PL179944B1

PL179944B1 - Pochlaniacz dzwieku PL PL PL PL

Info

Publication number: PL179944B1
Application number: PL95318537A
Authority: PL
Inventors: Eduard Brueck; Joachim Oetken
Original assignee: Illbruck Gmbh
Priority date: 1994-08-12
Filing date: 1995-08-10
Publication date: 2000-11-30
Also published as: DE19529440A1; JPH10504406A; SK8197A3; SK283501B6; WO1996005591A1; HU219872B; MX9701098A; NO970645D0; BR9509064A; CA2197439A1; HUT77200A; KR100425264B1; PL318537A1; FI970594A0; US5959264A; EP0775354B1; ES2129218T3; ATE177554T1; DE59505309D1; JP3440247B2

Abstract

1. Pochlaniacz dzwieku majacy plaskie dno i gór- na czesc strukturalna w postaci pustych komór w ksztalcie skrzynki lub kubka, których boczne sciany sa z trzech stron polaczone z dnem, tak ze kazda komora jest z jednej strony otwarta, a cala czesc strukturalna jest z zewnatrz szczelnie polaczona z dnem, znamienny tym, ze sciany (6, 6', 5, 5') komór czesci strukturalnej (2) maja punktowe lub liniowe polaczenia z dnem (3), korzystnie w postaci spawów (9, 9’) rozmieszczonych, tak ze wszystkie puste ko- mory (4) pochlaniacza dzwieku (1) sa zamkniete od zewnatrz i sa ze soba polaczone wspólna przestrzenia powietrzna zamknieta pomiedzy czescia strukturalna (2) i dnem (3), przy czym sciany (5, 5', 6, 6') pustych komór (4) maja w przyblizeniu jednakowa wysokosc i pomiedzy spawami (9, 9’) maja kolnierz (5", 6") umieszczony w odstepie (a) od dna (3) i tworzacy szczeline powietrzna pomiedzy sciana (5, 5', 6, 6') pustej komory (4) i dnem (3). F i g . 1 PL PL PL PL

Description

Wynalazek dotyczy pochłaniacza dźwięku mającego część denną i część strukturalny przy czym w części strukturalnej są puste komory ze ścianami w kształcie skrzynki lub kubka. Dno jest połączone z częścią strukturalną przykładowo przez zespawanie tak, że puste komory są jedno stronnie otwarte.

Tego rodzaju pochłaniacz jest znany na przykład z DE-OS 27 58 041. W pochłaniaczu tym puste komory części strukturalnej, to znaczy ukształtowanej w określoną strukturę, są przykryte płaską folią jako dnem, która to folia zamyka hermetycznie objętości powietrza zawarte w poszczególnych pustych komorach.

Ponadto z DE-OS 4011705 jest znane inne wykonanie takiego pochłaniacza dźwięku w którym część strukturalna jest połączona z dnem tylko na brzegach. Połączenie jest utworzone w postaci elastycznego uszczelnienia wargowego. Taki pochłaniacz dźwięku może być wytwarzany przez rozdmuchiwanie. Znane są również postaci wykonania w których

179 944 każda pusta komora połączona jest z dnem, przy czym jednak .taka otwarta od góry pusta komora wykonana jest jako rezonator Helmholtz'a. W pochłaniaczu dźwięku znanym z DE-PS 32 33 654 są również wykonane pojedyncze oddzielone od siebie puste komory, które jednak od górnej strony są połączone rowkiem.

Poza tym jako stan techniki należy wskazać pochłaniacze dźwięku opisane w DE-OS 40 35177, DE-PS 42 41518 i DE-GM 9215132.

Wychodząc ze znanego stanu techniki zadaniem wynalazku jest opracowanie pochłaniacza mającego dno i część strukturalną, który przy dużej skuteczności akustycznej posiada również wystarczającą stabilność mechaniczną i jednocześnie jest łatwy do wykonania.

Pochłaniacz dźwięku według wynalazku mający płaskie dno i górną część strukturalną w postaci pustych komór w kształcie skrzynki lub kubka, których boczne ściany są z trzech stron połączone z dnem, tak że każda komora jest z jednej strony otwarta, a cała część strukturalna jest z zewnątrz szczelnie połączona z dnem, charakteryzuje się tym, że pionowe ściany komór części strukturalnej mają punktowe lub liniowe połączenia z dnem, korzystnie w postaci stawów rozmieszczonych, tak że wszystkie puste komory pochłaniacza dźwięku są zamknięte od zewnątrz i są ze sobą połączone wspólną przestrzenią powietrzną zamkniętą pomiędzy częścią strukturalną i dnem, przy czym pionowe ściany pustych komór mają w przybliżeniu jednakową wysokość i pomiędzy spawami mają kołnierz umieszczony w pewnej odległości od dna i tworzący szczelinę powietrzną pomiędzy powierzchnią czołową pionowych ścian komory i dnem.

Wzdłuż brzegów części strukturalnej korzystnie jest jednolite przejście, w postaci szczeliny powietrznej utworzonej pomiędzy ścianami i dnem.

Spawy korzystnie są rozmieszczone wysepkowo, albo są przesunięte względem siebie, bądź też są rozmieszczone liniowo, prostopadłe do siebie.

Puste komory korzystnie mają różne wielkości i różną wysokość.

Dno i część strukturalna korzystnie mają różne wyjściowe grubości ścianek, przy czym część strukturalna i dno mają komplementarne linie załamania części obszaru, które korzystnie są wykonane jako warstwy przegubowe.

Odchylona część obszaru korzystnie jest trwale połączona z pozostałą częścią tego obszaru. Możliwe jest również uformowanie jednolitego połączenia komór od strony brzegowej w postaci szczeliny pomiędzy dnem i częścią brzegową pionowych ścian komór. Tego rodzaju rozwiązanie umożliwia na przykład wykonanie pochłaniacza dźwięku z odcinka giętkiej rury, korzystnie sposobem kształtowania przez rozdmuchiwanie. Dzięki temu, że pomiędzy ścianami komór części strukturalnej i dnem są rozmieszczone spawy, utworzony zostaje pochłaniacz dźwięku o dobrej stabilności.

Przyczyniają się do tego ściany części strukturalnej rozmieszczone w odstępie od dna, a także odpowiednio rozmieszczone spawy, które w znacznym stopniu zapobiegają wyboczeniom. Wskutek tego, że wszystkie puste komory przynależą do wspólnej przestrzeni powietrznej zamkniętej pomiędzy częścią strukturalną i dnem, utworzone zostało ukształtowanie korzystne pod względem akustycznym. Przez pozostawione stosunkowo małe otwory łączące komory powstaje zauważalny wpływ tarcia przy oddziaływaniu dźwięku na wspólną przestrzeń powietrzną. W wykonaniu tym można uwzględnić, aby spawy rozmieszczone były wysepkowo. Mimo, że takie wykonanie jest korzystne, to można również rozmieścić spawy liniowe począwszy od danego brzegu aż do środkowego obszaru pochłaniacza dźwięku, tak że spawy względnie linie stawów nie przechodzą jedna w drugą lecz są rozstawione z przesunięciem względem siebie. Również przy wspomnianych wysepkowych spawach korzystne jest, gdy spawy przesunięte są względem siebie. Można również liniowe spawy rozmieścić prostopadle do siebie, ale z reguły nie powinny one na siebie trafić. Możliwe jest jednak rozmieszczenie zespawań trafiających na siebie czołowo na styk. Zarówno przy wysepkowych spawach jak i przy spawach wychodzących ze stron brzegowych pochłaniacza i przesuniętych względem siebie, z reguły puste komory są otwarte od dołu, to znaczy, że dno pustej komory nigdy nie jest w pełni zamknięte. Możliwe jest jednak, że pusta komora jest zamknięta nawet z trzech stron przez spawy przy korzystnym prostokątnym względnie kwadratowym zarysie dna pustej komory. Puste komory mogą mieć różne

179 944 wielkości. Może to dotyczyć odstępów pionowych ścian komory w kierunku płaskim pochłaniacza, jak również wysokości pustych komór. Szczególnie korzystne jest, gdy stosunkowo duża pusta komora otoczona jest dużą liczbą mniejszych pustych komór. Górne ściany zamykające mogą być również rozmieszczone na różnej wysokości. W mniejszych pustych komorach korzystne jest, gdy górne ściany zamykające umieszczone są na niższym poziomie niż w dużych pustych komorach. Jako materiał wyjściowy do produkcji można stosować na przykład propylen, korzystnie zmieszany z włóknem szklanym. Korzystne jest również, gdy przy jednolitym przejściu pomiędzy dnem i częścią strukturalną, dno i część strukturalna mają różniące się (wyjściowe) grubości ścian. W związku z omawianym wyżej ukształtowaniem materiału wyjściowego w postaci giętkiego węża, tego rodzaju odcinek giętkiego węża posiada na swym obwodzie odpowiednio różne grubości ściany. Można to uzyskać, na przykład przy wytwarzaniu węża przez wytłaczanie z rozdmuchiwaniem. Uzyskuje się jednolity pochłaniacz dźwięku, mimo że nie zawsze jest to widoczne w gotowym produkcie. Znaczenie ma również to, że puste komory tak są względem siebie przesunięte, tak że w głównym kierunku wzdłużnym lub w głównym kierunku poprzecznym, a korzystnie w żadnym kierunku pochłaniacza dźwięku nie powstaje ciągła linia możliwego załamania. Tego rodzaju układ ma znaczenie również dla całkowitej stabilności całego pochłaniacza dźwięku. Odnosi się to również do opisanych ścian pustych komór, które tworząc swobodny kołnierz u dołu nie dotykają dna. Taka całościowa stabilność ma znaczenie na przykład przy zastosowaniu pochłaniacza dźwięku jako przykrycia pomieszczenia silnika. Nawet przy występujących tu bardzo silnych naprężeniach wywołanych przez drgania, nie dochodzi do zderzenia się swobodnych kołnierzy ścian z dnem, również przy utworzeniu wolnej szczeliny powietrznej optymalnie małej ze względów akustycznych. Znaczenie ma również taki kształt pochłaniacza dźwięku przy którym w części strukturalnej i w dnie są wykonane pokrywające się linie załamania umożliwiające odchylenie części obszaru pochłaniacza. W ten sposób, przy nadal jednolitym wykonaniu pochłaniacza dźwięku można uzyskać kształtowe dopasowanie, na przykład do pomieszczenia silnika. Również tutaj objętości powietrzne w poszczególnych obszarach cząstkowych mogą być ze sobą połączone. Ponadto możliwe jest również, że na linii załamania nie jest utworzona przerwa i cząstkowy obszar pochłaniacza jest wtedy osobną objętością powietrzną. Linie załamania mogą być wykonane jako warstwy przegubowe. Korzystne jest, gdy odchylona część obszaru pochłaniacza połączona jest mocno z pozostałą częścią pochłaniacza. W tym celu można zespawać stykające się ze sobą puste komory. Można również zastosować sklejenie lub połączenia śrubowe.

Omawianym powyżej zespawania połączeń pomiędzy częścią strukturalną i dnem mogą być zastąpione przez sklejenie, mimo że spawy są korzystniejsze. Ponadto omawiana powyżej część nazywana dnem może być również nazywana częścią nośną.

Wynalazek zostanie wyjaśniony na podstawie przykładu wykonania uwidocznionego na rysunku, na którym: fig 1 przedstawia w perspektywie widok pochłaniacza; fig. 2 - przekrój poprzeczny przez pochłaniacz z fig. 1; fig. 3 - widok pochłaniacza z zaznaczonymi spawami; fig. 4 - przekrój poprzeczny przez odcinek giętkiej rury stanowiący element wyjściowy do wytwarzania pochłaniacza z fig. 1; fig. 5 - odcinek rury z fig. 4 osadzony w formie do kształtowania przez rozdmuchiwanie przed zamknięciem formy, w częściowym przekroju; fig. 6 - widok z fig. 5 z osadzonym elementem rurowym po zamknięciu formy; fig. 7 -widok z fig. 5 względnie 6 po dokonanym rozdmuchaniu, jeszcze przed wyjęciem z formy; fig. 8 - widok z góry na inną postać wykonania pochłaniacza dźwięku; fig. - 9 schematyczny widok w przekroju poprzecznym pochłaniacza dźwięku z przygotowaną linią załamania; i fig. 10 przedstawia pochłaniacz dźwięku z fig. 9 z zagiętą częścią jego obszaru.

Na fig. 1 jest przedstawiony pochłaniacz dźwięku 1 składający się z dna 3 i ukształtowanej w odpowiednią strukturę części strukturalnej 2 (fig. 2). W części strukturalnej 2 utworzone są jednostronnie otwarte od strony dna 3 puste komory 4 posiadające ściany 5, 6 (fig. 2). Komory 4 w niniejszym przykładzie wykonania mają kształt skrzynki lub kubka. Każda komora 4 ma górną płaską ściankę 10 i również płaskie prostopadle ściany 5, 6. Dno 3 przez zespawanie jest połączona z częścią strukturalną 2 w dwóch obszarach

179 944 brzegowych 7, 8 za pomocą jednolitego przejścia i poprzecznie do niego przebiegających krawędzi czołowych. Nazwy dno i część strukturalna mają jedynie wskazywać, że z reguły, a zwłaszcza głównie w części strukturalnej są wykonane puste wewnątrz komory. Działanie nośne całej konstrukcji jest utworzone wskutek współdziałania części strukturalnej z dnem. Do tego celu niekonieczna jest większa grubość ścianki dna, chociaż jest to korzystne.

Istotne jest, jak to widać z fig. 2, że w obszarze pustych komór 4 są wykonane dwa spawy 9, 9' pomiędzy częścią strukturalną i dnem 3. W niniejszym przykładzie wykonania spawy te rozmieszczone są liniowo. Ponadto ściany 5 względnie 6 komór wzdłuż swych zwróconych do dna 3 krawędzi czołowych względnie kołnierzy 5, 6 przejść pomiędzy dwoma ścianami 5; 5' sązespawane z dnem. Mogą to być również spawy punktowe. W obszarach w których nie ma żadnych stawów, a ma to miejsce z reguły w odniesieniu do jednej ściany 5 komory 4, wierzchołki względnie· przejścia pomiędzy ścianami komór 5, 5' są oddalone od dna o odstęp, a, zasadniczo przy wszystkich ścianach 5 całego pochłaniacza. Odstęp a, aby spełnił swe przeznaczenie pod względem akustyki wynosi ok 1 do 4 mm, przy wysokości dużej komory 4 wynoszącej 30 do 40 mm. Korzystne jest, gdy ten odstęp wynosi ok. 2 mm. W odstępie a następuje nim tarcie powietrza i nie jest więc powiązany z wysokością komór 4. W odniesieniu do wysokości b komory 4 korzystny jest odstęp wynoszący 3 do 7, najkorzystniej 5% całkowitej, wysokości. Ponadto jak to widać z fig. 1, spawy x mogą być usytuowane wyspowo. Poza tym spawy y, z, jak to widać z fig. 3, wychodząc z odpowiednich brzegów 7 względnie 8 mogą zazębiać się, jednakże nie łącząc się ze sobą (w odniesieniu do zespawań wychodzących z przeciwległych brzegów). Obszary brzegowe 7', 8' z których wychodzą spawy y, z mogą być korzystnie obszarami które same sązespawane.

Jak widać z· fig. 1 puste komory 4 mogą mieć różne wielkości. Uzyskuje się to przez różną wielkość powierzchni ich podstawy, a także w połączeniu lub też jako rozwiązanie alternatywne, również przez to, że górna ścianka 10 komory 4 ma różnej wielkości odstęp b, b' (fig. 2) od dna 3.

Jako materiał stosuje się zgrzewalne tworzywo termoplastyczne. Może to być na przykład polipropylen z domieszanym włóknem szklanym.

Z fig. 4 wynika, że tego rodzaju pochłaniacz 1 wytwarza się z wytłaczanego odcinka giętkiej rury 11 przez rozdmuchiwanie. Odcinek giętkiej rury 11 ma na swym obwodzie różne grubości ścianki dt względnie d2Jak widać z fig. 5 do 7 cały odcinek rury 11 wprowadza się do formy 12 do kształtowania przez rozdmuchiwanie w celu wytworzenia pochłaniacza zgodnie z fig. 1. Wskutek tego w górnej części 13 formy i w dolnej części 14 formy są wykonywane elementy ścienne

15, które odpowiadają przestrzeniom pośrednim pomiędzy ścianami komór 5, 5'. Alternatywnie do widoku z fig. 5 na której w górnej części formy jest wykonany element ścienny

16, również w dolnej części formy może być wykonany element ścienny 15' o odpowiedniej wysokości. Wskazuje się tu, że również dno pochłaniacza 1 może być ukształtowana w odpowiednią strukturę.

Jak widać dalej z porównania fig. 6 i 7 po dosunięciu obu części formy, przez wdmuchiwanie powietrza pomiędzy grubszą i cieńszą warstwę odcinka giętkiej rury 11 uzyskuje się przyleganie odpowiednich obszarów do górnej względnie dolnej części formy. W obszarze w którym przy zamkniętej formie natrafiają na siebie elementy ścienne 16 i 15' powstaje zespawanie części strukturalnej z dnem.

Na fig. 8 przedstawiony jest widok innego przykładu wykonania pochłaniacza dźwięku. Części brzegowe są tu obcięte, tak że nie ma jednolitego przejścia pomiędzy częścią strukturalną i dnem, jednakże pod względem materiałowym część strukturalna 2 i dno 3 pod względem podziału należą bezpośrednio do siebie.

Z fig. 8 widać zwłaszcza, że puste komory 4, 4', 4 są tak względem siebie przesunięte, że nie powstaje żadna ciągła linia załamania, zwłaszcza wzdłuż osi głównej pochłaniacza dźwięku. W kierunku poziomym dwóch naprzeciwległe położonych ścian komór 5, 5' z reguły jest umieszczona poprzecznie do nich usytuowana ściana 6 innej pustej komory 4.

Uzyskuje się przez to dużą całkowitą stabilność pochłaniacza dźwięku. Ponadto przez opi6

179 944 sany odstęp a poszczególnych ścian komór od dna 3 oraz przez przesunięty układ względem siebie, uzyskuje się określony skutek akustyczny. Tak więc opisany odstęp ą w powiązaniu z wielkościami pustych komór 4 i dokładnym doborem odstępu a, może być wykorzystany do zależnego od częstotliwości odstrojenia względnie dokładnego nastawienia pochłaniacza dźwięku 1.

Przesunięte rozmieszczenie pustych komór 4 względem siebie, a także różne wielkości poszczególnych komór 4 prowadzą do dużej stabilności pochłaniacza 1. Takie wykonanie umożliwia również częściowe wykonanie poszczególnych ścian pustych komór 4 w postaci swobodnych kołnierzy w stosunku do dna 2. Mimo niewielkiego opisanego odstępu a, nie może dojść do takich odkształceń pochłaniacza 1, że powstaje zwiększenie się odstępu a, lub niepożądany szum, nawet przy obciążeniach wywołanych przez drgania.

Na fig. 9 przedstawiony jest schematycznie widok innego przekroju poprzecznego pochłaniacza dźwięku 1. Należy tu zwrócić uwagę na linię załamania 17 łączącą część strukturalną 2 i część denną 3. W przeciwieństwie do poprzednich przykładów wykonania utworzona jest tu pożądana wyraźna linia załamania. Utworzona jest ona w ten sposób, że nałożone na siebie część strukturalna 2 i dno 3 są tak zwężone dochodząc do siebie klinowo z obu stron, patrząc w przekroju poprzecznym, że powstaje przejście 18 w postaci przegubowej warstewki. Po obu stronach zwężenia znajdują się płaskie nałożone na siebie obszary części strukturalnej 2 i dna 3 w celu uzyskania bezkolizyjnej przestrzeni przy odchylaniu do góry (fig. 10). Ze względu na ukształtowanie w postaci ścięcia pod kątem powstaje możliwość odchylania, tak jak to przedstawiono na fig. 10. Część obszaru 19 pochłaniacza jest odchylona do góry w stosunku do pozostałej części 20 pochłaniacza. Poza tym przedstawione odchylone ukształtowanie według fig. 10 może być ustalone trwale przez zespawanie lub ześrubowanie się ze sobą. Puste komory 4 można sklejać lub zgrzewać ze sobą, co nie zostało przedstawione na rysunku.

Wszystkie ujawnione cechy są istotne dla wynalazku. W opisie zgłoszenia uwzględniono również treść publikacji przynależnego i załączonego dokumentu pierwszeństwa, również w celu włączenia cech tego pierwszeństwa do zastrzeżeń mniejszego zgłoszenia.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Pochłaniacz dźwięku mający płaskie dno i gómą część strukturalną w postaci pustych komór w kształcie skrzynki lub kubka, których boczne ściany są z trzech stron połączone z dnem, tak że każda komora jest z jednej strony otwarta, a cała część strukturalna jest z zewnątrz szczelnie połączona z dnem, znamienny tym, że ściany (6, 6’, 5, 5') komór części strukturalnej (2) mają punktowe lub liniowe połączenia z dnem (3), korzystnie w postaci spawów (9, 9’) rozmieszczonych, tak że wszystkie puste komory (4) pochłaniacza dźwięku (1) są zamknięte od zewnątrz i są ze sobą połączone wspólną przestrzenią powietrzną. zamkniętą pomiędzy częścią strukturalną (2) i dnem (3), przy czym ściany (5, 5', 6, 6') pustych komór (4) mają w przybliżeniu jednakową wysokość i pomiędzy spawami (9, 9’) mają kołnierz (5, 6) umieszczony w odstępie (a) od dna (3) i tworzący szczelinę powietrzną pomiędzy ścianą (5, 5', 6, 6') pustej komory (4) i dnem (3).
2. Pochłaniacz dźwięku według zastrz. 1, znamienny tym, że wzdłuż brzegów części strukturalnej (2) ma jednolite przejście, w postaci szczeliny powietrznej utworzonej pomiędzy ścianami (5, 5', 6, 6') i dnem (3).
3. Pochłaniacz dźwięku według zastrz. 1, znamienny tym, że ma spawy (9, 9’) rozmieszczone wysepkowo.
4. Pochłaniacz dźwięku według zastrz. 1, albo 3, znamienny tym, że ma spawy (9, 9') przesunięte względem siebie.
5. Pochłaniacz dźwięku według zastrz. 1, znamienny tym, że ma spawy (9, 9’) rozmieszczone liniowo, prostopadłe do siebie.
6. Pochłaniacz dźwięku według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że puste komory (4) mają różne wielkości.
7. Pochłaniacz dźwięku według zastrz. 1, albo 6, znamienny tym, że puste komory (4) mają różną wysokość.
8. Pochłaniacz dźwięku według zastrz. 1, znamienny tym, że dno (3) i część strukturalna (2) mają różne wyjściowe grubości ścianek.
9. Pochłaniacz dźwięku według zastrz. 1, albo 8, znamienny tym, że część strukturalna (2) i dno (3) mają komplementarne linie załamania (17,18) części obszaru (19).
10. Pochłaniacz dźwięku według zastrz. 9, znamienny tym, że linie załamania (17, 18) są wykonane jako warstwy przegubowe.
11. Pochłaniacz dźwięku według zastrz. 9, znamienny tym, że odchylona część obszaru (19) jest trwale połączona z pozostałą częścią obszaru (20).

Wynalazek dotyczy pochłaniacza dźwięku mającego część denną i część strukturalny