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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.
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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, der den 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.
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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.
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Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch eine Dämpfungsvorrichtung gelöst, die die Merkmale des Patentanspruchs 1 in seiner Gesamtheit aufweist.
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Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 besteht eine wesentliche Besonderheit der Erfindung darin, dass der Fluidaufnahmeraum unmittelbar an den Fluideinlass und an den Fluidauslass angrenzt und dass im Dämpfungsraum ein vom Fluidstrom anströmbares und dessen Strömungsgeschwindigkeit bereichsweise veränderndes Leitelement vorgesehen ist. Durch die direkte Anbindung des Fluidaufnahmeraumes an Fluidein- und Fluidauslass und den dadurch bedingten Wegfall eines Dämpfungsrohres zeichnet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung zum einen durch eine vereinfachte Bauweise aus. Bei Dämpfungsvorrichtungen der vorliegenden Gattung mit einem sich quer zur Durchströmungsrichtung erstreckenden Fluidaufnahmeraum, den sogenannten Disc-Silencern, hat der Verlauf der Strömungsgeschwindigkeit innerhalb des Fluidaufnahmeraumes einen starken Einfluss auf das Dämpfungsverhalten. Mittels des erfindungsgemäß vorgesehenen, anströmbaren Leitelementes eröffnet sich die Möglichkeit, die Strömung partiell zu beschleunigen, so dass im Unterschied zu einer freien Durchströmung von Fluideinlass zu Fluidauslass auch in den seitlichen Bereichen des Fluidaufnahmeraums eine für die Dämpfungseffizienz günstige Strömungsgeschwindigkeit erreichbar ist. Als Leitelement dienende Einbauteile können alle beliebigen geometrischen Formen annehmen, die ohne übermäßige Erhöhung des Strömungswiderstandes eine partielle Beschleunigung der Strömung bewirken.
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Bei besonders vorteilhaften Ausführungsbeispielen ist der Fluidaufnahmeraum durch einen Hohlraum in Form einer Scheibe mit zwei parallel zueinander verlaufenden, die Dicke der Scheibe bestimmenden Begrenzungswänden gebildet, wobei das Leitelement sich von einer Begrenzungswand zur anderen Begrenzungswand durchgehend erstreckt. Dabei kann der scheibenartige Hohlraum mit Vorteil zylindrisch oder als Vieleck ausgebildet sein oder jede andere von der Kreisform abweichende Gestalt besitzen.
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Die Anordnung kann hierbei mit besonderem Vorteil so getroffen sein, dass Teile des Fluidein- und des Fluidauslasses fluchtend zu den 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.
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Mit besonderem Vorteil kann das Leitelement in auf die von Fluidein- zu Fluidauslass verlaufende Gehäuseachse ausgerichteter Lage angeordnet sein, wobei das Leitelement vorzugsweise zumindest näherungsweise im Bereich der halben Länge der von Fluidein- zu Fluidauslass verlaufenden Gehäuseachse angeordnet ist.
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Bei besonders vorteilhaften Ausführungsbeispielen ist das Leitelement in der Art eines Stromteilers mit Leitflächen ausgebildet, die sich von einem dem Fluideinlass zugewandten, auf der Gehäuseachse befindlichen schmalen Anströmbereich zu beiden Seiten hin erstrecken. Dadurch lassen sich auch in den von der Längsachse entfernten Außenbereichen des scheibenartigen Hohlraumes für die Dämpfungswirkung günstige Strömungsgeschwindigkeiten realisieren.
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Mit besonderem Vorteil kann das Dämpfungsgehäuse mehrteilig ausgebildet sein,
- – mit einem topfartigen Bodenteil, das eine Teil des Hohlraumes bildende scheibenartige Mittenausnehmung mit der einen Begrenzungswand sowie den Fluidein- und -auslass aufnimmt, und
- – mit einem flanschartig ausgebildeten Deckelteil, das mit der anderen Begrenzungswand als Teil eines Eingriffsstutzens bei am Bodenteil festgelegtem Deckelteil in die Mittenausnehmung bündig eingreift.
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Vorzugsweise ist das Leitelement mit dem Deckelteil einstückig derart ausgebildet, dass es aus der am Eingriffsstutzen gebildeten Begrenzungswand vorspringt.
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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.
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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. Hierbei kann die Anordnung mit Vorteil so getroffen sein, dass die Festlegeschrauben unter Freilassen des Bereichs von Fluidein- und -auslass gleichmäßig entlang eines Außenumfangs am Dämpfungsgehäuse angeordnet sind, der den scheibenartigen Fluidaufnahmeraum umfasst. Das Dämpfungsgehäuse lässt sich so für einen sicheren Betrieb bei hohem Druckniveau, beispielsweise im Bereich von 200 bar, auslegen.
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Für die Verbindung mit einem betreffenden Hydrosystem kann am Fluideinlass und/oder am Fluidauslass im 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.
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Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im Einzelnen erläutert. Es zeigen:
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1 eine vereinfachte skizzenhafte Darstellung des hauptsächlichen Verlaufs der Fluidströmung im Fluidaufnahmeraum einer Dämpfungsvorrichtung in Form eines Disc-Silencers;
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2 eine der 1 entsprechende Darstellung bei einer erfindungsgemäßen Dämpfungsvorrichtung;
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3 eine gegenüber einer praktischen Ausführungsform etwa in halber Größe gezeichnete perspektivische Schrägeinsicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Dämpfungsvorrichtung;
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4 eine Draufsicht des Ausführungsbeispieles der Dämpfungsvorrichtung;
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5 einen Längsschnitt des Ausführungsbeispieles entsprechend der Schnittlinie V-V von 4;
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6 eine Teilansicht lediglich des den Fluidauslass aufweisenden Anschlussbereichs des Dämpfungsgehäuses des Ausführungsbeispiels;
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7 eine der 6 entsprechende Teilansicht des den Fluideinlass aufweisenden Anschlussbereichs;
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8 eine Seitenansicht des Deckelteiles des Dämpfungsgehäuses des Ausführungsbeispieles;
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9 eine Draufsicht des Deckelteiles;
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10 eine Schnittdarstellung des Deckelteiles entsprechend der Schnittlinie X-X von 9, und
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11 eine perspektivische Schrägansicht des Deckelteiles, gesehen auf dessen Unterseite.
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Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ist die Erfindung am Beispiel eines sogenannten Disc-Silencers näher beschrieben, der in seinem grundsätzlichen Aufbau einem nachveröffentlichten Stand der Technik entspricht, wie er in der Patentanmeldung
DE 10 2014 005 822.0 beschrieben ist. Ein derartiger Silencer weist innerhalb seines Dämpfungsgehäuses, das bis auf einen Fluideinlass
3 und einen Fluidauslass
5 gegenüber der Umgebung dicht abgeschlossen ist, als Dämpfungsraum einen an Fluideinlass
3 und -auslass
5 unmittelbar angrenzenden Fluidaufnahmeraum auf, der durch einen Hohlraum
7 in Form einer flachen kreisrunden Scheibe gebildet ist, von der in den vereinfachten, skizzenhaften Darstellungen von
1 und
2 lediglich der kreisrunde Umriss gezeigt und mit
9 bezeichnet ist. Wie ersichtlich, sind Fluideinlass
3 und Fluidauslass
5 einander diametral gegenüberliegend, wobei die zwischen Fluideinlass
3 und -auslass
5 verlaufende Gehäuseachse
11 der Durchströmungsrichtung des Fluidstromes entspricht.
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Wie den 3 und 5 am deutlichsten entnehmbar ist, ist das Dämpfungsgehäuse aus zwei Hauptteilen gebildet, nämlich einem Bodenteil 13 und einem Deckelteil 15. Zur Bildung des scheibenförmigen Hohlraumes 7 weist das Bodenteil 13 eine Mittenausnehmung 17 in Form eines Topfes auf, dessen ebene Bodenfläche die untere Begrenzungswand 19 des scheibenartigen Hohlraumes 7 bildet. Die die Dicke der Scheibe bestimmende obere Begrenzungswand 21, die in paralleler Ebene zur unteren Begrenzungswand 19 verläuft, befindet sich an der Unterseite des Deckelteiles 15. Fluideinlass 3 und Fluidauslass 5 sind mit den Begrenzungswänden 19 und 21 fluchtend, so dass der Durchmesser von Einlass 3 und Auslass 5 jeweils der Scheibendicke des Hohlraumes 7 entspricht. Am Fluideinlass 3 sowie am Fluidauslass 5 weist das Bodenteil 13 jeweils eine Abflachung 23 bzw. 25 auf, zwischen denen die Außenwand des Bodenteiles 13 kreisbogenförmig verläuft. Das Deckelteil 15 ist in seinem Außenumfang gleich geformt wie das Bodenteil 13 und weist wie dieses gegenüberliegende Abflachungen 27 und 29 auf, zwischen denen der Außenumfang ebenfalls kreisbogenförmig verläuft. Bei am Bodenteil 13 angebrachtem Deckelteil 15 ist daher, wie 3 zeigt, eine absatzlose Außenkontur des Dämpfungsgehäuses gebildet.
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Wie die 5 sowie 8 und 9 zeigen, weist das Deckelteil 15 ein Flanschteil 31 mit Befestigungslöchern 33 auf. Diese sind, wie 9 zeigt, auf einem Teilkreisbogen außerhalb des Bereichs der Abflachungen 27 und 29 angeordnet. In Entsprechung zu den Befestigungslöchern 33 sind im Bodenteil 13 Gewindebohrungen als Sacklöcher für Befestigungsschrauben 35 vorgesehen, mittels denen das Deckelteil 15 am Bodenteil 13 derart festlegbar ist, dass das Flanschteil 31 des Deckelteiles 15 den Umfangsrand 37 der Mittenausnehmung 17 des Bodenteils 13 übergreift. Dabei greift ein sich von dem Flanschteil 31 nach unten erstreckender kreisrunder Eingriffsstutzen 39 passend in die Mittenausnehmung 17 des Bodenteiles 13 ein. Dieser Eingriff bei verschraubtem Zustand ist in 5 gezeigt. Für die Abdichtung des Hohlraums 7 gegenüber dem Deckelteil 15 ist in einer in die Seitenwand des Eingriffsstutzens 39 eingearbeitete Ringnut 41 ein Dichtring 43 eingesetzt.
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Für die Anbringung des Dämpfungsgehäuses an betreffenden Drittbauteilen sind beim gezeigten Ausführungsbeispiel an der dem Fluidauslass 5 aufweisenden Abflachung 25 des Bodenteils 13 symmetrisch zum Fluidauslass 5 angeordnete Gewindebolzen 45 vorgesehen. Ferner ist an der gegenüberliegenden Abflachung 23 am Fluideinlass 3 eine Aufnahmenut 47 für einen Dichtring ausgebildet. Außerdem sind an dieser Abflachung 23 für die Bildung von Anschlussverbindungen Befestigungsbohrungen 49 in symmetrischer Anordnung zum Fluideinlass 3 angeordnet. Es versteht sich, dass in entsprechender Weise an der dem Fluidauslass 5 zugeordneten Abflachung 25 eine Dichtungsanordnung vorgesehen sein kann. Aufgrund der symmetrischen Gehäusebauform lassen sich Ein- und Auslassseite, gegebenenfalls mit geänderten Dichtgeometrien, auch gegeneinander tauschen.
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Soweit es vorstehend beschrieben ist, entspricht das Ausführungsbeispiel der Dämpfungsvorrichtung dem Disc-Silencer, wie er als nachveröffentlichter Stand der Technik in der erwähnten Patentanmeldung
DE 10 2014 005 822.0 aufgezeigt ist. Der wesentliche Unterschied der vorliegenden Erfindung demgegenüber besteht darin, dass in dem den Fluidaufnahmeraum bildenden, scheibenförmigen Hohlraum
7 ein Strömungs-Leitelement
51 angeordnet ist. Dieses weist, wie am deutlichsten den
2,
9 und
11 entnehmbar ist, eine Keilform dergestalt auf, dass von einem schmalen, eine Art Keilspitze bildenden Anströmbereich
53 ausgehend Leitflächen
55 gebildet sind, die in der mit Pfeil
57 angegebenem Durchströmungsrichtung divergieren. Das Leitelement
51 bildet so eine Art Stromteiler für einen Strömungsverlauf, wie er in
2 schematisch vereinfacht angedeutet ist, mit seitlichen Zonen
59, in denen die Strömung partiell beschleunigt ist, und Zonen
61 und
63 mit demgegenüber geringerer Strömungsgeschwindigkeit.
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Das Leitelement 51 ist mit dem Deckelteil 15 einstückig als Vorsprung ausgebildet, der aus der Begrenzungswand 21 am Eingriffstutzen 39 auskragt. Dabei entspricht die Höhe des Vorsprungs der Scheibendicke des scheibenförmigen Hohlraumes 7, so dass sich das Leitelement 51 von der Begrenzungswand 21 des Deckelteiles 15 durchgehend bis zur Begrenzungswand 19 am Bodenteil 13 erstreckt. Das Leitelement 51 ist im Hohlraum 7 zentral angeordnet, so dass sich der spitze Anströmbereich 53 auf der von Fluideinlass 3 zu Fluidauslass 5 verlaufenden Gehäuseachse 11 in etwa auf deren halber Länge zwischen Einlass 3 und Auslass 5 befindet. Anstelle der beim vorliegenden Beispiel gezeigten Keilform kann eine andere Formgebung für das Leitelement 51 vorgesehen sein, bei der die Leitflächen, ohne ungünstigen Einfluss auf den Strömungswiderstand ein für eine hohe Effizienz der Dämpfung geeignetes Strömungsprofil im scheibenförmigen Hohlraum 7 erzeugen.
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Es versteht sich, dass anstelle der gezeigten einstückigen Ausbildung des Leitelements 51 als Vorsprung an der Begrenzungswand 21 des Deckelteiles 15 als Leitelement ein separates Einbauteil vorgesehen sein kann. Ferner könnten mehr als ein Leitelement vorhanden sein, die gegebenenfalls unterschiedliche Form und Größe haben können. Auch ist die gezeigte Lageanordnung des Leitelements 51 auf der Gehäuseachse 11 nicht zwingend.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10217080 C1 [0002]
- DE 102014005822 [0027, 0031]
