EP4127480B1

EP4127480B1 - Schalldämpfer für eine vakuumpumpe und vakuumpumpe mit einem solchen schalldämpfer

Info

Publication number: EP4127480B1
Application number: EP21703646.6A
Authority: EP
Inventors: Christopher BENSCH; Sebastian Gajda; Theodor Hüser; Uwe Jäger; Raimund Wolke; Jianqiu ZHANG
Original assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2020-04-02
Filing date: 2021-02-03
Publication date: 2026-01-28
Anticipated expiration: 2041-02-03
Also published as: EP4127480A1; CN115335603A; WO2021197686A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Schalldämpfer für eine Vakuumpumpe mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Sie betrifft damit einen Schalldämpfer

mit einem Einlass für einen Gasstrom,
mit einem Auslass für den Gasstrom und
mit einer Leitungsanordnung zwischen dem Einlass und dem Auslass,

Schalldämpfer sind beispielsweise aus dem Dokument DE 40 11 658 A1 , dem Dokument DE 43 33 374 C1 , dem Dokument JP 2003-184767 A , dem Dokument CN 110259545 A , dem Dokument DE 692 13 709 T2 und dem Dokument WO 03/056223 A2 bekannt. Bei den aus den Dokumenten bekannten Schalldämpfern werden Interferenzeffekte genutzt, um Schall in einer Fluidleitung zu dämpfen.
Der Schalldämpfer aus dem Dokument DE 43 33 374 C1 weist einen ersten Reflexionsdämpfer und einen zweiten Reflexionsdämpfer auf, wobei letzterer zwei Stichleitungen aufweist, die von einer Hauptleitung abzweigen und dazu mit ihren ersten Enden an die Hauptleitung angeschlossen sind. Der zweite Reflexionsschalldämpfer arbeitet nach dem Interferenzprinzip. Die Stichleitungen haben eine Länge von λ/2 und λ/4, wobei λ die Länge der im Wesentlichen zu dämpfenden Schallwellen ist. An einem zweiten Ende sind Stichleitungen verschlossen. In die Stichleitungen einlaufende Wellen werden an diesen zweiten Enden reflektiert. Die Reflektionen laufen zurück in die Hauptleitung und bewirken dort eine Dämpfung. Der aus dem Dokument DE 43 33 374 C1 bekannte Schalldämpfer hat einen komplexen Aufbau und ist aus mehreren Rohren mit verschiedenen Querschnitten und anderen Teilen zusammengesetzt. Zumindest der Zusammenbau des Schalldämpfers ist aufwändig.
Ein aus dem Dokument WO 03/056223 A2 bekannter Schalldämpfer weist einen geraden Hauptkanal auf, um den schraubenförmige Bypasskanäle gewunden sind, durch die unter Ausnutzung des Interferenzeffektes eine Schalldämpfung erreicht werden kann. Auch der Aufbau des aus dem Dokument WO 03/056223 A2 bekannten Schalldämpfers ist komplex und der Zusammenbau aufwändig.
Das Dokument DE 692 13 709 T2 zeigt einen Schalldämpfer, wie er in Auspuffanlagen von Kraftfahrzeugen üblich ist. Der aus dem Dokument DE 692 13 709 T2 bekannte Schalldämpfer umfasst monolithische Teile, in denen linienhafte Vertiefungen vorgesehen sind, die Leitungen des Schalldämpfers bilden, wenn diese beiden Teile aneinander montiert sind. Der aus dem Dokument DE 692 13 709 T2 bekannte Schalldämpfer hat die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Die Erfinder standen vor der Aufgabe, einen Schalldämpfer für eine Vakuumpumpe zu konstruieren. Dieser Schalldämpfer sollte möglichst wenig Platz benötigen und einen einfachen Aufbau haben.
Hier setzt die vorliegende Erfindung an.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Schalldämpfer mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen dieser Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Auch die Erfindung nutzt das Prinzip der destruktiven Interferenz zur Dämpfung oder Auslöschung der Schallwellen. Der Aufbau des erfindungsgemäßen Schalldämpfers ist aber deutlich einfacher als der Aufbau der aus dem Stand der Technik bekannten Schalldämpfer. Der erfindungsgemäße Schalldämpfer ist zwar mehrteilig und weist zumindest ein erstes Teil und ein zweites Teil auf, die miteinander zu einer Baugruppe verbunden sind, wobei das erste und/oder das zweite Teil Monolithen sind. In dem ersten Teil und/oder dem zweiten Teil sind linienhafte Vertiefungen vorgesehen, die die erste mittlere Leitung und die zweite mittlere Leitung der Leitungsanordnung bilden, wobei die Leitungen in der Baugruppe vorgesehen sind. Das erste Teil eines erfindungsgemäßen Schalldämpfers ist ein Ring oder ringartig und das zweite Teil ist ein Ring oder ringartig. Die Baugruppe aus dem ersten Teil und dem zweiten Teil kann dann eine andere Baugruppe oder etwas anderes umschließen, so zum Beispiel eine Vakuumpumpe. Es ist möglich, dass die erste Leitung in einem Kreisbogen verläuft und/oder die zweite Leitung in einem Kreisbogen verläuft.
Der Schalldämpfer kann einen Anschlussstutzen oder Nippel aufweisen, der mit dem zweiten Anschluss des Schalldämpfers verbunden ist oder den zweiten Anschluss oder einen Teil des zweiten Anschlusses bildet.
Das erste Teil und/oder das zweite Teil können Gussteile sein. In diesen Gussteilen können die Kanäle oder die anderen linienhafte Vertiefungen, die die erste oder zweite Leitung bilden, besonders einfach hergestellt werden. Die Gussteile können insbesondere aus Aluminium, Aluminiumlegierungen, Zink, Zinklegierungen oder Kunststoff hergestellt sein.
Das erste Teil und das zweite Teil eines erfindungsgemäßen Schalldämpfers können ein Gehäuse bilden.
Der erfindungsgemäße Schalldämpfer kann in Vakuumpumpen eingesetzt werden.
Erfindungsgemäße Vakuumpumpen sind in den Ansprüchen 5 und 6 angegeben.
Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1: eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vakuumpumpe zum Teil in Explosionsdarstellung,
Fig. 2: die erfindungsgemäße Vakuumpumpe zum Teil in Explosionsdarstellung,
Fig. 3: eine Draufsicht auf ein erstes Teil eines Schalldämpfers der Vakuumpumpe gemäß Fig. 1,
Fig. 4: die erfindungsgemäße Vakuumpumpe zum Teil in einer Schnittdarstellung.

Die in den Figuren 1 bis 4 dargestellte Vakuumpumpe P weist ein Pumpengehäuse auf, in dem eine Pumpenkammer vorgesehen ist. Die Pumpenkammer ist nicht dargestellt. In der Pumpenkammer ist ein oder mehrere Arbeitsmittel vorgesehen, mit dem das Vakuum erzeugt wird. Diese Arbeitsmittel werden von einem Motor angetrieben.
Die Pumpe P weist einen Schalldämpfer auf, mit dem der Schall, der über eine Mediumleitung übertragen wird, gedämpft werden kann. Über die Mediumleitung wird das aus dem zu evakuierenden Behälter abgesaugte Medium abtransportiert. Die Pumpenkammer weist einen zweiten Anschluss auf, der als Auslass dient. Ein erster Anschluss, der im Beispiel einen Einlass bildet, ist mit dem zu evakuierenden Behälter verbunden.
An den zweiten Anschluss der Pumpenkammer ist ein erster Anschluss 1 des Schalldämpfers angeschlossen, der in einem ersten Teil 4 des Schalldämpfers vorgesehen ist. An diesem ersten Teil 4 ist auch ein zweiter Anschluss 2 und ein Nippel 7 angeschlossen, an dem die Mediumleitung angeschlossen werden kann. Das erste Teil 4 ist im Wesentlichen ringförmig und um die Pumpenkammer herum angeordnet.
In dem ersten Teil 4 sind Kanäle vorgesehen. Diese sind Teile einer Leitungsanordnung 3 und umfassen eine sehr kurze erste Leitung 31, die mit einem ersten Anschluss 1 des Schalldämpfers verbunden ist, und eine sehr kurze zweite Leitung 32, die mit dem zweiten Anschluss 2 des Schalldämpfers verbunden ist. Die zweite Leitung ist auch in dem Nippel 7 vorgesehen. Zwischen den in dem ersten Teil 4 vorgesehenen Kanälen, die Teile der ersten Leitung 31 und der zweiten Leitung 32 bilden, sind linienhafte Vertiefungen vorgesehen, die Teile einer ersten mittleren Leitung 33 und einer zweiten mittleren Leitung 34 vorsehen, die zum Teil auf Kreisbahnen um einen Mittelpunkt des das erste Teil 4 bildenden Rings angeordnet sind.
Ein zweites Teil 5 des Schalldämpfers ist ebenfalls im Wesentlichen ringförmig. Es hat auf einer dem ersten Teil 4 zugewandten Seite einer der Kanalstruktur des ersten Teils 4 entsprechende Kanalstruktur. Die Kanalstrukturen bilden zusammen die Leitungsanordnung 3 des Schalldämpfers.
Beide mittlere Leitungen 33, 34 haben ein erstes gemeinsames Ende, das an die erste Leitung 31 anschließt, und ein zweites gemeinsames Ende, das an die zweite Leitung 32 anschließt.
Die Länge der ersten mittleren Leitung 33 hat eine Länge, die der zu dämpfenden oder zu löschenden Wellenlänge λ oder einem Vielfachen dieser Wellenlänge λ entspricht.
Die Länge der zweiten mittleren Leitung 34 ist um eine halbe Wellenlänge λ oder ein ungeradzahliges Vielfaches länger als die erste mittlere Leitung 33. Dadurch treffen am zweiten Ende ein Wellenberg und ein Wellental der über die mittleren Leitungen geführten Schallwellen zusammen und es kommt zu einer destruktiven Interferenz und infolgedessen zu einer Auslöschung oder zumindest Dämpfung der Schallwellen an den zweiten Enden der mittleren Leitungen.

Bezugszeichenliste

1: erster Anschluss
2: zweiter Anschluss
3: Leitungsanordnung
31: erste Leitung
32: zweite Leitung
33: erste mittlere Leitung
34: zweite mittlere Leitung
4: erstes Teil des Schalldämpfers
5: zweites Teil des Schalldämpfers
7: Nippel
P: Vakuumpumpe

Claims

Schalldämpfer für eine Vakuumpumpe (P)
• mit einem ersten Anschluss (1) für einen Gasstrom,

• mit einem zweiten Anschluss (2) für den Gasstrom und

• mit einer Leitungsanordnung (3) zwischen dem ersten Anschluss (1) und dem zweiten Anschluss (2),

wobei der Schalldämpfer auf das Dämpfen von Schallwellen mit einer ausgewählten Wellenlänge (λ) abgestimmt ist,

die Leitungsanordnung (3)
• eine erste Leitung (31), die an den ersten Anschluss (1) angeschlossen ist,

• eine zweite Leitung (32), die an den zweiten Anschluss (2) angeschlossen ist, und

• zwei mittlere Leitungen (33, 34) aufweist,

wobei der Schalldämpfer mehrteilig ist und zumindest ein erstes Teil (4) und ein zweites Teil (5) aufweist, die miteinander zu einer Baugruppe verbunden sind,

wobei die Leitungen in der Baugruppe vorgesehen sind,

wobei das erste und/oder das zweite Teil Monolithen sind,

wobei in dem ersten Teil (4) und/oder dem zweiten Teil (5) linienhafte Vertiefungen vorgesehen sind, die die erste mittlere Leitung (33) und die zweite mittlere Leitung (34) der Leitungsanordnung (3) bilden,

dadurch gekennzeichnet,

dass das erste Teil (4) ein Ring ist oder ringartig ist und das zweite Teil (5) ein Ring ist oder ringartig ist,

dass die mittleren Leitungen (33, 34) auf einer Seite des ersten Anschlusses (1) mit einem ersten Ende an die erste Leitung (31) und auf einer Seite des zweiten Anschlusses (2) mit einem zweiten Ende an die zweite Leitung (32) angeschlossen sind und

dass eine erste mittlere Leitung (33) der beiden mittleren Leitungen (33, 34) eine erste Länge (I1) hat und die zweite mittlere Leitung (34) der beiden mittleren Leitungen (33, 34) eine zweite Länge (I2) hat, die um die Hälfte ( $\frac{λ}{2}$ ) der ausgewählten Wellenlänge (λ) länger oder kürzer ist als die erste Länge (l1).
Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalldämpfer einen Anschlussstutzen oder Nippel (7) aufweist, der mit dem zweiten Anschluss (2) des Schalldämpfers verbunden ist oder den zweiten Anschluss (2) oder einen Teil des zweiten Anschlusses (2) bildet.
Schalldämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Teil (4) und/oder das zweite Teil (5) Gussteile sind, insbesondere aus Aluminium, Aluminiumlegierungen, Zink, Zinklegierungen oder Kunststoff.
Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Teil (4) und das zweite Teil (5) ein Gehäuse bilden.
Vakuumpumpe (P) mit einem Pumpengehäuse und einer darin angeordneten Pumpenkammer, die einen ersten Anschluss für einen Gasstrom und einen zweiten Anschluss für den Gasstrom aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuumpumpe einen Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4 aufweist.
Vakuumpumpe (P) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Anschluss des Schalldämpfers mit dem zweiten Anschluss der Pumpenkammer der Vakuumpumpe verbunden ist und das erste Teil (4) und das zweite Teil (5) des Schalldämpfers Teile des Pumpengehäuses sind oder in dem Pumpengehäuse angeordnet oder an dem Pumpengehäuse befestigt sind.