DE2537953A1

DE2537953A1 - Duese, insbesondere hochdruckduese mit geringem geraeuschpegel

Info

Publication number: DE2537953A1
Application number: DE19752537953
Authority: DE
Inventors: Alain Frochaux
Original assignee: Barry Wright Corp
Current assignee: Hutchinson Aerospace and Industry Inc
Priority date: 1974-08-26
Filing date: 1975-08-26
Publication date: 1976-03-11
Also published as: GB1509236A; CA1032577A; IT1041501B; BR7505345A; FR2282945B1; US3984054A; FR2282945A1; JPS5146422A; USB580921I5; JPS5824182B2

Description

Patentanwälte

DieterF.Morf ^rÄt;^A-Brauns

£.6, Pienzenauerstr. 28.

26. August 1975 B-177-D

BARRY WRIGHT CORPORATION

Pleasant Street, Watertown, Massachusetts 02172, V.St.A,

Düse, insbesondere Hochdruckdüse mit geringem

Geräuschpegel

Λ _m

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Diese Erfindung bezieht sich auf Stromungsaustritt sdüsen und insbesondere auf Düsen die hohe Druckleistung mit geringem Geräuschniveau verbinden»

Es sind bereits verschiedene Typen von StrSmungsaustrittsdüsen zur Vervendung in Fertigungsbetrieben vorgeschlagen worden, wo ein gezielter Luftstrom gewisse Funktionen erfüllt wie z.B. Auswerfen von Teilen oder Wegblasen von Abfällen von einer Maschine oder einem Arbeitsplatz. Bei solchen Anwendungen ist es erwünscht, dass der Strom konzentriert ist und eine wesentliche Arbeitskraft besitzt. In diesem Zusammenhang wird der bisherige Stand der Technik durch U.S. Patente Nr. 3129092, 3599876, 381^329, 36i*7lU2, 326393^, 37^3186, 3801020, 3öO6O39 und 3795367j sowie die in den Unterlagen der besagten Patente angegebenen Quellen erläutert. Jedoch verden gegen viele gut bekannte Düsentypen in laufend ansteigendem Masse Einwände erhoben im Hinblick auf die kürzlich erlassenen Gesundheits- und Sicherheitsbestimmungen. Insbesondere richten sich die Einwände gegen das von vielen handelsüblichen Düsen erzeugte, unangenehme und in manchen Fällen unerträgliche Geräuschniveau. Das kommt daher, dass die Pressluftleitungen in den meisten Fabriken oder Werkstätten, die pressluftbetriebene Einrichtungen verwenden, unter einem Druck von 6,3 bis 8,8 at (90 bis 125 psi) stehen. Dementsprechend neigt der unter hohem Druck austretende Strahl zur Erzeugung eines unmässig hohen Gerauschniveaus. Obgleich man einige Düsen ersonnen hat, die mit reduziertem Geräusehniveau arbeiten, vermindern auch diese das Geräuschniveau nicht auf einen akaeptierbaren Stand, oder aber sie erreichen ein vermindertes Geräuschniveau auf Kosten Iran herabgesetzter Druckleistung oder anderen Einschränkungen.

Dementsprechend besteht die Hauptaufgabe dieser Erfindung darin, eine Düse vorzusehen, die sowohl eine hohe Druckkraft als auch ein niedriges Geräuschniveau aufweist.

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Weiterhin ist es Aufgabe dieser Erfindung, eine Düse der beschriebenen Art vorzusehen, bei der Umgebungsluft durch Einsatz von Hochdruckluft zu einem Luftstrom induziert wird zwecks Erzeugung eines Stromes der eine wirksame Arbeits- oder Stosskraft besitzt.

Noch eine weitere Aufgabe besteht darin, eine Düse vorzusehen, die äusserst einfach in der Konstruktion, verlässlich und haltbar im Gebrauch, sowie wirtschaftlich in der Herstellung ist.

Die oben genannten Aufgaben, sowie weitere, später genannte oder offensichtlich werdende Aufgaben werden gelost dureh Vorsehen einer Düse, bestehend aus einem Einlass zum Anschluss an Hochdruckpressluft, einem Luftweg , durch welchen ein Luftstrom vom Einlass zu einer Düsenaustrittsöffnung geführt wird, wenigstens einer Gruppe von je einer oder mehreren Öffnungen zwischen dem Einlass und der Austrittsöffnung,durch welche Pressluft seitlich aus dem Luftweg geführt wird, und Mitteln einschliesslich einer entsprechend geformten Düsenaussenfläche die bewirken, dass die aus der einen oder mehreren Öffnungen austretende Pressluft entlang der Düsenaussenfläche und in Richtung auf das Düsenaustrittsende einen Umgebungsluftstrom induziert und damit einen Arbeitsstrom schafft ,in welchem die aus dem Hauptluftweg austretende Pressluft mit dem induzierten Umgebungsluftstrom vereint ist. Da die Masse des resultierenden Arbeitsstroms grosser ist als die des aus dem Luftweg austretenden Pressluftstroms allein, ist die Arbeitskraft des gemeinsamen Stroms wesentlich erhöht im Vergleich zu der des aus dem Luftweg austretenden Pressluftstroms allein. In den Luftweg wird ein besonderes, luftdurchlässiges strömungswandelndes Element eingeschaltet, das den Zweck und die Aufgabe hat, dem in den Luftweg eintretenden Strom eine laminare Strömungscharakteristik zu verleihen und damit das Geräuschniveau zu senken und es gleichzeitig zu ermöglichen »dass der Luftstrom mit hoher Geschwindigkeit aus dem Luftweg der Düse austritt. Das strömungswandelnde Element

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schafft auch, einen Gegendruck, durch welchen Luft gezwungen wird, den Luftweg durch die eine oder mehreren Offnungen zu verlassen und somit einen ümgebungsluft strom zu induzieren, der entlang der Düsenaussenflache in Richtung des Düsenaustritts strömt. Andere Eigenschaften und viele der zugehörigen Vorteile dieser Erfindung werden in 4er folgenden, ausführlichen Beschreibung erläutert, die im Zusammenhang mit dea beiliegenden Zeichnungen zu betrachten ist, die folgendes zeigenϊ

Abb. 1 ist ein Längsschnitt einer bevorzugten Ausführungsart der Erfindung;

Abb. 2 ist eine schematische Darstellung, in vergrössertem Masstab, von einem Stück gestricktem Metalldrahtgeflecht;

Abb. 3 ist eine Scljnittansicht einer Form zur Formung des stromungswandelnden Elements; und ■ . ·

Abb. k ist- ein Längsschnitt einer zweiten Ausführungsart der Erfindung.

In den verschiedenen Eeichnungsfiguren bedeuten gleiche Nummern gleiche Teile.

Die vorliegende Erfindung bedient sich einer Abänderung des Coanda- oder Wandhaftungsprinaipe zum Mitreissen von Umgebungsluft in einem Luftstrom von hoher Geschwindigkeit und kleiner Masse. Wie in den US-Patenten 2052869 und 301+ 3186 bekannt gemacht, uad wie in Düsenanvendungen durch U.S. Patente 37^3186. 3801020, 3806093 und 37953^7 anhand von Beispielen erläutert, handelt es sich bei dem Coanda-Effekt im Grtmde um eine kleine Menge eines primären Strömungsmediums, das mit hoher Geschwindigkeit aus einer Düse austritt, an welche eine geformte Fläche angrenzt, wobei der Strom des primären Mediums dazu neigt,der geformten Fläche zu folgen und dabei ein umgebendes, sekundäres Medium — nämlich Umgebungsluft — induziert, mit ihm zusammen an der geformten Fläche entlang zu strömen. Das Ergebnis ist die Bildung eines Endstromes, der beide Medien vereint.

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Dementsprechend weisen Düsen, die nach den von Coanda aufgestellten Prinzipien konstruiert sind, eine hohe Druckkraft auf durch die aufgrund des Coanda-Effekts erzeugte Verstärkung der Strömung. Jedoch haben bestehende Coanda-Effekt-Düsen nicht die Fähigkeit, Geräusche zufriedenstellend zu begrenzen, oder sind sonst teuer in der Herstellung. Aus Gründen der Geräuscherträglichkeit sowie aus . Kostengründen werden daher in vielen Betrieben andere Düsentypen bevorzugt, obgleich sie weniger Druckkraft aufweisen oder eine vergleichbare Druckkraft auf Kosten von erhöhtem Pressluftverbrauch aufbringen.

Man hat anerkannt, dass hohe Druckkraft in Düsen dazu neigt, ein hohes Geräuschniveau zu erzeugen und dass ein niedriges Geräuschniveau nur auf Kosten einer verminderten Druckkraft erreicht werden kann. Die Aufgabe, sowohl eine hohe Druckkraft als auch ein niedriges Geräuschniveau zu erreichen, lässt sich erklären durch Betrachtung der mathematischen Gesetze, die für Druckkraft und akustische Leistung gelten. Die für Druckkraft bzw. akustische Leistung zutreffenden Gesetze lauten wie folgt:

τ = 7 u (D

W_AC (ä⁷) (2)

wobei T = Druckkraft in pounds (engl. Pfund)

W = Strömungsgeschwindigkeit nach Gewicht (engl Pfund/Sek.)

g = Beschleunigung aufgrund von Schwerkraft (engl. Fuss/Sek )

u = Luftstromgeschwindigkeit (engl. Fuss/Sek.)

W._ = akustische Leistung (Watt); und

c = lokale Geschwindigkeit des Schalls im Medium (engl. Fuss/Sek.)

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Die akustische Leistung (entstehendes Geräusch) einer Düse steigt um einen Faktor der Luft Stromgeschwindigkeit zur siebten Potenz, wohingegen die Druckkraft um ei^en Faktor der Geschwindigheit zur ersten Potenz steigt. Daher geht aus den obigen mathematischen Aussagen hervor dass eine Möglichkeit die Druckleistung ohne wesentliche Erhöhung des Geräusches zu steigern darin besteht, die Gewichts-Stromungsgeschwindigkeit ohne Erhöhung der Luftstromgeschwindigkeit zu erhöhen. Eine solche Losung kann jedoch in der Praxis aus Gründen der Grösseneinschrä&kungen nicht auf gerade Düsen angewandt werden. Dies ist den folgenden Gleichungen zu entnehmen:

W = Qd (3)

Q = uA (U)

wobei W = Gewicht S-Luft strömung (engl. Pfund/Sek.);

Q = Luftströmungsgesehwindigkeit (eng. Fuss /Sek.);

d = lokale Luftdichte (engl. Pfund/engl. Fuss );

u = Luftstromgeschwindigkeit (engl. Fuss/Sek.); und

A = Quergchnittsflache der Düsenöffnung (Quadratfuss).

Da die lokale Luftdichte im wesentlichen konstant bleibt, ist eine Steigerung der Gewichts-StTOTiungsgeschwindigkeit durch erhöhte Luftströmungsgeschwindigkeit bei Aufrecht erhaltung einer Verhältnismässig geringen Luftstromgeschwindigkeit nur möglich duröh Vergrossern des Düsenöffnungsquerschnitts, was jedoch in der Praxis für Düsenanwendungen zum industriellen Ausblasen oder Auswerfen, starken Einschränkungen unterliegt. Die einzige praktisch anwendbare Lösung liegt daher in der Verwendung einer Art Luftverstärker,durch welchen Umgebungsluft in den Hauptluftstrom einbezogen wird, während die Strömung durch die Düsenöffnung auf ein Minimum gehalten wird.

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Die vorliegende Erfindung sieht eine Düse vor, die den in U.S. Patenten . 37^3186, 3795367, 38OIO2O und 3806039 bekannt gemachten Düsen der Coanda-Tiype ähnlich ist insofern als sie etvas mit Luftverstärkung zu tun hat, sich jedoch davon dadurch unterscheidet, dass die Luftverstärkung durch Vereinen der Pressluft mit der Umgebungsluft ausserhalb und nach der Austrittsöffnung der Düse erreicht wird. Sie unterscheidet sich weiterhin dadurch, dass strömungswandelnde Mittel vorgesehen sind, welche das von dem durch die Düse strömenden Pressluftstrom erzeugte Geräusch vermindern und einen laminaren Strahl an der Austrittsöffnung erzeugen, wodurch sich die induzierte, um die Aussenseite der Düse strömende Umgebungsluft ohne Bildung von geräuscherzeugenden Strudeln und Wirbeln mit dem Haupt strahl der Stömung vermischen kann.

Mit Bezug auf Abb. 1 besteht die dargestellte Düse aus einer Buchse oder einem Gehäuse 2, das eine im verringerten Durchmesser mit Gewinde versehene Verlängerung h besitzt zum Anschluss an eine Leitung 6 die zu einer (nicht dargestellten). Quelle eines pneumatischen Mediums, wie z.B. Pressluft führt. Der Hauptteil der Buchse hat die Form eines zylindrischen Mantels 8, der eine zylindrische Aussenfläache 10 besitzt. Das Innere des Mantels 8 umfasst eine ringförmige Endfläche 12, eine zylindrische Fläche lU die von der Endfläche 12 nach vorne verläuft, und eine kegelstumpfförmige Fläche l6, die eine nach Aussen konisch verlaufende oder erweiterte Öffnung für den Mantel bildet. Der Endteil 18 des Mantels und die mit Gewinde versehene Verlängerung besitzen eine gemeinsame, in der Mitte liegende, glattflächige Bohrung 20,die einen kreisförmigen Querschnitt aufweist und als Eintritt und Durchflussweg für das unter Druck stehende pneumatische Medium dient.

An der Buchse 2 ist ein Düsenelement befestigt, das allgemein als 22 bezeichnet ist. Das letztere besitzt eine zentral gelegene, glattflächige

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Bohrung 2OA von gleicher Grosse wie und fluchtend mit Bohrung 20. Das Düsenelement 22 umfasst einen Endteil 2H, einen Halsteil 26, und einen Hauptteil 28. Der Endteil 2k besitzt eine flache, ringförmige Rückfläche 30, eine zylindrische Aussenfläche 32, und eine flache, ringförmige vordere Endfläche 3^·· Die Fläche 32 ist so dimensioniert, dass eine feste Friktionspassung mit der Innenfläche I^ des Mantels entsteht. Der Halsteil 26 veist eine zylindrische Aussenfläche 36 auf mit kleinerem Durchmesser als die Fläche 32, wodurch zwischen ihr und dem Mantel eine ringförmige Kammer 38 entsteht. Ausserdem besitzt der Halst eil mindestens eine und vorzugsweise mehrere Offnungen kO, die von der Bohrung 2OA zur Kammer 38 führen. Vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, verlaufen die Achsen der Öffnungen ^O im rechten Winkel zur Bohrung 2OA.

Das Aussere des Hauptteils 28 ist im allgemeinen zwiebeiförmig, gekennzeichnet durch e"ine hintere kegelstumpfförmige Fläche ^2, eine vordere, entgegengesetzt verjüngte kegelstumpffÖrmige Fläche kk, und eine konvexe, rundherum verlaufende Übergangs fläche k6. Der Dusenteil ist so dimensioniert, dass seine hintere Aussenfläche k2 einen Abstand hat von der angrenzenden Fläche l6 des Mantels. Die Form der hinteren kegelstumpfförmigen Fläche ist vorzugsweise linear und so festgelegt, dass sie mit zunehmendem Abstand von dem Halsteil 26 auf die angrenzende Mantelfläche l6 zu konvergiert und somit einen ringförmigen Durchgang oder Öffnung h8 bildet die zur Kammer 38 führt und deren Querschnittsfläche progressiv abnimmt mit zunehmendem Abstand von der Kammer 38. Vorzugsweise aber nicht notwendigerweise, wird die Axiallänge der Aussenfläche des ringförmigen Halsteils so festgelegt dass sein Zusammentreffen mit der Fläche k2, wie in der Zeichnung angegeben, radial ausgefluchtet ist mit dem Zusammentreffen der Flächen lh und 16 des Mantels. Vorzugsweise wird die kegelstumpfförmige Fläche U2 lang genug gewählt, sodass ihr Vorderende radial über die Aussenfläche des Mantels

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hinausragt', vodurch die Übergangsfläche U6 in der Lage ist, Umgebungsluft die an der Aussenfläche der Buchse entlang auf das Düsenelement zuströmt, abzufangen. Die konvexe Übergangsfläche U6 hat im Längsschnitt vorzugsweise eine gleichmässige kreisförmige Krümmung, jedoch könnte die konvexe Krümmung auch entsprechend einer parabolischen oder anderen passenden Funktion geformt sein. Die kegelsturapfförmige Fläche UU ist so geformt, dass ihr Vorderende nahe an der Axialbohrung 2OA endet. Vorzugsweise kreuzt ihr Vorderende, tatsächlich oder beinahe, die Axialbohrung, sodass das Düsenelement eine ziemlich schmale Vorderkante besitzt, wie bei 50 gezeigt. Während eine relativ scharfe Messerkante für das optimale Mischen von Umgebungsluft mit dem aus Bohrung 2OA austretenden Luftstrom vorteilhaft sein mag, ist eine etwas stumpfere Kante 50 vorzuziehen, um die Möglichkeit einer eventuellen Verletzung von Arbeitspersonal auf ein Minimum zu beschränken. Auf jeden Fall werden Neigung und Länge der Fläche UU so festgelegt, dass die induzierte Umgebungsluft und der Pressluft strom aus der Bohrung 2OA sich in einem glatten Übergang ohne Bildung von geräaseherζeugenden Strudeln oder Wirbeln vermischen.

Es ist auch wesentlich, dass die Neigungen der gegenüberliegenden Flächen l6 und U2 und der minimale Abstand dazwischen so festgelegt wird, dass die Luft als dünner Film aus der Öffnung U8 austritt, der dazu neigt ,an der Fläche U2 zu haften und an ihr entlangzuströmen, über Fläche 1+6 und entlang der Fläche UJ+, wie durch Pfeile 52 gezeigt. Beispielsweise besitzt in einer bevorzugten Ausfuhrungsart der Erfindung die Fläche UU eine Neigung von etwa 20° bezogen auf die gemeinsamen Achsen der Bohrungen 20 und 2OA, die Flächen l6 und U2 weisen Neigungen von 20 bzw. 30 auf, bezogen auf die gleichen Achsen, und der Abstand zwischen Flächen l6 und U2 beträgt zwischen ca. 0,075-0,150 mm (0,003 und 0n006 Zoll).

Zur besseren Förderung der laminaren Strömung und zur Geräuschverminderung ist es auch wesentlich, dass die Bohrung 2OA einen im wesentlichen gleichen oder

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kleineren Durchmesser besitzt als Bohrung 20. Vorzugsweise sind Bohrungen 20 und 2OA von gleicher Grosse und die Endflächen 12 und 30 greifen wie gezeigt ineinander ein, da diese Anordnung für einen glatten Übergang von der Bohrung zu der Bohrung 2QA sorgt und somit beim Eintreten des Luftstromes in die Bohrung 2OA die Erzeugung von Strudeln und Turbulenz vermieden wird. Wenn die Bohrung 2OA grosser als die Bohrung 20 ausgeführt wird, kann sich das unter Druck stehende pneumatische Medium beim Eintritt in die Bohrung 2OA ausdehnen und eine solche Ausdehnung fordert Turbulenz und erzeugt Geräusche.

Ein weiterer Bestandteil der kompletten Düse ist ein strömungswandelndes, geräuschminderndes Element 5^> welches im wesentlichen ein zylindrischer Stopfen ist und vorzugsweise aber nicht notwendigerweise, wie gezeigt, mit flachen Endflächen ausgebildet ist. Das geräuschmindernde Element 5U ist aus einem gestrickten Drahtgeflecht-Material hergestellt und kann entweder an Ort und Stelle geformt Werden, oder vorgeformt und nach der Formung eingesetzt werden.

Das Element 54 wird im allgemeinen in Übereinstimmung mit den Instruktionen des U.S. Patents Kr. 233^263 für "Foraminous Body and Method of Producing Same" (Poröser Korper visa. Methode zur Herstellung desselben), das am l6. November 19^3 an R. L. Hartvell erteilt wurde, hergestellt. Das Element 5^ besteht aus einer zusammengepressten Masse aus Metalldraht, gekennzeichnet durch eine dicht gedrängte, ineinander verschlungene Draht struktur, die einen zusammenhängenden Körper bildet. Das Element wird aus gestricktem Metalldrahtgeflecht einer bestimmten Stärke hergestellt. Das Geflecht kann flach oder rund gestrickt sein und kann eine ausgewählte Maschengrösse aufweisen. Vorzugsweise wird es in Form eines Rohres oder Strumpfes auf einer Rundstrickmaschine gestrickt. In seiner einfachsten Form kann der gestrickte Drahtgeflechtstrumpf aus einer einzigen, kontinuierlichen Drahtlänge gestrickt werden, die so gehandhabt wird, dass sie einen kontinuierlichen Strumpf bildet, in welchem aufeinanderfolgende

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Drahtmaschen-Runden Langen "bilden, die rund um den Strumpf verlaufen und durch Maschen miteinander verbunden sind. Jede Länge vird lokal über ihre Elastizitätsgrenze hinaus gebogen als Ergebnis der Bildung und Verschlingung von Schlingen oder Maschen beim Stricken des Strumpfes. Somit bildet jede Kreisumfangslänge effektiv eine flachgedrückte Feder, die gedehnt oder zusammengedrückt werden kann. Das fertige Rohr oder der fertige Strumpf wird der Länge nach zusammengedrückt, sodass ein zweifaches Band entsteht. Vorzugsweise aber nicht notwendigerweise kann das flachgedrückte Band quer gewellt werden, um eine weitere Verschlingung der Drahtlängen in ihren Falten zu erreichen. Das Wellen des Materials wird in der Technik als "Sicken" bezeichnet und das Produkt wird allgemein "Sickenwirkdraht-Material" genannt. Der Strumpf kann im rechten Winkel zu seiner Axiallänge, oder unter einem anderen Winkel, wie z.B. k5 gewellt werden, und zwar auf die in dem Hartwell-Patent bekannt gemachte Weise. Abb. 2 zeigt einen Teil eines gestrickten Strumpfes aus Drahtgeflechtmaterial, wie oben beschrieben, in Seitenansicht. Es ist zu ersehen, dass das Material aus rundherum verlaufenden Drahtwindungen 56 besteht, wobei jede Windung Schlingen oder Maschen aufweist, die mit angrenzenden Windungen verschlungen sind. In diesem Fall ist das Material entlang diagonaler, von einander in gewissen Abständen verlaufender Linien gewellt.

Gestricktes Drahtgeflechtmaterial und die Methode zur Herstellung desselben sind allgemein bekannt (in diesem Zusammenhang wird auch auf U.S. Patente Nr. 33U6302, 268028U, 2869858 und 2l*263l6 verwiesen).

In der Verwirklichung dieser Erfindung wird das gestrickte Drahtgeflechtmaterial vorzugsweise aus rostfreiem Stahldraht hergestellt, obgleich andere Stähle und Legierungen ebenfalls verwendet werden können.

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Vorzugsweise vird das stromungswandelnde Element 5^ so hergestellt, dass ein gestrickter Strumpf aus Prahtgeflechtmaterial plattgedrückt wird zwecks Bildung eines zweifachen Bandes und dieses Band dann auf sich selbst axfgerollt wird. Das Band wird auf die in Abb. 2 des U. S. Patents Nr. 33^6302 (mit der Ausnahme, dass es nicht auf einen Kern aufgewickelt wird) und Abb. 2 des Hartwell-Patents gezeigte Weise aufgewickelt mit dem Ergebnis, dass der aufgerollte Körper eine allgemein zylindrische Form annimmt und die Breite oder Querdimension des Bandes parallel zur Längsachse des Körpers verläuft. Genauer gesagt, besteht der Körper im Querschnitt aus einer kontinuierlichen Spiralwicklung. In diesem wesentlich zylindrischen Körper sind nun die Drahtlängen, die jeweils eine Maschenrunde im Drahtgeflechtstrümpf ausmachen, im grossen und ganzen so ausgerichtet, dass sie sich von einem Ende des Korpers zum anderen erstrecken und zwar in Richtungen, die wesentlich parallel zur Längsachse des Körpers verlaufen. Dieser zylindrische Körper wird dann zusammengepresst UQd zu einem strömungswandelnden, geräuschmindernden Element von gewünschter Dichte und Form geformt.

Abb. 3 zeigt eine Formstanzeinrichtung aus Werkzeugstahl mittels welcher das Element 5k an Ort und Stelle geformt wird. Die Formstanzeinrichtung umfasst eine stationäre Form 60 mit einem Hohlraum 62 der entsprechend geformt ist zur Aufnahme des vorderen Endes des Hauptteils 28 des Düsenelements, und eine zylindrische Verlängerung 6h am Boden des Hohlraumes,welche so dimensioniert ist, dass sie genau in die Bohrung 2QA passt. Die obere Fläche der Verlängerung 6h besitzt eine flache Endfläche 66. Eine Formbuchse 68 passt nach unten über das hintere Ende des Hauptteils 28 und sitzt auf der flachen oberen Fläche 70 der Form 60 auf. Die Buchse 68 liegt dicht an den Flächen 1*2 und 32 des Dtlsenelements an und wird gegen seitliche Bewegung festgehalten von Dübeln 7^ die in die obere Flache 70 der Form eingelassen sind und im Gleit sit ζ in Löcher in der

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Buchse passen. Die Stanzformeinrichtung umfasst weiterhin einen kompletten Korben bestehend aus einem länglichen Kolben 76 und einem Kolbenkopf 78» der mittels einer Schraube 80 am Kolben befestigt ist. Das untere Ende des Kolbens 76 ist vergrössert und besitzt eine zylindrische Aussenfläche 82, die so dimensioniert ist, dass ein dichter Gleitsitz mit der Bohrung 2OA entsteht.

Zum Formen des Elements 5k an Ort und Stelle wird die Stanzeinrichtung in einer (nicht dargestellten) Presse montiert, die ein stationäres Bett und einen vertikal wechselbeweglichen Druckkopf besitzt, wobei das Form-Glied 60 an dem Bett befestigt wird und der komplette Kolben an den Druckkopf montiert wird und zwar vertikal ausgefluchtet mit dem Form-Glied. Bei geöffneter Stanzeinrichtung wird das Düsenelement in den Hohlraum der Form 60 eingesetzt und die Buchse 68 wird, wie gezeigt, in die richtige Lage gebracht um das Düsenelement zentriert festzuhalten. Dann wird das aufgerollte oder gefaltete gestrickte Drahtgeflechtmaterial in das obere Ende des Düsenelements eingeführt und der Kolben in Betrieb gesetzt,um den Drahtgeflechtkörper in das Gehäuse einzutreiben. Die Länge des gestrickten Strumpfes aus Drahtgeflechtmaterial, der zur Formung des Elements 5^ verwendet wird, wird so gewählt, dass das fertig-geformte Element eine Dichte besitzt, die einen vorbestimmten Prozentsatz der Dichte des Metalls ausmacht aus welchem das Drahtgeflechtmaterial hergestellt ist. Der zylindrische Drahtgeflechtkörper, der durch Aufrollen des plattgedruckten Drahtgeflechtstrumpfes gebildet wurde, wird so in die Bohrung 2OA eingeführt, dass die aufgerollten Lagen des Drahtgeflechtstrumpfes axial verlaufen zu, und radial zusammengepresst werden von, der umgebenden Fläche des Düsenelements, d.h. der gestrickte Drahtgeflechtkörper wird so eingeführt, dass seine Windungsachse parallel verläuft zur Achse der Bohrung 2OA. Der Drahtkörper wird zusammengedrückt und geformt durch ein komprimierendes Zusammenwirken der Formverlängerung 6h und des Endes des Kolbens 76. Das Mass der Eindringung des Kolbens bestimmt die endgültige

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Grosse und Dichte der gestrickten Drahtgeflechtmaterial-Masse 5^, und vorzugsweise wird die gewünschte Dichte erreicht, wenn der Kolben auf das obere Ende der Formbuchse 68 atiftrifft. Das geformte Element 5^ und das dessen Gehäuse bildende Düsenelement 22 sind durch eine Friktions-Passung eng zusammengehalten und das Element ist selbsttragend und besitzt eine ausgezeichnete Strukturfestigkeit.

Das Duseneleraent in der eben beschriebenen Ausführungsart wird vorzugsweise aus einem Material hergestellt,welches weicher ist als das Material aus welchem das Element 5^ besteht. Vorzugsweise wird das Element 22 aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung hergestellt, während das Element $k aus rostfreiem Stahldrahtgeflecht besteht. Folglich werden, wenn das Element 5^ an Ort und Stelle geformt-wird, Teile des Drahtes aus welchem es hergestellt ist die Innenfläche des Düsenelements anschürfen und stellenweise sogar in sie einschneiden mit dem Ergebnis»dass das Element mechanisch mit dem Gehäuse verblockt ist. Darüberhinaus besitzt das geformte Element ein gewisses Mass an Federkraft und übt folglich einen radialen Druck auf das umgebende Düsenelement aus, was die mechanische Klemmwirkung zwischen den beiden Teilen weiterhin verbessert. Eine fast ebenso starke Verbindung zwischen der Düse und dem Element 5k kann erreicht werden»wenn das letztere vorgeformt wird, da das vorgeformte Element ebenfalls eine gewisse Federkraft besitzt. Indem das vorgeformte Element etwas übergross angefertigt wird» ist es daher möglich, eine feste Pressitz-Verbindung mit dem Düsenelement zu gevShrleisten. Aufgrund der unterschiedlichen Materialharte, beim Einzwängen des vorgeformten Elements in die Bohrung 2OA, werden Teile des Drahtes, aus welchem es hergestellt ist, die Innenfläche des Düsenelements 22 anschürfen und in sie einschneiden, so dass es mechanisch mit dem Düsenelement verblockt wird.

Die Buchse 2 kann aus dem gleichen Material hergestellt werden wie das Düsenelement, oder aus einem anderen Material. So kann z.B., wenn das Düsenelement 22 aus Aluminium "besteht, die Buchse 2 aus Aluminium oder aus rostfreiem Stahl

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angefertigt verden. Die Buchse kann, und zwar vorzugsweise, durch einen Pressitz fest in dem Düsenelement "befestigt werden, wie vorgehend beschrieben, oder sie kann durch andere, technischen Fachkräften bekannte Mittel befestigt werden.

Während der aufgerollte oder aufgewickelte Körper aus gestricktem Drahtgeflechtmaterial zusammengepresst und zu dem Element.5^ geformt wird, wird er dicht zusammengepresst in Richtungen, die quer zur Breite des flachgedrückten Rohrs oder Strumpfes verlaufen, d.h. er wird sowohl radial als auch axial zusammengepresst mit dem Ergebnis, dass die Drahtwindungen oder -Längen an zahllosen Stellen über ihre Elastizitätsgrenze hinaus gefalzt werden, sodass sie eine mehr oder weniger bleibende Formänderung eingehen. Darüberhinaus wird beim Zusammenpressen des Drahtgeflechtmaterials der Draht so deformiert, dass eine zusammengepresste Masse oder Körper entsteht der aus einer sehr grossen Anzahl gleichmässig verteilter, willkürlich gerichteter, relativ kurzer Drahtspannen oder -längen besteht, die einander an zahllosen Stellen innderhalb der Masse berühren mit dem Ergebnis, dass diese Spannen oder Längen eng miteinander verschlungen sind, und zwar im wesentlichen gleichmässig innerhalb des gesamten ümfangs der Masse, wobei Teile der Drahtspannen Abstand voneinander haben und kleine Taschen und Durchgänge von Kapillargrösse bilden. Das Nettoergebnis ist ein relativ dichter, ,jedoch poröser, zusammenhängender oder selbsttragender Korper, bestehend aus feinen, untereinander vermengten und verbundenen Federdrahtspannen und gekennzeichnet durch wesentliche Strukturbeständigkeit, beliebige Dichte, regelmassige und feine Porosität und eine beliebig gewählte Federkonstante. Die Vielzahl der kurzen Drahtspannen, die gleichmässige Verteilung und willkürlichen Richtungen dieser Spannen und die unzähligen Berührungspunkte zwischen ihnen alle diese Eigenschaften tragen zu der Fähigkeit des Elements bei, die Luftströmung durch die Bohrung 2OA so zu wandeln, dass sie die Düse als Laminar strom verlässt.

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Der Betrieb der in Abb. 1 gezeigten Einrichtung als Luftdüse verläuft folgendermassen: Pressluft tritt durch die Leitung 6 in die Düse ein, strömt entlang der Bohrungen 20 und 2OA, durch das Element 5^, und entweicht durch die Austrittsoffnung, die durch die ringförmige Endfläche 50 des Düsenelements definiert wird. Da der Drahtgeflecht-Stopfen 5k der ungehemmten Strömung der Pressluft einen gewissen Widerstand leistet, wird stromaufwärts vom Element ein Gegendruck erzeugt. Demzufolge wird ein Teil der in die Bohrung 20 geführten Pressluft aus der Bohrung abgeleitet und strömt durch die Öffnungen 1+0 in die Kammer 38,aus welcher sie durch die schmale ringförmige Öffnung austritt, die zwischen den Flächen l6 und k2. gebildet wurde. Beim Austritt aus dieser schmalspaltigen öffnung bildet die Pressluft einen sehr dünnen Film, der sich mit hoher Geschwindigkeit gewegt. Da Luft, die sich mit hoher Geschwindigkeit bewegt, einen statischen Druck besitzt, der unter dem atmosphärischen Druck liegt, wird ein teilweises Vakuum geschaffen, welches einerseits zur Folge hat, dass der Luftfilm an der Aussenfläche des Düsenelements, wie durch Pfeile 52 gezeigt, haftet und entlangstromt, und andererseits ümgebungsluft ansaugt, wie durch Pfeile 57 angedeutet. Der dünne Luft film und die induzierte Umgebungsluft strömen entlang der Flache kk und vereinen sich mit dem aus der Bohrung 2OA austretenden Luftstrom und verstärken somit effektiv den von der Düse dirigierten Luftstrom. Es ist zu bemerken, dass die Übergangs fläche 1*6 ganz auf einer Seite der Luftaustritt B-Linie aus der schmalspaltigen Öffnung 1*8 liegt, die zwischen den Flächen 16 und 1*2 besteht und dass diese Übergangsfläche (und derjenige Teil der Fläche 1+2, der über das äussere Ende der Fläche 16 hinausragt) die aus der Öffnung kö austretende Luft führt. Es wird ein Differentialdruck-Effekt geschaffen, aufgrund dessen der Luftfilffl ah der aus s er en Fläche des Düsenelements haftet und die Uingebungsluffc induziert, dem Weg des dünnen Films zu folgen. Wie bereits oben erwähnt, wandelt dae Element 5^ die Luftströmung in der Bohrung 2OA auf solche

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Weise, dass der Haupt-Pressluftstrom nach Durchströmen jenes Elements und beim Austritt aus der Düse einen laminaren Strahl bildet. Das Element 5^ vermindert somit das von der aus der Düse durch Bohrung 2OA austretenden Luft erzeugte Geräusch und eine weitere Geräuschminderung ergibt sich, weil sich aufgrund des laminaren Strahls die induzierte, um die Düse strömende Umgebungsluft in einem glatten Übergang mit demselben vermischen kann, ohne Auftreten von geräuscherzeugenden Strudeln und Wirbeln.

Das Mass der Geräuschminderung und die Grosse der Druckwirkung, die durch die vorliegende Erfindung erreicht werden, werden anhand des folgenden Beispiels erläutert. Es wurde gemäss der in Abb. 1 gezeigten Konstruktion eine Düse gebaut. Die Bohrungen 20 und 20A besassen einen Durchmesser von 0,312 Zoll und es wurden zwei diametrisch gegenüberliegende Öffnungen Uo vorgesehen mit einem Druchmesser von 0,09 Zoll. Der Spalt am Austrittsende der Öffnung hQ betrug ca. 0,003 Zoll und die Flächen k2 und hk verliefen im Winkel von 30° bzw. 20° zur Achse der Bohrung 20A. Die Krümmung der Fläche h6₃ im Längsschnitt, war im wesentlichen die eines Kreisbogens und ihr Scheitelpunkt lag etwa 0,^5 Zoll von der Achse der Bohrung 2OA. Das Düsenelement 22 und die Buchse 2 bestanden aus Aluminium und das Element ^k war aus einem zweifachen, gestrickten Drahtgeflechtband aus rostfreiem Stahl hergestellt. Das Element 5^ wurde, wie oben beschrieben, an Ort und Stelle geformt und besass in fertig-geformtem Zustand eine Dichte von 4OZ der Dichte des rostfreien Stahldrahts, aus welchem das gestrickte Drahtgeflechtmaterial hergestellt war. Das Element 54 besass eine Axiallänge von ca. 0,64 um (0,25 Zoll). Die Buchse 2 wurde an eine Pressluftquelle von 0,07 at (100 psi) angeschlossen und Geräusch und Druckleistung der Düse wurden nach gut bekannten Methoden festgestellt. Das Geräuschniveau wurde an einem Punkt ca. 91 cm (36 Zoll) nach der Düse gemessen. Es wurde festgestellt, dass das Geräuschniveau 81 dBA betrug bei einer Kraftwirkung von 454 ρ und einer Strömung du'rch die Düse von 29 Norra-

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Kubikfuss pro Minute. Vergleichsweise wurde festgestellt, dass Luft, die mit einer Geschwindigkeit von 820 1 (29 Norm-Kubikfuss) pro Minute aus einem gewöhnlichen Rohr mit dem gleichen Innendurchmesser wie die Bohrung 20A austritt, ein Geräuschniveau von ca. 99 dBA erzeugt bei einer Kraftwirkung von
ca. 430 p.

Es ist zu bedenken, dass es für gewisse Anwendungszwecke nicht notwendig sein mag, das Geräuschniveau überhaupt zu mindern, oder das durch die vorzugsweise Ausführungsart der Erfindung erreichte Mass an Geräuschminderung zu schaffen. Dementsprechend kann die Erfindung auch ohne das geräuschmindernde Element -5^ in der oben beschriebenen Kbnstruktionsart verwendet werden.

Eine Luftdüse von der in Abb. 1 gezeigten und "beschriebenen Bauweise erreicht eine relativ hohe Druckleistung und niedriges Geräuschniveau. Um eine noch
grossere Druckwirkung zu erreichen während das Geräuschniveau im wesentlichen niedrig gehalten wird, kann die Luftdüse der vorliegenden Erfindung so abgeändert werden, dass sie eine zweite Verstärkungs-Stufe umfasst. Abb. k zeigt eine, der in Abb. 1 gezeigten Düse ähnliche, Luftdüse die so geändert ist, dass sie eine solche zweite Stufe besitzt. Die zweistufige Düse umfasst ein Gehäuse 2A mit einem im r-eduzierten Durchmesser axt Gewinde versehenen Teil UA zum Anschluss an die Pressluftleitung 6k. Das Gehäuse 2A umfasst einen zylindrischen Mantel 8A, der ähnlich gestaltet ist wie der Mantel der in der Ausführung nach Abb. 1 gezeigt und beschrieben ist. Jedoch wurde der Mantel 8A so geändert, dass der ein radial verlaufendes Loch besitzt das sich vor dem Endteil l8A befindet und durch die Flächen 1OA und 1%A verlauft zur Aufnahme eines Walzenzapfens 102.

Ein Düseneleaent 22A, ähnlich der Düse 22 aus Abb. 1 wird an dem Gehäuse 2A befestigt. Das Bftsenelement 22A besteht somit aus einem Endteil 2^A, einem
Halsteil 2oA un4 einem Baujrttedl 2&A. Der Endteil 2^A ist so geändert, dass er mindestens ein radial gerichtetes Loch besitzt zur Aufnahme des Walzenzapfens 102, sodass das Düsenelement gegen Axialbewegung mit Bezug auf den Mantel 8A

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festgehalten vird. Der Halsteil 26A "besitzt wenigstens eine, und vorzugsweise eine Mehrzahl an öffnungen kOk die mit der ringförmigen Kammer 38A in Verbindung stehen, welche wiederum zum Durchgangsweg U8A Verbindung hat. Der letztere wird durch den Raum zwischen der Fläche l6A des Mantels 8A und dem Hauptteil 28A festgelegt.

Der Hauptteil 28A, der vordere und hintere kegelstumpfformige Flachen U2A bzw. IjUA und die Übergangsfläche h6k umfasst, ist so geändert, dass er wenigstens ein radial gerichtetes Loch besitzt welches von der Ubergangsf lache h6A ganz durch den Hauptteil 28A verläuft zur Aufnahme eines Walzenzapfens 1(A. Das vordere Innenende des Düsenelements 22A ist mit einer Gegenbohrung 106 versehen, die mit der Bohrung 2OA des Düsenelements eine radial gerichtete, ringförmige Schulter formt.

IM eine noch grössere Druckwirkung zu erreichen während das Gerä'uschniveau gering gehalten wird, ist an dem Element 22A ein zweites Dusenelement befestigt, das allgemein bei 22B dargestellt ist. Das zweite Dusenelement 22B liegt in der Gegenbohrung 106 und besitzt eine zentral gelegene, glattflächige Bohrung 20B, die mit der Bohrung 2OA ausgefluchtet und, wie bei 110 dargestellt, hinten versenkt ist. Das vordere Ende der Bohrung 2OB ist mit einem strSmungswandelnden, geräuschmindernden Element 5^A versehen, das auf die gleiche Weise hergestellt, geformt, und eingesetzt wurde, wie das vorher beschriebene Element 5^·

Das Dusenelement 22B besitzt auch einem Endteil 2UB, einem Halsteil 26B und einem Hauptteil 28B. Der Endteil 2Ub besitzt eine flache, ringförmige hintere Fläche 112, die die Schulter 108 berührt und eine zylindrische Aus senflache 32B, die so dimensioniert ist, dass eine enge Friktionspassung mit der Innenfläche der Gegenbohrung 106 entsteht. Der Endteil 2UB ist so geändert, dass er ein radial gerichtetes Loch besitzt zur Aufnahme des Walzenzapfens lOU, sodass das zweite Düsenelement 22B gegen Axialbewegung in Bezug auf das erste Dusenelement 22A festgehalten wird.

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Der Halsteil 2ÖB besitzt wenigstens eine, und vorzugsweise eine Mehrzahl an Öffnungen UDB, äie mit der ringförmigen Kammer 38B in Verbindung stehen, die zwischen de» Halsteil 26Bund der Oberfläche der Gegenbohrung 106 besteht. Die ringförmige Kammer 3ÖB steht wiederum in Verbindung mit einer ringförmigen Öffnung oder Durchgangsweg U8B, der durch den Raum zwischen der Oberfläche der Gegenbohrung 106 und dem Hauptteil 28B festgelegt ist.

Das Aussere des Hauptteils 28B besitzt im allgemeinen eine Form, die der Zwiebelform des Hauptteils 28A ähnlich ist,indem sie vordere und hintere kegelstumpfformige Flachen UUB bzw. U2B besitzt, die die gleiche Neigung aufweisen wie die entsprechenden Flächen U2A und UUA. Der Teil 28B ist jedoch so abgeändert, dass die Ubergangsfläche U6B eine zylindrische, rundherum verlaufende Flache ist. Das zweite Düsenelement 22B ist so dimensioniert, dass die vordere kegelstumpf formige Fläche UUB im wesentlichen zusammenfällt mit der vorderen Flache UUA und die Gegenbohrung ΙΟβ bei der ringförmigen Endfläche 5OA kreuzt.

Die Neigung und Lange der vorderen Fläche UUB sind so gewählt, dass die Umgebungsluft toad der aus Bohrung 2OB austretende Pressluft strom in einem glatten Übergang ohne Entstehung von gerauscherzeugenden Strudeln und Wirbeln zusammenströmen.

Es ist ebenfalls wesentlich, dass der Spalt zwischen der Fläche der Gegenbohrung 106 und der zylindrischen Fläche U6B des Düsenelements so gewählt wird, dass Luft in einem dünnen Film aus der Öffnung U8B austritt, der dazu neigt, sich mit dem Umgebungsluftstrom entlang der Fläche UUA des ersten Düsenelements und Fläche UUB des zweiten Düsenelements zu vereinen. Beispielsweise besitzen in einer Vorzugspreisen Ausführungsart der zweistufigen Verstärkungseinrichtung die Flächen UUA eine Neigung von ca. 20 in Bezug auf die gemeinsamen Achsen der Bohrungen 2OA uad 2OB, die Flache k2B weist eine Neigung von ca. 33° in Bezug auf

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die gleichen Achsen auf, und der Spalt zwischen der zylindrischen Fläche der Gegenbohrung ΙΟβ und der zylindrischen Fläche h6B des zweiten Düsenelementes beträgt zwischen ca. 0,003 und 0,006 Zoll.

Um die laminare Strömung zu fördern und Geräusch zu mindern, ist der grösste Durchmesser der Versenkung 110 der zweiten Düse im wesentlichen der gleiche oder kleiner als die Bohrung 2OA, während der Durchmesser der Bohrung 2OB kleiner ist als die Bohrung 2OA. Vorzugsweise sind der grösste Durchmesser des versenkten Teils 110 und der Durchmesser der Bohrung 2OA gleich gross, und die Endflächen 108 und 112 greifen ineinander ein, wie dargestellt, da diese Anordnung einen glatten Übergang von Bohrung 2OA in Bohrung 2OB schafft und somit im wesentlichen die Erzeugung von Wirbeln und Turbulenz in dem in die Bohrung 2OB eintretenden Luftstrom vermeidet.

Im Folgenden wird der Betrieb der zweistufigen Verstärkungseinrichtung als Luftdüse, wie in Abb. k dargestellt, beschrieben. Pressluft tritt durch die Leitung Sk in die Düse ein, strömt über Bohrungen 20, 2OA, sowie 2OB, durch das Element 5^A, und entweicht durch die Austrittsöffnung, die von der ringförmigen Endfläche 50B des zweiten Düsenelements festgelegt wird. Wie bereits im Vorhergehenden beschrieben, entsteht, da der Drahtgeflechtstopfen 5^A der ungehemmten Strömung von Pressluft etwas Widerstand leistet, ein Geg>_ .druck stromaufwärts vom Element. Demzufolge wird ein Teil der in die Bohrung 2OA geführten Luft durch Offnungen 40A in die Kammer 38A abgeleitet und verlässt dann die Kammer 38A über die schmalspaltige Ringöffnung ^8A zwischen den Flächen 16A und U2A. Beim Austritt aus dieser schmal-spaltigen Öffnung U8A bildet die Pressluft einen sehr dünnen Film,der sich mit hoher Geschwindigkeit bewegt uM der, vie durch Pfeile 52A angedeutet, an der äusseren Form des Düsenelements 22A haftet und entlangetromt und, vie durch Pfeile 57A angedeutet, Umgebungsluft ansaugt, vie oben mit Bezug auf Abb. 1 beschrieben.

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Gleichzeitig gewirkt der durch die Gegenwart des Elements 5^A erzeugte Gegendruck die Ableitung eines Teils des der Bohrung 2OB zugeführten Pressluft, und zwar durch die Offnungen kOB aus der Bohrung heraus in die Kammer 3ÖB, die zwischen der zylindrischen Fläche U6B des zweiten Düsenelements 22B und der Fläche der GegenJäohrung 106 besteht. Beim Austreten aus der Öffnung WB, "bildet die Pressluft-wiederum einen sehr dünnen Film,der sich mit hoher Geschwindigkeit bewegt. Da der statische Druck dieses dünnen Luftfilms unter dem atmosphärischen Druck liegt, wird ein teilweises Vakuum geschaffen, welches einerseits "bewirkt, dass der Film an der ausseren Form des Düsenelements 22B, wie durch Pfeile 52B angedeutet, haftet tmd entlangstromt und, auf der anderen Seite, wie durch Pfeile 57B angedeutet, Usegebungsluft ansaugt. Der dünne, durch die Öffnung WB austretende Luftfilm und die durch Pfeile 57B gekennzeichnete, induzierte Umgebungsluft werden über die Übergangs fläche kkB geleitet, und' zwar gemeinsam mit dem Luftstrom von der ersten Stufe, der durch Pfeile 52A und 57A gekennzeichnet ist. Somit wird» durch die zusatzliche ringförmige Öffnung,welche durch die zweite Verstärküngsstufe eingebracht wird, die Druckleistung der Düse erhöht, während ein niedriges Geräuschniveau beibehalten wird.

Es ist zu bedenken, dasa es für gewisse Anwendungszwecke nicht erforderlich sein mag, das Gerausehniveau überhaupt zu senken, oder das durch die vorzugsweise Ausführungsart der. Erfindung erreichte Mass an Geräuschminderung zu schaffen. Dementsprechend kann die Erfindung auch ohne die geräuschmindernden Elemente 5U oder Jkk in der oben beschriebenen Bauweise verwendet werden. Wenn Geräusch keine Rolle spielt, werden die Elemente 5^ und 5^A ganz weggelassen und in der Ausfuhrungsart nach Abb. 1 muse die Bohrung 2OA geändert werden um den not igen Gegendruck zu schaffen. Dies kann durch verschiedene Massnahmen erreicht werden, z.B. indem die Bohrung 2OA nach den Offnungen Uo mit reduziertem Durchmesser ausgebildet wird, oder mit einer Ablenkplatte oder anderem Hindernis versehen . .■'";.'·;■ ·■■-".. - 22 -.

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wird zwecks Hemmung der Luftströmung und Entstehung eines geeigneten Gegendrucks. In der Asuführungsart nach Abb. h kann der Gegendruck geschaffen werden durch die Tatsache, dass die Bohrung 2OB im Querschnitt einen kleineren Durchmesser als Bohrung 2OA besitzt.

Offensichtlich kann die Düse anders hergestellt werden als hier gezeigt und beschrieben wurde. So können z.B. Form und Abmessungen des Düsenelements und der Buchse variiert werden und die letztere kann so ausgebildet sein, dass sie nicht durch eine Verschraubung sondern durch andere Mittel an einer Leitung befestigt wird. In der Einrichtung gemäss Abb. 1 kann auch ein Walzenzapfen ähnlich dem Zapfen 102 verwendet werden zur Befestigung der Düse 22 am Mantel 8. Ebenso kann in der Bohrung 2OA (Abb. l) oder 2OB (Abb. h) mehr als ein geräuschminderndes Element eingebaut werden, wie in der ebenfalls im laufenden Patentverfahren stehenden U.S. Patentanmeldung Nr. 388636 bekannt gemacht, die am 15· August 1973 von Alain Frochaux und Charles M. Salerno fur Noise-Reducing Fluid-Flow Devices (Geräuschmindernde Durchflusseinrichtungen) eingereicht wurde. Des weiteren kann, obgleich die dargestellte Düse zur Verwendung mit Luft bestimmt ist, sie auch als Düse für andere Stromungsmedien verwendet werden.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1 [ 1./ Eine Düse für hohe Druckwirkung und niedriges Geräuschniveau, die so

2 ausgebildet ist, dass sie die Bewegung eines sekundären Stromungsmediums durch

3 ein primäres unter Druck stehendes Strömungsmedium bewirkt, bestehend aus einer k rohrförmigen Einrichtung, die einen Durchgang mit einem Eintritt und einer

5 Austrittsöffnung bildet»wobei der besagte Einlass zum Anschluss an eine Quelle

6 des unter Druck stehenden primären Strömungsmediums ausgebildet ist, wenigstens

7 einer Öffnung»die mit dem Durchgang zwischen dem besagten Einlass und der

8 besagten Austrittsöffnung in Verbindung steht, Mitteln»die mit der besagten

9 Öffnung zusammenwirken zum Richten der Strömung des primären Strömungsmediums

von der besagten Öffnung in eine Richtung so, dass Strömung eines sekundären Strömungsmediums entlang der Aussenseite der besagten rohrförmigen Einrichtung induziert wird und zwar auf den besagten Austritt zu, und geräuschmindernde Mittel, die in besagtem Durchgang zwischen der besagten Austrittsöffnung und

lU der besagten Öffnung untergebracht sind, wobei die besagten geräuschmindernden

Mittel genügend Gegendruck schaffen»um einen Teil des unter Druck stehenden primären Strosmngsmediums zu zwingen, aus dem besagten Durchgang über die besagte

Öffnung aussuströaien. ⁵

1 2. Eine Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das besagte

2 geräuschmindernde Mittel ein Element enthalt »welches aus einem gestrickten

3 Metalldrahtgefleehtmaterial hergestellt ist, das aufgewickelt und zusammenge-

Ij. presst wurde und zu einer selbst ragenden, dichten, porösen Masse geformt wurde,

5 wobei die Drahtfäden des besagten Materials in der besagten Masse willkürlich

6 gerichtet sind.

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1 3. Eine Düse für hohe Druckleistung und niedriges Geräuschniveau,

2 bestehend aus einem Körper, der Mittel besitzt die einen Durchgang festlegen,

3 einem Einlass zum Eintritt eines unter Druck stehenden primären Strömungs-·

k mediums in den besagten Durchgang und einem Austritt an einem Ende des besagten

5 Körpers zum Auslassen eines Stroms des besagten primären Strömungsmediums aus

6 dem besagten Durchgang, wobei der besagte Körper auch eine Aussenfläche besitzt,

7 die so ausgebildet ist, dass sie an dem besagten einen Ende auf den "besagten

8 Durchgang hin konvergiert, und strömungsinduzierenden Mitteln einschliesslich

9 wenigstens einer Öffnung,die zu dem besagten Durchgang Verbindung hat zwischen

dem besagten Austritt und dem besagten Einlass, um einen Teil des unter Druck stehenden primären Strömungsmediums aus dem besagten Durchgang über die besagte Öffnung zu leiten und ihn entlang der besagten Fläche auf das besagte eine Ende zu zu richten und zwar so, dass ein sekundäres Strömungsmedium, welches den ll· besagten Körper umgibt, induziert wird an der besagten Fläche entrangzuströmen

und mit dem aus dem besagten Austritt entweichenden primären Strömung medium zusamnenzuf!Jessen.

1 k. Eine Düse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte

2 Aussenfläche den besagten Durchgang umgibt und auf das besagte eine Ende zu

3 verjüngt ist.

1 5· Eine Düse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die besagten

2 Strömungsinduzierenden Mittel eine zweite Aussenfläche an dem besagten Körper

3 umfassen, die so ausgebildet ist»dass sie auf den besagten Durchgang zu konvergier k und zwar veg von dem besagten Austrittsende, und eine Übergangs fläche die zwischer 5 der "besagten ersten und zweitgenannten Aussenfläche verläuft.

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1 6. Eine Düse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die besagten

2 strömungsinduzierenden Mittel Mittel einschliessen, die Abstand besitzen von

3 der besagten zweiten Aussenfläche, um das primäre Strömungsmedium so zu

k dirigieren, dass es von der besagten Öffnung entlang der besagten zweiten

5 Aussenfläche strömt, sodass das im wesentlichen statische sekundäre Strömungs-

6 medium,welches die besagte zweite Aussenfläche umgibt, induziert wird mit dem

7 primären Strömungsmedium erst über die besagte Übergangs fläche und dann über

8 die besagte zuerst genannte Fläche zu strömen.

1 7· Eine Düse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die besagten,

2 Abstand besitzenden Mittel einen Ring umfassen,der den besagten Körper umgibt

3 und von ihm Abstand hat.

1 8. Eine Düse nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet dass der besagte

2 Ring den Teil des besagten KSrpers umgibt ,der die besagte Öffnung besitzt.

1 9· Eine Düse nach Anspruch 3 ein schli esslich eines strömungsdurchlassigen

2 Elements in besagtem Durchgang zwischen besagtem Austritt und besagter Öffnung.

1 10. Eine Düse nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, dass das besagte

2 strömungsdurcblassige Element eine zusammengepresste Masse aus einem Drahtgeflecht-

3 meterial umfasst.

1 11. Eine Düse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das besagte

2 strömungsdurchlassige Element so ausgebildet ist, dass es eine im wesentlichen

3 laminare Strömung des unter Druck stehenden, aus dem besagten Austritt ent- k weichenden Stroms des primären Strömungsmediums bewirkt.

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•Η'

1 12. Eine Verstärkerdüse,die so ausgebildet ist dass sie Bewegung eines

2 sekundären Strömungsmediums durch ein unter Druck stehendes primäres Strömungs-

3 medium bewirkt und zwar so, dass ein Strom entsteht,der aus den besagten

k primären und sekundären Strömungsmedien zusammengesetzt ist, wobei die besagte

5 Düse einen länglichen Körper umfasst,der einen ersten verjüngten Teil an dessen

6 einem Ende besitzt, einen zweiten entgegengesetzt verjüngten Teil, einen

7 Übergangsteil der angrenzt an und verbindend wirkt zwischen dem besagten ersten

8 und zweiten verjüngten Teil, einen Endteil an einem Ende, und einen Halsteil·

9 der angrenzt an und verbindend wirkt zwischen dem besagten zweiten verjüngten

10 Teil und dem besagten Endteil, eine längsverlaufende Bohrung in besagtem Körper,

11 die einen Durchgang bildet,der durch die besagten Teile verläuft, einen Eintritt

12 an besagtem gegenüberliegenden Ende des besagten Körpers zum Einlassen eines

13 unter Druck stehenden primären Strömungsmediums in den besagten Durchgang, und Ik einen Austritt an dem besagten einen Ende zum Auslassen eines Stroms des

15 besagten primären Stromungsmediums aus dem besagten Durchgang, einen Mantel der

16 an dem besagten Endteil befestigt ist, wobei der besagte Mantel den besagten

17 Halsteil und wenigstens einen Teil der besagten zweiten verjüngten Fläche umgibt

18 aber Abstand davon besitzt, eine Kammer zwischen dem besagten Mantel und dem

19 besagten Halsteil, wenigstens eine Öffnung in dem besagten Halsteil zum Leiten

20 primären Strömungsmediums aus dem besagten Durchgang in die besagte Kammer, und

21 eine schmale Öffnung, die zwischen dem besagten Mantel und der besagten zweiten

22 verjüngten Fläche gebildet wird zum Ableiten primären Strömungsmediums in einem

23 dünnen Strom aus der besagten Kammer und entlang der besagten zweiten verjüngtet 2k Fläche und der Übergangsfläche zwecks Induzierung eines statischen sekundären,

25 den besagten Mantel umgebenden Strömungsmedium zum Strömen mit dem dünnen Strom

26 primären Strömungsmediums, entlang des besagten ersten verjüngten Teils auf das

27 besagte eine Ende des besagten Körpers zu und zum Vereinen mit dem an besagtem

28 Austritt entweichenden Strom primären Strömungsmediums.

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1 13. Eine Düse fur hohe Druckwirkung und niedriges Gerauschniveau, die so

2 ausgebildet ist, dass sie Bewegung eines sekundären Strömungsmediums durch ein

3 unter Druck stehendes primäres Strömungsmedium bewirkt, bestehend aus einer k rohrförmigen Einrichtung die einen Durchgang bildet der einen Einlass und

5 eine Austrittsoffnung besitzt, wobei der besagte Einlass so ausgebildet ist,

6 dass er an eine Quelle von unter Druck stehendem primären Strömungsmedium

7 anschliessbar ist, wenigstens einer Öffnung zur Verbindung mit dem Durchgang

8 zwischen dem besagten Einlass und der besagten Austrittsoffnung, wenigstens

9 einer weiteren Öffnung zur Verbindung mit dem besagten Durchgang zwischen der

10 zuerst genannten Öffnung und der besagten Austrittsoffnung, Mitteln die

11 zusammenwirken mit der besagten zuerst genannten Öffnung und einer weiteren

12 Öffnung zum Richten der Strömung primären Stromungsmediums aus jeder der

13 besagten Öffnungen in eine geeignete Richtung so dass Strömen eines zweiten

I^ Strömungsmediums induziert wird entlang der Aussenseite der besagten rohrförmigen

15 Einrichtung auf den besagten Austritt zu, und geräuschmindernden Mitteln die

16 in dem besagten Durchgang untergebracht sind zwischen der besagten Austrittsoffnun

17 und der besagten einen weiteren Öffnung zum Bewirken einer im wesentlichen

18 laminaren Strömung des unter Druck stehenden primären Stromungsmediums das aus

19 der besagten AustrittBÖffnung entweicht, wobei die besagten Geräuschmindernden

20 ν Mittel einen ausreichenden Gegendruck erzeugen^ um einen Teil des unter Druck

21 stehenden primären Straaungsmediums zu zwingen, den besagten Durchgang über die

22 besagte zuerst genannte und die eine weitere Öffnung zu verlassen.

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1 I^. Eine Düse für hohe Druckwirkung und geringes Geräuschniveau,

2 bestehend aus einem Körper der Mittel besitzt zur Festlegung eines Durchgangs,

3 einem Einlass zum Einführen eines unter Druck stehenden primären Strömungs-

k mediums in den Durchgang, und einem Austritt an einem Ende des besagten Körpers

5 zum Auslassen eines Stromes des besagten primären Strömungsmediums aus dem

6 besagten Durchgang, wobei der besagte Körper auch eine erste und zweite-

7 Aussenfläche besitzt, die so ausgebildet sind,dass sie an dem besagten einen

8 Ende auf den besagten Durchgang zu konvergieren, und strömungsinduzierenden

9 Mitteln einschliesslich mindestens zweier Öffnungen, wobei eine der besagten

10 Offnungen zwischen dem besagten Austritt und dem besagten Einlass mit dem

11 besagten Durchgang in Verbindung steht zum Ableiten eines Teils des unter Druck

12 stehenden primären Stromungsmediums aus dem besagten Durchgang durch die besagte

13 eine Öffnung, um es entlang der besagten ersten Fläche auf das besagte eine Ende I^ zu zu dirigieren und zwar so, dass ein sekundäres, den besagten Körper umgebendv

15 Strömungsmedium induziert wird, an der besagten ersten Fläche entlangzuströmen,

16 und wobei die andere der besagten Öffnungen mit dem besagten Durchgang zwischen 17- «*■· dem besagten Austritt und der besagten einen Öffnung in Verbindung steht, um einen

18 Teil des unter Druck stehenden primären Strömungsmediums aus dem besagten

19 Durchgang über die besagte andere Öffnung abzuleiten und es entlang der besagten

20 zweiten Fläche auf das besagte eine Ende zu zu dirigieren, um mehr von dem

21 besagten sekundären Strömungsmedium welches den besagten Körper umgibt, zu

22 induzieren, und wobei die besagten Strömungsmedien entlang der ersten Fläche

23 strömen,um sich mit dem aus dem besagten Austritt entweichenden Strom des 2h primären Strömungsmediums zu vereinen.

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-V) ■-

1 15· Eine Buse nach Anspruch lU, dadurch gekennzeichnet, dass jede der

2 besagten ersten und zweiten Anssenflächen konzentrisch ist mit dem besagten

3 Durchgang und atif das besagte eine Ende zu verjüngt ist.

1 l6. Eine Dose nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte

2 erste und zweite Au.ssenfla.che gleiche Neigungen besitzen und im wesentlichen

3 miteinander lcoinzident sind.

1 17. Eine Döse nach Anspruch Ι**, dadurch gekennzeichnet, dass die besagten

2 Strömungsinduzierenden Mittel eine dritte Fläche an dem besagten Korper umfassen

3 die so ausgebildet ist, dass sie auf den besagten Durchgang zu konvergiert, und

4 weg von dem besagten Austritt sende, und eine vierte Übergangs fläche die zwischen.

5 der besagten ersten und dritten Aussenflache verläuft.

1 l8. Eine Düse nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die besagten

2 stromungsinduzierenden Mittel weiterhin eine fünfte Fläche an dem besagten

3 Korper einsehliessen, die so ausgebildet ist, dass sie auf den besagten Durchgang k zu konvergiert, weg von dem besagten Ende, und eine sechste Ubergangsfläche die

5 zwischen der besagten zweiten Aussenfläehe und der besagten fünften Aussenfläche

6 verläuft.

1 19. Eine Du.se nach Anspruch l8, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte

2 sechste Ubergangsfläche zylindrisch ist.

1 20. Eine Düse nach Anspruch l8, einschlieaslich Mitteln die mit der besagten

2 sechsten Übergangsfläche zusammenwirken zur Bildung einer Öffnung zwischen der

3 besagten ersten und zweiten Fläche.

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1 21. Eine Düse nach. Anspruch I^ einschliesslich eines strömungsdurchlässigen

2 Elements in dem besagten Durchgang zwischen dem besagten Austritt und den "besagten

3 Öffnungen.

1 22. Eine Düse nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das "besagte

2 strömungsdurchlässige Element eine zusammengepresste Masse eines Drahtgeflecht-

3 materials enthält.

1 23. Eine Luftdüse, umfassend:

2 einen Körper einschliesslich eines inneren länglichen Durchgangs der an

3 einem Ende einen Einlass besitzt zur Einführung eines unter Druck stehenden h primären Strömungsmediums und am anderen Ende einen Austritt aufweist zum

5 Auslassen des besagten primären Strömungsmediums;

6 . wenigstens eine Öffnung, die eine Verbindung zwischen dem Ausseren des

7 besagten Körpers und dem besagten Durchgang herstellt an einer Stelle die

8 zwischen dem besagten Einlass und Austritt liegt;

9 Mittel zur Erzeugung eines, ausreichenden Gegendrucks, um einen Teil des

unter Druck stehenden primären Stromungsmediums zu zwingen, den besagten Durchgang über die besagte wenigstens eine Öffnung zu verlassen; eine Fläche am Ausseren des besagten Körpers,die mit dem besagten Durchgang auf den besagten Austritt zu konvergiert; und lU Mittel zum Dirigieren des aus der besagten wenigstens einen Öffnung geführten unter Druck stehenden primären Strömungsmediums entlang der besagten Fläche auf den besagten Austritt zu und zwar so, dass ein sekundäres den besagten Korper umgebendes Strömungsmedium induziert wird zu strömen und sich.

mit dem aus dem besagten Austritt entweichenden primären Strömungsmedium zu

19, vereinen.

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Sl

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