DE10221443A1

DE10221443A1 - Gebläse mit integriertem Schalldämpfer

Info

Publication number: DE10221443A1
Application number: DE2002121443
Authority: DE
Inventors: Kern Gmbh Dr.
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-05-12
Filing date: 2002-05-12
Publication date: 2003-12-04

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gebläseeinheit mit einem integrierten Schalldämpfer, der durch eine geeignete Wahl der geometrischen Abmessungen und des Absorbermaterials mehrere Vorteile hat: DOLLAR A Eine außerordentlich effiziente Schalldämmung der in den Figuren 1 bis 4 als Radialgebläse dargestellten Gebläseeinheit, der gegenüber dem üblichen Gebläsegehäuse aus Stahlblech äußerst geringe Platzmehrbedarf, die sehr geringe Gewichtserhöhung, der im Vergleich zu üblichen Lösungen sehr kleine zusätzliche Materialaufwand und die für einen Schalldämpfer ähnlicher Wirkung niedrigen Herstellungskosten.

Description

Die Erfindung betrifft ein Staubsaugergebläse mit integriertem Schalldämpfer, dessen Gehäusedeckel so ausgebildet ist, daß das gebläsetypische Geräusch durch eine geeignete Luftführung mittels am Innendurchmesser des Gehäuses angebrachten Wendeln gleitet wird. Zur Verbesserung der Wirkung kann die mit Wendeln versehene Innenseite des Gebläsegehäuses mit Absorbtionsmaterial ausgekleidet sein.
Gebläse bzw. Verdichter sind hinlänglich bekannt. Sie werden für die unterschiedlichsten Anwendungen eingesetzt. Bei der Durchströmung der Luft durch ein Gebläse bzw. Verdichter entsteht ein jeweils gerätetypischer Strömungslärm (Frequenzbandstruktur, Intensität), der nach dem Stand der wissenschaftlichen Erkenntnisse vor allem durch die Parameter des Betriebspunktes bestimmt wird. Dieser betriebspunkttypische Lärm eines bestimmten Gebläsetyps kann durch Primärmaßnahmen, wie zum Beispiel die sogenannte Sichelung der Schaufeln bei Axialgebläsen, nur in einem sehr begrenzten Umfang herabgesetzt werden.
Auf der anderen Seite werden zunehmend Forderungen nach leiseren Gebläsen oder Verdichter gestellt, die mit Primärmaßnahmen alleine nicht mehr erfüllt werden können und ohne bei anderen Betriebsparametern Nachteile in Kauf nehmen zu müssen. Hierfür müssen die Gebläse mit zusätzlichen Sekundärmaßnahmen ausgerüstet werden. Diese Sekundärmaßnahmen führen in der Regel zu einem Einsetzen des Gebläses in ein zweckmäßig gestaltetes zusätzliches Gehäuse.
Dieses zusätzliche Gehäuse bedeutet zunächst einmal höhere Gerätekosten, Mehrverbrauch an Ressourcen, Erhöhung der Teile- und Materialvielfalt, des Platzbedarfes, des Gewichts und des Volumens.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese durch die Sekundärmaßnahmen bedingten Nachteile so klein wie möglich zu halten und trotzdem eine signifikante Herabsetzung des Geräuschpegels zu erreichen.
Erfindungsgemäß wird das durch ein Gebläsegehäuse erreicht, das als Schalldämpfer ausgebildet ist, der sich in axialer Richtung über das Gebläse hinaus über den Antriebsmotor erstreckt und auf der Innenseite Wendeln trägt, die einen wendelförmigen Strömungskanal für die ausströmende Gebläseluft bilden. Dieser wendelförmige Kanal verlängert den Luftweg und führt an sich schon ohne weitere Maßnahmen zu einer gewissen Geräuschdämmung.
Eine weitere, erhebliche Geräuschverbesserung ergibt sich, wenn der Schalldämpfer innen mit schallabsorbierendem Material ausgekleidet wird.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Beschreibungen von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Die Darstellungen in den Zeichnungen beziehen sich auf ein Radialgebläse. Das Konzept zur Schalldämpfung ist prinzipiell gleichermaßen auch auf Axialgebläse anwendbar.
Dabei zeigen:
Fig. 1 Querschnitt durch den Schalldämpfer
Fig. 2 Ansicht des Schalldämpfers mit Dämmung
Fig. 3 Schnitt durch mit Absorbermaterial ausgekleideten Schalldämpfer
Fig. 4 Querschnitt durch die komplette Gebläsekomponente am Beispiel eines Radialgebläses
In der Fig. 1 ist der Innenaufbau des Schalldämpfers zu ersehen. Am inneren Umfang 1 sind Wendeln 2 angebracht, deren Anzahl sich nach den Größen- und Betriebsverhältnissen richtet. Im Bereich der Anströmkante 6 befinden sich die Bohrungen 5 zur Aufnahme von Schrauben, Nieten, Stiften etc. zur lösbaren oder nichtlösbaren Verbindung des Schalldämpfers mit dem Gebläseflansch. Da der Schalldämpfer gleichzeitig als Gebläsegehäuse dient, ist er auf der Saugseite des Gebläses mit einem strömungstechnisch günstigen Saugmund 3 ausgestattet, der außerdem mit der Nut 7 und dem vorderen Teil der zylindrischen Einlaufdüse des Gebläserades eine Labyrinthdichtung bildet. Der Schalldämpfer und damit auch die komplette Motor-/Gebläseeinheit wird über die Federn 4 und 8 im Gerätegehäuse sicher fixiert. Die Feder 4 erfüllt zusammen mit der Umgebung des Gerätegehäuses zusätzlich eine Dichtfunktion, die verhindert, daß das Gebläse direkt aus seinem Abluftbereich unbeabsichtigt Luft ansaugt, die seine Saugleistung herabsetzen würde.
Fig. 2 ist eine Ansicht des Schalldämpfers, der an drei Innenflächen, dem Innenumfang 10 und jeweils einer Wendelseite 9 sowie auf der Stirnseite 11 mit Absorbermaterial ausgekleidet ist.
In Fig. 3 ist der Schalldämpfer im Schnitt dargestellt. Bezugszeichen 11 weist auf die stirnseitige Auskleidung hin, am Umfang befindet sich die Auskleidung 10 und an den Wendeln ist eine einseitige Auskleidung mit dem Bezugszeichen 9 gekennzeichnet.
Im Querschnitt durch die komplette Gebläseeinheit erkennt man in Fig. 4 mit Bezugszeichen 12 den Saugmund des Gebläserades 13 und seine Integration mit der Einlaufdüse 3. Der Schalldämpfer 22 ist in dieser Beispielskizze radial mit Schrauben, Nieten oder Stiften auf dem Gebläseflansch 15 mit dem Lager A 16 befestigt, das wie üblich gleichzeitig das vordere Motorlager darstellt. Die Wendeln 2 liegen innen dicht auf dem Lagerschild 15 und dem Kühlkörper 19 für die Elektronik 20. Der Kühlkörper 19 der Elektronik liegt direkt auf dem Umfang des Motorständers 17 auf. Durch diese Integration wir neben der Schalldämmung auch des geräuscharm parallel angeströmtem Kühlkörpers - und ohne nennenswerten zusätzlichen Platzbedarf - dieser effizient gekühlt und der Kühlstrom anschließend direkt aus dem Gerät geleitet.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn man den Ringkanal 25 des Schalldämpfers durch eine geeignete Querschnittserweiterung (in Strömungsrichtung) als Diffusor gestaltet und so eine zusätzliche Erhöhung des Saugunterdrucks realisiert. Bezugszeichenliste 1 Zylindrische Innenfläche des Schalldämpfergehäuses
2 Wendel
3 Einlaufdüse des Schalldämpfers bzw. des Gebläses
4 Feder als Teil der Labyrinthdichtung und zur axialen Positionierung des Gebläses
5 Bohrung zur Aufnahme der Befestigungsschrauben für den Schalldämpfer
6 Anströmkante einer Wendel
7 Nut als Teil der Labyrinth-Dichtung zwischen Einlaufdüse des Gehäuses und Saugmund des Laufrades
8a, b Federn zur Positionierung der Gebläseeinheit in den Schaumformteilen des Gerätegehäuses bzw. im Entkopplungsmaterial
9 Absorptionsschicht auf der Unterseite der Wendel
10 Absorptionsschicht auf der zylindrischen Innenseite des Schalldämpfers bzw. des Gebläse ehäuses
11 Absorptionsschicht an der Stirnseite des Schalldämpfers
12 Zylindrischer Saugmund des Laufrades
13 Deckscheibe des Laufrades
14 Stirnseite des Schalldämpfers bzw. des Gebläsegehäuses
15 Gebläseflansch
16 Lager A
17 Stator des Motors
18 Lagerflansch B
19 Kühlkörper der Elektronik
20 Leiterplatte der Elektronikbaugruppe
21 Schicht zur Körperschallentkopplung
22 Schalldämpfer- bzw. Gebläsegehäuse
23 Entkopplungsbereich zwischen Schalldämpfergehäuse und Geräteumgebung, in die der Schalldämpfer eingebettet ist
24 Schalldämpfer-Geräteumgebung
25 Ringkanal im Schalldämpfer

Claims

1. Gebläse mit integriertem Schalldämpfer (22) dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläsegehäuse gleichzeitig als Schalldämpfergehäuse ausgebildet ist.

2. Gebläse mit integriertem Schalldämpfer (22) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb eines Schalldämpfergehäuses für ein Radialgebläse die radial aus dem Laufrad abströmende Luft in eine axiale Richtung umgelenkt wird.

3. Gebläse mit integriertem Schalldämpfer (22) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß sich der Schalldämpfer (22) über den integrierten Motor (17) und gegebenenfalls auch über die integrierte Elektronik (20) mit Kühlkörper (19) erstreckt.

4. Gebläse mit integriertem Schalldämpfer (22) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß in das Schalldämpfergehäuse (22) an der Ansaugseite des Radial-Gebläses eine Gebläse-Einlaufdüse (3) angeformt ist.

5. Gebläse mit integriertem Schalldämpfer (22) nach Anspruch 1 und 4 dadurch gekennzeichnet, daß die stehende Gebläse-Einlaufdüse (3) mit einer Labyrinthdichtung (7) gegenüber dem im Betrieb rotierenden Saugmund (12) des Radial-Gebläserades (13) abgedichtet ist.

6. Gebläse mit integriertem Schalldämpfer (22) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Schalldämpfergehäuse auf der Innenseite des Gehäusezylinders (1) zur Verlängerung des Strömungskanals für die Abluft und zur Verbesserung der Schallabsorption Wendeln (2) trägt.

7. Gebläse mit integriertem Schalldämpfer (22) nach Anspruch 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß die Innenflächen des Schalldämpfers (9, 10, 11) vollständig mit Absorbermaterial ausgekleidet sind.

8. Gebläse mit integriertem Schalldämpfer (22) nach Anspruch 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß die Innenflächen des Schalldämpfers vollständig (9, 10, 11) mit Absorbermaterial ausgestattet sind das fest mit dem Schalldämpfergehäuse verbunden ist.

9. Gebläse mit integriertem Schalldämpfer (22) nach Anspruch 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß die Innenflächen des Schalldämpfers vollständig (9, 10, 11) mit Absorbermaterial ausgestattet sind, das - z. B. durch Einlegen - nicht fest mit dem Schalldämpfergehäuse verbunden ist.

10. Gebläse mit integriertem Schalldämpfer (22) nach Anspruch 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß die Innenflächen des Schalldämpfers nur teilweise mit Absorbermaterial abgedeckt sind.

11. Gebläse mit integriertem Schalldämpfer (22) nach Anspruch 1 bis 10 dadurch gekennzeichnet, daß der Anströmbereich der Wendeln (2) so ausgestaltet ist, daß er eine Bohrung (5) für die Aufnahme von Mitteln wie z. B. Schrauben, Stifte etc. zur Verbindung des Gehäuses mit dem Lagerschild A (15) trägt.

12. Gebläse mit integriertem Schalldämpfer (22) nach Anspruch 1 bis 11 dadurch gekennzeichnet, daß das Schalldämpfergehäuse (14) in achsparalleler Richtung geteilt und seine beiden Teile jeweils direkt in die jeweiligen Gehäusehälften eines Geräts integriert sind, in die die Gebläseteilkomponente bestehend aus Gebläserad, Antriebsmotor und andere Komponenten wie z. Elektronik eingefügt werden.

13. Gebläse mit integriertem Schalldämpfer (22) nach Anspruch 1 bis 12 dadurch gekennzeichnet, daß der Schalldämpfer in einem Gerät nicht direkt mit seiner Umgebung verbunden ist, sondern über eine Zwischenlage (23) aus einem dafür geeigneten Entkoppelungsmaterial zur Verminderung der Körperschallübertragung von der Gebläseeinheit mit ihrem Schalldämpfergehäuse auf ihre unmittelbare Geräteumgebung (24) schwingungstechnisch entkoppelt ist.

14. Gebläse mit integriertem Schalldämpfer (22) nach Anspruch 1 bis 13 dadurch gekennzeichnet, daß die Körperschallentkopplung flächig im gesamten Kontaktbereich oder nur an ganz bestimmten einzelnen Kontaktstellen vorgesehen sein kann.