DE19701361C1

DE19701361C1 - Geräuschdämpfer für Ventilanordnungen in Druckluftanlagen, insbesondere von Fahrzeugen

Info

Publication number: DE19701361C1
Application number: DE1997101361
Authority: DE
Inventors: Francois Pellecuer; Antonio Rapa; Alfonso Carpinelli
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH; Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH; Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Priority date: 1997-01-16
Filing date: 1997-01-16
Publication date: 1998-05-20
Anticipated expiration: 2017-01-17

Description

Die Erfindung betrifft einen Geräuschdämpfer nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1.

Zum Ableiten von Druckluft und Entspannen derselben sind Schall- bzw. Geräusch dämpfer vorgesehen, die für Ventilanordnungen in Druckluftanlagen, insbesondere von Fahrzeugen geeignet sind. Derartige Geräuschdämpfer (EP 0 596 220 B1) bestehen im allgemeinen aus einem Schallschluckmaterial aufnehmenden Gehäuse topf mit an der Unterseite desselben befindlichem Auslaß und einem einen Einlaß für die Luft aufweisenden, den Gehäusetopf schließenden Deckel. Der Einlaß am Deckel kann zur Verbindung mit einer Ventilanordnung einen Gewindeanschluß tragen oder mit einer Schnappkontur versehen sein. Im Inneren des Gehäuses sind für die Luft ein Hauptluftweg und ein Nebenluftweg vorgesehen. Der Nebenluftweg wird beim Zusetzen, d. h. Verstopfen des Schallschluckmaterials, sei es durch Verun reinigungen und/oder gefrierende Nässe wirksam, wobei zur Freigabe des Nebenluftwegs ein sich aufbauender Staudruck der Luft gegenüber dem Schallschluckma terial wirksam wird, d. h. in vorbestimmten Positionen wird das Schallschluckmaterial elastisch oder plastisch verformt und gibt einen Nebenkanal für den Nebenluftweg frei.

Der Nebenluftweg ist hierbei mehrteilig auf verhältnismäßig kurzer Wegstrecke zwischen Einlaß und Auslaß des Geräuschdämpfers gegeben, d. h. daß in der Bypass-Funktion des Geräuschdämpfers nicht ausreichende Dämpfung erzielt wird. Es kommt hinzu, daß das Schallschluckmaterial zum Teil unsymmetrisch zusetzt, d. h. nur teilweise den Nebenkanal für die notwendige Entlüftung freigibt; hierdurch sind die Strömungs- und Druckverhältnisse im Bereich des mehrteiligen Nebenluft weges gestört, was der eigentlichen Funktion, d. h. der Geräuschdämpfung abträglich ist.

Davon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, einen Geräuschdämpfer der in Rede stehenden Art so auszugestalten, daß die Bypass-Funktion des Neben luftweges bei einem Zusetzen bzw. Verstopfen des Schallschluckmaterials absolut sicher gewährleistet ist. Im besonderen soll auch erreicht werden, daß hierbei trotz Sperre des Hauptluftweges ausreichende Schall- bzw. Geräuschdämpfung über den Nebenluftweg erzielbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale nach dem Kennzeichnungsteil des Patentanspruches 1.

Da der den Nebenluftweg bildende Nebenkanal infolge seiner Spiral- oder Kreisbahn eine wesentlich größere Weglänge besitzt als der eigentliche Hauptluftweg zwischen Einlaß und Auslaß, ist auch dann ausreichende Geräuschdämpfung erzielbar, wenn der Hauptluftweg blockiert sein sollte. Der Nebenluftweg entlang des Nebenkanals besteht absolut sicher und jederzeit funktionsfähig, da er ständig geöffnet ist, also auch im Normalbetrieb des Geräuschdämpfers, und dennoch die benötigte Geräuschdämpfung vermittelt, falls der Hauptluftweg zugesetzt sein sollte. Die Bypass-Funktion wird also unabhängig vom Zustand des Schallschluckmaterials erreicht, ein Öffnen des Nebenkanals gegen elastischen Widerstand des Schall schluckmaterials ist nicht erforderlich.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in weiteren Patentan sprüchen aufgeführt.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug nahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert.

Fig. 1 ist eine gegenüber den nachfolgenden Fig. 2-4 vergrößerte Schnittan sicht des Geräuschdämpfers nach der Erfindung;

Fig. 2 ist eine Seitenansicht des Geräuschdämpfers;

Fig. 3 ist eine Unteransicht des Deckels des Geräuschdämpfers unter Darstellung eines spiralförmig verlaufenden Nebenkanals; und

Fig. 4 ist eine der Fig. 3 vergleichbare Ansicht unter Darstellung eines labyrinth förmig verlaufenden, Ringabschnitte aufweisenden Nebenkanals.

Der für Ventilanordnungen vorgesehene Geräuschdämpfer nach den Fig. 1-4 weist ein Gehäuse auf, bestehend aus einem Gehäusetopf 1 und einem Deckel 3. Der Deckel 3 ist mit Hilfe von Schnappelementen 5 auf den Gehäusetopf 1 aufge schnappt. Die Schnappelemente 5 durchsetzen hierbei in der aus Fig. 1 und 2 dargestellten Weise am Außenumfang des Deckels 3 vorgesehene Öffnungen 7. Der Geräuschdämpfer weist zum Anschluß an eine Ventilanordnung einen Einlaß 9 und einen im dargestellten Ausführungsbeispiel aus Schlitzen 11 (Fig. 1 und 2) be stehenden Auslaß 10 auf. Die Schlitze 11 besitzen vorzugsweise die aus Fig. 1 ersichtliche Konfiguration und verlaufen bis in den Übergang zum Boden des Gehäusetopfes 1. Am Einlaß des Geräuschdämpfers kann der hierfür vorgesehene Anschlußstutzen mit einem Gewinde oder mit einer Schnappkontur versehen sein, wie aus der links- und rechtsseitigen Schnittdarstellung in Fig. 1 hervorgeht. Im Inneren des Gehäusetopfes befindet sich ein Schallschluckmaterial 13, welches z. B. aus Kunststoff oder aus Metall besteht und aus einem strumpfartigen Filtergestrick zusammengesetzt sein kann. Das Filtergestrick ist zu einer Rolle wickelbar, welche in den Gehäusetopf 1 eingesetzt wird. Das Schallschluckmaterial kann hierbei mit einer gewissen Verspannung zwischen dem Boden des Gehäusetopfes 1 und dem aufgeschnappten Deckel 3 eingefaßt sein. Die Beschaffenheit des Schallschluckma terials ist in jedem Fall so gewählt, daß es nicht durch den Bereich der als Austritts öffnungen dienenden Schlitze 11 nach außen austritt.

Im Normalbetrieb des Schalldämpfers besteht für die zu dämpfende, in den Einlaß 9 eintretende Luft ein Hauptluftweg H, welcher in Fig. 1 schematisch durch Pfeilver lauf dargestellt ist, d. h. die Luft passiert unmittelbar das Schallschluckmaterial 13, wobei die Beschaffenheit des Schallschluckmaterials so gewählt ist, daß die er wünschte Schalldämpfung auch auf dem kürzesten Weg zwischen Einlaß und Aus laß erreicht wird. Gemäß der Erfindung ist neben dem Hauptluftweg H ein Nebenluft weg N vorgesehen, welcher in Fig. 1 gleichfalls schematisch durch Pfeildarstellung wiedergegeben ist. Für den Nebenluftweg ist ein Nebenkanal 15 geschaffen, welcher ausgehend vom Einlaß 9 in Spiralform um die Längsachse des Geräuschdämpfers verlaufend gelegt ist und in einem Nebenauslaß 17 zwischen Innenumfang des Deckels 3 und Außenumfang des Gehäusetopfes 1 endet und hier mit der Atmos phäre in Verbindung steht.

Gemäß Fig. 3 ist an der Unterseite des rohrförmigen Einlasses 9 ein aus mehreren Stegen 19 gebildetes Widerlager für das Schallschluckmaterial 13 gebildet. Die Stege 19 sind hierbei zentrisch zusammenlaufend ausgebildet, derart, daß zwischen den Stegen der Eintritt für die zu dämpfende Luft existiert. Aus Fig. 1 und der Schnittdarstellung nach Fig. 3 ist ersichtlich, daß im Bereich des Zwischenraums wenigstens zweier Stege 19 der Nebenkanal 15 beginnt, wobei die Kontur des Nebenkanals in der beispielhaft dargestellten Ausführungsform als eine den spiral förmigen Verlauf vorgebende Ausnehmung an der Unterseite des Deckels 3 aus gebildet ist. Der Nebenkanal ist demnach an seiner Oberseite durch das Material des Deckels 3 und an der Unterseite (Fig. 1) durch das Schallschluckmaterial 13 be grenzt. In Fig. 3 ist der Strömungsverlauf der Luft innerhalb des Nebenkanals 15 aufgezeigt. Die Luft tritt durch eine Ausnehmung 21 an der Unterseite des rohrför migen Einlasses 9 des Deckels in den Querschnitt des Nebenkanals ein und passiert diesen entlang seiner Spiralform (Fig. 3) bis zu einer weiteren Ausnehmung 23, von wo die Luft durch den Nebenauslaß 17 in die Atmosphäre gelangt. Es ist ersichtlich, daß der Nebenkanal 15 zwischen Einlaß 9 und Nebenauslaß 17 ständig offen ist, wobei in Abhängigkeit des existierenden Druckes ein gewisser Anteil der Luft direkt in das Schallschluckmaterial 13 eintreten kann und durch den Auslaß 10 den Ge räusch- bzw. Schalldämpfer verläßt. Bei normalem Betrieb wird der meiste Anteil der Luft entlang des Hauptluftweges H durch das Schallschluckmaterial hindurchgeführt, während ein geringerer Anteil entlang des Nebenluftweges N den Geräuschdämpfer verläßt, was bei letzterem von den existierenden Druckverhältnissen abhängt. Grundsätzlich ist durch die Länge des Nebenkanals 15 die erwünschte Geräusch dämpfung gewährleistet, wobei im Kanal zusätzlich Widerstände vorgesehen sein können.

Setzt das Schallschluckmaterial 13 zu, d. h. wird es im Bereich der Schlitze 11 durch Verunreinigungen und/oder gefrierende Nässe verstopft, dann ist der Nebenkanal als einziger und wesentlicher Bypass-Kanal wirksam, d. h. die Luft tritt mit dem gesamten Volumen in den ständig offenen Nebenkanal ein und verläßt diesen in vorstehend beschriebener Weise durch den Nebenauslaß 17. Es ist folglich nicht erforderlich, daß durch den anstehenden Druck der Luft Schallschluckmaterial von einer Sperre, welcher Art auch immer, abgehoben werden müßte; Probleme eines nicht ausrei chenden Öffnens der Bypass-Verbindung entfallen folglich.

Die Weglänge des Nebenkanals ist bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform anhand der Spiralform gegeben. Grundsätzlich umschließt der allgemeine Erfin dungsgedanke auch Nebenkanal-Konstruktionen anderer Konfiguration, so wie sie z. B. in Fig. 4 dargestellt sind. Ausgehend von der Ausnehmung 21 ist der Neben kanal 15 labyrinthförmig ausgebildet, d. h. ringförmige Kanalabschnitte lösen eine Strömung der Luft im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn gerichtet aus, wobei in der Folge mehrere Ringe des Nebenkanals zur Strömungsführung gegeben sein können. Der letzte Ring des mehrteiligen Nebenkanals 15 der Ausführungsform nach Fig. 4 mündet wiederum in einer Ausnehmung 23, welche in einer der Ausfüh rungsform nach Fig. 1 vergleichbaren Weise mit einem Nebenauslaß 17 und damit mit Atmosphäre in Verbindung steht.

Neben den unter Bezugnahme auf Fig. 3 und 4 der Zeichnung dargestellten Konfigurationen sind auch weitere Varianten möglich, z. B. Verlegung von Doppel spiralen und Mehrfach-Kanälen als auch die Verlegung von Röhren, welche eine in sich geschlossene Verbindung zwischen Einlaß und Nebenauslaß bilden, also stets das gesamte Volumen des Nebenstroms transportieren. Einlaß und Auslaß des Nebenkanals können mehrteilig ausgebildet sein d. h. der Nebenkanal kann mehrere Einlässe und auch mehrere Nebenauslässe aufweisen.

Bezugszeichenliste

1

Gehäusetopf

3

Deckel

5

Schnappelement

7

Öffnung

9

Einlaß

10

Auslaß

11

Schlitz

13

Schallschluckmaterial

15

Nebenkanal

17

Nebenauslaß

19

Steg

21

Ausnehmung

23

Ausnehmung
H Hauptluftweg
N Nebenluftweg

Claims

1. Geräuschdämpfer für Ventilanordnungen in Druckluftanlagen, insbesondere von Fahrzeugen, mit einem Gehäuse, in welchem geräuschdämpfende Mittel in Form eines Schallschluckmaterials vorhanden sind, mit einem vom Einlaß des Geräuschdämpfers zum Auslaß desselben durch das Schallschluckmaterial sich erstreckenden Hauptluftweg für die von der Ventilanordnung abzuleitende Luft, und mit einem vorzugsweise bei Zusetzen des Schallschluckmaterials zur Ableitung der Luft dienenden Nebenluftweg, welcher den Einlaß mit der Außenluft verbindet, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) der Nebenluftweg (N) besteht als ein Nebenkanal (15), welcher in einer die Mittelachse des Geräuschdämpfers umschließenden spiral- oder kreisförmigen Bahn zwischen dem Einlaß (9) des Geräuschdämpfers und wenigstens einem Nebenauslaß (17) gelegt ist; und
b) der Nebenkanal (15) ist in seinem Querschnitt frei von Schallschluckmaterial und besitzt infolge seiner Spiral- oder Kreisbahn eine wesentlich größere Weglänge als der Hauptluftweg (H), derart, daß bei Zusetzen des Hauptluftweges ausreichende Geräuschdämpfung mittels des Nebenkanals (15) erzielbar ist.

2. Geräuschdämpfer nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) der Nebenkanal (15) ist an der Deckelinnenseite des Geräusch dämpfers zwischen dieser und der Oberseite des Schallschluckmaterials (13) geführt, und umschließt spiral- oder kreisförmig die Mittelachse des Geräuschdämpfers; und
b) der Nebenkanal (15) mündet am Außenumfang des Geräuschdämpfer gehäuses in den Nebenauslaß (17).

3. Geräuschdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem das Gehäuse aus einem Gehäusetopf mit darin befindlichem Schallschluckmaterial und einem den Einlaß aufweisenden, den Gehäusetopf schließenden Deckel besteht, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
der Nebenkanal (15) ist als spiral- oder kreisförmige Vertiefung an der Deckelinnenseite ausgebildet und mündet in den Nebenauslaß (17), welcher zwischen dem Außenumfang des Gehäusetopfes (1) und dem den Gehäusetopf außenseitig umgreifenden Deckel (3) besteht.

4. Geräuschdämpfer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Nebenkanal (15) aus konzentrisch bezüglich der Mittelachse an der Innenseite des Deckels (3) verlegten Ringabschnitten besteht, welche labyrinthartig untereinander in Verbindung stehen und in den wenigstens einen Nebenauslaß (17) münden.