DE2008705C3 - Austrittsschalldämpfer für Druckluftmotoren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Austritlsschalldämpfer für Druckluftmotoren, bestehend aus einem Gehäuse mit einer Zusirömöffnung und einer an der Außenwand befindlichen Ausströmöffnung, die mit einer durch den Gasdruck am Rand ausbiegbaren Deckplatte zusammenwirkt.

Ein derartiger Druckluftmotor wird beispielsweise als Antriebsquelle für eine doppell wirkende llydraulikpumpe benutzt, mit deren Hilfe man flüssige Farbe zu einer Spritzpistole pumpt.

Aus der US-PS }3 18412 ist ein für Brennkrallmaschinen bestimmter Austrittsschalldämpfer der genannten Art bekannt. Er ist insbesondere für kleine Brennkraftmaschinen bestimmt und soll bei möglichst kleinen Abmessungen mit den sich daraus ergebenden Problemen, nämlich der Dämpfung niedriger Frequenzen und der Glättung steiler Druckimpulse. fertig werden.

Damit dieser bekannte Schalldämpfer seine gestellte Aufgabe lösen kann, muß seine ausbiegbare Deckplatte ganz bestimmte, eben auf Brennkraftmaschinen zugeschnittene Eigenschaften aufweisen. Sie stellt den wesentlichen Bestandteil der Dämpfungseinrichtung dar und befindet sich normalerweise in einer Stellung, in der sie die Abgasöflnung völlig schließt, so daß sie ständig im direkten Abgasweg liegt. Die Deckplatte nimmt (.lic Energie der Dnickinipulse auf, ledert unter deren Einfluß aul und gibt die gespeicherte Energie anschließend w ieder ab. so daß die Impulse nach dem Passieren dieses l'lattenveniils eine viel geringere Anstiegszeit haben.

Im Gegensalz zum Stand dcr'lechnik ist es Ai. Igabe der Erfindung, einen Ausiriitsschalldämpfer für einen Druckluftmotor aufzuzeigen. Die Ahgastenipcr; :uren eines Druckluftmotors liegen extrem weit unter den ■Xbgastemperaluren vim Brennkraftmaschinen. Daher muß bei Druckluftmotoren nicht nur auf gute Schalldämpfung und guten Wirkungsgrad bei der Abgascnispannung. sondern insbesondere wegen der niedrigei Temperaturen auf das ständig aultrctende Problem de Eisbildung geachtet werden. Als gelöst kynn diese Aul gäbe nur dann betrachtet werden, wenn dev Austritts schalldämpfer für Druckluftmotoren neben gutei Dämpfungseigenschaften auch unter allen zu erwarten den Feuchtigkeitsverhältnissen wirksam ist. da eine er höhte Luftfeuchtigkeit die Eisbildungsgefahr erhöht.

Erfindungsgemäß wird diese Aulgabe dadurch gelost ίο daß das Gehäuse als Wanne ausgebildet ist und du. Deckplatte sich unter Einhaltung eines relativ kleinen dauernd offene Ausströmspalte bildenden Abstand» zwischen dem Rand der Deckplatte und dem der Wan nc über die Wanne hinweg erstreckt. Die erfindungsgemäße Deckplatte unterscheidet sich vom Stand der Technik unter anderem darin, daß sie dauernd offene Ausströmspalie bildet. Während sieh ferner die bekannte Deckplatte im Rhvthmus der Druckit.ipulse ständig öffnet und schließt, bleibt die das Klappenventil bildende Deckplatte beim Gegenstand der Anmeldung auch im N'ormaibemeb ständig geschlossen und öffnet sich nur dann, wenn sich im CIe häuse Eis absetzt, um auf diese Weise eine konstante Ausströmspaltgröße aufrechtzuerhalten. Aul diese Weise wird in vorteilhafter Weise verhindert, dall der Abgasdruck über den Normalwerl ansteigt, wenn sich im Dämpfer Eis absetzt. Die Bewegung der Deckplatte aihrt außerdem dazu, daß sich Eis an der Wand nicht oder nur unwesentlich festsetzen kann und daß sich fei tier keine Eisbrücken bilden können, weil die Platienbe wegungen das Eis absplittern lassen.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung tier Erfindung kann das Gehäuse über eine Wärmedämmschicht und unter Ausbildung eines Lufispalts an den Drucklulimotor angeschlossen sein. Auf diese Weise wird verhindert, daß andere Elemente des Motors durch den Schalldämpfer unterkühlt werden und ihrerseits bei entsprechenden l.uftlcuehiigkeitsverhaltnissen vereisen.

Weitere Vorteile können erfindungsgemäß erzielt werden, wenn man die Deckplatte auf ihrer Außenseite mil Rippen besetzt. Auf diese Weise wird ein weiterer thermischer Ausgleich erzielt.

Weitere Vorteile können datlruch erzielt werden. daß die Deckplatte über in einer Linie liegende Befestigungsmittel am Gehäuse befestigt und in dieser Linie ausbiegbar ist.

Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf eine Zeichnung naher erläutert. Darin zeigt

F i g. I und 2 einen mit dem nachfolgend beschriebenen Austrittsschalldämpfer versehenen einzylindrigen. doppelt wirkenden Druckluftmotor, tiei" eine Hydraulikpumpe antreibt, in einer Seitenansicht und in einer Vorderansicht.

I i g. J einen vergrößerten Teilschnitt durch den Druckluftmotor im Verlaul einer Linie J-J von Fig. I und

Fig. 4 einen Querschnitt im Verlauf einer Linie 8-8 von I i g. 3.

Der nachlolgend beschriebene Schalldämpfer trägt die Bezugszahl 23 und befindet sich an einem Druck lulüiioior /i zum Anirieb einer I lulraiilikpumpe \. die mit einem Farbiopf ('und über einen Schlauch 15 mit einer Spritzpistole /.) kombiniert ist.

Zum besseren Verständnis der Erfindung sollen zunächst iicy Druckluftmotor H sow ie dessen Nebenangregale kurz erläutert werden. Die Farbe aus dem

arbtopl C. der beispielsweise ein Standard-Ilimer ist. rill durch einen Hintritisansehluß 10 von unien her in lie Hydraulikpumpe Λ ein und verlaßt diese durch ■inen Austrius.anschliiß 11.

Von dort wird die Farbe über einen Anschluß 12 lurch ein Farbfilter Π geleitel, um feste !'artikeln aus-'usondern: dann gelangt die I arbe über einen Aus ritisanschluß 14 und den bereits erwähnten flexiblen Schlauch 15 in die Spritzpistole IX Das obere linde der Pumpe Λ bildet eine Lösungsmiitelkanimcr 16 mit Einern Füllnippel 17. Die Kammer 16 bildet um das obere linde eines Pumpenkolbens 18 ein. l.ösungsmiitclbad. das Farbansamm'ungen am oberen F.nde des Pumpenkolbens 18 löst. Gemäß F i g. 3 bildet diese Lösungsmitlelkammer 16 einen Block 120, welcher mil einem uniereu Zylinderkopf 32 des Druckliiflmoiors Ii eine gemeinsame Gleitpassung hat. Beide Elemente werden von einem Zuganker 121 axial zusammengehalten. Dieser Zuganker 121 erstreckt sich durch den oberen Zylinderkopf 31 hindurch und verbindet den Druck luftmotoi β -nil dem Block 120.

Der Pumpenkolben 18 hat ein oberes linde I 34 mit einem kleinen Durchmesser, das sich nur in einem oberen Zylinder 122 und in der l.ösungsmittelkammer lh bewegt.

Die Druckluft /um Antrieb des Druckluftmotors B liefert ein nicht dargestellter Dmekluflkompressor über eine Druckluftleitung 21 mil Druckregelv entil 22. Die Abluft tritt über den später ausführlich beschriebenen Schalldämpfer 23 gedämpft aus dem Drucklufimotor B aus. Am Kopf des Druckluftmotors B befindet sich ein Manometer 24.

Gemäß F i g. 3 hat der doppell wirkende Druckluftmotor B einen Drucklufi/ylinder 30. der sich /wischen dem bereits erwähnten oberen Zylinderkopf 31 und einem unteren Zylinderkopf 32 erstreckt. Durch Hin-/ Austrittsk.mäle 35 und 36 im oberen b/w. unteren Zylinderkopf 31/32 trill Druckluft in den Zylinder 30 ein. in dem sich ein Kolben 33 mit einer daran befestigten rohrförmigen Kolbenslange 34 befindet. In der ungegengeset/ten Arbeitsphase tritt die Druckluft wieder aus dem Zylinder 30 aus. Die Steuerung des l.ufi-llm-Austritts an den jeweiligen Zylinderenden wird gemäß F i g. 3 durch ein oberes Stellventil 37 b/w. ein unteres .Stellventil 38 gesteuert; beide SielU entile 37 und 38 sind Tellerventil.

Die Ventile 37 und 38 befinden sich in einem Ventilgehäuse 40, dessen eine Seite mit dem oberen Zylinderkopf 31 und dessen andere Seite mit dem unteren Zylinderkopf 32 verschraubt ist. Hin zentraler I.ulieintriuskanal 41 ersireekt sich längs durch di>s Gehäuse 40 und wird über einen Kintrittsansehlub 42 vom Druckregelventil 22 mit Druckluft versorgt.

Die Ventile 38 und 37 stimmen weilgehend überein und werden hilfsgesteuert, jedes der Ventile 37 und 38 hat einen Steuerkolben 43 und einen Stellteller 44. die durch einen als Ventilspindel dienenden Bolzen 45 verbunden sind. Für den nötigen Abstand /wischen beiden sorgt eine über ilen Bolzen 45 geschobene perloriertc Hülse 46.

Her Steiierkolben 43 isi zwischen zwei Lndsielln..- ;:en in einem Steuer/ylinder 47 hin und her bewegbar, welcher von einer Umdrehung 111 dem Ventilgehäuse 40 und einer passenden llindrehung 111 einei \ erschluß kappe 48 gebildet wird. Zwischen Verschlußkappe 48 6;; und Ventilgehäuse 40 sit/i ein Dichiring.

Der Siellteller 44 isi a\iai /wischen einer I'.minus-■■■·--1 einer AustriltsstelUin^ 111 einer Veniilkammer 44 hin und her bewegbar, welche von einer Umdrehung im Gehäuse 40 und einer Deckplatte 50 gebildet wird. Durch Auslritlsöffnungen 51 in der Deckplatte 50 kann Lull aus dem Zylinder 30 über die Ventile 37 und 38 in den Schalldämpfer 23 austreten, wenn sieh das bet.el lende Veii'ii 37 oder 38 in der Auslaßstellung befindet. In F 1 g. S isi das Ventil 38 in seiner Auslaßstellung gezeichnet.

Die Ventile 37 und 38 steuern den Luft-Hin- und Aus tritt durch F.iii-/Ausiriiisk:>.näle 52 und 53 zum bzw. vom Zylinder 30. Beide Kanäle 52 und 53 werden vom Ventilgehäuse 40 gebildet und verbinden die Ventilkammer 49 mit den Hin-ZAusiriuskanälen 35 und 3h im oberen b/w. unteren Zylinderkopf 31 b/w. 32.

Die .Stellung: von Stellventil 37 wird von einem Steuerventil 54 gesteuert, das über einen Sieuerlufikanal 55 im Ventilgehäuse 40 und einen passenden Steuerluftkanal 56 im oberen Zylinderkopl 31 ein Drucklufisignal in den Steuer/ylinder 47 überträgt. Aul tue gleiche An wird die Sieilung des Siellventils 38 von einem Relais-Steuerventil 57 gesteuert, (.las über einen Steuerluftkanal 58 im Ventilgehäuse 40 und einen Steuerluftkanal 58 im oberen Zylinderkopf 3! e.n Drucklullsignal in den Sieuer/ylinder 47 überträgt.

Im Betrieb des Druckluftmotors B wirken das SteierventilsiiMial und das Relais-Sicucrv entiisisju.il in entgegengesetzen Phasen auf die StelKeniile 37 b/w. 38. so daß die Stellteller 44 immer in einander entgeiiengesei/icn Stellungen stehen und dadurch während des Betriebes des Druckluftmotors B alternierend ein linde des Zylinders 30 mit Druckluft versorgen, wall rend am anderen linde die Luft austritt, und umgekehrt.

Drucklultsignale /ur phasenverset/ten Steuerung der Stellventile 37 und 38 werden von den' Steuerventil 54 und einem Relais-Sieuervcniil 57 er/eiigi.die sich beide in einem Sieuerventilblock 65 befinden, welcher mit einer zw ischengelegten Dichtung an die Oberseite ties oberen Zylinderkopfes 31 angeschraunl ist. Das Steuerventil 54 wird mechanisch in Abhängigkeit ν um Hub ties Kolbens 33 gesteuert. Hs hat einen Steuerkolben 66 und eine Vcniilführung 67, die beide auf eine mit Ge winde versehene Ventilspindel 68 aufgeschraubt sind und von einer Hülse 69 auf Abstund gehalten werden. Die Ventilspinde' 68 ragt nach unten in die rohrförmige-Kolbenstange 34; sie hat einen Tauchkolben 70. der nahe dem unteren linde des Zylinders 30 gleitbar in tier Kolbenstange 34 gelagert ist.

Auf gegenüberliegenden Seiten des Tauchkolbens 70 befinden sich Sehraubcnfedern 71 bzw. 72; die Schraubenfeder 71 ist so angeordnet und ausgeführt, daß sie zwischen dem Tauchkolben 70 und einem radialen Bund des Kolbens 33 am oberen linde der rohrförmigen Kolbenstange 34 zusammengedruckt wird, wenn tier Kolben 33 seinen unteren Totpunkt erreicht. Aul these Weise w ird in der Fetler 71 llnergie gespeichert.

Das Steuerventil 54 wird von einer elastischen Sehnappmechanik, die auf die Veniilführung 67 wirkt jeweils in eine seiner beiden 1 ntlsiellungen gedrückt Die Ventilführung 67 bewegt sich in einer Führungsbohrung 73. gebildet vom Siencrventilhlock 65 uiu einer llindrehung 74 im oberen /λ Imderkopl il.

Der Steiierkolben 66 des Steuerventils i4 isi in eine Kammer 80 hm und her bewegbar, die vom Sieuerveii iilblock 65 und einer Deckplaiie 81 gebildet wird. I Ί Deckplaiic 81 isi mit r.ncr zw is-. hcngclc.'Meh Dichii.ii; H2 am Sieuerv eniilblot κ 65 angeschraubt.

Die K.im liier 8» li.ii ui der Di . kplalie 81 cmc ,1 ..ι Allst! iusötlnuni: 85.

Der /wischen zwei Diehtstcilungen hin- und herbewegbare Stcuerkolbcn 66 verschließt in der einen Dichtstellung die Ausliittsöffnung 83 und in der andcren Dichtstellung eine lüntrittsöffnung 84 in i.\cv gegen überliegeiulen Seite der Kammer 80. durch die Drucklufl vom I ullcinlrillskanal 41 her eintreten k;imi. wenn die Öiinung 84 olfen ist. Sowohl die Stellung des Steuerkolhens 66 ;ils auch der Vcntilführung 67 relativ zur Ventilspindel 68 ist mittels einer äulleren Abstands hülse 85 einstellbar, die sieh /wischen luslierniuiiern 8h und der uberen däche des Steuerkolbens 6h belindei.

Has Relais-Steuerventil 57 hat einen Steuerkolben 40 nut Slellkolben: tier Steuerkolben ist in einem Steuer zv linder 44 /wischen zwei l.ndsiellungcn hm und her bewegbar.

Nachfolgend wird der Schalldämpfer 2} ausliihrlich erläutert, l'.r dämpft das Geräusch der durch die Stellventile .37 und 38 aus dem Zylinder 30 austretenden Druckluft und verhindert dabei wirksam Störungen durch I .isbildung. die sonst infolge der mit der schnellen lApansion der Ι.11ΙΊ beim Ausströmen verbundenen I 'nterkühlung häufig aufgetreten sind.

/um Schalldämpfer 23 gehört ein wannenlörmiges. an dem Ventilgehäuse 40 angeschraubtes Cichäuse I K). in dessen Boden sich Auslrittsöflnungen 111 behnden. welche mit t.\cn Austritisöffniingen 51 der Deckplatte 50 in Deckung sind. l^:.ine offene Seile des Schalltlämpler-Ciehäuscs 110 ist mit einer Deckplatte 112 verkleidet, so daß im Gehäuse eine Kammer IH gebildet wird. Die Deckplatte 112 besteht aus einem relativ dimneu elastischen Material und kann mit längsv crlaulen- ύί:η Versteifungsrippen 114 versehen sein. Durch diese Bauweise ist die Deckplatte 112 in einer seillichen rinne dehn- bzw. hiesibar.

Die Deckplatte 112 ist mittels dreier llol/cn 115 in der Weise an dem Ciehäuse 110 befestigt, dall diese elastische Dehnung möglich ist. Die mit einem Abstand /ueinander aiii einer /eniralen längsverlaulenden linie angeordneten Bolzen 115 durehragen die Deckplatte 112 und sind in Augen I lh eingeschraubt, welche sk!i von der Seitenwand des Schalldampfergehauscs 1 10 er lieben. Bei dieser Anordnung kann sich die Deckplatte 112 unter der Krall des l.ulklrucks in tier Schalldamplerkammer IH geringliigig nach aullen dehnen oder biegen.

Die Seitenkanien der Deckplatte 112 sind mn \b stand von den Kaulen der Seilenwände des Schall damplergchauNcs 110 angeordnet, so dall ein schmaler Austntisspah 117 von beim vorliegenden Ausl'ühriiiigs beispiel ungefähr il.4 mm Breite entsteht, durch den die I.ufi aus tier Schalltliiivplerkammer 113 ,uistriu. Line l.isbilduug im schmalen Spalt 117 hat bei der hohen Geschwindigkeit und der schnellen K\parision der ,m·- tretenden Lull eine Diuekerhohiing in der Kammei ΙΠ /ur Ioige. durch welche ilie Druckpiaitc 112 nacl· aullcn gebogen w nil. Durch diese Biegung der Deck platte wird das I is aus dem Spalt 117 geblasen, so dal· eine r.isanhäiilimg vermieden v\ird.

Das Schalldämpicrgchatise 110 ist thermisch von Ventilgehäuse 40 isoliert. Diese Isolierung besieht au» einer Isolierschicht 118 vor/ugsweise aus eine dielck irischen Material, und e nein Lull spalt 114. Im 1.11 It spa I: 14 kann die l.ult frei zirkulieren, so dall die bewe^tei Teile tier Ventile 37 und 38 vorteilhalt auf einer relais hohen Temperatur gelullten werden köirien und inch durch das Schalldämplergehäuse 110 gekühlt werden welches durch die schnelle lApansion der austrctciulci Luft izckühlt w ird.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Ausirittsschalldiimpfer für Druckluftmotoren, bestehend aus einem Gehäuse mit einer Zustrom-Öffnung und einer an der Außenwand befindlichen Ausströmöffnung, die mit einer durch den Gasdruck am Rand ausbicgbarcn Deckplatte zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (>10) als Wanne ausgebildet ist und die Deckplatte (112) sich unter üinhaltung eines relativ kleinen, dauernd offene Ausströmspalte (117) bildenden Abstands zwischen dem Rand der Deckplatte und dem der Wanne über die Wanne hinweg erstreckt.

2. Schalldämpfer nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (110) über eine Wärmedämmschicht (118) und unter Ausbildung eines Luftspalts (119) an den Druckluftmotor ^angeschlossen ist.

3. Schalldämpfer nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß die Deckplatte (1(2) auf ihrer Außenseite mit Kippen (114) besetzt ist.

4. Schalldämpfer nach Anspruch 1 oder J. dadurch gekennzeichnet, daß die Deckplatte (112) über in einer Linie liegende Befestigungsmittel (115) am Gehäuse (110) befestigt und um diese Linie ausbieubar ist.