PL173055B1

PL173055B1 - Aktywny tłumik dźwięku

Info

Publication number: PL173055B1
Application number: PL94310994A
Authority: PL
Inventors: Frank J. Lehringer
Original assignee: Leistritz Abgastech
Priority date: 1993-07-07
Filing date: 1994-06-23
Publication date: 1998-01-30
Also published as: JPH08512410A; CN1064158C; KR960703256A; PL310994A1; CZ284565B6; CZ1996A3; EP0707737A1; DE59407238D1; DE4494827D2; CA2166282A1; AU6993794A; CN1126525A; US5677958A; WO1995002238A1; ES2126121T3; EP0707737B1

Abstract

1. Aktywny tlumik dzwieku dla kompen- sacji dzw ieku zaklócajacego, w ypro- m ieniow yw anego ze zródla dzwieku zaklócajacego, z glosnikiem do wypro- mieniowywania dzwieku kompensacyjnego w ten sposób, ze pola akustyczne dzwieku zaklócajacego i dzwieku kompensacyjnego sa przez interferencje wzajemnie oslabiane lub wygluszane, znamienny tyra, ze glosnik (2) swoja osia wzdluzna jest umieszczony w przyblizeniu wspólosiowo wobec otworu emisyjnego (13) i membrana (4), wytwarza- jaca dzwiek kompensacyjny, otacza promie- niowo otwór emisyjny (13). F i g 1 PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest aktywny tłumik dźwięku.

Aktywne tłumiki dźwięku są używane w systemach tłumienia dźwięków i redukują poziom ciśnienia akustycznego jako czułe na zakłócenia pole akustyczne. Przy tym cały system tłumienia dźwięków zasadniczo posiada tłumik dźwięku oraz czujnik do oddawania informacji, poprzez spodziewany dźwięk zakłócający i/lub czujnik kontroli do przyjęcia już stłumionego lub wygaszonego dźwięku zakłócającego. Sygnał czujnikowy, odpowiadający poziomowi ciśnienia akustycznego jest doprowadzany do jednostki kontrolującej, w której sygnał czujnikowy jest przerabiany dalej. Przerobiony sygnał czujnikowy dociera jako sygnał elektryczny do głośnika. Głośnik jest częścią składową tłumika dźwięku i emituje kompensujący (antydźwięk).

173 055

Sygnał elektryczny doprowadzony do głośnika jest przy tym tak obliczony, że oba pola akustyczne dźwięku kompensującego i dźwięku zakłócającego nakładają się przeciwfazowo, według zasady interferencji znanej z fizyki. Dzięki temu dźwięk zakłócający jest wygaszony Iub co najmniej znacznie zmniejszony.

Z opisu WO 91/15666 i US 5,097,923 są znane aktywne tłumiki dźwięku do redukowania hałasu przy pojazdach mechanicznych. Tłumik dźwięku posiada jeden lub szereg głośników. Każdy głośnik znajduje się w kompensacyjnej komorze akustycznej. Komory akustyczne z głośnikami są umieszczone z boku na płaszczu rurowym rury wydechowej tak, że kierunek wypromieniowania głośnika przebiega promieniowo do rury wydechowej. Na podstawie bocznego rozmieszczenia głośników jest potrzebny określony odcinek drogi dla kompensacyjnych fal akustycznych, aby wytworzyć na wylocie rury, tworzącej otwór emisyjny, dźwięk zakłócający jednorodne kompensacyjne pole akustyczne. W tym celu kompensacyjne pole akustyczne, wytworzone w komorze akustycznej przez przewód rurowy, umieszczony współosiowo do rury wydechowej, jest doprowadzane do wylotu spalin. Przez to tłumik dźwięku jest zbudowany bardzo nakładczo w przestrzeni i skomplikowany konstrukcyjnie. Z powodu swojego skomplikowanego zarysu zewnętrznego wytwarzanie wspomnianego tłumika dźwięku jest od strony techniczno-wykonawczej utrudnione, a zatem bardzo nakładcze.

Ponieważ proporcje budowy są często bardzo wąskie, a tłumik dźwięku wymaga możliwie mało przestrzeni do zabudowy, to dalsze zwiększanie objętości i tak już nakładczego przestrzennego tłumika dźwięku jest możliwe tylko warunkowo lub przeważnie nie jest to możliwe, zwłaszcza, że na stronie tylnej głośnika powinna być możliwie duża przestrzeń pusta, aby osiągnąć nisko-częstotliwościowe dostrojenie głośnika. W znanym tłumiku dźwięku sprawność dźwięku jest dlatego nieznaczna. Poza tym na podstawie dużego odcinka transmisyjnego pomiędzy głośnikiem a otworem rury wydechowej jest utrudnione dokładne sprzężenie pomiędzy czujnikiem kontrolującym a głośnikiem. Tłumienie dźwięku zakłócającego jest dlatego niewystarczające.

Z opisu EP-A-0 227 372 jest znany aktywny system tłumienia dźwięku, w którym kierunki emisji dźwięku zakłócającego i dźwięku kompensacyjnego są skierowane w przybliżeniu równolegle. Specjalne umieszczenie głośnika wytwarzającego dźwięk kompensacyjny wymaga jednak konstrukcyjnie bardzo skomplikowanego i nakładczego przestrzennie tłumika dźwięku, aby móc tłumić dźwięk zakłóceniowy.

W opisie US-A-3 936 606 jest opisany aktywny system tłumienia dźwięku, w którym kierunki emitowanego dźwięku zakłócającego i dźwięku kompensacyjnego są również skierowane w przybliżeniu równolegle. Przy tym głośnik wytwarzający dźwięk kompensacyjny znajduje się wewnątrz rury prowadzącej przenoszącej dźwięk zakłócający. Ta rura prowadząca otacza głośnik ze znacznym odstępem promieniowym. Ten odstęp promieniowy i działanie głośnika jako przeszkody dla rozchodzenia się dźwięku zakłócającego komplikuje wymagane przeciwfazowe nakładanie się dźwięku zakłócającego i dźwięku kompensacyjnego. Nie jest zapewnione wystarczające tłumienie dźwięku zakłócającego.

Opis AU-A-0 542 761 ujawnia elektrodynamiczny głośnik ze współosiowo umieszczoną rurą bas reflex. Fale akustyczne emitowane przez membranę głośnikową i przez rurę bas reflex nakładają się w znany sposób jednofazowo i wzmacniają przez to pole akustyczne głośnika, co polepsza jego sprawność, zwłaszcza w dolnym zakresie częstotliwości. Ta zasada równofazowego nakładania dwóch pól akustycznych dla aktywnego systemu tłumienia dźwięku, w którym dźwięk zakłócający i dźwięk kompensacyjny powinien być wygłuszony przez przeciwfazowe nakładanie, jest jednakże całkowicie nieodpowiednia.

Zadaniem wynalazku jest opracowanie tłumika dźwięku, który odznaczałby się małym zapotrzebowaniem przestrzeni i pozwalał na osiągnięcie geometrycznie prostego rodzaju przeciwfazowego nakładania się dźwięku zakłócającego i dźwięku kompensacyjnego.

Zadanie to zostało rozwiązane dzięki temu, że głośnik swoją osią wzdłużną jest umieszczony w przybliżeniu współosiowo wobec otworu emisyjnego i membraną, wytwarzającą dźwięk kompensacyjny, otacza promieniowo otwór emisyjny.

Korzystnie głośnik stanowi głośnik elektrodynamiczny, który jest głośnikiem stożkowym.

173 055

Według wynalazku membrana jest umieszczona w przybliżeniu w płaszczyźnie otworu emisyjnego.

Zgodnie z przykładem wykonania otwór emisyjny jest wylotem rury akustycznej, na przykład rury wydechowej pojazdu mechanicznego, prowadzącej dźwięk zakłócający, którajest promieniowo otoczona przez głośnik, którego płytki biegunowe i rdzeń biegunowy są osiowo przewiercone wzdłuż osi wzdłużnej głośnika.

Korzystnie rura akustyczna jest otoczona przez głośnik z promieniowym odstępem, przy czym utworzona przestrzeń pierścieniowa jest zamknięta, uprzywilejowanie przez izolującą cieplnie warstwę izolacyjną.

Zgodnie z wynalazkiem głośnik otacza rurę akustyczną poprzez rurę pośrednią, otaczającą rurę akustyczną z odstępem promieniowym.

W korzystnym przykładzie wykonania przez odstęp promieniowy rury akustycznej i rury pośredniej jest utworzony kanał rurowy, który co najmniej w obszarze układu magnetycznego głośnika przechodzi przez warstwę izolacyjną. Kanał rurowy jest połączony z układem chłodzenia, prowadzącym do głośnika, otacza otwór emisyjny i jest zamknięty za pomocą umieszczonej w nim warstwy izolacyjnej.

Zgodnie z wynalazkiem rura pośrednia jest rurą bas reflex, której otwór otacza otwór emisyjny.

Korzystnie rdzeń biegunowy głośnika zawiera co najmniej jeden otwór, działający jako kanał chłodzący, do przepływu środka chłodzącego, uprzywilejowanie zawiera szereg otworów, umieszczonych wzdłuż swojego kierunku obwodu, które są połączone miedzy sobą dla przepływu cieczy.

W innym przykładzie wykonania membrana ma krawędź koszową kosza głośnikowego, otoczoną przez ścianę akustyczną i do niej zamocowaną, która jest częścią składową zamkniętej obudowy głośnikowej, która zawiera wybranie do przeprowadzenia rury akustycznej, którajest rurą wydechową silnika spalinowego i że obudowa głośnikowa jest obudową tłumika dźwięku, zamontowanego w pojeździe mechanicznym, a obudowa głośnikowa ma pustą przestrzeń, co najmniej częściowo wypełnioną pochłaniającym dźwięk materiałem tłumiącym.

Do wylotu rury akustycznej jest przyłączona rura nasadkowa perforowana, przepuszczalna akustycznie na swoim płaszczu rurowym, która przedłuża rurę wydechową w kierunku prowadzenia dźwięku.

Korzystnie na krawędzi koszowej głośnika jest zamocowana akustycznie przepuszczalna, perforowana siatka ochronna, która przykrywa stronę przednią membrany i ma centralny otwór, otaczający promieniowo otwór emisyjny. Uprzywilejowanie siatka ochronna jest umieszczona w rodzaju płyty w jednej płaszczyźnie.

Zgodnie z wynalazkiem od strony przedniej membrany, do krawędzi koszowej przylega rura zwielokratniająca dla dźwięku zakłócającego i dźwięku kompensacyjnego, umieszczona współosiowo do otworu emisyjnego. Według wynalazku rura zwielokratniająca otacza perforowaną rurę nasadkową.

Korzystnie do kołnierza zamykającego rury zwielokrotniającej jest zamocowana akustycznie przepuszczalna dodatkowa perforowana siatka ochronna, której centralny otwór otacza promieniowo otwór wydechowy.

Zgodnie z wynalazkiem wewnątrz rury zwielokrotniającej jest umieszczony co najmniej jeden czujnik, do przyjęcia kompensacyjnego dźwięku zakłócającego, uprzywilejowanie czujnik jest umieszczony z promieniowym odstępem od osi symetrii rury zwielokratniającej, który w odniesieniu do osi symetrii rury zwielokratniającej jest w przybliżeniu 0,6 krotnością odstępu pomiędzy osią symetrii a ścianą wewnętrzną rury zwielokratniającej.

Korzystnie czujnik jest mikrofonem.

W innym wykonaniu na krawędzi koszowej jest zamocowana ukształtowana obrotowosymetrycznie i przepuszczająca dźwięk komora nasadkowa, która przykrywa w rodzaju kołpaka stronę przednią membrany głośnikowej i która ma centralny otwór, otaczający z promieniowym odstępem otwór emisyjny.

173 055

Według wynalazku do komory nasadkowej, od strony odwróconej od głośnika, jest zamocowana część rurowa, która swoją ścianą ścianą wewnętrzną ogranicza w kierunku promieniowym otwór wylotowy.

Zgodnie z wynalazkiem membrana głośnika otacza otwór emisyjny, dzięki czemu kierunki wypromieniowania dźwięku kompensacyjnego i dźwięku zakłócającego od razu są skierowane wzajemnie równolegle, a akustyczne środki obu pól akustycznych lezą na wspólnej osi. Nie ma odcinków transmisyjnych w celu wytworzenia jednorodnego pola akustycznego kompensacyjnego, odpowiedniego do nałożenia z polem akustycznym zakłócającym. W ten sposób jest możliwe proste nałożenie dźwięku zakłócającego i dźwięku kompensacyjnego, przez co tłumik dźwięku jest konstrukcyjnie znacznie uproszczony i bardzo oszczędnie przestrzennie zbudowany. Oszczędzona potrzebna przestrzeń jest wykorzystana jako tylna przestrzeń pusta głośnika, co umożliwia jego niskoczęstotliwościowe dostrojenie. Dzięki temu tłumik dźwięku według wynalazku jest wstawialny także w wąskie przestrzenie.

Brak odcinka transmisyjnego pomiędzy głośnikiem a otworem emisyjnym umożliwia uproszczone działanie przenoszenia dźwięków, a zatem dokładne sprzężenie pomiędzy czujnikiem kontrolnym przyjmującym tłumiący dźwięk zakłóceniowy a głośnikiem. Opóźnienia czasu przebiegu przy tym sprzężeniu są znacznie zmniejszone, głośnik reaguje szybko i dokładnie na zmieniające się pole akustyczne zakłóceniowe. Sprzężenie, np. przez jednostkę kontrolną może być dzięki temu realizowane za pomocą technicznie uproszczonych środków. Tłumik dźwięku ogólnie jest korzystny w kosztach, przy jednocześnie podwyższonym stopniu sprawności.

Na podstawie nieznacznej różnicy długości odcinka pomiędzy głośnikiem a otworem emisyjnym powstaje, najpierw przy wysokich częstotliwościach, nieistotnych dla tłumika dźwięku, zakłócający rezonans. Dzięki temu sposób działania tłumika dźwięku w całym ważnym obszarze częstotliwości jest jednakowy.

Membrana głośnikowa w odniesieniu do osi wzdłużnej głośnika jest zazwyczaj ukształtowana symetrycznie. Ona stosownie do tego posiada kołowy przekrój poprzeczny. Odbiegając od tego membrana głośnikowa może posiadać np. także eliptyczny kształt przekroju poprzecznego. Ponieważ długości fal ważne dla zastosowania tłumika dźwięku, w porównaniu do wymiarów poprzecznych głośnika, są duże, powstaje płaskie pole akustyczne kompensacyjne. Za pomocą różnych kształtów przekroju poprzecznego membran głośnikowych tłumik dźwięku jest jeszcze lepiej dopasowywalny do różnych stosunków przestrzennych.

Dzięki kompaktowemu rozmieszczeniu głośnika wokół otworu emisyjnego także duża membrana głośnikowa umożliwia oszczędne zagospodarowanie przestrzeni. W wielu przypadkach zastosowania tłumika dźwięku powierzchnia membrany może być dlatego dobierana duża. W ten sposób duży strumień objętościowy, potrzebny dla dużego pola akustycznego kompensacyjnego jest osiągany przez małe amplitudy drgań membrany głośnikowej. Dzięki temu przy niezmiennym działaniu kompensacyjnym głośnika mechaniczne obciążenie membrany głośnikowej jest dalej zmniejszone. Dzięki temu jest zagwarantowany w jeszcze większym okresie czasu pewny sposób pracy głośnika.

W stosowanych głośnikach mogą być dobierane różne zasady napędu i konstrukcji membrany głośnikowej.

Przy elektrodynamicznych głośnikach wymagania szybkiej nastawialności i dopasowanie do zmieniających się pól akustycznych zakłócających są dobrze spełnione.

Całe pole akustyczne kompensacyjne, wytworzone przez membranę głośnikową jest wykorzystane do wygaszenia pola akustycznego zakłócającego. Membrana głośnikowa jest np. w postaci tuby lub ukształtowana jako membrana płaska.

Współosiowe umieszczenie głośnika wokół rury akustycznej umożliwia dlatego technicznie-montowaną prostą zabudowę tłumika dźwięku. Poza tym ilość potrzebnych środków mocujących dla mechanicznego mocnego osadzenia głośnika jest zmniejszona.

Odstęp promieniowy ma zaletę, że głośnik, zwłaszcza jego układ magnetyczny i wrażliwa membrana głośnikowa nie są wystawione na bezpośrednie wpływy rury akustycznej. Jest to np. ważne, gdy rura akustyczna jest ukształtowana jako rura wydechowa, prowadząca gorące spaliny.

173 055

Izolacja cieplna umożliwia działanie układu magnetycznego niezależnie od wahań temperatury rury akustycznej tak, że jest zapewniony pewny sposób pracy głośnika.

Kanał ruiowy jest w kierunku osiowym zamknięty od strony przedniej membrany. Dzięki temu jest zapewnione, że przy ukształtowaniu pola akustycznego kompensacyjnego nie powstaje żadna dodatkowa droga poboczna, która mogłaby utrudniać potrzebne nałożenie pola akustycznego kompensacyjnego z polem zakłóceniowym. Poza tym stwarza zamknięcie uszczelnienia kanału rurowego wobec strony przedniej membrany. Dzięki temu pewnie unika się omyłkowego wylotu środka chłodzącego na stronie przedniej membrany.

Rura pośrednia, otaczająca współśrodkowo rurę akustyczną, spełnia także inne funkcje, ponieważ konstrukcyjnie jest ukształtowana jako rura bas reflex. Rury bas reflex są znane z techniki Hi-Fi. Tego rodzaju rura pośrednia, obok swojej termicznej funkcji izolacyjnej, polepsza znacznie sprawność układu głośnika w dolnym obszarze częstotliwości.

Tłumik dźwięku według wynalazku jest korzystniejszy w kosztach od technicznie znacznie ulepszonych tłumików dźwięku używanych w pojazdach mechanicznych.

Akustycznie przepuszczalna, perforowana rura nasadkowa lepiej chroni membranę głośnikową przed spalinami, wychodzącymi z rury wydechowej. Przy tym rura nasadkowa działa jak rura wydechowa, przedłużona w kierunku strumienia gazu. Warunkiem jest wygaszenie, przez akustycznie przepuszczalną perforację rury nasadkowej, dźwięku zakłócającego bezpośrednio przed otworem emisyjnym. Spaliny są odprowadzane wewnątrz rury nasadkowej przez otwór emisyjny w kierunku strumienia gazu. W ten sposób membrana głośnikowa nie jest narażona ani na bardzo wysokie temperatury spalin ani na szkodliwy chemiczny skład spalin.

Rura zwielokrotniająca skupia strefę, dla nakładania się dźwięku zakłócającego i dźwięku kompensacyjnego przed otworem emisyjnym, na małej objętości przestrzeni. Zapewnia to, że jest tłumiony możliwie największy udział pola zakłócającego.

Czujnik lub czujniki do przyjęcia kompensacyjnego dźwięku zakłócającego są dobrze chronione przed mechanicznymi uszkodzeniami i innymi zewnętrznymi wpływami. Czujnik w prosty sposób może być zamocowany do ściany wewnętrznej rury zwielokrotniającej. Dzięki temu rura zwielokrotniająca obok swojej funkcji spełnia także funkcję mechanicznej ochrony i funkcję nośną dla czujnika.

Tłumik dźwięku, wyposażony w szereg czujników, może być także wtedy używany, gdy jeden z czujników jest uszkodzony. Dzięki temu bezreperacyjny czas pracy tłumika dźwięku jest z wysoką sprawnością bardziej wydłużony

Odstęp promieniowy czujnika od osi rury zwielokrotniającej wynosi około 6/10 całego odstępu, pomiędzy osią rury a jej ścianą wewnętrzną. Dzięki temu szczególnemu odstępowi w odniesieniu do osi rury, czujnik jest niewrażliwy wobec pierwszego rezonansu promieniowego obu nakładanych pól akustycznych. A zatem unika się błędnego detektowania kompensacyjnego dźwięku.

Na stronie przedniej membrany jest montowany kołpak nasadkowy, skuteczny jako komora ciśnieniowa. Dzięki temu powstaje głośnik z komorą ciśnieniową. Kołpak nasadkowy i część rurowa znacznie polepszają dopasowanie membrany głośnikowej do powietrza. Odpowiednio sprawność tłumika dźwięku jest podwyższona w odpowiedni sposób. W dalszej funkcji kołpak nasadkowy i część rurowa chronią bardzo skutecznie głośnik i otwór emisyjny przed zewnętrznymi mechanicznymi wpływami.

Tłumik dźwięku według wynalazku jest bardzo zwarty, oszczędny w przestrzeni i zbudowany stabilnie mechanicznie.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok z boku tłumika dźwięku, z głośnikiem w przekroju poprzecznym, fig. 2 - przekrój tradycyjnego tłumika dźwięku dla układu wydechowego w pojazdach, odpowiednio do linii przekroju II-II na fig. 3, fig. 3 - przekrój tradycyjnego tłumika dźwięku, odpowiednio do linii przekroju ΓΠ-III na fig. 2, fig. 4 - przekrój tłumika dźwięku według wynalazku dla układu wydechowego w pojazdach mechanicznych, odpowiednio do linii przekroju IV-IV na fig. 5, a fig. 6 do fig. 13 - widok z boku tłumika dźwięku w różnych postaciach wykonania.

W aktywnym tłumiku dźwięku 1, przedstawionym na fig. 1, stożkowy głośnik 2 jest osadzony w zamkniętej obudowie głośnikowej 3.

173 055

Głośnik 2 zawiera membranę głośnikową 4, rozszerzoną w rodzaju tuby, kosz głośnikowy 5, otaczający w rodzaju tuby membranę 4 oraz pierścieniowy układ magnetyczny 6-9. Układ .-.λλ,-,.,,λ»·»'/·''-”-'’' r» nJtył-V» b tmaipr^rtui o e ^7 mnn-nor magnes lammiru o i ymi um'‘iesr/czon m» pomgzd^y płł,tt lllClgllCiy VZjLiy Ilia pljlM u,/, 111U£,HVJ ^ινι ονινιιιυ w y u ιίπιιν^Δν^υιι y ^wiinyu.Zj y pi y t“ kami biegunowymi 6,7 oraz rdzeń biegunowy 9, otaczający promieniowo magnes pierścieniowy magnes pierścieniowy 8. Konstrukcja i sposób działania głośnika 2 są w ogólności znane i opisane np. w F. Hausdorf, Handbuch der Lautsprechertechnik, 3 nakł. 1990, COPYRIGHT VISATON, s. 22 i nstp.

Płytka biegunowa 6 i rdzeń biegunowy 9 są centrycznie przewiercone w kierunku osiowym głośnika 2. Czasza kulista ochraniająca przed kurzem, skierowana zazwyczaj poprzecznie do kierunku osiowego 10, w obszarze membrany 2 nie istnieje. W ten sposób głośnik 2 współosiowo otacza rurę akustyczną 11. Rdzeń biegunowy 9 przylega przy tym bezpośrednio do płaszcza rurowego rury akustycznej 11. Rura akustyczna 11 przechodzi złączem kształtowym przez wybranie 41 w obudowie głośnikowej 3 i służy do prowadzenia dźwięku zakłócającego w kierunku prowadzenia dźwięku 12. Dźwięk zakłócający jest następnie wypromieniowany na zewnątrz do wylotu rurowego, działającego jako otwór emisyjny 13. Głośnik 2 jest względem rury akustycznej 11 tak ustawiony, że otwór emisyjny 13 i krawędź koszowa 14 ograniczająca otwór tubowy kosza głośnikowego 5 leżą w jednej płaszczyźnie. Dzięki temu w dalekim stopniu unika się tradycyjnych, zwykłych odcinków tradycyjnych pomiędzy otworem emisyjnym 13 a głośnikiem 2.

Krawędź koszowa 14 przez bliżej nie przedstawiony środek mocujący jest zamocowana do ściany akustycznej 25, stanowiącej część składową obudowy głośnikowej 3.

Jeżeli w rurze akustycznej 11 spaliny są prowadzone z odpowiednio wysokimi temperaturami, to rdzeń biegunowy 9, jak to jest przedstawione na fig. 1, zawiera szereg otworów 15, zaznaczonych jedynie schematycznie. Otwory 15 są połączone między sobą i przyłączone do schematycznie przedstawionego przewodu chłodzącego 16. Dzięki temu powstaje zamknięty obieg chłodzący, który jest wypełniony odpowiednim środkiem chłodzącym do chłodzenia układu magnetycznego 6-9. Obieg chłodzący znajduje się albo całkowicie w pustej przestrzeni 17 obudowy głośnikowej 3 lub przewodem chłodzącym 16 jest wyprowadzony z obudowy głośnikowej 3 do odpowiedniego miejsca.

Na fig. 2 i na fig. 3 jest przedstawiony tradycyjny tłumik dźwięku 18 dla rury wydechowej 19 pojazdów mechanicznych. Zarys zewnętrzny tłumika dźwięku 18 jest dopasowany do kształtu podłogi pojazdu mechanicznego. Tłumik dźwięku 18 składa się z dwóch półskorup 20, 21, które przez odpowiednie techniki łączenia, np. spawanie są w znany sposób szczelnie połączone między sobą. W celu mechanicznej stabilizacji tłumika dźwięku 18, w jego pustej przestrzeni znajdują się płyty podpierające 22,23, skierowane w przybliżeniu prostopadle do osi wzdłużnej rury wydechowej 19. W celu tłumienia dźwięku w pustej przestrzeni tłumika dźwięku 18 jest umieszczony pochłaniający dźwięk materiał tłumiący 22, 24.

Budowa tłumika dźwięku 1 według wynalazku może być z korzyścią odniesiona do tego rodzaju tradycyjnego tłumika dźwięku 18. Przy tym materiał tłumiący 24 i płyta podpierająca 23 są zastąpione przez głośnik 2, otaczający współosiowo rurę wydechową 19, a otwór w półskorupach 20, 21 jest utworzony dla głośnika 2, w celu wypromieniowywania dźwięku kompensacyjnego, jak to jest widoczne na fig. 4 i na fig 5 Przy tym głośnik 2 z jednej strony swoim bardzo stabilnym koszem głośnikowym 5 wywołuje potrzebne wzajemne podparcie półskorup 20,21, w celu mechanicznej stabilizacji tłumika dźwięku 18, z drugiej strony wypromieniowuje dźwięk kompensacyjny w celu tłumienia lub wygłuszania hałasu wydechu.

Na figurach 6-13 będą przedstawione różne przykłady wykonania tłumika dźwięku według wynalazku, w którym będą przedstawione, które różnią się od przykładu wykonania z fig. 1.

W ten sposób tradycyjny, pasywny tłumik dźwięku jest korzystnie w kosztach i technicznie prosto przezbrojony w aktywny tłumik dźwięku 1 według wynalazku. Obieg chłodzący do chłodzenia systemu magnetycznego głośnika nie przedstawiony na fig. 4 i na fig. 5 może być również przewidziany.

W tłumiku dźwięku według fig. 6 krawędź koszowa 14 jest zamocowana do ściany akustycznej 25. Ona zawiera wybranie, odpowiadające w przybliżeniu przekrojowi poprzeczne173 055 mu krawędzi koszowej 14, do osadzenia głośnika 2 w kierunku osiowym 10. Ściana akustyczna 25, krawędź koszowa 14 i otwór emisyjny 13 leżą w przybliżeniu w jednej płaszczyźnie. Do ί I λ ś. c i «-» Iz » * a + » r rs « O j /-.hu crJ/s r 1 L A O « i 11 a CT<A l n r. < π , .ΊO Z) tlliy aKUdljuzaiej z> uuu miuh Ε,ι<?οιιιινα av£<4. n.ozjUuiaz,uVyu avjana Udlaiuają^a

Ściany osłaniające 26 są zaznaczone jedynie schematycznie i mogą być zamknięte. Ściana akustyczna 25 i ściany osłaniające 26 zamykają przestrzeń ze znajdującym się w nim dźwiękiem zakłócającym. Przez przewody powietrzne Iub tym podobne powstaje przepuszczające dźwięk zakłóceniowy połączenie na zewnątrz. W tym przypadku rura akustyczna 11 jest przewodem powietrznym z otworem emitującym 13 jako otworem powietrznym, skierowanym na zewnątrz. Za pomocą opisanego rozmieszczenia głośnika 2 dźwięk zakłócający występujący z przestrzeni roboczej jest wygłuszony. Aby uniknąć akustycznego zwarcia strona tylna głośnika 2 jest zamknięta przez kołpak 42.

W przykładzie wykonania według fig. 7 rura akustyczna 11 jest w obszarze głośnika 2 otoczona, z promieniowym odstępem, przez rurę pośrednią 27, która swoim jednym końcem rozciąga się w kierunku osiowym 10 za płytkę biegunową 6, a swoim drugim końcem kończy się na otworze emisyjnym 13. Rdzeń biegunowy 9 przylega bezpośrednio do płaszcza rurowego rury pośredniej 27. Rura pośrednia 27 jest wykonana z materiału odpowiedniego dla termicznej izolacji głośnika 2 wobec rury akustycznej 11. Jednocześnie rura pośrednia 27 działa w rodzaju rury bas reflex i podwyższa przez to sprawność tłumika dźwięku przy wygaszaniu dźwięku zakłócającego.

W przykładzie wykonania według fig. 8 rura pośrednia 27 swoim końcem przeciwległym w kierunku osiowym 10 do otworu emisyjnego 13 jest wyprowadzona poza obudowę głośnikową 3. Kanał rurowy 28, utworzony przez odstęp promieniowy pomiędzy rurą akustyczną 11 a rurą pośrednią 27, jest w tym przypadku dostępny za obudową głośnikową 3. W kanale rurowym 28 może być prowadzony odpowiedni środek chłodzący, na przykład powietrze Iub ciecz, w celu chłodzenia głośnika 2. Poza tym kanał rurowy 28 służy do dodatkowego pochłaniania ciepła pomiędzy rurą akustyczną 11 a głośnikiem 2. Kanał rurowy 28 w obszarze układu magnetycznego głośnika 2 jest wypełniony warstwą izolacyjną 29. W obszarze otworu emisyjnego 13 kanał rurowy 28 jest w kierunku osiowym 10 zamknięty przez inną warstwę izolacyjną 29. Warstwa izolacyjna 29 może również wypełniać cały kanał rurowy 28.

W innym wykonaniu, w celu uniknięcia zakłócających rezonansów obudowa głośnikowa 3 na fig. 9 jest wypełniona pochłaniającym dźwięk materiałem tłumiącym 30. Materiał tłumiący 30 przykrywa przy tym ścianę tylna obudowy głośnikowej 3, przeciwległą do membrany 4.

W wykonaniu według fig. 10 rura akustyczna 11 w swoim otworze emisyjnym 13 jest przez rurę nasadkową 31 przedłużona w kierunku prowadzenia dźwięku 12. Rura nasadkowa 31 jest albo jako oddzielna część konstrukcyjną osadzana w otworze emisyjnym 13 lub jest wytwarzana jednoczęściowo z rurą akustyczną 11. Średnice wewnętrzne rury akustycznej 11 i rury nasadkowej 31 są w przybliżeniu takie same. Płaszcz rurowy rury nasadkowej 31 zawiera wiele akustycznie przepuszczalnych otworów 32. Spaliny przepływające w kierunku prowadzenia dźwięku 12 są doprowadzane do obszaru oddalonego od głośnika 2 i uchodzą najpierw do wylotu rury nasadkowej 31, działającego jako otwór spalinowy 33. Dzięki temu głośnik 2, a zwłaszcza jego wrażliwa membrana 4, jest lepiej chroniona przed szkodliwymi spalinami. Akustycznie przepuszczające otwory 32 zapewniają przy tym bardziej równomierne nałożenie pola zakłócającego i pola kompensacyjnego niż ma to miejsce w przykładach wykonania tłumika dźwięku 1 bez rury nasadkowej 31.

Na figurze 10 jest również widoczna rura zwielokratniająca 34, która przylega do strony czołowej membrany 4 na krawędzi koszowej 14 i rozciąga się w kierunku osiowym 10 i jest umieszczona w jednej linii z obudową głośnikową 3. Rura zwielokratniająca 34 jest albo wytwarzana jednoczęściowo z obudową głośnikową 3 lub jako oddzielna część konstrukcyjna jest zamocowana np. na krawędzi koszowej 14. Rura zwielokratniająca 34 zbiera fale dźwiękowe kompensacyjne, wypromieniowywane z membrany 4. Dzięki temu w obszarze przed otworem emisyjnym 13 powstaje skoncentrowana strefa nakładania pomiędzy polem dźwięku zakłócającego a polem dźwięku kompensacyjnego. Dlatego większa część pola dźwięku kompensacyjnego, wytworzonego przez głośnik 2 pozostaje do dyspozycji dla wygłuszenia dźwięku zakłócającego. Sprawność tłumika dźwięku 1 jest dzięki temu dalej polepszona.

173 055

W przykładzie wykonania według fig. 11 strona czołowa membrany 4 jest w kierunku osiowym 10 przykryta przez płytkową, akustycznie przepuszczającą, perforowaną siatkę ochronną 35, pizeustUwiona schematycznie za pomocą linii kieskowcj. Siatka ocinonna 35 leży w przybliżeniu w płaszczyźnie krawędzi koszowej 1 i posiada osiowy otwór 36 dla otworu emisyjnego 13. Koniec rury zwielokratniającej 39, przeciwległy w kierunku osiowym 10 do krawędzi koszowej 14, jest połączony z dodatkową siatką ochronną 35. Jej centralny otwór 36 otacza promieniowo otwór wydechowy 33 rury nasadkowej 31. Siatka ochronna 35, połączona z rurą nasadkową 31, służy nie tylko do mechanicznej ochrony przed uszkodzeniami głośnika 2, ale także do ochrony dwóch czujników kontrolnych 37, zamocowanych do ściany wewnętrznej rury zwielokratniającej 34. Oba czujniki kontrolne 37 stanowią mikrofon, który odbiera wygłuszony lub wytłumiony dźwięk zakłócający i podaje odpowiedni sygnał czujnikowy do jednostki kontrolnej, dzięki temu głośnik 2 jest sterowany w zależności od sygnału czujnikowego. Na ścianie wewnętrznej rury zwielokratniającej 34 mogą być również zamocowane dalsze czujniki lub tylko pojedynczy czujnik.

Korzystnie mikrofon, względnie mikrofony 37 są, w odniesieniu do zaznaczonej punktowo-kreskowo osi symetrii 43 rury zwielokrotniającej 34, umieszczone w odstępie promieniowym, który wynosi 0,6 krotność promienia 44 rury zwielokrotniającej 34.

W przykładzie wykonania według fig. 12 głośnik 2 na swojej stronie czołowej jest przykryty w kierunku osiowym 10 w rodzaju kołpaka przez komorę nasadkową 38. Komora nasadkowa 38 jest osiowo-obrotową częścią konstrukcyjną, z osią rury akustycznej 11 jako wyobrażalną osią obrotu. Ona swoimi obszarami krawędziami jest ustalona na krawędzi koszowej 14 przez bliżej nie przedstawione środki mocujące. Wychodząc od krawędzi koszowej 14 komora nasadkowa 38 ma przekrój poprzeczny, zwiększający się stożkowo w kierunku osi rury akustycznej 11 i kończy się na części rurowej 39. Rura akustyczna 11 w kierunku prowadzenia dźwięku 12 jest przedłużona za płaszczyznę krawędzi koszowej 141 sięga w przybliżeniu aż do części rurowej 39. Ogranicza ona otwór wylotowy 40 i otacza rurę akustyczną 11 z promieniowym odstępem.

Na figurze 13 jest przedstawiony inny przykład wykonania komory nasadkowej 38. Jest ona ukształtowana w rodzaju płytki i przylega płasko-równolegle do płaszczyzny krawędzi koszowej 14. Płytkowa komora nasadkowa 38 posiada osiowy otwór 40.

Komora nasadkowa 38 i część rurowa 39 działają w rodzaju komory ciśnieniowej i przekształcaśąUzięki temu dźwięk kompensacyjny, wypromieniowywany przez głośnik 2, zanim w obszarze otworu wypromieniowującego zostanie on nałożony na dźwięk zakłócający. Dzięki temu przekształceniu membrana 4 jest lepiej dopasowana do otaczającego powietrza. Sprawność tłumika dźwięku 1 jest dalej polepszona.

Części składowe przedstawione w różnych przykładach wykonania tłumika dźwięku 1 mogą być naturalnie także związane z przykładami wykonania, w których te części składowe nie zostały przedstawione. Np. obieg chłodzący z przewodami chłodzącymi 16 i otworami 15 jest odpowiedni także dla tłumika dźwięku 1 według przykładów wykonania fig. 4-13. W tym sensie np. rura zwielokratniająca 34 według fig. 10 i fig. 11 oczywiście może być także połączona z tłumikiem dźwięku 1 według przykładów wykonania fig; 1 -9:

173 055

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 4,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Aktywny tłumik dźwięku dla kompensacji dźwięku zakłócającego, wypromieniowywanego ze źródła dźwięku zakłócającego, z głośnikiem do wypromieniowywania dźwięku kompensacyjnego w ten sposób, ze pola-akustyczne' dźwięku zakłócającego i dźwięku kompensacyjnego są przez interferencję wzajemnie osłabiane lub wygłuszane, znamienny tym, że głośnik (2) swoją osią wzdłużną jest umieszczony w przybliżeniu współosiowo wobec otworu emisyjnego (13) i membraną (4), wytwarzającą dźwięk kompensacyjny, otacza promieniowo otwór emisyjny (13).
2. Tłumik według zastrz. 1, znamienny tym, ze ył<^.śn,k(2) stanowi głośnik elektśodymimiczny (4).
3. Tłumik według zastrz. 2, znamienny tym, że głośnik (2) jest głośnikiem stożkowym.
4. Tłumik według zastrz. 1, znamienny tym, że membrana (4) leży w przybliżeniu w płaszczyźnie otworu emisyjnego (13).
5. Tłumik według zastrz. 1, znamienny tym, że otwór emisyjny (13) jest wylotem rurowym rury akustycznej (11), zwłaszcza rury wydechowej pojazdu mechanicznego, prowadzącej dźwięk zakłócający.
6. Tłumik według zastrz. 5, znamienny tym, że rura akustyczna (11) jest promieniowo otoczona przez głośnik (21), którego płytki biegunowe (6) i rdzeń biegunowy (9) są osiowo przywiercone wzdłuż osi wzdłużnej głośnika (2).
7. Tłumik według zastrz. 5, znamienny tym, że rura akustyczna (11) jest otoczona przez głośnik (2) z promieniowym odstępem, przy czym utworzona przestrzeń pierścieniowa jest zamknięta.
8. Tłumik według zastrz. 7, znamienny tym, że przestrzeń pośredniajest zamknięta przez izolującą cieplnie warstwę izolacyjną (29).
9. Tłumik według zastrz. 7, znamienny tym, że głośnik (2) otacza rurę akustyczną (11) poprzez rurę pośrednią (27), otaczającą rurę akustyczną (11) z odstępem promieniowym.
10. Tłumik według zastrz. 9, znamienny tym, że przez odstęp promieniowy rury akustycznej (11) i rury pośredniej (27) jest utworzony kanał rurowy (28), który co najmniej w obszarze układu magnetycznego głośnika (27) przechodzi przez warstwę izolacyjną (29).
11. Tłumik według zastrz. 10, znamienny tym, że kanał rurowy (28) jest połączony z układem chłodzenia, prowadzącym do głośnika.
12. Tłumik według zastrz. 10 lub 11, znamienny tym, że kanał rurowy (28) otacza otwór emisyjny (13).
13. Tłumik według zastrz. 12, znamienny tym , że kanał rurowy (28) jest zamknięty za pomocą umieszczonej w nim warstwy izolacyjnej (29).
14. Tłumik według zastrz. 9, znamienny tym, że rura pośrednia (27) jest rurą bas reflex, której otwór otacza otwór emisyjny (13).
15. Tłumik według zastrz. 6, znamienny tym, że rdzeń biegunowy (9) głośnika (2) zawiera co najmniej jeden otwór (15), działający jako kanał chłodzący, do przepływu środka chłodzącego.
16. Tłumik według zastrz. 15, znamienny tym, że rdzeń biegunowy (9) zawiera szereg otworów (15), umieszczonych wzdłuż swojego kierunku obwodu, które są połączone między sobą dla przepływu cieczy.
17. Tłumik według zastrz. 1, znamienny tym, że membrana (4) ma krawędź koszową (14) kosza głośnikowego (15), otoczoną przez ścianę akustyczną (25) i do niej zamocowaną.
18. Tłumik według zastrz. 17, znamienny tym, że ściana akustyczna (25) jest częścią składową zamkniętej obudowy głośnikowej (3), która zawiera wybranie (41) do przeprowadzenia rury akustycznej (11).

173 055
19. Tłumik według zastrz. 18, znamienny tym, że rura akustyczna (11) jest rurą wydechową silnika spalinowego i, że obudowa głośnikowa (3) jest obudową tłumika dźwięku (1,18), zamontowanego w pojeździe mechanicznym.
20. Tłumik według zastrz. 19, znamienny tym, że obudowa głośnikowa (3) ma pustą przestrzeń, co najmniej częściowo wypełnioną pochłaniającym dźwięk materiałem tłumiącym (30).
21. Tłumik według zastrz. 5, znamienny tym, że do wylotu rury akustycznej (11) jest przyłączona rura nasadkowa (31) perforowana, przepuszczalna akustycznie na swoim płaszczu rurowym, która przedłuża rurę wydechową w kierunku prowadzenia dźwięku (12).
22. Tłumik według zastrz. 17, znamienny tym, że na krawędzi koszowej (14) głośnika (2) jest zamocowana akustycznie przepuszczalna, perforowana siatka ochronna (35), która przykrywa stronę przednią membrany (4) i ma centralny otwór (36), otaczający promieniowo otwór emisyjny (13).
23. Tłumik według zastrz. 22, znamienny tym, że siatka ochronna (35) jest umieszczona w rodzaju płyty w jednej płaszczyźnie.
24. Tłumik według zastrz. 23, znamienny tym, że od strony przedniej membrany (4), do krawędzi koszowej (14) przylega rura zwielokratniająca (34) dla dźwięku zakłócającego i dźwięku kompensacyjnego, umieszczona współosiowo do otworu emisyjnego (13).
25. Tłumik według zastrz. 21, znamienny tym, że rura zwielokratniająca (34) otacza perforowaną rure nasadkową (31).
26. Tłumik według zastrz. 25, znamienny tym, że do kołnierza zamykającego rury zwielokrotniającej (34) jest zamocowana akustycznie przepuszczalna dodatkowa perforowana siatka ochronna (35), której centralny otwór (36) otacza promieniowo otwór wydechowy (33).
27. Tłumik według zastrz. 26, znamienny tym, że wewnątrz rury zwielokrotniającej (34) jest umieszczony co najmniej jeden czujnik (37), do przyjęcia kompensacyjnego dźwięku zakłócającego.
28. Tłumik według zastrz. 27, znamienny tym, że czujnik (37) jest umieszczony z promieniowym odstępem od osi symetrii (43) rury zwielokratniającej (34).
29. Tłumik według zastrz. 28, znamienny tym, że odstęp promieniowy w odniesieniu do osi symetrii (43) rury zwielokratniającej (34) jest w przybliżeniu 0,6 krotnością odstępu pomiędzy osią symetrii (43) a ścianą wewnętrzną rury zwielokratniającej (34).
30. Tłumik według zastrz. 27 albo 28, znamienny tym, że czujnik jest mikrofonem (37).
31. Tłumik według zastrz. 17, znamienny tym, że na krawędzi koszowej (14) jest zamocowana ukształtowana obrotowo-symetrycznie i przepuszczająca dźwięk komora nasadkowa (38), która przykrywa w rodzaju kołpaka stronę przednią membrany głośnikowej (4) i która ma centralny otwór (40), otaczający z promieniowym odstępem otwór emisyjny (13).
32. Tłumik według zastrz. 31, znamienny tym, że do komory nasadkowej (38), od strony odwróconej od głośnika (2), jest zamocowana część rurowa (39), która swoją ścianą wewnętrzną ogranicza w kierunku promieniowym otwór wylotowy (40).