DE10022240A1

DE10022240A1 - Filterschalldämpfer

Info

Publication number: DE10022240A1
Application number: DE2000122240
Authority: DE
Inventors: Josef Baettig; Mehmet Gueven Kutay
Original assignee: ABB Turbo Systems AG
Current assignee: Accelleron Industries AG
Priority date: 2000-05-08
Filing date: 2000-05-08
Publication date: 2001-11-15
Also published as: AU4221401A; WO2001086152A1

Abstract

Der Filterschalldämpfer auf der Ansaugseite eines Verdichters umfasst einen Tragkörper (1), mehrere als Schalldämpferblöcke (2) ausgebildete Dämpfungselemente und einen am Umfang des Schalldämpfers angeordneten Filterrahmen (3). Der Filterrahmen (3) ist als Lochblech ausgebildet. In den Schalldämpferblöcken (2) sind mehrere Durchströmungsöffnungen (11) eingelassen. DOLLAR A Die Schalldämpferblöcke lassen sich als ganze Einheit vorfabrizieren und auf einfache Weise montieren bzw. demontieren. Dadurch reduziert sich die Anzahl der Bauteile des Filterschalldämpfers, was den logistischen Aufwand erleichtert und somit eine kostengünstige Herstellung und Wartung des Filterschalldämpfers ermöglicht.

Description

TECHNISCHES GEBIET

Bei der Erfindung wird ausgegangen von einem Filterschalldämpfer auf der Ansaugseite eines Verdichters gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

STAND DER TECHNIK

Filterschalldämpfer dieser Art werden beispielsweise eingesetzt auf der Ansaugseite eines Verdichters, der Verbrennungsluft komprimiert und einem Verbrennungsmotor zuführt. Angetrieben wird ein derartiger Verdichter von der Abgasturbine eines Abgasturboladers.

Vorwiegend im Verdichterrad entstehen dabei Schallwellen unerwünscht hoher Amplitude, die durch den Luftansaugkanal an die Umgebung freigesetzt werden. Diese Schallwellen werden daher üblicherweise mittels eines Schalldämpfers gedämpft. Hierfür strömt Umgebungsluft durch ein am Umfang eines Schalldämpfers angeordnetes Filter in den mit Dämpfungselementen ausgestattenten Innenraum des Schalldämpfers, strömt anschliessend an den Dämpfungselementen vorbei, und wird zum Verdichterrad, von dem entgegen der Luftströmung Schallwellen ausgehen, durch Leitelemente umgelenkt. Die Schalldämpfung erfolgt an den Dämpfungselementen dissipativ, indem die Schallenergie unmittelbar durch poröse oder faserige Absorbptionsmaterialien, aus denen die Dämpfungselementen im wesentlichen aufgebaut sind, in Wärme umgesetzt wird.

EP 0574605 A1 beschreibt einen Filterschalldämpfer, der aus einem gegossenen Monoblock besteht, und in dessen strahlenförmigen Rippen mit Nuten die Dämpfungs elemente angeordnet sind. Ein Filterrahmen, bestehend aus einem abnehmbaren Lochblechteil, umgibt den Schalldämpfer in der Art, dass die Dämpfungselemente gegen radiales Herausfallen gesichert werden. Das Lochblechteil ist mittels Verbindungselementen ringförmig um den Schalldämpfer angeordnet.

Ein scheibenförmiges Dämpfungselement besteht aus vier Dämpfungssegmenten, die zusammengesetzt eine Ringfläche darstellen. Ein Absorptionselement wird von zwei gestanzten Lochblechen gehalten, und bildet so ein Dämpfungssegment, das in die Nuten der oben erwähnten Rippen des gegossenen Monoblocks radial eingeführt wird.

EP 0740080 A2 beschreibt einen kreiszylinderförmigen Filterschalldämpfer, bei dem die Dämpfungselemente mit deren Dämpfungsflächen parallel zu der Zentralachse des ebenfalls als Monoblock gegossenen Filterschalldämpfergehäuses in Nuten der Gehäusewände angeordnet sind. Die Dämpfungselemente bestehen aus einem Dämpfungsblech, das ein Absorptionselement ummantelt. Die Dämpfungsbleche bilden mit den an ihnen angeordneten Grobfiltersegmenten im montierten Zustand am Umfang des Filterschalldämpfers einen Grobfilterring aus, der von einem ringförmigen Filter umgeben ist.

KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Filterschalldämpfer der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem einerseits dank leichtem Aufbau keine Schwingungsprobleme auftreten und der andererseits einfach und kostengünstig herzustellen und zu warten ist.

Die Aufgabe wird gemäss dem Patentanspruch 1 dadurch gelöst, dass die im Schalldämpfer enthaltenen Dämpfungselemente als Schalldämpferblöcke ausgebildet sind, in welche Durchströmöffnungen eingelassen sind.

Die Schalldämpferblöcke lassen sich als ganze Einheit vorfabrizieren und auf einfache Weise ohne zusätzliche Haltevorrichtungen montieren bzw. demontieren.

In einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Schalldämpferblöcke aus mehreren, Dämpfungsscheibensegmenten zusammengesetzt welche beispielsweise durch Distanzstücke getrennt fest miteinander verbunden sind. Diese leichte Bauweise der Schalldämpferblöcke erlaubt eine materialsparende Fertigung. Als Material für die Dämpfungselemente ist vorzugweise ein offenzelliger Schaumstoff vorzusehen, beispielsweise Melaminschaum, welcher als Platten unterschiedlicher Dicke erhältlich ist.

Der die Schalldämpferblöcke aufnehmende Tragkörper umfasst vorteilhafterweise scheibenförmige Front- und Deckbleche aus schwingungsdämpfendem Verbundwerkstoff, welche mit blechrippen- oder rohrförmigen Verbindungselementen zusammengehalten werden. Dadurch ergeben sich gegenüber einem als gegossenen Monoblock ausgebildeten Tragkörper gewichtsmässige Vorteile und verringerte Schwingungsprobleme.

Die insgesamt erreichte Reduktion der Anzahl der Bauteile des Filterschalldämpfers erleichtert den logistischen Aufwand und ermöglicht so eine kostengünstige Herstellung und Wartung des Filterschalldämpfers.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigt:

Fig. 1 einen zentral geführter Schnitt durch einen erfindungsgemässen Filterschalldämpfer auf der Ansaugseite eines Verdichters,

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Filterschalldämpfers gemäss Fig. 1 mit einer ersten Ausführungsform eines Tragkörpers und einer ersten Ausführungsform eines Schalldämpferblocks,

Fig. 3 eine zweite Ausführungsform des Tragkörpers gemäss Fig. 2, und

Fig. 4 bis 9 verschiedene Ausführungsformen des Schalldämpferblocks gemäss Fig. 2.

WEG ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch einen Filterschalldämpfer, welcher lufteintrittsseitig an einem Verdichter 15 befestigt ist. Der dargestellte Filterschalldämpfer ist zylinderförmig ausgebildet. An den Stirnseiten sind zwei kreisscheibenförmige Bleche, ein Frontblech 4 und verdichterseitig ein mit einer Luftaustrittsöffnung 12 versehenes Deckblech 5 angeordnet. Zwischen den beiden kreisscheibenförmigen Blechen sind Schalldämpferblöcke 2 angeordnet, in die mehrere Durchströmöffnungen 11 eingelassen sind. Die Luftströmungsrichtung durch den Filterschalldämpfer ist mit den Pfeilen angedeutet.

Wie in Fig. 2 dargestellt bilden das Frontblech 4 und das Deckblech 5 zusammen mit Blechrippen 6' zum Zusammenhalten des Front- und Deckblechs einen Tragkörper 1. Die Blechrippen 6' sind an den Enden rechtwinklig gebogen und mit Blindnieten 7 an Front- und Deckblech befestigt. Front- und Deckblech sind vorteilhafterweise aus einem schwingungsdämpfenden Verbundwerkstoff (Stahlblech-viskoelastischer Kunststoff- Stahlblech, beispielsweise Bondal-Blech) gefertigt. Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform des Tragkörpers 1, bei der Front- und Deckblech mit stangen- oder rohrförmigen Verbindungselementen 6" zusammengehalten sind.

Die Schalldämpferblöcke 2 sind gemäss Fig. 2 in den Tragkörper 1 eingesetzt und von einem als Lochblech ausgebildeten Filterrahmen 3 gehalten. Der Filterrahmen 3 ist entweder mittels Spannbändern oder Schnellverschlüssen am Tragkörper fixiert, oder wie in Fig. 1 dargestellt mittels im äusseren Bereich von Front- und Deckblech 4 und 5 angeordneten Bördelungen 10. Die Fixierung mittels den Bördelungen ist äusserst kostengünstig und betriebssicher.

In der Ausführungsform des Filterschalldämpfers nach Fig. 2 sind vier Schalldämpferblöcke 2 vorgesehen.

Ein Schalldämpferblock 2 ist schichtweise aufgebaut und besteht im wesentlichen aus mehreren kreisringsegmentfömigen Dämpfungsscheiben 8 und dazwischen angeordneten Distanzstücken 9. Die Distanzstücke 9 sind vorteilhafterweise aus dem selben Material gefertigt wie die Dämpfungscheibensegmente 8, beispielsweise ein offenzelliger Schaumstoff (Melaminschaum). Die Distanzstücke 9 sind beidseitig mit Klebstoff an den Dämpfungsscheibensegmenten 8 festgeklebt und bilden so den stabilen, zusammenhängenden Schalldämpferblock 2.

Fig. 4 bis Fig. 9 zeigen verschiedene Ausführungsformen eines Schalldämpferblocks. Der linke Teil der Fig. 4 zeigt einen Schalldämpferblock 2 mit keilförmig ausgebildeten Distanzstücken 9 zwischen den Dämpfungsscheibensegmenten 8. Rechts ist ein radial geführter Schnitt durch den links gezeigten Schalldämpferblock 2 dargestellt. Anhand der Pfeile ist ersichtlich, wie die Luftströme durch die Durchströmöffnungen 11 verlaufen.

Die Ausführungsform nach Fig. 5 hat kreisförmige Distanzstücke (Rondellen) 9 zwischen den Dämpfungselementen 8. Wiederum ist rechts der entsprechende Schnitt gezeigt, mit den anhand der Pfeile ersichtlichen Luftströmungsverläufen.

Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform des Schalldämpferblocks 2 mit lediglich zwei aussenliegend angeordneten Dämpfungsscheibensegmenten 8 und dazwischen mehrere Schichten von jeweils gegeneinander versetzt angeordneten Distanzstücken 9.

Die Ausführungsformen nach Fig. 7 bis Fig. 9 sehen keine Distanzstücke vor.

Die Dämpfungsscheibensegmente 8 der Ausführungsform gemäss Fig. 7 sind kontuiert geschnitten, so dass durch Aufeinanderlegen der Dämpfungsscheibensegmente 8 Durchströmöffnungen 11 gebildet werden. Wie im rechten Teil der Fig. 7 dargestellt können die die Durchströmöffnungen 11 formenden Konturen eckig oder rund ausgebildet sein.

Fig. 8 und Fig. 9 zeigen aus einem einzigen Werkstück gefertigte Schalldämpferblöcke 2', in welche die Durchströmöffungen 11 beispielsweise durch Bohren eingebracht sind. Die Durchströmöffnungen 11 können wie dargestellt im Querschnitt eckig oder rund ausgebildet sein.

Der Filterschalldämpfer kann in weiteren Ausführungsbeispielen zwei, drei, fünf oder mehr Schalldämpferblöcke enthalten. Zudem kann der Filterschalldämpfer beispielsweise auch eckig oder halbkugelförmig ausgebildet sein.

BEZEICHNUNGSLISTE

1

Tragkörper

2

,

2

' Schalldämpferblock

3

Lochblech, Filterrahmen

4

Frontblech

5

Deckblech

6

,

6

',

6

" Verbindungselement, Blechrippe, Rohr

7

Blindnieten

8

Dämpfungsscheibensegment

9

Distanzstück

10

Bördelung

11

Durchströmöffnung

12

Luftaustrittsöffnung

15

Verdichter

Claims

1. Filterschalldämpfer auf der Ansaugseite eines Verdichters mit
einem Tragkörper (1),
mehreren in den Tragkörper (1) eingesetzten Dämpfungselementen,
mehreren Durchströmöffnungen (11), und
einem an der Ansaugseite der Durchströmöffnungen (11) angeordneten, die Dämpfungselemente im Tragkörper (1) haltenden und als Lochblech ausgebildeten Filterrahmen (3),
dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens eines der Dämpfungselemente als Schalldämpferblock (2, 2') ausgebildet ist, und dass
in den Schalldämpferblock (2, 2') mindestens eine der Durchströmöffnungen (11) eingelassen ist.

2. Filterschalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalldämpferblock (2) mehrere, miteinander fest verbundene Dämpfungsscheibensegmente (8) enthält.

3. Filterschalldämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Dämpfungscheibensegmenten (8) Distanzstücke (9) angeordnet sind.

4. Filterschalldämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzstücke (9) keil- oder zylinderförmig ausgebildet sind.

5. Filterschalldämpfer nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungsscheibensegmente (8) kontuiert ausgebildet sind.

6. Filterschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper (1) im wesentlichen aus einem verdichterseitig angeordneten, scheibenförmigen Deckblech (5), einem scheibenförmigen Frontblech (4) sowie dazwischen angeordneten Verbindungselementen (6, 6', 6") gebildet ist.

7. Filterschalldämpfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass
die Verbindungselemente als senkrecht zum Front- (4) und Deckblech (5) angeordnete Blechrippen (6') ausgebildet sind, und dass
die dem Front- (4) beziehungsweise dem Deckblech (5) zugewandten Enden der Blechrippen (6') rechtwinklig gebogen sind.

8. Filterschalldämpfer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente als senkrecht zum Front- (4) und Deckblech (5) angeordnete Rohre (6") ausgebildet sind.

9. Filterschalldämpfer nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Front- (4) und/oder Deckblech (5) aus einem schwingungsdämpfenden Verbundwerkstoff gefertigt sind.

10. Filterschalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass
der Filterschalldämpfer im wesentlichen zylinderförmig ausgebildet ist,
der Filterrahmen (3) im Bereich der Mantelfläche angeordnet ist, und
in das Deckblech (5) eine zentrale Luftaustrittsöffung (12) eingelassen ist.