Aus
der
DE 197 30 355
C1 ist ein Schallabsorber in Lüftungskanälen bekannt, bei dem eine mikroperforierte
Platte Teil des Lüftungskanals
ist. Nachteilig hierbei ist, dass vorgesehene Kassetten als Teil
einer durchströmten
Kulisse in gleichförmigen Abständen angeordnet
sind. Der Abstand der Zwischenwände
ist für
die Güte
des Schalldämpfverhaltens
für die
jeweilige zu dämpfende
Schallfrequenz von großem
Einfluss. Somit ist bei diesem Schallabsorber die Wirkung der Schalldämpfung nur
in einem bestimmten Frequenzbereich gut. Er ist demnach als Dämpfer für eine Dämpfung unterschiedlicher
Frequenzen weniger geeignet.
In
der
DE 976 032 wird ein
Schalldämpfer
mit Abzweigfilter und Reihenfilter mit einem durchlaufenden, aus
einem Stück
hergestellten, teilweise perforierten Innenrohr beschrieben.
In
DE 298 08 058 wird ein
Kombinationsrohrschalldämpfer
mit einer Gas führenden
Leitung beschrieben, wobei die Leitung einen doppelwandigen Abschnitt
aufweist, der eine im Wesentlichen geschlossene Kammer zwischen
dem Innenrohr und dem Außenrohr
ausbildet.
Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher einen Rohrschalldämpfer mit
Mikroöffnungen und
ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Rohrschalldämpfers bereitzustellen,
der flexibel einsetzbar und für
unterschiedliche Frequenzspektren herstellbar ist und die Nachteile
des Standes der Technik vermeidet.
Diese
Aufgabe wird durch die Vorrichtung und das Verfahren nach den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Insbesondere
wir die Aufgabe gelöst
durch einen Rohrschalldämpfer
zur gezielten Reduktion der Intensität von Schallwellen, umfassend
einen inneren Kanal mit Mikroöffnungen
und eine den inneren Kanal zumindest teilweise umgebende Außenwand, wobei
zusätzlich
Trennsegmente zwischen dem inneren Kanal und der Außenwand
vorgesehen sind, die einzelne Abstände in axialer Richtung zwischen den
Trennsegmenten definieren, wobei die axialen Abstände, mindestens
einen ersten axialen Abstand und einen zweiten axialen Abstand umfassen,
wobei der radiale Abstand zwischen der Oberfläche des inneren Kanals und
der Außenwand
mindestens einen ersten radialen Abstand und einen zweiten radialen Abstand
umfasst.
Die
Schallwellen gelangen durch den inneren Kanal in den Schalldämpfer. Der
innere Kanal ist bevorzugt ein Rohr, kann aber auch eine Aussparung innerhalb
eines umgebenden Materials sein. Im letzteren Fall wird der Kanal
bevorzugt von schalldämmendem
porigen Material umgeben sein, in das der Kanal eingearbeitet ist.
Bevorzugt
weist der innere Kanal Mikroöffnungen
auf. Die Schallwellen treten durch die Mikroöffnungen durch, wobei sie durch
die dabei auftretende Reibung an Energie verlieren. Infolge der
Wandreibung treten breitbandige Verluste in der Energie der Schallwellen
auf. Die Mikroöffnungen
sind bevorzugt zylindrische Durchgangsbohrungen, können aber
auch andere geometrische Formen aufweisen.
Der
innere Kanal ist bevorzugt in einem Abstand von einer Außenwand
umgeben. Die aus dem inneren Kanal austretenden Schallwellen treffen
auf die Außenwand
auf und werden zu einem großen
Teil reflektiert. Die Außenwand
wirkt mit der umschlossenen Luftmasse dabei als Hohlraumresonator.
Der erste und zweite Abstand zwischen dem inneren Kanal und der
Außenwand
in radialer Richtung definiert, wie der innere Kanal zur Außenwand
angeordnet ist. Bevorzugt sind der erste und zweite Abstand nicht gleich
groß,
so dass der innere Kanal verschiedene Abstände zur Außenwand aufweist. Die aus dem
inneren Kanal austretenden und auf die Außenwand auftreffenden Schallwellen,
müssen
so je nach Austrittsstelle verschieden weite Wege bis zum Auftreffen
auf die Außenwand
zurücklegen.
Dadurch Abstände
mit unterschiedlichem Dämpfungsverhalten bzgl.
einzelner Frequenzen gegeben. Der Vorteil hiervon ist eine insgesamt
bessere Schalldämpfungswirkung über einen
Frequenzbereich. Besonders bevorzugt ist der Raum zwischen dem inneren Kanal
und der Außenwand
durch einen Füllstoff
ausgefüllt,
besonders bevorzugt durch faserhaltiges Material, Gewebe, oder durch
einen Stahllamellenverbund.
Die
Trennsegmente zwischen dem inneren Kanal und der Außenwand
definieren einzelne Abstände
in axialer Richtung zwischen den Trennsegmenten, wobei die axialen
Abstände,
mindestens einen ersten axialen Abstand und einen zweiten axialen
Abstand umfassen. Beim Auftreffen auf die Tennsegmente werden die
Schallwellen ebenfalls reflektiert. Die Trennsegmente trennen das
Volumen zwischen dem inneren Kanal und dem Außenrohr in axialer Richtung
in einzelne Kammern mit bevorzugt unterschiedlicher Kammergröße auf.
Dadurch sind einzelne Hohlraumresonatoren mit unterschiedlichem Dämpfungsverhalten
bzgl. einzelner Frequenzen gegeben. Der Vorteil hiervon ist eine
bessere Schalldämpfungswirkung über einen
Frequenzbereich.
Besonders
bevorzugt weist der erfindungsgemäße Rohrschalldämpfer noch
eine Krümmung auf.
Durch die Wahl des Krümmungsradius
kann die Schallabsorptionseigenschaft vorbestimmt werden.
Bei
einen weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Rohrschalldämpfers sind
die Außenwand
und der innere Kanal achsparallel angeordnet.
Diese
achsparallele Ausrichtung ermöglicht einen
einfachen Aufbau des Rohrschalldämpfers. Insbesondere
ist der Zusammenbau des inneren Kanals innerhalb der Außenwand
durch Einschieben einfach möglich.
Bei
einen weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Rohrschalldämpfers sind
die Außenwand
und der innere Kanal koaxial ausgerichtet.
Diese
koaxiale Ausrichtung ermöglicht
einen einfachen Aufbau des Rohrschalldämpfers. Insbesondere ist der
Zusammenbau des inneren Kanals innerhalb der Außenwand durch Einschieben und Befestigung
auf der selben Welle einfach möglich.
Bei
einen weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Rohrschalldämpfers sind
die radialen Abstände
zwischen dem inneren Kanal und der Außenwand und/oder die axialen
Abstände
zwischen den Trennsegmenten veränderbar.
Das
Schalldämpfverhalten
ist mit davon abhängig
wie lang die Wegstrecke ist, die die Schallwellen vom Austritt aus
dem inneren Kanal bis zum Auftreffen auf die Außenwand zurücklegen und wie groß der Abstand
zwischen den einzelnen Trennsegmenten ist. Ist der Abstand veränderbar,
kann der Schalldämpfer
unterschiedlichen Anforderungen bzgl. des Dämpfungsverhaltens angepasst
werden. Beispielsweise weisen die von einem Verbrennungsmotor mit den
Abgasen emittierten Schallwellen oftmals beim Start andere Intensitäten auf
als im laufenden Betrieb. Eine Einstellbarkeit des Schalldämpfers ermöglicht hier
eine flexible Anpassung an die sich verändernde Schalldämpfungsaufgabe.
Neben der Einstellung des Schalldämpfers im laufenden Betrieb
ist auch eine kostengünstige
Herstellung von Schalldämpfern
möglich, wenn
diese mit einer gleichen Struktur für unterschiedliche Einsatzzwecke
in großer
Stückzahl
hergestellt werden können
und nur noch auf die jeweilige Schalldämpfungsaufgabe eingestellt
werden müssen.
Bei
einen weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Rohrschalldämpfers sind
die Abstände
zwischen dem inneren Kanal und der Außenwand durch Verdrehen der
Außenwand
und/oder des inneren Kanals veränderbar.
Diese
einfach mit nur einer Drehachse zu realisierende Kinematik ermöglicht es,
die Position des inneren Kanals relativ zur Außenwand zu verändern. Eine
Verdrehbewegung ist technisch über Drehachsen
und Aktoren leicht realisierbar und Positionen sind mittels Winkelmessern
leicht zu ermitteln und zu reproduzieren.
Bei
einen weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Rohrschalldämpfers sind
die axiale Ausrichtung der Außenwand
und des inneren Kanals zueinander veränderbar.
Diese
Veränderbarkeit
der axialen Ausrichtung der Außenwand
und des inneren Kanal zueinander ermöglicht eine sehr weit gehende
Veränderung der
radialen Abstände
zwischen dem innerem Kanal und der Außenwand in axialer Richtung.
Mit dieser Verstellmöglichkeit
ist eine weit reichende Veränderung
des Schalldämpfungsverhaltens
des erfindungsgemäßen Rohrschalldämpfers mit
Mikroöffnungen
möglich.
Bei
einen weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Rohrschalldämpfers weisen
die Außenwand
und/oder der innere Kanal einen Querschnitt aus der Gruppe: kreisrund,
quadratisch, oval, rautenförmig,
symmetrisch vieleckig, vieleckig mit abgerundeten Ecken auf.
Bei
einen weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Rohrschalldämpfers weist
die Außenwand
eine Außenkontur mit
Flächen
und diese verbindende abgerundete Kanten auf.
Diese
Kontur bietet den Vorteil, dass sie platzsparend in andere Systeme
integrierbar ist. Ferner ist diese Kontur einfach z. B. aus Stahlblech
realisierbar.
Bei
einen weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Rohrschalldämpfers ist
die Außenwand
an einem Ende mit einer Einlassöffnung
und am anderen Ende mit einer Auslassöffnung des inneren Kanals,
dicht verbunden.
Für eine optimale
Schalldämpfungswirkung stellt
diese Anordnung sicher, dass das System geschlossen ist und dass
keine Schallwellen durch Öffnungen
austreten können.
Bei
einen weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Rohrschalldämpfers weisen
die Mikroporen am inneren Kanal einen Durchmesser kleiner als 1
mm auf, insbesondere weniger als 0,5 mm auf, insbesondere weniger als
0,1 mm auf.
Der
Lochdurchmesser bzw. die Ausgestaltung der Mikroporen sowie der
Anteil der Oberfläche der
Mikroporen zur verbleibenden Oberfläche hat einen Einfluss auf
den vorbestimmten Schallabsorptionsgrad.
Bei
einen weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Rohrschalldämpfers beträgt der Anteil
der Mikroporen am inneren Kanal weniger als 10 % der Gesamtoberfläche des
inneren Kanals, insbesondere weniger als 5 % der Gesamtoberfläche des
inneren Kanals, insbesondere weniger als 2 % der Gesamtoberfläche des inneren
Kanals.
Der
Lochflächenanteil
der Mikroporen hat ebenfalls einen Einfluss auf den Schallabsorptionsgrad.
Bei
einen weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Rohrschalldämpfers weisen
die Mikroporen am inneren Kanal eine geometrische Form aus der Gruppe
bestehend aus: kreisrund, quadratisch, oval, rautenförmig, symmetrisch
vieleckig auf.
Durch
die Wahl der Form der Mikroporen können verschiedene Fertigungsverfahren
eingesetzt werden. Hierdurch können
vorteilhafterweise auch die Schallabsorptionseigenschaften vorbestimmt
werden.
Bei
einen weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Rohrschalldämpfers weist
der innere Kanal Gewebe auf.
Das
Gewebe umfasst bevorzugt Metall, Nylon oder Glasfasern bzw. eine
Kombination dieser Werkstoffe. Mit Öffnungsgrad des Gewebes wird
hier entweder das Volumenverhältnis
aus Gewebefasern und den Zwischenräumen zwischen den Gewebefasern
oder das Flächenverhältnis der
Oberfläche
des Gewebes zu den Öffnungen
der Maschen des Gewebes bezeichnet. Das Gewebe weist besonders bevorzugt Öffnungsgrade
von bis zu 40 % auf. Es können
aber auch bevorzugt Gewebe mit Öffnungsgraden
von lediglich 20 % zur Anwendung kommen.
Bei
einen weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Rohrschalldämpfers sind
ein oder mehrere der Trennsegmente im Wesentlichen orthogonal zur
axialen Richtung der Außenwand
ausgerichtet.
Durch
diese orthogonale Ausrichtung sind die Trennsegmente parallel zueinander
und einander gegenüberliegend
ausgerichtet. Mit dieser Anordung bildet sich besonders gut ein
akustisches Resonanzsystem.
Bei
einen weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Rohrschalldämpfers weisen
ein oder mehrere der Trennsegmente eine Form aus der Gruppe von:
Kegelteil, Kugelteil, Ellipsoidteil, Paraboloidteil, Pyramidenteil
auf.
Die
unebene Form der Trennsegmente bedingt bevorzugt eine stärker diffuse
Schallreflektion als bei einfach ebenen Trennflächen. Ein noch besseres Dämpfungsverhalten
ist so realisierbar.
Bei
einen weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Rohrschalldämpfers sind
mehrere der Trennsegmente in einem Winkel größer als 5° zueinander angeordnet, insbesondere
größer als
20° zueinander
angeordnet, insbesondere größer als
40° zueinander
angeordnet.
Der
Anstellwinkel der Trennsegmente bewirkt eine schräge Reflektion
der Schallwellen. Stehende Wellen zwischen zwei gegenüberliegenden Flächen werden
so vermieden. Außerdem
wird hierdurch bevorzugt bei stufenweiser Ausbildung der Trennsegmente
ein Spektrum an Wellen mit unterschiedlicher Wellenlänge innerhalb
der Trennsegmente gedämpft.
Bei
einen weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Rohrschalldämpfers sind
ein oder mehrere der Trennsegmente als Helix geformtes Band, das
sich um den inneren Kanal herum schraubt, ausgebildet.
Hierdurch
ergibt sich ein Anstellwinkel zwischen der Helix und einer Ebene
senkrecht zur Achsrichtung und gleichzeitig ein Trennsegment mit
vordefiniert vielen Kammern bezogen auf die einzelnen Abschnitte
innerhalb des Zwischenraums zwischen innerem Kanal und Außenwand.
Bei
einen weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Rohrschalldämpfers sind
ein oder mehrere der Trennsegmente als Helix geformtes Band, das
sich mit sich verändernder
Ganghöhe
um den inneren Kanal herum schraubt, ausgebildet.
Die
verändernde
Ganghöhe
der Helix ermöglicht
einen sich verändernden
Abstand in axialer Richtung zwischen den einzelnen Windungen der Helix.
Da die Helix schallhart ist und eine den Trennsegmenten entsprechende
Funktion ausübt,
gelten hier die gleichen Vorteile, wie für die unterschiedliche Beabstandung
der Trennsegmente. Durch die Wahl der Ganghöhe bzw. des Verlaufs der Ganghöhe können vorbestimmte
Frequenzbereiche durch die Wellenlänge bzw. ein Viertel der Wellenlänge abgebildet werden.
Auf diese Weise ist es möglcih,
ein spezielles Frequenzband besonders zu dämpfen, indem diese Wellenlängen bzw.
ein Viertel dieser Wellenlängen
als Beabstandung zwischen den einzelnen Helixbändern nach einer Periode vorgewählt werden. Die
Helix kann als elastisches Stahlband ausgeführt sein, was eine Verstellung
der Helix durch Verformung ermöglicht.
Bei
einen weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Rohrschalldämpfers sind
ein oder mehrere der Trennsegmente verstellbar.
Zum
einen kann bevorzugt der Abstand der Trennsegemente zueinander verstellt
werden und zum anderen der Winkel der Trennsegmente zueinander verstellt
werden. Hierdurch können
der zu absorbierende Frequenzbereich vorbestimmt werden.
Bei
einen weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Rohrschalldämpfers ist
er aus mehreren einzelnen hintereinander angeordneten Segmenten
aufgebaut, die miteinander verbindbar sind.
Dieser
modulare Aufbau erlaubt es, je nach Einsatzzweck aus mehreren auch
verschiedenen Schalldämpfersegmenten
einen Schalldämpfer
aufzubauen. Mit der Anzahl und Art der Segmente kann das Dämpfungsverhalten
eingestellt werden.
Bei
einen weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Rohrschalldämpfers ist
die Außenwand
schallhart ist.
Dadurch,
dass die Außenwand
schallhart ist, werden die aus dem inneren Kanal austretenden Schallwellen
reflektiert und es entsteht besonders leicht ein Hohlraum-Resonator.
Bei
einen weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Rohrschalldämpfers enthält der Werkstoff
der Außenwand
ein Element aus der Gruppe von: Fe, Pt, Cr, Cu, Ni, C, insbesondere
Metall oder Kunststoff.
In
die Wahl des Werkstoffs der Außenwand können verschiedene
Umgebungsanforderungen und Schallleitungscharakteristika für vorgegebene Frequenzbereiche
besonders berücksichtigt
und vorbestimmt werden.
Bei
einen weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Rohrschalldämpfers weist
die Außenwand
außen
eine Isolierung auf.
Diese
Isolierung bietet eine zusätzliche Schallisolierung
sowie eine Dämpfung
der schallharten Außenwand.
Für diese
Isolierung eignen sich besonders Materialien, die die Schallharte
Außenwand in
der Schwingungsanregung einschränken
und die selber ein gutes Schalldämpfungsverhalten
aufweisen. Als Material können
hierfür
bevorzugt Gummi und besonders bevorzugt Schaumstoff oder andere Dämmstoffe
verwendet werden.
Bei
einen weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Rohrschalldämpfers weist
der Rohrschalldämpfer
mehrere innere Kanäle
auf.
Es
können
auch mehrere innere Kanäle
vorgesehen werden. Ein Vorteil besteht hier darin, dass die einzelnen
Kanalaußenwände, eine
Dämpfung
der Schallwellen zwischen den Kanälen bewirken. Beispielsweise
müssen
Schallwellen aus einem inneren, von anderen Kanälen umgebenen Kanal erst durch die
Wände der
anderen Kanäle
durchtreten, bis sie in den Zwischenraum zwischen den Kanälen und
der Außenwand
gelangen. Hierdurch wird noch ein verändertes Schalldämpfungsverhalten
erzielt.
Bei
einen weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Rohrschalldämpfers sind
ein oder mehrere der Trennsegmente im Wesentlichen orthogonal zur
axialen Richtung des inneren Kanals ausgerichtet.
Bevorzugt
sind die Trennsegmente im Wesentlichen orthogonal zur axialen Richtung
des inneren Kanals ausgerichtet.
Es
ist auch ein Verfahren zur Anwendung eines Rohrschalldämpfers im
Sinne der vorliegenden Erfindung, wobei Schalldruckwellen durch
die Einlassöffnung
in den inneren Kanal geleitet werden, die Schalldruckwellen durch
Reibung an den Mikroöffnungen
und Reflektion an der Außenwand
und an den Trennsegmenten in ihrer Amplitude reduziert werden und
die gedämpften
Schalldruckwellen durch die Auslassöffnung den Rohrschalldämpfer verlassen.
Ferner
umfasst die vorliegende Erfindung die Verwendung eines erfindungsgemäßen Rohrschalldämpfers zur
Durchführung
eines Verfahrens zur Anwendung eines erfindungsgemäßen Rohrschalldämpfers insbesondere
zur gezielten Reduktion der Intensität von Schallwellen.
Im
Folgenden soll weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung
an Hand der Figuren erläutert
werden. Hierbei zeigt
1 Eine
schematische Schnittzeichnung eines erfindungsgemäßen Rohrschalldämpfers.
2 Eine
schematische Schnittzeichnung eines erfindungsgemäßen Rohrschalldämpfers entlang
der Schnittlinie A-B aus 1.
3 Eine
schematische Schnittzeichnung eines erfindungsgemäßen Rohrschalldämpfers entlang
der Schnittlinie A-B aus 1.
4 Eine
schematische Schnittzeichnung eines erfindungsgemäßen Rohrschalldämpfers mit variierender
Ganghöhe.
5 Eine
schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Rohrschalldämpfers mit
verstellbarem radialen Abstand s entlang der Schnittlinie A-B aus 1.
6 Ein
Diagramm mit einer Darstellung des radialen Abstandes s über den
Umfang bei einem verstellbaren erfindungsgemäßen Rohrschalldämpfer.
1 zeigt
eine schematische Schnittzeichnung eines erfindungsgemäßen Rohrschalldämpfers.
Mikroöffnungen 15 sind
am Umfang eines inneren Kanals 10 angeordnet. Der Kanal 10 weist
eine Einlassöffnung 12 und
eine Auslassöffnung 14 auf. Eine
Außenwand 30 umgibt
den inneren Kanal 10 koaxial. Trennsegmente 20 sind
orthogonal zwischen dem inneren Kanal 10 und der Außenwand 30 angeordnet.
Die einzelnen Trennsegmente haben unterschiedliche Abstände d, d', d' zueinander und trennen den
Raum zwischen dem inneren Kanal 10 und der Außenwand 30 in
axialer Richtung in einzelne Kammern. Der innere Kanals 10 weist
von der Außenwand 30 einen
ersten radialen Abstand s1 und einen zweiten radialen Abstand s2
auf.
Im
Einsatz treten die Schallwellen durch die Einlassöffnung 12 in
den Rohrschalldämpfer
ein. Die Schallwellen treten durch die Mikroöffnungen 15 durch,
wobei sie durch die dabei auftretende Reibung an Energie verlieren.
Die Schallwellen treffen dann auf die Außenwand 30 auf und
werden zu einem großen
Teil reflektiert. Beim Auftreffen auf die Tennsegmente 20 werden
die Schallwellen ebenfalls reflektiert. Schließlich treten die in ihrer Amplitude
geminderten Schallwellen durch die Auslassöffnung 14 aus dem
Rohrschalldämpfer
aus.
Die
jeweiligen gegenüberliegenden
schallharten Wände
der Außenwand 30 und
der Trennsegmente 20 führen
dazu, dass sich dazwischen stehende λ/4 Wellen bilden. Da die Abstände zwischen
den Trennsegmenten 20 und auch zwischen dem inneren Kanal 10 und
der Außenwand 30 unterschiedlich sind,
bilden sich einzelne Hohlraum-Resonatoren mit verschiedenen λ/4 Wellenlängen. Die
schalldämpfende
Wirkung ist somit für
verschiedene Schallfrequenzen gegeben. Zusätzlich treten beim Durchtreten
des Schalls durch die Mikroöffnungen 15 des
inneren Kanals 10 in den Raum zwischen dem inneren Kanal 10 und
der Außenwand 30 viskose
Wandreibung auf, was zu breitbandigen Verlusten bei den Schallwellen
führt.
Durch die Kombination aus Resonator mit verschiedenen axialen Wandabständen d und
radialen Wandabständen
s jeweils bezogen auf einen Wellenlängenbereich mit der Beabstandung von λ/4 Wellen
und Absorber mittels der Mikroöffnungen 15 ist
die Schalldämpfungswirkung
im erfindungsgemäßen Rohrschalldämpfer über einen
breiten Frequenzbereich gegeben.
In 2 ist
der erfindungsgemäße Rohrschalldämpfer aus 1 in
einer schematischen Schnittzeichnung entlang der Schnittlinie A-B
aus 1 dargestellt. 1. Der zylindrische innere Kanal 10 ist
innerhalb der zylindrischen Außenwand 30 angeordnet.
Die Achsen von innerem Kanal 10 und Außenwand 30 sind versetzt
angeordnet. Es sind verschiedene radiale Abstände s zwischen dem innerem Kanal 10 und
der Außenwand 30 eingetragen.
Der Abstand variiert zwischen s1 als kleinstem Abstand und s2 als
größtem Abstand.
Es
ergibt sich somit ein unterschiedlicher radialer Abstand s für die aus
den Mikroöffnungen 15 zur
Außenwand 30 austretenden
Schallwellen, je nachdem wo die Schallwellen am Umfang des inneren
Kanals 10 austreten.
Durch
das Abstandsspektrum ist ein breitbandiges akustisches Dämpfungsverhalten
gegeben.
In 3 ist
der erfindungsgemäße Rohrschalldämpfer aus 1 in
einer schematischen Schnittzeichnung entlang der Schnittlinie A-B
aus 1 dargestellt. 3 unterscheidet
sich von 2 darin, dass die Außenwand 30 einen
rechteckigen Querschnitt aufweist.
Durch
die rechteckige Querschnittsform ist die Abstandsverteilung zwischen
dem inneren Kanal 10 und der Außenwand 30 anders
ausgebildet. Hier ist die Differenz zwischen dem kürzesten
Abstand und dem längsten
Abstand größer als
bei der Anordnung aus 2.
Durch
das Abstandsspektrum ist ein breitbandiges akustisches Dämpfungsverhalten
für ein anderes
Frequenzspektrum gegeben.
4 zeigt
eine schematische Schnittzeichnung eines erfindungsgemäßen Rohrschalldämpfers.
Prinzipiell entspricht 4 der 1, die Trennsegmente 20 sind
hier aber als ein zur Helix geformtes Band 20, das sich
mit sich verändernder
Ganghöhe
um den inneren Kanal herum schraubt, ausgebildet.
Dargestellt
ist, wie die jetzt wechselnd großen Abstände
zwischen den einzelnen Windungen des Trennsegmentbandes 20 unterschiedliche λ/4 stehende
Wellen ermöglichen.
Durch
dieses Spektrum an axialen Abständen
zwischen den einzelnen Windungen des Trennsegmentbandes 20 ist
ein breiteres Dämpfungsspektrum
möglich
als bei einfachen geraden Trennsegmenten 20.
In 5 ist
der erfindungsgemäße Rohrschalldämpfer aus 1 in
einer schematischen Schnittzeichnung entlang der Schnittlinie A-B
aus 1 dargestellt, wie dies auch in 2 der
Fall ist. Hier ist jedoch ein unrunder innerer Kanal 10 in
einer unrunden Außenwand 30 angeordnet.
Ferner ist hier der innere Kanal 10 gegen die Außenwand 30 um
die Längsachse
herum verdrehbar. Eingezeichnet ist der Drehwinkel ω um den
der innere Kanal 10 gegen über der Außenwand 30 verdreht
wird. Der Winkel α gibt
einen Winkel an, unter dem entlang einer Geraden, die durch den
Mittelpunkt des inneren Kanals 10 und dann unter diesem
Winkel α zur
Außenwand 30 verläuft, der
Abstand zwischen innerem Kanal 10 und Außenwand 30 gemessen
wird.
In 6 sind
für den
erfindungsgemäße Rohrschalldämpfer wie
in 5 dargestellt die Abstandswerte zwischen dem inneren
Kanal 10 und der Außenwand 30 für zwei verschiedene
Drehwinkel ω dargestellt.
Erkennbar
ist, dass das Abstandsspektrum, also die Differenz aus größtem Abstandswert
und kleinstem Abstandswert, von der Winkelstellung der Verdrehung
des inneren Kanals 10 zur Außenwand 30 abhängt. So
ist hier bei einer Winkelstellung von ω = 0° das Abstandsspektrum kleiner
als bei einem Winkel von ω =
90°.
Demnach
ist aber auch das Resonanz und das Dämpfungsverhalten verschieden
für beide
Winkelstellungen. Dadurch ist es möglich über die Winkelstellung das
Dämpfungsverhalten
des Rohrschalldämpfers
zu verändern.