DE20314134U1 - Pneumatischer Abblas-Schalldämpfer - Google Patents
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Abstract
Schalldämpfer (1)
zur Dämpfung
von in pneumatischen Drucksystemen durch Druck-Abblas-Strömungen (16)
von einer Druckseite zu einer Atmosphärenseite entstehenden Geräuschen,
bestehend aus einem einen Expansionsraum (4) umschließenden Gehäuse (2)
mit einem druckseitigen Einlass (6) für die Abblas-Strömung (16)
und einem gegenüberliegenden,
atmosphärenseitigen
Auslass (8), gekennzeichnet durch ein innerhalb des Expansionsraums
(4) in der Nähe
des Einlasses (6) angeordnetes, aus einem porösen, durchströmbaren Material
bestehendes Dämpfungselement
(18).
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schalldämpfer zur Dämpfung von in pneumatischen Drucksystemen durch Druck-Abblas-Strömungen von einer Druckseite zu einer Atmosphärenseite entstehenden Geräuschen, bestehend aus einem einen Expansionsraum umschließenden Gehäuse mit einem druckseitigen Einlass für die Abblas-Strömung und einem gegenüberliegenden, atmosphärenseitigen Auslass.
- Ein solcher Schalldämpfer ist unter dem Begriff "Expansionsrohr" bekannt. Die Schalldämpfung beruht auf dem bekannten Prinzip "Doppelter Querschnittssprung", indem sich der Einlass zunächst in den Expansionsraum erweitert (Querschnittsvergrößerung) und letzterer in den verengten Auslass mündet (Querschnittsreduzierung). Zusätzlich ist in dem bekannten Expansionsrohr zur Filterung von von der Atmosphärenseite her über einen Kompressor durch den Schalldämpfer hindurch angesaugter Luft nahe vor dem Auslass ein scheibenförmiger, dem Innenquerschnitt des Expansionsraums entsprechender Luftfilter (Schaumstoff Filter bzw. Sinter-Filterpatrone) angeordnet. Das bekannte Expansionsrohr ist bezüglich der Schalldämpfung noch nicht zufriedenstellend.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schalldämpfer der genannten Art so zu verbessern, dass eine deutlich effektivere Schalldämpfung erreicht wird.
- Zur Lösung dieser Aufgabe können mehrere neue Erfindungsmaßnahmen einzeln (alternativ) oder aber in bestimmter Kombination angewandt werden.
- Eine erste erfindungsgemäße Maßnahme besteht darin, innerhalb des Expansionsraums ein Dämpfungselement in der Nähe des Einlasses, und zwar vorzugsweise unmittelbar im _ Anschluß an den Einlass, anzuordnen: Dieses Dämpfungselement besteht aus einem formstabilen, aber porösen und dadurch durchströmbaren Material. Die Abblas-Strömung strömt somit vor, während oder unmittelbar nach dem ersten Querschnittssprung durch das Dämpfungselement hindurch, was eine sehr effektive Schalldämpfung um mindestens 5 dB bewirkt.
- Zusätzlich zu der speziellen Anordnung des Dämpfungselementes im Bereich des Einlasses, eventuell aber auch alternativ (unabhängig davon), kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass das Dämpfungselement eine durchströmbare Strömungsfläche aufweist, die größer als die Innenquerschnittsfläche des Expansionsraums ist. Durch diese Vergrößerung der für die Durchströmung zur Verfügung stehenden Fläche kann ebenfalls eine effektive Schalldämpfung erreicht werden.
- Als weitere erfindungsgemäße Lösung der obigen Aufgabe kann innerhalb des Expansionsraums ein Dämm-Material, wie Watte oder dergleichen weiches, stopffähiges Fasermaterial, angeordnet sein. Diese Maßnahme führt ebenfalls zu einer Verbesserung der Schalldämpfung, und zwar sogar auch ohne das erfindungsgemäße Dämpfungselement bzw. mit einem bekannten scheibenförmigen Filterelement. Besonders vorteilhaft ist aber eine Kombination mit dem speziellen Dämpfungselement nach Anspruch 2 insbesondere mit der Anordnung nach Anspruch 1.
- Schließlich sollte das Verhältnis des Innenquerschnittes des Expansionsraums zu dem Querschnitt des Auslasses im Bereich zwischen 2 : 1 und maximal 30 : 1 liegen, wobei erkannt wurde, dass überraschender Weise (weil in Abweichung von theoretischen Überlegungen) gerade kleinere Verhältnisse insbesondere im Bereich um 8 : 1 zu einem Optimum für die Dämpfung führen. Dies kann beispielsweise bei Vorgabe eines bestimmten Innenquerschnittes (Durchmessers) des Expansionsraums durch Vergrößerung des Querschnittes bzw. Durchmessers des Auslasses erreicht werden.
- Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung sind in Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung enthalten.
- Anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten, bevorzugten Ausführungsbeispiels soll die Erfindung genauer erläutert werden. Dabei zeigt die einzige Zeichnungsfigur einen erfindungsgemäßen Schalldämpfer im Längsschnitt zusammen mit schematischen Komponenten eines pneumatischen Drucksystems zur Verdeutlichung der Einbausituation des Schalldämpfers.
- Ein erfindungsgemäßer Schalldämpfer
1 ist in einer Ansaugleitung (selbst nicht dargestellt) eines pneumatischen Drucksystems anzuordnen. Der Schalldämpfer1 besteht aus einem patronenartigen Gehäuse2 , das einen Expansionsraum4 umschließt und einen einseitigen Einlass6 und einen gegenüberliegenden Auslass8 aufweist. Wie dargestellt, weist der Expansionsraum4 einen gegenüber dem Einlass6 und dem Auslass8 erweiterten Innenquerschnitt A1 entsprechend dem Prinzip "doppelter Querschnittssprung" auf. Der Einlass6 wird über eine nicht dargestellte Schaltventilanordnung mit einem Kompressor10 verbunden, der in einem beliebigen pneumatischen Aggregat12 einen Druck p aufbaut. Dazu saugt der Kompressor10 Luft von einer Atmosphärenseite durch den Schalldämpfer1 hindurch an, was durch gestrichelte Pfeile14 veranschaulicht ist. Für diese Ansaugströmung14 bilden der Auslass8 eigentlich einen Einlass und der Einlass6 eigentlich einen Auslass. In bestimmten Betriebszuständen des pneumatischen Drucksystems ist es aber erforderlich, den Druck p aus dem Aggregat12 zumindest teilweise abzulassen, wodurch eine umgekehrte, mit voll gezeichneten Pfeilen16 veranschaulichte Abblasströmung entsteht, die wegen einer druckbedingt relativ großen Strömungsgeschwindigkeit starke Geräusche verursacht, die durch den Schalldämpfer1 gedämpft werden sollen. Die Abblasströmung (Pfeile16 ) erfolgt somit von dem druckseitigen Einlass6 durch den Expansionsraum4 zum atmosphärenseitigen Auslass8 . - Wie weiterhin dargestellt ist, können der Einlass
6 und der Auslass8 jeweils als Stutzen zum Anschluß von nicht dargestellten Rohr- oder Schlauchleitungen ausgebildet sein. - Innerhalb des Expansionsraumes
4 ist erfindungsgemäß ein aus einem porösen und dadurch durchströmbaren Material bestehendes Dämpfungselement18 so angeordnet, dass es von der Abblasströmung16 – natürlich auch von der umgekehrten Ansaugströmung14 – durchströmbar ist. Dadurch hat das Dämpfungselement18 zusätzlich auch eine Filterfunktion. Erfindungsgemäß ist das Dämpfungselement18 unmittelbar im Anschluß an den Einlass6 angeordnet. Dabei weist das Dämpfungselement18 eine durchströmbare Strömungsfläche auf, die jedenfalls größer als die Innenquerschnittsfläche A1 des Expansionsraums4 ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist dazu das Dämpfungselement18 als länglicher Hohlkörper mit einer porösen Körperwandung20 ausgebildet, wobei der Hohlkörper ausgehend von dem Einlass6 frei in den Expansionsraum4 ragt. Auf seiner dem Einlass6 zugekehrten Seite weist der Hohlkörper eine Einströmöffnung auf und gegenüberliegend weist er einem geschlossenen Boden auf. Die Körperwandung20 besteht aus einem porösen, aber formstabilen Kunststoff insbesondere aus der Gruppe der Polyolefine, vorzugsweise aus einem porösen Polyethylen hoher Dichte (HDPE). - Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist zusätzlich innerhalb eines dem Dämpfungselement
18 benachbarten Bereich des Expansionsraums4 ein weiches, flexibles, stopffähiges Dämm-Material22 , wie Watte oder dergleichen Fasermaterial, angeordnet. Wegen der erfindungsgemäßen Anordnung des Dämpfungselementes18 auf der an den Einlass6 angrenzenden Seite ist das Dämm-Material22 folglich im Bereich zwischen dem Dämpfungselement18 und dem Auslass8 angeordnet, kann aber auch zumindest anteilig innerhalb des Auslasses8 angeordnet sein. - Als weitere erfindungsgemäße Maßnahme ist vorgesehen, dass das Verhältnis der Innenquerschnittsfläche A1 des Expansionsraums
4 zur Querschnitfsfläche A2 des Auslasses8 maximal 30 : 1 beträgt. Dieses Verhältnis sollte für eine besonders effektive Dämpfung insbesondere etwa im Bereich von 2 : 1 bis 10 : 1 liegen, insbesondere um etwa 8 : 1. Wenn es sich beispielsweise bei dem Gehäuse2 bzw. dem Expansionsraum 4 um einen Zylinder mit kreisförmigem Innenquerschnitt handelt und der Auslass8 ebenfalls einen kreisförmigen Innenquerschnitt aufweist, so ergibt sich ein Durchmesserverhältnis des Innendurchmessers des Expansionsraums 4 zum Innendurchmesser des Auslasses8 zwischen 1,5 : 1 und 6 : 1, insbesondere um etwa 3.1. - Zweckmäßig besteht das patronenartige Gehäuse
2 aus zwei Gehäuseteilen2a ,2b , vorzugsweise aus Kunststoff, die bevorzugt über eine Rastverbindung24 (schnappbare, insbesondere umfänglich geschlossene Form- oder Kraftformschlußverbindung) verbunden sind. Das Dämpfungselement18 ist vorzugsweise über einen nicht dargestellten Gewindeanschluß so mit dem einen Gehäuseteil2a verbunden, dass die Abblasströmung16 aus einem Einlass6 direkt in den Hohlkörper des Dämpfungselementes18 hinein und dann durch die Wandung20 hindurch weiter in den Expansionraum4 strömt. Dadurch wird genau im Bereich des ersten Querschnittssprungs eine zusätzliche, sehr effektive Schalldämpfung erreicht. Dazu trägt auch die große durchströmte Strömungsfläche des Dämpfungselements18 bei. Das Dämpfungselement18 kann auch einteilig mit dem Gehäuseteil2a verbunden sein, z. B. stoffschlüssig durch 2K-Spritzen, Verkleben, Verschweißen oder dergleichen: - Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern umfaßt auch alle. im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungen. So können alle einzelnen Erfindungsmerkmale alternativ oder in beliebigen Kombinationen vorgesehen sein.
Claims (7)
- Schalldämpfer (
1 ) zur Dämpfung von in pneumatischen Drucksystemen durch Druck-Abblas-Strömungen (16 ) von einer Druckseite zu einer Atmosphärenseite entstehenden Geräuschen, bestehend aus einem einen Expansionsraum (4 ) umschließenden Gehäuse (2 ) mit einem druckseitigen Einlass (6 ) für die Abblas-Strömung (16 ) und einem gegenüberliegenden, atmosphärenseitigen Auslass (8 ), gekennzeichnet durch ein innerhalb des Expansionsraums (4 ) in der Nähe des Einlasses (6 ) angeordnetes, aus einem porösen, durchströmbaren Material bestehendes Dämpfungselement (18 ). - Schalldämpfer insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement(
18 ) eine für die Durchströmung wirksame Strömungsfläche aufweist, die größer als die Innenquerschnittsfläche (A1) des Expansionsraums (4 ) ist. - Schalldämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (
18 ) als länglicher Hohlkörper mit einer einseitigen, mit dem Einlass (6 ) verbundenen Einströmöffnung und einer porösen Körperwandung (20 ) mit einem der Einströmöffnung gegenüberliegenden Boden ausgebildet ist. - Schalldämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Körperwandung (
20 ) aus einem porösen Kunststoff insbesondere aus der Gruppe der Polyolefine, vorzugsweise aus einem porösen Polyethylen hoher Dichte (HDPE), besteht. - Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4 oder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Expansionsraums (
4 ) ein Dämm-Material (22 ), wie Watte oder dergleichen Fasermaterial, angeordnet ist. - Schalldämpfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämm-Material(
22 )im Bereich zwischen dem Dämpfungselement (18 ) und dem Auslass (8 ) und/oder zumindest anteilig innerhalb des Auslasses (8 ) angeordnet ist. - Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6 oder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des Innenquerschnitts (A1) des, Expansionsraums (
4 ) zum Querschnitt (A2) insbesondere des Auslasses (8 ) und/oder des Einlasses (6 ) im Bereich zwischen 2 : 1 und maximal 30 : 1, insbesondere um etwa 8 : 1, liegt.
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Legal Events
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Effective date: 20050217 |
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R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20061207 |
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R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20091208 |
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Effective date: 20120403 |