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Schalldämpfereinsatz für sanitäre Armaturen
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Beschreibung Die Erfindung betrifft einen Schalldämpfereinsatz für
sanitäre Armaturen mit einem schlauchförmigen Teil, dessen Enden dicht gegen die
Wandung eines wasserführenden Kanals der Armatur anlegbar sind, und mit einem das
schlauchförmige Teil abstützenden Verste ifungskäfig.
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Derartige Schalldämpfereinsätze sind in verschiedenen Ausführungsformen
bekannt. Bei einer besitztdas schlauchförmige Teil an den gegenüherliegenden Enden
radial Uberstehende Flansche; der Versteifungskäfig liegt in dem Raum zwischen den
Flanschen und stützt diese ab. Die Abdichtung der Enden des schlauchiörmigen Teiles
gegen die Kanaiwandung erfolgt dadurch, daß die Flansche axial gequetscht und dabei
radial ausgeweitet werden Bei einer zweiten bekannten Ausführungsform derartiger
Schalldampfereinsätze befindet sich der Versteifungskäfig innerhalb des schlauchförmigen
Teiles und besorgt mittels endständiger, sich federnd aufweitender Ringe die Abdichtung
der Enden des schlauchförmigen Teils.
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In beiden Fällen beruht die schalldämpfende Wirkung darauf, daß das
schlauchförmige Teil Schwingungen gegen ein Luftpolster ausführt, welches zwischen
ihm und der Wandung des Kanals eingeschlossen ist.
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Die bekannten Schalldämpfereinsatze haben nun den Nachteil, daß sie
aufgrund ihres Eigenschwingungsverhaltens Geräusche nur in einem bestiirrnten Frequenzbereich
dämpfen können. Die Dämpfungswirkung ist somit unvollkommen und je nach Einsatzzweck
(Armatur) unterschiedlich gut.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Schalldämpfereinsatz
der eingangs genannten Art so auszubilden, daß er an das Geräusch-Frequenzspektrum
der sanitären Armatur, bei welcher er verwendet werden soll, optimal angepasst ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der SchalldamDfer
mindestens zwei, in axialer Richtung hintereinanderliegende Abschnitte unterschiedlichen
Eigenschwingungsverhaltens umfasst.
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Hierdurch wird erreicht, daß der Schalldämpfereinsatz gute geräuschdämpfende
Wirkung bei unterschiedlichen Frequenzen aufweist, die so eingestellt werden können,
daß sie dem tatsächlichen Geräusch-Frequenzspektrum der Armatur entsprechen. Die
Anzahl der Dämpfungsmaxima innerhalb des Frequenzspektrums läßt sich nach Bedarf
erhöhen, indem eine entsprechende Anzahl von Abschnitten gewählt wird.
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Das unterschiedliche Eigenschwingungsverhalten der Abschnitte läßt
sich beispielsweise dadurch erzielen, daß sie sich durch die axiale Länge des schwingungsfähigen
Bereiches des schlauchförmisen Teils unterscheiden. VorteiShafterweise kann der
& halldämpfereinsatz hierzu aus mindestens zwei die Abschnitte bildenden, lose
aneinandergesetzten und unterschiedliche axiale Länge aufweisenden Schalldämpfern
bekannter Bauweise zusammengesetzt sein. Alternativ können die die Abschnitte bildenden,
unterschiedliche axiale Länge aufweisenden Schalldämpfer bekannter Bauweise auch
fest miteinander verbunden sein, beispielsweise dadurch, daß die schlauchförmigen
Teile der Abschnitte einstückig miteinander verbunden sind.
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Bei einer anderen Ausführungsform werden an einen Schalldämpfer herkommlicher
Bauart die Abschnitte durch einen oder mehrere Ringe begrenzt, die von der Außenseite
her gegen das schlauchförmige Teil anliegen. Ein derartiger Schalldämpfereinsatz
besitzt ein noch komplizierteres Eigenschwingungsverhalten, das in gewisser Weise
vom Druck des durchstromenden Wassers abhängig ist. Dies wird weiter unten ausführlich
erläutert.
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In diesem Falle kann es günstig sein, wenn der bzw. die Ringe axial
verschiebbar und in unterschiedlichen axialen Positionen fixierbar ist bzw.
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sind. Auf diese Weise kann durch axiales Verschieben des bzw. der
Ringe das Dämpfungsmaxi m l der unterschiedlichen Abschnitte verändert und experimentell
an die jeweilige Armatur angepasst werden.
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Eine weitere Art zur Erlangung verschiedener Abschnitte mit unterschiedlichem
Eigenschwingungsverhalten besteht darin, daß das schlauchförmige Teil in den verschiedenen
Abschnitten unterschiedliche elastische Eigenschaften, beispielweise unterschiedliche
Materialstärke, aufweist.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung
näher erläutert; es zeigen Fig. 1 - 3: Ausfulrungsformen erfindungsgemäß ausgestalteter
Schalldänpfereinsätze.
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Der in Fig. 1 dargestellte Schalldämpfereinsatz besteht aus zwei ähnlich
aufgebauten Abschnitten A und B. Diese können lose aneinandergefügt sein und werden
dann erst beim endgültigen Einbau in die entsprechende Sanitär-Armatur zu einer
Einheit verbunden. Alternativ können die beiden Abschnitte A und B auch permanent
miteinander zusamnenhängen.
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Der Aufbau der getrennten Abschnitte A und B ist als solcher bekannt;
die Beschreibung kann daher kurz gehalten werden: Der Abschnitt A umfasst ein schlauchförmiges
Teil 1 A, an dessen beiden gegeniiberliegenden Enden jeweils ein radialer Flansch
2 A angeformt ist.
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Das schlauchförmige Teil 1 A besteht aus einem elastomeren Material,
beispielsweise aus Gummi. In dem zwischen den Flanschen 2 A liegenden Raum ist ein
Versteifungskäfig 3 A eingesetzt. Dieser umfasst zwei Ringe 4 A, welche an den Flanschen
2 A des schlauchförmigen Teils 1 A anliegen, sowie mehrere axial verlaufende Verbindungsstege
5 A.
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Der Abschnitt B des Schalldämpfereinsatzes ist ebenso aufgebaut wie
der Abschnitt A, besitzt jedoch eine größere axiale Abmessung. Die detaillierte
Beschreibung erübrigt sich. In der Zeichnung sind Teile des Abschnittes B, die denjenigen
des Abschnittes A entsprechen, mit denselben Bezugszahlen und einem zugefügten B
gekennzeichnet.
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Der beschriebene, aus zwei Abschnitten A, B bestehende Schalldämpfereinsatz
wird in einen wasserführenden Kanal einer Sanitärarmatur eingeschoben. Der Durchmesser
dieses Kanals sollte dem Außendurchmesser der Flansche 2 entsprechen oder etwas
kleiner sein. Die Flansche 2 werden dann in geeigneter Weise zwischen zwei im Kanal
der Sanitärarmatur liegenden Stirnflächen axial gepresst, so daß sie sich unter
radialer Aufweitung dicht gegen
die Umfangswand des Kanals anlegen.
Die zwischen den Flanschen 2 A und 2 B liegenden Räume, in denen auch die Versteifungskäfige
3 A und 3 B enthalten sind, schließen dabei jeweils ein Luftpolster ein.
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Das im Betrieb der Sanitärarmatur durch die schlauchförmigen Teile
1 A, 1 B fließende Wasser regt die axial verlaufenden, freiliegenden Abschnitte
der schlauchförmigen Teile 1 A, 1 B zu Schwingungen gegen die entsprechenden Iiiftpolster
an. Dies führt - in an sich bekannter Weise -zu einer Geräuschdämpfung.
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Aufgrund ihrer unterschiedlichen axialen Länge besitzen die beiden
Abschnitte A und B des Schalidämpfereinsatzes unterschiedliches Eigenschwingungsverhalten.
Dies bedeutet, daß sie innerhalb des Geräusch-Frequenzspektrums an unterschiedlichen
Stellen ihr Dämpfungsmaximum aufweisen. Die Lage der beiden Dämpfungsmaxima kann
entsprechend den jeweiligen Gegebenheiten, also entsprechend dem Geräusch-Frequenz
spektrum der Sanitärarmatur, durch entsprechende Langenwahl der Abschnitte A und
B so optimiert werden, daß eine maximale Geräuschdämpfung erfolgt. Im Bedarfsfall
können weitere Abschnitte C, D (nicht gezeigt) angefügt werden, die wiederum ein
anderes Eigenschwingungsverhalten (im Beispiel: andere axiale Länge) besitzen und
daher unterschiedliche Dämpfungsmaxima aufweisen.
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Selbstverständlich ist es möglich, das Ausführungabeispiel nach Fig.
1 so abzuwandeln, daß die beiden schlauchförmigen Teile 1 A und 1 B einstückig sind.
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Das Ausführungsbeispiel eines Schalldämpfereinsatzes nach Fig. 2 ist
ähnlich aufgebaut wie das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1. Teile in Fig. 2, die
solchen von Fig. 1 entsprechen, sind daher mit denselben Zeichen plus 100 gekennzeichnet.
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Anstelle zweier getrennter schlauchförmiger Teile besitzt der Schalldämpfereinsatz
nach Fig. 2 ein einziges, über die gesamte axiale Länge verlaufendes schlauchförmiges
Teil 101 mit radialen Flanschen 102 an
gegenüberliegenden Enden.
Zwischen den Flanschen 102 befindet sich ein einziger Versteifungskäfig 103 mit
zwei Ringen 104 und mehreren axialen Verbindungsstegen 105.
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Zur Unterteilung des Schalldänpfereinsatzes in zwei Abschnitte A,
B mit unterschiedlichem Eigenschwingungsverhalten ist nun auf den Verbindungsstegen
105 ein dritter Ring 106 angeordnet, der von außen her an der Umfangsfläche des
schlauchförmigen Teiles 101 anliegt. Der dritte Ring 106 liegt axial außermittig
zwischen den beiden Ringen 104 des Versteifungskäfigs 103.
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Strämt im Betrieb Wasser durch den Schalldämpfereinsatz nach Fig.
2 so wird normalerweise der Mantel des schlauchförmigen Teiles 101 radial nach außen
gegen den dritten Ring 106 gepresst. An dieser Stelle wird so ein Schwingungsknoten
erzwungen. Die Gesamtlänge des schlauchförmigen Teiles 101 wird so in zwei Abschnitte
A und B unterschiedlicher schwingungsaktiver Axiallänge unterteilt. Die Verhältnisse
sind dann ebenso wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1.
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Bei niedrigem Innendruck dagegen ist es möglich, daß der axial verlaufende
Abschnitt des schlauchförmigen Teils 101 als Einheit radial nach innen schwingt,
daß also am dritten Ring 106 kein Schwingungsknoten erzwungen wird. Auf diese Weise
ergibt sich ein drittes mögliches Eigenschwingungsverhalten, das zu einem dritten
Geräuschdänpfungsmaxinem - aktiv nur bei verhältnismäßig geringem Innendruck - führt.
Diese Eigenschaft kann für bestimmte Einsatzzwecke sehr erwünscht sein, bedenkt
man, daß das Geräusch-Frequenzspektrum einer Armatur selbstverständlich abhängig
vom Wasserdruck ist und sich bei hohen Wasserdrucken tendenziell zu höheren Frequenzen
verschiebt.
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Die axiale Position des dritten Ringes 106 auf den Verbindungsstegen
105 des Versteifungskäfigs 103 kann zunächst veränderbar sein. Durch Verschieben
dieses dritten Ringes 106 kann dann experimentell die optimale Wirkung des gesamten
Schalldämpfereinsatzes für einen bestimmten Anwendungsfall ermittelt werden. Ist
das Optimum gefunden, so wird der dritte
Ring 106 axial fixiert,
beispielsweise durch einen Tropfen Klebstoff.
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In Fig. 3 schließlich ist eine dritte Möglichkeit dargestellt, einen
Schalldämpfereinsatz mit zwei Abschnitten A und B unterschiedlichen Eigenschwingungsverhal#ns
herzustellen. Dieses Ausführungsbeispiel ähnelt wiederum sehr stark dem Ausführungsbeispiel
nach Fig. 1. Teile, die solchen der Fig 1 entsprechen, sind daher mit denselben
Bezugszeigen plus 200 gekennzeichnet.
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Der gezeigte Schalldämpfereinsatz weist wieder zwei schlauchförmige
Teile 201 A, 201 B auf, an deren gegenüberliegenden Enden sich radiale Flansche
202 A, 202 B befinden. Zwischen den Flanschen 202 A und den Flanschen 202 B befindet
sich wieder jeweils ein Versteifungskåfig 203 A bzw. 203 B. Im Gegensatz zu Fig.
1 ist nun die axiale Länge der beiden Abschnitte A und B gleich. Zur Erzielung unterschiedlichen
Eigenschwingungsverhaltens in den Abschnitten A und B ist die .Haterialstärke (Wandungsstärke)
des schlauchförmigen Teiles 201 A kleiner als die .~#terialstärke des schlauchförmigen
Teiles 201 B. Es ist offensichtlich, daß hierdurch die elastischen Eigenschaften
der beiden Abschnitte A und B und damit ihr Eigenschwingungsverhalten unterschiedlich
werden. Ein ähnlicher Effekt kann dadurch erreicht werden, daß - unter Beibehaltung
der Materialstärke - die elastischen Materialeigenschaften (Steifigkeit) der beiden
schlauchförmigen Teile 201 A, 201 B unterschiedlich gehalten werden.
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Oben wurde bereits darauf hingewiesen, daß es im Bedarfsfalle mcglich
ist, mehr als zwei Abschnitte A, B unterschiedlichen Eigenschwingungsverhaltens
zu einem Schalldämpfereinsatz zusammenzufügen. Darüberhinaus ist es selbstverständlich
im Einzelfalle auch angezeigt, die verschiedenen beschriebenen Arten, ein unterschiedliches
Eigen schwingungsverhalten der Abschnitte zu erzielen, zu kombinieren: So können
sich die Abschnitte eines einzigen Schalldänpfereinsatzes sowohl in der axialen
Länge als auch in der Materialstarke und den elastischen Materialeigenschaften des
schlauchförmigen Teils unterscheiden.
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Das beschriebene Prinzip läßt sich auf alle Schalldämpfereinsätze
anwenden, bei denen die geräuschdämpfende Wirkung darauf beruht, daß ein schlauchförmiges
Teil unter der Wirkung des Wasserstroms gegen ein Luftpolster schwingt. Die Detailgestaltung
des schlauckfanigen Teils (mit oder ohne radiale Flansche) und des Versteifungskäfigs
(innerhalb oder aueerhalb des schlauchförmigen Teils) ist in diesem Zusarrr##nhang
ohne Belang.
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