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Schalldämpfer
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für druckluftbetätigte Geräte Die Erfindung betrifft einen Schalldämpfer
mit einem einen undurchlässigen Mantel aufweisenden Gehäuse, dessen hohlraum mit
schalldämpfenden Elementen versehen ist und an dessen erster undurchlässiger Stirnseite
ein Anschluss an das betreffende Gerät angeordnet ist, während an der zweiten Stirnseite
ein Luftaustritt an die Atmosphäre vorgesehen ist.
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Es ist bereits ein Schalldämpfer bekannt geworden, der ein rohrartiges,
undurchlässiges Gehäuse -aufweist, an dessen einer
Stirnwand ein
Anschluss für die Druckluft vorhanden ist.
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Das Innere des Rohres ist mit einer Vielzahl von Fasern, Spänen oder
dergleichen angefüllt, wobei diese Füllung bis zu der offenen,vorderen Stirnfläche
reicht. Die in den Schalldämpfer eintretende Druckluft durchströmt dann in einer
Vielzahl von gewundenen Bahnen den Schalldämpfer, so dass sich die Luftgeschwindigkeit
entsprechend ermässigt. Derartige Schalldämpfer sind für eine rasche Abgabe der
Druckluft nicht geeignet. Ausserdem neigt die Füllung des Rohres zu Verstopfungen,
da in die freien kleinen Räume sich ohne weitere Verunreinigungen festsetzen können.
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Bei einem weiteren bekannten Schalldämpfer ist die Anordnung so getroffen,
dass der Hauptkörper ein mit kleinen Löchern versehenes Rohr aufweist, dessen eine
Seite durch eine Stirnwand ganz verschlossen ist, während an der anderen Stirnwand
noch ein Druckluftanschluss angebracht ist. Das Innere des ohlraums ist mit Fasern,
Spänen oder dergleichen angefüllt. Hier treten dieselben Nachteile ein, wie sie
bereits weiter oben beschrieben worden sind.
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Bei einer weiteren bekannten Ausführungsform eines Scllalldämpfers
ist das Gehäuse in der gleichen Weise, wie azorbeschrieben, ausgebildet. Innerhalb
des Gehäuses ist ein Rincjzylinder aus porösem Material vorgesehen. Am Eingang zum
Innenraum ist ein grossporiges Metallgewebe angebracht und im Inneren des Elohlzylinders
sind breite Metallstege vorgesehen, um ine mehrfache Schallbrechung zu erzielen.
Durch die Bildung von Kammern
weist diese Konstruktion einige Vorteile
auf, doch ist sie in ihrem Aufbau verhältnismässig kompliziert und ausssTdem ist
in vielen Fällen ein radialer Austritt der Luft as dem Schalldämpfer nicht erwünscht.
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Der erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Scllalldämpfer
zu schaffen, der einen axialen Luftdurchgang aufweist und durch besondere Ausbildung
des inneren Hohlraumes pine vorteilhafte Schalldämpfung erreicht. Diese Aufgabe
wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass der Hohlraum in mehrere, in Strömungsrichtung
der Druckluft gesehen, hintereinanderliegende Kammern unterteilt ist, die durch
Lochwände getrennt sind, von denen, in Durchflussrichtung gesehen, die letzte Lochwand
mindestens zum wesentlichen Teil die zweite Stirnwand bildet, und dass mindestens
vor der letzten Lochwand wenigstens eine luftdurchlässige Dänunscheibe ,anliegend
an die Lochwand,anyeordnet ist.
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Günstig ist es, wenn der hohlraum des Gehäuses im wesentlichen kreis
zylindrischen Querschnitt hat, da dann die verschiedenen Kammern einen gleichen
Durchmesser aufweisen und so die Stauräume in ihrem Verhältnis zueinander und in
der Hinterolnander schaltung besonders günstig ausgebildet werden können Vorteilhaft
ist es dabei ferner, dass eine Lochwand die vordere Stirnwand bilden kann, die gegebenenfalls
gegenüber dem Gelläuserand etwas zurückversetzt sein kann, insbesondere um Haltee1mente
möglichst wenig nach aussen vorstehen zu lassen.
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Infolge der günstigen Schalldämpfung ist es für den Durchgang durch
die Lochwände vorteilhaft, wenn die dort vorhandenen
Löcher verhältnismässig
gross sind. Bei runden Löchern können diese einen Durchmesser von mehreren Millimetern,
ja bis zu G Millimeter oder noch mehr, haben.
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Durch den axialen Luftaustritt kann beim Einbau eine weitere wesentliche
Schalldämpfung erreicht werden, indem dio Austrittsöffnung auf eine Stelle gerichtet
wird, von der am wenigsten Reflexionen ausgehen.
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Die Anordnung der Dämmscheibe hängt von der Art der Anwendung des
Schalldämpfers ab. Falls ein rascher Luftdurchgang erwünscht ist, kann es vorteilhaft
sein, lediglich an der vordersten Lochwand eine oder mehrere Dämmscheiben anzubringen
und gegebenenfalls eine solche Dämmscheibe auch noch an einer mittleren Lochwand
vorzusehen, dagegen nicht an der, in Strömungsrichtung gesehen, ersten Lochwand.
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Die Halterung der Lochwände geschieht in günstiger Weise durch Verschraubungen,
und zwar derart, dass die Schraubenbnlzen das ganze Gehäuse durchdringen und durch
Muttern gehalten sind.
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Die Abstände der Lochwände können dann entweder durch Schultern des
Gehäuses, der Schraubenbolzen oder auch durch Abstandsringe oder Abstandbuchsen
gesichert sein.
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Die angestrebte Schalldämpfung lässt sich dabei in einfacher Weise
noch dadurch erheblich intensivieren, dass sich die Querabmessung des Hohlraumes,
in Strömungsrichtung gesehen, mindestens einmal vergrössert, wodurch sich die Kammfern,in
Durchflussrichtung gesehen, radial ausdehnen. Hieraus resultiert
wiederum
in den Kammern eine entsprechende i)ruckminderung, die auch zu der Schalldämpfung
führt.
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Das achalldämfergehäuse kann sich hierbei, in Strömtlllgsrichtung
gesehen, beispielsweise konisch erweitern. Technisch wesentlich vorteilhafter ausführbar
ist jedoch eine Bauform, bei der das die vergrösserte Querabmessung aufweisende
Hohlraumteilstück zum übrigen Hohlraumteilstück stufenförmig abgesetzt ist. Die
Schalldämpfung lässt sich bei dieser bauart noch dadurch steigern, dass der gegenseitige
Abstand der Lochwände des die vergrösserte Querabmessung aufweisenden Hohlraumteilstückes
kleiner ist als derjenige der im anderen Hohlraumteilstück angeordneten Lochwände.
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ei bestimrnten Anwendungsfällen muss der Schalldämpfer eine weitere
wesentliche Forderung erfüllen, die darin besteht, class ein Teil der einströmenden
Luft bei hoher Schalldämpfung sofort aus dem Schalldämpfer abströmen kann. So besteht
beispielsweise bei pneumatisch gesteuerten Pressen die Forderung, dass der Schalldämpfer
kein Luftrückstau verursachen und damit keine Verzögerung beim Stillsetzen des Pressenstempels
herbeiführen darf. Um diese Forderung zu erfüllen, sind in weiterer vorteilhafter
Ausgestaltung der Erfindung di die Lochwände an ihrer der Strömungsrichtung entgegengericilteten
seite abdeckenden luftdurchlässigen Dämmplatten mit einer im wesentlichen übereinstimmende
Anzahl von Löchern ausgestattet, die kleiner ist als die Anzahl der in den Lochwinden
vorhandenen Löcher, die jedoch mit den Löchern der Lochwände fluchten und deren
Durchmesser demjenigen der
in den Lochwänden vorqesehenon Löcher
entspricht.
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Durch die Anzahl der Löcher in den Dämmplatten lässt sich auf einfache
Weise festleqen,welche Luftmenge sehr schnell wieder aus dem Schalldämpfer entweichen
kann, um die einwandfreie Funktion einer pneumatisch gesteuerten Anlage zu gewährleisten,
wobei trotzdem eine wirkungsvolle Schalldämpfung erreicht wird. Dabei lässt sich
ein besonders niedriger Schalllegel erzielen, wenn in weiterer vorteilhafter Ausgestaltuxzq
des Schalldämpfers die Löcher von Dämmplatten benachbarter Lochwände abwechselnd
einmal in deren mittlerem und einmal in deren Randbereich vorgesehen sind.
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Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der
nachfolgenden Beschreibung von in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispielen
erfindungsyemässer Schalldämpfer.
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In der Zeichnuny zeigen: Fig.l einen Längsschnitt durch ein erstes
Ausführunc!slDeispiel eines Schalldämpfers, Fig.2 einen Querschnitt des Schalldämpfers
entlang dor Linie 2-2 der Fig.l,
Fig.3 einen Längsschnitt durch
ein zweites Ausführungsbeispiel eines Schalldämpfers, Fig.4 und 5 jeweils eine Draufsicht
auf benachbarten Lochwänden zugeordnete Dänmplatten.
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In der Zeichnung ist mit lo ein Gehäuse bezeichnet, das einen zylindrischen
Mantel 12 und eine erste Stirnwand 14 aufweist.
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Sowohl der Mantel 12 als auch die erste Stirnwand 14 sind luftundurchlässig.
An der ersten Stirnwand ist ein Anschlussstutzen 16 für den Anschluss an eine Druckluftleitung
vorgesehen.
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In dem hohlraum 18 des Gehäuses sind hintereinander drei Lochwände
im Abstand voneinander vorgesehen, und zwar eine erste Lochwand 20, eine zweite
Lochwand 22 und eine dritte Lochwand 24. Diese drei Lochwände haben Löcher 26 von
erheblichem Durchmesser, beispielsweise von ungefähr 6 Millimeter. Vor der zweiten
Lochwand befindet sich eine Dämmscheibe 28 und zuvor der dritten Lochwand drei Dämmscheiben
30, die jeweils unmittelbar gegen die Innenfläche der zugehörigen Lochwand anliegen.
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In dem Ausführungsbeispiel sind zur Halterung der Lochwände und der
Dämmscheiben drei Verschraubungen 32 vorgesehen, die jeweils einen Schraubenbolzen
34 und je eine obere und eine untere Mutter 36 haben. Um nun die erste Lochscheibe
zu halten, ist an dem in Fig.l linken Schraubenbolzen eine Schulter 38 angeformt
und auf den rechten Schraubenbolzen ist eine Abstandsmutter 40 aufgesteckt. Die
Abstände der zweiten Lochwand
und der dritten Lochwand sind durch
Abstandsringe 42 und 44 festgelegt, die gegen die Innenwand des Mantels 12 anliegen.
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In diesem Ausführungsbeispiel sind die verschiedenen Möglichkeiten
der Halterung der Lochwände in Kombination angegeben.
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Bei einer wirklichen Konstruktion kann dann einheitlich vorgegangen
werden. Beispielsweise könnten die Lochwände durch insgesamt drei Abstandsringe
gehalten werden, wobei dann der dritte Abstandsring sich gegen die erste Stirnwand
14 abstützen würde. Falls dieser dritte Abstandsring weggelassen wird, könnten sämtliche
Schraubenbolzen Schultern 38 haben oder alle diese Bolzen könnten mit einer Abstandsbuchse
40 versehen sein.
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Günstig sind die Abstandsringe besonders dann, wenn Dämmscheiben gegen
die Innenseite von Lochwänden angepresst werden sollen wie dies bei der zweiten
und dritten Lochwand 22 bzw. 24 der Fall ist.
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Um die Verschraubungen über den Umfang nur wenig oder gar nicht vorstehen
zu lassen, ist es dabei zweckmässig, wenn die dritte Lochwand 24 vom Gehauserand
46 des Mantels 12 nach innen zu etwas versetzt ist.
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Die vorteilhafte Schalldämpfung hängt wesentlich damit zusammen, dass
durch die Lochwände und die erste Stirnwand drei Kammern 50,52,54 von erheblichem
Rauminhalt geschaffen wurden, in denen die Druckluft sich ausdehnen kann und an
Geschwindigkeit verliert. babei können die Kammern von gleichem Rauminhalt oder
von abgestufter Grösse sein.
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Ein Ausführungsbeispiel eines Schalldämpfers mit abgestufter Grösse
der einzelnen Kammern zeigt Fig.3. Das Gehäuse dieses Schalldämpfers weist ein unteres
und ein oberes, als Ganzes mit 60 und 62 bezeichnete Gehäuseteilstücke auf, die
jeweils topfartig ausgebildet sind. Im Boden 64 des unteren Gehäuseteilstückes 60
ist in der Mitte ein Anschlusstutzen 66 eingesetzt, während im Boden 68 des oberen
Gehäuseteilstückes der Mantel 70 des unteren Gehäuseteilstückes in eine zentrale
Bodenausnehmung eingreift. Damit vergrössert sich also die Querabmessung des durch
die beiden Gehäuseteilstückes definierten Hohlräumes, in Strömungsrichtung gesehen,
z.B. einmal.
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In beiden Gehäuseteilstücken sind in Abständen übereinander Lochwände
72 angeordnet, die sich jeweils bis zum Innenumfang der Gehäuseteilstücke in radialer
Richtung erstrecken.
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Der gagenseitige Abstand der im Gehäuseteilstück 62 angeordneten Lochwände
ist dabei vorzugsweise etwas kleiner gwählt als der Abstand der im Gehäuseteilstück
60 angeordneten Lochwände. An der Unterseite jeder Lochwand, d.h. an deren der Strömungsrichtung
entgegengerichteten Stirnfläche t:efindet sich beispielsweise jeweils eine aus durchlässigem
Material bestehende Dämmplatte 74. Sämtliche plattenförmigen Lochwände und Dämmplatten
sind mittels in gleichem Winkelabstand voneinander angeordneter Schraubenbolzen
76,78,80 sowie mittels zwischen den einzelnen Lochwänden und Dämmplatten auf den
Schraubenbolzen vorgesehenen Distanzbuchsen 82 zu einem Plattenpaket zusammengespannt
und als Ganzes in das aus deti beiden Gehäuse teilstücken 60,62 gebildete Gehäuse
eingesetzt. Das Plattenpaket wird in diesem Geiiäuse mittels weiterer Schraubonbolzen
84 gehalten, die am Boden 68 des oberen Gehäuseteilstückes 62 mittels entsprechenden
Muttern 86 festgeschraubt sind. Der untere Teil des Lochplattenpaketes greift demgemäss
frei in
das untere Gehäuseteilstück 60 ein und ist an diesem ncht
festgelegt, was montagetechnisch besondere Vorteile L tet.
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In den ig. 4 und 5 sind die die Schraubenbolzen 75,76,78,80 aufnehmenden
Bohrungen 75' ,76' ,78' ,bo' und die die Scl1raubenbolzen 84 aufnehmenden Bohrungen
mit 84' bezeichnet. Die einzelnen, zwiscnen den Lochwänden 72 vorhandenen Kammern
88, die im Gehäuseteilstück 62 eine wesentlich grössere Weite haben als im Gehäuseteilstück
60 bewirken eine besonders intensive Verminderung des Geräuschpegels.
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Dieser Schalldämpfer ist aber auch so eingerichtet, dass eine bestimmte
Menge der einströmenden Druckluft sehr schnell wieder an die Atmosphäre abgegeben
wird, um zu verhindern, dass beispielsweise aufgrund verschmutzter Dämmplatten Steuerbewegungen
von Maschinenelementen unzulässig verlangsamt werden und dadurch die Betriebssicherheit
an Maschinen beeinträchtigt wird.
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Hierzu sind die Dämmplatten bereichsweise mit zu den Bohrungen der
Lochwände 72 fluchtenden Bohrungen 9o ausgestattet, und die Konstruktion ist so
getroffen, dass die Löcher von Dämmplatten 74 benachbarter Lochwände 72 abwechselnd
einmal in deren mittlerem und einmal in deren Randbereich vorgesehen sind (Fig.4
und 5).
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In jeder Dämmplatte ist dabei die gleiche Anzahl von Bohrungen vorgesehen,
so dass durch die entsprechende Anzahl von Tsohrungen sich die sofort wieder entweichende
Luftmenge bestimmen lässt. Die Anordnung der Bohrungen 9o abwechselnd im zentralen
bzw. im Randbereich der Dämmplatten führt hierbei dazu, dass
die
Luft, die durch die Borungen relativ schnell entweichen kann, mehrfach in einander
entgegengesetzten Richtungen bis zu ihrem Austritt innerhalb des Schalldämpfergehäuses
umgelenkt wird,was zu einer weiteren Verminderung des SchaLlpegels führt.
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Der Schalldämpfer könnte auch mehrere im Durchmesser di)gestufte Gehäuseteilstücke
aufweisen; ausserdem kann bei einer solchen Nonstruktion der Abstand der Lochwände
72 auch noch mehrfacii geändert sein, was sich weiter günstig im Hinblick auf die
gewünscnte Schalldämpfung auswirken wird.