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Dokumentenidentifikation DE202006012971U1 03.05.2007
Titel Kompressor
Anmelder Dürr Dental GmbH & Co. KG, 74321 Bietigheim-Bissingen, DE
Vertreter Ostertag & Partner, Patentanwälte, 70597 Stuttgart
DE-Aktenzeichen 202006012971
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 03.05.2007
Registration date 29.03.2007
Application date from patent application 23.08.2006
IPC-Hauptklasse F04B 39/12(2006.01)A, F, I, 20060823, B, H, DE

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Kompressor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiger Kompressor ist der EP 0 335 362 B1 zu entnehmen. Er zeichnet sich durch kompakte Abmessungen bei guten Fördercharakteristiken und Laufruhe aus.

Für manche Anwendungsfälle wäre es wünschenswert, wenn ein derartiger Kompressor unter noch geringerer Geräuschentwicklung laufen würde.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird durch die vorliegende Erfindung ein Kompressor mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen vorgeschlagen.

Bei dem erfindungsgemäßen Kompressor sind die Ansaugöffnungen der verschiedenen Zylinder jeweils mit einem Ansaugrohr versehen, dessen Länge lang ist verglichen mit dem lichten Querschnitt des Ansaugrohrs. Auf diese Weise wird das Ansauggeräusch erheblich vermindert.

Überraschenderweise ergibt sich zusätzlich eine Erhöhung des Volumenstroms (der Förderleistung) um etwa 5 %.

Die durch das Ansaugrohr erhaltene Reduzierung des Gesamtgeräuschpegels beträgt bei mittleren Hörfrequenzen von etwa 100 Hz bis 2 kHz etwa 3 bis 9 dB(A).

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Der Anspruch 2 nennt bevorzugte Verhältnisse zwischen der Länge der Ansaugrohre und deren lichtem Innendurchmesser.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 3 ist im Hinblick auf ein einfaches Anbringen der Ansaugrohre an den Zylindern vorteilhaft.

Gemäß Anspruch 4 erhält man auf einfache Weise eine lösbare Verbindung zwischen Ansaugrohren und Zylindern.

Bei dem Kompressor gemäß Anspruch 5 kann auch das Ansaugfilter zur Schalldämpfung beitragen.

Ein Kompressor, wie er im Anspruch 6 angegeben ist, hat besonders günstige Strömungsverhältnisse an den Enden der Ansaugrohre, was sich ebenfalls günstig auf die Geräuschentwicklung auswirkt.

Der Anspruch 7 nennt besonders bewährte Krümmungsverhältnisse für das Ende des in den Ansaugrohren vorgesehenen Ansaugkanals.

Auch die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 8 ist im Hinblick auf günstige Strömungsverhältnisse beim Einlass der Ansaugrohre von Vorteil.

Durchmesser des Ansaugkanals, wie sie im Anspruch 9 angegeben sind, haben sich besonders für Kompressoren mittlerer Förderleistung (40 bis 250 l/min) bewährt, wie sie häufig in Zahnarztpraxen verwendet werden.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 10 gestattet es, einen längeren Hauptteil des Ansaugrohrs an eine Stelle zu legen, bei welcher bei dem jeweils betrachteten Kompressor innerhalb der lichten Kontur noch freier Raum zur Verfügung steht. Bei einem Kompressor gemäß Anspruch 11 kann der längere gerade Rohrabschnitt parallel zu einer Aussenfläche der Zylinder verlaufen, wenn das zylinderseitige Ende des Ansaugrohrs mit einer Luftansaugöffnung verbunden ist, welche, wie oft üblich, im Deckel des Zylinders vorgesehen ist.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 12 ist im Hinblick auf eine gute Schalldämpfung bei Abmessungen der Ansaugrohre von Vorteil, welche die lichte Kontur des Kompressors nur geringfügig vergrößern.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 13 ist im Hinblick darauf von Vorteil, einerseits eine möglichst große Schalldämpfung zu erzielen, andererseits noch einen ungedrosselten Zutritt der Luft zum Einlass der Ansaugrohre zu gewährleisten.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 14 und 15 ist im Hinblick auf eine nochmalige Verbesserung der Schallabsorption von Vorteil.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 16 ist im Hinblick auf nochmals verbesserte Schalldämpfung von Vorteil.

Ein Kompressor gemäß Anspruch 17 baut besonders kompakt. Außerdem sind die Ansaugbereiche der beien Zylindereinheiten räumlich getrennt.

Bei einem Kompressor gemäß Anspruch 18 strömt in die Einlassenden der Ansaugrohre verhältnismäßig kühle Luft, was zu einer besseren Zylinderfüllung beiträgt.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

1: Eine perspektivische Ansicht eines Zweizylinderkompressors in V-Anordnung der Zylinder, wobei der in der Zeichnung links gelegene Zylinder und ein Ansaugrohr desselben teilweise geschnitten wiedergegeben sind;

2: Eine Aufsicht auf den Kompressor nach 1 dort von links;

3: Einen axialen Schnitt durch ein Ansaugrohr des Kompressors nach den 1 und 2 in vergrößertem Maßstab;

4: Eine Aufsicht auf das Ansaugrohr in 3 von oben gesehen; und

5: Ein Schaubild, welches den Effekt von geräuschmindernden Ansaugrohren bei einem Zweizylinder-Kompressor mit für dentale Anwendungen typischer Förderleistung zeigt.

Der in den Figuren gezeigte V-Zweizylinder-Kompressor hat eine insgesamt mit 10 bezeichnete Antriebseinheit, welche einen Elektromotor 12 und eine Kurbeltriebeinheit 14 umfasst. Die Kurbeltriebeinheit 14 hat ein Gehäuse 16, in welches die Welle des Elektromotors 12 hineingezogen ist. Letztere trägt dort zwei in Winkelrichtung versetzte Kurbelzapfen, die über Pleuelstangen ebenfalls nicht gezeigte Kolben antreiben.

Einzelheiten des inneren Aufbaus der Antriebseinheit 14 sind der schon eingangs genannten EP 0 335 362 B1 zu entnehmen, auf die diesbezüglich explizit verwiesen wird.

Das Gehäuse 16 der Kurbeltriebeinheit 14 ist vorne durch ein Gitter 18 verschlossen, hinter dem sich ein von der Motorwelle angetriebenes Lüfterrad 20 befindet. Dieses dient zum Ansaugen von Kühlluft für die Antriebseinheit 14 und den Elektromotor 12.

Das Gehäuse 16 der Antriebseinheit 14 hat im wesentlichen quadratische prismatische Geometrie, und auf zwei seiner Aussenflächen ist jeweils eine Kompressionseinheit 22 aufgesetzt.

Jeder der Kompressionseinheiten 22 umfasst einen Zylinderblock 24, einen dessen radial äusseres Ende verschließenden Zylinderdeckel 26 und den im Inneren des Zylinderblocks 24 laufenden, in der Zeichnung nicht wiedergegebenen Kolben.

Im Zylinderdeckel 26 sind ein Einlassventil und ein Auslassventil untergebracht, wie im einzelnen der EP 0 335 362 B1 zu entnehmen.

Das Einlassventil der Kompressionseinheiten 22 steht jeweils mit einer Filterkammer 28 in Verbindung, die bei einer der Ecken des Zylinderblocks 24 parallel zu Zylinderachse verlaufend ausgebildet ist.

Das aussen liegende Ende der Filterkammer 28 ist durch ein Fitting 30 verschlossen, welches einen mittigen Durchgangskanal 32 aufweist. Auf die Unterseite des Fittings 30 ist eine Filterpatrone 34 aufgesteckt, welche Verunreinigungen in der angesaugten Luft zurückhält und nach Abnehmen des Fittings 30 ausgewechselt werden kann.

Das Fitting 30 hat an seinem freien, oberen Ende einen radialen Montageflansch 36, der rastend mit einer Rastnut 38 zusammenarbeiten kann, die am zylinderseitigen Ende eines insgesamt mit 40 bezeichneten Ansaugrohrs vorgesehen ist.

Das Ansaugrohr hat eine zu einem Spazierstock ähnliche Gestalt und umfasst einen zylinderseitigen gebogenen Rohrabschnitt 42 sowie einen von diesem getragenen geradlinigen Rohrabschnitt 44.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, hat der gebogene Rohrabschnitt 42 eine Umfangserstreckung von 180°. Sein Durchmesser ist so gewählt, dass der geradlinige Rohrabschnitt 44 unter geringem Abstand über der Aussenfläche des Zylinderblocks 24 verläuft. Die Rohrabschnitt 42 und 44 bilden zusammen einen entsprechend gekrümmten Ansaugkanal 46, welcher vom oberen Ende des Zylinderblocks 24 zur Aussenfläche des Gehäuses 16 zurückführt.

Beim freien Ende ist das Ansaugrohr 40 mit einer toroidförmigen Wulst 48 versehen, deren in axialem Schnitt gesehene Umfangserstreckung etwa 270° beträgt. Sie verbindet die Aussenfläche des Ansaugrohrs 40 stoßfrei mit dem Ende des Ansaugkanals 46.

Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel für ein derartiges Ansaugrohr 40, wie es bei Kompressoren mit einer Förderleistung von etwa 120 l/min und einem Anschlusswert des Elektromotors 12 von etwa 1,5 kW verwendet wird, ist die Länge des Rohrabschnitts 44 etwa 110 mm, der Radius der Mittellinie des Rohrabschnitts 42 etwa 16 mm, der lichte Durchmesser des Ansaugkanals 46 etwa 8 mm und die Wandstärke des Ansaugrohrs 40 etwa 4 mm beim freien Ende und 6 mm beim zylinderseitigen Ende.

Wie aus den Zeichnungen ersichtlich, erstreckt sich der geradlinige Rohrabschnitt 44 des Ansaugrohrs 40 über etwas mehr als 90 % der axialen Erstreckung der durch Zylinderblock 24 und Zylinderdeckel 26 gebildeten Zylindereinheit. Auf diese weise saugt der Kompressor Luft aus der Nachbarschaft der kühlen Aussenfläche des Gehäuses 16 an, wobei aber der Strömungsquerschnitt noch so groß bleibt, dass keine nennenswerte Drosselung der angesaugten Luft zwischen der Stirnfläche des Ansaugrohrs 40 und der Aussenfläche des Gehäuses 16 erfolgt.

Als Material für das Ansaugrohr 40 dient allgemein ein elastomeres Material, insbesondere ein Silikon-Material, mit einer Shore A Härte von 50 bis 70, vorzugsweise etwa 60.

Ist man an einer sehr starken Reduzierung des Geräuschpegels interessiert, kann man (insbesondere bei härterem Material des Ansaugrohres) die Innenfläche des Ansaugrohrs 40 noch mit einer nur an einer Stelle gestrichelt angedeuteten schallabsorbierenden Kunststoffschicht 50 belegen und auf der Aussenseite des Gehäuses 16 unter den freien Enden der Ansaugrohre 40 geräuschdämmende Polster 52 (z.B. Schaummaterial oder Federstahlgewirk) vorsehen, wie ebenfalls gestrichelt angedeutet.

Die dann insgesamt erhaltene Geräuschdämmung beruht zum einen auf der Schalldämpfung im Inneren der Filterpatrone 34, in der Schalldämpfung im gekrümmten Rohrabschnitt 42, wo die Schallwellen auf das Wandmaterial des Ansaugrohrs 40 stoßen und von dort reflektiert werden, auf der Schalldämpfung im geradlinigen Rohrabschnitt 44, wo die Schallwellen mehrfach reflektiert werden, bis sie das freie Ende des Ansaugrohrs 40 erreichen, und auf der Schalldämpfung durch Auftreffen auf die Aussenseite des Gehäuses 16. Dabei kann die Schalldämpfung noch durch die Kunststoffschicht 50 und das Polster 52 weiter herabgesetzt werden, falls diese Maßnahmen vorgesehen sind.

Aus der obigen Beschreibung ist ersichtlich, dass man bei dem beschriebenen Kompressor eine zusätzliche Geräuschminderung erhält, ohne dass sich die lichte Kontur des Kompressors nennenswert gegenüber einem herkömmlichen Kompressor erhöht.

Die Größe dieses Effektes hat bei einem Zweizylinder-Kompressor für dentale Zwecke die in 5 in Abhängigkeit von der Frequenz dargestellte dargestellte Größe.


Anspruch[de]
Kompressor mit mindestens einer Kompressionseinheit (22), welche einen Zylinder (24) und einen in diesem laufenden Kolben aufweist, und mit einem auf die Kompressionseinheiten (22) arbeitenden Antriebsmotor (12), wobei der Zylinder (24) jeweils eine Ansaugöffnung für entspanntes Gas und eine Ansaugöffnung für komprimiertes Gas aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Ansaugöffnungen mit einem gebogenen Ansaugrohr (40) in Verbindung steht, dessen Länge ein Vielfaches des lichten Durchmessers des Ansaugrohrs beträgt. Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Ansaugrohrs (40) das 10- bis 30-fache des lichten Durchmessers beträgt, vorzugsweise das 15- bis 25-fache, nochmals vorzugsweise etwa das 20-fache des lichten Durchmessers. Kompressor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein zylinderseitiges Ende des Ansaugrohrs (40) mit Kupplungsmitteln (38) versehen ist, welche mit Gegenkupplungsmitteln (36) des Zylinders (24) zusammenarbeiten. Kompressor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsmittel (38) Rastmittel sind, welche mit Gegenrastmitteln (36) des Zylinders (24) zusammenarbeiten. Kompressor nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenkupplungsmittel (36) beim Einlass einer Filterkammer (28) liegen, in welcher ein Luftfilter (34) Aufnahme findet. Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das vom Zylinder abgelegene, freie Ende des Ansaugrohrs (40) eine Abrundung (48) aufweist, über welche die Stirnfläche des Ansaugrohrs (40) mit dem im Ansaugrohr (40) verlaufenden Ansaugkanal (46) stoßfrei verbunden ist. Kompressor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius der Abrundung (48) etwa das 0,2 bis 0,7-fache, vorzugsweise etwa das 0,5-fach des Radius des Ansaugkanals (46) beträgt. Kompressor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das vom Zylinder abgelegene, freie Ende des Ansaugrohrs (40) als toroidförmige Wulst (48) mit einer Winkelerstreckung von etwa 270° ausgebildet ist. Kompressor nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius des Ansaugkanals (46) etwa 3 bis etwa 8 mm beträgt. Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansaugrohr (40) einen gebogenen zylinderseitigen Rohrabschnitt (42) und einen von diesem getragenen im wesentlichen geraden Rohrabschnitt (44) aufweist. Kompressor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der gebogene Rohrabschnitt (42) eine Winkelerstreckung von etwa 180° aufweist. Kompressor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sich der gerade Rohrabschnitt (44) über etwa 80 bis 95 % der Höhe des Zylinders (24, 26) erstreckt, vorzugsweise über etwa 90 % der Zylinderhöhe. Kompressor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende der Ansaugrohre (40) unter Abstand über der Aussenfläche eines Kurbelgehäuses (16) endet, in welchem auf die Kolben arbeitende Kurbeltriebe untergebracht sind, welche durch den Antriebsmotor (12) bewegt werden. Kompressor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenfläche des Kurbelgehäuses (16) zumindest in den Enden der Ansaugrohre (40) benachbarten Bereichen schallabsorbierend (52) sind. Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche der Ansaugrohre zumindet teilweise schallabsorbierend (50) ist. Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansaugrohre (40) aus einem elastomeren Material gefertigt sind, welches vorzugsweise eine Shore A Härte von 50 bis 70, nochmals vorzugsweise etwa 60 aufweist, und insbesondere ein Silikon-Material sein kann. Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 16, bei welchem zwei Kompressionseinheiten (22) durch einen gemeinsamen Antriebsmotor (12) angetrieben sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansaugöffnungen der beiden Zylinder (24, 26) in axialer Richtung der Welle des Antriebsmotors (12) gegeneinander versetzt sind, vorzugsweise bei Ecken der quadratische Randkontur aufweisenden Zylinder (24, 26) liegen. Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden der Ansaugrohre (40) bei einer Stelle enden, wo kühle Luft vorliegt, insbesondere bei einem Gehäuseabschnitt, der durch Kühlluft gekühlt ist.






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