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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft einen schalldämpfenden Ansaugtopf und ein Verdichteraggregat, das diesen Ansaugtopf mit einem inneren und einem äußeren Ansaugrohr umfasst, welcher zur Schalldämpfung an den Verdichter angebracht werden kann.
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Stand der Technik
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Insbesondere Verdrängerverdichter erzeugen bauartbedingt sowohl in der Saugleitung als auch in der Druckleitung beachtliche Schallpegel. Zur Schalldämpfung werden bei Verdichteraggregaten den Verdichterstufen daher Schalldämpfer vor- und nachgeschaltet. Häufig wird in den saugseitigen Schalldämpfer ein Ansaugfilter integriert. Den Eintritt in den Filterschalldämpfer bildet ein Rohrstummel, über den bei Bedarf der Anschluss an eine saugseitige Rohrleitung erfolgen kann. In den meisten Fällen wird jedoch Luft direkt aus der Umgebung angesaugt. Der Lufteintritt erfolgt dann durch den erwähnten Rohrstummel, wobei der Eintritt in ein einfaches Rohr mit bekanntermaßen (siehe z. B. Eck, B.: Technische Strömungslehre, Band 2 Anwendungen, 9. Aufl. Springer-Verlag 1991) hohen Druckverlustkoeffizienten (Zeta etwa gleich 1) behaftet ist und somit hohe Einlaufdruckverluste erzeugt werden. Zudem wird aus der Eintrittsöffnung des Filterschalldämpfers oft noch beachtlich Schall emittiert.
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Der saugseitige Schalldämpfer besteht dabei aus einem Abschnitt, der an der Verdichterstufe angebracht ist und der meist rohrförmig ausgebildet ist, und aus einem auf den Anbringabschnitt gesetzten Übertopf, so dass die Luft durch den Topf und durch den Anbringabschnitt in das Verdichteraggregat gesaugt wird.
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Die
DE 103 19 318 B4 zeigt einen solchen Schalldämpfer, bei dem die Luft axial in den Übertopf eingesaugt wird und in den Anbringabschnitt umgelenkt wird, wobei in dem Übertopf eine sich wendelartig erstreckende Strömungsführungswandung vorgesehen ist. Die wendelartige Umlenkung des Strömungsflusses verursacht jedoch einen recht hohen Druckverlust, so dass zwar der Schall gedämpft wird, aber auch eine größere Saugkraft aufgewendet werden muss.
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Die
CH 177 63 weist dagegen einen einfachen Übertopf auf, der auf den Anbringabschnitt aufgesetzt ist und in den entweder Axiallöcher oder Radiallöcher eingebracht sind, die mit einem Gewebe überdeckt werden. Das hat jedoch den Nachteil, dass der durch den Gewebeüberzug der Druckverlust steigt und ebenfalls eine größere Saugkraft aufgewendet werden muss.
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Darstellung der Erfindung
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Aufgabe der Erfindung ist es nun einerseits, die Geräuschemissionen des Verdichteraggregats zu dämpfen, andererseits aber den Strömungsverlust so gering wie möglich zu halten. Dies wird erreicht durch die Ausgestaltungen eines Verdichteraggregats mit den Merkmalen der Ansprüche 1 bis 6 und 11. Weitere, die Erfindung ausgestaltende Merkmale sind in den Unteransprüchen enthalten.
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Ein Verdichteraggregat umfasst eine Drehkolbenverdichterstufe, Saug- und Druckschalldämpfer, einen Antriebsmotor und weitere Teile. Eine Drehkolbenverdichterstufe umfasst ein Gehäuse mit einer Ansauföffnung und einer Aufblasöffnung und zumindest einen Rotor, der mittels einer Welle in dem Gehäuse gelagert ist und der dazu dient, die Luft anzusaugen und auszublasen. Das Verdichteraggregat umfasst außerdem einen Ansaugtopf mit einem inneren Strömungsrohr, das direkt oder indirekt an der Ansaugöffnung des Gehäuses der Verdichterstufe montiert ist und das in seinem Inneren einen ersten Strömungskanal definiert, und einem äußeren Strömungsrohr, das an dem inneren Strömungsrohr montiert ist und eine zur Längsachse des inneren Strömungsrohrs im Wesentlichen parallele Längsachse aufweist, so dass zwischen dem inneren Strömungsrohr und dem äußeren Strömungsrohr zumindest ein zweiter Strömungskanal gebildet wird, wobei das äußere Strömungsrohr an seinem einen Ende geschlossen ist, so dass die Luft, die in den zweiten Kanal eingesaugt wird, durch das geschlossene Ende des äußeren Strömungsrohrs in den ersten Strömungskanal geführt wird.
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An dem Verdichteraggregat ist eine Leitwand ausgebildet, mit der das äußere Strömungsrohr zusammen eine Eintrittsöffnung für die angesaugte Luft ausbildet, die in Umfangsrichtung ausgerichtet ist. Das heißt, die angesaugte Luft wird in den Strömungskanal radial eingesaugt in Längsrichtung des zweiten Strömungskanals umgelenkt und am geschlossenen Ende des äußeren Strömungsrohrs in den ersten Strömungskanal umgelenkt. Diese Umlenkung von der radialen Einsaugrichtung in die axiale Richtung ist so strömungsgünstig, dass die auftretenden Verlustbeiwerte nur etwa 30% der üblichen Verlustbeiwerte und damit in gleicher Weise verringerte Druckverluste ergeben.
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Die Leitwand kann dabei irgendwo an dem Gehäuse des Verdichteraggregats angebracht sein, so dass das der Ansaugtopf selbst sehr einfach zu konstruieren ist. Bevorzugt wird eine Gehäusewand selbst als Leitwand verwendet, was es ferner ermöglicht, das innere Strömungsrohr sehr kurz auszubilden und damit Material zu sparen.
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Die Leitwand kann allerdings auch an dem Ansaugtopf selbst angebracht sein und insbesondere an dem inneren Strömungsrohr und/oder dem äußeren Strömungsrohr befestigt sein. Dies ermöglicht einen sehr flexiblen Einsatz des Ansaugtopfes, der dadurch an jedem beliebigen konventionellen Gerät anzubringen ist. Auch das Anbringen an einem Ansaugschlauch wird so ermöglicht. Dieser kann bei Bedarf über den Rohrstummel an dem Gehäuse des Verdichteraggregats geschoben werden und ermöglicht, dass die Saugvorrichtung, wie beispielsweise eine Drehkolbenmaschine, auch weiter entfernt von dem Ort der Luftabsaugung aufgestellt werden kann.
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Ferner kann das Verdichteraggregat, wie bereits erwähnt, auch eine Filtereinrichtung umfassen, die ebenfalls einen Lufteinlass und einen Luftauslass umfasst und in der in einem Strömungskanal ein Filter zum Filtern der eingesaugten Luft vorhanden ist. Der Ansaugtopf kann dann über den Lufteinlass der Filtereinrichtung gestülpt werden, um bestimmungsgemäß den Schallaustritt aus der Ansaugöffnung zu vermindern und gleichzeitig den Einström-Druckverlust zu verringern.
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An dieser Filtereinrichtung kann dann auch die Leitwand ausgebildet sein, oder die Leitwand wird durch eine Außenwand des Gehäuses der Filtereinrichtung ausgebildet.
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In einer anderen Ausführungsform wird die Oberfläche des Ansaugtopfes, die zu dem ersten und/oder zweiten Strömungskanal gerichtet ist, zumindest teilweise mit einem schalldämmenden Absorptionsmaterial verkleidet. Dies kann z. B. nur die Innenseite des äußeren Strömungsrohrs, also die Seite, die zur Strömung in dem zweiten Strömungskanal gerichtet ist, sein, aber auch nur die Außenseite des inneren Strömungsrohrs. Das schalldämmende Absorptionsmaterial trägt stark zur Schalldämmung bei. Um die Schalldämmung weiter zu verbessern kann die zur Strömung gerichtete Oberfläche des äußeren Strömungsrohrs auch vollständig mit Absorptionsmaterial verkleidet sein, aber auch die äußere Oberfläche des inneren Strömungsrohrs teilweise oder vollständig kann mit dem Absorptionsmaterial verkleidet sein. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die gesamte Oberfläche des inneren und des äußeren Strömungsrohrs, die zu dem ersten und zweiten Strömungskanal gerichtet ist, mit einem Absorptionsmaterial verkleidet.
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Weiter bevorzugt können das innere Strömungsrohr und/oder das äußere Strömungsrohr des Ansaugtopfs rotationssymmetrisch ausgestaltet sein, was eine einfachere Herstellung erlaubt.
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In einer dritten Ausführungsform weist der Ansaugtopf des Verdichteraggregats eine Querschnittsfläche der Strömungskanäle auf, die sich in Strömungsrichtung zumindest einmal Abschnittsweise verringert, sich aber nicht vergrößert. Bevorzugt verringert sich die Querschnittsfläche sogar stetig. Diese Ausführungsform senkt die Druckverluste des Ansaugtopfes erheblich und unter die Druckverluste, die das einfache Eintrittsrohr erzeugt.
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Die verschiedenen Ausführungsformen 1, 2 und 3 können auch in beliebigen Kombinationen verwendet werden, wodurch sich deren positiver schalldämmender Effekt bei reduziertem Druckverlust kombiniert.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung in einer Seitenansicht zusammen mit einer Filtereinrichtung und einer Drehkolbenmaschine, die alle zusammen einen Teil des Verdichteraggregates ausbilden;
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2 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, zusammen mit einer Filtereinrichtung im Längsschnitt;
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3a und 3b zeigen verschiedene Bauarten einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ansaugtopfs im Längsschnitt;
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4 zeigt verschiedene Bauarten einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ansaugtopfs im Längsschnitt;
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5a und 5b zeigen verschiedene Bauarten einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ansaugtopfs im Längsschnitt.
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Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Die Erfindung betrifft einen Ansaugtopf für ein Verdichteraggregat 1, das eine Saugvorrichtung 2 umfasst, die Luft ansaugen und ausblasen kann. Die Saugvorrichtung 2 ist vorzugsweise eine Drehkolbenmaschine, bevorzugt eine trockenlaufende Drehkolbenmaschine und/oder eine zweiwellige Drehkolbenmaschine ist und weist ein Gehäuse 3 mit einer Ansaugöffnung 4 und einer Ausblasöffnung auf. Das Verdichteraggregat in 1 besitzt ferner eine Filtereinrichtung 5. In dieser Filtereinrichtung ist ein Filter austauschbar gelagert. Zum Austauschen des Filters wird ein Ende 6 der Filtereinrichtung 5 geöffnet und der sich in der Filtereinrichtung befindliche Filter herausgenommen und ausgetauscht.
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Auch die Filtereinrichtung 5 weist einen Lufteinlass 9 und einen Luftauslass 11 auf, wobei die Filtereinrichtung 5 mit dem Luftauslass 11 an der Ansaugöffnung 4 der Drehkolbenmaschine 2 direkt oder indirekt befestigt ist.
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Auf dem Lufteinlass 9 kann dann der erfindungsgemäße Ansaugtopf 19 angebracht werden. Ein solcher Ansaugtopf 19 besteht im Wesentlichen aus zwei Strömungsrohren, nämlich einem inneren Strömungsrohr 12 und einem äußeren Strömungsrohr 14. Die Strömungsrohre sind vorzugsweise rotationssymmetrisch ausgebildet, wie beispielsweise in einer Zylinderform, können jedoch prinzipiell jede beliebige Form aufweisen, solange die Funktion der beiden Strömungsrohre dadurch nicht verhindert wird (beispielhafte Formen sind ein quadratischer, rechteckiger, regelmäßig oder unregelmäßig polygonaler oder elliptischer Querschnitt). Das innere Strömungsrohr 12 weist auf seiner Innenseite einen ersten Strömungskanal 13 auf. Das äußere Strömungsrohr 14 wird dann so angeordnet, dass zwischen dem inneren Strömungsrohr 12 und dem äußeren Strömungsrohr 14 ein zweiter Strömungskanal 15 entsteht. Bevorzugt verläuft ein Teil dieses Strömungskanals an der Außenseite des inneren Strömungsrohrs 12, so dass die Strömung in Axialrichtung der Strömungsrohre verläuft (siehe 2, die Pfeile A). Eine solche Überlappung muss allerdings nicht notwendigerweise vorhanden sein. Es ist denkbar, dass sich das untere offene Ende des zweiten Strömungsrohrs 14 gerade an oder vor dem oberen offenen Ende des inneren Strömungsrohrs 12 befindet. Die Strömung der eingesaugten Luft weist dann immer noch einen eine Bewegung mit einem kleinen Axialteil auf. Der Strömungsverlauf würde dann eine Wellengestalt aufweisen. Bevorzugt ist jedoch eine Überlappung des inneren und äußeren Strömungsrohrs. Das innere und das äußere Strömungsrohr weisen eine im Wesentlichen parallele Längsachse auf, sind bevorzugt sogar koaxial angeordnet.
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Das Außenrohr 14 ist dabei an ihrem distalen Ende 16 geschlossen, d. h. dem Ende, das weiter entfernt von der Innenhülse liegt. Das geschlossene Ende 16 ermöglicht so, dass der zweite Strömungskanal 15 die Strömung in das innere Strömungsrohr und in den ersten Strömungskanal 13 leitet. Die Strömungskanäle können jeweils unabhängig voneinander oder auch beide in einzelne Unterkanäle unterteilt sein, die sich jeweils parallel zueinander in Richtung in den Figuren gezeigten Strömungskanäle 15, 13 erstrecken.
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Das äußere Strömungsrohr ist relativ zu dem inneren Strömungsrohr positioniert. Die Befestigung erfolgt vorzugsweise über Verbindungsplatten 17, die jeweils am Außen- und Innenrohr durch Schrauben, Schweißen, Löten, Kleben oder irgendeiner anderen bekannten Verbindungsart verbunden sind. Auch eine Kombination von zwei verschiedenen Verbindungsarten ist möglich. Ferner kann auch das Außen- und/oder das Innenrohr mit der Verbindungsplatte 17 einstückig ausgebildet sein. Bevorzugt ist jedoch dass die Verbindungsplatten 17 an dem äußeren und dem inneren Strömungsrohr mit Schrauben befestigt ist. Innen- und Außenrohr 12 und 14 können jedoch auch nur durch eine einzelne Verbindungsplatte 17 verbunden sein. Wenn eine Leitwand 18, die später beschrieben wird, an dem Außenrohr befestigt ist, dann kann die Leitwand 18 auch dazu dienen, das äußere Strömungsrohr 14 an dem inneren Strömungsrohr 12 zu befestigen (bspw. mittels einer (Press-)Passung, Schrauben, Schweißen, Löten, Kleben usw.) Denkbar ist jedoch jegliche Art der Positionierung, die Befestigung des Außenrohres kann also auch vollkommen unabhängig von der des Innerohres erfolgen.
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Das Innenrohr 12 wird dann an die Ansaugöffnung 4 der Saugvorrichtung 2, am dem Lufteinlass 9 der Filtereinrichtung 5 oder an einem Ansaugschlauch (nicht gezeigt) angebracht, der wiederum entweder an der Saugvorrichtung 2 oder der Filtereinrichtung 5 befestigt ist. Der Ansaugtopf 19 wird vorzugsweise mit einer engen Passung auf die jeweilige Aufnahmevorrichtung 4, 9 gesetzt, so dass er leicht ausgetauscht werden kann. Er kann jedoch ebenfalls durch Schrauben, Schweißen, Löten oder Kleben angebracht werden.
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Der Ansaugtopf, bzw. das innere und äußere Strömungsrohr sind generell aus einem Metall, insbesondere Eisen, Stahl, Edelstahl, Aluminium hergestellt, können aber ebenfalls aus einem Kunststoff hergestellt werden.
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Das Verdichteraggregat 1 kann somit die Saugvorrichtung 2, die Filtereinrichtung 5 und/oder den Ansaugtopf 19 umfassen.
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Ausführungsform 1
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Damit eine zufriedenstellende Schalldämpfung erreicht wird, muss eine Leitwand 18 bereitgestellt werden, die zusammen mit dem äußeren Strömungsrohr 14, bzw. der Strömungskappe oder Strömungstopf, eine Öffnung in Umfangsrichtung ausbildet, durch die die Luft radial in den zweiten Strömungskanal 15 einströmt. Diese Eingangsöffnung zwischen dem Außenrohr 14 und der Leitwand 18 kann umlaufend durchgängig sein (also ein offener Ring, der sich axial erstreckt), kann aber auch durch Platten teilweise verdeckt werden, die dann umlaufend und axial einen Teil der Eingangsöffnung verdecken. Dies könnte insbesondere in Verbindung mit den vorher genannten Unterkanälen ermöglichen, einzelne Strömungskanäle abzudecken. Jedoch würde dies wieder einen erhöhten Druckverlust bedeuten.
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Diese Leitwand 18 kann durch das Gehäuse 3 ausgebildet werden oder beispielsweise durch das Gehäuse der Filtereinrichtung 5, so wie es in 2 gezeigt ist. Die Leitwand kann aber auch als ein Teil des inneren Strömungsrohrs 12 ausgebildet sein (siehe 3a), so dass die Strömung auch beim Anschluss an ein Ansaugrohr (nicht gezeigt) ebenfalls radial in den zweiten Strömungskanal 15 einfließt. Dazu könnte an dem unteren Ende des inneren Strömungsrohrs ein flacher Ring 18 angeordnet sein, der einstückig mit dem Innenrohr 12 ausgebildet ist, oder ebenfalls durch Schrauben, Schweißen, Löten, Kleben oder einer Passung (bspw. Presspassung) an dem Innenrohr 12 befestigt wird. in diesem Fall könnte die Leitwand 18 auch bewegbar und entlang des Innenrohrs 12 verschiebbar ausgebildet sein. Dadurch kann die Strömungsgeschwindigkeit an der Eingangsöffnung zwischen der Leitwand 18 und dem Außenrohr 14 sogar eingestellt werden.
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Die Leitwand kann jedoch auch an dem äußeren Strömungsrohr 14 befestigt sein, was wiederum über Verbindungsstifte, Verbindungsplatten oder die oben genannten Abdeckplatten der Eingangsöffnung geschehen könnte (nicht gezeigt).
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In 3b ist eine kostengünstigere Methode für einen Ansaugtopf mit Leitwand gezeigt (die aber prinzipiell auch ohne Leitwand 18 verwendbar ist). Hier ist die Innenkontur des in 3a gezeigten Außentopfes 14 durch eine Blechwand ausgebildet. So wird eine sehr vorteilhafte Strömungsführung durch das Ausbilden eines optimalen Strömungskanals erreicht. Diese Blechwand fängt an dem Punkt an/geht bis zu dem Punkt, an dem die Strömung beeinflusst werden kann. Die Blechwand ist über die Verbindungsplatte 17 an dem inneren Rohr 12 befestigt, kann aber wie oben schon für den Ansagtopf erwähnt auch anderweitig positioniert und montiert sein.
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Ausführungsform 2
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In einer zweiten Ausführungsform ist zumindest ein Teil der Oberfläche des Ansaugtopfes, die zu dem ersten und zweiten Strömungskanal 13, 15 gerichtet ist, mit dem Absorptionsmaterial 20, 22 verkleidet. Bei einer anderen Bauart ist ein aus dünnem Material hergestellter Außentopf 14, 16 (Metall oder Kunststoff, im Folgenden beispielhaft Blech genannt) mit einem Absorptionsmaterial 20 an der Innenseite ausgebildet (die schraffierte Fläche im äußeren Strömungsrohr 14 in 4). Dabei kann das Außenblech des äußeren Strömungsrohrs 14 bspw. an dem Punkt 14.1 an der Außenfläche enden, so dass die Krümmung im Einströmbereich auch aus Absorptionsmaterial ausgebildet ist. Ebenso kann das Blech an den beiden Punkten 14.2 und 14.3 enden und die jeweils restliche (optimal ausgebildete) Innenkontur durch das Absorptionsmaterial ausgebildet werden. So wäre der Ansaugtopf im Wesentlichen aus Absorptionsmaterial ausgebildet. Das Absorptionsmaterial kann zum Beispiel als vorgeschnittenes Teil an die Innenseite des Außentopfes 14, 16 geklebt werden, oder kann an die Innere Oberfläche angeschäumt werden.
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Das Absorptionsmaterial 20, 22 besteht vorzugsweise aus einem Schaumstoff, beispielsweise aus Polyurethan, aus Polyurethan auf Polyesterbasis, aus Polyether oder anderen geeigneten Materialien. Eine andere Möglichkeit für ein Absorptionsmaterial könnte Steinwolle sein, die allerdings dann nicht an den Ansaugtopf 19 geschäumt werden kann, sondern z. B. mit Hilfe eines Drahtgitters an den jeweiligen Oberflächen befestigt werden muss.
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Vorzugsweise ist die Innenseite des äußeren Strömungsrohrs zumindest teilweise mit einem Absorptionsmaterial 20 beschichtet, oder die gesamte zum Strömungskanal gerichtete Oberfläche des äußeren Strömungsrohrs 14 mit diesem Absorptionsmaterial verkleidet oder direkt aus diesem Absorptionsmaterial ausgebildet, so dass große Wandstärken für das Absorptionsmaterial gewählt werden können, ohne die Form des Strömungskanales nachteilig zu beeinflussen. Hierdurch kann die Schalldämpfende Wirkung verstärkt werden bei gleichzeitig geringen Strömungs-Druckverlusten.
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Auch das innere Strömungsrohr kann teilweise oder vollständig mit dem Absorptionsmaterial 22 verkleidet sein, bevorzugt nur an der zum zweiten Strömungskanal gerichteten Oberfläche und/oder der zum ersten Strömungskanal gerichteten Oberfläche. Auch die zum Strömungskanal 15 gerichtete Oberfläche des inneren Strömungsrohres kann direkt aus Absorptionsmaterial ausgebildet werden, mit den oben beschriebenen Vorteilen.
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In 4 sind verschiedene Teilabschnitte des Absorptionsmaterial 20, 22 gezeigt und mit den Bezugszeichen 20a (Randbereich), 20b (Umfangsbereich), 20c (Endbereich) für das Außenrohr 14, bzw. 22a (Innenbereich), 22b (Außenbereich) und 22c (Endbereich) für das Innenrohr 12 bezeichnet. Die teilweise Abdeckung kann zwar beliebig sein, die in 4 gezeigten Bereiche sind jedoch bevorzugte Ausführungsformen für die Teilabdeckung und können in beliebiger Kombination ausgebildet sein (z. B. nur 22a, 20a und 20b; nur 20c und 22b; usw.).
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In einer Weiterbildung der Erfindung ist sogar die Filtereinrichtung mit dem Absorptionsmaterial beschichtet, jedoch ausschließlich vor dem Filter (nicht gezeigt), da ansonsten Partikel des Absorptionsmaterials in die Drehkolbenmaschine gelangen könnten.
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Selbstverständlich lässt sich die erste Ausführungsform mit der zweiten Ausführungsform kombinieren.
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Ausführungsform 3
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In einer dritten Ausführungsform des Ansaugtopfes 19 wird die Querschnittsfläche des Strömungskanals modifiziert. In den Ausführungsformen 1 und 2 sind die Querschnittsflächen des ersten und des zweiten Strömungskanals jeweils mit zur Axialrichtung der Strömungsrohre parallelen Richtungen gezeigt. Die Querschnittsfläche der Strömungskanäle 13, 15 wird dabei senkrecht zur Strömungsrichtung gemessen. In der dritten Ausführungsform wird die strömungsdruckverlustmindernde Wirkung dadurch erzeugt, dass sich die Querschnittsfläche des ersten und/oder zweiten Strömungskanals 13, 15 in Strömungsrichtung an zumindest einem axial verlaufenden Abschnitt verringert und sich in Strömungsrichtung dann im Wesentlichen nicht mehr vergrößert. Mit „Im Wesentlichen” ist gemeint, dass kleine Toleranzen erlaubt sind, wie sie beispielsweise durch eine polygonale Querschnittsverringerung an den Ecken entstehen würden, die nachfolgend noch erläutert wird.
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Dies ist beispielsweise an dem in 5a dargestellten Ansaugtopf gezeigt, bei dem der erste Strömungskanal 13 des inneren Strömungsrohrs eine geringere Querschnittsfläche Q1 aufweist als die vorhergehende Querschnittsfläche Q3 des zweiten Strömungskanals 15 zwischen dem äußeren Strömungsrohr 14 und dem inneren Strömungsrohr 12 (ein Kreisringquerschnitt).
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Bei einem dünnwandigen inneren Strömungsrohr 12, also wenn die Dicke x des inneren Strömungsrohrs 12 im Vergleich zu den Radien r und R vernachlässigbar gering ist, reicht es aus, wenn die Ungleichung 2(1/2)·r < R erfüllt ist.
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Bevorzugt verringert sich die Querschnittsfläche der Strömungskanäle 13, 15 jedoch zwei oder mehrmals schrittweise oder kontinuierlich in Strömungsrichtung, bis hin zu einer andauernden kontinuierlichen Abnahme der Querschnittsfläche (d. h. eine abschnittsweise kontinuierliche Abnahme des Querschnitts ist möglich). Mit kontinuierlich ist eine im Wesentlichen stetige Abnahme gemeint, so dass ein nachfolgender Querschnitt immer kleiner als ein vorhergehender Querschnitt ist. Dies allerdings nur bis zu einem Minimalquerschnitt, da ansonsten die Strömung der Luft behindert, im schlechtesten Fall komplett verhindert würde. Wichtig ist jedoch auch hier, dass sich die Querschnittsfläche im Wesentlichen nicht wieder vergrößert.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind drei Querschittsflächen Q1, Q2, Q3 an verschiedenen aber vorgegebenen Stellen in dem Ansaugtopf vorgesehen. Q1 beschreibt dabei bevorzugt die Querschnittsfläche im inneren Strömungsrohr 12, Q2 die Querschnittsfläche zwischen der Oberkante des inneren Strömungsrohrs 12 (dem zum Ende des äußeren Strömungsrohrs 14 gerichteten Ende) und der Innenfläche des Endes 16 des äußeren Strömungsrohrs 14 und Q3 die Querschnittsfläche zwischen der Außenfläche des inneren Strömungsrohrs 12 und der Innenfläche des äußeren Strömungsrohrs 14. Q4 stellt einen optionalen Querschnitt zwischen dem unteren Ende des äußeren Strömungsrohrs 14 und einer Leitwand 18 dar, wenn sie denn vorgesehen ist. Dabei gilt Q1 < Q2 < Q3 < Q4, wobei der Querschnitt zwischen den einzelnen Querschnitten Q1 bis Q3, bzw Q4 nicht mehr ansteigt. Q1 ist dabei eine Kreisfläche, Q2 und Q4 sind jeweils Zylindermantelflächen und Q3 ist eine Ringfläche (bei einem rotationssymmetrischen Körper).
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Ein Problembereich zwischen dem inneren Strömungsrohr 12 und dem äußeren Strömungsrohr 14, sowie auch die Ecke 28 zwischen der optionalen Leitwand 18 und dem inneren Strömungsrohr 12 kann von diesen Regeln ausgenommen werden, da sich hier die Fläche senkrecht zur Strömungsrichtung kurzfristig wieder verbreitert. In der Praxis hat das an diesen Stellen jedoch eigentlich keine Auswirkung, da sich dort Strömungswirbel ausbilden, die nahezu die gleiche Auswirkung wie eine feste Führungswand aufweisen.
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Dies kann jedoch ebenfalls in einer bevorzugten Weiterbildung vermieden werden, wie sie in 5b gezeigt ist. Dazu kann beispielsweise im Zentrumsbereich des geschlossenen Endes 16 des äußeren Strömungsrohrs 14 eine (bevorzugt tropfsteinartige) Vertiefung 27 vorgesehen sein, die die den Übergang der Strömung vom zweiten 15 in den ersten 13 Strömungskanal ausbildet und die Strömung im zweiten Strömungskanal 15 nahezu ohne Wirbel ineinander in den ersten Strömungskanal 13 aufgehen lässt. So verringern sich tatsächlich vom Anfang des zweiten Strömungskanals bis zum Anfang des ersten Strömungskanals die Querschnittsflächen der Strömungskanäle kontinuierlich. Im Einlaufbereich der Strömung kann, wenn eine Leitwand 18 verwendet wird, ebenfalls eine Strömungsführung 28 ausgebildet sein, die zwischen Leitwand und innerem Strömungsrohr angeordnet ist. Ferner kann dazu auch die Geometrie des äußeren Strömungsrohrs 14 nicht nur durch als Krümmungsradien ausgebildet sein, sondern eine erfindungsgemäße Verkleinerung des Querschnitts lässt sich auch mit hinreichender Genauigkeit durch eine polygonale angenäherte Krümmung ändern.
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Die Querschnittsverringerung könnte auch als ein Einsatzteil ausgebildet sein, dass in das äußere und/oder das innere Strömungsrohr 12, 14 eingesetzt und befestigt werden könnte. Ein solcher Einsatz könnte aus einem zu den Strömungsrohren unterschiedlichen Material ausgebildet sein, bspw. einem Kunststoff oder Metall oder schalldämmendem Material. Selbstverständlich könnte in einer Kombination aus zweiter und dritter Ausführungsform jegliche gewünschte Geometrie durch anbringen des Absorptionsmaterials 22, 20 in den Außentopf 14, 16 und an das Innenrohr 12 ausgebildet werden.
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Auch diese Ausführungsform lässt sich beliebig mit der ersten oder der zweiten Ausführungsform oder mit beiden Ausführungsformen gleichzeitig kombinieren, denn die verschiedenen Merkmale, die zur Schalldämmung beitragen, sind in keinem Fall widersprüchlich.
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Der Schutzbereich dieser Anmeldung wird durch die nachfolgenden Ansprüche definiert, weshalb hier noch einmal offenbart werden muss, dass sich die Erfindung auch auf den Ansaugtopf alleine bezieht. D. h. der Ansaugtopf für ein Verdichteraggregat könnte auch ohne Saugvorrichtung beansprucht werden.
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So betrifft die Erfindung beispielsweise auch einen Ansaugtopf 19 für ein Verdichteraggregat 1 mit einer Saugvorrichtung 2, umfassend ein inneres Strömungsrohr 12, das direkt oder indirekt an einer Ansaugöffnung 4 der Saugvorrichtung 2 montierbar ist und das in seinem inneren einen ersten Strömungskanal 13 für angesaugte Luft definiert, ein äußeres Strömungsrohr 14, das an dem inneren Strömungsrohr 12 montiert ist und eine zur Längsachse des inneren Strömungsrohrs 12 im Wesentlichen parallelen Längsachse aufweist, so dass zwischen dem inneren Strömungsrohr 12 und dem äußeren Strömungsrohr 14 ein zweiter Strömungskanal 15 für die angesaugte Luft ausgebildet ist, der vorzugsweise zumindest teilweise in Axialrichtung verläuft, wobei ein Ende 16 des äußeren Strömungsrohrs geschlossen ist und so vor dem Ende des inneren Strömungsrohrs angeordnet ist, dass die angesaugte Luft von dem zweiten Strömungskanal 15 in den ersten Strömungskanal 13 umgeleitet wird, und der Ansaugtopf so ausgebildet ist, dass das zweite Strömungsrohr 14 im Gebrauch einer Leitwand 18 so gegenüberliegt, dass zumindest eine Eintrittsöffnung für Luft ausgebildet wird, die in Bezug auf das innere Strömungsrohr des Ansaugtopfes in Umfangsrichtung ausgebildet ist und durch die die Luft in den zweiten Strömungskanal 15 radial eingesaugt wird.
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Ebenfalls betrifft die Erfindung einen Ansaugtopf für ein Verdichteraggregat 1 mit einer Saugvorrichtung 2, umfassend ein inneres Strömungsrohr 12, das direkt oder indirekt an einer Ansaugöffnung 4 der Saugvorrichtung 2 montierbar ist und das in seinem Inneren einen ersten Strömungskanal 13 für angesaugte Luft definiert, ein äußeres Strömungsrohr 14, das an dem inneren Strömungsrohr 12 montiert ist und eine zur Längsachse des inneren Strömungsrohrs 12 im Wesentlichen parallelen Längsachse aufweist, so dass zwischen dem inneren Strömungsrohr 12 und dem äußeren Strömungsrohr 14 ein zweiter Strömungskanal 15 für die angesaugte Luft ausgebildet ist, wobei ein Ende 16 des äußeren Strömungsrohrs geschlossen ist und so vor dem Ende des inneren Strömungsrohrs angeordnet ist, dass die angesaugte Luft von dem zweiten Strömungskanal 15 in den ersten Strömungskanal 13 umgeleitet wird, wobei eine Oberfläche des äußeren Strömungsrohrs 14 und/oder des inneren Strömungsrohrs 12, die zu einem Strömungskanal 13, 15 gerichtet ist, zumindest teilweise mit einem schalldämmenden Absorptionsmaterial 20, 22 verkleidet ist.
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Abschließend betrifft die Erfindung auch einen Ansaugtopf für ein Verdichteraggregat 1 mit einer Saugvorrichtung 2, umfassend ein inneres Strömungsrohr 12, das direkt oder indirekt an einer Ansaugöffnung 4 der Saugvorrichtung 2 montierbar ist und das in seinem Inneren einen ersten Strömungskanal 13 für angesaugte Luft definiert, ein äußeres Strömungsrohr 14, das an dem inneren Strömungsrohr 12 montiert ist und eine zur Längsachse des inneren Strömungsrohrs 12 im Wesentlichen parallelen Längsachse aufweist, so dass zwischen dem inneren Strömungsrohr 12 und dem äußeren Strömungsrohr 14 ein zweiter Strömungskanal 15 für die angesaugte Luft ausgebildet ist, wobei ein Ende 16 des äußeren Strömungsrohrs geschlossen ist und so vor dem Ende des inneren Strömungsrohrs angeordnet ist, dass die angesaugte Luft von dem zweiten Strömungskanal 15 in den ersten Strömungskanal 13 umgeleitet wird, bei dem sich zumindest ein Abschnitt der Querschnittsfläche Q1, Q2 zumindest eines Strömungskanals 13, 15 von der Eintrittsöffnung in Strömungsrichtung verringert, bevorzugt kontinuierlich.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10319318 B4 [0004]
- CH 17763 [0005]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- Eck, B.: Technische Strömungslehre, Band 2 Anwendungen, 9. Aufl. Springer-Verlag 1991 [0002]
