächen der anderen ringförmig aufgeweiteten Abschnitte, und zwar durch Verwendung einfacher Konstrukti onen, d. h. von Vorsprüngen, so dass die Erzeugung von Pfeifgeräuschen sicher verhindert wird. Die Einstellung der Höhe der Vorsprünge ist ebenfalls einfach.
Bei der vorstehenden Ausführung dienen die Vorsprünge nicht als Luftströmungswiderstand gegen den Luftstrom, der entlang der Peripherie der zweiten Bohrungen strömt. Daher wird die Luftdurchlässigkeit weiter verbessert, und auch die ringförmig aufgeweiteten Abschnitte sind für die Luftströmung bei hoher Geschwindigkeit wirksam.
Weiterhin wird das Verhältnis H1/L1 auf mehr als 0,1 eingestellt, wobei H1 eine Radiallänge der Vorsprünge ist und wobei L1 ein Abstand zwischen den in dem ersten und dem zweiten Plattenelement ausgebildeten ringförmig aufgeweiteten Abschnitten ist; mit anderen Worten ist H1 eine Versatzlänge der oberen inneren Umflächen der in dem ersten Plattenelement ausgeformten ringförmig aufgeweiteten Abschnitte in Bezug auf die oberen inneren Umflächen der in dem zweiten Plattenelement ausgebildeten ringförmig aufgeweiteten Abschnitte, und wobei L1 ein Abstand zwischen den in dem ersten und dem zweiten Plattenelement ausgebildeten ringförmig aufgeweiteten Abschnitten ist.
Bei der vorstehenden Ausführung und da ein Verhältnis der Versatzlänge H1 zu dem Abstand L1 zwischen den ringförmig aufgeweiteten Abschnitten richtig eingestellt ist, wird die Luftdurchlässigkeit nicht im geringsten beeinträchtigt, und die Pfeifgeräusche werden sicher verhindert.
Weiterhin wird der Übergang der äußeren Flächen der ersten Bohrungen, ausgebildet in dem ersten Plattenelement von der Außenseite direkt nach innen zu den zylindrischen Verbindungsabschnitten, durch gekrümmte Flächen mit einem Krümmungsradius ausgebildet, und ein Verhältnis R1/D1 des Krümmungsradius zu den Innendurchmessern der in dem ersten Plattenelement ausgebildeten zweiten Bohrungen wird auf mehr als 0,08 eingestellt; das bedeutet, dass die inneren Umflächen der in dem einen Plattenelement und in dem anderen Plattenelement ausgebildeten ersten Bohrungen und zweiten Bohrungen durch gekrümmte Flächen mit einem geeigneten Krümmungsradius R ausgebildet werden, so dass sie allmählich nach der vorgeschalteten Seite bzw. nach der nachgeschalteten Seite des Luftstromes aufgeweitet werden. Ein Verhältnis R/D des Krümmungsradius R zu dem Innendruchmesser D der gegenüberliegenden Bohrungen kann auf mehr als 0,08 eingestellt werden.
Bei der vorstehenden Ausführung und da das Verhältnis R/D des Krümmungsradius R zu dem Innendurchmesser D gegenüberliegender Bohrungen richtig eingestellt ist, wird der Luftströmungswiderstand minimiert und auch die Luftdurchlässigkeit wird stark verbessert.
Weiterhin sind sowohl das Verhältnis T1/D1 der Gesamtdicke T1 der Schalldämmplatte der ersten Bohrungen als auch ein Verhältnis T1/D2 der Gesamtdicke T1 der Schalldämmplatte zu Innendurchmessern D2 der zweiten Bohrungen auf mehr als 1 eingestellt; das bedeutet ein Verhältnis T1/D der Gesamtdicke T1 der Schalldämmplatte zu dem Innendurchmesser D der zweiten Bohrungen ist auf mehr als 1 eingestellt.
Bei der vorstehenden Ausführung und da das Verhältnis T1/D der Gesamtdicke T1 der Schalldämmplatte zu dem Innendurchmesser D der zweiten Bohrungen richtig eingestellt ist, wird der Luftströmungswiderstand minimiert und ebenso wird die Luftdurchlässigkeit weiter verbessert.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die weiter oben genannte Aufgabe durch eine Luftstrom-Schalldämmplatte gelöst, die umfasst:
ein erstes Plattenelement und ein zweites Plattenelement, wobei die Plattenelemente parallel in einem vorbestimmten Abstand angeordnet sind, wobei das erste Plattenelement auf der Lufteintrittseite angeordnet ist und das zweite Plattenelement auf der Luftaustrittseite angeordnet ist; eine Vielzahl von Mengen von Bohrungen, in zwei Lochplattenelementen so angeordnet, dass sie einander gegenüber liegen; zylindrische Verbindungsabschnitte zum Verbinden äußerer Flächen jeweiliger Mengen von Bohrungen, so dass darin durchgehende Bohrungen ausgebildet werden; sowie Durchgangsbohrungen, in den zylindrischen Verbindungsabschnitten so ausgebildet, dass Innenräume und Außenräume der Durchgangsbohrungen verbunden werden; wobei ein Übergang der Außenflächen der Bohrungen, ausgebildet in dem ersten Plattenelement von der Außenseite direkt nach innen zu den zylindrischen Verbindungsabschnitten, durchgehend ist und wobei Innendurchmesser von auf einer ersten Plattenelementeseite bereitgestellten Vorsprüngen kleiner eingestellt sind als Innendurchmesser der Durchgangsbohrungen auf einer zweiten Plattenelementeseite.
Die zylindrischen Verbindungsabschnitte beinhalten eine Vielzahl von Durchgangsbohrungen, die jeweils in einem im Wesentlichen gleichen Abstand voneinander auf dem ersten Plattenelement bzw. auf dem zweiten Plattenelement positioniert sind.
Innere Umflächen der in dem zweiten Plattenelement ausgebildeten Bohrungen können schrittweise nach einem vorgeschalteten Luftstrom hin aufgeweitet sein.
Bei der vorstehenden Ausführung wirkt die zylindrische Luftschicht wie eine pneumatische Masse in den mittleren Bereichen der Durchgangsbohrungen. Daher werden in diesen jeweiligen mittleren Bereichen Schwingungssysteme mit einem Freiheitsgrad ausgebildet. Zusätzlich wirken an den Umfangsabschnitten der Durchgangsbohrungen torusförmige Luftschichten um jeweilige Umfangsabschnitte der Bohrungen herum als pneumatische Massen und ebenso wirken ringförmige Luftschichten zwischen den pneumatischen Massen als Luftfedern. Daher werden in diesen Umfangsabschnitten Schwingungssysteme mit zwei Freiheitsgraden ausgebildet. Auf diese Weise werden die Schwingungssysteme mit einem Freiheitsgrad und die Schwingungssysteme mit zwei Freiheitsgraden in den jeweiligen Durchgangsbohrungen gebildet. Die Schalldämmwirkung wird aufgrund der übertragenen Welleninterferenz erreicht, die durch die Wirkung dieser Systeme erzeugt wird. Die Luftdurchlässigkeit wird durch die Bohrungen gewährleistet. Im Ergebnis dessen wird eine Verträglichkeit zwischen der Verbesserung der Kühlleistung und der Geräuschunterdrückung erreicht, wenn die Schalldämmplatte an dem Bodendeckel des Motorraumes angebracht wird. Weiterhin wird die Frequenzkennlinie von Übertragungsverlust der Schalldämmplatte beliebig abgestimmt, indem die Anzahl, die Größe, die Form etc. der Durchgangsbohrungen angepasst wird.
Da die inneren Umflächen der Bohrungen auf der Eintrittseite des Luftstromes allmählich und demzufolge durchgehend zu der vorgeschalteten Seite des Luftstromes aufgeweitet werden, strömen die Luftströme entlang der Umfangsabschnitte der Bohrungen und sie strömen ruhig in die Durchgangsbohrungen. Daher trennen sich die Luftströme niemals von den inneren Umflächen der Durchgangsbohrungen, so dass die Luft unter Ausnutzung der vollständigen Innenquerschnittsfläche der Durchgangsbohrungen wirksam hindurch strömt. Demzufolge wird der Luftströmungswiderstand beachtlich reduziert und die Luftdurchlässigkeit der Schalldämmplatte wird weiter verbessert.
Da die Luftströmung weiterhin durch die jeweiligen Durchgangsbohrungen hindurchströmt, werden Wirbelströme an den Umfangsabschnitten auf der nachgeschalteten Seite der Durchgangsbohrungen in den durchgehenden Bohrungen erzeugt. Wenn die erzeugten Wirbelströme zwangsweise regelmäßig auf die Umfangsabschnitte auf der nachgeschalteten Seite der Durchgangsbohrungen auftreffen, werden in den Durchgangsbohrungen periodische Luftteilchenschwingungen erzeugt. Somit werden die auf der Außenseite der zylindrischen Verbindungsabschnitte ausgebildeten Innenflächen mitschwingend miteinander, so dass die Möglichkeit besteht, dass sogenannte Pfeifgeräusche erzeugt werden.
Da im Gegensatz dazu gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung die einen Plattenelemente nach innen vorspringen und nicht die anderen Plattenelemente, werden die Luftströme in den durchgehenden Bohrungen zu den Mittelseiten der durchgehenden Bohrungen, also den jeweiligen abgestuften Abschnitten, umgeleitet, wenn diese neben den Durchgangsbohrungen hindurchströmen. Aus diesem Grund werden die Wirbelströme erzeugt, um zu den Mittelseiten der jeweiligen durchgehenden Bohrungen umgeleitet zu werden, so dass sie nicht auf die Umfangsabschnitte der Durchgangsbohrungen auf der stromabwärtigen Seite auftreffen. Daher werden in den Durchgangsbohrungen keine periodischen Luftteilchenschwingungen erzeugt und daher wird die Erzeugung des aufgrund solcher periodischer Luftteilchenschwingungen auftretenden Pfeifgeräusches sicher verhindert.
Ein Verhältnis H2/L2 wird auf mehr als 0,1 eingestellt, wobei H2 eine Radialhöhe eines jeden der Vorsprünge auf der ersten Plattenelementeseite ist und wobei L2 eine Länge einer jeden der Durchgangsbohrungen entlang der durchgehenden Bohrungen ist.
Bei der vorstehenden Ausführung und da das Verhältnis H2/L2 auf mehr als 0,1 eingestellt ist, wobei H2 eine Radialhöhe eines jeden der Vorsprünge auf der ersten Plattenelementeseite ist und wobei L2 eine Länge einer jeden der Durchgangsbohrungen entlang der durchgehenden Bohrungen ist, wird die Luftdurchlässigkeit nicht im geringsten beeinträchtigt und das Pfeifgeräusch wird zuverlässig verhindert.
Weiterhin können die Vorsprünge zu dem einen Plattenelement hin allmählich flach ausgeführt werden.
Bei der vorstehenden Ausführung dienen die Vorsprünge nicht als Luftströmungswiderstand gegen die Luftströmungen, die entlang der Umfänge der zweiten Bohrungen strömen. Daher wird die Luftdurchlässigkeit weiter verbessert und auch die ringförmig aufgeweiteten Abschnitte sind wirksam für den Luftstrom bei hoher Geschwindigkeit.
Der Übergang der äußeren Flächen der Bohrungen, ausgebildet in dem ersten Plattenelement von der Außenseite direkt nach innen zu den zylindrischen Verbindungsabschnitten, wird durch gekrümmte Flächen mit einem Krümmungsradius R1 ausgebildet, und ein Verhältnis R1/D1 des Krümmungsradius R1 zu Innendurchmessern D1 der in dem ersten Plattenelement ausgebildeten Bohrungen wird auf mehr als 0,08 eingestellt.
Bei der vorstehenden Ausführung und da das Verhältnis R1/D1 des Krümmungsradius R1 zu Innendruchmessern D1 der zweiten Bohrungen eingestellt ist, wird der Luftströmungswiderstand reduziert und die Luftdurchlässigkeit wird stark verbessert.
Ein Verhältnis T/D der Gesamtdicke T der Schalldämmplatte zu Innendurchmessern D der Bohrungen kann auf mehr als 1 eingestellt werden.
Bei der vorstehenden Ausführung und da das Verhältnis T/D der Gesamtdicke T der Schalldämmplatte zu den Innendurchmessern D der Bohrungen richtig eingestellt ist, wird der Luftströmungswiderstand reduziert und die Luftdurchlässigkeit wird weiter verbessert.
Weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden in den weiteren Unteransprüchen beschrieben.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung mittels mehrerer Ausführungsbeispiele derselben in Verbindung mit den anhängenden Zeichnungen ausführlicher beschrieben.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Unteransicht und zeigt ein Fahrzeug mit einem Bodendeckel des Standes der Technik.
2 ist eine perspektivische Ansicht und zeigt eine Luftstrom-Schalldämmplatte gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
3 ist eine Schnittansicht und zeigt einen Schalldämmmechanismus in Form der in 2 gezeigten Luftstrom-Schalldämmplatte.
4 ist eine Schnittansicht und zeigt ein Schwingungssystem mit einem Freiheitsgrad in der in 2 gezeigten Luftstrom-Schalldämmplatte.
5 ist eine Schnittansicht und zeigt ein Schwingungssystem mit zwei Freiheitsgraden in der in 2 gezeigten Luftstrom-Schalldämmplatte.
6 ist eine Schnittansicht und zeigt ein Schwingungssystem mit zwei Freiheitsgraden in der Luftstrom-Schalldämmplatte gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
7 ist eine Schnittansicht und zeigt ein Schwingungssystem mit zwei Freiheitsgraden in der Lufstrom-Schalldämmplatte gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
8 ist eine perspektivische Ansicht und zeigt die Luftstrom-Schalldämmplatte gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
9 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht einer Querschnittsform des Abschnittes IX der in 8 gezeigten Luftstrom-Schalldämmplatte.
10 ist eine Schnittansicht und zeigt einen Schalldämmmechanismus der in 8 gezeigten Luftstrom-Schalldämmplatte.
11 ist eine Schnittansicht und zeigt eine Teilquerschnittsform der in 8 gezeigten Luftstrom-Schalldämmplatte.
12 ist eine perspektivische Ansicht und zeigt eine Ausführung um eine Durchgangsbohrung in der in 8 gezeigten Luftstrom-Schalldämmplatte herum.
13 ist eine Kennliniendarstellung und zeigt das Versuchsergebnis der Untersuchung der Luftdurchlässigkeit.
14 ist eine Kennliniendarstellung und zeigt das Versuchsergebnis der Untersuchung der Luftdurchlässigkeit.
15 ist eine Kennliniendarstellung und zeigt das Versuchsergebnis der Untersuchung des Pfeifgeräusches; und
16 ist eine Kennliniendarstellung und zeigt das Versuchsergebnis der Untersuchung der Luftdurchlässigkeit.
Erstes Ausführungsbeispiel
Wie in 2 gezeigt, umfasst eine Luftstrom-Schalldämmplatte 1 zwei Lochplatten (Plattenelemente) 2, 4, die aus Harz bestehen. Eine Lochplatte 2 ist auf der Eintrittseite von Luftstrom (Seite der Lärmquelle) angeordnet und die andere Lochplatte 4 ist auf der Austrittseite von Luftstrom angeordnet. Zwei Lochplatten 2, 4 sind im Wesentlichen parallel in einem vorbestimmten Abstand angeordnet. Mehrere Mengen erster gegenüberliegender Bohrungen 3a, 5a und mehrere Mengen zweiter gegenüberliegender Bohrungen 3b, 5b werden in den jeweiligen Lochplatten 2, 4 ausgebildet. Die ersten Bohrungen 3a, 5a und die zweiten Bohrungen 3b, 5b werden abwechselnd gitterstrukturartig angeordnet. Die Bohrungen 3a, 3b, 5a, 5b werden als kreisrunde Durchgangsbohrungen ausgebildet.
Umfangsabschnitte der ersten gegenüberliegenden Bohrungen 3a, 5a werden durch zylindrische Verbindungsabschnitte 6, die zylinderartig ausgebildet werden, verbunden. Innenflächen der ersten Bohrungen 3a, 5a und Innenflächen der zylindrischen Verbindungsabschnitte 6 werden verbunden, um im Wesentlichen koplanare kreisrunde Flächen auszubilden. Durchgangsbohrungen 6a, die sich zu den ersten Bohrungen 3a, 5a fortsetzen, werden mit den Innenflächen der zylindrischen Verbindungsabschnitte 6 abgeteilt.
Ringförmig aufgeweitete Abschnitte 7a, 7b, die sich nach der Innenseite der Schalldämmplatte 1 so erstrecken, dass sie sich nicht gegenseitig berühren, werden an Umfangsabschnitten der jeweiligen zweiten gegenüberliegenden Bohrungen 3b, 5b bereitgestellt.
Innenräume 8 werden um die ringförmig aufgeweiteten Abschnitte 7a, 7b zwischen den beiden Lochplatten 2, 4 ausgebildet.
Wie in 3 gezeigt, wirkt in der durchgehenden Bohrung 6a enthaltene Luft als pneumatische Masse 40, die mittels eines sich periodisch ändernden Schalldruckes als äußerer Kraft in Schwingung gebracht wird. Daher wird ein Schwingungssystem 41 mit einem Freiheitsgrad in den jeweiligen durchgehenden Bohrungen 6a ausgebildet. Weiterhin wirkt zwischen den ringförmig aufgeweiteten Abschnitten 7a, 7b beinhaltete Luft als pneumatische Masse 42 und ebenso wirkt eine Luftschicht in dem Innenraum 8 als pneumatische Masse 43. Dabei werden zwischen den zweiten Bohrungen 3b, 5b Schwingungssysteme 44 mit zwei Freiheitsgraden ausgebildet.
Wie in 2 gezeigt, werden innere Umflächen der ersten Bohrungen 3a und der zweiten Bohrungen 3b der Lochplatte 2 so ausgebildet, dass sie sich allmählich zu der vorgelagerten Seite von Luftströmung (außerhalb der Schalldämmplatte 1) aufweiten. Innere Umflächen der ersten Bohrungen 5a und der zweiten Bohrungen 5b der Lochplatte 4 werden so ausgebildet, dass sie sich allmählich zu der nachgelagerten Seite von Luftstrom (außerhalb der Schalldämmplatte 1) hin aufweiten. Dabei bedeutet die „sich allmählich zu der Außenseite der Schalldämmplatte 1 hin aufweitende Form" zum Beispiel eine trichterartige Form, die eine gekrümmte Fläche mit einem beliebigen Krümmungsradius R etc. aufweist.
Weiterhin werden ringförmig abgestufte Abschnitte 10 an wenigstens einem der ringförmig aufgeweiteten Abschnitte 7a, 7b bereitgestellt. Die ringförmig abgestuften Abschnitte 10 werden verwendet, um alle Bereiche oberer innerer Umflächen der in der Lochplatte 2 ausgebildeten ringförmig aufgeweiteten Abschnitte 7a anstelle der Bereiche oberer innerer Umflächen der in der Lochplatte 4 ausgebildeten ringförmig aufgeweiteten Abschnitte 7b zu der Innenseite zu verschieben. Die in der Lochplatte 2 ausgebildeten ringförmig aufgeweiteten Abschnitte 7a sind auf der vorgelagerten Seite der Luftströmung positioniert, die durch die ringförmig aufgeweiteten Abschnitte 7a, 7b hindurchströmt, wohingegen die in der Lochplatte 4 ausgebildeten ringförmig aufgeweiteten Abschnitte 7b auf der nachgelagerten Seite der Luftströmung positioniert sind.
Die in dem ersten Ausführungsbeispiel gezeigten ringförmig abgestuften Abschnitte 10 werden aus einem Stück mit den oberen inneren Umflächen der ringförmig aufgeweiteten Abschnitte 7a, die auf der vorgelagerten Seite der Luftströmung positioniert sind, ausgebildet. Die ringförmig abgestuften Abschnitte 10 werden als jeweiligen ringförmige Vorsprünge 11 ausgebildet. Höhen der ringförmigen Vorsprünge 11 können beliebig eingestellt werden, wenn ihre Höhe nach der Innenseite vorspringt anstelle aller oberen inneren Umflächen der ringförmig aufgeweiteten Abschnitte 7b.
Der Reihe nach wird der Betrieb der Luftstrom-Schalldämmplatte nach dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung nachfolgend beschrieben.
Wie oben beschrieben, hat die Schalldämmplatte 1 zwei Arten von Schwingungssystemen, d. h. die Schwingungssysteme 41 mit einem Freiheitsgrad und die Schwingungssysteme 44 mit zwei Freiheitsgraden. Da das Schwingungssystem 41 mit einem Freiheitsgrad keine Resonanzfrequenz hat, ist die durchgelassene Welle gleich der Einfallswelle in Phase. Im Gegensatz dazu hat das Schwingungssystem 44 mit zwei Freiheitsgraden eine Resonanzfrequenz und daher ist die durchgelassene Welle bei Frequenzen über die Resonanzfrequenz hinaus der Einfallswelle in Phase entgegengesetzt. Aus diesem Grund sind die über die durchgehenden Bohrungen 6a durchgelassenen Wellen in dem über die Resonanzfrequenz des Schwingungssystems 44 mit zwei Freiheitsgraden hinausgehenden Frequenzbandbereich entgegengesetzt zu den über die Bohrungen 3b, 5b durchgelassenen Wellen, so dass sie durch Interferenz getilgt werden. Infolgedessen wird eine Schalldämmwirkung erzielt.
Dementsprechend wird Luftdurchlässigkeit wie auch Schalldämmeigenschaft erzielt, indem der Bodendeckel des Motorraumes aus der beschriebenen Schalldämmplatte 1 gefertigt wird. Infolgedessen wird Wärme in dem Motorraum problemlos abgeleitet und ebenso wird das Geräusch in dem Motorraum daran gehindert, nach außen abzustrahlen, so dass Verträglichkeit zwischen einer Verbesserung der Kühlleistung der Motorraumes und Geräuschunterdrückung erzielt wird.
Wie in 4 und 5 gezeigt, strömt die Luft, die durch die Umfangsabschnitte der in der Lochplatte 2 auf der Eintrittseite ausgebildeten Bohrungen 3a, 3b hindurchgeleitet wird, entlang der trichterförmig gekrümmten Flächen der Umfangsabschnitte der Bohrungen 3a, 3b und weiter durch die inneren Umflächen der durchgehenden Bohrungen 6a, die sich zu den trichterförmigen und inneren Umflächen der ringförmig aufgeweiteten Abschnitte 7a, 7b wie durch einen Pfeil 50 angedeutet erstrecken.
Daher trennen sich die Luftströme nicht von diesen inneren Umflächen der durchgehenden Bohrungen 6a und den ringförmig aufgeweiteten Abschnitten 7a, 7b, so dass die Luftströme die vollständigen Innenquerschnittsflächen sowohl der durchgehenden Bohrungen 6a als auch der ringförmig aufgeweiteten Abschnitte 7a, 7b wirksam ausnutzen.
Infolgedessen wird der Luftströmungswiderstand beachtlich reduziert und die Luftdurchlässigkeit der Schalldämmplatte 1 wird weiter verbessert.
Da weiterhin der Luftstrom von den ringförmig aufgeweiteten Abschnitten 7a zu den ringförmig aufgeweiteten Abschnitten 7b strömt, werden im Innern der zweiten Bohrungen 3b, 5b Wirbelströmungen erzeugt.
Wenn die ringförmig abgestuften Abschnitte nicht bereitgestellt werden, werden die erzeugten Wirbelströmungen zwangsweise periodisch gegen die ringförmig aufgeweiteten Abschnitte 7b geführt, so dass periodisch Luftteilchenschwingungen zwischen oberen Enden der ringförmig aufgeweiteten Abschnitte 7a, 7b verursacht werden. Somit werden die zwischen den ringförmig aufgeweiteten Abschnitten 7a, 7b ausgebildeten Innenräume 8 mitschwingend miteinander, so dass mit Wahrscheinlichkeit sogenannte Pfeifgeräusche erzeugt werden.
Im Gegensatz dazu werden in dem ersten Ausführungsbeispiel die zu den ringförmig aufgeweiteten Abschnitten 7b strömenden Luftströme durch die jeweiligen ringförmig angestuften Abschnitte 10 zu den Mittelseiten der ringförmig aufgeweiteten Abschnitte 7b abgeleitet. Aus diesem Grund werden die Wirbelströmungen erzeugt, um zu den Mittelseiten de ringförmig aufgeweiteten Abschnitte 7a, 7b abgeleitet zu werden, so dass sie nicht auf die Endabschnitte der ringförmig aufgeweiteten Abschnitte 7b auftreffen. Daher werden keine periodischen Luftteilchenschwingungen zwischen oberen Enden der ringförmig aufgeweiteten Abschnitte 7a, 7b erzeugt und daher wird die Erzeugung des Pfeifgeräusches aufgrund solcher periodischer Luftteilchenschwingungen sicher verhindert.
Wie an späterer Stelle beschrieben werden wird, wird eine Pfeifgeräusche verhindernde Wirkung wirksam erzielt, indem eine Höhe der ringförmig abgestuften Abschnitte 10 (ein Versatz oberer innerer Umflächen der ringförmig aufgeweiteten Abschnitte 7a in Bezug auf obere innere Umflächen der ringförmig aufgeweiteten Abschnitte 7b) beliebig eingestellt wird, wobei gleichzeitig der Luftströmungswiderstand entsprechend berücksichtigt wird. In dem ersten Ausführungsbeispiel und da die ringförmig abgestuften Abschnitte 10 ausgebildet werden, indem die ringförmigen Vorsprünge 11 an den oberen inneren Umflächen der ringförmig aufgeweiteten Abschnitte 7a bereitgestellt werden, gibt es Vorteile dahingehend, dass die ringförmig abgestuften Abschnitte 10 problemlos ausgebildet werden und dass ebenso eine Höhe der ringförmigen Vorsprünge 11 problemlos eingestellt wird.
Zweites Ausführungsbeispiel
6 ist eine Schnittansicht und zeigt einen relevanten Abschnitt einer Luftstrom-Schalldämmplatte 61, d. h. ein Schwingungssystem mit zwei Freiheitsgraden in der Luftstrom-Schalldämmplatte gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel werden die Vorsprünge 63, deren Höhe zu der Lochplatte 2 hin allmählich abnimmt, anstelle de ringförmigen Vorsprünge 11 in dem ersten Ausführungsbeispiel bereitgestellt. Insbesondere sind die Vorsprünge 63 wie eine Schräge ausgebildet, die sich allmählich von einer trichterförmigen gekrümmten Fläche trennt, die auf den Umfangsabschnitten der zweiten Bohrungen 3b ausgebildet wird. Infolgedessen wirken die geneigten Vorsprünge 63 in keiner Weise als Luftströmungswiderstand gegen den Luftstrom, der durch die trichterförmigen Umfangsabschnitte der Bohrungen 3b hindurchströmt. Daher wird die Luftdurchlässigkeit weiter verbessert und somit wirken die geneigten Vorsprünge 63 wirksam für den Luftstrom, der mit hoher Geschwindigkeit hindurchströmt.
Drittes Ausführungsbeispiel
7 ist eine Schnittansicht und zeigt einen relevanten Abschnitt einer Luftstrom-Schalldämmplatte 71, d. h. ein Schwingungssystem mit zwei Freiheitsgraden in der Luftstrom-Schalldämmplatte gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
In dem dritten Ausführungsbeispiel, ohne die ringförmigen Vorsprünge 11 in dem ersten Ausführungsbeispiel und die geneigten Vorsprünge 63 in dem zweiten Ausführungsbeispiel, werden die ringförmig abgestuften Abschnitte 10 bereitgestellt, indem Innendurchmesser der ringförmig aufgeweiteten Abschnitte 72a auf der vorgelagerten Seite kleiner ausgebildet werden als obere Innendurchmesser der ringförmig aufgeweiteten Abschnitte 72b auf der nachgelagerten Seite.
Daher wird nach dieser Konstruktion in dem dritten Ausführungsbeispiel Erzeugung des Pfeifgeräusches aufgrund derselben Gründe wie in dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel durch die ringförmig abgestuften Abschnitte 10 verhindert.
Da weiterhin kein als Luftströmungswiederstand wirkender Vorsprung auf den oberen inneren Umflächen der ringförmig aufgeweiteten Abschnitte 72a auf der vorgelagerten Seite der Luftströmung bereitgestellt wird, wirken die ringförmig abgestuften Abschnitte 10 nicht als Luftströmungswiderstand gegen den Luftstrom, der durch die trichterförmigen Umfangsabschnitte der Bohrungen 3b hindurchströmt. Infolgedessen wird die Luftdurchlässigkeit stark verbessert und in diesem Fall wirken die ringförmig abgestuften Abschnitte 10 ebenso wirksam für die Luftströmung, die mit hoher Geschwindigkeit hindurchströmt.
Viertes Ausführungsbeispiel
8 bis 12 zeigen eine Luftstrom-Schalldämmplatte gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Wie in 8 gezeigt, umfasst die Schalldämmplatte 81 zwei aus Harz bestehende Lochplatten (Plattenelemente) 82, 84. Eine Lochplatte 82 ist auf der Eintrittseite von Luftströmung (Lärmquellenseite) angeordnet und die andere Lochplatte 84 ist auf der Austrittseite von Luftströmung angeordnet. Zwei Lochplatten 82, 84 sind im Wesentlichen parallel in einem vorbestimmten Abstand angeordnet.
Eine Vielzahl von Mengen gegenüberliegender Bohrungen 83, 85 sind in den Lochplatten 82, 84 ausgebildet. Die Bohrungen 83, 85 sind in den Lochplatten 82, 84 abwechselnd gitterstrukturähnlich angeordnet. Die Bohrungen 83, 85 sind jeweils als kreisrunde Durchgangsbohrungen ausgebildet.
Umfangsabschnitte der gegenüberliegenden Bohrungen 83, 85 werden durch zylindrische Verbindungsabschnitte 86 verbunden, die jeweils wie Zylinder ausgebildet sind. In nenflächen der Bohrungen 83, 85 und Innenflächen der zylindrischen Verbindungsabschnitte 86 werden verbunden, um jeweils im Wesentlichen koplanare kreisrunde Flächen auszubilden. Durchgehende Bohrungen 86a, die sich zu den Bohrungen 83, 85 erstrecken, werden mit den Innenflächen der zylindrischen Verbindungsabschnitte 86 abgeteilt.
Eine Vielzahl von Durchgangsbohrungen 89, die die Innenseite und die Außenseite der jeweiligen durchgehenden Bohrungen 86a verbinden, werden in jeweiligen zylindrischen Verbindungsabschnitten 86 bereitgestellt. Die Durchgangsbohrungen 89 sind auf der gleichen Kreisumfangslinie angeordnet, die sich im Wesentlichen in der Mitte der beiden Lochplatten 82, 84 entlang ihrer Achsenrichtung befindet.
Abgestufte Abschnitte 90 werden auf den zylindrischen Verbindungsabschnitten 86 so bereitgestellt, dass sie über Umfangsabschnitte der Durchgangsbohrungen 89 auf der vorgelagerten Seite (eine Seite der Lochplatte 82) zu der Innenseite hin vorstehen und nicht diejenigen auf der nachgelagerten Seite (die andere Seite der Lochplatte 84) in den durchgehenden Bohrungen 86a. In dem vierten Ausführungsbeispiel werden die abgestuften Abschnitte 90 auf den Abschnitten der vorgelagerten Seite der Umfangsabschnitte der Durchgangsbohrungen 89 in den durchgehenden Bohrungen 86a ausgebildet. Die abgestuften Abschnitte 90 bestehen aus Vorsprüngen 91, die zu der Innenseite hin vorstehen, im Gegensatz zu den Innenflächen der jeweiligen zylindrischen Verbindungsabschnitte 86. Eine Breite des Vorsprunges 91 wird so ausgebildet, dass ihre Höhe allmählich zu der Lochplatte 82 hin abnimmt, so dass der Luftströmungswiderstand reduziert wird.
Innere Umflächen der Bohrungen 83 der Lochplatte 82 werden so ausgebildet, dass sie sich allmählich nach der vorgelagerten Seite der Luftströmung hin (außerhalb der Schalldämmplatte 81) aufweiten. Innere Umflächen der Bohrungen 85 der Lochplatte 84 werden so ausgebildet, dass sie sich allmählich zu der nachgelagerten Seite der Luftströmung hin (außerhalb der Schalldämmplatte 81) aufweiten. Dabei bedeutet die „sich nach der Außenseite der Schalldämmplatte 81 hin allmählich aufweitende Form" zum Beispiel eine Form wie ein Trichter, der gekrümmte Flächen mit einem beliebigen Krümmungsradius R etc. aufweist.
Wie in 10 gezeigt, wirkt eine zylindrische Luftschicht als pneumatische Masse 45 in den mittleren Bereichen der durchgehenden Bohrungen 86a. Daher werden Schwingungssysteme 46 mit einem Freiheitsgrad in den mittleren Bereichen der jeweiligen durchgehenden Bohrungen 86a ausgebildet. Weiterhin wirken an den Umfangsabschnitten der durchgehenden Bohrungen 86a torusförmige Luftschichten um jeweilige Umfangsabschnitte der Bohrungen 83, 85 herum als pneumatische Massen 47, 47 und Luftschichten, die die zylindrischen pneumatischen Massen 45 zwischen den pneumatischen Massen 47, 47 umgeben, wirken als Luftfedern 48, indem sie über die Durchgangsbohrungen 89 eine Verbindung zu den Luftkammern 88 herstellen. Dementsprechend werden Schwingungssysteme 49 mit zwei Freiheitsgraden an den Umfangsabschnitten der durchgehenden Bohrungen 86a ausgebildet.
Nachfolgend wird nunmehr der Betrieb der Schalldämmplatte 81 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Die Schwingungssysteme 46 mit einem Freiheitsgrad und die Schwingungssysteme 49 mit zwei Freiheitsgraden werden in den jeweiligen durchgehenden Bohrungen 86a zusammengestellt. Die Schalldämmwirkung wird durch Interferenz durchgelassner Wellen, erzeugt durch die Wirkungen dieses Systems, erzielt. Weiterhin wird die Frequenzkennlinie von Übertragungsverlust der Schalldämmplatte 81 durch Anpassen der Größe, der Form etc. der Durchgangsbohrungen 89 beliebig eingestellt.
Wie in 11 gezeigt, strömt die Luft, die durch die Umfangsabschnitte der in der Lochplatte 82 zu der Eintrittseite hin ausgebildeten Bohrungen 83 hindurchströmt, entlang der trichterartig gekrümmten Flächen der Umfangsabschnitte der Bohrungen 83 und auch durch die inneren Umflächen der durchgehenden Bohrungen 86a, die sich zu den trichterförmigen Flächen fortsetzen, wie mit dem Pfeil 50 angedeutet.
Daher trennen sich die Luftströme nicht von den inneren Umflächen der durchgehenden Bohrungen 86a, so dass die Luft unter Ausnutzung der vollständigen inneren Querschnittsfläche der durchgehenden Bohrungen 86a wirksam hindurchströmt. Infolgedessen wird der Luftströmungswiderstand beachtlich reduziert und die Luftdurchlässigkeit der Schalldämmplatte 81 wird weiter verbessert.
Weiterhin und da die Luftströme durch die jeweiligen durchgehenden Bohrungen 86a strömen, werden Wirbelströmungen an den Umfangsabschnitten auf der nachgelagerten Seite der Durchgangsbohrungen 89 in den durchgehenden Bohrungen 86a erzeugt. Wenn die erzeugten Wirbelströmungen zwangsweise auf die Umfangsabschnitte auf der nachgelagerten Seite der Durchgangsbohrungen 89 periodisch auftreffen, werden in den Durchgangsbohrungen 89 periodische Luftteilchenschwingungen verursacht. Somit werden die auf der Außenseite der zylindrischen Verbindungsabschnitte 86 ausgebildeten Innenräume 88 miteinander mitschwingend, so dass mit Wahrscheinlichkeit sogenannte Pfeiftöne entstehen.
Im Gegensatz dazu werden in dem vierten Ausführungsbeispiel die Luftströmungen in den durchgehenden Bohrungen 86a zu den Mittelseiten der durchgehenden Bohrungen 86a in Form von abgestuften Abschnitten 90 abgeleitet, wenn sie neben den Durchgangsbohrungen 89 hindurchströmen. Aus diesem Grund werden die Wirbelströmungen erzeugt, um zu den Mittelseiten der jeweiligen durchgehenden Bohrungen 86a abgeleitet zu werden, so dass sie nicht auf die Umfangsabschnitte der Durchgangsbohrungen 86a auf der nachgelagerten Seite auftreffen. Daher werden in den Durchgangsbohrungen 86a keine periodischen Luftteilchenschwingungen erzeugt un daher wird die Erzeugung von Pfeiftönen aufgrund solcher periodischer Luftteilchenschwingungen sicher verhindert.
Nunmehr wird die Luftdurchlässigkeit der Schalldämmplatten 1, 61, 71, 81 in den oben angeführten Ausführungsbeispiel nachfolgend betrachtet.
Ein Verhältnis R/D ist auf 0,004, 0,09, 0,13 bzw. 0,17 geändert worden. Dabei ist R ein Krümmungsradius der gekrümmten Flächen an den Umfangsabschnitten der Bohrungen 3a, 3b, 83 auf der Eintrittseite von Luftströmung und D ist ein Innendruchmesser der durchgehenden Bohrungen 6a, 86a bzw. des ringförmig aufgeweiteten Abschnittes 7. Infolgedessen tritt wie in 13 gezeigt eine Änderung in einem Luftströmungswiderstandsfaktor auf. Es wurde festgestellt, dass wenn das Verhältnis R/D auf mehr als 0,08, vorzugsweise auf 0,13, eingestellt ist, der Luftströmungswiderstandsfaktor äußerst stark reduziert wird und somit die Luftdurchlässigkeit verbessert wird.
Analog dazu wurde ein Verhältnis T/D auf 0,02, 0,5, 1,0, 1,5, 2,9 bzw. 3,0 verändert. Dabei ist T die Gesamtdicke der Schalldämmplatte 1, 61, 71, 81 und D ist ein Innendurchmesser der durchgehenden Bohrungen 6a, 86a bzw. des ringförmig aufgeweiteten Abschnittes 7. Infolgedessen tritt wie in 14 gezeigt eine Änderung des Luftströmungswiderstandsfaktors auf. Es wurde festgestellt, dass wenn das Verhältnis T/D auf mehr als 1 eingestellt wird, der Luftströmungswiderstandsfaktor äußerst stark reduziert und somit die Luftdurchlässigkeit verbessert wird.
Mittlerweise wurde in Bezug auf die Erzeugung des Pfeiftones unter der Annahme, dass H eine Höhe der abgestuften Abschnitte 10, 90 einschließlich der Vorsprünge 11, 63, 91 ist und dass L eine Länge zwischen den gegenüberliegenden aufgeweiteten Abschnitten 8, 7 bzw. eine Länge der Durchgangsbohrungen 89 entlang der durchgehenden Bohrungen ist, ein Verhältnis H/L zu 0,01, 0,16, 0,2 bzw. 0,3 geändert. Infolgedessen tritt wie in 15 gezeigt eine Änderung des Schalldruckpegels bei hohen, mittlern und niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten ein. Es wurde festgestellt, dass wenn das Verhältnis H/L auf mehr als 0,1, vorzugsweise auf 0,16, eingestellt wird, der Schalldruckpegel äußerst stark reduziert wird und wie in 16 gezeigt eine Änderung des Druckverlustes aufgrund der abgestuften Abschnitte 10 selten verursacht wird und die Erzeugung des Pfeiftones sicher verhindert wird, ohne dass die Luftdurchlässigkeit reduziert wird.
Wenn dementsprechend die oben genannten Kennwerte R, D, T, H, L der Schalldämmplatten 1, 61, 71, 81 so eingestellt werden, dass R/D = 0,13 oder größer, T/D = 1 oder größer und H/L = 0,16 oder größer erfüllt ist, erhält man die Schalldämmplatte mit guter Luftdurchlässigkeit ohne Erzeugung von Pfeifgeräuschen und mit ausgezeichneter Schalldämmeigenschaft.
Obwohl dies nicht gezeigt wird, gilt: Wenn die Bohrungen 83, 85 in dem in den 8 bis 12 gezeigten vierten Ausführungsbeispiel in die benachbarten ersten und zweiten Bohrungen unterteilt werden, werden die Umfangsabschnitte der ersten Bohrungen durch die zylindrischen Verbindungsabschnitte verbunden und dann werden wie in dem ersten Ausführungsbeispiel in 2 gezeigt gegenüberliegende aufgeweitete Abschnitte an den Umfangsabschnitten der jeweiligen zweiten Bohrungen bereitgestellt; die Schwingungssysteme mit zwei Freiheitsgraden werden in den zweiten Bohrungen bereitgestellt, und die abgestuften Abschnitte werden an den oberen inneren Umflächen der aufgeweiteten Abschnitte auf der vorgelagerten Seite der Luftströmung ausgebildet.
Weiterhin wird eine Luftstrom-Schalldämmplatte bereitgestellt, die umfasst: ein erstes Plattenelement und ein zweites Plattenelement, wobei die Plattenelemente parallel in einem vorbestimmten Abstandangeordnet sind, wobei das erste Plattenelement auf einer Lufteintrittseite angeordnet ist und das zweite Plattenelement auf einer Luftaustrittseite angeordnet ist; eine Vielzahl Mengen erster Bohrungen in den jeweiligen Plattenelementen einander gegenüberliegend angeordnet; eine Vielzahl Mengen zweiter Bohrungen neben der Vielzahl von Mengen erster Bohrungen in jeweiligen zwei Lochplattenelementen einander gegenüber liegend; zylindrische Verbindungsabschnitte zur Verbindung von Umflächen jeweiliger Mengen erster Bohrungen auf eine Weise, dass darin durchgehende Bohrungen ausgebildet werden; ringförmig aufgeweitete Abschnitte, die sich von Umflächen der Vielzahl von Mengen zweiter Bohrungen so erstrecken, dass sie einander gegenüberliegen und sich nicht berühren; und Innenräume, die um ringförmig aufgeweitete Abschnitte zwischen den beiden Plattenelementen herum bereitgestellt werden, wobei Innenflächen der ersten Bohrungen und der zweiten Bohrungen, ausgebildet in dem ersten Plattenelement, allmählich zu einer vorgelagerten Seite von Luftströmung aufgeweitet werden und alle Bereiche von oberen inneren Umflächen der ringförmig aufgeweiteten in dem ersten Plattenelement ausgebildeten Abschnitten auf einer Innenseite positioniert anstelle aller Bereiche oberer innerer Umflächen der ringförmig aufgeweiteten in dem zweiten Plattenelement ausgebildeten Abschnitte.
Innere Umflächen der ersten Bohrungen und der zweiten Bohrungen, ausgebildet in dem zweiten Plattenelement, können allmählich nach der nachgelagerten Seite der Luftströmung aufgeweitet werden.
Weiterhin können Vorsprünge, die nach der Innenseite vorstehen, anstelle aller Bereiche oberer innerer Umflächen der in dem zweiten Plattenelement ausgebildeten ringförmig aufgeweiteten Abschnitte an den oberen Enden der in dem ersten Plattenelement ausgebildeten ringförmig aufgeweiteten Abschnitte bereitgestellt werden.
Innendurchmesser der in dem ersten Plattenelement ausgebildeten ringförmig aufgeweiteten Abschnitte können kleiner eingestellt sein als die Innendruchmesser der oberen inneren Enden der in dem zweiten Plattenelement ausgebildeten ringförmig aufgeweiteten Abschnitte.
Bei der vorstehenden Ausführung und ohne besondere Änderung der Innenflächen der aufgeweiteten Abschnitte sind alle Bereiche oberer innerer Umflächen der einen ringförmig aufgeweiteten Abschnitte auf der Innenseite anstelle derjenigen oberer innerer Umflächen der anderen ringförmig aufgeweiteten Abschnitte angeordnet. Demzufolge werden Innenflächen der aufgeweiteten Abschnitte frei so ausgebildet, dass der Luftströmungswiderstand gegen die Luftströme, die entlang der Umfänge der zweiten Bohrungen einströmen, wird minimiert. Somit wird die Luftdurchlässigkeit weiter verbessert und auch die ringförmig aufgeweiteten Abschnitte sind wirksam für die Luftströmung bei hoher Geschwindigkeit.
Weiterhin wird eine Luftstrom-Schalldämmplatte bereitgestellt, die umfasst: ein erstes Plattenelement und ein zweites Plattenelement, wobei die Plattenelemente parallel in einem vorbestimmten Abstand angeordnet sind, wobei das erste Plattenelement auf der Lufteintrittseite angeordnet ist und wobei das zweite Plattenelement auf der Luftaustrittseite angeordnet ist; eine Vielzahl von Mengen in den jeweiligen Plattenelementen einander gegenüberliegend angeordneter Bohrungen; zylindrische Verbindungsabschnitte zum Verbinden von Umflächen jeweiliger Mengen von Bohrungen auf eine Weise, dass durchgehende Bohrungen darin ausgebildet werden; sowie Durchgangsbohrungen, die in den zylindrischen Verbindungsabschnitten so ausgebildet werden, dass Innenflächen und Außenflächen der jeweiligen durchgehenden Bohrungen verbunden werden; wobei innere Umflächen der in dem ersten Plattenelement ausgebildeten Bohrungen allmählich nach einer nachgelagerten Seite von Luftströmung hin aufgeweitet werden und Umfangsabschnitte der Durchgangsbohrungen, die in den durchgehenden Bohrungen ausgebildet und auf einem ersten Plattenelement angeordnet sind, so positioniert sind, das sie nach einer Innenseite vorspringen anstelle derjenigen der Durchgangsbohrungen, die in den durchgehenden Bohrungen ausgebildet werden und auf einer zweiten Plattenelementeseite angeordnet sind.
Vorsprünge, die zu einer Innenseite vorstehen, anstelle von Innenflächen der zylindrischen Verbindungsabschnitte werden an den Umfangsabschnitten der in den durchge henden Bohrungen auf der ersten Plattenelementeseite ausgebildeten Durchgangsbohrungen bereitgestellt.
Weiterhin wird ein Verhältnis H2/L2 auf größer als 0,1 eingestellt, wobei H2 eine Vorsprungshöhe eines jeden der Umfangsabschnitte der Durchgangsbohrungen auf der ersten Plattenelementeseite in Bezug auf die der Umfangsabschnitte der Durchgangsbohrungen auf der zweiten Plattenelementeseite ist und wobei L2 eine Länge einer jeden Durchgangsbohrung entlang der durchgehenden Bohrungen ist.
Innere Umflächen der in dem einen Plattenelement und dem anderen Plattenelement ausgebildeten Bohrungen werden durch gekrümmte Flächen mit dem entsprechenden Krümmungsradius R1 so ausgebildet, dass sie sich allmählich zu der vorgelagerten Seite bzw. der nachgelagerten Seite der Luftströmung hin aufweiten, und das Verhältnis R1/D1 des Krümmungsradius R1 zu dem Innendurchmesser D1 jeweiliger entsprechender Bohrungen wird auf größer als 0,08 eingestellt.

Claims

Luftstrom-Schalldämmplatte (1, 61, 71) mit: einem ersten Plattenelement (2) und einem zweiten Plattenelement (3), wobei die Plattenelemente (2, 3) parallel in einem vorbestimmten Abstand angeordnet sind, wobei das erste Plattenelement (2) auf der Lufteintrittseite angeordnet ist und das zweite Plattenelement (3) auf der Luftaustrittseite angeordnet ist; einer Vielzahl von Mengen erster Bohrungen (3a, 5a) in den Plattenelementen (2, 3) einander gegenüberliegend angeordnet; einer Vielzahl von Mengen zweiter Bohrungen (3b, 5b), angeordnet neben der Vielzahl erster Bohrungen (3a, 5a), in den Plattenelementen (2, 3) einander gegenüberliegend; zylindrischen Verbindungsabschnitten (6), die äußere Flächen jeweiliger Mengen erster Bohrungen (3a, 5a) so verbinden, dass darin durchgehende Bohrungen (6a) ausgebildet werden; ringförmig aufgeweiteten Abschnitten (7a, 7b; 72a, 72b), die sich von äußeren Flächen jeweiliger Mengen zweiter Bohrungen (3b, 5b) so nach innen erstrecken, dass sie einander gegenüber liegen und nicht miteinander in Berührung kommen; und Innenräumen (8), die teilweise durch die ringförmig aufgeweiteten Abschnitte (7a, 7b; 72a, 72b) und die Plattenelemente (2, 3) begrenzt werden, dadurch gekennzeichnet, dass ein Übergang äußerer Flächen der ersten Bohrungen (3a), ausgebildet in dem ersten Plattenelement (2) von der Außenseite direkt nach innen zu den zylindrischen Verbindungsabschnitten (6), und der äußeren Flächen der zweiten Bohrungen (3b), ausgebildet in dem ersten Plattenelement (2) von der Außenseite direkt nach innen zu den ringförmigen aufgeweiteten Abschnitten (7a, 72a), durchgängig ist und dass die Innendurchmesser (D1) der in dem ersten Plattenelement (2) ausgebildeten ringförmig aufgeweiteten Abschnitte (7a; 72a) kleiner sind als die Innendurchmesser (D) der in dem zweiten Plattenelement (3) ausgebildeten ringförmig aufgeweiteten Abschnitte (7b; 72b).
Luftstrom-Schalldämmplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Vorsprünge (11) bereitgestellt werden, die sternförmig nach der Innenseite der in dem ersten Plattenelement (2) ausgebildeten ringförmig aufgeweiteten Abschnitte (7a) vorspringen, so dass die Innendurchmesser (D1) der ringförmig aufgeweiteten Abschnitte (7a) an der Position der Vorsprünge (11) kleiner eingestellt sind als die Innendurchmesser (D) der ringförmig aufgeweiteten Abschnitte (7b), die in dem zweiten Plattenelement (3) ausgebildet sind.
Luftstrom-Schalldämmplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhältnis H1/L1 auf mehr als 0,1 eingestellt ist, wobei H1 eine Radiallänge der Vorsprünge (11) ist und wobei L1 ein Abstand zwischen den ringförmig aufgeweiteten Abschnitten (7a, 7b; 72a, 72b) ist, die in dem ersten Plattenelement (2) und dem zweiten Plattenelement (3) ausgebildet sind.
Luftstrom-Schalldämmplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Innendurchmesser (D1) der ringförmig aufgeweiteten Abschnitte (7a) auf das erste Plattenelement (2) hin schrittweise abnehmen.
Luftstrom-Schalldämmplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Übergang der äußeren Flächen der ersten Bohrungen (5a), ausgebildet in dem zweiten Plattenelement (3) von der Außenseite direkt nach innen zu den zylindrischen Verbindungsabschnitten (6), und der äußeren Flächen der zweiten Bohrungen (5b), ausgebildet in dem zweiten Plattenelement (3) von der Außenseite direkt nach innen zu den ringförmig aufgeweiteten Abschnitten (7b), durchgängig ist.
Luftstrom-Schalldämmplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang der äußeren Flächen der ersten Bohrungen, ausgebildet in dem ersten Plattenelement (2) von der Außenseite direkt nach innen zu den zylindrischen Verbindungsabschnitten (6), durch gekrümmte Flächen mit einem Krümmungsradius (R1) ausgebildet wird, und dass ein Verhältnis (R1/D1) des Krümmungsradius (R1) zu den Innendurchmessern (D1) der zweiten Bohrungen (3b), ausgebildet in dem ersten Plattenelement (2), auf mehr als 0,08 eingestellt ist.
Luftstrom-Schalldämmplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang der äußeren Flächen der zweiten Bohrungen (3b), ausgebildet in dem ersten Plattenelement (2) von der Außenseite direkt nach innen zu den zylindrischen Verbindungsabschnitten (6), durch gekrümmte Flächen mit einem Krümmungsradius (R1) ausgebildet wird, und dass ein Verhältnis (R1/D) des Krümmungsradius (R1) zu den Innendurchmessern (D) der ersten Bohrungen (3a), ausgebildet in dem ersten Plattenelement (2), auf mehr als 0,08 eingestellt ist.
Luftstrom-Schalldämmplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang der äußeren Flächen der ersten Bohrungen (5a), ausgebildet in dem zweiten Plattenelement (3) von der Außenseite direkt nach innen zu den zylindrischen Verbindungsabschnitten (6), durch gekrümmte Flächen mit einem Krümmungsradius (R2) ausgebildet wird, und dass ein Verhältnis (R2/D) des Krümmungsradius (R2) zu den Innendruchmessern (D) der zweiten Bohrungen (5b), ausgebildet in dem zweiten Plattenelement (3), auf mehr als 0,08 eingestellt ist; und dass der Übergang der äußeren Flächen der zweiten Bohrungen (5b), ausgebildet in dem zweiten Plattenelement (3) von der Außenseite direkt nach innen zu den zylindrischen Verbindungsabschnitten (6), durch gekrümmte Flächen mit einem Krümmungsradius (R2) ausgebildet wird, und dass ein Verhältnis (R2/D1) des Krümmungsradius (R2) zu den Innendurchmessern (D1) der ersten Bohrungen (5a), ausgebildet in dem zweiten Plattenelement (3), auf mehr als 0,08 eingestellt ist.
Luftstrom-Schalldämmplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl ein Verhältnis (T1/D1) der Gesamtdicke (T1) der Schalldämmplatte zu den Innendurchmessern (D1) der ersten Bohrungen (3a, 5a) und ein Verhältnis (T1/D2) der Gesamtdicke (T1) der Schalldämmplatte zu den Innendurchmessern (D2) der zweiten Bohrungen (3b, 5b) auf mehr als 1 eingestellt sind.
Luftstrom-Schalldämmplatte (81), umfassend: ein erstes Plattenelement (82) und ein zweites Plattenelement (84), wobei die Plattenelemente (82, 84) parallel in einem vorbestimmten Abstand angeordnet sind, wobei das erste Plattenelement (82) auf der Lufteintrittseite angeordnet ist und das zweite Plattenelement (84) auf der Luftaustrittseite angeordnet ist; eine Vielzahl von Mengen von Bohrungen (83, 85) in den Plattenelementen (82, 84), angeordnet in zwei Tafeln von Plattenelementen (82, 84), so dass sie einander gegenüberliegen; zylindrische Verbindungsabschnitte (86) zur Verbindung der äußeren Flächen jeweiliger Mengen von Bohrungen (83, 85), so dass darin durchgehende Bohrungen (86a) ausgebildet werden; und Durchgangsbohrungen (89), ausgebildet in den zylindrischen Verbindungsabschnitten (86) zur Verbindung der Innenräume (88) und der Außenräume der durchgehenden Bohrungen (86a); dadurch gekennzeichnet, dass ein Übergang äußerer Flächen der Bohrungen (83), ausgebildet in dem ersten Plattenelement (82) von der Außenseite direkt nach innen zu den zylindrischen Verbindungsabschnitten (86), durchgehend ist, und dass Innendurchmesser (D1) von Vorsprüngen (91), bereitgestellt auf einer ersten Plattenelementeseite, kleiner eingestellt sind als Innendurchmesser (D) der durchgehenden Bohrungen (86a) auf einer zweiten Plattenelementeseite.
Luftstrom-Schalldämmplatte nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zylindrischen Verbindungsabschnitte (86) eine Vielzahl von Durchgangsbohrungen (89) umfassen, die in einem im Wesentlichen gleichen Abstand voneinander auf dem ersten Plattenelement (82) bzw. auf dem zweiten Plattenelement (84) positioniert sind.
Luftstrom-Schalldämmplatte nach Anspruch 10 bzw. 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhältnis H2/L2 auf mehr als 0,1 eingestellt ist, wobei H2 eine Radialhöhe eines jeden der Vorsprünge (91) auf dem ersten Plattenelement ist und wobei L2 eine Länge einer jeden der Durchgangsbohrungen (89) entlang der durchgehenden Bohrungen (86a) ist.
Luftstrom-Schalldämmplatte nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Innendurchmesser (D1) der Vorsprünge (91) zu dem ersten Plattenelement (82) hin schrittweise abnehmen.
Luftstrom-Schalldämmplatte nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Übergang der äußeren Flächen der Bohrungen (85), ausgebildet in dem zweiten Plattenelement (84) von der Außenseite direkt nach innen zu den zylindrischen Verbindungsabschnitten (85), durchgehend ist.
Luftstrom-Schalldämmplatte nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang der äußeren Flächen der Bohrungen (83), ausgebildet in dem ersten Plattenelement (82) von der Außenseite direkt nach innen zu den zylindrischen Verbindungsabschnitten (86), durch gekrümmte Flächen mit einem Krümmungsradius (R1) ausgebildet wird und dass ein Verhältnis (R1/D1) des Krümmungsradius (R1) zu den Innendurchmessern (D1) der Bohrungen (83), ausgebildet in dem ersten Plattenelement (82), auf mehr als 0,08 eingestellt ist.
Luftstrom-Schalldämmplatte nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang der äußeren Flächen der Bohrungen (85), ausgebildet in dem zweiten Plattenelement (84) von der Außenseite direkt nach innen zu den zylindrischen Verbindungsabschnitten (86), durch gekrümmte Flächen mit einem Krümmungsradius (R2) ausgebildet wird und dass ein Verhältnis (R2/D) des Krümmungsradius (R2) zu den Innendurchmessern (D) der Bohrungen (85), ausgebildet in dem zweiten Plattenelement (84), auf mehr als 0,08 eingestellt ist.
Luftstrom-Schalldämmplatte nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verhältnis (T/D) einer Gesamtdicke (T) der Schalldämmplatte zu Innendurchmessern (D) der Bohrungen (83, 85) auf mehr als 1 eingestellt ist.