DE102009046578A1

DE102009046578A1 - Pulsationsdämpfer

Info

Publication number: DE102009046578A1
Application number: DE200910046578
Authority: DE
Inventors: Florian Eder
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2009-11-10
Filing date: 2009-11-10
Publication date: 2011-05-12

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Pulsationsdämpfer, umfassend eine Dämpferbasis (1) mit einer Basisplatte mit einer Oberfläche (7) mit einem Ein- und einem Auslass (2, 3) und mit Anschlüssen (5, 6), einen Aufsatz (10), und eine elastische Membran (11), die fluiddicht an einer Dichtfläche (8) anliegt, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die Oberfläche (7) der Basisplatte erhabene und/oder tiefer liegende Bereiche (4) aufweist. Der erfindungsgemäße Pulsationsdämpfer zeichnet sich durch eine einfache und kostengünstige Bauweise und eine sehr gute Dämpfungswirkung und Verlässlichkeit aus, und eignet sich daher insbesondere für den Einsatz in mit pulsweise fördernden Förderpumpen ausgerüsteten Massenprodukten, wie beispielsweise Kaffeevollautomaten.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Pulsationsdämpfer nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Pulsationsdämpfer werden insbesondere in der Kraftfahrzeugstechnik zum Glätten von Druckstößen in Fluidsystemen und zur Verringerung der dadurch bedingten Vibrationen und Geräusche eingesetzt. Zu Druckstößen kommt es beim Einsatz von pulsweise fördernden Förderpumpen, wie beispielsweise Kolbenpumpen oder Kolbenmembranpumpen.
Aus dem Stand der Technik sind verschieden Arten und Ausführungsformen von Pulsationsdämpfer bekannt, die sich hauptsächlich in zwei Gruppen einteilen lassen. Zum einen in hydropneumatische Dämpfer, die in der Art von Hydrospeichern ein zusätzliches Gasvolumen enthalten, und zum anderen in Pulsationsdämpfer, bei denen ohne zusätzliches Gasvolumen eine Dämpfungswirkung durch Reflexion oder Absorption erfolgt.
Die letztgenannten Dämpfer bestehen in ihrer einfachsten Ausführungsform üblicherweise aus einem, von einer elastischen Membrane dicht abgeschlossenen Behälter, der einen Einlass für einen druckstoßbeaufschlagten Fluidstrom und einen Auslass für einen druckstoßberuhigten Fluidstrom aufweist. Ein Glätten der Druckstöße erfolgt dabei über die Auslenkung der elastischen Membrane.
Im Hinblick auf diesen Stand der Technik stellt sich die Erfindung. die Aufgabe, einen Pulsationsdämpfer zur Verfügung zu stellen, der sich, trotz einfachster und kostengünstigster Bauweise, wie dies für einen Einsatz in Massenprodukten, die mit pulsweise fördernden Förderpumpen ausgerüstet sind, erforderlich ist, durch eine besonders gute Dämpfungswirkung und Verlässlichkeit auszeichnet.
Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch einen Pulsationsdämpfer gelöst, der die Merkmale des Patentanspruches 1 in seiner Gesamtheit aufweist.
Danach besteht eine wesentliche Besonderheit der Erfindung darin, dass die Oberfläche der Basisplatte der Dämpferbasis erhabene oder tiefer liegende Bereiche aufweist.
Der erfindungsgemäße Pulsationsdämpfer zeichnet sich durch eine einfache und kostengünstige Bauweise und eine sehr gute Dämpfungswirkung und Verlässlichkeit aus, und eignet sich daher insbesondere für den Einsatz in mit pulsweise fördernden Förderpumpen ausgerüsteten Massenprodukten, wie beispielsweise Kaffeevollautomaten.
Die erhabenen Bereiche können beispielsweise pyramidal oder tetrapodal ausgebildet sein. Als besonders vorteilhaft erweist es sich die Oberfläche in der Form eines Shed-, Parallel- oder Grabendaches auszubilden. Die Erfinder errechneten und maßen eine besonders gute Dämpfungswirkung wenn die oben genannten Formen halbkreisförmig auf der Oberfläche angeordnet sind, und insbesondere, wenn diese sowohl konkav als auch konvex geformt sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Einlass für einen Fluidstrom in der Dämpferbasis auf einer ersten Giebelseite und der Auslass für einen Fluidstrom auf einer der ersten Giebelseite gegenüberliegenden zweiten Giebelseite oben genannter Formen angeordnet. Dies bedingt, dass sich der Eintrittswinkels des druckstoßbeaufschlagten Fluidstroms in den Dämpfer um größer 90° von dem Austrittswinkel des druckstoßberuhigten Fluidstroms, unterscheidet, und dass sich die Dämpfungswirkung durch Reflexion und/oder Absorption weiter erhöht.
Der Ein- und Auslass ist bevorzugt diametral gegenüberliegend am Rand eines vorzugsweise runden Dämpfers angeordnet.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Dämpferbasis eine in. Richtung Einlass konisch zulaufende Fluidleitung zwischen einem Anschluss an ein Fluidsystem und dem Einlass für einen Fluidstrom in der Dämpferbasis auf.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, sind die Dämpferbasis und ein Aufsatz bzw. zumindest Teile davon, aus Kunststoff, insbesondere als Kunststoffspritzgussteil, ausgebildet. Dies bietet den Vorteil, dass der erfindungsgemäße Pulsationsdämpfer einerseits kostengünstig und andererseits besonders vielfältig, beispielsweise hinsichtlich einer Formgebung hergestellt werden kann. So kann der Pulsationsdämpfer dreiteilig aufgebaut sein: Dämpferbasis mit den Anschlüssen für eine Fluidleitung, elastische Membran und Aufsatz. Der Aufsatz ist beispielsweise als Deckel mit Schraubverschluss mit Innengewinde ausgebildet, und bildet auf seiner inneren Oberfläche einen Hohlraum, in den die Membran auslenkbar ist. Gleichzeitig presst der aufgeschraubte Deckel die Membran auf die auf der Dämpferbasis ausgebildeten Dichtflächen. Die Montage des Pulsationsdämpfers erfolgt denkbar einfach, indem die Membran eingelegt und dann die beiden Spritzgussteile verschraubt werden.
Der erfindungsgemäße Pulsationsdämpfer eignet sich insbesondere für den Einsatz in einfachen Systemen mit pulsweise fördernden Förderpumpen, wie beispielsweise Heißgetränkeautomaten wie Kaffeevollautomaten, Kaffeekapsel oder Kaffeepadmaschinen.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen. Dabei sind die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt:
1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Pulsationsdämpfers (ohne Membrane),
2 zeigt eine geschnittene Draufsicht auf eine Dämpferbasis, und
3 eine geschnittene Seitenansicht eines Pulsationsdämpfers.
In 1 ist eine Dämpferbasis 1 eines erfindungsgemäßen Pulsationsdämpfers dargestellt, wobei bei dem Einlass 2 ein druckstoßbeaufschlagter Fluidstrom eintritt und bei dem Auslass 3 ein druckstoßberuhigter Fluidstrom austritt. Die Dämpfung wird mittels erhabener Bereiche 4 auf der Oberfläche der Basisplatte 7 der Dämpferbasis 1 erzielt. Die erhabenen Bereiche 4 haben in diesem Ausführungsbeispiel die Form eines Sheddaches. Die Dämpferbasis 1 ist ein Kunststoffspritzgussteil, an dem ein Anschluss 5 für einen Anschluss an eine Fluidleitung stromauf und ein Anschluss 6 für einen Anschluss an die Fluidleitung stromab ausgebildet ist.
Auf der Dichtfläche 8 liegt fluiddicht eine elastische Membran (nicht in der Figur dargestellt) an, die sich beabstandet von der Oberfläche 7 über die Basisplatte erstreckt und während des Betriebes des Pulsationsdämpfers ausgelenkt ist. Der Eintrittswinkels des druckstoßbeaufschlagten Fluidstroms unterscheidet durch die Anordnung des Einlasses 2 auf einer ersten Giebelseite des Sheddaches um größer 90° von dem Austrittswinkel des druckstoßberuhigten Fluidstroms, da der Auslass 3 in einem ebenen Bereich der Basisplatte der Dämpferbasis 1 angeordnet ist.
In 2, die eine Draufsicht auf die Dämpferbasis 1 zeigt, sind die Fluidströme 9, die sich durch die erhabenen Bereiche 4 und durch die Anordnung des Einlasses 2 in dem Dämpfer einstellen, dargestellt. Die erfindungsgemäße Oberfläche der Dämpferbasisplatte 7, lenkt den druckstoßbeaufschlagten Fluidstrom, ausgehend vom Einlass 2 dergestalt, dass dieser erst nach einem mehrmaligen Durchströmen des Dämpfers zum Auslass 3 gelangt. Beim Durchströmen wird dem druckstoßbeaufschlagten Fluidstrom durch ein vielfaches Auftreffen auf die elastische Membrane (nicht in der Figur dargestellt) kinetische Energie entzogen, d. h. er wird gedämpft und durch die geneigten Flächen zerstreut und in kleine Fluidströme zerlegt.
3 zeigt eine geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Pulsationsdämpfers, umfassend eine Dämpferbasis 1 mit Anschlüssen (5, 6), einen als Deckel mit einem Schraubverschluss ausgebildeten Aufsatz 10, und eine elastische Membran 11. Die Membran 11 liegt fluiddicht an der Dichtfläche 8. Für den nötigen Anpressdruck sorgt der als Deckel mit einem Schraubverschluss 13 ausgebildete Aufsatz 10. Durch den druckstoßbeaufschlagten Fluidstrom, der über den Einlass 2 in den Dämpfer gelangt, wird die Membran 11 nach oben in Richtung eines durch den Aufsatz 10 gebildeten Hohlraumes 14 ausgelenkt. Die Dämpferbasis weist einen Anschluss 5 für einen Anschluss an eine Fluidleitung stromauf und ein Anschluss 6 für einen Anschluss an die Fluidleitung stromab auf. Die vom Anschluss 5 bis zum Einlass 2 der Basis ausgebildete Fluidleitung 12 ist, konisch ausgebildet, was zu einer verbesserten Dämpfung führt.
Bezugszeichenliste

1: Dämpferbasis
2: Einlass
3: Auslass
4: erhabene Bereiche
5: Anschluss an eine Fluidleitung stromauf
6: Anschluss an eine Fluidleitung stromab
7: Oberfläche der Basisplatte
8: Dichtfläche
9: Fluidströme
10: Aufsatz
11: Membran
12: Fluidleitung
13: Schraubverschluss
14: Hohlraum

Claims

Pulsationsdämpfer, umfassend eine Dämpferbasis (1) mit einer Basisplatte mit einer Oberfläche (7) mit einem Ein- und einem Auslass (2, 3) und mit Anschlüssen (5, 6), einen Aufsatz (10), und eine elastische Membran (11), die fluiddicht an einer Dichtfläche (8) anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (7) der Basisplatte erhabene und/oder tiefer liegende Bereiche (4) aufweist.
Pulsationsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erhabenen Bereiche (4) pyramidal oder tetrapodal ausgebildet sind.
Pulsationsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (7) der Basisplatte in der Form eines Shed-, Parallel- oder Grabendaches ausgebildet ist.
Pulsationsdämpfer nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bereiche oder die Formen halbkreisförmig angeordnet sind.
Pulsationsdämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bereiche oder die Formen sowohl konkav als auch konvex geformt sind.
Pulsationsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Anschluss (5) und dem Einlass (2) eine in Richtung Einlass (2) konisch zulaufende Fluidleitung (12) verläuft.
Pulsationsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufsatz (10) als Deckel mit einem Schraubverschluss (13) ausgebildet ist, der die elastische Membran (11) kraftschlüssig mit der Dichtfläche (8) verbindet.
Heißgetränkezubereitungsvorrichtung, insbesondere Kaffeevollautomat, mit einem Pulsationsdämpfer nach einem der vorstehenden Ansprüche.