DE102014005822A1

DE102014005822A1 - Dämpfungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102014005822A1
Application number: DE102014005822.0A
Authority: DE
Inventors: Peter Kloft; Robert Marinus Behr; Arne Waitschat; Frank Thielecke
Original assignee: Airbus Operations GmbH; Hydac Technology GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH; Hydac Technology GmbH
Priority date: 2014-04-24
Filing date: 2014-04-24
Publication date: 2015-10-29

Abstract

Eine Dämpfungsvorrichtung, insbesondere zum Dämpfen oder Vermeiden von Druckstößen, wie Pulsationen, in hydraulischen Versorgungskreisläufen, vorzugsweise in Form eines Silencers, mit einem einen Dämpfungsraum (19) umgebenden Dämpfungsgehäuse (1), das mindestens einen Fluideinlass (11) und mindestens einen Fluidauslass (13) sowie einen zwischen Fluidein- und Fluidauslass sich erstreckenden Fluidaufnahmeraum (19) aufweist, wobei im Betrieb der Vorrichtung ein Fluidstrom in einer Durchströmungsrichtung (15) vom Fluideinlass (11) kommend in Richtung des Fluidauslasses (13) den Dämpfungsraum (19) durchquert und wobei sich zumindest Teile des Fluidaufnahmeraums (19) in mindestens einer Ausdehnungsrichtung quer zur Durchströmungsrichtung (15) erstrecken, ist dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidaufnahmeraum (19) unmittelbar an den Fluideinlass (11) und an den Fluidauslass (13) angrenzt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dämpfungsvorrichtung, insbesondere zum Dämpfen oder Vermeiden von Druckstößen, wie Pulsationen, in hydraulischen Versorgungskreisläufen, vorzugsweise in Form eines Silencers mit einem einen Dämpfungsraum umgebenden Dämpfungsgehäuse, das mindestens einen Fluideinlass und mindestens einen Fluidauslass sowie einen zwischen Fluidein- und Fluidauslass sich erstreckenden Fluidaufnahmeraum aufweist, wobei im Betrieb der Vorrichtung ein Fluidstrom in einer Durchströmungsrichtung vom Fluideinlass kommend in Richtung des Fluidauslasses den Dämpfungsraum durchquert und wobei sich zumindest Teile des Fluidaufnahmeraums in mindestens einer Ausdehnungsrichtung quer zur Durchströmungsrichtung erstrecken.
Dämpfungsvorrichtungen dieser Art sind Stand der Technik. Solche Hydrodämpfer, 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 102 17 080 C1 aufgezeigt ist, weisen die bekannten Dämpfungsvorrichtungen dieser Gattung ein Dämpfungsgehäuse in Form eines Kreiszylinders auf, der an beiden axialen Endbereichen kugelförmig abgerundet ist, wobei sich Fluideinlass und Fluidauslass koaxial zur Zylinderachse an je einem Endbereich befinden. Als Dämpfungsraum, den der Fluidstrom von Fluideinlass zu Fluidauslass durchquert, ist bei diesen Dämpfungsvorrichtungen ein Dämpfungsrohr vorgesehen, das sich zwischen Fluideinlass und Fluidauslass koaxial erstreckt und in der Rohrwand Öffnungen zum das Rohr umgebenden Fluidraum aufweist. Entsprechend dem Zylinderdurchmesser ist der Fluidraum gegenüber der durch das Dämpfungsrohr vorgegebenen, axialen Durchströmungsrichtung radial erweitert.
Ausgehend von diesem Stand der Technik stellt sich die Erfindung die Aufgabe, eine Dämpfungsvorrichtung der betrachteten Art zur Verfügung zu stellen, die bei einfacher Bauweise sich durch ein vorteilhaftes Betriebsverhalten auszeichnet.
Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch eine Dämpfungsvorrichtung gelöst, die die Merkmale des Patentanspruchs 1 in seiner Gesamtheit aufweist.
Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 besteht eine wesentliche Besonderheit der Erfindung darin, dass der Fluidaufnahmeraum unmittelbar an den Fluideinlass und an den Fluidauslass angrenzt. Bei der durch Wegfall des Dämpfungsrohres vereinfachten Bauweise bildet eine einzige Kavität ein aus Dämpfungsraum und Fluidraum gemeinsam gebildetes Resonatorsystem. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich nicht nur durch eine vereinfachte Bauweise, sondern auch durch eine auf ihr Flüssigkeitsvolumen und ihr Gewicht bezogene erhöhte Effizienz aus. Im Vergleich zu bekannten Silencern dieser Gattung, bei denen es zu einer Verstärkung von Pulsationen zwischen Pumpe und Eingang des Silencers kommen kann, ist bei der Erfindung auch diese Gefahr wesentlich verringert.
Eine besonders hohe Effizienz der Dämpfungswirkung ist bei Ausführungsbeispielen erreichbar, bei denen der Fluidaufnahmeraum einen scheibenartig ausgebildeten Hohlraum innerhalb des Dämpfungsgehäuses ausbildet.
Die Scheibenform kann hierbei zylindrisch oder als Vieleck ausgebildet sein oder jede andere von der Kreisform abweichende Gestalt besitzen.
Die Anordnung kann hierbei mit besonderem Vorteil so getroffen sein, dass der Hohlraum von zwei parallel zueinander verlaufenden Begrenzungswänden des Dämpfungsgehäuses mit abgeschlossen ist, wobei Teile des Fluidein- und des Fluidauslasses fluchtend zu diesen Begrenzungswänden im Dämpfungsgehäuse verlaufen. Bei einer derartigen Anordnung kann der Durchmesser von als Dämpfungsgehäuse-Bohrungen ausgebildetem Fluidein- und Fluidauslass gleich groß sein und dem Abstand zwischen den beiden Begrenzungswänden entsprechen.
Bei einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem das Dämpfungsgehäuse mehrteilig ausgebildet ist, können folgende Bauelemente vorgesehen sein:

– ein topfartiges Bodenteil, das eine scheibenartige Mittenausnehmung mit der einen Begrenzungswand sowie den Fluidein- und -auslass aufnimmt, und
– ein flanschartig ausgebildetes Deckelteil, das mit der anderen Begrenzungswand als Teil eines Eingriffsstutzens bei am Bodenteil festgelegtem Deckelteil in die Mittenausnehmung bündig eingreift.

Für die Abdichtung des Hohlraums gegenüber der Umgebung kann am Eingriffsstutzen des Deckelteils eine Dichteinrichtung, insbesondere in Form eines in einer umlaufenden Nut eingesetzten Dichtringes, angeordnet sein, der eine Abdichtung an der Mittenausnehmung des topfartigen Bodenteils bildet.
Für eine druckfeste Ausbildung des Dämpfungsgehäuses kann das Deckelteil, diametral zu seiner Hochachse gegenüberliegend, mehrere Durchgriffsbohrungen aufweisen, die von Festlegeschrauben durchgriffen das Deckelteil am Bodenteil festlegen.
Vorzugsweise sind die Festlegeschrauben unter Freilassen des Bereichs von Fluidein- und -auslass gleichmäßig entlang eines Außenumfangs am Dämpfungsgehäuse angeordnet, der den scheibenartigen Fluidaufnahmeraum umfasst.
Für die Verbindung mit einem betreffenden Hydrosystem kann am Fluideinlass und/oder am Fluidauslass am Dämpfungsgehäuse eine Aufnahme für einen Dichtring vorgesehen sein, der den Fluideinlass und/oder Fluidauslass umfasst. An Drittbauteilen lässt sich das Dämpfungsgehäuse in der Art eines Festlegeblocks mittels mehrerer Festlegebolzen, die den Bereich des Fluidein- und/oder Fluidauslasses umgeben, festlegen.
Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im Einzelnen erläutert.
Es zeigen:
1 eine gegenüber einer praktischen Ausführungsform etwa im Maßstab 1:3 verkleinert gezeichnete perspektivische Schrägansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Dämpfungsvorrichtung;
2 einen gegenüber einer praktischen Ausführungsform geringfügig verkleinert gezeichneten Längsschnitt des Ausführungsbeispiels;
3 eine im Maßstab von 2 und teilweise aufgeschnitten gezeichnete Draufsicht des Bodenteils des Dämpfungsgehäuses des Ausführungsbeispiels;
4 eine Schnittdarstellung entsprechend der Schnittlinie IV-IV von 3;
5 eine Teilansicht lediglich des den Fluidauslass aufweisenden Anschlussbereichs des Dämpfungsgehäuses des Ausführungsbeispiels;
6 eine der 5 entsprechende Teilansicht des den Fluideingang aufweisenden Anschlussbereichs;
7 einen gegenüber 2 bis 4 in größerem Maßstab gezeichneten Längsschnitt lediglich des Deckelteils des Dämpfungsgehäuses und
8 eine demgegenüber in kleinerem Maßstab gezeichnete perspektivische Schrägansicht des Deckelteils, gesehen auf die einen Eingriffsstutzen bildende Innenseite.
Die 1 und 2 zeigen das Ausführungsbeispiel der Dämpfungsvorrichtung in zusammengebautem Zustand. Das in diesen Figuren geschlossen dargestellte Dämpfungsgehäuse 1 besteht aus zwei Hauptteilen, nämlich einem Bodenteil 3, das in den 3 und 4 gesondert dargestellt ist, sowie einem Deckelteil 5, das in den 7 und 8 gesondert gezeigt ist. Bodenteil 3 und Deckelteil 5 haben jeweils den gleichen Umriss, so dass sie in zusammengebautem Zustand (1) umfänglich miteinander bündig sind, wobei der Umriss einer Kreislinie entspricht, die jedoch an zwei diametral zueinander gegenüberliegenden Seiten eine ebenflächige Abflachung 7 bzw. 9 aufweist. In dem dem Bodenteil 3 zugehörigen Teil der Abflachung 7 befindet sich der Fluideinlass 11 des Dämpfungsgehäuses 1 und in dem den Bodenteil 3 zugehörigen Teil der Abflachung 9 befindet sich der Fluidauslass 13, wobei Einlass 11 und Auslass 13 mit der in 3 mit 15 bezeichneten Achse der Durchströmungsrichtung fluchten. An den Abflachungen 7 und 9 befinden sich jeweils vier Gewindebohrungen 16, die in den Eckbereichen der rechteckförmigen Abflachungen 7 und 9 angeordnet sind und die Festlegung des Dämpfungsgehäuses 1 mittels Gewindebolzen 17 (1) ermöglichen.
Innerhalb des Dämpfungsgehäuses 1 ist der sich zwischen Fluideinlass 11 und -auslass 13 erstreckende Fluidaufnahmeraum, der gleichzeitig als Dämpfungsraum wirkt, durch eine Kavität in Form eines scheibenartigen Hohlraums 19 gebildet. Dieser hat die Gestalt einer kreisrunden Scheibe in der Form eines flachen Kreiszylinders, dessen eine Scheibenfläche durch eine ebene Wand 21 begrenzt ist, die in dem Bodenteil 3, das durch eine zentrale, vertiefte Mittenausnehmung 41 topfartig ausgebildet ist, dessen innere Bodenfläche bildet. Wie am deutlichsten aus 4 zu ersehen ist, begrenzt das Bodenteil 3 mit der inneren Seitenwand 22 des Topfes den auf die Zentralachse 23 bezogenen Kreisdurchmesser des kreisscheibenartigen Hohlraums 19. Fluideinlass 11 und Fluidauslass 13 sind jeweils durch Bohrungen in den Abflachungen 7 bzw. 9 gebildet, die in den Hohlraum 19 bündig mit der den inneren Topfboden bildenden Begrenzungswand 21 einmünden.
Die in 2 obenliegende Begrenzungswand des scheibenförmigen Hohlraums 19 ist durch eine ebene, kreisrunde Wand 25 am Deckelteil 5 gebildet. Bei dem zusammengebauten Zustand, siehe 2, erstreckt sich die Wand 25, ebenso wie die andere Begrenzungswand 21, bündig mit dem jeweils angrenzenden Fluideinlass 11 und Fluidauslass 13. Wenn Fluideinlass 11 und -auslass 13 bei einem praktischen Ausführungsbeispiel etwa durch je eine Bohrung von 12 mm Durchmesser gebildet sind, hat der scheibenförmige Hohlraum 19 eine Tiefe von 12 mm. Bei einem derartigen Ausführungsbeispiel kann der Innendurchmesser des Hohlraums 19 im Bereich von 100 mm liegen, bei einem Außendurchmesser des Dämpfungsgehäuses 1, außerhalb der Abflachungen 7, 9, von beispielsweise 160 mm.
Wie die 7 und 8 zeigen, weist das Deckelteil 5 einen Flanschteil 27 mit Befestigungslöchern 29 auf. Das Flanschteil 27 hat den gleichen Umriss wie das Bodenteil 3, ist also kreisrund, abgesehen von den Abflachungen 7 und 9, so dass sich für die zusammengesetzte Gesamtvorrichtung die absatzfreie Außenform ergibt, wie sie in 1 dargestellt ist. Die Befestigungslöcher 29 sind, wie 8 zeigt, auf je einem Teilkreisbogen außerhalb des Bereichs der Abflachungen 7, 9 vorgesehen. In Entsprechung zu den Befestigungsbohrungen 29 sind im Bodenteil 3 Gewindebohrungen 31 vorgesehen, die als Sackbohrungen in der ebenflächigen Oberseite 33 des Bodenteils 3 ausgebildet und für Befestigungsschrauben 35 vorgesehen sind, die die Befestigungslöcher 29 durchgreifen, um das Deckelteil 5 mit seiner Flanschfläche 37 an der Oberseite 33 an der offenen Seite des Topfes des Bodenteils 3 festzulegen.
In dem festgelegten Zustand greift ein sich von der Flanschfläche 37 des Deckelteils 5 koaxial erstreckender, kreiszylinderförmiger Eingriffsstutzen 39 in die Mittenausnehmung 41 im Bodenteil 3 ein, die von der inneren Seitenwand 22 des Topfes des Bodenteils 3 begrenzt ist. Dieser Eingriff bei verschraubtem Zustand ist in 2 gezeigt, wobei die Wand 25 am Ende des Eingriffsstutzens 39 die obere Begrenzungswand des Hohlraums 19 bildet. Für die Abdichtung des Hohlraums 19 gegenüber dem Deckelteil 5 ist in einer in die Seitenwand des Eingriffsstutzens 39 eingearbeitete Ringnut 43 ein Dichtring 45 eingesetzt. Wie 6 zeigt, ist an der dem Fluideinlass 11 zugeordneten Abflachung 7 eine Ringnut 47 für ein an der Anschlussstelle abdichtendes Dichtelement vorgesehen. Es versteht sich, dass in entsprechender Weise an der dem Fluidauslass zugeordneten Abflachung 9 eine entsprechende Dichtungsanordnung vorgesehen sein kann. Aufgrund der symmetrischen Gehäusebauform lassen sich Ein- und Auslassseite gegebenenfalls mit geänderten Dichtgeometrien auch gegeneinander tauschen. Aufgrund des scheibenförmigen Dämpfungsraums mit einer quer zur eigentlichen Durchflussrichtung erweiternden Kavität ist ein Silencer mit hoher Effizienz erreicht, der bezogen auf sein vorgebbares Flüssigkeitsvolumen ein geringes Gewicht besitzt. Ferner kommt es nur, wenn überhaupt, zu einer geringen Verstärkung zwischen dem Silencer und einer an diesen anschließbaren Hydropumpe.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10217080 C1 [0002]

Claims

Dämpfungsvorrichtung, insbesondere zum Dämpfen oder Vermeiden von Druckstößen, wie Pulsationen, in hydraulischen Versorgungskreisläufen, vorzugsweise in Form eines Silencers, mit einem einen Dämpfungsraum (19) umgebenden Dämpfungsgehäuse (1), das mindestens einen Fluideinlass (11) und mindestens einen Fluidauslass (13) sowie einen zwischen Fluidein- und Fluidauslass sich erstreckenden Fluidaufnahmeraum (19) aufweist, wobei im Betrieb der Vorrichtung ein Fluidstrom in einer Durchströmungsrichtung (15) vom Fluideinlass (11) kommend in Richtung des Fluidauslasses (13) den Dämpfungsraum (19) durchquert und wobei sich zumindest Teile des Fluidaufnahmeraums (19) in mindestens einer Ausdehnungsrichtung quer zur Durchströmungsrichtung (15) erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidaufnahmeraum (19) unmittelbar an den Fluideinlass (11) und an den Fluidauslass (13) angrenzt.
Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidaufnahmeraum einen scheibenartig ausgebildeten Hohlraum (19) innerhalb des Dämpfungsgehäuses (1) ausbildet.
Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der scheibenartige Hohlraum (19) zylindrisch oder als Vieleck ausgebildet ist.
Dämpfungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (19) von zwei parallel zueinander verlaufenden Begrenzungswänden (21, 25) des Dämpfungsgehäuses (1) mit abgeschlossen ist und dass Teile des Fluidein- (11) und des Fluidauslasses (13) fluchtend zu diesen Begrenzungswänden (21, 25) im Dämpfungsgehäuse (1) verlaufen.
Dämpfungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser von als Dämpfungsgehäuse-Bohrungen ausgebildetem Fluidein- (11) und Fluidauslass (13) gleich groß ist und dem Abstand zwischen den beiden Begrenzungswänden (21, 25) entspricht.
Dämpfungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungsgehäuse (1) mehrteilig ausgebildet ist – mit einem topfartigen Bodenteil (3), das eine scheibenartige Mittenausnehmung (41) mit der einen Begrenzungswand (21) sowie den Fluidein- (11) und -auslass (13) aufnimmt, und – mit einem flanschartig ausgebildeten Deckelteil (5), das mit der anderen Begrenzungswand (25) als Teil eines Eingriffsstutzens (39) bei am Bodenteil (3) festgelegtem Deckelteil (5) in die Mittenausnehmung (41) bündig eingreift.
Dämpfungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Eingriffsstutzen (39) des Deckelteils (5) eine Dichteinrichtung, insbesondere in Form eines in einer umlaufenden Nut (43) eingesetzten Dichtringes (45), angeordnet ist, der den Hohlraum (19) als Bestandteil der Mittenausnehmung (41) gegenüber der Umgebung abdichtet.
Dämpfungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckelteil (5), diametral zu seiner Hochachse (23) gegenüberliegend, mehrere Durchgriffsbohrungen (29) aufweist, die von Festlegeschrauben (35) durchgriffen das Deckelteil (5) am Bodenteil (3) festlegen.
Dämpfungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Festlegeschrauben (35) unter Freilassen des Bereichs (7, 9) von Fluidein- (11) und -auslass (13) gleichmäßig entlang eines Außenumfanges am Dämpfungsgehäuse (1) angeordnet sind, der den scheibenartigen Fluidaufnahmeraum (19) umfasst.
Dämpfungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Fluideinlass (11) und/oder am Fluidauslass (13) im Dämpfungsgehäuse (1) eine Aufnahme (47) für einen Dichtring vorgesehen ist, der den Fluideinlass (11) und/oder Fluidauslass (13) umfasst.
Dämpfungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Art eines Festlegeblocks mit mehreren Festlegebolzen (17), die den Bereich (7, 9) des Fluidein- (11) und/oder -auslasses (13) umgeben, sich das Dämpfungsgehäuse (1) an Drittbauteilen festlegen lässt.