DE1576941B2 - Geräuschgedämpfte Rotationskolben-Druck luftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine geräuschgedämpfte Rotationskolben-Druckluftmaschine mit Hub- und Schlupfeingriff, bestehend aus einem radial bewegliche KoI-benschieber aufweisenden Kolben, welcher innerhalb eines axial von Dichtplatten begrenzten und von einem äußeren Gehäusemantel umgebenden inneren Gehäusemantels umläuft, der Ein- und Auslässe aufweist, wovon der Einlaß in mindestens eine in der Innenwandung des inneren Gehäusemantels befindliche Aussparung und der Auslaß in eine von beiden Mänteln eingeschlossene Ringkammer mündet. Eine derartige geräuschgedämpfte Rotationskolben-Druckluftmaschine ist aus der CH-PS 4 40 328 bekannt. Bei der bekannten Rotationskolben-Druckluftmaschine wird die aus dem Arbeitsraum austretende Abluft einer zwischen dem inneren und dem äußeren Gehäusemantel angeordneten Entspannungkammer zugeführt. Diese Entspannungskammer ist durch nach innen gelegene Rippen des äu- ßeren Gehäusemantels in zwei schalenförmige Kammerteile aufgeteilt, die miteinander durch Ventile in Verbindung stehen. Ist die Maschine in Betrieb, so tritt die aus dem Arbeitsraum ausströmende Druckluft in den ihr zunächst gelegenen Kammerteil der Entspannungskammer ein und schiebt die zwischen den beiden Kammerteilen vorgesehenen, unter der Wirkung von Federn stehenden Ventile auf. Über diese Ventile tritt die Abluft in den anderen Kammerteil ein und verläßt aus diesem schließlich unter Umspülung des inneren Gehäusemantels das Maschineninnere. Die zwischen den beiden Kammerteilen angeordneten Ventile dienen dem Zweck, den Zutritt der Außenluft in das Maschineninnere bei abgeschalteter und im Auslaufen begriffener Maschine zu verhindern, um das dabei auftretende sirenenartige Heulen zu unterbinden. Während des Laufes bzw. Betriebes der Maschine haben diese Ventile auf die Lärmentstehung nur eine unzureichende Auswirkung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Vermeldung baulicher Vergrößerungen der Maschinen und unter Verzicht auf zusätzliche Anbauelemente für eine Rotationskolben-Druckluftmaschine oben genannter Art ein System geräuschdämpfender Maßnahmen zu entwickeln.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Ringkammer durch eine abwechselnde Aufeinanderfolge von Aussparungen unterschiedlicher Form und Tiefe im inneren und äußeren Gehäusemantel derart gebildet ist, daß sich die Aussparungen teilweise überdecken und dadurch stetig sich ändernde Übertrittsquerschnitte bilden und daß im Bereich des Auslasses in Form von Auslaßkanälen in einer der beiden Dichtplatten noch weitere Auslaßkanäle vorgesehen sind, welche in eine an die Dichtplatte anschließende Entspannungskammer münden, welche ihrerseits über Luftaustrittsöffnungen mit einer die Entspannungskammer umfassenden Verwirbelungskammer verbunden ist, die mittels Überströmbohrungen mit der Ringkammer

und über Radialbohrungen mit einer die Verwirbelungskammer ringförmig umgebenden Dämpfungskammer, welche an ihrem äußeren Umfangsmantel Abblasöffnungen aufweist, in Verbindung steht, wobei diese öffnungen bzw. Bohrungen jeweils gegeneinander versetzt angeordnet sind.

An Rotationskolben-Druckluftmaschinen ist es beispielsweise gemäß der DT-PS 8 69 753 bekannt, zum Zwecke der Geräuschdämpfung die aus dem Maschineninneren austretende Abluft zunächst in eine Ringkammer zu leiten und von dieser nach mehrfacher Umlenkung ins Freie zu führen. Diese Ringkammer ist durch eine den inneren Gehäusemantel umschließende Hülse gebildet, die zum Zwecke der Luftlenkung mit Zwischenwänden und Lenkblechen versehen sein kann.

Nach der DT-AS 11 52 575 ist es bei Druckluftzahnradmotoren ferner bekannt, die aus den Arbeitskammern der Maschine nach außen zu leitende Abluft in zwei Abluftströme aufzuteilen, zu welchem Zwecke Vorausströmöffnungen und Endausströmöffnungen vorgesehen sind. Die aus den Vorausströmöffnungen aus dem Arbeitsraum axial austretende Vorausströmluft wird mit der ebenfalls axial weggeführten Endausströmluft in einer den inneren Gehäusemantel umkleidenden Entspannungskammer wieder vereinigt und von dort einer zweiten Ringkammer, die die erstere umschließt, zugeführt, von wo sie ins Freie tritt. In der äußeren Ringkammer sind zweckmäßig zur Umlenkung der Auspuffluft Prallrippen angeordnet, die in gewissem Umfang einen Luftstau und eine Luftverwirbelung und einen Abbau der Strömungsenergie bewirken sollen.

Die bemerkenswerte Besonderheit der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß die den Kolben treibende Antriebsluft nach Umsetzung ihres Energiegehaltes in die durch die Lauffläche des inneren Gehäusemantels und den Kolben gebildete Luftaustrittskammer gelangt und von dort in zwei zueinander unterschiedlichen Strömungsrichtungen weiterbefördert wird.

Die Aufteilung der die Luftaustrittskammer verlassenden Abluft bringt im Hinblick auf den Abbau des Energiegehaltes der Abluft ganz entschiedene Vorteile in bezug auf die Lärmreduzierung der durch diese Luftströme verursachten Geräusche mit sich.

Bei der erfindungsgemäß gestalteten Ringkammer ist durch die abwechselnde Aufeinanderfolge von im inneren und im äußeren Gehäusemantel vorgesehenen Aussparungen unterschiedlicher Form und Tiefe ein Kammersystem geschaffen, das auf die dieses Kammersystem durchlaufenden pulsierenden Luftströme im Hinblick auf eine Reduzierung des Energiegehaltes dieses Teiles der Maschinenabluft vorteilhafte Auswirkungen hat.

Durch die sich stetig ändernden Überströmquerschnitte zwischen den im inneren und äußeren Gehäusemantel gebildeten Ausnehmungen wird der dieses Kammersystem durchlaufende Luftstrom fortwährend strömungsseitig beeinflußt und hat dadurch stetige Druck- und Geschwindigkeitsänderungen zur Folge. Die außerdem bewirkte Verwirbelung und akustische Filterung der Luftströme wirkt sich günstig auf die angestrebte Geräuschbekämpfung aus. Gleichermaßen ist von Vorteil, daß der die Luftaustrittskammer in radialer Richtung verlassende Abluftstrom durch die konstruktive Gestaltung der Ringkammer den inneren Gehäusemantel gegensinnig umströmt und diesen schließlich, nachdem diese Abluftströme im Bereich der Überströmbohrungen wieder zusammengeführt sind, durch diese Überströmbohrungen nach der Verwirbelungskammer hin verläßt.

Die zwischen Ringkammer und Verwirbelungskammer vorgesehenen Überströmbohrungen sind nach einem bevorzugten Merkmal der Erfindung in jenen Aussparungen der Ringkammer angeordnet, welche den in die Ringkammer mündenden Auslaßkanälen in Umlaufrichtung des Kolbens nachfolgen. Ihre räumliche Anordnung bzw. ihr radialer Versatz zueinander ist vorteilhafterweise so getroffen, daß an den durch diese Überströmbohrungen hindurch geleiteten Luftstößen eine Interferenz erreicht wird. Das Schallspektrum wird dadurch in einen Frequenzbereich verschoben, der bei der Lärmentwicklung weniger störend in Erscheinung tritt.

Dem nämlichen Zweck, den Energiegehalt der das Maschineninnere durch die Dichtplatte axial verlassenden Abluft abzubauen, dient die erfindunsggemäß gestaltete Ausführung der im Halsteil des Maschinengehäuses vorgesehenen Entspannungskammer. Die Kontur der inneren Mantelfläche dieser Entspannungskammer ist nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung trichterförmig ausgebildet, und die Luftaustrittsöffnungen sind axial ausgehend von der Dichtplatte im ersten Drittel der Entspannungskammer angeordnet. Um die Geräuschentstehung und auch die Geräuschfortpflanzung mit den Mitteln der Absorption des Luftschalles ebenfalls im Sinne einer Geräuschverminderung zu beeinflussen, sind nach einer weiteren Ausgestaltung die Verwirbelungskammer als auch die Dämpfungskammer mit schwingungsdämpfendem Werkstoff, insbesondere mit Hartgummi, ausgekleidet bzw. der Verschlußring und der äußere Umfangsmantel aus schwingungsdämpfendem Werkstoff ausgeführt.

Vorteilhafte Maßnahmen zur Geräuschbekämpfung an druckluftbetriebenen Rotationskolben-Druckluftmaschinen sehen ferner vor, durch Bemessung der Luftübertrittsquerschnitte für die aus der Luftaustrittskammer wegzuführende Maschinenabluft den Luftlärm herabzusetzen. So ist das Gesamtquerschnittsverhältnis der Auslaßkanäle zu den Luftaustrittsöffnungen etwa zwischen 1 und 2,5 und die Querschnitte der Auslaßkanäle sich in Umlaufrichtung des Kolbens stetig verringernd ausgeführt. So ist der Gesamtquerschnitt der aus der Luftaustrittskammer in die axial vor dem Kolben gelegene Entspannungskammer führenden Auslaßkanäle gegenüber dem Querschnitt der aus dieser Entspannungskammer in die Verwirbelungskammer führenden Luftaustrittsöffnung um das angegebene Verhältnis größer ausgeführt, was in der Entspannungskammer zu einem Luftstau führt.

Um schließlich auch den von der in das Maschineninnere eintretenden Druckluft verursachten Luftlärm zu reduzieren, weist nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung die Aussparung an der Mündung des Einlaßkanals in ihrer achsparallelen Erstreckung mindestens 35% der Axialerstreckung des inneren Gehäusemantels und in ihrer Umfangserstreckung etwa V30 bis Vs der Umfangserstreckung des inneren Gehäusemantels auf.

Diese kammerartige Aussparung des zum Arbeitsraum der Maschine führenden Eintrittskanals hat gegenüber bekannten Ausführungen, die beispielsweise durch Bohrungen oder schlitzartige Durchbrechungen gebildet sein können, den Vorzug, daß die den Eintrittskanal passierenden Luftströme nicht einzeln und dadurch mehrfach durch die Kolbenschieber geschnitten werden, was zu einer Veränderung der Frequenz der

hier erzeugten schwingenden Luftstöße führt und sich dadurch im Bereich des Lufteintrittes an solchen Maschinen günstig auf den vorhandenen Geräuschpegel im Sinne einer Geräuschverringerung auswirkt. Bei nach den Merkmalen der Erfindung ausgestatteten Druckluftmaschinen wird sowohl auf die Geräuschentstehung als auch auf die Schallausbreitung durch gestalterische, strömungstechnische und akustische Maßnahmen Einfluß genommen, was auf die mit der Erfindung angestrebte Lärmreduzierung von bedeutender Auswirkung ist.

Die Erfindung soll nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 einen teilweisen Längsschnitt durch eine Rotationskolben-Druckluftmaschine,

F i g. 2 eine Seitenansicht der Maschine gemäß Schnitt A-A in F i g. 1 und

F i g. 3 eine Seitenansicht der Maschine gemäß Schnitt B-B in Fi g. 1.

An einem äußeren Gehäusemantel 1 (Fig. 1) einer Rotationskolben-Druckluftmaschine ist in an sich bekannter Weise ein Halsteil 2 vorgesehen, durch den die Antriebswelle 3 hindurchgeführt ist. In den zylinderförmigen Teil des äußeren Gehäusemantels 1 ist ein innerer Gehäusemantel 4 eingesetzt, der in einer exzentrischen Bohrung einen Kolben 5 aufnimmt. Der Kolben 5 besitzt in üblicher Ausführung mehrere am Umfang radial versetzte, schlitzartige Ausnehmungen 6 zur Aufnahme von Kolbenschiebern 7 a bis 7d. Der innere Gehäusemantel 4 ist in axialer Richtung von einem Einlaß

8 teilweise durchbrochen, von dem aus ein Einlaßkanal

9 durch die Innenwandung 10 des inneren Gehäusemantels radial verlaufend, hindurchgeführt ist. Im Bereich des Einlaßkanals 9 ist eine die Mündung des Einlaßkanals 9 in axialer und radialer Richtung kammerartig erweiternde, gegenüber der Innenwandung 10 zurückgesetzte Aussparung 11 angeordnet. Die Größe dieser Aussparung ist teilweise abhängig von der Baugröße der Maschine und soll in ihrer achsparallelen Er-Streckung mindestens 35% der Axialerstreckung des inneren Gehäusemantels und in ihrer Umfangserstrekkung etwa V30 bis ¹A der Umfangserstreckung des inneren Gehäusemantels betragen.

Die im Bereich der Mündung des Einlaßkanals 9 und der zugehörigen Aussparung 11 liegende, durch den Kolben 5, den inneren Gehäusemantel 4 und die Kolbenschieber 7a; 7b gebildete sichelförmige Expansionskammer 12 kann in der in F i g. 2 veranschaulichten Kolbenstellung mit Druckluft gespeist werden. Der Expansionskammer 12 liegt eine durch den Kolben 5, inneren Gehäusemantel 4 und die Kolbenschieber 7 c; 7d gebildete Luftaustrittskammer 13 etwa diametral gegenüber, aus der die expandierte Druckluft aus dem Maschineninneren hinausgeführt wird. Gemäß einem Erfindungsmerkmal soll dies durch Aufteilung des Abluftstromes in zwei zueinander unterschiedlichen Richtungen geschehen. Zu diesem Zweck führen aus der Luftaustrittskammer 13 mehrere Auslaßkanäle 14 durch eine axial vor dem Kolben angeordnete Dichtplatte 15 in eine vom Halsteil 2 des äußeren Gehäusemantels 1 gebildete.Entspannungskammer 16. Die Auslaßkanäle 14 werden durch Bohrungen und/oder schlitzartige Durchbrechungen gebildet und sind zur Luftaustrittskammer 13 axial liegend in der Dichtplatte 15 angeordnet. Der andere, kleinere Teil der aus der Luftaustrittskammer 13 hinauszubefördernden Abluft verläßt die Luftaustrittskammer 13 über zu dieser radial liegende, vorzugsweise durch Bohrungen gebildete und in eine zwischen äußerem Gehäusemantel 1 und innerem Gehäusemantel 4 angeordnete Ringkammer 17 führende Auslaßkanäle 18. Die im Bereich der Luftaustrittskammer 13 den inneren Gehäusemantel 4 radial durchbrechenden Auslaßkanäle 18, die an Stelle von Bohrungen auch als schlitzartige Durchbrechungen ausgeführt sein können, sind erfindungsgemäß in radialer und axialer Ebene zueinander um einen Bruchteil der Frequenz der aus der Luftaustrittskammer 13 in die Ringkammer 17 übertretenden schwingenden Luftsäule versetzt angeordnet, um an dem radial austretenden Abluftstrom eine Interferenz zu erzeugen.

Die Ringkammer 17 ist durch in die äußere Wand 19 der Ringkammer und in die innere Wand 20 der Ringkammer eingearbeitete, radial zueinander versetzte, über einen Teil der Länge des inneren Gehäusemantels sich erstreckende Ausnehmungen 17a bis 17^-bzw. 17/4 bis 17Funterschiedlicher geometrischer Form und Tiefe gebildet, derart, daß jeweils die am inneren Gehäusemantel 4 und am äußeren Gehäusemantel 1 zwischen den Ausnehmungen 17a bis 17g· bzw. 17A bis 17F verbleibenden Stege wechselseitig je einer am äußeren Gehäusemantel 1 oder am inneren Gehäusemantel 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 Strömungsrichtungen E, F der die Ringkammer 17 durchströmenden Abluft ein sich von Ausnehmung zu Ausnehmung stetig ändernder Überströmquerschnitt vorhanden ist. In einer oder mehreren der im äußeren Gehäusemantel 1 angeordneten, der Ringkammer 17 zugehörenden Ausnehmungen sind Überströmbohrungen 21 vorgesehen. Diese Überströmbohrungen 21 sind in axialer Richtung durch den äußeren Gehäusemantel 1 hindurchgeführt und stehen mit einer im Halsteil 2 der Maschine angebrachten, durch einen Verschlußring 22 gebildeten Verwirbelungskammer 23 in Verbindung. Der Verschlußring 22 ist hierbei auf eine zylindrische Andrehung des Halsteiles 2 aufgeschoben. Es hat sich als besonders wirkungsvoll gezeigt, die mit der Verwirbelungskammer 23 in Verbindung stehenden Überströmbohrungen 21 in den den Auslaßkanälen 18 im Uhrzeigersinn nachfolgenden Ausnehmungen 176; 17c; I7d des äußeren Gehäusemantels 1 anzubringen. Es ist auch möglich und mitunter zweckmäßig, diese Überströmbohrungen 21 in anderen Ausnehmungen der Ringkammer 17 vorzusehen. Im Bereiche der Verwirbelungskammer 23, zu dieser jedoch radial nach außen versetzt, ist eine durch einen Umfangsmantel 24 gebildete Dämpfungskammer 25 angeordnet. Der Umfangsmantel 24 kann hierbei mit dem Halsteil 2 des äußeren Gehäusemantels 1 durch eine Klemmverbindung lösbar verbunden sein.

Zum Zwecke der Schallabsorption ist der Verschlußring 22 und der Umfangsmantel 24 aus schalldämpfenden Werkstoffen, z. B. aus Hartgummi, ausgeführt. Es ist auch möglich, diese beiden Bauteile mit schallabsorbierenden Werkstoffen auszuschlagen, damit sowohl die Verwirbelungskammer 23 als auch die Dämpfungskammer 25 schallschluckend und somit geräuschdämpfend wirken. Die Verwirbelungskammer 23 steht einerseits durch eine den Halsteil 2 durchgreifende Luftaustrittsöffnung 26 mit der Entspannungskammer 16 und andererseits durch eine im Verschlußring 22 vorgesehene Radialbohrung 27 mit der Dämpfungskanimer 25 in Verbindung. Aus der Dämpfungskammer 25 führen

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im Umfangsmantel 24 angebrachte Ablaßöffnungen 28 ins Freie. Wie die F i g. 1 und 3 zeigen, liegen die im Halsteil 2 des äußeren Gehäusemantels 1 vorgesehenen Luftaustrittsöffnungen 26 den im Verschlußring 22 vorgesehenen Radialbohrungen 27 in der gleichen radialen Ebene gegenüber. Gleichermaßen liegt die aus der Dämpfungskammer 25 ins Freie führende Ablaßöffnung 28 der Radialbohrung 27 in der besagten radialen Ebene gegenüber. Der Halsteil 2 des äußeren Gehäusemantels 1 ist an seiner inneren Mantelfläche von der Dichtplatte 15 ausgehend trichterförmig ausgeführt. Dadurch wird, wie das nach einem weiteren Merkmal der Erfindung erwünscht ist, eine Verwirbelung des axial aus der Luftaustrittskammer 13 austretenden, in die Entspannungskammer 16 geleiteten Abluftstromes G erzielt. In dem nach vorne sich verjüngenden und somit im Querschnitt kleiner werdenden Halsteil 2 bildet sich durch die ausströmende Abluft eine Art Druckpolster, an dem die eintretende Abluft gebremst, umgelenkt und verwirbelt wird. Etwa im ersten Drittel der Entspannungskammer 16 bildet sich unter diesen Strömungsverhältnissen eine Zone gemäßigten Luftdrukkes, aus der die Abluft durch die Luftaustrittsöffnung 26 die Entspannungskammer 16 verläßt und in die Verwirbelungskammer 23 geleitet wird.

Die Verwirbelung des Abluftstromes in der Entspannungskammer 16 wird hierbei noch durch die stetig in Drehung sich befindliche, durch die Entspannungskammer 16 hindurchgeführte Antriebswelle 3 der Maschine begünstigt. Die in an sich bekannter Weise in den Kolben 5 der Druckluftmaschine eingesetzten Kolbenschieber 7a bis Td sind radial in einem unterschiedlichen Bogenmaß zueinander versetzt angeordnet, in der Weise, daß zwischen den Berührungsflächen 29 der einzelnen in Drehrichtung des Kolbens 5 aufeinanderfolgenden Kolbenschiebern im Bereich der Innenwandung 10 des den Kolben 5 umschließenden inneren Gehäusemantels 4, bezogen auf die Mittelebene der einzelnen Berührungsflächen, ein unterschiedlicher Abstand vorhanden ist. Zu diesem Zweck können die einzelnen Kolbenschieber 7a bis Td an ihrem dem inneren Gehäusemantel 4 zugekehrten Ende auch ein- oder beidseitig verjüngt bzw. nach außen keilförmig verlaufend ausgebildet sein.

Die Wirkungsweise ist folgende:

Die über den Einlaß 8 zugeführte, den Einlaßkanal 9 passierende und in die Expansionskammer 12 eintretende Druckluft setzt durch die hier eintretende Expansion den Kolben 5 der Druckluftmaschine in drehende Bewegung. Die einzelnen Kolbenschieber 7a bis Td schneiden fortwährend den in die Expansionskammer 12 eintretenden Druckluftstrom. Sie erzeugen dabei Luftschwingungen, die sich nach außen hin als Lärm der in die Maschine eintretenden Druckluft bemerkbar machen. Dieser Lärm wirkt sich besonders dann als störend und gesundheitsschädigend aus, wenn Luftschwingungen mit relativ hoher Frequenz erzeugt werden. Das ist der Fall, wenn der in die-Expansionskammer 12 führende Einlaßkanal durch eine Vielzahl von Luftkanälen relativ geringen Querschnittes gebildet wird, wie das an Druckluftmaschinen der bekannten Ausführungen festzustellen ist.

Die erfindungsgemäß ausgeführte, durch die Aussparung 11 gebildete kammerartige Erweiterung der Luftdurchtrittsöffnung 9 vermeidet auf vollkommene Art diese sehr intensive Geräuschentwicklung, indem der eintretende Luftstrom von den vorbeilaufenden Kolbenschiebern 7 nur je einmal geschnitten wird. Es wird zwar auch hierdurch noch die Druckluft in Schwingungen versetzt, jedoch in einer Frequenzlage, die nicht mehr als störend und gesundheitsschädigend empfunden wird. Die expandierte Druckluft verläßt den Arbeitsraum in der Luftaustrittskammer 13 und wird von dort ins freie geführt. Dabe wird der die Luftaustrittskammer 13 verlassende Abluftstrom durch die Anordnung der zu dieser axial angebrachten Auslaßkanäle 14 und der zur Luftaustrittskammer 13 radial liegenden Luftauslaßkanäle 18 in zwei Abluftströme aufgeteilt, um der weiterhin expandierenden Luft einerseits ein möglichst großes, eine Geräuschdämpfung bewirkendes Volumen zur Vergügung zu stellen und um andererseits wirkungsvolle Möglichkeiten zur Herbeiführung von Interferenzerscheinungen sowie Erscheinungen der Reflexion und Absorption der austretenden Luftmengen zu schaffen. Zu diesem Zweck tritt der die Auslaßkanäle 14 passierende, aus der Luftaustrittskammer 13 axial austretende Abluftstrom in die Entspannungskammer 16 ein und erzeugt in dem vorderen, verengten Teil eine Art Luftpolster, wie das in F i g. 1 in sinnbildlicher Darstellung veranschaulicht ist Während des Einströmens dieses Teiles der Abluft wird der Luftstrom durch die Kontur der inneren Mantelfläche des Halsteiles 2 derart strömungsmäßig beeinflußt, daß der Abluftstrom G am Luftpolster gebremst, umgelenkt und verwirbelt wird. Im hinteren Teil der Entspannungskammer 16 wird die Abluft durch die Luftaustrittsöffnung 26" hindurch der Verwirbelungskammer 23 zu-

geführt. Hierbei wirkt sich der Umstand vorteilhaft aus, daß der Querschnitt der Luftaustrittsöffnung 26 kleiner ist als der Gesamtquerschnitt der Auslaßkanäle 14. In der Verwirbelungskammer 23 trifft dieser Teil der Abluft mit dem in radialer Richtung aus der Luftaustrittskammer 13 ausgetretenen Abluftstrom zusammen.

Bevor jedoch der radial aus der Luftaustrittskammer 13 austretende Abluftstrom in die Verwirbelungskammer 23 gelangt, hat er die Ringkammer 17 durchlaufen. Das geschieht in der Weise, daß der radial austretende Abluftstrom in der Ausnehmung 17a geteilt und in die Strömungsrichtungen E-, F umgelenkt wird Die in die Ausnehmungen 17A 17F durch die Auslaßkanäle 18 gelenkten Abluftströme werden hierbei von den Strömungsrichtungen E, F entsprechend beeinflußt. Diese beiden Abluftströme durchlaufen die Ringkammer 17 in der in F i g. 2 veranschaulichten Richtung. Sie erfahren dabei durch die ständig wechselnden Überströmquerschnitte eine sich mehrfach wiederholende Druck- und Geschwindigkeitsänderung.

Die damit verbundene Verwirbelung und akustische Filterung dieser Luftströme wirkt sich im Hinblick auf die angestrebte Geräuschbekämpfung dahingehend vorteilhaft aus, daß das durch diese schwingenden Luftströme erzeugte Geräuschspektrum verändert wird.

Diese Abluftströme verlassen das Kammersystem durch die Überströmbohrungen 21 und gelangen von diesen in die Verwirbelungskammer 23. Durch diese Anordnung der Überströmbohrungen 21 und deren räumliche Abstände zueinander wird eine Interferenz der die Ringkammer durchlaufenden bzw. verlassenden Luftströme E, F erzielt, was für den Abbau der Luftbzw. Maschinengeräusche von förderlichem Einfluß ist. Wie oben schon erläutert, werden sie in der Verwirbelungskammer 23 mit dem aus der Entspannungskammer 16 herausgeführten Abluftstrom zusammengeführt. In der Verwirbelungskammer 23 erfolgt, wie das die F i g. 3 veranschaulicht, erneut eine Umlenkung der Luftströme. Der aus der Entspannungskammer 16 kom-

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mende, an Volumen größere und an Intensität stärkere Luftstrom führt den durch die Überströmbohrungen 21 in die Verwirbelungskammer 23 eingetretenen Luftstrom mit sich in Strömungsrichtung H bzw. K. Die nunmehr wieder zusammengeführte Abluft verläßt die Verwirbelungskammer 23 durch die Radialbohrung 27 und gelangt in die Dämpfungskammer 25.

Hier wird der Abluftstrom erneut geteilt und umgelenkt und durchläuft die Dämpfungskammer 25 in der Strömungsrichtung L bzw. M. Bei ihrem Aufeinandertreffen werden diese Abluftströme im Bereich der Abblasöffnungen 28 noch einmal verwirbelt und in ihrer Strömungsintensität geschwächt, bis sie letztlich die Dämpfungskammer 25 durch die Abblasöffnungen 28 verlassen und ins Freie treten. Die vorgesehene Ausführung der Verwirbelungskammer 23 und der Dämpfungskammer 25 aus schalldämmenden Werkstoffen bringt im Wirkungsbereich des Luftaustrittes aus der Maschine einen weiteren Lärmabbau mit sich, wobei durch die gestalterische Anordnung und Ausbildung dieser Kammern 23, 25 bei der Schaffung eines möglichst großen Geräuschdämpfervolumens die Baugröße der Maschine nicht beeinträchtigt wird. In der Praxis hat sich gezeigt, daß erfindungsgemäß ausgeführte, geräuschgedämpfte Druckluftmaschinen zur Geräuschminderung keinen nachteiligen Einfluß auf das Arbeitsund Leistungsverhalten der Maschinen haben, wie das durchweg an bekannten Druckluftmaschinen in anderer geräuschgedämpfter Ausführung beobachtet wurde. Die Einflußnahme auf die Entstehung von Luft- und Körperschall innerhalb der Maschine sowie die strömungstechnisch und konstruktiv vorgesehenen Maßnahmen zur Verhinderung der Schallausbreitung und letztlich die getroffenen Vorkehrungen für die Schalldämmung bzw. der Verlegung der Geräuschspektren in

ίο Bereiche, die weniger gesundheitsschädigende Auswirkungen zur Folge haben, bringen eine bedeutende Erhöhung des Gebrauchswertes von Druckluftmaschinen mit sich. Dabei ist es gar nicht mal erforderlich, die zur Schallbekämpfung vorgesehenen Maßnahmen in ihrer Gesamtheit anzuwenden. Es ist hingegen möglich und in bestimmten Fällen zweckmäßig, nur von der einen oder der anderen dieser Maßnahmen zur Geräuschbekämpfung Gebrauch-zu machen. Ebenso ist es denkbar, die eine oder andere der erläuterten Maßnahmen zur Geräuschbekämpfung auch an anderen Bautypen von Druckluftmaschinen anzuwenden. Dazu gehört ferner die Möglichkeit, beispielsweise die Verwirbelungs- und Dämpfungskammer an einem anderen Ort des Maschinenkörpers vorzusehen, wo sie aus räumlichen oder konstruktiven Gründen besser am Platze ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Geräuschgedämpfte Rotationskolben-Druckluftmaschine mit Hub- und Schlupfeingriff, bestehend aus einem radial bewegliche Kolbenschieber aufweisenden Kolben, welcher innerhalb eines axial von Dichtplatten begrenzten und von einem äußeren Gehäusemantel umgebenen inneren Gehäusemantels umläuft, der Ein- und Auslässe aufweist, wovon der Einlaß in mindestens eine in der Innenwandung des inneren Gehäusemantels befindliche Aussparung und der Auslaß in eine von beiden Mänteln eingeschlossene Ringkammer mündet, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringkammer (17) durch eine abwechselnde Aufeinanderfolge von Aussparungen (17a bis 17^; 17/4 bis 17f) unterschiedlicher Form und Tiefe im inneren und äußeren Gehäusemantel (4; 1) derart gebildet ist, daß sich die Aussparungen (17a bis 17g·; 17,4 bis 17f) teilweise überdecken und dadurch stetig sich ändernde Übertriffsquerschnitte bilden und daß im Bereich des Auslasses in Form von Auslaßkanälen (18) in einer der beiden Dichtplatten (15) noch weitere Auslaßkanäle (14) vorgesehen sind, welche in eine an die Dichtplatte (15) anschließende Entspannungskammer (16) münden, welche ihrerseits über Luftaustrittsöffnungen (26) mit einer die Entspannungskammer (16) umfassenden Verwirbelungskammer (23) verbunden ist, die mittels Überströmbohrungen (21) mit der Ringkammer (17) und über Radialbohrungen (27) mit einer die Verwirbelungskammer (23) ringförmig umgebenden Dämpfungskammer (25), welche an ihrem äußeren Umfangsmantel (24) Abblasöffnungen (28) aufweist, in Verbindung steht, wobei diese öffnungen bzw. Bohrungen (21, 26, 27, 28) jeweils gegeneinander versetzt angeordnet sind.

2. Geräuschgedämpfte Rotationskolben-Druckluftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn^ zeichnet, daß die Überströmbohrungen (21) in den Aussparungen (\7b; 17c; 17α^ vorgesehen sind, welche den in die Ringkammer (17) mündenden Auslaßkanälen (18) in Umlaufrichtung (D) des Kolbens (5) nachfolgen.

3. Geräuschgedämpfte Rotationskolben-Druckluftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontur der inneren Mantelfläche der Entspannungskammer (16) trichterförmig ausgebildet ist und die Luftaustrittsöffnungen (26) axial ausgehend von der Dichtplatte (15) im ersten Drittel der Entspannungskammer (16) angeordnet sind.

4. Geräuschgedämpfte Rotationskolben-Druckluftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verwirbelungskammer (23) als auch die Dämpfungskammer (25) mit schwingungsdämpfendem Werkstoff, insbesondere mit Hartgummi, ausgekleidet bzw. der Verschlußring (22) und der äußere Umfangsmantel (24) aus schwingungsdämpfendem Werkstoff ausgeführt sind.

5. Geräuschgedämpfte Rotationskolben-Druckluftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gesamtquerschnittsverhältnis der Auslaßkanäle (14) zu den Luftaustrittsöffnungen (26) etwa zwischen 1 und 2,5 liegt und die Querschnitte der Auslaßkanäle (14) sich in Umlaufrichtung des Kolbens (5) stetig verringern.

6. Geräuschgedämpfte Rotationskolben-Druckluftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung (U) an der Mündung des Einlaßkanals (9) in ihrer achsparallelen Erstrekkung mindestens 35% der Axialerstreckung des inneren Gehäusemantels (4) und in ihrer Umfangserstreckung etwa '/3O bis Vs der Umfangserstreckung des inneren Gehäusemantels (4) aufweist.