DE732733C

DE732733C - Acoustic branch filter consisting of two or more resonators, especially for internal combustion engines

Info

Publication number: DE732733C
Application number: DEE50510D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Herbert Martin
Original assignee: J Eberspaecher GmbH and Co KG
Current assignee: Eberspaecher Climate Control Systems GmbH and Co KG
Priority date: 1937-12-08
Filing date: 1937-12-08
Publication date: 1943-03-10

Description

Akustisches Abzweigfilter aus zwei oder mehr Resonatoren, insbesondere für Brennkraftmaschinen Bekannt sind akustische Resonatoren in Form von Abzweigfiltern, bei 'welchen der Höchstwert der Dämpfung dort auftritt, wo das seitlich anschließende Kammervolumen sieh mit dem Ringspalt der Schalleitung in Resonanz befindet.Acoustic branch filter composed of two or more resonators, in particular for internal combustion engines are known acoustic resonators in the form of branch filters, in which the maximum value of the damping occurs where the laterally adjoining Chamber volume is in resonance with the annular gap of the sound line.

Die Resonanzfrequenz wird aus dem akustischien Leitwertc, welcher durch das Verhältnis von Querschnitt zur Länge einer Abzweigung der Schalleitung bestimmt ist, und dem Volumen.V der seitlich anschließenden Kammer gebildet.The resonance frequency is derived from the acoustic conductance, which by the ratio of the cross section to the length of a branch of the sound line is determined, and formed the volume.V of the laterally adjoining chamber.

Die Frequenz der Resonatoreigenschwingung, welche die Resonanz #erregt, ist wo a die SchallgeschwindigIwit bedeutet. Es ist schon wiederholt versucht worden, durch Hintereinanderschaltung inehterer auf Grund dieser Erkenntnisse auf verscMedene Resonanzen abgestimmten Resonatoren an sich bekannter Art eüi gleichmäßiges akustisches Sperrbiereicli über ein weites Frequenzgebliet zu erhalten. Dabei wurden die Abstimmungen der einzelnen Resonatoren stets gestaffelt, z. B. nach überdeckungsgesetzen. Trotzdem gelang ies nicht, einen größeren Dämpfungsbereich lückenlos und gleichmäßig zu erfassen. !Herbei entstanden in den je- weils zwischen den einzelnen Spalten befindlichen Rohrabschnitten und in den Kammern zum Teil gemeinsame, zum Teil neue Resonanzen, die die Dämpfung wieder stark verschlechterten. Letzteren übelstand versuchte man dadurch zu beheben, daß man die Kammein mit Schallschluckstoff ausfüllte, wodurch zwar eine Dämpfung der hohen Frequenzen durch Absorptionswirkung -eintritt, dafür aber die eigentlich gewollte Resonatordämpfung sehr stark herabgesetzt wird. Es ist weiter versucht worden, lediglich die Volumen zu staffeln. Hierbei wurde aber der Einfluß der Spaltbreite außer Acht gelassen. Durch Versuche wurde erkannt, daß die Spaltbreite auf die Wirkung des Leitwertes und damit auf die Eigenfrequenz keineswegs ohne Einfluß ist.The frequency of the resonator's natural oscillation which # excites the resonance is where a means the speed of sound Iwit. Attempts have already been made repeatedly to obtain a uniform acoustic barrage over a wide range of frequencies by connecting in series resonators of a known type, which are tuned to different resonances on the basis of this knowledge. The tuning of the individual resonators was always staggered, e.g. B. according to coverage laws. In spite of this, it was not possible to cover a larger attenuation area consistently and evenly. This resulted in partly common, partly new resonances in the pipe sections located between the individual gaps and in the chambers, which again greatly worsened the damping. Attempts were made to remedy the latter inconvenience by filling the chambers with sound-absorbing material, which results in damping of the high frequencies through absorption, but the actually intended resonator damping is very much reduced. Attempts have also been made to only stagger the volumes. Here, however, the influence of the gap width was disregarded. Experiments have shown that the gap width is by no means without influence on the effect of the conductance and thus on the natural frequency.

Auf dieser Erkenntnis fußend wurde ein Dämpfer entwickelt, welcher gemäß der Erfindung auch auf ein akustisches Abzweigfilter aus zwei oder mehreren Resonatoren bezieht, wobei die Resonanzschwingungszahlen-, gebil,-det aus dem Leitwert der abzweigenden öffnungen und den mit diesen öffnungen verbundenen Kammervolumen der aufeinanderfolgenden Resonatoren, sich nach dem Gesetz einer geometrischen Reihe steigern.Based on this knowledge, a damper was developed which according to the invention also to an acoustic branch filter composed of two or more Resonators refers, where the resonance oscillation numbers, formed, det from the conductance the branching openings and the chamber volumes connected to these openings of the successive resonators, according to the law of a geometric series increase.

Zur weiteren Steigerung der Dämpfung sind die Längen der Rohrabschnitte zwischen den einzelnen aufeinanderfolgenden Resonatoren so gestaffelt, daß jeder Rohrabschnitt eine andere Resonanz erhält. Vorteilhaft erhalten die Rohrabschnitte zwischen den einzelnen aufeinanderfolgenden Resonatoren unter sich nicht nur verschiedene Längen, sondern auch verschiedene Querschnitte, je- doch so, daß das Verhältnis von Querschnitt zur Länge konstant bleibt.To further increase the damping, the lengths of the pipe sections between the individual successive resonators are staggered so that each pipe section receives a different resonance. Advantageously, the pipe sections between the successive resonators not only get different lengths among themselves, but also various cross-sections, JE but so that the ratio of cross section to the length remains constant.

Die Abbildungen zeigen Beispiele des Erfindungsgegenstandes und bedeuten: Abb. i einen Schalldämpfer im Längsschnitt, bei welchem die Schalleitung durchweg gleichen Querschnitt hat, Abb. 2 einen Schalldämpfer im Längsschnitt, bei welchem sich der Querschnitt der Schalleitung ändert.The figures show examples of the subject matter of the invention and mean: Fig. I a longitudinal section of a silencer in which the sound conduit is continuous has the same cross-section, Fig. 2 shows a silencer in longitudinal section, in which the cross-section of the sound line changes.

Bei der Ausführung nach Abb. i ist die Schalleitun g i von einem an den Stirnseiten durch Deckel 2 und 3 abgeschlossenen Gehäuse 4 umgeben und mittels Qu-erwänden 5, 6, 7 in die Kammern 8, 9, 1 o und i i unterteilt. Die Schalleitung i steht mit diesen Kammern jeweils durch öffnungen' 12, 13, 14 und 15 in Verbindung, Die aufeinanderfolgenden Resonatoren, welche aus den öffnungen 12, 13, 14 und 15 der Schalleitung und dem Volumen der umgebenden Kammern 8 -, 9, 1 o und i i gebildet werden, sind- so bemessen, daß ihre Schwingungszahlen nach einer geometrischen Reihe verlaufen.I. Schalleitun is g i of a closed at the end faces by means of lid 2 and 3, housing 4 surrounded by Qu-erwänden 5, 6, 7 in the chambers 8, 9, 1 o and ii divided in the embodiment of Fig. The sound conduction i communicating with said chambers, respectively through openings' 12, 13, 14 and 1 5 in combination, the successive resonators out of the openings 12, 13, 14 and 1 5 of the acoustic duct and the volume of the surrounding chambers 8 - 9 , 1 o and ii are formed in such a way that their oscillation numbers follow a geometric series.

Die Längen 11, 1., 1,3 und 11 der Rohrabschnitte zwischen den öffnungen 12, 13, 14 und 15 sind verschieden, so daß keine gemeinschaftlichen Resonanz-en auftreten können. Diese längen sind außerdem so be- messen, daß die durch jeden Rohrabschnitt erzielte maximale Dämpfung mit der Resonanzfrequenz des vorhergehenden Resonators, welcher aus den Öffnungen in der Schallleitung i und dem umgebenden Kammervolum:en gebildet wird, übereinstimmt.The lengths 11, 1, 1, 3 and 11 of the pipe sections between the openings 12, 13, 14 and 15 are different so that no common resonances can occur. These lengths are also dimensioned so that the effect achieved by each pipe section maximum attenuation at the resonant frequency of the preceding resonator which out of the openings in the acoustic line i and the surrounding Kammervolum: en is formed coincident.

Bei der Ausführung nach Abb. 2 haben die Rohrabschnitte 15-, 161 17 und #s der SchallleitUD- 20 nicht nur zur Vermeidung -emeini zi schaftlicher Resonanzen verschiedene Längen, sondern sind außerdem so bemessen, -, daß der akustische Leitwert jedes Rohrabschmittes, 1.-lebildet aus dem Verhältnis von Querschnitt zur Länge, gleich ist. Diese Angleichung der akustischen Wirkung ergibt eine weitere Steigerung der Dämpfung der bei dieser Ausführung aneinandergereihten Resonatoren, bestehend aus den Kammern 16, 17# 18 und ig und den in der Schalleitung 2o befindlichen Verbindungsöffnungen 2 1, 22 -, 23 und 24.In the embodiment according to Fig. 2, the pipe sections 15-, 161, 17 and #s of the SchallleitUD- 20 not only have different lengths to avoid -emeini zi economic resonances, but are also dimensioned so - that the acoustic conductance of each pipe section, 1 .-l formed from the ratio of cross-section to length, is equal. This equalization of the acoustic effect results in a further increase in the damping of the resonators lined up in this embodiment, consisting of the chambers 16, 17 # 18 and ig and the connection openings 2 1, 22 -, 23 and 24 located in the sound line 2o.

Mit akustischen Bandfiltern der beschriebenen Art läßt sich eeine gute Dämpfung ohne Durchlässe durch Aneinanderreihen einer ge- nügenden Anzahl von Resonatoren erzielen. Ein weiterer erheblicher Vorzug, dieser Schalldämpfer besteht darin, daß beispielsweise bei Verwendun- zur Auspuffgeräuschdämpfung von Brennkraftmaschinen oder ähnlichen Fällen. iiifo#l,.#,e der geraden Rohrleitung eine Stauung der Auspuffgasie und damit eine Leistungsverminderung der Brennkraftmaschine vermieden wird.Acoustic band filters of the type described is aA good damping of the satisfactory number of resonators can be achieved without passages by lining. Another significant advantage of this muffler is that it can be used, for example, to dampen the exhaust noise of internal combustion engines or similar cases. iiifo # l,. #, e of the straight pipeline a stagnation of the exhaust gas and thus a reduction in the power of the internal combustion engine is avoided.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Acoustic splitting filter made up of two or more resonators, characterized in that the resonance oscillation numbers of the successive resonators increase according to the law of a geometric series.

2. Acoustic branch filter according to claim i, characterized in that the lengths of the pipe sections (1 " 1. 1, 1"#q 151 IG, 171 18) are different between the individual successive resonators and are staggered so that each pipe section has a different resonance receives. 3. Acoustic branch filter door according to claim 1 and 2, characterized in that the pipe sections (7 " 1st, l #" 14, 15 # 1,;. 171 11) between the; individually successive resonators not only different lengths , but also have different cross-sections - but in such a way that the ratio of cross-section to length 'remains constant.