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Patent Searching and Data


Title:
DAMPING DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/214903
Kind Code:
A1
Abstract:
A damping device, in particular for damping or avoiding pressure surges, such as pulses, in hydraulic supply circuits, preferably in the form of a silencer, having a damping housing (2) which surrounds a damping chamber (10) and has at least one fluid inlet (6) and at least one fluid outlet (8) and a fluid receiving chamber extending between the fluid inlet (6) and the fluid outlet (8), wherein, during operation of the device, a fluid flow coming from the fluid inlet (6) traverses the damping chamber (10) in the direction of the fluid outlet (8), and wherein a wall part of the fluid receiving chamber is in the form of a guide element (16) and extends in at least one extent direction transversely with respect to the fluid flow, is characterized in that a plurality of guide elements (16) are provided in the damping chamber (10), the fluid flow flowing against said guide elements and the fluid flow rate being partly altered by them.

Inventors:
BALTES HERBERT (DE)
KLOFT PETER (DE)
Application Number:
PCT/EP2019/059518
Publication Date:
November 14, 2019
Filing Date:
April 12, 2019
Export Citation:
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Assignee:
HYDAC TECHNOLOGY GMBH (DE)
International Classes:
F15B21/00; F04B11/00; F16L55/027; F16L55/04
Foreign References:
DE102008015763A12009-01-08
GB721860A1955-01-12
CA2488533A12006-05-30
DE102015003016A12016-09-15
Attorney, Agent or Firm:
BARTELS UND PARTNER, PATENTANWÄLTE (DE)
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Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e

1 . Dämpfungsvorrichtung, insbesondere zum Dämpfen oder Vermeiden von Druckstößen, wie Pulsationen, in hydraulischen Versorgungs kreisläufen, vorzugsweise in Form eines Silencers, mit einem einen Dämpfungsraum (10) umgebenden Dämpfungsgehäuse (2), das mindestens einen Fluideinlass (6) und mindestens einen Fluidauslass

(8) sowie einen zwischen Fluidein- (6) und Fluidauslass (8) sich erstreckenden Fluidaufnahmeraum aufweist, wobei im Betrieb der Vorrichtung ein Fluidstrom vom Fluideinlass (6) kommend den Dämpfungsraum (10) zum Fluidauslass (8) hin durchquert und wobei sich ein Wandteil des Fluidaufnahmeraums als Leitelement (16) in mindestens einer Ausdehnungsrichtung quer zur Richtung des Fluidstroms erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass im Dämpfungs raum (10) mehrere vom Fluidstrom anströmbare und dessen

Strömungsgeschwindigkeit bereichsweise verändernde Leitelemente (1 6) vorgesehen sind.

2. Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Leitelemente (16) in Reihen (28) derart zueinander angeordnet sind, dass unter Bildung eines zumindest teilweise mäandernden Fluidstroms zumindest ein Teil der Leitelemente (16) versetzt zu den Leitelementen (16) einer benachbarten Reihe (28) angeordnet ist.

3. Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch

gekennzeichnet, dass die Anzahl der Leitelemente (16) in einer jeweiligen Reihe (28) quer zu der Durchströmungsrichtung vom Fluideinlass (6) kommend in Richtung der größten Querausdehnung des Dämpfungsraums (10) um jeweils ein Leitelement (16) zunimmt und in Richtung des Fluidauslasses (8) von der größten Anzahl kommend um jeweils ein Leitelement (16) abnimmt, bis die Anzahl der Leitelemente (16) in einer Reihe (28) am Fluidein- (6) und -auslass (8) gleich groß ist. 4. Dämpfungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungsgehäuse (2) und/oder der Dämpfungsraum (10) kreiszylindrisch oder als Vieleck ausgebildet sind und dass die Leitelemente (16) zumindest teilweise, vorzugs weise allesamt, gleich ausgebildet sich zwischen den einander gegenüberliegenden Stirnwänden (12, 14) des Dämpfungsgehäuses (2) erstrecken.

5. Dämpfungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Leitelemente (1 6), vorzugsweise alle Leitelemente (16), mit ihren beiden Enden (22) in die jeweils zugeordnete Stirnwand (12, 14) des Dämpfungs gehäuses (2) übergehen.

6. Dämpfungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Leitelemente (1 6), vorzugsweise alle Leitelemente (16), als durchgehende

Hohlkörper ausgebildet sind mit einem zylindrischen Mittenteil (18), an das sich endseitig Konen (20) anschließen, die sich jeweils in Richtung der zuordenbaren Stirnseite (12, 14) des Dämpfungs gehäuses (2) erweitern.

7. Dämpfungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem mittigen Längsschnitt durch das Dämpfungsgehäuse (2) achteckige Hohlräume (24) gebildet sind, in die angrenzend ein Leitelement (16) hineingestellt ist.

8. Dämpfungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem mittigen Querschnitt durch das Dämpfungsgehäuse (2) quer zur Durchströmungsrichtung die Leitelemente (16) zwischen sich sechseckige Hohlräume (26) begrenzen, die jeweils vom Fluidstrom in der Durchströmungs richtung durchströmt sind.

9. Dämpfungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Leitelemente (16) an ihren entlang den Konen (20) in die Stirnseiten (12, 14) auslaufenden Enden

(22) in geringem Abstand voneinander oder in Berührung miteinander sind.

10. Dämpfungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das Dämpfungsgehäuse (2), mit den Leitelementen (16) einstückig ausgebildet, in einem 3D- Druckverfahren erhalten ist.

Description:
Dämpfungsvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Dämpfungsvorrichtung, insbesondere zum Dämpfen oder Vermeiden von Druckstößen, wie Pulsationen, in hydrauli- sehen Versorgungskreisläufen, vorzugsweise in Form eines Silencers, mit ei nem einen Dämpfungsraum umgebenden Dämpfungsgehäuse, das mindes tens einen Fluideinlass und mindestens einen Fluidauslass sowie einen zwi schen Fluidein- und Fluidauslass sich erstreckenden Fluidaufnahmeraum aufweist, wobei im Betrieb der Vorrichtung ein Fluidstrom vom Fluideinlass kommend den Dämpfungsraum zum Fluidauslass hin durchquert und wo bei sich ein Wandteil des Fluidaufnahmeraums als Leitelement in mindes tens einer Ausdehnungsrichtung quer zur Richtung des Fluidstroms er streckt. Dämpfungsvorrichtungen dieser Art sind Stand der Technik. Solche Hydro- dämpfer, auch Schalldämpfer oder Silencer genannt, dienen der Minderung von Schwingungen, die durch Druckpulsationen erzeugt sind, die einem betreffenden Hydrosystem periodisch aufgeprägt werden, insbesondere durch den Betrieb von Hydropumpen. Wie in dem Dokument DE 10 201 5 003 01 6 A1 aufgezeigt, die eine Dämpfungsvorrichtung der eingangs ge nannten Gattung in Form eines sog. Disc-Silencers offenbart, ist in dem den Dämpfungsraum bildenden kreiszylindrischen, scheibenförmigen Fluidauf nahmeraum, der den Dämpfungsraum bildet, ein vom Fluidstrom anström- bares Leitelement vorgesehen. Dieses ist durch einen Vorsprung gebildet, der mit einer als Deckelteil dienenden Stirnwand einstückig ausgebildet ist und in den Dämpfungsraum auskragend sich bis zu dessen Boden erstreckt. Durch die Anordnung des Leitelements lassen sich eine partielle Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit und eine Verbesserung der Dämpfungseffizi enz erreichen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik stellt sich die Erfindung die Auf gabe, eine Dämpfungsvorrichtung der eingangs genannten Gattung zur Ver fügung zu stellen, die sich durch ein besonders vorteilhaftes Betriebsverhal ten auszeichnet.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch eine Dämpfungsvorrichtung ge löst, die die Merkmale des Patentanspruchs 1 in seiner Gesamtheit aufweist.

Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 besteht eine we sentliche Besonderheit der Erfindung darin, dass im Dämpfungsraum meh rere vom Fluidstrom anströmbare und dessen Strömungsgeschwindigkeit bereichsweise verändernde Leitelemente vorgesehen sind. Entsprechend der Anzahl der Leitelemente ergeben sich mehrere verteilte Bereiche mit veränderter Strömungsgeschwindigkeit. Daneben führt die verteilte Anord nung von Leitelementen zu einer Aufteilung des Strömungsverlaufs, so dass insgesamt eine erhöhte Dämpfungseffizienz erreichbar ist.

Mit Vorteil können die Leitelemente in Reihen derart zueinander angeord net sein, dass unter Bildung eines zumindest teilweise mäandernden Flu idstroms zumindest ein Teil der Leitelemente versetzt zu den Leitelementen einer benachbarten Reihe angeordnet ist. Demgemäß wird nicht nur die Strömungsgeschwindigkeit verändert, sondern auch die Grundrichtung des Fluidstroms vom Fluidein- zum Fluidausgang geändert. Hierbei kann die Anordnung mit Vorteil so getroffen sein, dass die Anzahl der Leitelemente in einer jeweiligen Reihe quer zu der Durchströmungs richtung vom Fluideinlass kommend in Richtung der größten Querausdeh nung des Dämpfungsraums um jeweils ein Leitelement zunimmt und in Richtung des Fluidauslasses von der größten Anzahl kommend um jeweils ein Leitelement abnimmt, bis die Anzahl der Leitelemente in einer Reihe am Fluidein- und -auslass gleich groß ist.

Bei vorteilhaften Ausführungsbeispielen ist das Dämpfungsgehäuse und/o der der Dämpfungsraum kreiszylindrisch oder als Vieleck ausgebildet, wo bei die Leitelemente zumindest teilweise, vorzugsweise allesamt, gleich ausgebildet sich zwischen den einander gegenüberliegenden Seitenwänden des Dämpfungsgehäuses erstrecken.

Bei besonders vorteilhaften Ausführungsbeispielen geht zumindest ein Teil der Leitelemente, vorzugsweise gehen alle Leitelemente, mit ihren beiden Enden in die jeweils zugeordnete Stirnwand des Dämpfungsgehäuses über. Bei dem hohen Druckniveau, dem das Dämpfungsgehäuse als Druckbehäl ter im Betrieb als Silencer häufig ausgesetzt ist, führt die von den Leitele menten gebildete Verbindung zwischen den beiden Stirnwänden des Ge häuses zu einer beträchtlichen Erhöhung der Steifigkeit mit einer besonde ren Verbesserung der Druck- und Strukturfestigkeit bei geringem Bauge wicht.

Mit Vorteil kann zumindest ein Teil der Leitelemente, vorzugsweise können alle Leitelemente, als durchgehende Hohlkörper ausgebildet sein, mit ei nem zylindrischen Mittenteil, an das sich endseitig Konen anschließen, die sich jeweils in Richtung der zuordenbaren Stirnseite des Dämpfungsgehäu ses erweitern. Die Ausbildung der die Stirnwände verbindenden Inserts er höht die Strukturfestigkeit im Verhältnis zum Baugewicht in besonderem Maße. Durch die Konen ergibt sich eine besonders vorteilhafte Dämpfungs situation im Dämpfungsgehäuse.

Die Anordnung kann hierbei so getroffen sein, dass bei einem mittigen Längsschnitt durch das Dämpfungsgehäuse achteckige Hohlräume gebildet sind, in die angrenzend ein Leitelement hineingestellt ist, und/oder dass bei einem mittigen Querschnitt durch das Dämpfungsgehäuse quer zur Durch strömungsrichtung die Leitelemente zwischen sich sechseckige Hohlräume begrenzen, die jeweils vom Fluidstrom in der Durchströmungsrichtung durchströmt sind.

Die Leitelemente können mit Vorteil so verteilt sein, dass benachbarte Leit elemente an ihren entlang den Konen in die Stirnseiten auslaufenden Enden in geringem Abstand voneinander oder in Berührung miteinander sind.

Bei der Herstellung der Dämpfungsvorrichtung kann mit Vorteil zumindest das Dämpfungsgehäuse mit den Leitelementen, einstückig ausgebildet, in einem 3D-Druckverfahren, vorzugsweise aus Metall Werkstoff, erhalten sein. Des Weiteren sind vorzugsweise auch Fluidein- und -auslass im genannten Druckverfahren erhalten und einstückiger Bestandteil der Dämpfungsvor richtung als Ganzes.

Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im Einzelnen erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Schrägansicht des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Dämpfungsvorrichtung;

Fig. 2 einen gegenüber Fig. 1 vergrößert gezeichneten mittigen Längs schnitt des Dämpfungsgehäuses; und Fig. 3 einen der Fig. 2 entsprechenden mittigen Querschnitt durch das Dämpfungsgehäuse.

Unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ist die erfindungsge mäße Dämpfungsvorrichtung am Beispiel eines sog. Disc-Silencers erläu tert, der, wie Fig. 1 zeigt, ein kreiszylinderförmiges Dämpfungsgehäuse 2 aufweist. An zwei diametral einander gegenüberliegenden Stellen sind an der Seitenwand 4 ein Fluideinlass 6 und ein Fluidauslass 8 angeordnet, die die Verbindungen zu einem einen Dämpfungsraum bildenden Fluidaufnah meraum 10 bilden. Dieser hat die Form einer kreiszylinderförmigen

Scheibe zwischen zwei Deck- oder Stirnwänden 12 und 14, die jeweils die Form einer ebenen Kreisscheibe besitzen.

Im Fluidraum 10 befindet sich in dem vom Fluideinlass 6 zum Auslass 8 führenden Strömungsweg eine Mehrzahl von Leitelementen 16, die in ei nem Muster verteilt angeordnet sind. Wie den Fig. 2 und 3 entnehmbar ist, sind die in der Zeichnung nur teilweise bezifferten Leitelemente 1 6 durch jeweils einen Hohlkörper gebildet, der einteilig ausgebildet ist und sich von Stirnwand 12 zu Stirnwand 14 erstreckt , wobei die Leitelemente 1 6 mit der jeweiligen Stirnwand 12, 14 einstückig ausgebildet sind. Die gleich ausge bildeten Hohlkörper der Leitelemente 1 6 weisen jeweils ein kreiszyl i ndri- sches Mittenteil 18 auf, an das sich endseitig je ein Konus 20 anschließt, die sich jeweils in Richtung der zugeordneten Stirnwand 12 bzw. 14 erweitern, in die sie mit ihren Enden 22 (nur teilweise beziffert) übergehen.

Wie die Fig. 1 zeigt, in der von den Leitelementen 1 6 (nur teilweise bezif- fert) die Enden 22 der Leitelemente 1 6 sichtbar sind, handelt es sich bei dem Muster der Leitelemente 1 6 um eine Reihenanordnung mit Reihen 28 (Fig. 2), die sich geradlinig und zueinander parallel senkrecht zur Verbin dungslinie zwischen Fluideinlass 6 und Fluidauslass 8 erstrecken. Von Flui deinlass 6 und von Fluidauslass 8 ausgehend und in Richtung zur Mitte des Dämpfungsraums hin, nimmt die Anzahl der Leitelemente 1 6 pro Reihe 28 jeweils um ein Leitelement 16 zu. Bei der gezeigten Anordnung mit fünf Reihen 28 und mit drei Leitelementen 16 in der jeweils dem Fluidein- 6 und -auslass 8 nächstgelegenen Reihe 28 ergibt sich für das Muster beim ge zeigten Ausführungsbeispiel eine Gesamtanzahl von 1 9 Leitelementen 16.

Beim gezeigten Beispiel sind die Leitelemente 1 6 in den Reihen 28 derart angeordnet, dass die Leitelemente 1 6 einer Reihe 28 gegenüber den Leit elementen der folgenden Reihe 28 jeweils um ein Leitelement 16 versetzt sind und dass die Leitelemente 16 zueinander derart benachbart angeordnet sind, dass ihre jeweils in die zugeordnete Stirnwand 12, 14 übergehenden Enden 22 in geringem Abstand voneinander oder, wie in Fig. 1 gezeigt, mit einander in Berührung sind. Bei dieser Anordnung sind, wie in Fig. 2 ge zeigt, bei einem Längsschnitt, der durch das Dämpfungsgehäuse 2 mittig vom Fluideinlass 6 zu Fluidauslass 8 geführt ist, jeweils achteckige Hohl räume 24 zwischen angrenzenden Leitelementen 16 gebildet. Bei einem Querschnitt mit mittig durch das Dämpfungsgehäuse 2 und senkrecht zur Verbindungslinie zwischen Fluideinlass 6 und Fluidauslass 8 verlaufender Schnittebene begrenzen die Leitelemente 1 6 zwischen sich sechseckige Hohlräume 26, die jeweils vom Fluidstrom in der Haupt-Durchströmungs- richtung durchströmt sind.

Die bei der Erfindung vorgesehene Mehrzahl von Leitkörpern 16 in Form von Hohlkörpern, die mit den Stirnwänden 12 und 14 einstückig sind, er öffnet die Möglichkeit, das Dämpfungsgehäuse 2 trotz leichtgewichtiger Bauweise als Druckbehälter auszubilden, der für ein hohes Druckniveau ge eignet ist, wobei die Beeinflussung der Strömung durch die Leitelemente eine effiziente Dämpfung gewährleistet. Mit Vorteil lässt sich das einteilige Dämpfergehäuse 2 mittels eines 3D-Druckverfahrens realisieren.