DE9207838U1 - Schalldämpfer - Google Patents
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Description
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft Schalldämpfer, insbesondere für
Abgasanlagen von Verbrennungsmotoren,, gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
Bei der Reduzierung von unerwünschten Scha I I !component en
beispielsweise in Abgasanlagen von Verbrennungsmotoren
werden drei physikalische Grundprinzipien angewendet: die
Absorption mit schalldämpfenden Materialien, die Reflexion
an plötzlichen Wellenwiderstandssprüngen der scha L I führenden
Rohrleitungen und die Interferenz durch Überlagerung
gLeichfrequenter Schallwellen, die gegenüber dem
Original-Schall um 180 Grad phasenverschoben sind.
Eine technisch relativ einfache Realisierung des Reflexionsprinzips ist der an die abgasführende Rohrleitung
angekoppelte Helmholtz-Resonator. Nachteilig ist hierbei,
daß jeder Helmholtz-Resonator nur eine Resonanzfrequenz
besitzt. Zur Schalldämpfung über einen breiteren Frequenzbereich sind entweder mehrere Resonatoren
erforderlich, wodurch ein erheblicher Platzbedarf entsteht,
oder die Resonanzfrequenz des He Imho 11z-Resonat&ogr; rs muß über
geeignete Stellvorrichtungen verändert werden. Hierzu sind
bereits Vorschläge ergangen, etwa in der Form, daß eine Begrenzungswand des Helmholtz-Resonators beweglich gemacht
und über einen computergesteuerten Schrittmotor verstellt
wird.
Eine weitere technisch einfache Realisierung des Reflexionsprinzips ist die Lambda-VierteL-Leitung in Form
eines am Ende verschlossenen Rohrstücks definierter Länge,
seitlich an die abgasführende Rohrleitung angekoppelt.
Der vorliegenden Erfindung Liegt nun die Aufgabe zugrunde,
einen Scha L Idämpfer der eingangs genannten Art anzugeben,
der es ermöglicht, mit einem Helmholtz-Resonator konstanten
Volumens und mit einfachen mechanischen Maßnahmen mehrere Frequenzen mit definiertem Frequenzabstand zu dämpfen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen gattungsgemäßen
Schalldämpfer mit den Merkmalen gemäß Kennzeichen des
Anspruchs 1.
Die einfachste Realisierung des erfindungsgemäßen
Schalldämpferprinzips ist der zwei-halsige
Helmholtz-Resonator, ergänzt durch eine Klappe oder ein
Ventil, die eines der beiden zum Resonator führenden Rohre verschließen. Ist die Klappe offen, ergibt sich ein
hoch-frequenter Resonator. Ist die Klappe geschlossen,
ergeben sich ein tiefer-frequenter Resonator und eine
Lambda-Viertel-Lei tung.
Der wesentliche Unterschied der Erfindung gegenüber früheren
Vorschlägen besteht darin, daß die beiden Koppelhälse mit einem kurzen Verbindungs-Rohrstück gekoppelt sind. Dadurch
tritt zwischen beiden eine Phasenkopplung mit vorwählbarer
Phasenverschiebung ein. So wird es möglich, die zweite
Resonanzfrequenz fast beliebig zur ersten zu wählen, so daß
abhängig von der Klappen- bzw. Ventilstellung z. B. die 3/4-Lambda-
oder die 5/A-Lambda-Resonanz gedämpft werden kann.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung können
die Koppelhälse unterschiedliche Längen und Durchmesser,
haben. Das Rohrstück zwischen den Koppelhälsen kann zur
Verbesserung der Reflexionseigenschaften im Durchmesser
stark verringert werden. Bei höheren Drehzahlen mit größerem Gasdurchsatz wird dann durch das Öffnen von Klappe bzw.
Ventil nicht nur auf die höhere Frequenz umgeschaltet sondern auch der Abgasstrom durch das Resonatorvolumen
geleitet und so der Gegendruck gesenkt.
Im einfachsten FaLL wird in das Ende des verschließbaren
Koppelrohrs eine Drehklappe eingebaut. Alternativ dazu kann jedoch auch ein Ventilteller verwendet werden, der auf das
Ende des Koppelrohrs aufgesetzt wird.
Anhand der Zeichnung soll die Erfindung in Form dreier einfacher Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es
zeigen jeweils schematisch
Fig. 1 eine erste Ausführungsf&ogr;rm eines Schalldämpfers mit
einem zweihalsigen Helmholtz-Resonator,
Fig. 2 eine zweite Ausführungsf&ogr;rm eines Schalldämpfers mit
einem zweihalsigen Helmholtz-Resonator und
Fig. 3 eine dritte Version eines HeImhoItz-Resonat&ogr;rs mit
kurzem, dünnem Verbindungsrohr , bei der der
Abgasstrom durch das Resonator-Volumen geleitet
werden kann.
Fig. 1 zeigt eine Rohrleitung 1 , beispielsweise Teil einer
Abgasanlage von Verbrennungsmotoren. Weiterhin erkennt man
einen Helmholtz-Resonator 2, angekoppelt über zwei
rohrförmige Koppelhälse 3, 4. Der eine Koppelhals 3 ist
kürzer, der andere Koppelhals 4 länger. Beide Koppelhälse 3,
4 sind gegenseitig beabstandet und mittels eines Verbindungsroh rs tueks 5 miteinander verbunden, so daß
zwischen beiden eine Phasenverschiebung bezüglich der in der Rohrleitung 1 vorhandenen Sc ha LLfrequenzen besteht. Der
längere Koppelhals 4 ist an seinem von der Rohrleitung 1 abgewandten Ende mit einer Drehklappe 5 verschließbar.
Fig. 2 zeigt eine weitere Ausgestaltung. Hier ist das
Abgasrohr 1 durch den Helmholtz-Resonator 2 hindurchgeführt.
Der Längere KoppeLhaLs 4 ist durch einen auf sein Ende
aufsetzbaren VentiL te LLer 6 verschLießbar. Beide KoppeLhäLse
3, 4 sind platzsparend gefaltet.
Ein gemäß Fig. 2 ausgeführter Prototyp hatte folgende Werte:
Volumen des HeLmho 11z-Resonat&ogr; rs : 8 L
Länge des kürzeren Koppe I ha Lses 3: 200 mm
Länge des längeren KoppeLhaLses 4: 400 mm Länge des Verbindungsroh rs 5: 400 mm
Es ergaben sich folgende drei Resonanzfrequenzen:
f1: 60 Hz
f2: 100 Hz
f2: 100 Hz
f3: 170 Hz
Fig. 3 zeigt eine dritte Ausgestaltung. Auch hier ist das
Abgasrohr 1 durch den Helmholtz-Resonator 2 hindurchgeführt,
jedoch in Form von zwei getrennten Rohrstücken. Das
Verbindungsrohr 5 verbindet die beiden Abgas roh rstücke 1, so
daß auch bei aufsitzendem Ventilteller 6 eine Abgasströmung möglich ist. Der Durchmesser des Verbindungsrohrs 5 ist
gegenüber dem Durchmesser der Abgas roh rs tueke 1 bzw. der
Koppelhälse 3, 4 reduziert, so daß ein zusätzlicher Reflexionseffekt entsteht, der eine weitere Reduzierung des
Störschalls ermöglicht. Der reduzierte Querschnitt des Verbindungsroh rs 5 stört nicht. Der Ventilteller 6 ist
geschlossen, wenn tiefe Resonanzfrequenzen benötigt werden, was bei geringen Drehzahlen der FaIL ist. Bei geringen
Drehzahlen ist aber auch der Abgasdurchsatz gering. Bei
höheren Drehzahlen wird der Ventilteller 6 geöffnet, um die Resonanzfrequenz des He lmho 11z-Resonato rs 2 zu erhöhen,
worauf die Abgase ihren Weg auch durch das Volumen des He lmho 11z-Resonat&ogr; rs 2 nehmen können.
Es versteht sich, daß bei Verwendung weiterer
verschließbarer Verbindungsrohre weitere Resonanzfrequenzen
erzeugt werden können, wobei das VoLumen des HeLmhoLtz-Resonat&ogr;rs jeweils konstant bleibt.
Claims (8)
1. Schalldämpfer, insbesondere für AbgasanLagen von
Verbrennungsmotoren, mit einem an eine abgasführende
Rohrleitung (1) akustisch angekoppelten Helmholtz-Resonator
(2), dadurch gekennzeichnet, daß der Helmholtz-Resonator (2)
wenigstens zwei rohrförmige Koppelhälse (3, 4) besitzt, daß
die beiden Koppelhälse (3, 4) gegenseitig beabstandet und über ein Verbindungsrohr (5) miteinander verbunden sind und
daß wenigstens ein Koppelhals (4) ganz oder teilweise verschließbar ist.
2. Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Koppelhälse (3, 4) unterschiedlich lang sind.
3. Schalldämpfer nach Anspruch 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Koppelhälse (3, 4) unterschiedliche
Durchmesser haben.
4. Schalldämpfer nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß wenigstens der längere Koppelhals (4)
verschließbar ist.
5. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Koppelhals (4) an dem der
Rohrleitung (1) abgewandten Ende verschließbar ist.
6. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß in das Ende des Koppelhalses (4) eine
Drehklappe (7) eingebaut ist.
7. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß auf das Ende des Koppelhalses (4) ein
Ventilteller (6) aufsetzbar ist.
8. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß das Verbindungsrohr (5) zwischen den
KoppeLhäLsen (3, 4) einen gegenüber diesen verringerten Durchmesser besitzt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE9207838U DE9207838U1 (de) | 1992-06-11 | 1992-06-11 | Schalldämpfer |
Applications Claiming Priority (1)
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DE9207838U DE9207838U1 (de) | 1992-06-11 | 1992-06-11 | Schalldämpfer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE9207838U1 true DE9207838U1 (de) | 1992-09-10 |
Family
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Family Applications (1)
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DE9207838U Expired - Lifetime DE9207838U1 (de) | 1992-06-11 | 1992-06-11 | Schalldämpfer |
Country Status (1)
Country | Link |
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-
1992
- 1992-06-11 DE DE9207838U patent/DE9207838U1/de not_active Expired - Lifetime
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