DE3039334C2 - Drucklufterzeugervorrichtung - Google Patents

Description

Zugkräfte zwischen Motor und Gebläse (z. B. auch die des entsprechenden Riemenzuges) sowie die durch Schwingungen ausgelösten Kräfte besonders gut aufgenommen werden. Durch die erfindungsgemäß im Hohlträger zwischen Absorptionskammer und Anschluß der Druckrohrleitung eingesetzte weitere Resonanzkammer läßt sich darüber hinaus zusätzlich die gesamte Lärmentwicklung noch weiter herabsetzen, wobei sich die erfindungspemäßen Maßnahmen gegenseitig im Hinblick auf die Gesamtlärmentwicklung günstig ergänzen. Ganz allgemein führt die Erfindung auch zu einer besonders einfach aufgebauten und relativ schnell und leicht montierbaren Gesamtvorrichtung. Bei der erfindungsgemäßen Lösung ließ sich darüber hinaus auch eine gewisse Kühlung des Gebläses feststellen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielshalber im Prinzip noch näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die Ansicht einer erfindungsgemäßen Drucklufterzeugervorrichtung;

F i g. 2 einen ! .ängsschnitt durch die VorrichtunE nach Fig. 1:

Fig.3 einen Querschnitt längs Linie III-II1 in Fig. 1, sowie

Fig. 4 einen Schnitt längs Linie IV-IV in Fig. 1.

Die in den Figuren dargestellte Drucklufterzeugervonichtung weist einen Schalldämpfer I₁ ein Gebläse 2. einen Ansaugschalldämpfer 3. einen Antriebsmotor 4 sowie ein Drucksicherheitsventil 5 und eine Rückschlagklappe 6 auf. Der Schalldämpfer 1 wird durch eine erste Resonanzkammer 7, eine Absorptionskammer 8 sowie eine zweite Resonanzkammer 9 gebildet, wie dies am besten aus F i g. 2 ersichtlich ist. Die Resonanzkammern 7 und 9 sind radial in Umfangsrichiung direkt durch einen Hohlträger 10 begrenzt, der eine ovale Form auf· weist, wie dies z. B. aus F i g. 3 ersichtlich ist. Stirnseitig ist die Resonanzkammer 7 von einem Reinigungsverschluß 11 begrenzt, während sie auf ihrer anderen Seite über einen entsprechenden freien Querschnitt 12 direkt mit der Absc. ptionskammer 8 verbunden ist. Diese wird radial außen ebenfalls vom Hohlträger 10 eingeschlossen, in dessen Innerem konzentrisch ein Tragrohr 13 angeordnet ist. Dieses besteht aus gelochtem Blech 14 oder einem entsprechend starren Sicbmantcl. Zwischen dem gelochten Blech 14 und dem Hohltrager 10 ist eine Schicht aus schalldämmendem Mater.si 15 angebracht.

Zurr /wecke einer verbesserten Schalldämpfung erfolgt der unmittelbare I.i'ftaustritt aus dem Gebläse bzw. der Eintritt der Luft in die erste Resonan/.kammer 7 über ein Leitrohrstück 36. das. ebenso wie das Tragrohr 14. aus perforiertem Blech hergestellt sein kann. Über einei. großen Bereich der Gebläsedrch/yhl wie auch über einen großen Druck bereich hinweg hat sich die in den figuren dargestellte Ausfuhrungsform für eine Druckliifter/eugervorrichtung als besonders günstig erwiesen (selbst dann, wenn das l.eitrohrstuck 16 nicht vorhanden war). Mn dem l.eitrohrstuck 16 kissen sich strömungstechnischc· Verbesserungen, d. h. ein Herabsetzen des Slrömungswidcrstandes für die Luft, erreichen. t>o

TJirekt an der zweiten Rcsonan/.kamnicr 9 ist ein Drucksicherheilsventil 5 angeordnet. Dies bringt auch bauliche Vorteile im Hinblick auf eine Standardisierung aller einzelnen Bauelemente, wobei die Slrömungstechnische Auslegung ebenso wie die der Schalldämpfer verbessert werden kann.

In Fig. 1 ist auch eini Abstützung der Drueklufterzeugervorrichtung dargestellt. Zwei seitliche Stützen 34 sind in ihrem oberen Bereich am Schalldämpfer über Schrauben 35 befestigt und ferner in ihrem unteren Bereich über eine oder mehrere Zugstangen verbunden, wodurch sich insgesamt eine feste Einklemmung des Hohlträgers 10 erzielen läßt. Die Stützen 34 sind weiterhin über Gummielemente 38 auf dem Boden abgestürzt, wobei die Stützen, je nach besonderer Einbausituation, zusätzlich noch über Schrauben direkt am Boden befestigt werden können.

Aus den F i g. 1 und 4 ist ersichtlich, wie der Antriebsmotor 4 am Hohlträger 10 befestigt ist: eine Spannschiene 39 ist auf einer längs an den Hohlträger 10 angeschweißten Gleitschiene 40 befestigt. Letztere gibt dem Antriebsmotor 4 eine ausreichende Führung, so daß er durch Längsbewegung zu einer genauen Anpassung des Riemenzuges verschoben werden kann. Die eigentliche Halterung für den Antriebsmotor 4 besteht jedoch aus zwei Spannbügeln 41, die den Hohlträger 10 umfassen (vgl. F i g. 4) und über zwei Muttern 42 eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Antriebsmotor 4 und Hohlträger 10 herstellen. Wie ferner aus : : g. 1 entnommen werden kann, ist zweckmäßigerweise zwLc'hen dem Antriebsmotor 4 und der Spannschiene 39 noch eine zusätzliche längsgenutete Jordalschiene 43 angebracht. Mit den beschriebenen Mitteln kann die Befestigungseinrichtung jeder Größe des Antriebsmotors 4 und auch dessen jeweiliger Stellung bezüglich des Hohlträgers 10 angepaßt werden. Üblicherweise erfolgt der Übertrieb vom Antriebsmotor 4 auf das Gebläse 2 über Riemenscheiben 44 und 45 sowie über einen Treibriemen 46 (Fig. 1). Sind Gebläse 2, Antriebsmotor 4 und Riemen 46 montiert, wird über beidseits angebrachte Spannstangen 47. die zwischen einer Spannschiene 39 sowie der entsprechenden Stütze 34 verschraubt sind, die gewünschte Riemenspannung aufgebracht, sodann durch entsprechende Muttern 48 gesichert und anschließend die Spannbügel 41 über die Muttern 42 fest angezogen.

In F i g. 2 und 3 ist die Luftführung durch den Ansaugschalldämpfer 3 dargestellt, wobei der gezeigte Ansaugschalldämpfer 3 einen kreisförmigen Querschnitt aufwei · und seitlich sowie oben durch ein entsprechend geformtes Blech 49 geschlossen ist Unten am Schalldämpfer 2 tritt die Luft zuerst über einen kreisringförniigen Filter 50 in eine erste von unten nach oben gerichtete Dämpfungsstrecke 51 ein. die raJial nach außen und innen jeweils über ein gelochtes Blech 52 bzw. 53 begrenzt wird. Diese erste Dämpfungsstrecke 51 wird an ihrem oberen Ende um 180 in Richtung auf die Mitte des Schalldämpfers 3 hin umgelenkt und geht in dessen mittlerem Bereich in eine senkrecht nach unten gerichtete zweite, zentral.; Dämpfungsstrecke 54 über, die über einen Ansaugstutzen 55 direkt in die Gebläseai,-saugsc'le einmündet. Diese zweite Dämpfungsstrecke 5h ist radial außen ebenfalls durch ein gelochtes Blech 56 begrenzt, das jedoch in seiner Höhe ü^er das j-λι sehen ihm und dem Blech 5 5 zwischcngeschahete schall dämmende Material 57 nach oben hinausstcht und bis an das unmittelbar am äußeren Anschlußblech 49 befestigte bzw. geha' cnc Dammatenal 58 zur Anlage kommt (auf die Darstellung von Fig. i ist hier ausdrücklich verwiesen). Um von der ersten Üamplungsstrcckc 51 nach deren Umleitung in diezwe/te Dämpfungsstrecke 54 eintreten zu können, muß die Luft somit durch freie öffnungen im oberen Bereich des gelochten Bleches 56 hindurchtrfrlcn.

Bei dem in F i g. 3 beschriebenen Ausführungsbeispiel hat sich eine überraschend gute Dämpfung des lästigen Ansauggeräusches erzielen lassen, was wohl besonders

auf die ringförmig von unten durchgeführte Ansaugung der Luft zurückzuführen sein dürfte. Denn die Druckwellen müssen sich hier entgegen der Luftströmrichtiing ausbreiten und werden überdies im Falle des gewählten kreisförmigen Ansaugqucrschnilts auf eine relativ große Kugelfront verteilt, was vom menschlichen Ohr als verminderter Lärm empfunden wird.

Aus Fig.3 läßt sich ferner eine Abstützanordnung entnehmen, bei der durch Stützen 59 die Druckluflgebläsevorrichtung über Befestigungsmittel 60 direkt abgestützt oder aber über eine Zugstange 61 der Stützen 59 gegen den Hohlträger 10 verklemmt werden können. Im letzteren Falle ist der Hohlträger 10 hängend an den entsprechenden Verbindungsstellen angeschraubt. Die Stützen 59 sind auf Gummifüßen 62 abgestützt, die frei auf den Boden gestellt sein oder fest mil dem Boden verbunden werden können. Die in Fig. 3 dargestellte Fußkonstruktion weist den Vorteil auf. daß einerseits nur wenig Lärm- oder Schwingungsenergie über die Stützen abgegeben wird, andererseits sich aber für den Hohlträger eine sehr gunstige Beanspruchung beim Auftreten mechanischer Kräfte (etwa bei Wärmespannungen) ergibt. Über die Kompression der Luft durch das Gebläse treten ohne weiteres Temperaturen auf, die SO bis IOO°C über der Umgebungstemperatur liegen können Die Temperaturschwankungen sind zudem sehr raschen Änderungen unterworfen, was durch den ständig wechselnden Kompressionsdruck in Abhängigkeit von den Förderbedingungen in pneumatischen Förderleitungen bed, gt ist. Über eine Förderleitung 63 (F ι g. I). die senkrecht nach oben weggeführt wird, wird die benötigte Druckluft an die Einschleusstellen der Pneumatiken geführt. Wie in F i g. 2 schematisch dargestellt, kann auch eine bevorzugte Form der Drucklufterzeugervorrichtung mit den Stützen 59 im Bereich des Gebläses 2 fest am Boden verbunden sein, was in der Zeichnung durch ein Dieiecksymbo! 64 dargestellt ist. Die andere Endseite des Hohlträgers 10 wird in diesem Beispiel nur auf den Boden gesetzt und kann, wie mit einer s> mbolischen Rolle 65 in der Figur dargestellt, sich entsprechender. Langenänderungen infolge Temperaturanderungen leicht anpassen (ebenso wie das ihr unmittelbar nachgeschaltete Rohrstück der Förderleitung 63).

F ig. 4 stellt einen Schnitt durch die Drucklufterzeugervorrichtung im Bereich des Antriebsmotors 4. gleichzeitig aDer auch im Bereich der Absorptionskammer 8 dar Der freie Durchtnttsquerschnitt durch die Absorptionskammer 8 weist im dargestellten Ausführungsbeispiel eine elliptische Formgebung 66 auf. bei der ein Verhältnis von großer zu kleiner Halbachse entsprechend ca. 1,5 :1 gewählt ist. Ohne nennenswerte Strömungsverluste können jedoch die freie Durchtrittsform und besonders die effektiven Querschnittsabmessungen auch andere gewählt werden. So könnte z. B. auch ein Durchtrittsquerschnitt entsprechend der in F ι g. 4 gestrichelt gezeichneten Ellipse 67 oder der ebenfalls gestrichelt gezeichneten zwei kreisartigen Formen 68 eingesetzt werden. Es hat sich gezeigt, daß sich bei Wahl einer Länge der Absorptionskammer 8 von ca. 1 Meter, einer Dicke des lärmdämmenden Matenales von ca. 4 bis 15 cm und einer minimalen freien Querabmessung des freien Durchtritts von ca. 6 b's 25 cm ein besonders günstiges La~mverhalten erreichen läßt. Optimale Ergebnisse steilen sich bei Anwendung einer elliptischen Querschnittsform mit einem kleinsten Halbmesser im Bereich von 10 cm bis 20 cm ein (unter Einsat/ von in Luftleitungen üblichen Luftgeschwindigkeiten). Dies ist sicherlich auch wesentlich auf das kugelförmige Ausbreiten der Druckwellen -zurückzuführen, wobei Schallwellen besonders im initiieren Frequenzbereich von etwa 125 Hz bis 1000 Hz, insbesondere Spitzenwerte jcdoch von etwa 250 Hz bis 500 Hz, ganz besonders stark gedämpft werden können (weil der obere und untere Teil der gedachten Kugclfront durch den aufgezwungenen Ellipscnqucrsehnitt sich im Absorptionsmaicrial »totläuft«).

Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn gerade im Bereich der geringsten Querabmessung die Schichtdicke des Absorptionsmatcriales genügend gewählt wird. So konnten in dem aus F i g. 4 entnehmbaren Bereich zwischen den beiden Ellipsen 66 und 67 nahezu optimale Schalldämmwerte erzielt werden, wobei allerdings der Raum zwischen dem entsprechend eingesetzten perforierten Tragrohr und dem Hohlträgcr 10 sehr sorgfällig mit schalldämmendcm Material ausgefüllt

SdN IIHIU'IC.

)c nach Wahl der Herstellungsart für die Zuschneidung des Isolationsmateriales kann eine Form entsprechend der Ellipse 67 unter maximaler Ausnutzung des Isolationsmatcrials (bei Ausschneiden aus einem Block) oder für minimalen Verbrauch des Isolationsmateriales (leichtes Auftragen über den ganzen Umfang) gewählt werden, wobei in letzterem Fall die nicht benötigten Abschnitte für den Ansaugschalldämpfer verwendet werden !tonnen. Auch strömungstechnisch verhält sich ein elliptisches Rohr ähnlich wie ein kreisrundes Rohr.

Dei verwendete Begriff »elliptische« Formgebung soll nicht besagen, daß hier eine mathematisch exakte elliptische Formgebung erforderlich ist: gleichermaßen vorteilhaft kann auch eine ellipsenähnliche Form eingesetzt werden, die als »oval« bezeichnet sein soll. Ferner ist es durchaus denkbar, daß der Hohlträger 10 eine im wesentlichen kreisrunde Form, die Absorptionskammer S jedoch irgendeine andere gerundete Form (oval, elliptisch usw.) aufweist, wie dies z.B. in Fig.4 für einige Beispiele gestrichelt dargestellt ist.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Drucklufterzeugervorrichtung, bei der ein Antriebsmotor und ein Gebläse über einen dem Gebläse nachgeschalteten Schalldämpfer zu einer Einheit verbunden sind, wobei der Schalldämpfer in eine Druckrohrleitung mündet und als Hohlträger mit einer Resonanzkammer, die dem Gebläse direkt nachgeschaltet ist, sowie mit einer an diese sich ansehließenden Absorptionskammer, die aus einer in den Hohlträger eingeschobenen Baueinheit mit innenliegendem perforiertem Tragkörper sowie einer diesen umgebenden, zwischen ihm und der Innenwand des Hohlträgers angeordneten Zwischenschicht aus schalldämmendem Material gebildet ist und deren Länge mindestens die Hälfte der Gesamtlänge des Hohlträgers beträgt, dadurch gekennzeichnet, daß im Hohlträger (10) zwischen Absorptionskammer (JJj and Anschluß der Druckrohrleitung (63) eine weitere Resonanzkarnmcr {9) ausgebildet ist und der Hohlträger (10) einen kreisförmigen, ovalen oder elliptischen Querschnitt aufweist.

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   Die Erfindung bezieht sich auf eine Drucklufterzeugervorrichtung, bei der ein Antriebsmotor und ein Gebläse über einen dem Gebläse nachgeschalteten Schalldämpfer zu eii. r Einheit verbunden sind, wobei der Schalldämpfer in eine Druckrohrleitung mündet und als Hohlträger mit einer Resonanzkammer, die dem Gebläse direkt nachgeschaitet ist, sowie n-it einer an diese sich anschließenden Absorptionskammer, die aus einer in den Hohlträger eingeschobenen Baueinheit mit innenliegendem perforiertem Tragkörper sowie einer diesen umgebenden, zwischen ihm und der Innenwand des Hohlträgers angeordneten Zwischenschicht aus schalldämmendem Material gebildet ist und deren Länge mindestens die Hälfte der Gesamtlänge des Hohlträgers beträgt.

   Es ist seit langem bekannt. Drucklufterzeugervorrichtungen als kompakte Geräteeinheiten vorzusehen, wobei vorzugsweise Kreiskolbengebläse Einsatz finden. Der relativ große bauliehe Aufwand für die Herstellung solcher Vorrichtungen führte jedoch schon bald dazu, hier bauliche Verbesserungen im Sinne einer Vereinfachung zu suchen. Dabei war insbesondere auf eine Optimierung der bei solchen Drucklufterzeugern hauptsächliehen Faktoren wie Herstellungsaufwand. Lebensdauer und Lärmdämpfung abzustellen. Hierbei handelt es sich allerdings um eine sehr vielschichtige Problemstellung, weil z. B. der erzeugte Lärm sich aus vielen Einzelquellen zusammensetzt, etwa dem abgestrahlten Gebläse- ^ lärm, dem Lärm des 'Vniriebsmotors. dem der Schalldämpfer, ferner aus dem Ansauggeräusch der Luft usw Eine weitere Problemstellung ist auch in den verschic denen Schwingungser/eugern einer solchen Einheit /u sehen, wobei Aieden.m die drei vorerwähnten Faktoren m> als wesentliche Ursachen zu nennen sind. Bei der Ent' wicklung vereinfachter Drucklufterzeuger ergab sich in der Vergangenheit als häufigste Störungsquelle neuer Entwicklungen ein Aufreißen der Stahlkonstruktion durch die auftretenden Vibrationen. Dabei war es nicht b5 immer möglich, hierfür mit Sicherheit die Ursachen zu ermitteln, weil gleichzeitig Körperschwingungen (etwa vom Antriebsmotor) wie auch Vibrationen, die durch Schall ausgelöst sind, das Resonanzverhalten des Schalldämpfers wesentlich beeinflussen. Eine gleiche Problematik stellt sich aber auch bei der Dämpfung des auftretenden Lärmes. Der abgestrahlte Lärm wird einerseits vom Eigenschwingungsverhalten der Oberflächenelemente der Gesamteinheit, andererseits aber auch von den spezifischen Erregerfrequenzen sowie von überlagerten mechanischen Vibrationen beeinflußt Hinzu kommt ferner die Art der Schwingungsübertrag mg der einzelnen Bauteile aufeinander. Systematische Durchmessungen des gesamten Schwingungs- und Lärmverhaltens solcher Drucklufterzeugervorrichtungen zeigten die große Komplexität des Problemes.

   Eine Drucklufterzeugervorrichtung der eingangs gekannten Art ist in der EP 00 14 743 Al beschrieben, wobei dort der Hohlträger als ein im Querschnitt rechtekkiger. kastenförmiger Grundkörper ausgebildet ist Diese bekannte Konstruktion weist zwar einen Grundkörper auf, der aus relativ wenigen und einfachen Teilen besteht und bei der zum Zusammenbau auch nur relativ wenig Bearbeitung vorgenommen werden muß, ihre Lärmentwicklung ist aber noch recht merklich.

   Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine solche gattungsgemäße Drucklufterzeugervorrichtung so weiterzuentwickeln, daß die Lärmentwicklung noch weiter abgesenkt wird.

   Erfindungsgemäß wird dies bei einer gattungsgemäßen Drucklufterzeugervorrichtung dadurch erreicht, daß im Hohlträger zwischen Absorptionskammer und Anschluß der Druckrohrleitung eine weitere Resonanzkammer ausgebildet ist und der Hohlträger einen kreisförmigen, ovalen oder elliptischen Querschnitt aufweist.

   Bei der Erfindung ist der aus den Gewichten des Grundträgers resultierende Kräfteanteil, der als rein statische, somit gleichbleibende Kraft stets vorhanden ist und das Gesamtschwingungsverhalten wesentlich beeinflußt, gegenüber rechteckigen Grundträgerquerschnitten abgesenkt, da die Gesamtoberfläche des Grundträgers kleiner ausfällt, was g'^ichzeitig auch eine für die Lärmentwicklung geringere äußere Gesamtabstrahloberfläche ergibt. Die übrigen, demgegenüber in wechselnder Stärke auftretenden Kräfte lassen sich durch die gerundete Querschnittsform überdies wegen des entsprechend günstigen Kraftangriffes besonders günstig aufnehmen. Die Herstellung solcher gerundeter Querschnittsformen ist. gegenüber der Herstellung anderer, etwa eckiger Formen, auf modernen Herstellungsmaschinen ohne Zusatzaufwand unschwer möglich. Da beachtliche Materialstärken von teilweise mehreren Millimetern für den HoMträger eingesetzt werden, lassen sich die von der Erfindung vorgeschlagenen Querschnittsformen sehr präzise in einem Durchgang auf rechnergesteuerten Walzen herstellen. Aus der US-PS 28 41 237 ist zwar ein Schalldämpfer für Kraftfahrzeuge bekannt, bei dem auch schon eine im Querschnitt kreisrunde Schalldämpferform eingesetzt wird. Dieser vorbekanntc Schalldämpfer muß jedoch nicht, wie bei der F.rfindung. eine Trägerfunktion zur Aufnahme schwerer Aggregate (wie Motor oder Geblase oder beides) ausüben, weshalb die bei solchen Auspuff-Schalldämpfern auftretenden Einflußfaktoren völlig unterschiedlich zu denen sind, wie sie bei Drucklufterzeugervorrichtungen der Art, auf die die Erfindung abstellt, beherrscht werden müssen.

   Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung kann der Hauptfluß der mechanischen Kräfte in besonders günstiger Weise durch den Träger geleitet werden und so können das Gewicht wie auch die ständig wechselnden