Beschreibung

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Vorrichtung zur Absenkung von Luft- und Körperschall mit mindestens einer zwischen einem Zufluss und einem Abfluss angeordneten

Resonatorkammer, wobei die Resonatorkammer quer zu einer Längsrichtung nach außen hin von einer Außenwandung und nach innen hin von einer Innenwandung begrenzt wird, wobei die Resonatorkammer in Längsrichtung von einer ersten Stirnwand und einer beabstandeten zweiten Stirnwand begrenzt wird, und wobei die Innenwandung zur benachbarten Resonatorkammer hin luftdurchlässig ausgebildet ist.

Stand der Technik

Vorrichtungen zur Absenkung von Luft- und Körperschall, sogenannte Helmholtz- Resonatoren, werden typischerweise so aufgebaut, dass die Kommunikation mit einer Resonanzkammer über gezielte Wanddurchbrüche in einer die Resonatorkammer nach innen abschließenden Innenwandung, meist ein Innenrohr, zur in radialer Richtung benachbarten Resonanzkammer hin erfolgt. Durch diese Interaktion mit der Kammer kann gezielt ein Gegenschall erzeugt werden, der die Druckschwankungen von der

durchströmenden Luft reduziert.

Da die durchströmende Luft an den Wanddurchbrüchen, Löchern oder Schlitzen, quasi in die Wanddurchbrüche hineingezogen oder die Strömung„abgerissen" (turbulente Strömung) wird, kann ein störender Pfeifton entstehen (aero-akustischer Effekt). Aus der US 3,955,643 A ist eine Vorrichtung zur Absenkung von Luft- und Körperschall mit mindestens einer (nämlich fünf Resonatorkammern) zwischen einem Zufluss und einem Abfluss angeordneten Resonatorkammer bekannt. Dabei wird die

Resonatorkammer quer zu einer Längsrichtung nach außen hin von einer Außenwandung und nach innen hin von einer Innenwandung begrenzt. Weiterhin wird die

Resonatorkammer in Längsrichtung von einer ersten Stirnwand und einer beabstandeten zweiten Stirnwand begrenzt. Die Innenwandung ist zur benachbarten Resonatorkammer hin durch als Löcher ausgestaltete Wanddurchbrüche luftdurchlässig ausgebildet.

Nachteilig bei der bekannten Vorrichtung ist, dass zur gewünschten Schallabsorbierung der Innnenwandung zur Resonatorkammer hin eine zusätzliche schallabsorbierende Schicht vorgelagert ist. Diese zusätzliche schallabsorbierende Schicht ist zum einen relativ kostenintensiv und beeinflusst zum anderen durch ihre Abdeckung der

Wanddurchbrüche die Resonanz in der Resonatorkammer.

Weiterhin ist aus der US 3,209,861 A eine Vorrichtung (Resonator) zur Absenkung von Luft- und Körperschall als Auspuffschalldämpfer für Kraftfahrzeuge bekannt. Dabei ist zwischen einem Zufluss und einem Abfluss eine Resonatorkammer angeordnet. Die Vorrichtung weist zwischen Zufluss und Abfluss ein Innenrohr mit Wanddurchbrüchen als Verbindung zur benachbarten Resonatorkammer auf. Dabei ist die Kammer mit einem schallabsorbierenden Dämpfungsmaterial, bspw. Glasfasern, gefüllt.

Nachteilig dabei ist, dass durch die komplette Füllung der Resonatorkammer mit dem Dämpfungsmaterial zum einen der„Helmholtz-Effekt" beeinflusst wird und dass zum anderen die Einfüllung des Dämmmaterials in die Resonatorkammer relativ aufwendig und kostenintensiv ist.

Aufgabenstellung

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die bekannten Vorrichtungen zur

Absenkung von Luft- und Körperschall zu verbessern. Insbesondere sollen bei einfachem und kostengünstigem Aufbau mit bereits einer Kammer störende Pfeifgeräusche verhindert werden, ohne dabei die Strömung zu beeinflussen und/oder den Helmholtz- Effekt zu beeinträchtigen. Darlegung der Erfindung

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass die Innenwandung im Bereich der mindestens einen

Resonatorkammer durch eine vorgegebene Permeabilität schallabsorbierend ausgebildet ist.

Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass durch eine entsprechend vorgegebene Permeabilität der Innenwandung die Innenwandung selbst schallabsorbierend wirkt, ohne die Resonanz der mindestens einen Resonatorkammer nachteilig zu beeinflussen.

Dadurch kann auf eine kostenintensive zusätzlich Dämpfungsschicht ohne funktionelle Nachteile verzichtet werden.

Insbesondere kann die Innenwandung als eine schallabsorbierende Folie ausgebildet sein.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Innenwandung aus einem Vlies ausgebildet.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Innenwandung aus einem Kunststoff mit einer schallabsorbierenden Perforation ausgebildet. So kann die Innenwandung insbesondere aus einer schallabsorbierenden Kunststofffolie ausgebildet sein, die durch eine entsprechende Vielzahl von perforierten Löchern zum einen luftdurchlässig und zum anderen schallabsorbierend ausgebildet ist. Die Perforation von der aus einem Kunststoff ausgebildeten Innenwandung ist so ausgeführt, dass sie für die vorbeistreichende Luftströmung mit ihren Luftdruckveränderungen zum einen dämpfend wirkt und dass die Luftströmung zum anderen aber auch mit den Resonatorkammern im Sinne des Helmholtz-Effekts kommunizieren kann. Die genau abgestimmte Perforation bewirkt somit, dass sowohl der Helmholtz-Effekt als auch eine Absorption möglich sind.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Innenwandung aus einem Schaumstoff ausgebildet. Grundsätzlich ist es auch möglich, die

Innenwandung mehrschichtig auszubilden. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die

Innenwandung zur Resonatorkammer hin zusätzliche Wanddurchbrüche auf, die als Löcher oder Schlitze ausgebildet sein können.

Durch die Wanddurchbrüche lassen sich relativ unabhängig von den

schallabsorbierenden Eigenschaften der Innenwandung die Resonanzfrequenzen der Resonatorkammer bzw. der Resonatorkammern beeinflussen.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die

Resonatorkammer mindestens einen von der Außenwandung ausgehenden Steuersteg auf, der gegenüber der Innenwandung beabstandet ist und parallel zu den Stirnwänden verläuft.

Durch die Anordnung eines oder mehrerer Steuerstege wird ein gesteuerter Druck- Resonanzaufbau der Resonatorkammer ermöglicht. Damit werden die

Einflussmöglichkeiten weiter erhöht. Während durch die einzelnen Resonatorkammern insbesondere Grundfrequenzen eingestellt werden, lassen sich durch die Steuerstege insbesondere Frequenzen höherer Ordnung einstellen bzw. erzielen.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind in Längsrichtung zwei einander benachbarte Resonatorkammern angeordnet, wobei die zweite Stirnwand der ersten Resonatorkammer, die erste Stirnwand der zweiten Resonatorkammer bildet.

Es ist aber auch möglich, dass in Längsrichtung drei oder vier einander benachbarte Resonatorkammern angeordnet sind. Dabei weisen jeweils zwei einander benachbarte Resonatorkammern eine gemeinsame Stirnwand zur Begrenzung in Längsrichtung auf.

Hinter der schallabsorbierenden Innenwandung ist ein Gebilde aus Resonatorkammern und Steuerstegen angeordnet, die gezielt auf unterschiedliche Frequenzen abgestimmt werden können. Durch die gezielte Abstimmung von schallabsorbierender Innenwandung und Resonatorkammern ist eine extrem breitbandige Wrkung zu erzielen (bspw.

von 1.000 bis 10.000 Hz). Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Außenwandung und die Innenwandung als konzentrisch zueinander verlaufende Rohrstücke ausgebildet. Die Verbindung zwischen Außenwandung und der Innenwandung erfolgt dabei in bekannter Weise über die Stirnwände der Resonatorkammer oder der

Resonatorkammern. Solche Ausbildungen sind bspw. zur Absenkung von Luft- und Körperschall in Verbindung mit Turboladern geeignet.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die mindestens eine Resonatorkammer quer zur Längsrichtung einen rechteckigen Querschnitt auf. Dabei kann die Innenwandung in Längsrichtung konkav ausgebildet sein und bspw. einen offenen Kanal bilden. Eine solche Ausbildung ist insbesondere für Gebläseresonatoren in Verbindung mit Klimaanlagen geeignet.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden speziellen Beschreibung und den Zeichnungen.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Es zeigen:

Figur 1 eine Seitenansicht im Schnitt einer Vorrichtung zur Absenkung von Luft- und Körperschall;

Figur 2 eine Seitenansicht im Schnitt einer weiteren Vorrichtung zur Absenkung von Luft- und Körperschall;

Figur 3 eine Ansicht der Vorrichtung von Figur 2 entlang der Linie III-III

geschnitten;

Figur 4 eine Ansicht der Vorrichtung von Figur 2 entlang der Linie IV-IV

geschnitten; Figur 5: eine räumliche Darstellung einer weiteren Vorrichtung zur Absenkung von Luft- und Körperschall entlang der Linie V-V von Figur 6 geschnitten und

Figur 6: eine Ansicht der Vorrichtung von Figur 5 entlang der Linie Vl-Vl

geschnitten.

Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen

Eine Vorrichtung 1 zur Absenkung von Luft- und Körperschall besteht im Wesentlichen aus einer Resonatorkammer 2, einer Außenwandung 3, einer Innenwandung 4 einer ersten Stirnwand 5 und einer zweiten Stirnwand 6.

Entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 ist die Resonatorkammer 2 zwischen einem Zufluss 7 und einem Abfluss 8 angeordnet. In einer Längsrichtung 9 (im

Ausführungsbeispiel der Figur 1 eine Längsachse) wird die Resonatorkammer von der ersten Stirnwand 5 und der beabstandeten zweiten Stirnwand 6 begrenzt. Entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 sind die beiden Stirnwände 5, 6 jeweils ringförmig ausgebildet. Quer zur Längsrichtung 9 wird die Resonatorkammer 2 nach außen durch die Außenwandung 3 und nach Innen von der Innenwandung 4 begrenzt.

Die Resonatorkammer 2 weist zwei von der Außenwandung 3 ausgehende

Steuerstege 10, 11 auf, die gegenüber der Innenwandung 4 beabstandet sind und parallel zu den Stirnwänden 5, 6 verlaufen. Die Innenwandung 4 ist im Bereich der

Resonatorkammer 2 auf ihrer gesamten Länge durch eine vorgegebene Permeabilität luftdurchlässig und schallabsorbierend ausgebildet. In den Ausführungsbeispielen ist die Innenwandung 4 aus einem Kunststoff mit einer schallabsorbierenden Perforation ausgebildet. Zusätzlich zu den Perforationen weist die Innenwandung 4 zur

Resonatorkammer 2 hin zusätzliche Wanddurchbrüche 12 auf.

In den Ausführungsbeispielen der Figuren 1 bis 4 sind die Wanddurchbrüche 12 als Löcher ausgebildet. Die Wanddurchbrüche können aber auch als Schlitze ausgebildet sein. Entsprechend den Ausführungsbeispielen der Figuren 1 bis 4 sind die

Außenwandung 3 und die Innenwandung 4 als konzentrisch zueinander verlaufende Rohrstücke ausgebildet. Die Vorrichtung 1 ' des Ausführungsbeispiels der Figuren 2 - 4 weist zwischen der Außenwandung 3' und der Innenwandung 4' eine erste

Resonatorkammer 13 und eine zweite Resonatorkammer 14 auf. In Längsrichtung 9 wird die erste Resonatorkammer 13 von einer ersten Stirnwand 15 und von einer zweiten Stirnwand 16 begrenzt. Die zweite Stirnwand 16 bildet für die zweite

Resonatorkammer 14 eine erste Stirnwand, sodass die beiden Resonatorkammern 13, 14 eine gemeinsame Stirnwand 16 aufweisen. Die zweite Resonatorkammer 14 weist in Längsrichtung 9 beabstandet eine zweite Stirnwand 17 auf. In Figur 3 ist die ringförmige Außenwandung 3', die konzentrisch zur Innenwandung 4' angeordnet ist, als Schnitt durch die zweite Resonatorkammer 14 dargestellt. Entsprechend zeigt Figur 4 einen Schnitt durch die erste Resonatorkammer 13 der Vorrichtung T. Die erste Resonatorkammer 13 der Vorrichtung 1 ' weist zwei Steuerstege 18 auf.

Entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Figur 2 weist die zweite

Resonatorkammer 14 drei Steuerstege 19 auf. Entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Figuren 5 und 6 weist eine Vorrichtung 1 " zur Absenkung von Luft- und Körperschall zwischen einem Zufluss 7" und einem Abfluss 8" entlang einer Längsrichtung 9" vier Resonatorkammern 20, 21 , 22, 23 auf. Entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Figur 5 weisen die einzelnen Resonatorkammern 20, 21 , 22, 23 unterschiedlich lange Steuerstege 24 auf. Entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Figuren 5 und 6 weisen die Resonatorkammern 20, 21 , 22, 23 quer zur Längsrichtung 9" einen rechteckigen Querschnitt auf. Dabei verläuft die Außenwandung 3" parallel zur Längsrichtung 9", während im Ausführungsbeispiel der Figuren 5 und 6 die Innenwandung 4" in

Längsrichtung konkav ausgebildet ist und einen offenen Kanal bildet.

Die Resonatorkammern 20, 21 , 22, 23 werden seitlich zu einer Vorderseite hin von einer vorderen Seitenwand 30 und zu einer der Vorderseite abgewandten Rückseite hin von einer hinteren Seitenwand 31 dichtend abgedeckt. Bezugszeichenliste

1 , 1 ', 1" Vorrichtung zur Absenkung von Luft- und Körperschall

2 Resonatorkammer

3, 3', 3" Außenwandung

4, 4', 4" Innenwandung

5 erste Stirnwand

6 zweite Stirnwand

7. 7" Zufluss

8, 8" Abfluss

9, 9" Längsrichtung

10 Steuersteg

1 1 Steuersteg

12, 12' Wanddurchbruch

13 erste Resonatorkammer von 1 '

14 zweite Resonatorkammer von 1 '

15 erste Stirnwand von 13

16 zweite Stirnwand von 13

17 zweite Stirnwand von 14

18 Steuersteg von 13

19 Steuersteg von 14

20 Resonatorkammer von 1"

21 Resonatorkammer von 1"

22 Resonatorkammer von 1"

23 Resonatorkammer von 1"

24 Steuerstege von 20 -23

25 erste Stirnwand

26 zweite Stirnwand

27 dritte Stirnwand

28 vierte Stirnwand

29 fünfte Stirnwand

30 vordere Seitenwand

31 hintere Seitenwand