DE1576941A1 - Geraeuschgedaempfte druckluftmaschine - Google Patents

Description

Geräus oligedämpfte Druckluft mas chine

BLe Erfindung betrifft geräuschgedämpfte Bruokluftmaschinen, insbesondere solche mit in einem Zylinder des Masohinengehäuses rotierenden Drehkolben, bei denen der durch die ein- und ausströmende Druckluft entstehende Lärm weitgehend -vermindert wird·

Ss ist bekannt» daß Druokluftanlagen aller Gattungen, ganz gleich ob es sioh um Pumpen, Verdichter, Gebläse oder Motoren handeltι bei ihrer Inbetriebnahme und während ihres Betriebes äußerst intensiven., zu Gesundheitsaehäden führenden Lara verursachen» Dieser Umstand wird namentlich bei für den Handgebrauch bestimmten druokluftbetriebenen Arbeitsgeräten oder Werkzeugmaschinen als lästig empfunden, zumal mit solohen Masohinen häufig in geschlossenen, eine Lärmstautsng hervorrufenden Bäumen gearbeitet werden muß· Außerdem stehen eine ganze Menge sehr Arbeitskräfte unter dem Lärmeinfluß als mit solohen Masohinen arbeiten· In letzter Zeit wird deshalb angesiohts der gesundheitsschädigenden Auswirkungen des Arbeitslärmes in der Industrie und Wirtschaft den Maßnahmen zur Lärmbekämpfung verstärkte Aufmerksamkeit gewidmet.Bei mit Drehlcoibenmotoren angetriebenen Druckluftmaschine, die bekanntlich eine besonders starke Lärmquelle darstellen, haben die diesbezüglichen Bestrebungen zur Vervollkommnung des Arbeite- und Gesundheit ssohutze*noch zu keinen nennenswerten Erfolgen geführt· Zwar sind für Drucklufterzeuger und druokluftverbrauohende Masohinen schon verschiedentlich Maßnahmen zur Herabsetzung des Arbeitelarmee durchgeführt worden* Sie vermoohten «ioh allerdings in der Praxis in de« ursprünglich erwarteten Umfang nicht durchzusetzen, weil in den meisten der lalle Beeinträchtigungen im Arbeite»- und Xeistungsverhalten der Masohinen in Kauf genommen werden mußten· Auoh der schon praktizierte Anbau von Schalldämpfern hat eioh wegen der damit verbundenen baulichen und Gewiohtsvergrößerung der

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Maschinen und der daduroh bedingten umständlicheren Handhabung nicht bewährt· Teilweise sind auoh solohe z«B· an Kompressoren und Gebläsen bekanntgewordenen Anlagen zur Schalldämpfung bei für den ^andgebrauoh bestimmten Druokluftmasohinen nicht anwendbar, weil diese Sohalldämpfer naturgemäß das Vorhandensein einer entsprechenden Auspuffleitung erfordern. Pur druokluftbetriebene von hand zu führende Arbeitsgeräte ist es ferner bekannt geworden» den duroh die expandierende Abluft hervorgerufenen Lärm daduroh zu verringern» daß In die Auspuffleitung der Maschine metallische oder nichtmetallische Filter- und Füllstoffe eingebaut wurden· Der Einbau von PiIterstoffen in Auspuffleitungen bzw· in den Bereich dee Luftaustrittee der Masohlnen hat allerdings deren überaus sohnelle Verschmutzung zur Folge· Außerdem unterliegen solche Filter leicht der Vereisung« Der durch den Einbau von !Filter- und Pulletoffen und duroh Vereisung eintretende Leistungsabfall der Hasohine macht relativ häufig deren Regenerierung, erforderlich· Das bedeutet neben susätzliohen Wartungsarbeiten den zeitweiligen Ausfall der Masohlne fttr die Produktion» ganz abgesehen davon» daß für eine Vielzahl der In der Praxis zur Anwendung kommenden !Filterwerkstoffe eine Regenerierung überhaupt nioht oder nur sohwer möglioh ist·

Schließlich 1st es auoh schon versucht worden», bein Betrieb von handgeführten Druokluftmaschinen eine Lämrverringerung daduroh herbeizuführen, die aus der Masohine austretende und infolge ihrer Expansion den Auspuff lärm verursachende Abluft aus dem Arbeitsraum z.B· einem Großbehälter» einer Arbeitskabine oder dgl· Ins Freie zu befördern, zu welchem Zweck am Masohlnenauapufl ein Abluftaohlauoh angeschlossen und ins freie verlegt wurde· Duroh diese Maßnahme wird das Problem der Lärmbekämpfung , aber auoh nur teilweise gelöst, well damit der innerhalb der Maschine entstehende lärm nach wie vor nach außen in Erscheinung tritt· Zum anderen erfordert diese Maßnahme Lärmbekämpfung das Anbringen und Verlegen eines neben der Zuleitung erforderlichen zweiten Sohlauohes, wodurch die

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erwünschte angehinderte Handhabung des Arbeitsgerätes beeinträchtigt wird.

Der Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Haohteile dieser bekannten an Bruokluftmaschinen vorgesehenen Maßnahmen zur Lärmbekämpfung weitgehend zu beseitigen und eine vollkomanere Geräuschdämpfung zu erzielen·

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Vermeidung baulioher Vergrößerungen der Hasohlnen und unter Terzloht auf zusätzliche Anbauelemente für die Geräuschdämpfung eine geräusohgedämpfte Druckluftmaschine zu entwickeln, bei der an dem in das Masohineninnere eintretenden Druokluftetrom eine Geräuschminderung erzielt, sowie duroh die infolge der Rotation des Brehkolbens erzeugte, Innerhalb der Maschine wirkende und nach außen sioh fortsetzende schwingende Luftsäule die Entstehung bzw· Bildung von Luft- und Körperschall eingeschränkt und eine Schallausbreitung weitestgehend vermieden wird·

IrfIndungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in der ZyllAderinnenwand einer duroh Drehkolbenmotor betriebenen Druckluftmasohine an eioh bekannter Ausführung Im Bereioh der durch die Zylinderwandung hindurohgefUhrten Luitdurohtritteöflnungen eine die Luftdurohtrlttsuffnungen in axialer und radialer Riohtung kammerartig erweiternde, gegenüber der Zylinderinnenwand zurückgesetzte Ausnehmung angeordnet ist, deren axiale Länge mindestens 35 % der Zylinderlänge und deren Bogenmaß etwa 1/30 bis 1/5 des Uafanges der Zylinderinnenwand beträgt· Sie Ausnehmung kann hierbei unter Beibehaltung der angegebenen Abmessung auoh In mehreate Kammern aufgeteilt sein· Diese kammerartige Erweiterung der zum Arbeltsraum der Maschine führenden Luftdurohtrittsöffnungen hat gegenüber den herkömmlichen Ausführungen des Luftdurchtrittes, die beispielsweise duroh Bohrungen oder ßchlitzartige Ausnehmungen gebildet sind» den Tor zug, daß die dem Motor zugeführten Druokluftmengen bzw» die in den Arbeit sraum der Masohlne eintretenden Luftströme nicht einzeln und dadurch mehrfach duroh die Diohtlamellen des Maschinenrotors unterbrochen bzw· geschnitten

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werden* was zu einer erhebliohen Geräuschverringerung im Lufteintritt solcher Maschinen führt· Durch die erfindungsgemäße kammerartige Erweiterung der Luftdurchtrittsöffnungen wird hingegen der eintretende Luftstrom je Lamelle nur zweimal geschnitten, woduroh die Frequenzlage der daduroh erzeugten schwingenden Luftsäule verändert wird· Die in bekannter Weise die Masohine durchströmendei den Masohinenmotor treibende Bpuokluft gelangt in die ebenfalls siohelartig ausgebildete, duroh Rotor, die Dichtlamellen und die Zylinderinnenwand gebildete Luftaustrittskammer des Motors und wird von dort nach einem weiteren Merkmal der Erfindung in zwei zueinander unterschiedlichen Strömungsrichtungen weiterbefördert· Die Aufteilung des aus der Luftaustrittskammer des Motors ausströmenden Luftstromes ist erfindungsgemäß daduroh gelöst, daß im Bereich der durch Rotor, Diohtlamellen und Zylinderinnenwand gebildeten sichelförmigen Luftaustrittskammer je eine zu dieser axial angeordenete, durch Bohrungen und/oder sohlitzartigen !Durchbrechungen gebildete, Bit in Drehriohtung des Rotors im Querschnitt sich stetig verringernde, und in eine von einem Halsteil des Masohinengehäusee gebildete Kammer führende Luftaustritts (öffnung, sowie eine zur Luftaustrittskammer radial liegende duroh Bohrungen oder sohlitzartige Durchbrechungen gebildete und in ein zwieohen E sohinengehäuse und Zylinder vorhandenes Eammersystem führende Luftaustrittsöffnung angeordnet ist* Torteilhafterweise ist die radial angeordnete Luftaustrittsoffηung duroh mehrere in radialer und axialer Richtung zueinander versetzte Bohrungen gebildet, wobei deren Abstand eo gewählt ist, daß eine Interferenz der hier wirksamen schwingenden Luftsäule eintritt·

Erfindungsgemäß ist hierbei das zwisohen Masohinengehäuse und Zylinder angeordnete Sammersystem duroh in die Gehäuseinnenwand und/oder in die äußere Zylinderwand eingearbeitete, radial zueinander versetzte, über einen Teil deren Länge sioh erstreckende Ausnehmungen unterschiedlicher geometrischer* Form und !Tiefe gebildet, derart, daß jeweils die am Zylinder und/oder am Gehäuse zwisohen den Ausnehmungen

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verbleibenden Stege wechselseitig je einer am Gehäuse oder am Zylinder verbleibenden Ausnehmung gegenüberstehend angeordnet sind und diese in nur einem Teil ihrer Breite, vorzugsweise außermittig, bei zwischen den Stegen und Ausnehmungen sich stetig änderndem überströmquerschnitt, Überdeoken· Der sioh ständig ändernde Überströmquersohnitt hat fortwährend eine in ihrer Größe unterschiedliche änderung von Druck und Geschwindigkeit des aus der Luftaustrittskammer ausgetretenen Luftstromes zur folge« Bs wird daduroh vorteilhafterweise eine Verwirbelung und akustische !Filterung der Luftströmungen herbeigeführt, die sioh äußerst günstig auf die Geräusohbekämpfung auswirken· Gleichermaßen vorteilhaft wirkt sioh. hierbei der Umstand aus, daß der im Zammersystem umlaufende Luftstrom ein weiteres Mal geteilt, umgelenkt und anschließend einer Verwirbelungskammer zugeleitet wird.

Die !Teilung des im Sammersystem radial umlaufenden Luftstromes wird erfindungsgemäß daduroh erreicht, daß eine oder mehrere der im Uasohinengehäuse angeordneten Ausnehmung em, vorzugsweise die der Luftaustrittsöffnung in Uhrzeigersinn nachfolgenden Ausnehmungen, duroh in diesen angebraohte Überströmbohrungen mit einer im Halsteil des Masohinengehäuses vorgesehenen Verwirbelungskamaer verbunden sind· Die in den Ausnehmungen angebrachten Überströmbohrungen haben gegeneinander einen Abstand, dessen Größe einen Bruohteil der frequenz der hier wirksamen Schallwelle entspricht, und bewirken duroh ihren radialen bzw· zeltliohen Versatz eine Interferenz des Luftsohalles· Daduroh wird das Sohallspektrum aus dem lästigen und gesundheitsschädigenden Bereioh in den weniger unangenehm empfundenen tieferen !Frequenzbereich versohoben· Die Anordnung eines den Zylinder der Masohine umgreifenden Kammersyst«ms bringt darüberhinaus den bei solohen Masohinen sehr erwünsohten Vorzug mit sioh, daß das Masohineninnere duroh die austretende Abluft kühlend umspült wird·

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Der aus der Luftaustrittskammer axial austretende Abluftstrom erzeugt in der Kammer des Masohinenha1steile· ein Luftpolster, welches eine Verwirbelung der dort einströmenden Luft bewirkt.

Die hier verwirbelte Abluft wird naoh einem weiteren Merkmal der Erfindung duroh eine im Halsteil vorgesehene, in die Verwirbelungskammer führende, in einer Zone mit relativ geringem Druck innerhalb der Kammer vorgesehenen Überströmbohrung der Verwirbelungskammer zugeführt· Der Durohtrittsquersohnitt der in die Verwirbelungskammer führenden Überströmbohrung ist erfindungsgemäß kleiner gewählt als der Querschnitt der in die Kammer In axialer Sichtung eintretenden Luftaustrittsöffnung,, damit in der Kammer der erwünschte Luftstau eintritt· Als besonders wirkungsvoll hat sich dabei ein Geößenverhältnis der Luftaustrittsöffnung zur Überströmbohrung von etwa 1,5 bis 2,5 zu 1 erwiesen« In der Verwirbelungskammer vermisoht und verwirbelt sloh der aus der Kammer weggeführt· Luftstrom mit den aus dem Kammer.system kommenden Luftströmen· Aus der Verwirbelungskammer wird die Abluft duroh eine Überströmbohrung hinduroh einer oder mehreren Dämpfungskammern zugeführt, von denen aus naoh nochmaliger bzw· mehrmaliger Umlenkung des Luftstromes dieser ins freie geführt wird· Erfindungsgemäß ist die Anordnung und konstruktive Gestaltung der Verwirbelungskammer und der Dämpfungskammer sowie der zwisohen diesem Kanmersystem vorgesehenen üherströmbohrUBgen so ausgeführt, daß im Bereich der mit dem Kammersystem verbundenen Verwirbelungskammer eine duroh b.B· stirnseltig auf das Masohinengehäuse aufgesetzte Verschlußkappe gebildet, zur Verwirbelungskammer radial naoh außen versetzte ringartige Dämpfungskammer angeordnet ist, wobei die innen gelegene, im Halsteil vorgesehene Verwirbelungskammer einerseits duroh eine den Halsteil durchgreifende Luftftustrittsöffnung mit der Kammer und andererseits duroh eine duroh den Versohlußring hindurabgeführte Überströmbohrung mit der Dämpfungskammer verbunden ist· Die aus der Kammer in die Verwirbelungskammer führende luftaustritt söffnung ist gemäß der Erfindung gegenüber der aus

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der Verwirbelungskammer in die Dämpfungskammer führeMezi tfbsrsirömbohrung vorzugsweise in einer gemeinsamen radialen Ebene und diametral zur letzteren versetzt angeordnet. Je nach Ausführungsart und Verwendungszweck der Maschine Köanea natürlich die Ver wir belongs- und Dämpf ungsksnmern aneinander versetzt und/oder such an einem anderen ^seif;-rieten Ort der Maschine angeordnet sein« Die aus der Dämpfungskammer ins Freie fahrende Lu£tau£~ Strömöffnung ist erfindungsgemäß in der Zylinderwand'juig der Verschlußkappe und swar in der Ebene der im Kaisteil bzw* der Im Verschlußring vorgesehenen Luftaustritts- "bzw«. Überströmöffnung angeordnet, in der Weise, aafl sie der im Verschlußring vorgesehenen Überströmöffnung diametral gegenüberliegt· Die aus der Kammer in die Verwirbelungs— kammer geführte Abluft wird durch die erfindungsgemä"ße Anordnung und Ausführung der Verwirbelungs und Dämpfungskammer mehrfaoh verwirbelt, durchmischt und umgelenkt^ so daß beim Austritt aus der Dämpfungskammer ein relativ ruhiger luftstrom mit geringem Energiegehalt entsteht und bei dem das obere FrequeüzspektrunL weltestgehend duroh Maßnahmen der Dämpfung, Interferenz und Absorbtion abgebaut ist· Insbesondere zum Zwecke der Luftsehallabsorbtiott 1st naoh einem weiteren Merkmal der Erfindung das aus Verwirbelungs- und Dämpfungskammer bestehende Kammersystem aus schwingungsdämpfendem bzw» sohallabsorbierendem Werkstoff ausgeführt bzw· mit einem solchen Werkstoff ausgeschlagen· Dem nämlichen Zweok dient die gestalterische Ausführung des die Kammer bildenden Halsteiles des Maschlnengehäuses, welches erfindungsgemäß im Bereich der Verwirbelungs- und Dämpfungskammer kegelig oder sich bogenförmig verjüngend ausgeführt ist· Dadurch, wird die aus der Luftauetrittskammer- in die Kammer eintretende Abluft in der Weise strömungsteohnisoh beeinfluß, daß sich an ihrem hinteren dem Rotor der Maschine zugekehrten Bnde eine Zone geringen Druckes bildet· In dieser Zone ist, wie schon erläutert, in vorteilhafter Weise und erfindungsgemäßer Ausfuhrung die von der Kammer in die Verwirbelungskammer führende Überströmbohrung angeordnet*

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In. weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes sind die in den Rotor eingesetzten Dientlamellen in einem zueinander unterschiedlichen Bogenabstand eingesetzt, wodurch, oeim Überschneiden der Lufteintritts- und Übers~römöfi:xungen in len Arbeitsraum bzw. aus der Luftaustritt εkammer der Maschine durch eine Veränderung des erzeugten Frequenzbandes innerhalb der schwingenden Luftsäuler, sine bedeutende Lärmreduziarung erzielt wird,, Der unterschiedliche Bogenabstand zwischen den einzelnen Dichtlamellen. des Hotors kann erfindungsgemäß auoh dadurch herbeigeführt werden, daß die Dichtlamellen nach außen hin ein- oder beidseitig keilförmig verjüngt ausgeführt oder wechselweise aufeinander nachfolgend radial oder in der Ebene einer Sehne in den Rotor eingesetzt sind«

Mit einer erfindungsgemäß ausgeführten Druckluftmaschine wird eine wesentliche lärmminderung erzielt, wobei sowohl auf die G-eräuschentstehung als auoh auf die Schallausbreitung duroh gestalterische, konstruktive und strömungsteohnisohe Maßnahmen Einfluß genommen wurde«

Die Erfindung soll nachstehend an H_and eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden«

Ss zeigen:

Pig· 1 einen teilweisen Längsschnitt duroh eine mit Drehkolbenmotor betriebene Druckluftmaschine

Pig· 2 eine Seitenansicht der Masohine gemäß Schnittverlauf A - A in Fig, 1

Pig. 3 eine Seitenansicht der Masohine gemäß Sohnittverlauf B - B in Pig· 1·

An einem Maschinengehäuse 1 einer mit Drehkolbenmotor ausgerüsteten Druckluftmaschine ist in an sich bekannter Weise ein Halsteil 2 vorgesehen, duroh den die Antriebswelle 3 hindurchgeführt ist·

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ORIGINAL INSrECTED

.In den zylinderförmigen Teil des Maschinengehäuses 1 ist ein Zylinder 4 eingesetzt, der in einer exzentrischen Bohrung den im Maschinengehäuse 1 gelagerten Rotor 5 aufnimmt. Der Rotor 5 besitzt in üblicher Ausführung mehrere am Umfang radial versetzte schlitzartige Ausnehmungen 6 zur Aufnahme von Dichtlamellen 7a j 7bj 7 c.und 7d_o Der Zylinder 4 ist in axialer Richtung von einem Luftzufuhrkanal 8 teilweise durchbrochen, von dem; aus eine Luftdurchtrittsöffnung 9 durch die Zylinderinaenwand 10 radial verlaufend, hindurchgeführt ist β Im Bereich der luftdurchtrittsöffnung 9 ist eine diese Luftdurchtrittsöffnung in axialer und radialer Richtung kammerartig erweiternde gegenüber-der Zylinderinnenwand 10 zurückgesetzte Ausnehmung 11 angeordnet α Die Größe dieser Ausnehmung ist teilweise abhängig von der Baugröße der Maschine und soll mindestens 35 % der jeweiligen Zylinderlänge und in radialer Richtung etwa 1/30 bis 1/5 des ümfanges der Zylinderinnenwand 10 betragene Die im Bereich der Lufteintrittsöffnung 9 und der zugehörigen Ausnehmung 11 liegende, durch den Rotor 5, den Zylinder 4 und den Dichtlamellen 7a und 7b gebildete sichelförmige Expansionskammer 12 kann in der in Fig. 2 veranschaulichten. Rotorstellung mit Druckluft gespeist werden» Der Expansionskammer 12: liegt eine durch den Rotor 5, Zylinder 4 und den Diohtlamellen 7o und 7d gebildete Luftaustrittskammer 13 etwa diametral gegenüber, aus der die expandierte Druckluft aus dem Masohineninneren hinausgeführt wird· Gemäß.einem der Erfindungsmerkmale soll dies durch Aufteilung des Abluftstromes in 2 zueinander unterschiedlichen Richtungen geschehen· Zu diesem Zweck führen aus der Luftaustrittskammer 13 eine oder mehrere Luftaustrittsöffnungen 14 duroh eine axial vor dem Rotor angeordnete Lauf- und Dichtplatte 15 in eine vom Halsteil 2 des Maschinengehäuses 1 gebildete Kammer 16_Ä Die Luftaustrittsöffnungen 14 werden durch Bohrungen und/oder sohlitzartige Durohbreohungen gebildet und sind zur Luftaustrittskammer 13 axial liegend in der Lauf- und Dichtplatte 15 angeordnet· Der andere, kleinere Teil der

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aus der luftaustrittskammer 13 hinauszubefördernden Abluft, verläßt die luftaustrittskammer 13 über zu dieser radial liegende, vorzugsweise duroh Bohrungen gebildete, und in ein zwischen Masohinengehäuse 1 und Zylinder 4 angeordnetes Kammersystem 17 führende luftaustrittsöffnungen 18· Die im Bereich der luftaustrittskammer 13, den Zylinder 4 radial durchbrechenden luftaustrittsöffnungen 18, die anstelle von Bohrungen auoh als sohlitzartige Durchbreohun^- gen ausgeführt sein können, sind erfindungsgemäß in radialer und axialer Ebene zueinander um einen Bruchteil der !frequenz der aus der luftaustrittskammer 13 in das Kammersystem 17 übertretenden schwingenden luftspule versetzt angeordnet, um an dem radial austretenden Abluftstrom eine Interferenz zu erzeugen· Das Kammersystem 17 ist durch in die Gehäuseinnenwand 19 und in die äußere Zylinderwand 20 eingearbeitete, radial zueinander versetzte, über einen Teil der Zylinderlänge sich erstreckende Ausnehmungen 17a bis 17g bzw» 17A bis 173? unterschiedlicher, geometrisoher Form und Tiefe gebildet, derart, daß Jeweils die am Zylinder 4 und am Gehäuse i zwisohen den Ausnehmungen 17a bis 17g bzw· 17A bis 171? verbleibenden Stege wechselseitig je einer am Masohinengehäuse 1 oder am Zylinder 4 verbleibenden Ausnehmung gegenüberstehend angeordnet sind, und diese in nur einem Teil ihrer Breite, vorzugsweise außermittig, überdecken· Gemäß der Erfindung ist die Überdeckung derart ausgeführt, daß im Sinne der Strömungsriohtungen Eji¹ der das Kammersystem 17 durchströmenden Abluft von Ausnehmung zu Ausnehmung ein sich stetig ändernder überstrom— querschnitt vorhanden ist·

In einer oder mehreren der im Masohinengehäuse 1 angeordnetem, dem Kammersystem 17 zugehörigen Ausnehmungen sind Überströmbohrungen 21 vorgesehen· Diese Überströmbohrungen 21 sind in axialer Richtung durch das Masohinengehäuse 1 hindurohgeführt und stehen mit einer im Halsteil 2 der Masohine angebrachten, durch einen Verschlußring 22 gebildeten Verwirbelungskammer 23 in Verbindung· Der Versohlußring 22: ist hierbei auf eine zylindrische Andrehung des HaIs-

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teiles 2 sufgesohoben» Semäß der Erfindung list es sioli für besonders wirkungsvoll gezeigt j die mit der Ter;7irbeluiagskanser 23 in Verbindung stehenden überstroffiiohr^iigsjG. 21 in Iss den iu-taustrittsöffnungeri 18. im Uhrzeigersinn .naoh foIUs^äen Ausnehmungen. ·*7"b5 17c| r7d des las-sliisengsiämse?

3s ist auch möglich und .nitunte:? E^se-zzsäßi^ i»£3 "iberstrcsboiirungea 21 in anderen ÄaSiisInEi^gsii iss imer syst ems -1? vorzusehen«

Im 2srisiuh der Yerwirbelungskammer 22, zu dieser Jsdoali radial nacli an£en versetzt, ist eine duroii eine Tsrsoiiluß» ka-'pe 24 gebildete Dämpfungskajaiiier 25 angeordnet· Uis 7erschlüßicappe kann hierbei auf den Halsteil 2 des Maschinen— geiäuses 1 auf einen Buna aufgesetzt und mit dem üäaschinengehäuse 1 durch eine Xlemmverbindung lösbar verbunden sein» Zum. Zwecke der Schallabsorbtion ist der Verschlussring 22 und die Verschlußkappe 24 aus schalldämpfenden Werkstoffe^ jaus Beispiel aus Hartgununi ausgeführt· Bs ist auch möglich, diese beiden Bauteile mit schallabsorbierenden Werkstoff©a auszuschlagen,« damit die Verwirbelungskammer 23 als auch die Bämpfungskammer 25 schallschluckend und somit geräuschdämpfend wirken·

Sie Terwirbelungskammer 23 steht einerseits durch eine den Halsteil 2 durchgreifende Luftaustrittsöffnung 26 mit der Druckkammer 16 und andererseits durch eine im Terschlußring 22 vorgesehene Überströmbohrung 27 mit der Dämpfungskamniez? 25 in Verbindung· Aus der Dämpfungskammer 25 führt eine im Außenmantel der Verschlußkappe 24 angebrachte Eadialbohrung 28 ins Ereie· Wie die Pig» 1 und 3 veranschaulichen, liegt die im Halsteil 2 des Maschinengehäuses 1 vorgesehene Augirtttsöffnung 26 der im Versohlußring 22 vorgesehenen, überströmbohrung 27 in der gleiohen radialen Ebene gegenüber· Gleichermaßen liegt die aus der Dämpfungskammer 25 ine Sreie führende Eadialbohrung 28 der Überströmbohrung 27 in der besagten radialen Ebene gegenüber^ Der Halsteil 2 deß llasohinengehäuses 1 ist an seiner inneren Mantelfläche vom Rotor der Maschine bzw· von der Lauf- und Richtplatte 15 ausgehend, kegelig verjüngt oder nach außen bogenförmig

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geschwungen ausgeführt· Daduroh wird, «ie das nach, einem freitereu Merkmal der Erfindung emUnsoht ist, eine Verwirbelung des axial aus der Luftaustrittskammer 13 austretenden, in die Kammer 16 geleiteten Hauptabluftstromes G erzielt· In dem nach vorne sich verjüngenden und somit im Quersohnitt .kleiner «erdenden Halsteil 2 bildet sich duroh die ausströmende Abluft eine Art Druokpolster, an dem die eintretende Abluft gebremst, umgelenkt und verwirbelt wird·' Etwa in der radialen Ebene der im Halsteil 2 vorgesehenen Luftaustrittsöffnung 26 bildet sich unter diesen Strömungsverhältnissen eine Zone gemäßigten Luftdruokes, aus der die Abluft duroh die Luftaustrittsöffnung 26 die Kammer 16 verläßt und in die Verwirbelungskammer 23 geleitet wird* Sie Verwirbelung des Hauptabluftstromes in der kammer 16 wird hierbei noch duroh die stetig in Drehung sioh befindliohe, duroh die Kammer 16 hindurchgeführte Antriebswelle 3 der Maschine begünstigt·

Die in an sich bekannter Welse in den Rotor 5 der Druckluftmaschine eingesetzten Dichtlamellen 7a; 7b; 7c; 7d sind radial zueinander geringfügig versetzt angeordnet, in der Weise» daß zwisohen den Berührungsflächen 29 der einzelnen, in Drehrichtung des Eotors 5 aufeinanderfolgenden Dichtlamellen im Bereich der Gleitfläche 10 des den Botor 5 umschließenden Zylinders 4» bezogen auf die Mittelebene der einzelnen Berührungsflächen, ein unterschiedlicher Abstand vorhanden ist· Zu diesem Zweck können die einzelnen Dientlamellen 7a bis 7d an ihrem dem Zylinder 4 zugekehrten Ende ein- oder beiderseitig verjüngt bzw· nach .außen keilförmig . verlaufend ausgebildet sein·

Die Wirkungsweise ist folgende:

Die über den Luftzuführkanal 8 zugeführte die Luftdurohtrittsöffnung 9 passierende und in die Expansionskammer 12 eintretende Druokluft setzt duroh die hier eintretende Expansion den Hotor 5 der Druckluftmaschine in drehende Bewegung· Die einzelnen Dichtlamellen 7 a bis 7d sohneiden fortwährend den in die Expansionskammer 12 eintretenden

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Druokluftstrom. Sie erzeugen dabei Luftschwingungen, die sich naoh außen hin ale Lärm der in die Masohine eintretenden Druokluft bemerkbar machen· Dieser Lärm wirkt sioh besonders dann als störend und gesundheitsschädigend aus, wenn Luftschwingungen mit relativ hoher Frequenz erzeugt werden₀ Das ist der Pail, wenn die in die Expansionskammer 12 fahrende Luftdurohtrittsöffnung duroh eine Vielzahl von Luftkanälen relativ geringen Querschnittes gebildet wird, wie das an Druckluftmaschinen der bekannten herkömmlichen Ausführungen festzustellen ist· Die erfindungsgemäß ausgeführte, durch die Ausnehmung 11 gebildete kammerartige Erweiterung der Luftdurchtrittsöffnung 9, vermeidet' auf eine höchst vollkommene Art diese sehr intensive Geräusohentwicklung, indem der eintretende Luftstrom von den vorbeilaufenden Dichtlamellen 7 nur je einmal geschnitten wird* Bs wird zwar auch hierduroh noch die Druckluft in Schwingungen versetzt, jedoch an einer Frequienzlage, die nicht mehr als störend und gesundheitsschädigend empfunden wird©

Die expandierte Druokluft verläßt den Zylinderraum duroh die Luftaustrittskammer 13 und wird von dort ins Freie geführt· Nach der Erfindung wird hierbei der die Luftaustrittskammer 13 verlassende Abluftstrom durch die Anordnung der zu dieser axial angebraohten Luftaustrittsöffnung 14 und der zur Luftaustrittskammer 13 radial liegendenLuftaustrittsöffnung 18 in 2 Abluftströme aufgeteilt, um der weiterhin expandierenden Luft einerseits ein mögliohst großes, eine Geräuschdämpfung bewirkendes Volumen zur Verfügung zu stellen, und um andererseits wirkungsvolle Möglichkeiten zur Herbeiführung von Interferenzerscheinungen sowie Erscheinungen der Reflexion und Absorbtion der austretenden Luftmengen zu schaffen· Zu diesem Zweck tritt der die Luftaustrittsöffnungen 14 passierende aus der Luftaustrittskammer 13 axial austretende Abluftstrom in die Kammer 16 ein und erzeugt in deren vorderen, verengten Teil eine. Art Luftpolster, wie das in Fig« 1 in sinnbildlicher Darstellung veranschaulicht ist· Während dem Einströmen dieses Teiles der Abluft wird der Luftstrom durch die Formgebung der

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inneren Mantelfläche des Halsteiles 2 derart strömungsmäßig beeinfluß!} daß der Abluftstrom G am Luftpolster gebremst, umgelenkt und verwirbelt wird* Durch diese Erscheinungen bildet sioh im hinteren Teil der Kammer 16, etwa im Bereich der dort angebrachten LuftaustrittsÖffnung 26 eine Zone gemäßigten Druckes· Aus dieser Zone wird die Abluft duroh die Luftaustrittsöffnung 26 hindurch der Verwirbelungskammer 23 zugeführt, äußerst vorteilhaft wirkt sioh hierbei der Umstand aus, daß der Querschnitt der Luftaustrittsöffnung 26 kleiner ist als der Gesamtquersohnitt der Luftaustrittsöffnung 14»

In der Verwirbelungskammer 23 trifft dieser Teil der Abluft" mit dem in radialer Riohtung aus der Luftaustrittskammer 13 ausgetretenen Abluftstrom zusammen· Bevor jedooh der radial aus der Luftaustrittskammer 13 austretende Abluftstrom in die Verwirbelungskammer 23 gelangt, hat er das Kammersystem 17 durohlaufen· Das gesohieht in der Weise, daß der radial austretende Abluftstrom! in der im Masohinengehäuse 1 vorgesehenen Kammer 17a geteilt und in die Strömung sriohtung en E und ϊ umgelenkt wird. Die in die Zylinderkammern 17A und 171 duroh die Luftaustrittsöffnungen 18 gelenkten Abluftströme werden hierbei von den Strömungsriohtungen 1 und F entsprechend beeinflußt· Diese beiden Abluftströme durohlaufen das Kammersystem 17 in der in Pig· 2 veranschaulichten Sichtung« Sie erfahren dabei durch die ständig.wechselnden überströmquersohnitte eine sioh mehrfach wiederholende ungleichmäßige Druok— und Geschwindigkeitsänderung* Die damit verbundene Verwirbelung und akustisohe Filterung dieser Luftströme wirkt sioh im Hinblick auf die angestrebte Geräusohbekämpfung dahingehend vorteilhaft aus, daß das durch diese schwingenden Luftströme erzeugte Geräuschspektrum verändert wird* Diese Abluft ströme verlassen das Kammersystem duroh die Überströmbohrungen 21 und gelangen von diesen in die Verwirbelungskammer 23« Duroh die erfindungsgemäße Anordnung der Überströmbohrungen 21 und deren räumlichen Abstände zueinander wird eine Interferenz,

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der das Eammersystem durchlaufenden bzw· verlassenden luftströme E und F erzielt, was für den Abbau dor Luftbzw· Maschinengeräusche von förderlichem Einfluß ist» Wie sohon oben erläutert_} werden sie hier mit dem aus der Kammer 16 herausgeführten Abluftstrom zusammengeführte In der Verwirbelungskammer 23 erfolgt, wie das die 3?ig· 3 veranschaulicht, erneut eine Umlenkung der Luftströme· Der aus der Kammer 16 kommende, an Volumen größere und an Intensität stärkere LUPTstrom führt den durch die Überströmbohrungen 21 in die Verwirbelungskammer 23 eingetretenen Luftstrom mit sich« Die nunmehr wieder zusammengeführte Abluft verläßt die Verwirbelungskammer 23 durch die tJberströmbohrung 27 und gelangt in die Dämpfungskammer 25β Hier wird der Abluftstrom erneut geteilt und umgelenkt und durchläuft die Dämpfungskammer in der Strömungsrichtung L und E· Bei ihrem Aufeinandertreffen werden diese Abluft ströme im Bereich der Radial-" bohrung 28 noch einmal verwirbelt und in ihrer Strömungsintensität geschwäoht bis sie letztlioh die Dämpfungskammer 25 durch die Eadia!bohrung 28 verlassen und ins Freie treten«»

Die erfindungsgemäß vorgesehene Ausführung der Verwirbelungskammer 23 und der Dämpfungskammer 25 aus" sohalldämmenden Werkstoffen bringt im Wirkungsbereich des Lufteustrittes aus der Maschine einen weiteren Lärraabbau mit sioh, wobei durch die gestalterische Anordnung und Ausbildung dieser-Kammern 23 und 25 bei der Schaffung eines möglichst großen Geräuschdämpfervolumens die Baugröße der Maschine nicht beeinträchtigt wird* Gegenüber den herkömmlichen geräuschgedämpften Druckluftmasohinen wirkt s.ich dieser Umstand vorteilhaft aus.

In der Praxis hat sich gezeigt, daß erfindungsgemäß ausgeführte, geräuschgedämpfte ^ruckluftmaschinen bzw. die an Druokluftmasohinen mit Drehkolbenmotor vorgesehenen Maßnahmen zur Geräuschminderung keinen nachteiligen Einfluß auf das Arbeite- und Leistungsverhalten der Masohinen haben, wie das durchweg an herkömmlichen Druokluftmasohinen in geräusohgedämpfter Ausführung beobachtet wurde· Die erfindungs-

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gemäße Einflußnahme auf die Entstehung von Luft- und Körperschall innerhalb der Uasohine sowie die strömungβ-teohnlsoh und konstruktiv vorgesehenen Maßnahmen zur Verhinderung der Schallausbreitung und letztlich die getroffenen Vorkehrungen für dl« Schalldämmung bzw· der Verlegung der Geräusohspektren im Bereiche, die weniger gesundheitssohädigende Auswirkungen zur Folge haben» bringen eine bedeutende Erhöhung des Gebrauchswertes von Druokluftmasohinen mit sioh« Dabei 1st es gar nloht mal erforderlioh» die zur Sohallbekämpfung vorgesehenen Maßnahmen gemäß der Erfindung in Ihrer Gesamtheit anzuwenden. Es 1st hingegen möglioh und In bestimmten Fällen zweckmäßig» nur von der einen oder anderen dieser Maßnahmen zur Geräusohbekämpfung Gebrauoh zu maohen.

Ebenso ist es denkbar» die eine oder andere der erläuternden Maßnahmen zur Geräueohbekämpfung auoh an anderen Bautypen von Druokluftmaschinen anzuwenden· Dazu gehört ferner die Möglichkeit» beispielsweise die Verwirbelungs- und Dämpfungskammer an einem anderen Ort des Masohinenkörpers vorzusehen« wo sie beispielsweise aus räumliohen oder konstruktiven Gründen besser am Platze sind·

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Claims (1)

1. Pa t ent ans ρ r U ο h e

   1· öeräusohgedämpfte Druckluftmaschine mit in einem. Zylinder des Masohinengehäuses rotierendem Drehkolbenmotor, dadurch gekennzeiohnet, daß im Bereioh der duroh Rotor, Dichtlamellen und Zylinderinnenwand gebildeten sichelförmigen Luftaustrittskammer (13) eine zum Rotor axial verlaufende, duroh Bohrungen und/oder sohlitzartigen Durchbrechungen gebildete Luftaustrittsöffnung (14) und eine zum Rotor radial verlaufende, diroh Bohrungen und/oder sohlitzartigen Durohbreohungen gebildete Luftaustrittsöffnung (18) angeordnet sind, daß die axiale Luftaustrittsöffnung (14) in eine zum Zylinder stirnseitig angeordnete Kammer (16) mündet, während die radiale Luftaustrittsöffnung (18) in eine den Zylinder (4) ringförmig umsohließende, vorzugsweise systeoartig ausgebildete Kammer (17) mündet, daß die Kammer (16) über Luftaustrittsöffnungen (26) und die ringförmige Kammer (17) über Überströmbohrungen (21) mit einer Verwirbelungskammer (23) in Verbindung steht, und daß eine mit einer Badialbohrung (28) versehene, vorzugsweise ringförmig gestaltete Dämpfungskammer; (25) über eine Überströmbohrung (27) mit der Yerwirbelungskammer (23) verbunden ist, wobei die Bohrungen bzw· Öffnungen (18} 21} 26; 27} 28) jeweils gegeneinander versetzt angeordnet sind«

   2# Geräusohgedämpfte Druckluftmaschine nach Anspruch 1, daduroh gekennzeiohnet, daß das zwischen Masehinengehäuse (1); und Zylinder (4) angeordnete Kammersystem (17) durch in die Gehäuseinnenwand (19) und in die äußere. Zylinderwand (20) eingearbeitete, radial zueinander versetzte, über einen Teil deren Länge sich erstreckende

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   -a— '

   ^versetzte über einen Teil deren länge sioh erstreckende) Ausnehmungen (17aj 17bj 17oj 17d; 17e; 17f; 17g; 17A; 17Bj 17Gj 17D} 17E; 17?) unterschiedlicher geometrischer Form und Tiefe gebildet ist, derart, daß jeweils die am Zylinder (4) und am fi^sohinengehäuse (1) zwischen den Ausnehmungen verbleibenden Stege wechselseitig je einer am Masohinengehäuse (1} oder am Zylinder (4)) verbleibenden Ausnehmung (17a — g| 17A-I) gegenüberstehend angeordnet sind und diese in nur einem Teil ihrer Breite, vorzugsweise außermittig, bei stetig sioh änderndem Überströmquer sohnitt zwisohen den Ausnehmungen und Stegen, über« deoken·

   3· Geräusohgedämpfte Druokluftmasohine naoh Anspruoh 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere der im Masohinengehäuse (1) angeordneten Ausnehmungen, vorzugsweise die der in das Kammersystem (17) führenden luf taustrittsöffnung (18) im Uhrzeigersinn, nachfolgende» Ausnehmungen (17b; 17o; 17d) duroh zu diesem axial liegend in das Masohinengehäuse (1) eingearbeitete Überströmbohrungen (21) mit einer im Halsteil (2) des Masohinengehäuses (1) vorgesehenen, duroh vorzugsweise auf den Halsteil (2) aufgeschobenen Versohlußring (22) gebildeten ringförmigen Verwirbelungskammer (23) verbunden sind»

   4· Geräusohgedämpfte Druckluftmaschine naoh.Anspruoh 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungskammer (25) als stirnseitig auf das Masohinengehäuse (1) aufgesetzte Verschlußkappe (24) ausgebildet ist*

   5» Geräusohgedämpfte Druckluftmaschine naoh Anspruoh 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der Kammer (16) in die Verwirbelungskammer (23) führende luftaustrittsöffnung (26) und die aus der Verwirbelungskammer· (23) in die Dämpfungs· kammer (25) führende Überströmbohrung (27)) vorzugsweise in einer gemeinsamen radialen Ebene und zueinander diametral versetzt angeordnet sind·

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   6. Geräuschgedämpfte Druckluftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in der äußeren Zylinder-■wand der Versohlußkappe (24) vorgesehene Eadialbohrung (28) gegenüber der im Versohlußring (22) vorgesehenen Überströmbohrung (27) radial versetzt, vorzugsweise diametral gegenüberliegend, angeordnet ist·

   7· Geräuschgedämpfte Druckluftmaschine naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Antriebswelle (3) durchragte Halsteil (2) des Masohinengehäuses (1) an seiner inneren Mantelfläche in Strömungsrichtung der aus der Luftaustrittskammer (13) axial austretenden Abluft (G) trichterförmig oder ngch außen konvex bogenförmig verlaufend ausgebildet und die Luftaustrittsöffnungen (26) vorzugsweise im ersten Drittel des sich am Masohinen— gehäuse (1) anschließenden Halsteiles (2) angeordnet ist·

   8· Geräusohgedämpfte Druckluftmaschine naoh Anspruoh 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verwirbelungskammer (23) als auch die Dämpfungskammer (25) mit schwingungsdämpfendem bzw· schallabsorbierendem Werkstoff, z.B· Hartgummi ausgekleidet bzw. der Verschlußring (22) und die Verschlußkappe (24) aus Werkstoffen mit schwingungsdämpfenden bzw· schallabsorbierenden Eigenschaften ausgeführt ist.

   9. Geräuschgedämpfte Druckluftmaschine nach Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, daß der Gesamtquerschnitt der aus der Luftaustrittskammer ( 13) in die Kammer (16) führenden Luftaustrittsöffnungen (14) gegenüber dem Quersohnltt der aus der Kammer (16) in die Verwirbelungskammer (23) führenden Luftaustrittsöffnungen (26) größer, vorzugsweise etwa im Verhältnis 1 bis 2,5 : 1 ausgeführt und die Luftaustrittsöffnungen (14) mit in Drehrichtung des Rotors sich änderndem, vorzugsweise sich stetig verringerndem Querschnitt ausgebildet sind·

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   1Oo Gea&uschgedämpfte Druckluftmaschine nach, den Merkmalen der Ansprüche 1 Ms 9, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zylinderinnenwand (10) im Bereich der durch die Zylinderinnenwand hindurohgeführtert luftdurchtrittsöffnungen (9) eine oder mehrere die Durchtrittsöffnung en in axialer und radialer Eiohtung kämme rartig erweiternde, gegenüber der ZyIinderinnenwand (10) zurückgesetzte Ausnehmung (11) angeordnet ist, deren axiale Länge mindestens 35 % der Zylinderlänge und deren Bogenmaß etwa 1/30 bis 1/5 des Umfanges der.. Zy lind er innenwand beträgt©

   11· Geräusohgedämpfte Druckluftmaschine mit in den Rotor radial oder in der Ebene einer Sehne verschiebbar eingesetzten Dichtlamellen, dadurch gekennzeichnet, daß die Berührungsflächen (29): der einzelnen in Drehrichtung des Rotors (5) aufeinander folgenden Dichtlamellen (7a; 7b; 7c; 7d) im Bereich der Gleitfläche (10) des den Rotor (5) umsohließanden Zylinders (4) bezogen auf die Mittelebene der einzelnen Berührungsflächen (29) zueinander einen unterschiedlichen Abstand aufweisen·

   12· Geräusohgedämpfte Druokluftmasohine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtlamellen (7a - 7d) an ihrem dem Zylinder (4) zugekehrten Ende ein- oder beiderseitig verjüngt bzwβ nach außen keilförmig verlaufend ausgebildet sind·

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