AT9713U1 - COMPRESSED AIR MUFFLER FOR PNEUMATIC APPLICATIONS - Google Patents
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Description
2 AT 009 713 U12 AT 009 713 U1
Die Erfindung betrifft einen Druckluft-Schalldämpfer für pneumatische Anwendungen, mit einem abgesehen von einem Lufteinlass und einem Luftauslass geschlossenen Gehäuse, das eine Schallabsorptionseinrichtung umschließt, die von einem den Lufteinlass mit dem Luftauslass verbindenden Luftführungskanal durchsetzt ist.The invention relates to a pneumatic silencer for pneumatic applications, with a housing closed except for an air inlet and an air outlet, which encloses a sound absorption device, which is penetrated by an air duct connecting the air inlet with the air outlet.
Ein aus der DE 20 2004 005 746 U1 bekannter Druckluft-Schalldämpfer dieser Art enthält ein eine Schallabsorptionseinrichtung umhüllendes Gehäuse, das abgesehen von einem einenends vorgesehenen Lufteinlass und einem andernends vorgesehenen Luftauslass geschlossen ist. Die beispielsweise aus einem porösen Material oder einem Schaumstoff bestehende Schallsabsorptionseinrichtung ist von einem perforierten Luftführungsrohr durchsetzt, das einen den Lufteinlass mit dem Luftauslass verbindenden Luftführungskanal definiert. Im Betrieb ist der Druckluftschalldämpfer im Bereich seines Lufteinlasses an ein pneumatisches Gerät angeschlossen, beispielsweise an den Ausgang einer Ejektoreinrichtung, und bewirkt eine Dämpfung des Ausströmgeräusches der Druckluft. Die schalldämpfende Wirkung basiert überwiegend auf einer Absorption der Schallenergie in der aus geeignetem Material bestehenden Schallabsorptionseinrichtung.A compressed air silencer of this type known from DE 20 2004 005 746 U1 contains a housing enclosing a sound absorption device, which is closed apart from an air inlet provided at one end and an air outlet provided at the other end. The existing example of a porous material or a foam sound absorption device is penetrated by a perforated air duct, which defines a the air inlet to the air outlet connecting air duct. In operation, the compressed air silencer is connected in the region of its air inlet to a pneumatic device, for example to the output of an ejector, and causes a damping of the outflow noise of the compressed air. The sound-damping effect is predominantly based on absorption of the sound energy in the sound absorbing device made of suitable material.
Ein aus der DE 202 05 068 U1 bekannter Druckluft-Schalldämpfer besteht aus einem porösen Schalldämpferkörper, der einen sich zum Luftauslass hin konisch verjüngenden Luftführungskanal definiert und am Außenumfang komplett unabgedeckt ist. Durch den sich verengenden Strömungsquerschnitt soll die Druckluft gezwungen werden, auch den Schalldämpferkörper zu durchströmen.A known from DE 202 05 068 U1 pneumatic muffler consists of a porous muffler body, which defines a conically tapering to the air outlet air duct and is completely uncovered on the outer circumference. Due to the narrowing flow cross-section, the compressed air is forced to flow through the muffler body.
Ein in der EP 1 155 242 B1 beschriebener Druckluftschalldämpfer unterscheidet sich von dem vorgenannten unter anderem dadurch, dass der Schalldämpferkörper umfangsseitig geschlossen und nur an der den Luftauslass umgrenzenden Stirnfläche unabgedeckt ist.A compressed air silencer described in EP 1 155 242 B1 differs from the aforementioned, inter alia, in that the silencer body is closed on the circumference and is uncovered only at the end surface bounding the air outlet.
Die Frequenzbereiche des zu dämpfenden Schalls können anwendungsbedingt stark variieren. Manchmal sind es die eher niedrigen und manchmal die eher höheren Frequenzen, die mit einem besonders hohen Schalldruckpegel aufwarten. Um diesen hier nicht abschließend aufgeführten unterschiedlichen Bedingungen Rechnung zu tragen, wurde in der DE 20 2004 005 746 U1 bereits vorgeschlagen, den der Druckluft zur Verfügung stehenden Strömungsquerschnitt des Luftführungskanals durch Einsetzen eines oder mehrerer Verengungsrohre zu verändern. Diese spezifische Anpassung ist allerdings relativ aufwändig.The frequency ranges of the sound to be damped can vary greatly depending on the application. Sometimes it's the rather low and sometimes the higher frequencies that come with a very high sound pressure level. In order to take account of these different conditions which are not exhaustively listed, DE 20 2004 005 746 U1 has already proposed changing the flow cross-section of the air-guiding channel available to the compressed air by inserting one or more constriction tubes. However, this specific adaptation is relatively expensive.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Maßnahmen vorzuschlagen, die auf einfachere Weise eine Schalldämpfung bei unterschiedlichen Frequenzbereichen ermöglichen.It is the object of the present invention to propose measures that allow a simpler way a sound attenuation at different frequency ranges.
Um diese Aufgabe zu lösen, ist bei einem Druckluft-Schalldämpfer der eingangs genannten Art vorgesehen, dass die Schallabsorptionseinrichtung mehrere sich in ihren frequenzabhängigen Schalldämpfungseigenschaften voneinander unterscheidende Absorptionszonen aufweist.To achieve this object, it is provided in a compressed air silencer of the type mentioned that the sound absorption device has a plurality of different absorption zones in their frequency-dependent sound damping properties.
Ein und derselbe Druckluft-Schalldämpfer ist nunmehr in der Lage, innerhalb eines sehr weiten Frequenzspektrums eine effektive Schalldämpfung vorzunehmen. Während bisherige Schalldämpfer in der Regel nur innerhalb eines recht engen Frequenzbereiches eine besonders effektive Schallabsorption durchführen, kann nun eine sehr breitbandige Frequenzdämpfung gewährleistet werden, ohne die Grenzfrequenz, ab der der Schalldämpfer seine Wirkung verliert, herabzusetzen. Somit kann in vielen Fällen für unterschiedliche Anwendungen, bei denen man bisher auf unterschiedliche Schalldämpfer zurückgreifen musste, ein und derselbe Schalldämpfer eingesetzt werden. Zudem ist die Schalldämpfung bei ein und demselben Anwendungsfall wesentlich effektiver als bisher, was den zusätzlichen Vorteil bringt, dass sich eine mit dem Stand der Technik vergleichbare Schalldämpfungsintensität mit einem stark verkürzten Schalldämpfer herbeiführen lässt. Mit dem Druckluft-Schalldämpfer ausgestattete pneumatische Einrichtungen können daher mit insgesamt kompakteren Abmessungen realisiert werden. 3 AT 009 713 U1One and the same compressed air silencer is now able to make an effective sound attenuation within a very wide frequency spectrum. While previous mufflers usually perform a particularly effective sound absorption only within a fairly narrow frequency range, now a very broadband frequency attenuation can be guaranteed without lowering the cutoff frequency from which the muffler loses its effect. Thus, in many cases, one and the same silencer can be used for different applications in which previously had to resort to different mufflers. In addition, the sound attenuation in one and the same application is much more effective than before, which brings the additional advantage that can be comparable to the prior art sound attenuation intensity with a much shortened silencer bring about. With the pneumatic muffler equipped pneumatic devices can therefore be realized with a total of more compact dimensions. 3 AT 009 713 U1
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.Advantageous developments of the invention will become apparent from the dependent claims.
Die Schallabsorptionseinrichtung hat zweckmäßigerweise eine hülsenförmige Gestalt, wobei sie den bevorzugt einen geradlinigen Verlauf aufweisenden Luftführungskanal koaxial umgibt. 5The sound absorption device expediently has a sleeve-like shape, wherein it coaxially surrounds the air duct, which preferably has a straight course. 5
Um der Druckluft eine reibungsfreie Strömungsmöglichkeit zu verschaffen und gleichzeitig den Schallwellen einen optimalen Zugang zu der Schallabsorptionseinrichtung zu gewährleisten, ist zur Definition des Luftführungskanals zweckmäßigerweise ein eine perforierte Wandung aufweisendes Luftführungsrohr vorgesehen, das von der Schallabsorptionseinrichtung umschlos-io sen ist, letzteres in bevorzugt koaxialer Weise.In order to provide the compressed air a friction-free flow and at the same time to ensure optimum access to the sound absorption device for sound waves, a perforated wall expediently air duct is provided to define the air duct, which is umslos sen of the sound absorption device, the latter in a preferably coaxial manner ,
Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, die Schallabsorptionseinrichtung so auszubilden, dass die unterschiedlichen Absorptionszonen in der Längsrichtung des Luftführungskanals aufeinanderfolgend angeordnet sind. Mit den "unterschiedlichen Absorptionszonen" sind die über voneinan-15 der abweichende frequenzabhängige Schalldämpfungseigenschaften verfügenden Absorptionszonen gemeint.It has proven to be advantageous to design the sound absorption device such that the different absorption zones are arranged in succession in the longitudinal direction of the air duct. With the " different absorption zones " is meant by voneinan-15 the deviating frequency-dependent sound damping properties having absorption zones.
Eine besonders einfache Auslegung des Dämpfungssystems ist möglich, wenn innerhalb der einzelnen Absorptionszonen über die gesamte, radial gemessene Zonendicke hinweg die glei-20 chen frequenzabhängige Schalldämpfungseigenschaften vorliegen. Die unterschiedlichen Absorptionszonen können dabei von aufeinanderfolgenden Längenabschnitten der Schallabsorptionseinrichtung gebildet sein.A particularly simple design of the damping system is possible if, within the individual absorption zones over the entire radially measured zone thickness, the same frequency-dependent sound damping properties are present. The different absorption zones can be formed by successive lengths of the sound absorption device.
Die Schallabsorptionseinrichtung kann von einem einzigen, einstückigen Schallabsorptionskör-25 per gebildet sein, der über eine hülsenartige Gestaltung verfügt. Besonders einfach lassen sich Absorptionszonen mit unterschiedlicher Schalldämpfungsintensität jedoch dadurch realisieren, dass man die Schallabsorptionseinrichtung aus mehreren einzelnen, in der Längsrichtung des Luftführungskanals aneinandergereihten Schallabsorptionskörpern aufbaut. Diese können unmittelbar aneinander anliegen, ohne eine feste Verbindung aufzuweisen. Vorzugsweise sind 30 sie als Ringkörper ausgebildet, mit dem Luftführungskanal als Zentrum.The sound absorbing means may be formed by a single integral sound absorbing body having a sleeve-like configuration. However, it is particularly simple to realize absorption zones with different sound attenuation intensity by building up the sound absorption device from a plurality of individual sound absorption bodies juxtaposed in the longitudinal direction of the air duct. These can lie directly against one another without having a firm connection. Preferably, they are formed as a ring body, with the air duct as the center.
Die unterschiedlichen Schalldämpfungseigenschaften können beispielsweise durch Verwendung unterschiedlicher Schalldämpfungsmaterialien realisiert werden. Diese Lösung ist besonders einfach in Verbindung mit einer sich aus mehreren Schallabsorptionskörpern zusammen-35 setzenden Schallabsorptionseinrichtung, da man hier lediglich auf sich im Material unterscheidende Schallabsorptionskörper zurückgreifen braucht, die man wunschgemäß miteinander kombiniert.The different sound damping properties can be realized for example by using different sound damping materials. This solution is particularly simple in connection with a sound absorption device composed of several sound absorption bodies, since here one only has to resort to sound absorption bodies differing in the material which are combined as desired.
Alternativ oder zusätzlich zur Verwendung unterschiedlicher Schalldämpfungsmaterialien lassen 40 sich die Absorptionszonen unterschiedlicher Schalldämpfungseigenschaften auch durch den Einsatz von Schalldämpfungsmaterialien verwirklichen, die von Hause aus über unterschiedliche Materialdichten verfügen. Hier wäre beispielsweise ein Einsatz von unterschiedlich stark formgepressten Fasermaterialkörpern möglich. 45 Die aus heutiger Sicht einfachste Lösung zur Realisierung der unterschiedlichen frequenzabhängige Schalldämpfungseigenschaften besteht darin, Maßnahmen vorzusehen, die bewirken, dass das Schalldämpfmaterial über die Länge der Schallabsorptionseinrichtung hinweg unterschiedlich stark radial verpresst ist. Hierbei kann durchaus für sämtliche Absorptionszonen auf ein und dasselbe Schalldämpfungsmaterial zurückgegriffen werden. 50Alternatively, or in addition to using different sound attenuation materials, the absorption zones of different sound attenuation properties can also be realized through the use of sound attenuation materials that inherently have different material densities. For example, it would be possible here to use fiber-material bodies of different degrees of compression. 45 The simplest solution from today's point of view for realizing the different frequency-dependent sound damping properties is to provide measures which cause the sound-deadening material to be radially differently compressed over the length of the sound absorption device. This can be used for all absorption zones on one and the same sound damping material. 50
Die unterschiedlich starke radiale Verpressung lässt sich insbesondere dadurch sehr einfach erreichen, dass man für den die Schallabsorptionseinrichtung aufnehmenden, radial außen von der Umfangswand des Gehäuses und radial innen von einem Luftführungsrohr begrenzten Aufnahmeraum eine sich in der Schalldämpfer-Längsrichtung verändernde Kontur vorsieht. 55 Beispielsweise kann dieser ringförmige Aufnahmeraum einen sich in Längsrichtung verändern- 4 AT 009 713 U1 den Querschnitt aufweisen, sodass die radiale Verpressung von einem zum anderen Ende der Schallabsorptionseinrichtung, insbesondere kontinuierlich, zunimmt oder abnimmt.The different degrees of radial compression can be achieved very easily, in particular, by providing a contour which changes in the longitudinal direction of the muffler for the receiving device receiving the sound absorption device, radially outwardly from the peripheral wall of the housing and radially inward from an air guide tube. For example, this annular receiving space can have a cross-section that changes in the longitudinal direction, so that the radial compression increases, or decreases, from one end to the other of the sound absorption device, in particular continuously.
Eine solche Bauform erreicht man insbesondere durch den Einsatz eines außen konisch ge-5 formten Luftführungsrohres in Verbindung mit einer eine kreiszylindrische Innenfläche aufweisenden Umfangswand des Gehäuses. Die Konizität kann allerdings auch in die Innenfläche der Umfangswand verlegt sein.Such a design is achieved in particular by the use of an externally conically shaped air guide tube in conjunction with a circular cylindrical inner surface having peripheral wall of the housing. However, the conicity can also be laid in the inner surface of the peripheral wall.
Um in Verbindung mit einer zylindrischen Gestaltung sowohl des Luftführungsrohres als auch io der Umfangswand unterschiedliche Verpressungsgrade zu erzielen, verwendet man zur Realisierung der unterschiedlichen Absorptionszonen zweckmäßigerweise einzelne, aufeinanderfolgend angeordnete Schallabsorptionskörper, die in ihrem Ausgangszustand, vor dem Einsetzen in den Aufnahmeraum, unterschiedliche radiale Wandstärken aufweisen, und die daher nach dem Einbau unterschiedlich stark radial komprimiert sind. 15In order to achieve different Verpressungsgrade in connection with a cylindrical design of both the air duct and io the peripheral wall, one uses to realize the different absorption zones expediently single, successively arranged sound absorption body having different radial wall thicknesses in their initial state, before insertion into the receiving space , and which are therefore radially different degrees of compression after installation. 15
Die Anzahl der unterschiedlichen Absorptionszonen ist prinzipiell beliebig. Bisher wurden bei einem eine Standard-Baulänge aufweisenden Druckluft-Schalldämpfer vor allem in Verbindung mit drei aufeinanderfolgenden unterschiedlichen Absorptionszonen sehr gute Erfahrungen gemacht. 20The number of different absorption zones is basically arbitrary. So far, very good experiences have been made with a standard length having compressed air silencer, especially in conjunction with three successive different absorption zones. 20
Die unterschiedlichen Absorptionszonen können untereinander gleich lang sein. Um bestimmte Frequenzbereiche bei der Dämpfung mehr oder weniger zu bevorzugen, können allerdings auch sich in ihrer Baulänge voneinander unterscheidende Absorptionszonen vorhanden sein. 25 Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegend Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:The different absorption zones can be equal to each other. In order to prefer more or less certain frequency ranges in the attenuation, but also in their length differing absorption zones may be present. 25 The invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. In this show:
Figur 1 eine sich aus einem nur strichpunktiert angedeuteten pneumatischen Gerät und einem erfindungsgemäßen Druckluft-Schalldämpfer zusammensetzende pneumati-30 sehe Einrichtung bevorzugten Aufbaus, wobei der Druckluft-Schalldämpfer im Längs schnitt abgebildet ist, undFigure 1 is a composed of a dash-dotted lines indicated pneumatic device and a compressed air silencer according to the invention composed pneumatic device 30 see preferred structure, wherein the compressed air silencer is shown in longitudinal section, and
Figur 2 eine weitere mögliche Ausführungsform des Druckluft-Schalldämpfers im Längsschnitt. 35 Aus der Zeichnung geht strichpunktiert ein Teil eines pneumatischen Gerätes 1 hervor, das bei seinem Betrieb von Druckluft durchströmt wird, die das Gerät 1 über einen Auslasskanal 2 verlässt. Bei dem pneumatischen Gerät 1 kann es sich beispielsweise um ein Ventil handeln oder um eine zur Erzeugung von Unterdrück ersetzbare Ejektoreinrichtung. Diese Aufzählung ist nicht als abschließend zu verstehen. 40Figure 2 shows another possible embodiment of the compressed air silencer in longitudinal section. 35 A dashed line of the drawing shows a part of a pneumatic device 1 which, during its operation, flows through compressed air which leaves the device 1 via an outlet channel 2. The pneumatic device 1 can be, for example, a valve or an ejector device that can be replaced to generate negative pressure. This list is not meant to be exhaustive. 40
Um das Geräusch der durch den Auslasskanal 2 ausströmenden Druckluft zu dämpfen, ist an den Endabschnitt des Auslasskanals 2 ein erfindungsgemäßer Druckluft-Schalldämpfer 3 angeschlossen. Dieser weist an einem Ende einen Befestigungsabschnitt 4 auf, der insbesondere zur lösbaren Befestigung an dem pneumatischen Gerät 1 geeignet ist. Exemplarisch ist er als 45 ein Außengewinde aufweisender Gewindeabschnitt ausgebildet, der in den mit einem komplementären Innengewinde versehenen Endabschnitt des Auslasskanals 2 lösbar einschraubbar ist.In order to dampen the noise of the compressed air flowing out through the outlet channel 2, an inventive compressed air silencer 3 is connected to the end section of the outlet channel 2. This has at one end a mounting portion 4, which is particularly suitable for releasable attachment to the pneumatic device 1. By way of example, it is designed as a thread section having an external thread, which can be screwed detachably into the end section of the outlet channel 2 provided with a complementary internal thread.
Der im Folgenden zur Vereinfachung nur als "Schalldämpfer" bezeichnete Druckluft-Schall-50 dämpfer 3 hat vorzugsweise eine längliche Gestalt, wobei er einenends, im Bereich des Befestigungsabschnittes 4, einen Lufteinlass 5 und andernends einen Luftauslass 6 aufweist. Seine äußere Gestalt ist zweckmäßigerweise im Wesentlichen zylindrisch.In the following, for simplicity's sake, only as " muffler " designated compressed air sound absorber 3 preferably has an elongated shape, wherein at one end, in the region of the attachment portion 4, an air inlet 5 and the other end has an air outlet 6. Its outer shape is expediently substantially cylindrical.
Der Lufteinlass 5 und der Luftauslass 6 werden von einem die Außenkontur des Schalldämpfers 55 3 bestimmenden Gehäuse 7 vorgegeben. Dieses ist, abgesehen von dem Lufteinlass 5 und 5 AT 009 713 U1 dem Luftauslass 6, geschlossen. Es verfügt über eine im Wesentlichen hülsenförmige Umfangswand 8 und zwei stirnseitige Abschlusswände 12, 13. Die eine, erste Abschlusswand 12 ist von dem Lufteinlass 5 durchsetzt und weist den Befestigungsabschnitt 4 auf. Die axial entgegengesetzte zweite Abschlusswand 13 ist von dem Luftauslass 6 durchsetzt.The air inlet 5 and the air outlet 6 are predetermined by a housing 7 defining the outer contour of the silencer 55 3. This is, apart from the air inlet 5 and 5 AT 009 713 U1 the air outlet 6, closed. It has a substantially sleeve-shaped peripheral wall 8 and two end walls 12, 13. The one, first end wall 12 is penetrated by the air inlet 5 and has the attachment portion 4. The axially opposite second end wall 13 is penetrated by the air outlet 6.
Im Innern des Gehäuses 7 verläuft, insbesondere geradlinig, ein den Lufteinlass 5 mit dem Luftauslass 6 verbindender Luftführungskanal 14. Dieser ist vorzugsweise vom Innenraum eines nur in Figur 2 geschnitten dargestellten Luftführungsrohres 15 gebildet, das zur Zentrierung einenends an der ersten Abschlusswand 12 und andernends an der zweiten Abschlusswand 13 fixiert sein kann.In the interior of the housing 7 extends, in particular straight, a the air inlet 5 with the air outlet 6 connecting air duct 14. This is preferably formed from the interior of an air duct 15 shown cut only in Figure 2, the one end for centering on the first end wall 12 and the other end the second end wall 13 can be fixed.
Die im Betrieb des pneumatischen Gerätes 1 auslassseitig anfallende Druckluft tritt in den Lufteinlass 5 des Schalldämpfers 3 ein, durchströmt anschließend den Luftführungskanal 14 und tritt über den Luftauslass 6 zur Atmosphäre aus.The compressed air arising in the operation of the pneumatic device 1 enters the air inlet 5 of the silencer 3, then flows through the air duct 14 and exits through the air outlet 6 to the atmosphere.
Es besteht die Möglichkeit, den Schalldämpfer 3 so auszubilden, dass an der zweiten Abschlusswand 13 ein weiterer, bevorzugt auch nach den erfindungsgemäßen Prinzipien gestalteter Schalldämpfer ansetzbar ist. Dies ermöglicht sehr einfache Variationen in der Baulänge. In diesem Fall würde die durch den Luftauslass 6 ausströmende Druckluft in den darauffolgenden Schalldämpfer einströmen und die Schalldämpferanordnung erst anschließend verlassen. Die Anzahl der aneinanderreihbaren Schalldämpfer ist prinzipiell beliebig.It is possible to form the silencer 3 in such a way that on the second end wall 13 another, preferably designed according to the principles of the invention muffler can be attached. This allows very simple variations in the overall length. In this case, the compressed air flowing out through the air outlet 6 would flow into the subsequent muffler and only leave the muffler assembly afterwards. The number of stackable silencers is basically arbitrary.
Bedingt durch eine glattflächige Gestaltung der Innenfläche des Luftführungsrohres 15 kann die Druckluft den Schalldämpfer 3 verlustarm durchströmen.Due to a smooth-surfaced design of the inner surface of the air duct 15, the compressed air can flow through the muffler 3 with little loss.
Der Außendurchmesser des Luftführungsrohres 15 ist kleiner als der Innendurchmesser der hülsenförmigen, beim Ausführungsbeispiel im Wesentlichen hohlzylindrischen Umfangswand 8. Dadurch ist zwischen der nach radial außen weisenden Außenumfangsfläche 16 des Luftführungsrohres 15 und der nach radial innen weisenden Innenumfangsfläche 17 der Umfangswand 8 ein einen ringförmigen Querschnitt aufweisender Aufnahmeraum 18 gebildet. Dieser Aufnahmeraum 18 ist von einer insgesamt mit Bezugsziffer 22 bezeichneten Schallabsorptionseinrichtung ausgefüllt. Diese besteht aus einem Material mit schallabsorbierenden Eigenschaften, das vereinfacht als Schalldämpfungsmaterial bezeichnet sei.The outer diameter of the air guide tube 15 is smaller than the inner diameter of the sleeve-shaped, in the embodiment substantially hollow cylindrical peripheral wall 8. This is between the radially outwardly facing outer peripheral surface 16 of the air guide tube 15 and the radially inwardly facing inner peripheral surface 17 of the peripheral wall 8 an annular cross-section exhibiting Recording room 18 is formed. This receiving space 18 is filled by a total designated by reference numeral 22 sound absorption device. This consists of a material with sound-absorbing properties, which is simply referred to as sound damping material.
Die Wandung des Luftführungsrohres 15 ist perforiert und verfügt über eine Vielzahl radial durchgehender Wanddurchbrechungen 23. Diese Wanddurchbrechungen 23 ermöglichen den Schallwellen einen Durchtritt durch die Rohrwandung und mithin einen Eintritt und Austritt in die bzw. aus der Schallabsorptionseinrichtung 22. Innerhalb der Schallabsorptionseinrichtung 22 wird Schallenergie absorbiert und dadurch der Geräuschpegel gesenkt. Weitere Einzelheiten zu dem Schalldämpfungsvorgang können aus der DE 20 2004 005 746 U1 entnommen werden, sodass an dieser Stelle auf Details verzichtet wird.The wall of the air guide tube 15 is perforated and has a plurality of radially continuous wall openings 23. These wall openings 23 allow the sound waves a passage through the pipe wall and thus an entrance and exit into and out of the sound absorption device 22. Within the sound absorption device 22 sound energy is absorbed and thereby lowered the noise level. Further details on the sound-damping process can be found in DE 20 2004 005 746 U1, so that details are omitted here.
Beim Hindurchströmen der Druckluft durch den Schalldämpfer 3 findet also praktisch eine "Auftrennung" von Druckluftströmung und Schallwellen statt. Die Druckluft strömt weitgehend ungestört allein im Innern des Luftführungskanals 14 und tritt nicht oder nur geringfügig in die Schallabsorptionseinrichtung 22 über.As the compressed air flows through the muffler 3, there is practically a " separation " of compressed air flow and sound waves instead. The compressed air flows largely undisturbed alone in the interior of the air duct 14 and does not or only slightly into the sound absorption device 22 on.
Die Besonderheit der Schallabsorptionseinrichtung 22 liegt darin, dass sie mehrere sich in ihren frequenzabhängigen Schalldämpfungseigenschaften voneinander unterscheidende Absorptionszonen 24 aufweist. Die einzelnen "unterschiedlichen Absorptionszonen 24" sind also so aufeinander abgestimmt, dass sie in unterschiedlichen Frequenzbereichen ihr optimales Frequenzdämpfungsvermögen besitzen. Dadurch kann die Schallabsorptionseinrichtung 22 insgesamt so ausgelegt werden, dass sie in einem äußerst breitbandigen Frequenzbereich ein hohes Schallabsorptionsvermögen aufweist. Der Schalldämpfer 3 ist mithin in der Lage, den durch die ausströmende Druckluft hervorgerufenen Schall wesentlich wirksamer abzuschwächen, als 6 AT 009 713 U1The peculiarity of the sound absorption device 22 is that it has a plurality of different in their frequency-dependent sound damping properties absorption zones 24. The individual " different absorption zones 24 " So they are coordinated so that they have their optimal Frequenzdämpfungsvermögen in different frequency ranges. As a result, the sound absorption device 22 as a whole can be designed such that it has a high sound absorption capacity in an extremely broadband frequency range. The silencer 3 is therefore able to attenuate the sound produced by the outflowing compressed air much more effective than 6 AT 009 713 U1
Bauformen des Standes der Technik, die nur ein enges optimales Frequenzdämpfungsspektrum aufweisen. Außerdem kann der Schalldämpfer 3 für unterschiedlichste pneumatische Anwendungen eingesetzt werden, bei denen bisher eine Mehrzahl von unterschiedlich ausgelegten Schalldämpfern eingesetzt werden musste. 5Designs of the prior art, which have only a narrow optimal frequency attenuation spectrum. In addition, the muffler 3 can be used for a variety of pneumatic applications in which previously had to be used a plurality of differently designed mufflers. 5
Obgleich die im Folgenden als "unterschiedliche Absorptionszonen" bezeichneten Absorptionszonen 24 unterschiedlichen Frequenzdämpfungsvermögens über das Volumen der Schallabsorptionseinrichtung 22 beliebig verteilt sein können - auch in radialer Richtung könnten mehrere solcher Absorptionszonen 24 nebeneinander angeordnet sein - empfiehlt sich die bei den io Ausführungsbeispielen realisiere Bauweise mit in der Längsrichtung des Luftführungskanals 14 aufeinanderfolgend angeordneten unterschiedlichen Absorptionszonen 24. Die Längsachse des Luftführungskanals 14 ist bei 25 strichpunktiert angedeutete.Although hereinafter referred to as " different absorption zones " designated absorption zones 24 different Frequenzdämpfungsvermögens over the volume of the sound absorbing device 22 may be distributed - even in the radial direction several such absorption zones 24 could be arranged side by side - recommends the io embodiments Realisiere with successively arranged in the longitudinal direction of the air duct 14 different absorption zones 24th The longitudinal axis of the air duct 14 is indicated at 25 in phantom.
Insgesamt hat die Schallabsorptionseinrichtung 22 vorzugsweise eine hülsenförmige Gestalt, 15 wobei sie das Luftführungsrohr 15 und mithin auch den darin befindlichen Luftführungskanal 14 koaxial umschließt.Overall, the sound absorption device 22 preferably has a sleeve-like shape, 15 wherein it surrounds the air duct 15 and therefore also the air duct 14 located therein coaxially.
Allen Ausführungsbeispielen ist weiterhin gemeinsam, dass die unterschiedlichen Absorptionszonen 24 von aufeinanderfolgenden Längenabschnitten der Schallabsorptionseinrichtung 22 20 gebildet sind. Innerhalb einer jeweiligen Absorptionszone 24 liegen in der bezüglich der Längsachse 25 radialen Dickenrichtung durchweg die gleichen frequenzabhängigen Schalldämpfungseigenschaften vor.All embodiments furthermore have in common that the different absorption zones 24 are formed by successive longitudinal sections of the sound absorption device 22 20. Within a respective absorption zone 24, the same frequency-dependent sound damping properties are consistently present in the thickness direction with respect to the longitudinal axis 25.
Vorzugsweise setzt sich die Schallabsorptionseinrichtung 22 aus mehreren einzelnen, in der 25 Längsrichtung des Luftführungskanals 14 aneinandergereihten Schallabsorptionskörpern 26 zusammen. Sie können bei der Montage nacheinander in den Aufnahmeraum 18 eingesetzt werden. Im montierten Zustand sind sie in dem Aufnahmeraum 18 unbeweglich gehalten, indem sich die Gesamtanordnung an Schallabsorptionskörpern 26 einenends an der Innenfläche der ersten Abschlusswand 12 und andernends an der Innenfläche der zweiten Abschlusswand 30 13 abstützt.Preferably, the sound absorption device 22 is composed of a plurality of individual, in the longitudinal direction of the air duct 14 juxtaposed sound absorption bodies 26 together. They can be successively inserted into the receiving space 18 during assembly. In the assembled state, they are held immobile in the receiving space 18 by the entire arrangement of sound absorbing bodies 26 at one end on the inner surface of the first end wall 12 and the other end on the inner surface of the second end wall 30 13 is supported.
Die Schallabsorptionskörper 26 sind zweckmäßigerweise ringförmig ausgebildet, wobei sie in ihrer Umfangsrichtung vorzugsweise keine Unterbrechung aufweisen. 35 Um die Schallabsorptionseinrichtung 22 hinsichtlich des abzudeckenden Dämpfungsspektrums optimal auslegen zu können, können die unterschiedlichen Absorptionszonen 24 - die vorliegend von den einzelnen Schallabsorptionskörpern 26 gebildet sind - untereinander sowohl die gleiche Baulänge aufweisen (Figur 1) als auch, zumindest teilweise, unterschiedlich lang ausgeführt sein (Figur 2). 40The sound absorption body 26 are expediently annular, wherein they preferably have no interruption in their circumferential direction. In order to be able to optimally design the sound absorption device 22 with regard to the attenuation spectrum to be covered, the different absorption zones 24-which in the present case are formed by the individual sound absorption bodies 26-can have the same overall length between each other (FIG. 1) and, at least in part, have different lengths (Figure 2). 40
Bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 ergeben sich die unterschiedlichen frequenzabhängigen Schalldämpfungseigenschaften der einzelnen Absorptionszonen 24 unter Verwendung ein und desselben Schalldämpfungsmaterials auf Grund einer unterschiedlich starken radialen Verpressung. Dies lässt sich besonders einfach mit einem relativ leicht verformbaren Schall-45 dämpfungsmaterial realisieren, beispielsweise Schaumstoffmaterial oder zusammengepresstes Fasermaterial. Als Schaumstoffmaterial kann beispielsweise Polyurethan-Schaum verwendet werden. Somit kann die Schallabsorptionseinrichtung 22 in Gestalt eines oder mehrerer Schaumstoffkörper realisiert werden. so Die sich voneinander unterscheidende radiale Verpressung wird insbesondere dadurch erhalten, dass im Ausgangszustand identische Dickenabmessungen aufweisende Schallabsorptionskörper 26 in einen Aufnahmeraum 18 eingesetzt sind, der einen sich über seine Baulänge hinweg verändernden Querschnitt aufweist. Die Schallabsorptionseinrichtung 22 wird somit in den Bereichen größeren Aufnahmeraumquerschnittes weniger stark radial verpresst als in den 55 Bereichen geringeren Aufnahmeraumquerschnittes. Die Schallabsorptionseinrichtung 22 ist 7 AT 009 713 U1 also an über ihre Länge verteilten Bereichen unterschiedlich stark radial vorgespannt. Von radial außen her wirkt die Innenumfangsfläche 17 der Umfangswand 8 und von radial innen her die Außenumfangswand 16 des Luftführungsrohres 15 in beaufschlagender Weise auf die Schallabsorptionseinrichtung 22 ein. 5In the embodiment of Figure 1, the different frequency-dependent sound damping properties of the individual absorption zones 24 result using one and the same sound damping material due to a different strong radial compression. This is particularly easy to implement with a relatively easily deformable sound damping material, for example foam material or compressed fiber material. For example, polyurethane foam may be used as the foam material. Thus, the sound absorption device 22 can be realized in the form of one or more foam body. The radial compression differing from each other is obtained, in particular, by the fact that in the initial state identical thickness absorption sound absorbing bodies 26 are inserted into a receiving space 18 which has a cross section which varies over its overall length. The sound absorption device 22 is thus pressed less strongly radially in the areas of larger receiving space cross-section than in the 55 areas of smaller receiving space cross-section. The sound absorption device 22 is therefore radially biased to different extents at regions distributed over its length. From radially outward, the inner peripheral surface 17 of the peripheral wall 8 and from radially inward the outer circumferential wall 16 of the air guide tube 15 acts on the sound absorption device 22 in an impinging manner. 5
Um den sich in der Längsrichtung verändernden Aufnahmeraumquerschnitt zu erhalten, ist beim Ausführungsbeispiel der Figur 1 die Innenumfangsfläche 17 kreiszylindrisch gestaltet, während die Außenumfangsfläche 16 des Luftführungsrohres 15 sich in Richtung zum Luftauslass 6 konisch verjüngend ausgebildet ist. Der bezüglich der Längsachse 25 eingenommene io Neigungswinkel der Außenumfangsfläche 16 ist in Figur 1 bei 27 illustriert.In order to obtain the receiving space cross section changing in the longitudinal direction, in the exemplary embodiment of FIG. 1, the inner circumferential surface 17 is circular-cylindrical, while the outer circumferential surface 16 of the air guiding tube 15 is conically tapered in the direction of the air outlet 6. The angle of inclination of the outer circumferential surface 16 assumed with respect to the longitudinal axis 25 is illustrated in FIG. 1 at 27.
Abweichend von der Anordnung der Figur 1 könnte die Verjüngungsrichtung der Außenumfangsfläche 16 auch entgegengesetzt sein, das Luftführungsrohr 15 also im Bereich des Luftauslasses 6 einen größeren Außendurchmesser aufweisen als im Bereich des Lufteinlasses 5. 15 Eine solche Formgebung ist in Figur 2 strichpunktiert bei 28 angedeutet.Notwithstanding the arrangement of Figure 1, the tapering direction of the outer peripheral surface 16 could also be opposite, the air guide tube 15 so in the region of the air outlet 6 have a larger outer diameter than in the region of the air inlet 5. 15 Such a shape is indicated by dashed lines in Figure 2 at 28.
Es ist auch möglich, die unterschiedlich starke radial Vorspannung der Schallabsorptionseinrichtung 22 dadurch zu erhalten, dass auf ein eine kreiszylindrische Außenumfangsfläche 16 aufweisendes Luftführungsrohr 15 zurückgegriffen wird, wie dies beim Ausführungsbeispiel der 20 Figur 2 der Fall ist. Hier kann dann, wie dies in Figur 2 strichpunktiert bei 32 angedeutet ist, die Umfangswand 8 eine sich in der einen oder anderen axialen Richtung konisch verjüngende Innenumfangsfläche aufweisen. Es ergibt sich damit praktisch eine Umkehr der geometrischen Verhältnisse aus der Figur 1. 25 Prinzipiell kann man zum Erreichen eines sich in Längsrichtung verändernden Aufnahmeraumquerschnittes auch sowohl die Außenumfangsfläche 16 als auch die Innenumfangsfläche 17 mit einer nicht kreiszylindrischen Formgebung versehen.It is also possible to obtain the different degrees of radial prestressing of the sound absorption device 22 by resorting to an air guide tube 15 having a circular-cylindrical outer peripheral surface 16, as is the case in the exemplary embodiment of FIG. Here, as indicated by dash-dotted lines at 32 in FIG. 2, the circumferential wall 8 may have an inner peripheral surface tapering conically in one or the other axial direction. This results in practically a reversal of the geometrical relationships from FIG. 1. In principle, in order to achieve a receiving space cross section which varies in the longitudinal direction, both the outer peripheral surface 16 and the inner circumferential surface 17 can be provided with a noncircular shape.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 2 verfügt nicht nur das Luftführungsrohr 15 über eine 30 kreiszylindrisch Außenumfangsfläche 16, sondern ist auch die Innenumfangsfläche 17 der Umfangswand 8 kreiszylindrisch ausgeführt. Der Ringquerschnitt des Aufnahmeraumes 18 ist somit über die gesamte Aufnahmeraumlänge konstant.In the embodiment of Figure 2, not only the air duct 15 has a 30 circular cylindrical outer peripheral surface 16, but also the inner peripheral surface 17 of the peripheral wall 8 is circular cylindrical. The ring cross section of the receiving space 18 is thus constant over the entire receiving space length.
Die unterschiedliche radiale Verpressung der Schallabsorptionseinrichtung 22 resultiert bei 35 diesem Ausführungsbeispiel daraus, dass man zur Bildung der verschiedenen Absorptionszonen 24 mehrere Schallabsorptionskörper 26 heranzieht, die alle in dem vor dem Einbau in den Aufnahmeraum 18 betrachteten Ausgangszustand über eine radiale Wandstärke verfügen, die größer ist als die radiale Breite des ringförmigen Aufnahmeraumes 18. Außerdem unterscheiden sich die Schallabsorptionskörper 26 untereinander in der vorgenannten radialen Aus-40 gangswandstärke. Werden sie anschließend gemäß Figur 2 in den Aufnahmeraum 18 eingesetzt, erfahren sie samt und sonders eine radiale Verpressung, die jedoch auf Grund der unterschiedlichen Ausgangswandstärke auch unterschiedlich stark ausfällt.The different radial compression of the sound absorption device 22 results in this exemplary embodiment from the fact that several sound absorption bodies 26 are used to form the various absorption zones 24, all of which have a radial wall thickness which is greater than in the initial state considered prior to installation in the receiving space 18 The radial width of the annular receiving space 18. In addition, the sound absorption body 26 differ from each other in the aforementioned radial Aus-40 gang wall thickness. If they are subsequently inserted according to FIG. 2 into the receiving space 18, they all experience a radial compression, which, however, also varies to a different degree due to the different output wall thickness.
In der Figur 2 sind die Ausgangsabmessungen der einzelnen Schallabsorptionskörper 26 bei 33 45 durch strichpunktierte Linien angedeutet. In Abhängigkeit vom Verpressungsgrad ergeben sich unterschiedliche frequenzabhängige Schalldämpfungseigenschaften der Schallabsorptionseinrichtung 22. Auf diese Weise ist eine sehr einfache und dennoch effektive Anpassung an den jeweils gegebenen Anwendungsfall möglich. so Zur Bildung der unterschiedlichen Absorptionszonen 24 kann auch eine aus unterschiedlichen Schalldämpfungsmaterialien bestehende Schallabsorptionseinrichtung 22 eingesetzt werden. Diese Maßnahme kann alternativ oder zusätzlich zu der oben geschilderten Maßnahme des unterschiedlich starken Verpressens gewählt werden. 55 Ebenso besteht die Möglichkeit, zusätzlich oder alternativ zu den vorgenannten MaßnahmenIn the figure 2, the initial dimensions of the individual sound absorption body 26 are indicated at 33 45 by dashed lines. Depending on the degree of compression, different frequency-dependent sound damping properties of the sound absorption device 22 result. In this way, a very simple, yet effective adaptation to the given application is possible. In order to form the different absorption zones 24, it is also possible to use a sound absorption device 22 consisting of different sound damping materials. This measure can be chosen as an alternative or in addition to the above-described measure of different degrees of compression. 55 It is also possible, in addition to or as an alternative to the above measures
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