AT526449B1 - Device for reducing pressure pulsations in a hydraulic system - Google Patents

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AT526449B1
AT526449B1 ATA50695/2022A AT506952022A AT526449B1 AT 526449 B1 AT526449 B1 AT 526449B1 AT 506952022 A AT506952022 A AT 506952022A AT 526449 B1 AT526449 B1 AT 526449B1
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Johannes Kepler Univ Linz
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Abstract

Es wird eine Vorrichtung (1) zur Reduktion von Druckpulsationen in einem Hydrauliksystem (2) beschrieben. Um diese Reduktion nahe an der Quelle der Volumenstrompulsation zu bewirken, wird vorgeschlagen, dass eine Eigenfrequenz eines, sich aus dem federnden Zwischenglied (9) oder den federnden Zwischengliedern (9) und aus den, auf die jeweilige, insbesondere gemeinsame, Rotationsachse (A) bezogenen Massenträgheitsmomenten von An- oder Abtrieb (3), Verdrängereinheit (5) und drehelastischer Kupplungseinrichtung (4) ergebenden Schwingungssystems und eine Pulsationsfrequenz der Volumenstrompulsation im Wesentlichen gleich sind, und dass die Kupplungshälften (8a, 8b) gegebenenfalls unter Verwendung zumindest eines starren Zwischenglieds (13) ausschließlich über das federnde Zwischenglied (9) oder die federnden Zwischenglieder (9) kraftleitend miteinander verbunden sind.A device (1) for reducing pressure pulsations in a hydraulic system (2) is described. In order to bring about this reduction close to the source of the volume flow pulsation, it is proposed that a natural frequency of a vibration system resulting from the resilient intermediate member (9) or the resilient intermediate members (9) and from the mass moments of inertia of the drive or output (3), displacement unit (5) and torsionally flexible coupling device (4) related to the respective, in particular common, axis of rotation (A) and a pulsation frequency of the volume flow pulsation are essentially the same, and that the coupling halves (8a, 8b) are connected to one another in a force-conducting manner, optionally using at least one rigid intermediate member (13), exclusively via the resilient intermediate member (9) or the resilient intermediate members (9).

Description

BeschreibungDescription

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reduktion von Druckpulsationen in einem Hydrauliksystem. [0001] The invention relates to a device for reducing pressure pulsations in a hydraulic system.

[0002] Hydraulische Verdrängereinheiten in Form von Zahnrad-, Kolben-, Flügelzellenpumpen oder entsprechenden Motoren erzeugen Volumenstrompulsationen, die in den angeschlossenen Hydrauliksystemen zu Druckpulsationen führen. Diese Druckpulsationen verursachen Schwingungen der umgebenden Strukturen, Lärm und unerwünschte Bewegungen der angeschlossenen Stellglieder. Aus dem Stand der Technik sind Vorrichtungen zur Reduktion von diesen Druckpulsationen in einem Hydrauliksystem bekannt. [0002] Hydraulic displacement units in the form of gear, piston, vane pumps or corresponding motors generate volume flow pulsations which lead to pressure pulsations in the connected hydraulic systems. These pressure pulsations cause vibrations in the surrounding structures, noise and undesirable movements of the connected actuators. Devices for reducing these pressure pulsations in a hydraulic system are known from the prior art.

[0003] Hierzu schlägt die EP1384025B1 vor, einen vom Hydrauliksystem beaufschlagbaren und durch ein Federelement abgestützten Schwingungskörper zu verwenden. Nachteilig bei dieser Konstruktion ist einerseits der benötigte Bauraum, andererseits die räumliche Distanz zur Quelle der Volumenstrompulsation, welche sich beispielsweise in der Druckniere einer Kolbenpumpe befinden kann. [0003] For this purpose, EP1384025B1 proposes using a vibrating body that can be acted upon by the hydraulic system and supported by a spring element. The disadvantage of this design is, on the one hand, the installation space required, and, on the other hand, the spatial distance to the source of the volume flow pulsation, which can be located, for example, in the pressure kidney of a piston pump.

[0004] Des Weiteren ist es aus dem Stand der Technik bekannt, im Antriebsstrang einer Verdrängereinheit eine drehelastische Kupplungseinrichtung zu verwenden. Dazu schlägt die EP2317097A2 vor, im Antriebsstrang zwischen einem Antriebsmotor und einer Hydraulikopumpe eine drehelastische Kupplung vorzusehen. Diese Kupplungseinrichtung dient dazu, die Übertragung von Drehschwingungen des Antriebsmotors auf die nachfolgenden Teile des Antriebsstrangs zu verringern. Zusammen mit dem Massenträgheitsmoment des Antriebsmotors bezweckt eine solche Kupplung eine Filterwirkung gegenüber den Anregungsfrequenzen des Antriebsmotors und muss wegen des Resonanzdurchgangs im Hochlauf sowohl federnde als auch dämpfende Elemente enthalten. Nachteilig kann mit solch einer Kupplungseinrichtung keine Harmonische der Druckpulsationen für eine Drehzahl im Antriebsstrang vergleichsweise deutlich unterdrückt werden. [0004] Furthermore, it is known from the prior art to use a torsionally flexible coupling device in the drive train of a displacement unit. To this end, EP2317097A2 proposes providing a torsionally flexible coupling in the drive train between a drive motor and a hydraulic pump. This coupling device serves to reduce the transmission of torsional vibrations from the drive motor to the subsequent parts of the drive train. Together with the mass moment of inertia of the drive motor, such a coupling has a filtering effect on the excitation frequencies of the drive motor and must contain both spring and damping elements due to the resonance passage during start-up. The disadvantage is that such a coupling device cannot suppress any harmonic of the pressure pulsations for a speed in the drive train comparatively significantly.

[0005] Ein Stand der Technik nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der US2021079977A1 bekannt. [0005] A prior art according to the preamble of claim 1 is known from US2021079977A1.

[0006] Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Reduktion von Druckpulsationen in einem Hydrauliksystem derart zu gestalten, dass damit eine oder mehrere Harmonische der Druckpulsationen bei einer bestimmten Drehzahl im Antriebsstrang effektiv unterdrückt werden können. Zudem soll die Vorrichtung konstruktiv einfach ausgebildet sein. [0006] It is therefore the object of the invention to design a device for reducing pressure pulsations in a hydraulic system in such a way that one or more harmonics of the pressure pulsations can be effectively suppressed at a certain speed in the drive train. In addition, the device should be structurally simple.

[0007] Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1. [0007] The invention solves the problem by the features of claim 1.

[0008] Indem eine Eigenfrequenz eines, sich aus dem federnden Zwischenglied oder den federnden Zwischengliedern und aus den auf die jeweilige Rotationsachse bezogenen Massenträgheitsmomenten von An- oder Abtrieb, Verdrängereinheit und drehelastischer Kupplungseinrichtung ergebenden Schwingungssystems und eine Pulsationsfrequenz der Volumenstrompulsation im Wesentlichen gleich sind, und indem die Kupplungshälften gegebenenfalls unter Verwendung zumindest eines starren Zwischenglieds ausschließlich über das federnde Zwischenglied oder die federnden Zwischenglieder kraftleitend miteinander verbunden sind, kann sich für eine konstante Drehzahl ohne Berücksichtigung der Flüssigkeitsreibung in der Verdrängereinheit eine eingeschwungene Lösung ergeben, bei der die entsprechende gleiche Harmonische aller Druckpulsationen im Hydrauliksystem unterdrückt wird. Die entsprechende Harmonische der Volumenstrompulsation wird dann durch Drehwinkelausschläge der Verdrängereinheit ausgeglichen, die durch Eigenschwingungen des Schwingungssystems zustande kommen. Zudem bleibt unter Berücksichtigung der Flüssigkeitsreibung die entsprechende Harmonische der Druckpulsationen klein. [0008] By ensuring that a natural frequency of a vibration system resulting from the resilient intermediate member or members and from the mass moments of inertia of the drive or output, displacement unit and torsionally flexible coupling device related to the respective axis of rotation and a pulsation frequency of the volume flow pulsation are essentially the same, and by means of the coupling halves being connected to one another in a force-conducting manner, if necessary using at least one rigid intermediate member, exclusively via the resilient intermediate member or members, a steady-state solution can be obtained for a constant speed without taking into account the fluid friction in the displacement unit, in which the corresponding equal harmonic of all pressure pulsations in the hydraulic system is suppressed. The corresponding harmonic of the volume flow pulsation is then compensated by rotation angle deflections of the displacement unit, which are caused by natural vibrations of the vibration system. In addition, taking into account the fluid friction, the corresponding harmonic of the pressure pulsations remains small.

[0009] Besteht beispielsweise das federnde Zwischenglied aus einer einzigen Feder oder mehreren parallel wirkenden Federn, so hat das Schwingungssystem eine von Null verschiedene Eigenfrequenz, sodass eine Harmonische der Druckpulsationen für eine Betriebsdrehzahl effektiv unterdrückt werden kann. Besteht das federnde Zwischenglied aus n Federn und n-1 dazwi-[0009] If, for example, the spring-loaded intermediate member consists of a single spring or several springs acting in parallel, the vibration system has a natural frequency other than zero, so that a harmonic of the pressure pulsations can be effectively suppressed for an operating speed. If the spring-loaded intermediate member consists of n springs and n-1 between them,

schenliegenden starren Zwischengliedern, so hat das Schwingungssystem n von Null verschiedene Eigenfrequenzen, sodass n Harmonische der Druckpulsationen für eine Betriebsdrehzahl effektiv unterdrückt werden können. If the vibration system has n non-zero natural frequencies, n harmonics of the pressure pulsations can be effectively suppressed for an operating speed.

[0010] Vorzugsweise haben An- oder Abtrieb, Verdrängereinheit und drehelastische Kupplungseinrichtung eine gemeinsame Rotationsachse A, was die Konstruktion weiter vereinfachen kann. [0010] Preferably, the drive or output, displacement unit and torsionally flexible coupling device have a common axis of rotation A, which can further simplify the construction.

[0011] Zusätzlich zur Reduktion von Schwingungen und Lärm kann sich durch die Drehwinkelausschläge der Verdrängereinheit auch die Vorkompression in Verdrängerräumen der Verdrängereinheit verbessern. Auf andere Maßnahmen zur Verbesserung der Vorkompression kann so erfindungsgemäß verzichtet werden, was beispielsweise den Wirkungsgrad der Verdrängereinheit erhöhen kann. Zudem ist die erfindungsgemäße Lösung vergleichsweise konstruktiv einfach ausgebildet und vermeidet durch das Vorsehen zwischen An- oder Abtrieb und Verdrängereinheit eine räumliche Distanz zur Quelle der Volumenstrompulsation. Die Volumenstrompulsation wird dadurch nahezu direkt am Ort ihrer Entstehung getilgt. [0011] In addition to reducing vibrations and noise, the rotation angle deflections of the displacement unit can also improve the pre-compression in the displacement chambers of the displacement unit. According to the invention, other measures to improve the pre-compression can thus be dispensed with, which can, for example, increase the efficiency of the displacement unit. In addition, the solution according to the invention is comparatively simple in design and avoids a spatial distance to the source of the volume flow pulsation by providing between the input or output and the displacement unit. The volume flow pulsation is thus eliminated almost directly at the point of its origin.

[0012] Vorzugsweise sind die Kupplungshälften über mehrere federnde Zwischenglieder kraftleitend miteinander verbunden, um damit beispielsweise einen symmetrischen Aufbau der drehelastischen Kupplungseinrichtung zu erleichtern. Beispielsweise können hierzu bereits vier oder sechs federnde Zwischenglieder ausreichen. [0012] Preferably, the coupling halves are connected to one another in a force-conducting manner via a plurality of resilient intermediate members, in order to facilitate, for example, a symmetrical construction of the torsionally flexible coupling device. For example, four or six resilient intermediate members may be sufficient for this purpose.

[0013] Beispielsweise sind die Kupplungshälften über parallel wirkende Zwischenglieder kraftleitend miteinander verbunden, was die mechanische Belastbarkeit der Kupplungseinrichtung verbessern kann. Zudem ist damit die Wirkung der Kupplungseinrichtung als Drehfeder erreichbar. [0013] For example, the coupling halves are connected to one another in a force-conducting manner via parallel intermediate links, which can improve the mechanical load-bearing capacity of the coupling device. In addition, the coupling device can thus be used as a torsion spring.

[0014] Beträgt die Frequenzabweichung von der Eigenfrequenz zu der Pulsationsfrequenz höchstens 10 Prozent, bevorzugt höchstens 5 Prozent, besonders bevorzugt höchstens 2 Prozent, kann damit beispielsweise die Harmonische aller Druckpulsationen im Hydrauliksystem besonders effektiv unterdrückt werden. [0014] If the frequency deviation from the natural frequency to the pulsation frequency is at most 10 percent, preferably at most 5 percent, particularly preferably at most 2 percent, the harmonics of all pressure pulsations in the hydraulic system can be suppressed particularly effectively.

[0015] Vorzugsweise ist das federnde Zwischenglied als Schraubenfeder ausgebildet, was die Konstruktion der Vorrichtung weiter vereinfachen kann. Durch eine Schraubenfeder werden hohe Schwingungsausschläge ermöglicht. [0015] Preferably, the resilient intermediate member is designed as a helical spring, which can further simplify the construction of the device. A helical spring enables high vibration excursions.

[0016] Dies insbesondere, wenn die als Druckfeder ausgeführte Schraubenfeder in Umfangsrichtung zur Eingangs- und/oder Ausgangswelle verläuft. [0016] This is particularly the case when the helical spring designed as a compression spring runs in the circumferential direction to the input and/or output shaft.

[0017] Vorzugsweise ist die Schraubenfeder in Umfangsrichtung von Eingangs- und/oder Ausgangswelle verlaufend angeordnet. Dies ermöglicht einen einfachen Austausch einzelner Federn. [0017] Preferably, the coil spring is arranged to run in the circumferential direction of the input and/or output shaft. This allows for easy replacement of individual springs.

[0018] Alternativ zur Schraubenfeder ist vorstellbar, dass das federnde Zwischenglied als Biegebalken ausgebildet ist, was zu einer besonders kompakten Vorrichtung führen kann. [0018] As an alternative to the helical spring, it is conceivable that the resilient intermediate member is designed as a bending beam, which can lead to a particularly compact device.

[0019] Dies insbesondere, wenn je ein Ende des Biegebalkens mit radialer Ausrichtung zur Eingangs- und/oder Ausgangswelle an einer Kupplungshälfte eingespannt sind. [0019] This is particularly the case when one end of the bending beam is clamped to a coupling half with radial alignment to the input and/or output shaft.

[0020] Symmetrie an der drehelastischen Kupplungseinrichtung kann vergleichsweise konstruktiv einfach erreicht werden, wenn mehrere Biegebalken sternförmig nebeneinander angeordnet sind. Eine solche Kupplungseinrichtung kann wahlweise außerhalb oder innerhalb des Gehäuses der Verdrängereinheit angeordnet werden. [0020] Symmetry on the torsionally flexible coupling device can be achieved in a relatively simple construction if several bending beams are arranged next to one another in a star shape. Such a coupling device can be arranged either outside or inside the housing of the displacement unit.

[0021] Ist das zumindest eine starre Zwischenglied zwischen mehreren federnden Zwischengliedern angeordnet, ist zu ermöglichen, dass mehrere Harmonische der Druckpulsationen für eine Betriebsdrehzahl effektiv unterdrückt werden. [0021] If the at least one rigid intermediate member is arranged between several resilient intermediate members, it must be possible for several harmonics of the pressure pulsations to be effectively suppressed for an operating speed.

[0022] Vorzugsweise ist das zumindest eine Zwischenglied zwischen mehreren federnden Zwischengliedern angeordnet. Damit können beim Schwingungssystem n von Null verschiedene Eigenfrequenzen erzeugt werden, sodass n Harmonische der Druckpulsationen für eine Betriebsdrehzahl effektiv unterdrückt werden können. [0022] Preferably, the at least one intermediate member is arranged between several resilient intermediate members. This allows n natural frequencies other than zero to be generated in the vibration system, so that n harmonics of the pressure pulsations can be effectively suppressed for an operating speed.

[0023] Dies insbesondere, wenn das auf eine Rotationsachse bezogene Massenträgheitsmoment des zumindest einen starren Zwischenglieds im Bereich des 0,1-fachen bis 10-fachen des [0023] This is particularly the case if the moment of inertia of the at least one rigid intermediate member relative to a rotation axis is in the range of 0.1 to 10 times the

auf die Rotationsachse bezogenen Massenträgheitsmoments der Verdrängereinheit liegt. mass moment of inertia of the displacer unit relative to the axis of rotation.

[0024] Einfachere Konstruktionsverhältnisse können sich ergeben, wenn vor und nach dem starren Zwischenglied mehrere parallel wirkende federnde Zwischenglieder angeordnet sind. Die federnden Zwischenglieder können beispielsweise Schraubenfedern sein. Insbesondere ist diese Anordnung im Kraftfluss vorgesehen. [0024] Simpler construction conditions can be achieved if several parallel-acting springy intermediate links are arranged before and after the rigid intermediate link. The springy intermediate links can be, for example, coil springs. This arrangement is provided in particular in the force flow.

[0025] In den Figuren ist beispielsweise der Erfindungsgegenstand anhand von drei Ausführungsvarianten näher dargestellt. Es zeigen [0025] In the figures, for example, the subject matter of the invention is shown in more detail using three embodiments. They show

[0026] Fig. 1 eine schematische Ansicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung, [0026] Fig. 1 is a schematic view of a device according to the invention,

[0027] Fig. 2a eine Detailansicht der Fig. 1 auf eine drehelastische Kupplungseinrichtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel, [0027] Fig. 2a is a detailed view of Fig. 1 of a torsionally flexible coupling device according to a first embodiment,

[0028] Fig. 20 eine Schnittansicht nach B-B der Fig. 2a, [0028] Fig. 20 is a sectional view along B-B of Fig. 2a,

[0029] Fig. 3a eine Detailansicht der Fig. 1 auf eine drehelastische Kupplungseinrichtung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel, [0029] Fig. 3a is a detailed view of Fig. 1 of a torsionally flexible coupling device according to a second embodiment,

[0030] Fig. 3b eine Schnittansicht nach C-C der Fig. 3a und [0030] Fig. 3b is a sectional view according to C-C of Fig. 3a and

[0031] Fig. 4 eine Detailansicht der Fig. 1 auf eine drehelastische Kupplungseinrichtung nach einem dritten Ausführungsbeispiel. [0031] Fig. 4 is a detailed view of Fig. 1 of a torsionally flexible coupling device according to a third embodiment.

[0032] Nach Fig. 1 wird beispielsweise eine Vorrichtung 1 zur Reduktion von Druckpulsationen in einem Hydrauliksystem 2 gezeigt. Die Vorrichtung 1 weist einen Antrieb 3, eine drehelastische Kupplungseinrichtung 4 und eine Verdrängereinheit 5 auf, die eine Volumenstrompulsation im Hydrauliksystem 2 erzeugt. Im Hydrauliksystem sind beispielsweise ein Umschaltventil 14 und ein hydraulischer Aktor 15, nämlich ein Hydraulikzylinder, vorgesehen. [0032] According to Fig. 1, for example, a device 1 for reducing pressure pulsations in a hydraulic system 2 is shown. The device 1 has a drive 3, a torsionally flexible coupling device 4 and a displacement unit 5, which generates a volume flow pulsation in the hydraulic system 2. For example, a changeover valve 14 and a hydraulic actuator 15, namely a hydraulic cylinder, are provided in the hydraulic system.

[0033] Die drehelastische Kupplungseinrichtung 4 weist eine Eingangs- und eine Ausgangswelle 6, 7 und zwischen Eingangs- und Ausgangswelle 6, 7 zwei gegeneinander verdrehbare Kupplungshälften 8a, 8b auf. Zudem gehört der drehelastischen Kupplungseinrichtung 4 ein federndes Zwischenglied 9 zu, das die Kupplungshälften 8a, 8b kraftleitend miteinander verbindet. [0033] The torsionally flexible coupling device 4 has an input and an output shaft 6, 7 and two coupling halves 8a, 8b that can be rotated relative to one another between the input and output shafts 6, 7. In addition, the torsionally flexible coupling device 4 has a resilient intermediate member 9 that connects the coupling halves 8a, 8b to one another in a force-conducting manner.

[0034] Wie zudem in der Fig. 1 zu erkennen, sind die Eingangswelle 6 mit dem Antrieb 3 und die Ausgangswelle 7 mit der Verdrängereinheit 5 direkt verbunden. [0034] As can also be seen in Fig. 1, the input shaft 6 is directly connected to the drive 3 and the output shaft 7 is directly connected to the displacement unit 5.

[0035] Erfindungsgemäß ist eine Eigenfrequenz eines Schwingungssystems, das sich aus dem federnden Zwischenglied 9 oder den federnden Zwischengliedern 9 und aus den Massenträgheitsmomenten von Antrieb 3, Verdrängereinheit 5 und drehelastischer Kupplungseinrichtung 4 bezogen auf deren Rotationsachse A ergibt, an eine Pulsationsfrequenz der Volumenstrompulsation angeglichen. Vorzugsweise ist die Rotationsachse A für den Antrieb 3, für die Verdrängereinheit 5 und für die drehelastische Kupplungseinrichtung 4 ident - wie in Fig. 1 dargestellt. Es ist aber auch vorstellbar, dass im Antriebsstrang beispielsweise ein nicht näher dargestelltes Getriebe vorgesehen ist. Die jeweiligen Rotationsachsen können daher auch parallel zueinander (was auch ident sein kann), geneigt zueinander etc. verlaufen. [0035] According to the invention, a natural frequency of a vibration system, which results from the resilient intermediate member 9 or the resilient intermediate members 9 and from the mass moments of inertia of the drive 3, the displacement unit 5 and the torsionally flexible coupling device 4 in relation to their axis of rotation A, is adjusted to a pulsation frequency of the volume flow pulsation. The axis of rotation A is preferably identical for the drive 3, for the displacement unit 5 and for the torsionally flexible coupling device 4 - as shown in Fig. 1. However, it is also conceivable that a gear (not shown in detail) is provided in the drive train, for example. The respective axes of rotation can therefore also run parallel to one another (which can also be identical), inclined to one another, etc.

[0036] Hat beispielsweise das Schwingungssystem eine einzige Eigenfrequenz, so wird diese vorzugsweise an die Grundfrequenz der Volumenstrompulsation angeglichen. Hat beispielsweise das Schwingungssystem mehrere Eigenfrequenzen, so werden diese vorzugsweise an die dominierenden Harmonischen der Volumenstrompulsation angeglichen. Zudem werden die auf die Eingangswelle 6 ausgeübten Kräfte im Wesentlichen ungedämpft auf die Ausgangswelle 7 übertragen. Dies, indem die Kupplungshälften 8a, 8b gegebenenfalls unter Verwendung zumindest eines starren Zwischenglieds 13 ausschließlich über das federnde Zwischenglied 9 oder die federnden Zwischenglieder 9 kraftleitend miteinander verbunden sind. [0036] If, for example, the vibration system has a single natural frequency, this is preferably adjusted to the fundamental frequency of the volume flow pulsation. If, for example, the vibration system has several natural frequencies, these are preferably adjusted to the dominant harmonics of the volume flow pulsation. In addition, the forces exerted on the input shaft 6 are transmitted to the output shaft 7 essentially undamped. This is done by connecting the coupling halves 8a, 8b to one another in a force-conducting manner, optionally using at least one rigid intermediate member 13, exclusively via the resilient intermediate member 9 or the resilient intermediate members 9.

[0037] Ohne Berücksichtigung der Flüssigkeitsreibung in der Verdrängereinheit ergibt sich für konstante Drehzahl eine eingeschwungene Lösung, bei der die entsprechenden Harmonischen der Druckpulsationen an allen Stellen des Hydrauliksystems verschwinden. Die entsprechende Harmonische der Volumenstrompulsation wird dann durch Drehwinkelausschläge der Verdrän-[0037] Without taking into account the fluid friction in the displacement unit, a steady-state solution is obtained for a constant speed, in which the corresponding harmonics of the pressure pulsations disappear at all points in the hydraulic system. The corresponding harmonic of the volume flow pulsation is then determined by the angle of rotation deflections of the displacement unit.

gereinheit ausgeglichen, die durch Eigenschwingungen des Schwingungssystems zustande kommen. unit, which are caused by natural vibrations of the vibration system.

[0038] Unter Berücksichtigung der Flüssigkeitsreibung bleiben die entsprechenden Harmonischen der Druckpulsationen klein. [0038] Taking into account the fluid friction, the corresponding harmonics of the pressure pulsations remain small.

[0039] Wie zudem in den Figuren 2b und 3b zu erkennen, sind die Kupplungshälften 8a, 8b über mehrere federnde Zwischenglieder 9 kraftleitend miteinander verbunden. [0039] As can also be seen in Figures 2b and 3b, the coupling halves 8a, 8b are connected to one another in a force-conducting manner via several resilient intermediate members 9.

[0040] Nach den Figuren 2a, 2b ist das federnde Zwischenglied 9 als Schraubenfeder 10a, 10b, 10c, 10d, nämlich als Druckfeder, ausgebildet. Die vier Schraubenfedern 10a, 10b, 10c, 10d verlaufen in Umfangsrichtung zur Eingangs- oder Ausgangswelle 6, 7 - wie in Fig. 2b zu erkennen. Zudem sind die Schraubenfedern 10a, 10b, 10c, 10d symmetrisch in der drehelastischen Kupplungseinrichtung 4 angeordnet und deren Längsrichtungen stehen normal aufeinander. [0040] According to Figures 2a, 2b, the spring-loaded intermediate member 9 is designed as a helical spring 10a, 10b, 10c, 10d, namely as a compression spring. The four helical springs 10a, 10b, 10c, 10d run in the circumferential direction to the input or output shaft 6, 7 - as can be seen in Fig. 2b. In addition, the helical springs 10a, 10b, 10c, 10d are arranged symmetrically in the torsionally flexible coupling device 4 and their longitudinal directions are perpendicular to one another.

[0041] Nach den Figuren 3a, 3b ist das federnde Zwischenglied 9 als Biegebalken 11a, 11b, 110, 11d, 11e, 11f ausgebildet. Je ein Ende des Biegebalkens 11a, 11b, 11c, 11d, 11e oder 11f der sechs Biegebalken 11a, 11b, 11c, 11d, 11e, 11f ist unter radialer Ausrichtung zur Eingangs- oder Ausgangswelle 6, 7 an einer Kupplungshälfte 8a, 8b eingespannt - was in Fig. 3b erkannt werden kann. Die Längsrichtungen der Biegebalken laufen auf einen gemeinsamen Schnittpunkt zu, wodurch diese Biegebalken 11a, 11b, 11c, 11d, 11e, 11f sternförmig nebeneinander angeordnet sind. [0041] According to Figures 3a, 3b, the spring-loaded intermediate member 9 is designed as a bending beam 11a, 11b, 110, 11d, 11e, 11f. One end of the bending beam 11a, 11b, 11c, 11d, 11e or 11f of the six bending beams 11a, 11b, 11c, 11d, 11e, 11f is clamped to a coupling half 8a, 8b with radial alignment to the input or output shaft 6, 7 - which can be seen in Fig. 3b. The longitudinal directions of the bending beams converge to a common intersection point, whereby these bending beams 11a, 11b, 11c, 11d, 11e, 11f are arranged next to one another in a star shape.

[0042] Nach der Figur 4 ist zwischen mehreren federnden Zwischengliedern 9 ein starres Zwischenglied 13 angeordnet. Das auf die Rotationsachse A bezogene Massenträgheitsmoment des starren Zwischenglieds 13 liegt im Bereich des 0,1-fachen bis 10-fachen des auf die Rotationsachse A bezogenen Massenträgheitsmoments der Verdrängereinheit 5. Vorzugsweise ist die Rotationsachse A für das starre Zwischenglied 13, für den Antrieb 3, für die Verdrängereinheit 5 und für die drehelastische Kupplungseinrichtung 4 ident. [0042] According to Figure 4, a rigid intermediate member 13 is arranged between several resilient intermediate members 9. The mass moment of inertia of the rigid intermediate member 13 relative to the rotation axis A is in the range of 0.1 to 10 times the mass moment of inertia of the displacement unit 5 relative to the rotation axis A. Preferably, the rotation axis A is identical for the rigid intermediate member 13, for the drive 3, for the displacement unit 5 and for the torsionally flexible coupling device 4.

[0043] Die federnden Zwischenglieder 9 vor und nach dem starren Zwischenglied 13 werden von mehreren parallel wirkenden Biegebalken 11a bis 11f bzw. 12a bis 12f - wie dieser Aufbau für die Biegebalken 11a bis 11f in den Fig. 3a und 3b dargestellt ist - ausgebildet. [0043] The resilient intermediate members 9 before and after the rigid intermediate member 13 are formed by several parallel-acting bending beams 11a to 11f and 12a to 12f, respectively - as this structure for the bending beams 11a to 11f is shown in Figs. 3a and 3b.

[0044] Damit können beim Schwingungssystem zwei von Null verschiedene Eigenfrequenzen erzeugt werden, sodass zwei Harmonische der Druckpulsationen für eine Betriebsdrehzahl effektiv unterdrückt werden können. [0044] This allows two natural frequencies different from zero to be generated in the vibration system, so that two harmonics of the pressure pulsations can be effectively suppressed for an operating speed.

Claims (12)

PatentansprüchePatent claims 1. Vorrichtung zur Reduktion von Druckpulsationen in einem Hydrauliksystem (2), mit einem An- oder Abtrieb (3), mit einer drehelastischen Kupplungseinrichtung (4), die eine Eingangsund eine Ausgangswelle (6, 7) und zwischen Eingangs- und Ausgangswelle (6, 7) zwei gegeneinander verdrehbare Kupplungshälften (8a, 8b) aufweist, die über mindestens ein federndes Zwischenglied (9) kraftleitend miteinander verbunden sind, und mit einer Verdrängereinheit (5), die eine Volumenstrompulsation im Hydrauliksystem (2) erzeugt, wobei die Eingangswelle (6) mit dem An- oder Abtrieb (3) und die Ausgangswelle (7) mit der Verdrängereinheit (5) verbunden sind, wobei die Kupplungshälften (8a, 8b) gegebenenfalls unter Verwendung zumindest eines starren Zwischenglieds (13) ausschließlich über das federnde Zwischenglied (9) oder die federnden Zwischenglieder (9) kraftleitend miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Eigenfrequenz eines, sich aus dem federnden Zwischenglied (9) oder den federnden Zwischengliedern (9) und aus den auf die jeweilige, insbesondere gemeinsame, Rotationsachse (A) bezogenen Massenträgheitsmomenten von An- oder Abtrieb (3), Verdrängereinheit (5) und drehelastischer Kupplungseinrichtung (4) ergebenden Schwingungssystems und eine Pulsationsfrequenz der Volumenstrompulsation im Wesentlichen gleich sind. 1. Device for reducing pressure pulsations in a hydraulic system (2), with a drive or output (3), with a torsionally flexible coupling device (4) which has an input and an output shaft (6, 7) and between the input and output shafts (6, 7) two coupling halves (8a, 8b) which can be rotated relative to one another and which are connected to one another in a force-conducting manner via at least one resilient intermediate member (9), and with a displacement unit (5) which generates a volume flow pulsation in the hydraulic system (2), wherein the input shaft (6) is connected to the drive or output (3) and the output shaft (7) is connected to the displacement unit (5), wherein the coupling halves (8a, 8b) are connected to one another in a force-conducting manner, optionally using at least one rigid intermediate member (13), exclusively via the resilient intermediate member (9) or the resilient intermediate members (9), characterized in that a natural frequency of a coupling consisting of the resilient intermediate member (9) or the resilient intermediate members (9) and the mass moments of inertia of the drive or output (3), displacement unit (5) and torsionally flexible coupling device (4) resulting from the vibration system and a pulsation frequency of the volume flow pulsation are essentially the same. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungshälften (8a, 8b) über mehrere, insbesondere vier oder sechs, federnde Zwischenglieder (9) kraftleitend miteinander verbunden sind. 2. Device according to claim 1, characterized in that the coupling halves (8a, 8b) are connected to one another in a force-conducting manner via several, in particular four or six, resilient intermediate members (9). 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungshälften (8a, 8b) über parallel wirkende Zwischenglieder (9) kraftleitend miteinander verbunden sind. 3. Device according to claim 2, characterized in that the coupling halves (8a, 8b) are connected to one another in a force-conducting manner via parallel-acting intermediate members (9). 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenzabweichung von der Eigenfrequenz zu der Pulsationsfrequenz höchstens 10 Prozent, bevorzugt höchstens 5 Prozent, besonders bevorzugt höchstens 2 Prozent, beträgt. 4. Device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the frequency deviation from the natural frequency to the pulsation frequency is at most 10 percent, preferably at most 5 percent, particularly preferably at most 2 percent. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das federnde Zwischenglied (9) als Schraubenfeder (10a, 10b, 10c, 10d), insbesondere als Druckfeder, ausgebildet ist. 5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the resilient intermediate member (9) is designed as a helical spring (10a, 10b, 10c, 10d), in particular as a compression spring. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubenfeder (10a, 10b, 10c, 10d) in Umfangsrichtung von Eingangs- und/oder Ausgangswelle (6, 7) verlaufend angeordnet ist. 6. Device according to claim 5, characterized in that the helical spring (10a, 10b, 10c, 10d) is arranged to extend in the circumferential direction of the input and/or output shaft (6, 7). 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das federnde Zwischenglied (9) als Biegebalken (11a, 11b, 11c, 11d, 11e, 11f) ausgebildet ist. 7. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the resilient intermediate member (9) is designed as a bending beam (11a, 11b, 11c, 11d, 11e, 11f). 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass je ein Ende des Biegebalkens (11a, 11b, 11c, 11d, 11e, 11f) mit radialer Ausrichtung zur Eingangs- und/oder Ausgangswelle (6, 7) an einer Kupplungshälfte (8a, 8b) eingespannt sind. 8. Device according to claim 7, characterized in that one end of each bending beam (11a, 11b, 11c, 11d, 11e, 11f) is clamped to a coupling half (8a, 8b) with radial alignment to the input and/or output shaft (6, 7). 9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Biegebalken (11a, 11b, 11c, 11d, 11e, 11f) sternförmig nebeneinander angeordnet sind. 9. Device according to claim 7 or 8, characterized in that several bending beams (11a, 11b, 11c, 11d, 11e, 11f) are arranged next to one another in a star shape. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine starre Zwischenglied (13) zwischen mehreren federnden Zwischengliedern (9) angeordnet ist. 10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the at least one rigid intermediate member (13) is arranged between several resilient intermediate members (9). 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das auf eine Rotationsachse (A) bezogene Massenträgheitsmoment des zumindest einen starren Zwischenglieds (13) im Bereich des 0,1-fachen bis 10-fachen des auf die Rotationsachse (A) bezogenen Massenträgheitsmoments der Verdrängereinheit (5) liegt. 11. Device according to claim 10, characterized in that the mass moment of inertia of the at least one rigid intermediate member (13) related to a rotation axis (A) is in the range of 0.1 times to 10 times the mass moment of inertia of the displacement unit (5) related to the rotation axis (A). 12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass, insbesondere im Kraftfluss, vor und nach dem starren Zwischenglied (13) mehrere parallel wirkende federnde Zwischenglieder (9), insbesondere Biegebalken (11a bis 11f, 12a bis 12f), angeordnet sind. 12. Device according to claim 10 or 11, characterized in that, in particular in the force flow, several parallel-acting resilient intermediate members (9), in particular bending beams (11a to 11f, 12a to 12f), are arranged before and after the rigid intermediate member (13). Hierzu 3 Blatt Zeichnungen Here 3 sheets of drawings
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