DE948742C

DE948742C - Helmholtzscher Resonator als Schalldaempferelement

Info

Publication number: DE948742C
Application number: DEM8655A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Oskar Laegel
Original assignee: Leistritz AG
Current assignee: Leistritz AG
Priority date: 1951-02-23
Filing date: 1951-02-23
Publication date: 1956-09-06

Description

Bekannt sind Schalldämpfer, bei denen als Dämpfungselemente Helmholtzsche Resonatoren Verwendung finden. Solche Dämpfer können ausschließlich aus Resonatoren bestehen, die in Form einer Filterkette aneinandergereiht sind, oder aus Kombinationen von Resonatoren und anderen Dämpfungselementen. Der Hehnholtzsche Resonator beruht auf dem Prinzip der Reflexionsdämpfung, die derzeit die wirkungsvollste Dämpfungsart darstellt. Er besteht bekanntlich aus einem Volumen V und einem Rohr vom Querschnitt F und der Länge 1, und seine Resonanzfrequenz ist durch folgende Gleichung gegeben: Dabei bedeutet c die Schallgeschwindigkeit und d den Rohrdurchmesser. Die wirksame Rohrlänge ist gegeben durch die wirkliche Rohrlänge 1, vergrößert um den Korrekturfaktor Da der Korrekturfaktor gegen die Rohrlänge im allgemeinen sehr klein ist, so kann er vernachlässigt werden. Die Gleichung für die Resonanzfrequenz lautet dann Diese Resonatoren haben die Eigenschaft, daß sie alle höheren Frequenzen, die mehr als doppelt so groß sind als die Eigenfrequenz, sehr wirksam dämpfen. Die Bedingung, die an einen solchen Resonator zu stellen ist, lautet, die Resonanzfrequenz so klein wie möglich zu halten, damit auch möglichst kleine Frequenzen noch miterfaßt und gedämpft werden. Dieser Forderung sind aber Grenzen gesetzt. Meist ist bei einem Schalldämpfer der Rohrquerschnitt mit Rücksicht auf kleinen Gleichstromwiderstand gegeben, und dem Volumen V sowie der Gesamtlänge sind bauliche Grenzen gesetzt. Frei kann nur die Rohrlänge 1 gewählt werden, die jedoch aus baulichen Gründen, insbesondere mit Rücksicht auf die Baulänge, innerhalb des zur Verfügung stehenden Dämpfervolumens VD untergebracht werden muß. In der Abbildung ist ein solcher Schalldämpfer schematisch dargestellt. Das wirksame Volumen V besteht dann nur noch aus Dämpfervolumen VD abzüglich Rohrvolumen VR = l - F. Also ist V = VD - VR, und damit wird Mit der zunehmenden Rohrlänge L ist naturgemäß auch eine Vergrößerung des Rohrvolumens VR verbunden und somit eine Verkleinerung des wirksamen Volumens V. Durch Vergrößerung der Rohrlänge l läßt sich also die Grenzfrequenz nicht beliebig verkleinern.
Erfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen, die Rohrlänge 1 so zu dimensionieren, daß die Resonanzfrequenz f Res ein Minimum wird. Dies ist dann der Fall, wenn der Nenner X X =1 - (VD-VR) unter der Wurzel ein Maximum wird, wobei VR = 1- F ist. Diese günstigste Rohrlänge ergibt sich durch Nullsetzung des ersten Differentialquotienten, und zwar als Mit diesen Rohrlängen können erfindungsgemäß auch die einzelnen Kammern einer akustischen Filterkette miteinander verbunden werden.
Solche Dämpferelemente sind für Kraftfahrzeuge geeignet. Die Erfindung betrifft nicht allgemein Helmholtzsche Resonatoren, bei denen in einem Dämpfervolumen ein Rohr oder eine Rohrspirale angeordnet ist, sondern solche mit ganz bestimmten Verhältnissen gemäß dem Anspruch.

Claims

PATENTANSPRUCH: Hehnholtzscher Resonator als Schalldämpferelement, dadurch gekennzeichnet, daß bei gegebenem Dämpfervolumen VD und innerhalb dieses Volumens liegendem Rohr von gegebenem Querschnitt F die Rohrlänge 1 dieses Rohres ist, so daß die Resonanzfrequenz den kleinstmöglichen Wert annimmt.