DE19751596A1

DE19751596A1 - Active noise damper for automobile exhaust

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Publication number: DE19751596A1
Application number: DE19751596A
Authority: DE
Original assignee: Leistritz AG and Co Abgastechnik
Current assignee: Faurecia Automobiltechnik GmbH
Priority date: 1997-11-21
Filing date: 1997-11-21
Publication date: 1999-06-02

Abstract

The active noise damper has at least one hollow body (1) incorporating a loudspeaker (6), with its loudspeaker membrane (7) controlled for equalizing the actual sound field impedance, detected at the acoustic coupling point (2) with the noise channel (3) provided by the exhaust pipe (4), with a required sound field impedance, adjustable between maximum and minimum noise damping values.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schalldämpfer.The invention relates to a silencer.

Aus DE-A-4 226 885 ist eine Anordnung zur aktiven Schallabsorption bei Kraft fahrzeugen bekannt. Diese Anordnung enthält einen Helmholtz-Resonator. In die sem Helmholtz-Resonator ist ein Lautsprecher integriert, um unterschiedliche Hohlraumvolumina des Helmholtz-Resonators zu realisieren. Dieser aktive Helm holtz-Resonator absorbiert den in seiner Umgebung, z. B. im Fahrgastraum des Kraftfahrzeuges vorhandenen Störschall. Hierzu wird dem Schallfeld in der Um gebung des Helmholtz-Resonators Energie entzogen, indem Schallenergie durch den flaschenhalsartigen Eingang des Helmholtz-Resonators in Wärmeenergie umgewandelt wird.From DE-A-4 226 885 there is an arrangement for active sound absorption with force vehicles known. This arrangement contains a Helmholtz resonator. In the In the Helmholtz resonator, a loudspeaker is integrated to allow different Realize cavity volumes of the Helmholtz resonator. This active helmet holtz resonator absorbs the in its environment, e.g. B. in the passenger compartment of the Motor vehicle existing noise. For this, the sound field in the um The energy output of the Helmholtz resonator is extracted by sound energy the bottle neck-like entrance of the Helmholtz resonator into thermal energy is converted.

Aus DE-A-4 317 403 und aus WO-A-93 05282 sind Anordnungen zur aktiven Schalldämpfung bekannt, bei denen eine einen Lautsprecher enthaltende Kam mer von einem Störschallkanal abgezweigt ist. Der Lautsprecher soll derart Kom pensationsschall abstrahlen, daß sich die beiden Schallfelder von Störschall und Kompensationsschall durch Überlagerung gegenseitig auslöschen bzw. abschwä chen. In WO-A-93 05282 wird ein Kontrollmikrofon an einem nicht näher festge legten Ort positioniert. Dieses Kontrollmikrofon soll in Verbindung mit einer Kon trolleinheit den Kompensationsschall des Lautsprechers so regeln, daß sich am Ort des Kontrollmikrofons die Abschwächung bzw. Auslöschung einstellt. Diese aufwendige Ausgestaltung des Übertragungsweges zwischen Lautsprecher und Kontrollmikrofon verteuert einerseits die Herstellung des Schalldämpfers und führt andererseits aufgrund der komplizierten Übertragungsfunktion zu Stabilitätspro blemen im Regelkreis und begrenzt ferner seine Regelgeschwindigkeit aufgrund der langen Laufzeit der Kompensationsschallwellen vom Lautsprecher bis zum Kontrollmikrofon. Daher ist die Schalldämpfung oftmals unzureichend. Dieser Nachteil wird dadurch noch verstärkt, daß die mit Hilfe des Kontrollmikrofons an irgendeinem Ort gemessene lokale Überlagerung von Schallwellen keine zuver lässige Aussage darüber zuläßt, ob sich hinter der zwischen der Kammer und dem Störschallkanal angeordneten Kopplungsstelle nicht doch noch Störschall bis zur Mündung des Störschallkanals ausbreitet.DE-A-4 317 403 and WO-A-93 05282 disclose active arrangements Sound attenuation is known in which a Kam containing a loudspeaker is branched off from a noise channel. The loudspeaker should be such a com emit pensationsschall that the two sound fields of Störschall and Compensate for or cancel out compensation sound by superimposing it chen. In WO-A-93 05282 a control microphone is not fixed to one positioned. This control microphone should be used in conjunction with a con troll unit regulate the compensation sound of the speaker so that on Location of the control microphone sets the attenuation or extinction. This complex design of the transmission path between speakers and Control microphone makes the manufacture of the silencer more expensive and leads on the other hand, due to the complicated transfer function to stability pro stumble in the control loop and also limits its control speed due to the long duration of the compensation sound waves from the speaker to Control microphone. As a result, sound attenuation is often inadequate. This Disadvantage is exacerbated by the fact that with the help of the control microphone local superposition of sound waves measured at any location casual statement about whether behind the between the chamber and the coupling point arranged in the noise channel is not yet noise spreads to the mouth of the noise channel.

Bei der passiven Schalldämpfung werden häufig Anordnungen eingesetzt, bei de nen es genau dann zu guter Schalldämpfung kommt, wenn an einer Stelle eines Störschallkanales eine vom Wellenwiderstand dieses Kanals stark abweichende Schallfeldimpedanz erzeugt wird. Durch diese Fehlanpassung entsteht an dieser Stelle eine Reflexion des Störschalles. Deshalb werden derartige Anordnungen als Reflexionsschalldämpfer bezeichnet. Eine vom Wellenwiderstand des Stör schallkanales stark abweichende Schallfeldimpedanz ergibt sich z. B. an einem offenen Ausgang eines Hohlkörpers, wenn dieser mit seiner Resonanzfrequenz erregt wird. In diesem Fall geht die Schallfeldimpedenz am Ausgang des Hohlkör pers gegen Null. Eine konstruktiv besonders einfache Ausgestaltung dieses Hohl körpers ist ein sogenannter λ/4-Resonator. Derartige Resonatoren sind z. B. aus "Abgasschalldämpfer für Kraftfahrzeuge", Die Bibliothek der Technik Bd. 83, S. 21, Abb. 13, verlag moderne industrie AG, 1993, ISBN 3-478-93076-6 bekannt. Hierbei ist es bekannt, daß von einem den Störschall führenden Kanal oder einer Rohrleitung ein abgeschlossenes Rohrstück nach Art eines Resonators abge zweigt wird. Die Abzweigungsstelle bildet eine akustische Kopplungsstelle des Resonators. In diesem Resonator ist ein Schallfeld dann in Resonanz, wenn ¼ der Wellenlänge oder ein ungeradzahliges Vielfaches davon in den Hohlraum des Resonators paßt. Nachteilig an diesem Resonator ist es, daß eine gute Schall dämpfung immer nur dann erreicht wird, wenn exakt 1/4 der Wellenlänge oder ein ungeradzahliges Vielfaches davon gleich der akustisch wirksamen Länge des Re sonators ist. Die Ursache hierfür liegt in den entsprechend der konstruktiven Aus gestaltung des Resonators fest vorgegebenen physikalischen Bedingungen an der ein offenes Resonatorende bildenden akustischen Kopplungsstelle und an einem dem offenen Resonatorende gegenüberliegenden geschlossenen Resona torende: Am geschlossenen Resonatorende werden Schallwellen ohne Phasen sprung, am offenen Resonatorenende hingegen mit 180° Phasensprung reflek tiert. Daher sind nur bei bestimmten Wellenlängen Resonanzen und damit gute Schalldämpfung möglich. Ein weiterer Nachteil bei diesem Resonator besteht darin, daß zur Dämpfung tiefer Frequenzen besonders große und somit raumauf wendige Resonatorlängen erforderlich sind.In passive noise damping, arrangements are often used in which good noise damping occurs precisely when a sound field impedance that deviates greatly from the wave resistance of this channel is generated at one point in a noise channel. This mismatch creates a reflection of the noise at this point. Therefore, such arrangements are referred to as reflection silencers. A strongly deviating sound field impedance from the wave resistance of the interference sound channel results, for. B. at an open output of a hollow body when it is excited with its resonant frequency. In this case, the sound field impedance at the exit of the hollow body approaches zero. A particularly simple design of this hollow body is a so-called λ / 4 resonator. Such resonators are e.g. B. from "exhaust silencer for motor vehicles", The Library of Technology Vol. 83, p. 21, Fig. 13, publisher modern industry AG, 1993, ISBN 3-478-93076-6 known. It is known that a closed pipe section in the manner of a resonator is branched off from a channel or a pipeline leading to noise. The branch point forms an acoustic coupling point of the resonator. A sound field is in resonance in this resonator if ¼ of the wavelength or an odd multiple thereof fits into the cavity of the resonator. The disadvantage of this resonator is that good sound attenuation is only achieved when exactly 1/4 of the wavelength or an odd multiple thereof is equal to the acoustically effective length of the sonator. The reason for this lies in the physical conditions which are predetermined according to the structural design of the resonator at the acoustic coupling point forming an open resonator end and at a closed resonator end opposite the open resonator end: sound waves without phase jump at the closed resonator end, but at the open resonator end with 180 ° phase shift reflected. Therefore, resonances and therefore good sound absorption are only possible at certain wavelengths. Another disadvantage of this resonator is that particularly large and thus space-consuming resonator lengths are required to attenuate low frequencies.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schalldämpfer zu schaffen, der mit einfachen Mitteln eine an die jeweiligen Erfordernisse angepaßte Schalldämp fung erzielt.The invention has for its object to provide a silencer that with simple means a silencer adapted to the respective requirements fung achieved.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination des Anspruches 1 gelöst.This object is achieved by the combination of features of claim 1.

Der erfindungsgemäße aktive Schalldämpfer enthält mindestens einen Hohlkör per, dessen offenes Hohlkörperende (= Hohlkörperöffnung) die akustische Kopp lung bzw. eine akustische Kopplungsstelle zu einem Störschall führenden Kanal bewirkt. Der aktive Schalldämpfer arbeitet nach dem Anpassungsprinzip, d. h. im Bereich der akustischen Kopplungsstelle wird künstlich eine im Betrieb veränder bare Schallfeldimpedanz erzeugt, welche an den Wellenwiderstand des Stör schallkanales je nach erforderlicher Dämpfungswirkung "angepaßt" wird. Durch diese Anpassung der Schallfeldimpedanz - z. B. auch extreme Fehlanpassung - kann für unterschiedliche Frequenzen des Störschalls eine verschieden große oder bewußt keine Schalldämpfung erzielt werden, wenn dies erwünscht oder er forderlich ist. Hierdurch ist der erfindungsgemäße Schalldämpfer gegenüber vor bekannten Schalldämpfern vielseitiger einsetzbar bei gleichzeitig konstruktiv ein facher und kostengünstiger Ausgestaltung. Dies gilt insbesondere dann, wenn der Störschall in einem Rohr geführt wird, wie dies z. B. bei Abgasanlagen oder Lüf tungskanälen der Fall ist. Der Hohlkörper ist durch mehrere Wände begrenzt. Von diesen Wänden ist mindestens eine Wand oder ein Wandsegment - nachfolgend "bewegliche Wand" - beweglich. The active silencer according to the invention contains at least one hollow body per, whose open hollow body end (= hollow body opening) the acoustic coupling ment or an acoustic coupling point to a channel leading to noise causes. The active silencer works on the principle of adaptation, i. H. in the The area of the acoustic coupling point is artificially changed during operation bare sound field impedance generated, which depends on the wave resistance of the interference sound channel is "adapted" depending on the required damping effect. By this adjustment of the sound field impedance - e.g. B. also extreme mismatch - can be of different sizes for different frequencies of noise or deliberately no sound attenuation can be achieved if so desired or he is required. As a result, the muffler according to the invention is in front known mufflers can be used in a variety of ways while being constructive professional and inexpensive design. This applies in particular if the Disturbing sound is conducted in a pipe, as is the case for. B. in exhaust systems or Lüf channels is the case. The hollow body is delimited by several walls. From these walls are at least one wall or a wall segment - below "movable wall" - movable.

Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, die Ausbreitung des Störschalles im Störschallkanal mittels des Anpassungsprinzips zu beeinflussen. Hierzu wird im Bereich der akustischen Kopplungsstelle eine Schallfeldimpedanz künstlich er zwungen, welche an den Wellenwiderstand des Störschallkanales derart ange paßt ist, daß sich innerhalb des Störschallkanales die gewünschte Beeinflussung des Störschalles einstellt. Bei dieser Beeinflussung handelt es sich z. B. um eine Totalreflexion des Störschalls an einer sogenannten Anpassungsstelle im Stör schallkanal, so daß sich hinter der Anpassungsstelle kein Störschall mehr ausbrei tet. In einem anderen Fall wird ein Sollwert der Schallfeldimpedanz derart einge stellt, daß der Störschall die Anpassungsstelle vollkommen ungedämpft passiert. Falls erforderlich, wird der Sollwert der Schallfeldimpedanz derart eingestellt, daß der Störschall an der Anpassungsstelle teilweise reflektiert und teilweise durchge lassen wird, so daß sich der Störschall hinter der Anpassungsstelle mit einer klei neren Schallamplitude ausbreitet. Die Einstellung des Sollwertes kann abhängig von bestimmten Frequenzen des Störschalles sein. Mit Hilfe der variablen Einstel lung der Schallfeldimpedanz entsteht also eine künstliche Geräuschgestaltung (Sound-Design), indem die Schalldämpfung durch Auswahl einer gewünschten Schallfeldimpedanz bewußt beeinflußt werden kann. Somit können mit Hilfe des aktiven Schalldämpfers von ein- und derselben Störschallquelle wunschgemäß unterschiedliche Klangbilder erzeugt werden.The invention is based on the consideration of the spread of the noise in To influence the noise channel using the adaptation principle. For this, in Acoustic coupling area artificially he a sound field impedance compulsions, which are so indicated on the wave resistance of the noise channel is that the desired interference within the noise channel of the noise. This influence is z. B. a Total reflection of the noise at a so-called adaptation point in the noise sound channel, so that no more noise spreads behind the adaptation point tet. In another case, a nominal value of the sound field impedance is inserted in this way ensures that the noise passes the adaptation point completely undamped. If necessary, the setpoint of the sound field impedance is set such that the noise at the adaptation point is partly reflected and partly gone will let, so that the noise behind the adaptation point with a small spreads sound amplitude. The setting of the setpoint can depend of certain frequencies of the noise. With the help of the variable setting The sound field impedance is thus artificially created (Sound design) by reducing the sound by selecting a desired one Sound field impedance can be influenced consciously. Thus, with the help of active silencer from one and the same noise source as desired different sound patterns are generated.

Damit im Bereich der akustischen Kopplungsstelle durch vorherige Auswahl bzw. Einstellung des Sollwertes die gewünschte Schallfeldimpedanz entsteht, ist eine Einrichtung vorgesehen, welche die Bewegung der beweglichen Wand bestimmt. Dabei ist die Bewegungsfunktion der beweglichen Wand derart abgestimmt, daß sich im Bereich der akustischen Kopplungsstelle ein Istwert der Schallfeldimpe danz erzwungen wird, der mit dem eingestellten Sollwert dieser Schallfeldimpe danz möglichst genau übereinstimmt. Die Auswahl und Einstellung des Sollwertes kann z. B. automatisch über eine externe Stellgröße (z. B. Betriebsbedingung des Motors) oder manuell mittels eines Schalters oder mehrerer Schalter, eines Dreh knopfes oder dergleichen erfolgen. Vorzugsweise ist das Einstellorgan zur Einstel lung des Sollwertes Bestandteil einer Wähleinheit, welche mit der vorgenannten Einrichtung gekoppelt ist. Die einstellbaren Sollwerte sind auf die Schallfeldimpe danz im Bereich der akustischen Kopplungsstelle bezogen. Dementsprechend ist die Bewegungsfunktion der beweglichen Wand abgestimmt.So that in the area of the acoustic coupling point by previous selection or Setting the setpoint the desired sound field impedance is one Device provided which determines the movement of the movable wall. The movement function of the movable wall is coordinated such that there is an actual value of the sound field impulse in the area of the acoustic coupling point is enforced with the setpoint of this sound field impulse danz matches as closely as possible. The selection and setting of the setpoint can e.g. B. automatically via an external manipulated variable (e.g. operating condition of the Motors) or manually using one switch or multiple switches, one turn button or the like. The setting member is preferably for setting the setpoint is part of a dialing unit, which with the aforementioned Facility is coupled. The adjustable setpoints are based on the sound field vaccine danz in the area of the acoustic coupling point. Is accordingly the movement function of the movable wall is coordinated.

Der Schalldämpfer ermöglicht also mit Hilfe der beweglichen Wand bei einer Viel zahl von Frequenzen einen einstellbaren Reflexionsgrad der Störschallwellen im Bereich der akustischen Kopplungsstelle. Die zeitliche Bewegungsfunktion der beweglichen Wand wird dabei nach Betrag und Phase derart bestimmt oder gere gelt, daß für eine Frequenz oder eine Vielzahl von Frequenzen des Störschalls die Schallfeldimpedanz im Bereich der akustischen Kopplungsstelle je nach Bedarf mehr oder weniger stark an den Wellenwiderstand des Störschallkanales ange paßt ist.The muffler thus enables with the help of the movable wall at a lot number of frequencies an adjustable reflectance of the noise waves in Area of the acoustic coupling point. The temporal movement function of the Movable wall is determined or adjusted according to amount and phase applies that for a frequency or a plurality of frequencies of the noise Sound field impedance in the area of the acoustic coupling point as required more or less strongly to the wave resistance of the noise channel fits.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Hohlkörper mit Hilfe der bewegli chen Wand für eine Vielzahl von Frequenzen des Störschalls gewissermaßen als λ/4-Resonator wirksam. Hierbei wird an der Hohlkörperöffnung eine minimale Schallfeldimpedanz eingestellt und der Hohlkörper weist in Bewegungsrichtung der beweglichen Wand im wesentlichen keine Änderungen seines Querschnittes auf. Dieser Resonator ermöglicht eine besonders einfache Übertragungsfunktion bzw. einen einfachen Algorithmus zur Ansteuerung der beweglichen Wand. Hier durch läßt sich auch die Regelgeschwindigkeit der Übertragungsfunktion bzw. des Algorithmus vorteilhaft erhöhen. Außerdem ermöglicht dieser Hohlkörper einen konstruktionstechnisch einfachen Aufbau des Hohlkörpers.In a preferred embodiment, the hollow body is movable by means of the Chen wall for a variety of frequencies of the noise as it were λ / 4 resonator effective. In this case, there is a minimum at the hollow body opening Sound field impedance set and the hollow body points in the direction of movement the movable wall essentially no changes in its cross section on. This resonator enables a particularly simple transfer function or a simple algorithm for controlling the movable wall. Here can also be the control speed of the transfer function or Advantageously increase the algorithm. In addition, this hollow body enables one simple construction of the hollow body.

In einer bevorzugten Ausführungsform verläuft die Bewegungsrichtung der be weglichen Wand quer zur Ausbreitungsrichtung des Störschalls. Hierdurch läßt sich z. B. ein rohrförmiger Hohlkörper mit seiner Hohlkörperöffnung fertigungs technisch einfach mit einem Störschallkanal akustisch koppeln. In a preferred embodiment, the direction of movement of the be movable wall transverse to the direction of propagation of the noise. This leaves z. B. manufacturing a tubular hollow body with its hollow body opening technically simple coupling acoustically with a noise channel.

Alternativ verläuft die Bewegungsrichtung der beweglichen Wand parallel zur Ausbreitungsrichtung des Störschalls, wodurch die bewegliche Wand innerhalb des Schalldämpfers raumsparend angeordnet werden kann und quer zur Ausbrei tungsrichtung kein zusätzlicher Raum berücksichtigt werden muß. Dieser Vorteil kommt insbesondere dann zum Tragen, wenn es sich bei der beweglichen Wand um die Membran eines Lautsprechers handelt, welcher auf der Rückseite der Membran und somit außerhalb des Hohlkörpers einen zusätzlichen Raumbedarf zu seiner Kapselung erfordert. Außerdem läßt sich eine in Ausbreitungsrichtung bewegliche Wand gut geschützt gegenüber der akustischen Kopplungsstelle posi tionieren, wenn dies z. B. aufgrund heißer Abgase im Störschallkanal erforderlich ist. Auf diese Weise ist der gegebenenfalls empfindliche Werkstoff der bewegli chen Wand gegen einen vorzeitigen Verschleiß verbessert geschützt. Darüber hinaus besteht bei dieser Anordnung die Möglichkeit, einen Meßpunkt zur Mes sung eines im Bereich der akustischen Kopplungsstelle anstehenden Istwertes der Schallfeldimpedanz in der Ebene des Hohlkörper-Schallfeldes beliebig zu positionieren, ohne die Messung des Schalldrucks zu verfälschen. Dies ist zumin dest bei tiefen Frequenzen, d. h. bei ebenen Schallwellen des Hohlkörper- Schallfeldes möglich. Hierdurch kann der Meßpunkt verhältnismäßig weit entfernt von der akustischen Kopplungsstelle positioniert werden, wodurch z. B. eine im Meßpunkt angeordnete Meßvorrichtung (z. B. Druckwandler; Mikrofon) zur Auf nahme des Schalldrucks vor heißen Abgasen im Störschallkanal verbessert ge schützt ist.Alternatively, the direction of movement of the movable wall runs parallel to Direction of propagation of the noise, which makes the movable wall inside of the silencer can be arranged to save space and across the spread direction no additional space has to be considered. This advantage comes into play especially when there is a moving wall is the membrane of a speaker, which is on the back of the Membrane and thus an additional space requirement outside the hollow body to encapsulate it. In addition, one can be in the direction of propagation movable wall well protected from the acoustic coupling point posi function if this z. B. required due to hot exhaust gases in the noise channel is. In this way, the possibly sensitive material is the movable Chen wall is better protected against premature wear. About it with this arrangement there is also the possibility of measuring a measuring point solution of an actual value pending in the area of the acoustic coupling point the sound field impedance in the plane of the hollow body sound field position without distorting the measurement of the sound pressure. This is at least at least at low frequencies, d. H. with flat sound waves of the hollow body Possible. This allows the measuring point to be relatively far away be positioned by the acoustic coupling point, whereby z. B. one in Measuring point arranged measuring device (e.g. pressure transducer; microphone) for opening Improved sound pressure before hot exhaust gases in the noise channel protects.

Vorzugsweise ist die Einrichtung zur Regelung des Istwertes der Schallfeldimpe danz im Bereich der akustischen Kopplungsstelle Bestandteil eines Regelkreises, der eine Meßvorrichtung zur Messung des Schalldruckes p und/oder der Schall schnelle v aufweist. Mit Hilfe dieser Meßvorrichtung ist der Schalldruck p und/oder die Schallschnelle v im Bereich der akustischen Kopplungsstelle ermittelbar. Durch Regelung des Schalldruckes p und/oder der Schallschnelle v wird der Ist wert der Schallfeldimpedanz auf den Sollwert abgestimmt. Hierbei ist dem Fach mann bekannt, daß sich die Schallfeldimpedanz durch Z = p/v ergibt. Auf diese Weise wird eine sehr kleine Schallfeldimpedanz an der akustischen Kopplungs stelle, beispielsweise durch ein Minimum des Schalldruckes p an der Hohlkör peröffnung, erzeugt. Eine sehr große Schallfeldimpedanz an der akustischen Kopplungsstelle wird beispielsweise durch eine minimale Schallschnelle v hervor gerufen. Das von der Meßvorrichtung an die Regeleinheit abgegebene Signal wird in der Regeleinheit mittels eines Algorithmus (z. B. LMS-Algorithmus) verarbeitet. Die Regeleinheit ist z. B. derart ausgelegt, daß im Bereich der akustischen Kopp lungsstelle auf ein Minimum oder ein Maximum der Schallfeldimpedanz geregelt wird. Hierzu ist die bewegliche Wand an einen Ausgang der Regeleinheit ange schlossen. Mit Hilfe elektrischer Ausgangssignale der Regeleinheit wird die Wand angesteuert. Hierbei werden die elektrischen Ausgangssignale je nach techni scher Ausführungsform der beweglichen Wand, z. B. in mechanische Antriebskräf te, umgewandelt.The device for regulating the actual value of the sound field vaccine is preferred danz in the area of the acoustic coupling part of a control loop, a measuring device for measuring the sound pressure p and / or the sound has rapid v. With the help of this measuring device, the sound pressure p and / or the sound velocity v can be determined in the area of the acoustic coupling point. By regulating the sound pressure p and / or the sound velocity v, the actual value of the sound field impedance matched to the setpoint. Here is the subject is known that the sound field impedance results from Z = p / v. To this Way, a very small sound field impedance at the acoustic coupling place, for example by a minimum of the sound pressure p on the hollow body opening, generated. A very large sound field impedance on the acoustic Coupling point is, for example, indicated by a minimal sound velocity v called. The signal output by the measuring device to the control unit is processed in the control unit using an algorithm (e.g. LMS algorithm). The control unit is e.g. B. designed so that in the area of acoustic coupling regulation to a minimum or a maximum of the sound field impedance becomes. For this purpose, the movable wall is attached to an output of the control unit closed. With the help of electrical output signals from the control unit, the wall controlled. Here, the electrical output signals depending on the techni Shear embodiment of the movable wall, for. B. in mechanical driving force te, converted.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung handelt es sich bei der beweglichen Wand um einen elektromechanischen Wandler, insbesondere um die Membran eines Laut sprechers, z. B. eines elektrodynamischen Lautsprechers. Derartige Bauteile sind auf dem Markt vorkonfektioniert kostengünstig erhältlich und halten dadurch die Herstellungskosten des Schalldämpfers gering. Ebenso kostengünstig lassen sich derartige Bauteile erforderlichenfalls austauschen. Die bewegliche Wand kann ebenso aus mehreren elektromechanischen Wandlern oder mehreren Membranen von Lautsprechern aufgebaut sein.In an advantageous embodiment, the movable wall is an electromechanical transducer, especially around the membrane of a sound speaker, e.g. B. an electrodynamic speaker. Such components are Pre-assembled, inexpensively available on the market and thereby keep the Manufacturing costs of the silencer low. Can be just as inexpensive replace such components if necessary. The movable wall can also from several electromechanical transducers or several membranes be built by speakers.

Vorteilhaft ist zur Messung des Istwertes der Schallfeldimpedanz mindestens ein Schalldruckwandler oder ein Schalldrucksensor vorgesehen, welcher an einen Eingang der Regeleinheit angeschlossen ist. Der Ausgang dieser Regeleinheit ist an die bewegliche Wand angeschlossen und dient zu deren Bewegungsantrieb abhängig von den Signalen des Schalldruckwandlers und der in der Regeleinheit enthaltenen Übertragungsfunktion. Zur Messung des Istwertes der Schallfeldim pedanz kann die Meßvorrichtung auch mindestens einen Schallschnellewandler aufweisen. Der mindestens eine Schallschnellewandler ist entweder in Kombinati on mit dem mindestens einen Schalldruckwandler oder alleine wirksam. Durch entsprechende Orientierung des Schallschnellewandlers kann eine räumliche Ausrichtung der Schallfeldimpedanz vorgenommen werden, wodurch die Dämp fungswirkung ebenfalls beeinflußt werden kann.At least one is advantageous for measuring the actual value of the sound field impedance Sound pressure transducer or a sound pressure sensor is provided, which to a Control unit input is connected. The output of this control unit is connected to the movable wall and used to drive it depending on the signals of the sound pressure transducer and in the control unit contained transfer function. To measure the actual value of the sound field The measuring device can also have at least one high-speed transducer exhibit. The at least one high-speed transducer is either in Kombinati effective with the at least one sound pressure transducer or alone. By Appropriate orientation of the high-speed transducer can be spatial Alignment of the sound field impedance can be made, whereby the damping effect can also be influenced.

Vorteilhaft ist der Schalldruckwandler durch ein handelsübliches Bauteil, z. B. durch einen elektromechanischen Wandler, insbesondere durch ein Mikrofon, ko stengünstig realisiert. Vorteilhaft wird der Schallschnellewandler durch zwei von einander beabstandete Schalldruckwandler realisiert. Die Meßvorrichtung bzw. die verwendeten Wandler müssen nicht notwendigerweise im Meßpunkt selbst posi tioniert sein. Vielmehr ist es auch denkbar, die Wandler vom Meßpunkt entfernt zu positionieren. So wird beispielsweise der Schalldruckwandler vom Meßpunkt ent fernt positioniert und durch eine Sonde, z. B. eine Rohrsonde, mit dem Meßpunkt verbunden. Diese Sonde ist vorzugsweise durch eine bewegliche Wand des Hohl körpers hindurchgeführt. Durch diese vom Meßpunkt entfernte Positionierung ist die Meßvorrichtung vor heißen Abgasen oder anderen schädlichen Einflüssen zusätzlich geschützt.The sound pressure transducer is advantageous due to a commercially available component, e.g. B. by an electromechanical transducer, in particular by a microphone, ko realized cheaply. The sound transducer is advantageous by two of spaced-apart sound pressure transducers realized. The measuring device or Transducers used do not necessarily have to be posi in the measuring point itself be served. Rather, it is also conceivable to move the transducers away from the measuring point position. For example, the sound pressure transducer is removed from the measuring point positioned remotely and by a probe, e.g. B. a pipe probe with the measuring point connected. This probe is preferably through a movable wall of the cavity passed through the body. Because of this positioning away from the measuring point the measuring device from hot exhaust gases or other harmful influences additionally protected.

In einer bevorzugten Ausführungsform liegt der Meßpunkt der Meßvorrichtung auf einer Knotenlinie einer höheren Mode des Hohlkörper-Schallfeldes im Bereich der akustischen Kopplungsstelle. Dies sei anhand der Druckknotenlinie des Schalldruckes erläutert: Auf der Druckknotenlinie ist der Schalldruck des unebe nen Wellenfeldes dieser höheren Mode, die sich im Hohlkörper des Hohlkörpers ausbildet, Null. Analog ist die Schallschnelle auf der entsprechenden Schallschnel le-Knotenlinie Null. Die vorgenannte Positionierung des Meßpunktes ist deshalb eine einfache Maßnahme, um auch bei höheren Frequenzen nur die entspre chende Feldgröße des interessierenden ebenen Schallfeldes (= Grundmode) zu messen. Auf diese Weise werden fehlerhaft vorgetäuschte Meßsignale und hier durch verursachte fehlerhafte Bewegungsabläufe der beweglichen Wand vermie den. In a preferred embodiment, the measuring point of the measuring device lies on a node line of a higher mode of the hollow body sound field in the area of acoustic coupling point. This is based on the pressure node line of the Sound pressure explained: The sound pressure of the uneven is on the pressure node line NEN wave field of this higher fashion, which is in the hollow body of the hollow body trains, zero. The speed of sound is analogous to the corresponding speed of sound le node line zero. The above-mentioned positioning of the measuring point is therefore a simple measure to ensure that only at higher frequencies appropriate field size of the level sound field of interest (= basic mode) measure up. In this way, incorrectly simulated measurement signals and here due to faulty movements of the movable wall the.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung enthält der Schalldämpfer zwei Hohlkörper mit einem gemeinsamen Bereich einer akustischen Kopplungsstelle, wobei die be weglichen Wände der beiden Resonatoren vorzugsweise einander gegenüber liegend angeordnet sind. Hierdurch läßt sich der erforderliche Verschiebeweg ei ner einzigen beweglichen Wand auf zwei bewegliche Wände aufteilen. Dadurch entsteht vorteilhaft eine Reduzierung der mechanischen und/oder elektrischen Leistung zur Ansteuerung der einzelnen beweglichen Wand.In an advantageous embodiment, the silencer contains two hollow bodies a common area of an acoustic coupling point, the be movable walls of the two resonators preferably opposite one another are arranged horizontally. As a result, the required displacement can be egg divide a single movable wall into two movable walls. Thereby there is advantageously a reduction in mechanical and / or electrical Power to control the single movable wall.

In einer bevorzugten Ausführungsform schwingen die beiden beweglichen Wände der Hohlkörper gegenphasig zueinander. Diese gegenphasigen Bewegungen der beiden beweglichen Wände werden vorteilhaft weiterhin durch eine einzige Rege leinheit erzeugt, welche zu diesem Zweck eine oder mehrere entsprechende Übertragungsfunktionen bzw. Algorithmen enthält. Im Falle einer Ausgestaltung der beweglichen Wände als Lautsprecher werden letztere z. B. durch Verpolen zueinander gegenphasig betrieben.In a preferred embodiment, the two movable walls swing the hollow body in phase opposition to each other. These antiphase movements of the Both movable walls continue to be advantageous by a single rain Unit generated, which for this purpose one or more corresponding Contains transfer functions or algorithms. In the case of an arrangement the movable walls as speakers, the latter z. B. by reverse polarity operated in phase opposition to each other.

Um den Schalldämpfer materialsparend und kompakt herstellen zu können, ent hält er in einer vorteilhaften Ausgestaltung eine Kammer, welche von dem Stör schallkanal durchquert wird. Durch diese geometrische Anordnung entsteht au ßerhalb des Störschallkanals und innerhalb der Kammer ein Hohlraum, der als ein Hohlkörper oder mehrere Hohlkörper wirksam ist, wenn der Störschallkanal inner halb der Kammer mit diesem Hohlraum akustisch gekoppelt ist.In order to be able to manufacture the silencer in a material-saving and compact manner, ent In an advantageous embodiment, he holds a chamber which is free from the sturgeon sound channel is crossed. This geometric arrangement creates au A cavity outside the noise channel and inside the chamber acts as a Hollow body or multiple hollow bodies is effective when the noise channel inside half of the chamber is acoustically coupled to this cavity.

Der raumsparende Aufbau eines eine Kammer enthaltenden Schalldämpfers wird vorteilhaft unterstützt, wenn beide Stirnseiten der Kammer in Ausbreitungsrichtung des Störschalles einander gegenüberliegen und mindestens eine der beiden Stirnseiten eine bewegliche Wand enthält.The space-saving construction of a silencer containing a chamber becomes advantageously supported when both end faces of the chamber in the direction of propagation of the noise are opposite each other and at least one of the two End faces contains a movable wall.

Führt der Störschallkanal heiße Abgase, so wird in einer bevorzugten Ausfüh rungsform des Schalldämpfers ein zusätzlicher Schutz des Hohlkörpers bzw. der Hohlkörper vor diesen heißen Abgasen dadurch erzielt, daß der Störschallkanal an der akustischen Kopplungsstelle perforiert ist bzw. durch Perforationen die akustische Kopplungsstelle bildet. Durch diese Maßnahme ist der Störschallkanal akustisch transparent und sorgt gleichzeitig dafür, daß die heißen Abgase im we sentlichen innerhalb des Störschallkanales verbleiben.If the noise channel carries hot exhaust gases, then a preferred embodiment tion form of the silencer an additional protection of the hollow body or Hollow body in front of these hot exhaust gases achieved in that the noise channel is perforated at the acoustic coupling point or through perforations forms an acoustic coupling point. This measure makes the noise channel acoustically transparent and at the same time ensures that the hot exhaust gases in the we remain considerably within the noise channel.

Um den Schalldämpfer montagefreundlich herstellen zu können, enthält die Kammer in einer bevorzugten Ausführungsform einen Eingang zum Anschluß ei nes Eingangsrohres und einen Kammerausgang zum Anschluß eines Ausgangs rohres. Hierbei sind der Kammereingang und der Kammerausgang des Stör schalls gegenüberliegend angeordnet. Mindestens eines der beiden Rohre ragt in die Kammer hinein, wobei die beiden Rohre als Bestandteile des Störschallkanals mit Abstand zueinander angeordnet sind. Dieser Abstand ist derart gewählt, daß er für eine akustische Kopplung mit dem Hohlkörper oder mit den Hohlkörpern geeignet ist und die im Bereich der akustischen Kopplungsstelle ankommenden Störschallwellen beeinflußt werden können.In order to be able to manufacture the silencer in an assembly-friendly manner, the contains Chamber in a preferred embodiment, an input for connection egg nes inlet pipe and a chamber outlet for connecting an outlet pipe. Here are the chamber entrance and the chamber exit of the sturgeon arranged opposite each other. At least one of the two pipes protrudes into the chamber, with the two pipes as components of the noise channel are arranged at a distance from each other. This distance is chosen such that he for an acoustic coupling with the hollow body or with the hollow bodies is suitable and those arriving in the area of the acoustic coupling point Disturbing sound waves can be influenced.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ragen das Eingangsrohr und das Ausgangs rohr des Störschalls etwa gleich weit in die Kammer hinein. Diese symmetrische Anordnung der beiden Rohre hat den Vorteil, daß auf montageaufwendige Ab stützmaßnahmen eines besonders weit in die Kammer hineinragenden Abschnit tes des Störschallkanales verzichtet werden kann. Vielmehr ist bei vielen Anwen dungen dieses Schalldämpfers eine einfache Abstützung der beiden Rohre im Bereich des Kammereingangs bzw. des Kammerausgangs selbst ausreichend.In an advantageous embodiment, the inlet pipe and the outlet protrude pipe of the interference sound about the same distance into the chamber. This symmetrical Arrangement of the two pipes has the advantage that from assembly-intensive supporting measures for a section that extends particularly far into the chamber tes of the noise channel can be dispensed with. Rather, with many users This silencer uses simple support for the two pipes in the Area of the chamber entrance or the chamber exit itself sufficient.

In einer vorteilhaften Ausführungsform des Störschallkanals weist das Ausgangs rohr im Bereich der akustischen Kopplungsstelle einen größeren Rohrquerschnitt auf als das Eingangsrohr. Mit Hilfe dieses größeren Querschnittes des Ausgangs rohres läßt sich die an der Übergangsstelle zwischen dem Eingangsrohr und dem Ausgangsrohr üblicherweise expandierende bzw. sich aufweitende Abgasströ mung gegenüber den Hohlkörpern gut isolieren und in Richtung einer Abgasmün dung weiterleiten. Auf diese Weise werden an der Übergangsstelle zwischen Ein gangsrohr und Ausgangsrohr störende Gas- und Luftturbulenzen vermieden, so daß der Hohlkörper und darin enthaltene empfindliche Bauteile, wie z. B. der Schalldruckwandler, zusätzlich vor heißen Abgasen geschützt sind.In an advantageous embodiment of the noise channel, the output has pipe in the area of the acoustic coupling point a larger pipe cross-section on than the input pipe. With the help of this larger cross section of the output can be the pipe at the transition point between the inlet pipe and the Outlet pipe usually expanding or widening exhaust gas flows Insulate well against the hollow bodies and in the direction of an exhaust gas forward the mail. In this way, at the transition point between A duct and outlet pipe avoided disturbing gas and air turbulence, so that the hollow body and sensitive components contained therein, such as. B. the Sound pressure transducers are additionally protected against hot exhaust gases.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Schalldämpfers ist die bewegliche Wand, insbesondere die Membran eines elektromechanischen Wandlers, etwa konzen trisch zum Störschallkanal angeordnet. Für den Fall, daß der Störschallkanal ein Eingangsrohr und ein Ausgangsrohr enthält, ist die vorgenannte konzentrische Anordnung der beweglichen Wand und zumindest eines der beiden Rohre vorge sehen. Dabei durchsetzt der Störschallkanal bzw. das Rohr gewissermaßen die bewegliche Wand. Diese konzentrische Anordnung unterstützt eine kompakte und raumsparende Bauweise des Schalldämpfers.In an advantageous embodiment of the silencer, the movable wall is in particular the membrane of an electromechanical transducer, for example conc arranged trisch to the Störschallkanal. In the event that the noise channel Includes input tube and an output tube, is the aforementioned concentric Arrangement of the movable wall and at least one of the two pipes featured see. The noise channel or pipe penetrates the to a certain extent movable wall. This concentric arrangement supports a compact and space-saving design of the silencer.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Schalldämpfers werden die Knotenlini en der höheren Moden des Hohlkörper-Schallfeldes zur Positionierung des die Kammer durchquerenden Abschnittes des Störschallkanals oder zur Positionie rung des Kammereingangs und/oder des Kammerausgangs bzw. des Eingangs rohres und/oder des Ausgangsrohres herangezogen. Dabei liegt der Kanalquer schnitt oder der Rohrquerschnitt, insbesondere der zentrale Bereich oder das Zentrum dieses Querschnittes, auf einer Knotenlinie einer höheren Mode als der Grundmode des Hohlkörper-Schallfeldes.In a preferred embodiment of the silencer, the knot lines the higher modes of the hollow body sound field for positioning the Chamber crossing section of the noise channel or to Positionie tion of the chamber entrance and / or the chamber exit or the entrance tube and / or the output tube used. The channel cross lies here section or the pipe cross-section, especially the central area or the Center of this cross-section, on a knot line of a higher fashion than that Basic mode of the hollow body sound field.

Es sei darauf hingewiesen, daß für die Kammer und für den Störschallkanal sowie für das Eingangsrohr und das Ausgangsrohr sämtliche Bauformen denkbar sind. Diese Bauteile müssen nicht notwendigerweise zylindrisch ausgebildet sein. Viel mehr sind beispielsweise auch rechteckige, elliptische oder halbkreisförmige Querschnitte dieser Bauteile denkbar.It should be noted that for the chamber and for the noise channel as well all designs are conceivable for the inlet pipe and the outlet pipe. These components do not necessarily have to be cylindrical. A lot more are, for example, rectangular, elliptical or semicircular Cross sections of these components are conceivable.

Der Erfindungsgegenstand wird anhand der in den Figuren dargestellten Ausfüh rungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen: The subject of the invention is based on the embodiment shown in the figures Examples explained in more detail. Show it:

Fig. 1 Der erfindungsgemäße Schalldämpfer in einer ersten Ausführungsform mit einem einzigen Hohlkörper, Fig. 1 of the muffler according to the invention in a first embodiment with a single hollow body,

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schalldämpfers mit zwei Hohlkörpern, Fig. 2 shows a second embodiment of the muffler according to the invention with two hollow bodies,

Fig. 3 ein vergrößerter Querschnitt der Kammer gemäß Schnittlinie III-III in Fig. 1 mit einer Darstellung von höheren Moden des Hohlkörper-Schallfeldes. Fig. 3 is an enlarged cross section of the chamber along section line III-III in Fig. 1 with a representation of higher modes of the hollow body sound field.

Der aktive Schalldämpfer gem. Fig. 1 enthält einen einzigen aktiv geregelten Hohlkörper 1. Der Hohlraum dieses Hohlkörpers 1 ist von dem Innenmantel einer im Querschnitt zylindrischen Kammer 2, dem Außenmantel eines Eingangsrohres 3 und durch die Membran eines Lautsprechers 4 begrenzt. Die Membran des Lautsprechers 4 bildet eine bewegliche Wand des Hohlkörpers 1 und ist ebenso wie ein Kammereingang 5 zum Anschluß des Eingangsrohres 3 an einer Ein gangsstirnseite 6 der Kammer 2 angeordnet. Das Eingangsrohr 3 durchsetzt den Kammereingang 5 und ragt in Ausbreitungsrichtung 7 des Störschalls in die Kammer 2 hinein. Die Mittellängsachse 8 des Eingangsrohres 3 verläuft parallel zur Ausbreitungsrichtung 7. Das Rohrende des Eingangsrohres 3 ist mit Axialab stand zu einer der Eingangsstirnseite 6 in Ausbreitungsrichtung 7 gegenüberlie genden Ausgangsstirnseite 9 der Kammer 2 angeordnet. Die Ausgangsstirnseite 9 ist von einem Kammerausgang 10 durchsetzt, der mit dem Kammereingang 5 fluchtet. An den Kammerausgang 10 ist ein Ausgangsrohr 11 angeschlossen, dessen Querschnitt mit dem Querschnitt des Eingangsrohres 3 identisch ist. Au ßerdem weisen die beiden Rohre 3, 11 die gleiche Mittellängsachse 8 auf.The active silencer acc. Fig. 1 contains a single actively controlled hollow body 1. The cavity of this hollow body 1 is of the inner shell a cylindrical cross-section chamber 2, the outer shell of an input tube 3 and is limited by the diaphragm of the speaker 4. The membrane of the loudspeaker 4 forms a movable wall of the hollow body 1 and, like a chamber entrance 5 for connecting the inlet pipe 3 to an input end face 6 of the chamber 2, is arranged. The input pipe 3 passes through the chamber entrance 5 and projects into the chamber 2 in the direction of propagation 7 of the noise. The central longitudinal axis 8 of the input tube 3 runs parallel to the direction of propagation 7. The tube end of the input tube 3 is arranged with Axialab to one of the input end face 6 in the direction of propagation 7 opposite end 9 of the chamber 2 . The exit end face 9 is penetrated by a chamber exit 10 , which is aligned with the chamber entrance 5 . An outlet pipe 11 is connected to the chamber outlet 10 , the cross section of which is identical to the cross section of the inlet pipe 3 . In addition, the two tubes 3 , 11 have the same central longitudinal axis 8 .

Die beiden Rohre 3, 11 bilden im Bereich des Schalldämpfers einen Abschnitt ei nes Störschallkanales, wobei das Eingangsrohr 3 über einen weiteren, hier nicht dargestellten Kanalabschnitt des Störschallkanals an eine Störschallquelle ange schlossen ist und das Ausgangsrohr 11 z. B. in dem Störschallkanal enthaltene heiße Abgase in Ausbreitungsrichtung 7 abführt. Der Axialabstand zwischen bei den Rohren 3, 11 dient der akustischen Kopplung mit dem Hohlkörper 1 im Be reich einer akustischen Kopplungsstelle 12. Im Bereich dieser akustischen Kopp lungsstelle 12 ist eine Hohlkörperöffnung 21 des Hohlkörpers 1 angeordnet. Der Querschnitt der Hohlkörperöffnung 21 ist in Fig. 1 durch den axialen Abstand zwi schen dem Eingangsrohr 3 und dem Kammerausgang 10 begrenzt. Etwa im Be reich der akustischen Kopplungsstelle 12 und innerhalb des Störschallkanales ist die Anpassungsstelle 22 zur Beeinflussung (z. B. Totalreflexion, teilweise Be dämpfung der Störschallamplitude) des sich in Ausbreitungsrichtung 7 ausbrei tenden Störschalls angeordnet. Diese Anpassungsstelle 22 befindet sich im Be reich des Rohrendes des Eingangsrohres 3, da dort der gesamte Störschall vor handen ist.The two tubes 3 , 11 form in the area of the muffler a section of egg nes noise channel, the input tube 3 is connected via a further, not shown channel section of the noise channel to a noise source and the output tube 11 z. B. dissipates hot exhaust gases contained in the noise channel in the direction of propagation 7 . The axial distance between at the tubes 3 , 11 serves the acoustic coupling with the hollow body 1 in the loading area of an acoustic coupling point 12. In the area of this acoustic coupling point 12 , a hollow body opening 21 of the hollow body 1 is arranged. The cross section of the hollow body opening 21 is limited in FIG. 1 by the axial distance between the inlet tube 3 and the chamber outlet 10 . Approximately in the loading area of the acoustic coupling point 12 and within the noise channel, the adaptation point 22 is arranged to influence (e.g. total reflection, partial attenuation of the noise amplitude) the noise propagating in the direction of propagation 7 . This adaptation point 22 is in the range of the pipe end of the input pipe 3 , since there the entire noise is present.

Mit Hilfe einer an die Regeleinheit 15 angeschlossenen Wähleinheit 23 wird ein Sollwert der Schallfeldimpedanz derart ausgewählt und eingestellt, daß die erfor derliche Dämpfungswirkung erzielt wird. Auf diesen Sollwert wird mit Hilfe eines Schalldruckwandlers 14 in Form eines Mikrofons und der Regeleinheit 15 an der akustischen Kopplungsstelle 12 geregelt. Sobald dieser Sollwert exakt oder nähe rungsweise an der akustischen Kopplungsstelle 12 als Istwert erreicht ist, wird der auf die Anpassungsstelle 22 auftreffende Störschall z. B. totalreflektiert. Da der Schalldruckwandler 14 den an der Kopplungsstelle 12 anliegenden Schalldruck aufnimmt, entsteht die vorgenannte Totalreflexion bei gemessenem Schalldruck minimum (= minimale Schallfeldimpedanz). Ist im Laufe der Betriebszeit nicht mehr eine Totalreflexion des Störschalles, sondern nur eine teilweise Bedämpfung oder gar keine Bedämpfung des Störschalles erwünscht, so wird an der Wählein heit 23 ein entsprechender neuer Sollwert eingestellt, wodurch an der akustischen Kopplungsstelle 12 auf einen entsprechenden Istwert der Schallfeldimpedanz ge regelt wird, mit dem an der akustischen Kopplungsstelle 12 die gewünschte Be einflussung des Störschalles erzielt wird.With the help of a selection unit 23 connected to the control unit 15 , a desired value of the sound field impedance is selected and set in such a way that the necessary damping effect is achieved. This setpoint is controlled with the aid of a sound pressure transducer 14 in the form of a microphone and the control unit 15 at the acoustic coupling point 12 . As soon as this target value is reached exactly or approximately at the acoustic coupling point 12 as the actual value, the interference sound impinging on the adaptation point 22 is, for. B. totally reflected. Since the sound pressure transducer 14 picks up the sound pressure present at the coupling point 12 , the aforementioned total reflection occurs at a measured sound pressure minimum (= minimum sound field impedance). If, in the course of the operating time, a total reflection of the noise is no longer desired, but only a partial damping or no damping of the noise at all, then a corresponding new setpoint is set on the select unit 23 , whereby the acoustic coupling point 12 has a corresponding actual value of the sound field impedance ge is regulated, with which the desired interference of the noise is achieved at the acoustic coupling point 12 .

Der Schalldruckwandler 14 ist in einem Meßpunkt 17 positioniert zur Aufnahme des Schalldruckes an der Kopplungsstelle 12. Der Schalldruckwandler 14, eine Regeleinheit 15 und der Lautsprecher 4 sind in Serie geschaltet und bilden eine Regelschleife 16 zur Regelung des Schalldrucks im Bereich der Kopplungsstelle 12 derart, daß sich an der Kopplungsstelle 12 z. B. ein Schalldruckminimum ein stellt.The sound pressure converter 14 is positioned in a measuring point 17 for receiving the sound pressure at the coupling point 12. The sound pressure converter 14 , a control unit 15 and the loudspeaker 4 are connected in series and form a control loop 16 for regulating the sound pressure in the area of the coupling point 12 in such a way that itself at the coupling point 12 z. B. represents a sound pressure minimum.

Zwar ist bei der Ausführungsform des Schalldämpfers gemäß Fig. 1 an den Ein gang der Regeleinheit 15 nur eine einzige Meßvorrichtung, nämlich der Schalldruckwandler 14, angeschlossen. In einer weiteren, hier nicht dargestellten Ausführungsform sind an den Eingang der Regeleinheit 15 jedoch mehrere Meß vorrichtungen zur Messung von Signalen im Bereich der akustischen Kopplungs stelle 12 angeschlossen. Je nach eingestelltem Sollwert der Schallfeldimpedanz werden dann in der Regeleinheit 15 entweder nur ein einziges Meßsignal oder mehrere miteinander verknüpfte Meßsignale verarbeitet.Although, in the embodiment of the silencer according to Fig. 1 to the A gear 15 of the control unit, only a single measuring device, namely, the sound pressure transducer 14 connected. In a further embodiment, not shown here, however, several measuring devices for measuring signals in the area of the acoustic coupling point 12 are connected to the input of the control unit 15 . Depending on the setpoint of the sound field impedance that is set, either only a single measurement signal or a plurality of measurement signals linked to one another are then processed in the control unit 15 .

Solange die Querabmessung des Hohlkörpers 1 klein zur Wellenlänge ist, breiten sich im Hohlkörper 1 im wesentlichen ebene Schallwellen aus, so daß für die Po sitionierung des Meßpunktes 17 oder des Schalldruckwandlers 14 aus akustischer Sicht jeder Ort in einer parallel zur Schnittlinie III-III (vgl. Fig. 1) verlaufenden Aus trittsebene des Hohlkörpers 1 im Bereich der Kopplungsstelle 12 geeignet ist. Im Falle eines Hindurchleitens von heißen Abgasen durch das Eingangsrohr 3, z. B. bei Abgasanlagen von Kraftfahrzeugen, kann der Schalldruckwandler 14 deshalb quer zur Ausbreitungsrichtung 7 vom heißen Abgas entfernt positioniert werden, ohne daß hierbei der Regelkreis bzw. die Regelschleife 16 beeinträchtigt wird. Die Regelschleife 16 sorgt also weiterhin für den gewünschten Wert der Schallfeldim pedanz im Bereich der Kopplungsstelle 12. As long as the transverse dimension of the hollow body 1 is small to the wavelength, essentially flat sound waves propagate in the hollow body 1 , so that for the po sitioning of the measuring point 17 or the sound pressure transducer 14 from an acoustic point of view, each location in a parallel to the section line III-III (cf. Fig. 1) extending from the plane of the hollow body 1 in the region of the coupling point 12 is suitable. In the case of passing hot exhaust gases through the inlet pipe 3 , e.g. B. in exhaust systems of motor vehicles, the sound pressure transducer 14 can therefore be positioned transversely to the direction of propagation 7 away from the hot exhaust gas, without this affecting the control loop 16 . The control loop 16 therefore also ensures the desired value of the sound field impedance in the area of the coupling point 12.

Führen die Rohre 3, 11 heiße Abgase, so kann ein zusätzlicher Schutz des Hohl körpers 1 vor den heißen Abgasen dadurch erreicht werden, daß das Eingangs rohr 3 nicht - wie in Fig. 1 dargestellt - mit Axialabstand zum Kammerausgang 10 angeordnet ist, sondern sich bis zum Kammerausgang 10 erstreckt und im Be reich der Kopplungsstelle 12 perforiert ist, insbesondere mit hoher Porosität zur Verbesserung der akustischen Durchlässigkeit. Mit dieser Perforierung ist das Eingangsrohr 3 akustisch transparent und schützt gleichzeitig den Hohlkörper 1 und den Schalldruckwandler 14 vor den heißen Abgasen, welche im wesentlichen innerhalb des Eingangsrohres 3 und des daran sich anschließenden, aus der Kammer 2 herausragenden Ausgangsrohres 11, verbleiben.Lead the pipes 3 , 11 hot exhaust gases, an additional protection of the hollow body 1 from the hot exhaust gases can be achieved in that the input tube 3 is not - as shown in Fig. 1 - with an axial distance to the chamber outlet 10 , but extends to the chamber exit 10 and in the loading area of the coupling point 12 is perforated, in particular with high porosity to improve the acoustic permeability. With this perforation, the inlet pipe 3 is acoustically transparent and at the same time protects the hollow body 1 and the sound pressure transducer 14 from the hot exhaust gases, which essentially remain inside the inlet pipe 3 and the adjoining outlet pipe 11 projecting out of the chamber 2 .

In einer weiteren, hier nicht dargestellten Ausführungsform erfolgt die Schalldruckmessung an der Kopplungsstelle 12 ohne Einschränkung der Funktion der Regelschleife 16 derart, daß zwar der Meßpunkt 17 weiterhin im Bereich der Kopplungsstelle 12 positioniert ist, der Schalldruckwandler 14 selbst aber vom Meßpunkt 17 beabstandet positioniert ist und mit dem Meßpunkt 17 über eine Sonde verbunden ist. Hierbei ist der Schalldruckwandler z. B. als ein Sondenmi krofon ausgebildet.In a further embodiment, not shown here, the sound pressure measurement is carried out at the coupling point 12 without restricting the function of the control loop 16 such that although the measuring point 17 is still positioned in the area of the coupling point 12 , the sound pressure transducer 14 itself is positioned at a distance from the measuring point 17 and is connected to the measuring point 17 via a probe. Here, the sound pressure converter z. B. trained as a Sondenmi krofon.

Der aktive Schalldämpfer gemäß Fig. 2 enthält zwei Hohlkörper 1' mit jeweils einer Hohlkörperöffnung 21'. Hierbei läßt sich der erforderliche Verschiebeweg der Membran des Lautsprechers 4 gemäß Fig. 1 auf die beiden Membranen der Laut sprecher 4' gemäß Fig. 2 aufteilen. Dadurch entsteht vorteilhaft eine Leistungsre duzierung des einzelnen Lautsprechers 4'. Der Schalldämpfer enthält bezüglich einer quer zur Ausbreitungsrichtung 7 oder zur Bewegungsrichtung 13 verlaufen den Symmetrieebene gewissermaßen zwei symmetrisch angeordnete Hohlkörper 1'. Hierzu ragen die beiden Rohre 3, 11 in Ausbreitungsrichtung 7 etwa gleich weit in die Kammer 2' hinein. Im Bereich einer gemeinsamen akustischen Kopplungs stelle 12' der beiden Hohlkörper 1' sind die beiden Rohre 3, 11 zur akustischen Kopplung mit Axialabstand zueinander angeordnet. Die mit einer Wähleinheit 23' verbundene Regeleinheit 15' ist ausgangsseitig an beide Lautsprecher 4' ange schlossen, wobei die in der Regeleinheit 15' enthaltenen Übertragungsfunktionen bzw. Algorithmen an den erforderlichen Betrieb der Lautsprecher 4' angepaßt sind. Die Regeleinheit 15' regelt z. B. den Bereich der Hohlkörperöffnungen 21' bzw. die akustische Kopplungsstelle 12' auf Schalldruckminimum, wenn an der Wähleinheit 23' ein derartiger Sollwert eingestellt wird, daß sich an der akusti schen Kopplungsstelle 12' die Schallfeldimpedanz Z ≈ 0 einstellen soll. The active silencer according to Fig. 2 contains two hollow body 1 ', each having a hollow body opening 21'. Here, the required displacement path of the membrane of the loudspeaker 4 according to FIG. 1 can be divided between the two membranes of the loudspeaker 4 'according to FIG. 2. This advantageously results in a power reduction of the individual loudspeaker 4 '. The muffler contains, as it were, two symmetrically arranged hollow bodies 1 'with respect to a plane of symmetry running transverse to the direction of propagation 7 or the direction of movement 13 . For this purpose, the two pipes 3 , 11 project approximately equally far into the chamber 2 'in the direction of propagation 7 . In the area of a common acoustic coupling point 12 'of the two hollow bodies 1 ', the two tubes 3 , 11 are arranged for acoustic coupling with an axial distance from one another. The control unit 15 'connected to a selection unit 23 ' is connected on the output side to both loudspeakers 4 ', the transmission functions or algorithms contained in the control unit 15 ' being adapted to the required operation of the loudspeakers 4 '. The control unit 15 'regulates z. B. the area of the hollow body openings 21 'or the acoustic coupling point 12 ' to the sound pressure minimum, if such a setpoint is set on the selection unit 23 'that the sound field impedance Z ≈ 0 should be set at the acoustic coupling point 12 '.

In einer bevorzugten Ausführungsform werden die beiden Lautsprecher 4' z. B. durch Verpolen zueinander gegenphasig betrieben.In a preferred embodiment, the two speakers 4 'z. B. operated by reverse polarity to each other in phase opposition.

Treten im Hohlkörper 1, 1' Frequenzen oberhalb des Bereichs ebener Schallwellen auf, so entstehen im Schallfeld des Hohlkörpers 1, 1' - abhängig von der Quer schnittsform der Kammer 2, 2' - Druckknotenlinien höherer Moden als der Grund mode. Auf diesen Druckknotenlinien ist der Schalldruck der höheren Moden im mer Null. In einer bevorzugten Ausführungsform des aktiven Schalldämpfers liegt deshalb zumindest der Meßpunkt 17 auf einer Druckknotenlinie einer höheren Mode. Auch das Querschnittszentrum des Störschallkanales oder des Kammer eingangs 5 und/oder des Kammerausgangs 10 bzw. des Eingangsrohres 3, 3' und/oder des Ausgangsrohres 11, 11' können auf einer Druckknotenlinie einer hö heren Mode liegen. Die vorgenannte Positionierung des Meßpunktes 17 und ge gebenenfalls des Kammereingangs 5 oder des Kammerausgangs 10 oder der Rohre 3, 3'; 11, 11' ermöglicht es, daß bei der Schalldruckmessung an der akusti schen Kopplungsstelle 12, 12' ohne aufwendige Kompensationsmaßnahmen (z. B. zusätzliche Algorithmen in der Regeleinheit 15, 15') eine unerwünschte Messung des Schalldruckes der höheren Mode vermieden wird.Occur in the hollow body 1 , 1 'frequencies above the range of plane sound waves, so arise in the sound field of the hollow body 1 , 1 ' - depending on the cross-sectional shape of the chamber 2 , 2 '- pressure knot lines of higher modes than the basic mode. The sound pressure of the higher modes is always zero on these pressure node lines. In a preferred embodiment of the active silencer, therefore, at least measuring point 17 lies on a pressure node line of a higher mode. The cross-sectional center of the noise channel or the chamber input 5 and / or the chamber outlet 10 or the input tube 3 , 3 'and / or the output tube 11 , 11 ' can be on a pressure node line of a higher mode. The aforementioned positioning of the measuring point 17 and, if appropriate, the chamber entrance 5 or the chamber exit 10 or the pipes 3 , 3 '; 11 , 11 'makes it possible for the acoustic pressure measurement at the acoustic coupling point 12 , 12 ' without complex compensation measures (e.g. additional algorithms in the control unit 15 , 15 ') to avoid an undesirable measurement of the sound pressure of the higher mode.

So liegt z. B. in Fig. 3 der Meßpunkt 17 auf der Druckknotenlinie 18 der ersten Radialmode und gleichzeitig auf einer ersten Druckknotenlinie 19 der zweiten Umfangsmode. Die radialen Zentren des Eingangsrohres 3 und des Ausgangsroh res 11 liegen etwa im Schnittpunkt von Druckknotenlinie 18 und erster Druckkno tenlinie 19 der zweiten Umfangsmode. Eine zweite Druckknotenlinie 20 der zwei ten Umfangsmode ist in Fig. 3 ebenfalls dargestellt. Je nach Querschnittsform der Kammer 2, 2' - z. B. kreisrund wie in Fig. 3 oder rechteckig - können der Meßpunkt 17 und/oder das Zentrum des Eingangsrohres 3 und/oder das Zentrum des Aus gangsrohres 11 bzw. das Zentrum des Kammereingangs 5 und/oder das Zentrum des Kammerausgangs 10 auf unterschiedlichen Druckknotenlinien einer höheren Mode liegen. So z. B. in Fig. 3, the measuring point 17 on the pressure node line 18 of the first radial mode and simultaneously on a first pressure node line 19 of the second circumferential mode. The radial centers of the input tube 3 and the output tube res 11 are approximately at the intersection of the pressure node line 18 and the first pressure node line 19 of the second circumferential mode. A second pressure node line 20 of the two circumferential modes is also shown in FIG. 3. Depending on the cross-sectional shape of the chamber 2 , 2 '- z. B. circular as in Fig. 3 or rectangular - the measuring point 17 and / or the center of the input tube 3 and / or the center of the output tube 11 or the center of the chamber entrance 5 and / or the center of the chamber outlet 10 on different pressure node lines a higher fashion.

Reference list

11

, ,

11

' Hohlkörper
'Hollow body

22nd

, ,

22nd

' Kammer
' Chamber

33rd

, ,

33rd

' Eingangsrohr
'' Input pipe

44th

, ,

44th

' Lautsprecher
' Speaker

55

Kammereingang
Chamber entrance

66

Eingangsstirnseite
Entrance face

77

Ausbreitungsrichtung
Direction of propagation

88th

Mittellängsachse
Central longitudinal axis

99

Ausgangsstirnseite
Exit face

1010th

Kammerausgang
Chamber exit

1111

, ,

1111

' Ausgangsrohr
'' Exit pipe

1212th

, ,

1212th

' akustische Kopplungsstelle
'' acoustic coupling point

1313

Bewegungsrichtung
Direction of movement

1414

Schalldruckwandler
Sound pressure transducer

1515

, ,

1515

' Regeleinheit
'Control unit

1616

, ,

1616

' Regelschleife
'Control loop

1717th

Meßpunkt
Measuring point

1818th

Druckknotenlinie der ersten Radialmode
Knot line of the first radial mode

1919th

erste Druckknotenlinie der zweiten Umfangsmode
first pressure node line of the second circumferential fashion

2020th

zweite Druckknotenlinie der zweiten Umfangsmode
second pressure line of the second circumferential fashion

2121

, ,

2121

' Hohlkörperöffnung
'' Hollow body opening

2222

Anpassungsstelle
Adjustment point

2323

, ,

2323

' Wähleinheit
'' Voting unit

Claims

1. Active silencer with at least one hollow body ( 1 , 1 '), which has at least one movable wall ( 4 ) and via a hollow body opening ( 21 , 21 ') with a noise channel ( 3 , 11 ; 3 ') suitable for guiding noise. 11 ') is acoustically coupled, a device ( 15 , 15 ') being provided which

- An adjustable setpoint with an existing in the area of the acoustic coupling ( 12 , 12 ') compares the actual value of a sound field impedance and
- To regulate the actual value to the setpoint, the movement of the movable wall ( 4 , 4 ') is determined.

2. Silencer according to claim 1, wherein the direction of movement ( 13 ) of the movable wall ( 4 , 4 ') is transverse to the direction of propagation ( 7 ) of the noise.

3. Silencer according to claim 1, wherein the direction of movement ( 13 ) of the movable wall ( 4 , 4 ') runs parallel to the direction of propagation ( 7 ) of the noise.

4. Silencer according to one of the preceding claims, in which the movable wall ( 4 , 4 ') is formed as at least one electromechanical transducer.

5. Silencer according to claim 4, wherein the electromechanical transducer is an electrodynamic loudspeaker ( 4 , 4 ').

6. Silencer according to one of the preceding claims, wherein the device for regulating the actual value of the sound field impedance has a control unit ( 15 , 15 ') with at least one input to which a measuring device ( 14 ) is connected for measuring the actual value of the sound field impedance in the region the acoustic coupling point ( 12 , 12 ').

7. Silencer according to claim 6, wherein the control unit ( 15 , 15 ') has at least one output to which a movable wall ( 4 , 4 ') is connected.

8. A silencer according to claim 6, wherein the measuring device has at least one sound pressure transducer ( 14 ) and / or at least one sound fast transducer.

9. Silencer according to one of claims 6 to 8, wherein the measuring point ( 17 ) of the measuring device ( 14 ) on a node line ( 18 , 19 , 20 ) of a higher mode than the basic mode of the hollow body sound field.

10. Silencer according to one of the preceding claims, wherein the target value is set by means of a selection unit ( 23 , 23 ') which emits the set target value to the device for regulating the actual value, in particular to the control unit ( 15 , 15 ') .

11. Muffler according to one of the preceding claims, with two hollow bodies ( 1 ') and a common acoustic coupling point ( 12 '), the movable walls ( 4 ') of the two hollow bodies ( 1 ') being arranged opposite one another.

12. Muffler according to claim 11, wherein the movable walls ( 4 ) of the hollow body ( 1 ') swing in phase opposition to each other.

13. Muffler according to one of the preceding claims, with a the noise channel ( 3 , 11 ; 3 ', 11 ') receiving chamber ( 2 , 2 '), one outside of the noise channel ( 3 , 11 ; 3 ', 11 ') and within the chamber ( 2 , 2 ') surrounding area forms the hollow body ( 1 ) or the hollow body ( 1 ') and the interference sound channel ( 3 , 11 ; 3 ', 11 ') within the chamber ( 2 , 2 ') is coupled to the hollow body ( 1 ) or the hollow bodies ( 1 ') via an acoustic coupling point ( 12 , 12 ').

14. Muffler according to claim 13, wherein the interference sound channel ( 3 , 11 ; 3 ', 11 ') passes through the chamber ( 2 , 2 ').

15. A silencer according to claim 13 or 14, in which at least one of the end faces ( 6 , 9 ) of the chamber ( 2 , 2 ') lying opposite in the direction of expansion ( 7 ) contains at least one movable wall ( 4 , 4 ').

16. Silencer according to one of the preceding claims, wherein the interference sound channel ( 3 , 11 ; 3 ', 11 ') is perforated at the acoustic coupling point ( 12 , 12 ').

17. Silencer according to one of claims 13 to 16, in which

- The chamber ( 2 , 2 ') is penetrated by a chamber entrance ( 5 ) for connecting an input pipe ( 3 , 3 ') and by a chamber exit ( 10 ) for connecting an exit pipe ( 11 , 11 '),
- At least one of the two tubes ( 3 , 11 ; 3 ', 11 ') protrudes into the chamber ( 2 , 2 ') and
- The two tubes ( 3 , 11 ; 3 ', 11 ') are arranged as components of the noise channel for acoustic coupling in the direction of propagation ( 7 ) at a distance from each other.

18. Silencer according to claim 17, in which the two tubes ( 3 ', 11 ') protrude approximately equally far into the chamber ( 2 ') in the direction of expansion ( 7 ).

19. Muffler according to claim 17 or 18, in which in the region of the acoustic coupling point ( 12 , 12 ') the outlet pipe ( 11 , 11 ') has a larger pipe cross section than the inlet pipe ( 3 , 3 ').

20. Silencer according to one of claims 13 to 19, with a chamber ( 2 , 2 '), the cross section of which is constant in the direction of propagation ( 7 ).

21. Muffler according to one of the preceding claims, in which the movable wall ( 4 , 4 ') is arranged approximately concentrically to the interference sound duct or to the inlet pipe ( 3 , 3 ') and / or to the outlet pipe ( 11 , 11 ').

22. Silencer according to one of the preceding claims, in which

- The center ( 8 ) of the noise channel or
- The center ( 8 ) of the input tube ( 3 , 3 ') and / or the output tube ( 11 , 11 ') on a node line ( 18 , 19 , 20 ) of a higher mode than the basic mode of the hollow body sound field.