DE102018207216A1 - Device for damping pressure fluctuations - Google Patents

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Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Dämpfen von Druckschwankungen (10) beschrieben, die einen Hauptströmungskanal (1) und mindestens einen Nebenströmungskanal (2) umfasst, wobei der Nebenströmungskanal (2) ein erstes Ende (3) und ein zweites Ende (4) umfasst, wobei das erste Ende (3) über einen Abzweig (6) mit dem Hauptströmungskanal (1) strömungstechnisch verbunden ist und das zweite Ende (4) mittels einer Verschlusseinrichtung (5) verschließbar ist.

Figure DE102018207216A1_0000
A device for damping pressure fluctuations (10) is described which comprises a main flow channel (1) and at least one secondary flow channel (2), wherein the secondary flow channel (2) comprises a first end (3) and a second end (4) the first end (3) via a branch (6) with the main flow channel (1) is fluidically connected and the second end (4) by means of a closure device (5) is closable.
Figure DE102018207216A1_0000

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Dämpfen von Druckschwankungen, insbesondere im Zusammenhang mit Pumpvorrichtungen und hydraulischen Anlagen. Die Erfindung betrifft zudem eine Pumpvorrichtung sowie eine Hydraulikvorrichtung.The present invention relates to an apparatus and a method for damping pressure fluctuations, in particular in connection with pumping devices and hydraulic systems. The invention also relates to a pumping device and a hydraulic device.

Pumpvorrichtungen, insbesondere Kolbenpumpen oder Zentrifugalpumpen, werden dazu verwendet ein Arbeitsfluid, wie beispielsweise ein Gas oder eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser oder Öl, von einer Niedrigdruckseite zu einer Hochdruckseite eines mit der Pumpvorrichtung verbundenen hydraulischen Systems zu transportieren. Pumpvorrichtungen verursachen von Natur aus hydraulische Druckschwankungen, insbesondere Druckwellen oder Druckpulsationen. Dies ist auf die Arbeitsweise von Pumpvorrichtungen und den damit verbundenen Effekten zurückzuführen, wie zum Beispiel auf eine Volumenverdrängung und auf Diskontinuitäten innerhalb der Pumpe während und zwischen Pumpvorgängen. Hydraulische Druckpulsationen können je nach ihrer Amplitude und Frequenz schwere Schäden und NVH-Probleme in an die Pumpeinrichtung angeschlossenen hydraulischen Systemen verursachen. NVH steht als Abkürzung für Noise Vibration Harshness, also Geräusch, Vibration, Rauigkeit bzw. für hör- oder spürbare Schwingungen in Kraftfahrzeugen oder an Maschinen.Pumping devices, particularly piston pumps or centrifugal pumps, are used to transport a working fluid, such as a gas or a liquid, particularly water or oil, from a low pressure side to a high pressure side of a hydraulic system connected to the pumping device. Pumping devices inherently cause hydraulic pressure fluctuations, particularly pressure waves or pressure pulsations. This is due to the operation of pumping devices and the associated effects, such as volume displacement and discontinuities within the pump during and between pumping events. Hydraulic pressure pulsations, depending on their amplitude and frequency, can cause severe damage and NVH problems in hydraulic systems connected to the pumping device. NVH stands for Noise Vibration Harshness, ie noise, vibration, roughness or for audible or perceptible vibrations in motor vehicles or on machines.

Die genannten Schwierigkeiten können entweder durch hohe Schwingungsamplituden oder durch zwar kleine oder mittlere Schwingungsamplituden oder auftretende Resonanzen mit dem Strömungskanal, beispielsweise in Abhängigkeit von dessen Dimensionen und Befestigung, verursacht werden. Typische Beispiele in der Automobilindustrie sind gebrochene Leitungskomponenten der Brennstoffzufuhr oder laute Geräusche verursacht durch übermäßige Vibrationen der Kraftstoffleitung, welche durch von der Kraftstoffpumpe verursachte Druckschwankungen ausgelöst werden. Für manche Anwendungen ist selbst eine kleine Amplitude von Druckschwankungen verheerend, zum Beispiel in der Papierherstellungsindustrie, wo kleine Druckschwankungen eine unregelmäßige Verteilung der Papierdicke verursachen können.The difficulties mentioned can be caused either by high oscillation amplitudes or by small or medium oscillation amplitudes or occurring resonances with the flow channel, for example as a function of its dimensions and fastening. Typical examples in the automotive industry are broken line components of the fuel supply or loud noises caused by excessive vibrations of the fuel line, which are triggered by pressure fluctuations caused by the fuel pump. For some applications, even a small amplitude of pressure fluctuations is devastating, for example in the papermaking industry, where small pressure fluctuations can cause an irregular distribution of paper thickness.

Um Druckschwankungen auf ein akzeptables Ausmaß zu reduzieren wird versucht Pumpen so zu konstruieren, dass Volumenverdrängungen kompensiert werden oder Diskontinuitäten minimiert werden. In diesem Zusammenhang sind bereits Druckdämpfer innerhalb von Pumpen angeordnet worden, um Druckschwankungen direkt zu dämpfen.To reduce pressure fluctuations to an acceptable level, it is attempted to design pumps to compensate for volume displacements or minimize discontinuities. In this context, pressure dampers have already been arranged inside pumps in order to dampen pressure fluctuations directly.

Die bisher bekannten Lösungen zeichnen sich durch eine hohe Komplexität und eine hohe Kostenintensität aus. Zum Beispiel ist in dem Dokument DE 10 2015 000 418 A1 eine Dämpfungsvorrichtung, insbesondere zum Dämpfen oder Vermeiden Druckstößen, wie Pulsationen, in hydraulischen Versorgungskreisläufen offenbart. Dabei wird ein Dämpfungsrohr vorgesehen, welches zur Bildung eines Helmholtz-Resonators in einem innerhalb seiner Länge gelegenen Bereich mindestens eine die Rohrwand durchgreifende, zu einem Helmholtz-Volumen innerhalb des Dämpfungsgehäuses führende Abzweigöffnung aufweist. Zudem ist ein Fluidfilter vorgesehen.The previously known solutions are characterized by high complexity and high cost intensity. For example, in the document DE 10 2015 000 418 A1 a damping device, in particular for damping or avoiding pressure surges, such as pulsations, disclosed in hydraulic supply circuits. In this case, a damping tube is provided, which has at least one pipe wall extending through, leading to a Helmholtz volume within the damping housing branch opening to form a Helmholtz resonator in an area located within its length. In addition, a fluid filter is provided.

Zudem sind auch Pumpvorrichtungen, die keine in die Pumpe integrierte Dämpfungseinrichtung umfassen von Druckpulsationen betroffen, die sich insbesondere auf das verbundene Rohrleitungssystem auswirken. Es besteht daher ein Interesse an Lösungen, die einen zuverlässigen und effektiven Schutz von an einer Pumpe angeschlossenen Systemen, wie beispielsweise Rohrleitungen oder weiteren Komponenten oder Subsystemen, vor Beschädigungen durch Druckschwankungen bieten und NVH-Probleme vermindern.In addition, pumping devices which do not include damper-integrated damping means are also subject to pressure pulsations which particularly affect the connected piping system. There is therefore an interest in solutions that provide reliable and effective protection of systems connected to a pump, such as piping or other components or subsystems, from damage due to pressure fluctuations and reduce NVH problems.

Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Dämpfen von Druckschwankungen, sowie eine Pumpvorrichtung, eine Hydraulikvorrichtung und ein Kraftfahrzeug zur Verfügung zu stellen, welche Druckschwankungen, insbesondere Druckstöße oder Pulsationen, effektiv und kostengünstig verringern.Against this background, it is the object of the present invention to provide a device for damping pressure fluctuations, as well as a pump device, a hydraulic device and a motor vehicle, which reduce pressure fluctuations, in particular pressure surges or pulsations, effectively and inexpensively.

Diese Aufgaben werden durch eine Vorrichtung zum Dämpfen von Druckschwankungen gemäß Patentanspruch 1, eine Pumpvorrichtung gemäß Patentanspruch 12, eine Hydraulikvorrichtung gemäß Patentanspruch 14, ein Verfahren gemäß Patentanspruch 15 und ein Kraftfahrzeug gemäß Patentanspruch 16 gelöst. Die abhängigen Ansprüche enthalten weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.These objects are achieved by a device for damping pressure fluctuations according to claim 1, a pumping device according to claim 12, a hydraulic device according to claim 14, a method according to claim 15 and a motor vehicle according to claim 16. The dependent claims contain further advantageous embodiments of the invention.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Dämpfen von Druckschwankungen, insbesondere zum Dämpfen von Druckwellen, Druckstößen oder Druckpulsationen, umfasst einen Hauptströmungskanal und mindestens einen Nebenströmungskanal. Der Nebenströmungskanal umfasst ein erstes Ende und ein zweites Ende. Das erste Ende ist über einen Abzweig mit dem Hauptströmungskanal strömungstechnisch verbunden. Das zweite Ende ist mittels einer Verschlusseinrichtung verschließbar.The device according to the invention for damping pressure fluctuations, in particular for damping pressure waves, pressure surges or pressure pulsations, comprises a main flow channel and at least one secondary flow channel. The bypass duct includes a first end and a second end. The first end is fluidly connected via a branch to the main flow channel. The second end can be closed by means of a closure device.

Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung eine Verschlusseinrichtung zum Verschließen des zweiten Endes. Die Verschlusseinrichtung kann zum Beispiel als Stöpsel, Stopfen oder Kappe ausgestaltet sein.Preferably, the device comprises a closure device for closing the second end. The closure device can be designed, for example, as a stopper, stopper or cap.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den Vorteil, dass durch den Nebenströmungskanal Druckschwankungen sehr effektiv gedämpft werden. Der Nebenströmungskanal bewirkt, dass Druckwellen aufgenommen und reflektiert werden. Darüber hinaus kann in dem Nebenströmungskanal durch seine Anordnung strömungstechnisch Luft als Dämpfungsmedium eingeschlossen und zurückbehalten werden. Die Luft im System kann durch den Venturi-Effekt im Nebenströmungskanal gesammelt werden. Die konkrete Anordnung der Vorrichtung hat strömungstechnische Vorteile und verstärkt den Venturi-Effekt. Ein weiterer Vorteil der Vorrichtung ist die Ausnutzung der Schwerkraft. Es ergeben sich durch die Vorrichtung insbesondere folgende Wirkprinzipien und Vorteile: Druckwellen werden aufgefangen und reflektiert. Luft oder andere Gase werden als Dämpfungsmedium durch Venturi-Effekt auffangen, insbesondere abhängig von dem Winkel zwischen Haupt- und Nebenströmungskanal. Luft andere Gase werden als Dämpfungsmedium durch die Schwerkraft auffangen, insbesondere, wenn der Nebenströmungskanal in Bezug auf den Hauptströmungskanal aufwärtsgerichtet ist. The device according to the invention has the advantage that pressure fluctuations are damped very effectively by the secondary flow channel. The secondary flow channel causes pressure waves to be absorbed and reflected. In addition, air flow can be trapped and retained as a damping medium in the secondary flow channel by its arrangement. The air in the system can be collected by the Venturi effect in the bypass duct. The concrete arrangement of the device has fluidic advantages and enhances the Venturi effect. Another advantage of the device is the utilization of gravity. This results in particular by the following principles of action and advantages: Pressure waves are collected and reflected. Air or other gases are absorbed as a damping medium by Venturi effect, in particular depending on the angle between the main and secondary flow channel. Air other gases will absorb as a damping medium by gravity, especially when the secondary flow channel is upwardly directed with respect to the main flow channel.

Die genannten Vorteile lassen sich besonders einfach dadurch realisieren, dass der Nebenströmungskanal so angeordnet wird, dass er in Bezug auf den Hauptströmungskanal und/oder eine horizontale Achse aufwärtsgerichtet angeordnet wird. Die Verwendung eines Hauptströmungskanals mit mindestens einem Nebenströmungskanal hat weiterhin den Vorteil, dass sie eine sehr einfache und kostengünstige Lösung darstellt, die sich zudem einfach und kostengünstig in bestehende Systeme integrieren lässt.The advantages mentioned can be realized particularly simply by arranging the secondary flow channel so that it is arranged upwardly in relation to the main flow channel and / or a horizontal axis. The use of a main flow channel with at least one secondary flow channel has the further advantage that it represents a very simple and cost-effective solution that can also be easily and inexpensively integrated into existing systems.

Die Verschließbarkeit des zweiten Endes des Nebenströmungskanals und das Vorsehen einer Verschlusseinrichtung haben den Vorteil, dass in dem Nebenströmungskanal ein geschlossenes Fluid auf einfache Weise abgelassen werden kann. Zum Beispiel kann, falls in den Nebenströmungskanal zu viel Luft oder ein anderes Gas eingeschlossen ist, dieses über die Verschlusseinrichtung aus dem Nebenströmungskanal auf einfache Weise entfernt werden. Im Rahmen der Anwendung der Vorrichtung ist das zweite Ende des Nebenströmungskanals bevorzugt geschlossen.The closeability of the second end of the bypass duct and the provision of a closure device have the advantage that in the bypass duct a closed fluid can be discharged in a simple manner. For example, if too much air or other gas is trapped in the bypass duct, it can be easily removed from the bypass duct via the closure means. As part of the application of the device, the second end of the bypass duct is preferably closed.

In einer vorteilhaften Variante umfasst der Hauptströmungskanal im Bereich des Abzweigs eine Mittelachse. Weiterhin umfasst der Nebenströmungskanal im Bereich des Abzweigs eine Mittelachse, wobei die Mittelachse des Hauptströmungskanals und die Mittelachse des Nebenströmungskanals einen Winkel α zwischen 10 Grad (10°) und 170 Grad (170°) einschließen. Der Winkel α kann vorteilhafterweise ausgehend von der Mittelachse des Hauptströmungskanals in Ausbreitungsrichtung der Druckschwankungen und/oder in Strömungsrichtung eines Fluids gemessen werden.In an advantageous variant, the main flow channel in the region of the branch comprises a central axis. Furthermore, the secondary flow channel in the region of the branch comprises a central axis, wherein the central axis of the main flow channel and the center axis of the secondary flow channel forms an angle α between 10 degrees (10 degrees) and 170 degrees (170 degrees). The angle α can advantageously be measured starting from the central axis of the main flow channel in the propagation direction of the pressure fluctuations and / or in the flow direction of a fluid.

Zum Beispiel kann der Winkel α zwischen 20 Grad (20°) und 80 Grad (80°) betragen. Dies hat den Vorteil, dass ein den Hauptströmungskanal in Ausbreitungsrichtung der Druckwellen durchströmendes Fluid durch den Nebenströmungskanal effizient aufgenommen wird und Druckwellen zurück reflektiert werden, also entgegen der Strömungsrichtung und im Hauptströmungskanal zurück zur Quelle der Druckschwankung.For example, the angle α between 20 degrees (20 degrees) and 80 degrees (80 degrees). This has the advantage that a fluid flowing through the main flow channel in the direction of propagation of the pressure waves is efficiently absorbed by the secondary flow channel and pressure waves are reflected back, ie back to the source of the pressure fluctuation, contrary to the flow direction and in the main flow channel.

In einer weiteren Variante kann der Winkel α zwischen 80 Grad (80°) und 100 Grad (100°) betragen. Diese Variante kombiniert die Vorteile von Winkeln kleiner als 80 Grad (80°) und größer als 100 Grad (100°) und kann wegen im Nebenströmungskanal eingeschlossener Luft zum Dämpfen von Druckschwankung sehr effektiv sein. Diese Variante wirkt wie ein Helmholtz-Resonator.In another variant, the angle α between 80 degrees (80 degrees) and 100 degrees (100 degrees). This variant combines the advantages of angles less than 80 degrees (80 degrees) and greater than 100 degrees (100 degrees), and can be very effective at damping pressure fluctuations due to trapped air in the bypass passage. This variant acts like a Helmholtz resonator.

In einer weiteren Variante beträgt der Winkel α zwischen 100 Grad (100°) und 160 Grad (160°). Diese Variante ist für die Reduzierung der reflektierten Wellen infolge eines Hindernisses entgegen der Ausbreitungsrichtung verwendbar. Die Wahl des Winkels α kann somit in Abhängigkeit von den Erfordernissen der jeweiligen Anwendung und dem jeweils erwünschten Effekt erfolgen.In another variant, the angle is α between 100 degrees (100 degrees) and 160 degrees (160 degrees). This variant is usable for the reduction of the reflected waves due to an obstacle against the propagation direction. The choice of the angle α can thus be done depending on the requirements of the particular application and the particular effect desired.

Der Hauptströmungskanal kann eine Mittelachse umfassen. Zusätzlich oder alternativ dazu kann der Nebenströmungskanal eine Mittelachse umfassen. Der Hauptströmungskanal und/oder der Nebenströmungskanal können einen kreisförmigen Querschnitt in einem Schnitt senkrecht zu ihrer jeweiligen Mittelachse aufweisen. Vorteilhafterweise verläuft die Mittelachse parallel zur Strömungsrichtung in dem Hauptströmungskanal bzw. in dem Nebenströmungskanal. Alternativ zu einem kreisförmigen Querschnitt sind auch andere Formen möglich.The main flow channel may comprise a central axis. Additionally or alternatively, the secondary flow channel may include a central axis. The main flow channel and / or the secondary flow channel may have a circular cross-section in a section perpendicular to their respective central axis. Advantageously, the central axis runs parallel to the flow direction in the main flow channel or in the secondary flow channel. As an alternative to a circular cross section, other shapes are possible.

Der Hauptströmungskanal und/oder der Nebenströmungskanal können steifes, insbesondere festes bzw. nicht verformbares, Material aufweisen oder aus einem solchen Material bestehen. Zusätzlich oder alternativ dazu können der Hauptströmungskanal und/oder der Nebenströmungskanal verformbares Material, insbesondere flexibles Material, aufweisen oder aus einem solchen Material bestehen. Die Auswahl des Materials oder der Materialkombination und die Auswahl der Steifheit oder Verformbarkeit können in Abhängigkeit von der konkreten Anwendung erfolgen-Verformbares Material hat gegenüber steifem Material den Vorteil, dass Druckschwankungen stärker gedämpft werden können, als dies bei steifem Material möglich ist.The main flow channel and / or the secondary flow channel may have stiff, in particular solid or non-deformable, material or consist of such a material. Additionally or alternatively, the main flow channel and / or the secondary flow channel may comprise deformable material, in particular flexible material, or consist of such a material. The choice of material or material combination and the choice of stiffness or deformability can be made depending on the specific application-deformable material has the advantage over rigid material that pressure fluctuations can be attenuated more than is possible with rigid material.

In einer Variante umfasst die Vorrichtung mindestens zwei Nebenströmungskanäle. Die Verwendung mehrerer Nebenströmungskanäle hat den Vorteil, dass einerseits eine stärkere Dämpfung erreicht werden kann, andererseits aber auch abhängig von der jeweiligen Anwendung Druckwellen auf unterschiedliche Weise aufgefangen und reflektiert werden können. Dies wird im Detail anhand der Ausführungsbeispiele näher erläutert. Zum Beispiel können mindestens zwei Nebenströmungskanäle in axialer Richtung bezüglich der Mittelachse des Hauptströmungskanals zueinander versetzt, zum Beispiel hintereinander, angeordnet sein. Zusätzlich oder alternativ dazu können mindestens zwei Nebenströmungskanäle in radialer Richtung bezüglich der Mittelachse des Hauptströmungskanals zueinander versetzt, also in Bezug auf ihre radiale Richtung nebeneinander, angeordnet sein. In one variant, the device comprises at least two bypass ducts. The use of multiple bypass ducts has the advantage that, on the one hand, a stronger damping can be achieved, but on the other hand, depending on the particular application, pressure waves can be absorbed and reflected in different ways. This will be explained in detail with reference to the embodiments. For example, at least two secondary flow passages may be arranged in the axial direction with respect to the central axis of the main flow passage, offset from each other, for example, one behind the other. Additionally or alternatively, at least two bypass ducts in the radial direction with respect to the central axis of the main flow channel offset from each other, so in relation to their radial direction side by side, be arranged.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Vorrichtung einen Abzweig für mindestens zwei Strömungskanäle. Der Abzweig kann mit anderen Worten mindestens zwei Ausgänge für Nebenströmungskanäle umfassen. Die Ausgänge können dabei in Bezug auf die Mittelachse des Hauptströmungskanals axial und/oder radial zueinander versetzt angeordnet sein.In an advantageous embodiment, the device comprises a branch for at least two flow channels. In other words, the branch may comprise at least two outflow channel outlets. The outputs can be arranged offset axially and / or radially to each other with respect to the central axis of the main flow channel.

Vorzugsweise ist mindestens ein Nebenströmungskanal in Bezug auf den Hauptströmungskanal so angeordnet, dass er im Bereich des Abzweigs eine Steigung bzw. einen Anstieg aufweist. Die Mittelachse des Nebenströmungskanals kann insbesondere in Bezug auf die Mittelachse des Hauptströmungskanals in Strömungsrichtung und/oder Ausbreitungsrichtung der Schallwellen eine Steigung in Bezug auf eine Horizontale aufweisen. Die Mittelachse des Nebenströmungskanals weist in diesen Fällen also eine Komponente in vertikaler Richtung auf. Zum Beispiel kann der Hauptströmungskanal einen Bereich aufweisen, der so ausgerichtet ist, dass die Mittelachse des Hauptströmungskanals in diesem Bereich parallel zu einer Horizontale angeordnet ist. Die Mittelachse des Nebenströmungskanals, der in diesem Bereich mit dem Hauptströmungskanal verbunden ist, weist ausgehend von der Mittelachse des Hauptströmungskanals aufwärts, schließt also mit der Mittelachse des Hauptströmungskanals einen Winkel α größer als 0 Grad (0°) und kleiner als 180 Grad (180°) ein. Eine solche Ausgestaltung hat den Vorteil, dass in dem Hauptströmungskanal befindliche Luft durch den Nebenströmungskanal aufgefangen wird, in diesem eingeschlossen wird und als Dämpfungsmedium zur Verfügung steht.Preferably, at least one secondary flow passage is arranged with respect to the main flow passage so as to have a slope in the region of the branch. The central axis of the secondary flow channel may have an inclination with respect to a horizontal, in particular with respect to the central axis of the main flow channel in the flow direction and / or propagation direction of the sound waves. The central axis of the bypass duct in these cases therefore has a component in the vertical direction. For example, the main flow passage may have a portion oriented so that the center axis of the main flow passage is located in this region parallel to a horizontal. The central axis of the bypass duct, which is connected in this area with the main flow channel, has, starting from the central axis of the main flow channel upwards, so with the central axis of the main flow channel forms an angle α greater than 0 degrees (0 °) and less than 180 degrees (180 °). Such a configuration has the advantage that air located in the main flow channel is collected by the secondary flow channel, is enclosed in this and is available as a damping medium available.

Die erfindungsgemäße Pumpvorrichtung umfasst eine zuvor beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung. Sie hat dieselben Eigenschaften und Vorteile wie die zuvor beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung.The pumping device according to the invention comprises a previously described device according to the invention. It has the same properties and advantages as the device according to the invention described above.

Die erfindungsgemäße Pumpvorrichtung kann insbesondere eine Kolbenpumpe und/oder eine Zentrifugalpumpe umfassen.The pumping device according to the invention may in particular comprise a piston pump and / or a centrifugal pump.

Die erfindungsgemäße Hydraulikvorrichtung umfasst eine oben beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung zum Dämpfen von Druckschwankungen und/oder eine zuvor beschriebene erfindungsgemäße Pumpvorrichtung. Die erfindungsgemäße Hydraulikvorrichtung hat dieselben Merkmale und Vorteile wie die zuvor beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung und die erfindungsgemäße Pumpvorrichtung.The hydraulic device according to the invention comprises an above-described device according to the invention for damping pressure fluctuations and / or a previously described pump device according to the invention. The hydraulic device according to the invention has the same features and advantages as the device according to the invention described above and the pump device according to the invention.

Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Dämpfen von Druckschwankungen wird eine erfindungsgemäße Vorrichtung und/oder eine erfindungsgemäße Pumpvorrichtung und/oder eine erfindungsgemäße Hydraulikvorrichtung zum Dämpfen von Druckschwankungen in mindestens einem Strömungskanal verwendet wird. Das Verfahren hat die bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung genannten Vorteile und Merkmale. In the context of the method according to the invention for damping pressure fluctuations, a device according to the invention and / or a pump device according to the invention and / or a hydraulic device according to the invention for damping pressure fluctuations in at least one flow channel is used. The method has the advantages and features already mentioned in connection with the device according to the invention.

Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug umfasst eine oben beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung zum Dämpfen von Druckschwankungen und/oder eine erfindungsgemäße Pumpvorrichtung und/oder eine erfindungsgemäße Hydraulikvorrichtung. Bei dem Kraftfahrzeug handelt es sich um einen Personenkraftwagen, einen Lastkraftwagen oder ein Motorradhandeln. Die Pumpvorrichtung oder die Hydraulikvorrichtung kann eine Ölpumpe oder eine Kraftstoffpumpe umfassen. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug hat grundsätzlich dieselben Merkmale und Vorteile wie die bereits beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtungen.The motor vehicle according to the invention comprises an above-described device according to the invention for damping pressure fluctuations and / or a pump device according to the invention and / or a hydraulic device according to the invention. The motor vehicle is a passenger car, a truck or a motorcycle. The pumping device or the hydraulic device may comprise an oil pump or a fuel pump. The motor vehicle according to the invention basically has the same features and advantages as the devices according to the invention already described.

Die vorliegende Erfindung hat insgesamt den Vorteil, dass sie im Vergleich zu bisher bekannten Lösungen eine einfache und kostengünstige Möglichkeit bereitstellt, Druckschwankungen effizient zu verringern, insbesondere Druckstöße. Sie bietet zudem die Möglichkeit bestehende hydraulische Systeme einfach und kostengünstig nachzurüsten. Weiterhin ermöglicht sie eine effiziente Reflektion von Druckwellen. Es besteht zudem ein sehr weiter Anwendungsbereich, insbesondere im Hinblick auf Temperatur, Druck, Art des Fluids, Durchflussrate und Frequenz. Im Gegensatz zu einem Helmholtz-Resonator ist die vorliegende Lösung für einen weiten Frequenzbereich sehr effizient.The present invention has the overall advantage that it provides a simple and cost-effective way to reduce pressure fluctuations efficiently, in particular pressure surges compared to previously known solutions. It also offers the possibility to retrofit existing hydraulic systems simply and inexpensively. Furthermore, it enables efficient reflection of pressure waves. There is also a very wide range of applications, in particular with regard to temperature, pressure, type of fluid, flow rate and frequency. In contrast to a Helmholtz resonator, the present solution is very efficient for a wide frequency range.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung auf flexible Weise verändert, angepasst, auf- und nachgerüstet werden kann und insbesondere auch abhängig von auftretenden Druckschwankungen in Abhängigkeit von der jeweiligen Anwendung. Dies kann insbesondere dadurch geschehen, dass zusätzliche Abzweige vorgesehen werden, die erforderlichenfalls mit entsprechenden Nebenströmungskanälen verbunden werden. Die Anzahl und Form der verwendeten Nebenströmungskanäle lässt sich durch einfaches Hinzufügen oder Abnehmen dieser anpassen und verändern. Da die vorliegende Erfindung keine sich bewegenden mechanischen Bauteile umfasst, ist sie besonders robust und zeichnet sich durch eine lange Lebensdauer aus.Another advantage is that the device according to the invention can be changed, adapted, upgraded and retrofitted in a flexible manner, and in particular also depending on pressure fluctuations that occur as a function of the particular application. This can be done in particular by adding additional branches are provided, which are connected, if necessary, with corresponding bypass ducts. The number and shape of the bypass channels used can be adjusted and changed by simply adding or removing them. Since the present invention comprises no moving mechanical components, it is particularly robust and is characterized by a long service life.

Neben den genannten Anwendungsmöglichkeiten kann die vorliegende Erfindung in verschiedenen hydraulischen Systemen angewendet werden, die Pumpvorrichtungen zum Überführen eines Arbeitsfluids von einer Niedrigdruckseite zu einer Hochdruckseite des Systems umfassen. Weitere Anwendungsmöglichkeiten außerhalb der Automobilindustrie stellen die petrochemische Industrie dar, wo Pumpzubehör im Zusammenhang mit Ölbohrungen und dem Befördern von Öl durch Pipelines verwendet werden. Eine weitere Anwendungsmöglichkeit stellt die papierherstellende Industrie dar, wo Zentrifugalpumpen benutzt werden um Ausgangsmaterial zur Papierherstellung zu befördern.In addition to the above applications, the present invention may be applied to various hydraulic systems that include pumping devices for transferring a working fluid from a low pressure side to a high pressure side of the system. Other applications outside the automotive industry are the petrochemical industry, where pumping equipment is used in conjunction with oil drilling and pipelining of oil. Another application is the papermaking industry, where centrifugal pumps are used to convey papermaking stock.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wird, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

  • 1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Dämpfen von Druckschwankungen in einer Explosionsansicht.
  • 2 zeigt schematisch die in der 1 gezeigte erfindungsgemäße Vorrichtung zusammengesetzt in einer Seitenansicht.
  • 3 zeigt schematisch eine weitere Variante einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
  • 4 zeigt schematisch eine andere Variante einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
  • 5 zeigt schematisch die in der 4 gezeigte Variante in einer anderen Anwendung.
  • 6 zeigt schematisch eine weitere Anwendungsmöglichkeit der in der 4 gezeigten Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
  • 7 zeigt schematisch eine weitere Anwendungsmöglichkeit der in den 1 und 2 gezeigten Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
  • 8 zeigt schematisch eine weitere Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
  • 9 zeigt schematisch noch weitere Varianten der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
  • 10 zeigt schematisch eine weitere Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer perspektivischen Ansicht.
  • 11 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Pumpvorrichtung.
  • 12 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Hydraulikvorrichtung.
  • 13 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug.
The invention will be explained in more detail below with reference to embodiments with reference to the accompanying figures. Although the invention is further illustrated and described in detail by the preferred embodiments, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.
  • 1 schematically shows an inventive device for damping pressure fluctuations in an exploded view.
  • 2 schematically shows the in the 1 shown inventive device composed in a side view.
  • 3 schematically shows a further variant of a device according to the invention.
  • 4 schematically shows another variant of a device according to the invention.
  • 5 schematically shows the in the 4 shown variant in another application.
  • 6 schematically shows a further application of the in the 4 shown variant of the device according to the invention.
  • 7 schematically shows a further application of the in the 1 and 2 shown variant of the device according to the invention.
  • 8th schematically shows a further variant of the device according to the invention.
  • 9 schematically shows other variants of the device according to the invention.
  • 10 schematically shows a further variant of the device according to the invention in a perspective view.
  • 11 schematically shows a pumping device according to the invention.
  • 12 schematically shows a hydraulic device according to the invention.
  • 13 schematically shows a motor vehicle according to the invention.

Die 1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Dämpfen von Druckschwankungen 10 in einer Explosionsansicht. Zusätzlich ist in der 1 eine Anregungsquelle 15 gezeigt. Diese ist nicht Bestandteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10. Bei der Anregungsquelle 15, die potenziell Druckschwankungen, insbesondere Druckwellen, verursacht, kann es sich zum Beispiel um eine Kolbenpumpe oder eine Zentrifugalpumpe handeln. Die Ausbreitungsrichtung von Schallwellen in einem durch die erfindungsgemäße Vorrichtung fließenden Fluid, zum Beispiel Wasser, Kraftstoff oder Öl, ist durch einen Pfeil 12 gekennzeichnet. Die Strömungsrichtung des Fluids kann mit der Ausbreitungsrichtung 12 identisch sein, muss es aber nicht. Weiterhin ist die Schwerkraft durch einen Pfeil 11 gekennzeichnet.The 1 schematically shows an inventive device for damping pressure fluctuations 10 in an exploded view. In addition, in the 1 an excitation source 15 shown. This is not part of the device according to the invention 10 , At the excitation source 15 , which potentially causes pressure fluctuations, in particular pressure waves, may be, for example, a piston pump or a centrifugal pump. The propagation direction of sound waves in a fluid flowing through the device according to the invention, for example water, fuel or oil, is indicated by an arrow 12 characterized. The flow direction of the fluid can with the propagation direction 12 It does not have to be identical. Furthermore, gravity is indicated by an arrow 11 characterized.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 umfasst einen Hauptströmungskanal 1. Der Hauptströmungskanal 1 umfasst eine Mittelachse 14. Die Vorrichtung umfasst weiterhin einen Nebenströmungskanal 2. Der Nebenströmungskanal 2 umfasst eine Mittelachse 13. Weiterhin umfasst der Nebenströmungskanal 2 ein erstes Ende 3 und ein zweites Ende 4. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst zudem einen Abzweig 6. Der Abzweig 6 ist dazu ausgelegt, den Hauptströmungskanal 1 mit dem Nebenströmungskanal 2 strömungstechnisch zu verbinden. Dazu umfasst der Abzweig 6 in der gezeigten Variante eine erste Anschlussöffnung 7 zum Verbinden des Abzweiges 6 mit einem ersten Bereich des Hauptströmungskanals 1, eine zweite Anschlussöffnung 8 zum Verbinden mit einem zweiten Bereich des Hauptströmungskanals 1 und eine dritte Anschlussöffnung 9 zum strömungstechnischen Verbinden mit dem ersten Ende 3 des Nebenströmungskanals 2. Der Abzweig 6 ist vorliegend so ausgestaltet, dass die Mittelachsen der ersten Anschlussöffnung 7 und der zweiten Anschlussöffnung 8 identisch sind und identisch mit der Mittelachse 14 des Hauptströmungskanals 1 sind, wenn dieser mit dem Abzweig 6 verbunden ist. Die Mittelachse der dritten Anschlussöffnung 9 schließt mit der Mittelachse der Anschlussöffnungen 7 und 8 einen Winkel α ein. Wenn der Nebenströmungskanal 2 mit der dritten Anschlussöffnung 9 des Abzweigs 6 verbunden ist, so schließt die Mittelachse 13 des Nebenströmungskanals 2 einen Winkel α mit der Mittelachse 14 des Hauptströmungskanals 1 ein.The device according to the invention 10 includes a main flow channel 1 , The main flow channel 1 includes a central axis 14 , The device further comprises a bypass duct 2 , The secondary flow channel 2 includes a central axis 13 , Furthermore, the secondary flow channel comprises 2 a first end 3 and a second end 4 , The device according to the invention also comprises a branch 6 , The branch 6 is designed to be the main flow channel 1 with the bypass duct 2 fluidically connect. This includes the branch 6 in the variant shown, a first connection opening 7 for connecting the branch 6 with a first region of the main flow channel 1 , a second connection opening 8th for connecting to a second region of the main flow channel 1 and a third connection opening 9 for fluidic connection with the first end 3 of the bypass duct 2 , The branch 6 In the present case, it is designed such that the center axes of the first connection opening 7 and the second connection opening 8th are identical and identical to the central axis 14 of the main flow channel 1 are, if this with the branch 6 connected is. The center axis of the third connection opening 9 closes with the center axis of the connection openings 7 and 8th an angle α one. When the bypass duct 2 with the third connection opening 9 of branch 6 is connected, so the central axis closes 13 of the bypass duct 2 an angle α with the central axis 14 of the main flow channel 1 one.

Das zweite Ende 4 des Nebenströmungskanals 2 ist mit einer Verschlusseinrichtung 5 verschließbar. Die Verschlusseinrichtung ist vorzugsweise Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10. Die Verschlusseinrichtung 5 kann beispielsweise als Stöpsel, als Stopfen oder Kappe ausgestaltet sein.The second end 4 of the bypass duct 2 is with a closure device 5 closable. The closure device is preferably part of the device according to the invention 10 , The closure device 5 can be configured for example as a plug, as a plug or cap.

Der Winkel α kann abhängig von der jeweiligen Anwendung und der Art der Anregungsquelle 15 und deren Position in Bezug auf den Hauptströmungskanal 1 und in Bezug auf die Ausbreitungsrichtung 12 und/oder die Strömungsrichtung des Fluids festgelegt werden. In einer bevorzugten Variante weist das zweite Ende 4 des Nebenströmungskanals 2 aufwärts. In der gezeigten Variante ist die Mittelachse 14 des Hauptströmungskanals 1 horizontal angeordnet. Die Mittelachse 13 des Nebenströmungskanals 2 weist in Bezug auf die Mittelachse 14 des Hauptströmungskanals 1 eine Steigung bzw. anderen Anstieg auf, sie weist also eine vertikale Komponente auf bzw. ist in Bezug auf die Richtung 11 der Erdanziehungskraft zumindest teilweise nach oben gerichtet.The angle α may depend on the particular application and the type of excitation source 15 and their position with respect to the main flow channel 1 and in terms of the direction of propagation 12 and / or the flow direction of the fluid to be determined. In a preferred variant, the second end 4 of the bypass duct 2 upwards. In the variant shown, the central axis 14 of the main flow channel 1 arranged horizontally. The central axis 13 of the bypass duct 2 points in relation to the central axis 14 of the main flow channel 1 a slope or other increase, so it has a vertical component or is in relation to the direction 11 Earth's gravity at least partially upwards.

Die 2 zeigt die in der 1 gezeigte erfindungsgemäße Vorrichtung 10 im zusammengebauten Zustand in einer Seitenansicht. In der 2 ist die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 veranschaulicht. Durch die Anregungsquelle 15 werden Druckwellen 20 in den Hauptströmungskanal 1 eingebracht. Die Ausbreitungsrichtung der Druckwellen 20 in dem Hauptströmungskanal 1 ist mit der Bezugsziffer 23 gekennzeichnet. Eine sich in dem Hauptströmungskanal 1 ausbreitende Druckwelle 21 wird in dem Abzweig 6 teilweise in den Nebenströmungskanal 2 geleitet. Die Ausbreitungsrichtung der Wellen 22 in dem Nebenströmungskanal 2 ist durch einen Pfeil 25 gekennzeichnet. In dem Nebenströmungskanal 2 werden die Wellen 22 reflektiert. Dies ist durch einen Pfeil 24 gekennzeichnet. Die reflektierten Wellen bereiten sich in dem Hauptströmungskanal 1 in Richtung 24, also entgegengesetzt zur Ausbreitungsrichtung 23 der durch die Anregungsquelle 15 in den Hauptströmungskanal 1 eingebrachten Wellen 21 aus. Die reflektierten Wellen bereiten sich mit anderen Worten in Richtung der Anregungsquelle 15 aus. Der Anteil der durch den Nebenströmungskanal 2 aufgenommenen Druckwellen im Vergleich zu dem den Hauptströmungskanal 1 weiterhin durchströmenden Druckwellen ist in der 2 durch den Pfeil 30 gekennzeichnet.The 2 shows the in the 1 shown device according to the invention 10 in assembled condition in a side view. In the 2 is the operation of the device according to the invention 10 illustrated. By the excitation source 15 become pressure waves 20 in the main flow channel 1 brought in. The propagation direction of the pressure waves 20 in the main flow channel 1 is with the reference number 23 characterized. One in the main flow channel 1 spreading pressure wave 21 will be in the branch 6 partly in the secondary flow channel 2 directed. The propagation direction of the waves 22 in the bypass duct 2 is by an arrow 25 characterized. In the bypass duct 2 become the waves 22 reflected. This is by an arrow 24 characterized. The reflected waves are preparing in the main flow channel 1 in the direction 24 , ie opposite to the propagation direction 23 by the excitation source 15 in the main flow channel 1 introduced waves 21 out. In other words, the reflected waves prepare in the direction of the excitation source 15 out. The proportion of through the bypass duct 2 recorded pressure waves compared to the main flow channel 1 continues to flow through pressure waves in the 2 through the arrow 30 characterized.

In dem Nebenströmungskanal 2 wird in dem Fluid befindlichen Gas 26, zum Beispiel Luft aufgefangen und eingeschlossen. In dem Fluid befindliches Gas, zum Beispiel Luft, kann so aus dem Fluid wirksam separiert werden. In Folge der Reflektion von Druckwellen durch den Nebenströmungskanal 2 weist das den Hauptströmungskanal 1 in Bezug auf die Ausbreitungsrichtung 23 stromabwärts des Abzweigs 6 durchströmende Fluid reduzierte Druckwellen auf, also Druckwellen mit einer verminderten Amplitude. Diese Druckwellen sind mit der Bezugsziffer 27 gekennzeichnet. Prinzipiell muss die Strömungsrichtung des Fluids in dem Hauptströmungskanal 1 nicht mit der Ausbreitungsrichtung der Druckwellen 23 identisch sein. Der Hauptströmungskanal 1 kann also ein erstes Ende 28 und ein zweites Ende 29 aufweisen. Das den Hauptströmungskanal 1 durchströmende Fluid kann diesen von dem ersten Ende 28 zu dem zweiten Ende 29 oder in entgegengesetzter Richtung durchströmen.In the bypass duct 2 becomes gas in the fluid 26 , for example air caught and trapped. Gas in the fluid, for example air, can thus be effectively separated from the fluid. As a result of the reflection of pressure waves through the bypass duct 2 this has the main flow channel 1 in terms of propagation direction 23 downstream of the branch 6 flowing fluid reduced pressure waves, so pressure waves with a reduced amplitude. These pressure waves are indicated by the reference numeral 27 characterized. In principle, the flow direction of the fluid in the main flow channel 1 not with the propagation direction of the pressure waves 23 be identical. The main flow channel 1 So it can be a first end 28 and a second end 29 exhibit. That the mainstream channel 1 fluid flowing through it may be from the first end 28 to the second end 29 or in the opposite direction.

Der Winkel α ist in den 1 und 2 größer als 0 Grad (>0°) und kleiner als 90 Grad (<90°), vorzugsweise zwischen 10 Grad (10°) und 80 Grad (80°). Dieser Winkelbereich fördert das Auffangen und Reflektieren von Druckwellen von der Anregungsquelle 15. Insbesondere wird so eine Reflektion der Druckwellen zurück zu ihrer Anregungsquelle 15 ermöglicht.The angle α is in the 1 and 2 greater than 0 degrees (> 0 °) and less than 90 degrees (<90 °), preferably between 10 degrees (10 °) and 80 degrees (80 °). This angular range promotes the capture and reflection of pressure waves from the excitation source 15 , In particular, such a reflection of the pressure waves back to their excitation source 15 allows.

Eine Anordnung mit einem Winkel α von 90 Grad (90°) ist in der 3 gezeigt. Ein Vorteil dieser Variante ist die Ausnutzung der Schwerkraft, um Luft im Nebenströmungskanal zu fangen. Ein gewisser Luftanteil existiert immer im Arbeitsfluid. Da Luft leichter ist, wird sie aus dem Arbeitsfluid ausschieden und nach oben bewegen. Ein weiterer Vorteil in dieser Variante ist die Wirkungsweise als Helmholtz Resonator.An arrangement with an angle α of 90 degrees (90 °) is in the 3 shown. An advantage of this variant is the use of gravity to catch air in the bypass duct. A certain proportion of air always exists in the working fluid. As air is lighter, it will separate out of the working fluid and move up. Another advantage in this variant is the mode of action as a Helmholtz resonator.

In der in der 4 gezeigten Variante weist der Winkel α einen Betrag größer als 90 Grad (>90°) und kleiner als 180 Grad (<180°), vorzugsweise einen Betrag zwischen 100 Grad (100°) und 170 Grad (170°) auf. Durch Hindernisse, zum Beispiel ein Ventil 41 und/oder eine Biegung 42 und/oder eine Querschnittsänderung des Strömungskanals 1 werden Druckwellen reflektiert. Dies ist durch die Pfeile 25 gekennzeichnet. Diese Variante ist für das Auffangen der reflektierten Welle durch Hindernisse verwendbar. Dadurch kann eine vor dem Abzweig 6 angeordnete hydraulische Komponente vor hohen Druckschwankungen geschützt werden. Durch den Venturi-Effekt kann weiterhin Fluid, zum Beispiel Kraftstoff, aus der Nebenströmungskanal herausgezogen werden. Luft kann als effektives Dämpfungsmedium durch den entstehenden Unterdruck im Nebenströmungskanal aufgefangen werden.In the in the 4 shown variant, the angle α an amount greater than 90 degrees (> 90 degrees) and less than 180 degrees (<180 degrees), preferably an amount between 100 degrees (100 degrees) and 170 degrees (170 degrees). By obstacles, for example a valve 41 and / or a bend 42 and / or a change in cross section of the flow channel 1 pressure waves are reflected. This is through the arrows 25 characterized. This variant is suitable for catching the reflected wave by obstacles. This allows one before the branch 6 arranged hydraulic component to be protected from high pressure fluctuations. The venturi effect further allows fluid, for example fuel, to be withdrawn from the bypass passage. Air can be collected as an effective damping medium by the resulting negative pressure in the bypass duct.

In der in der 5 gezeigten Variante breiten sich die Druckwellen der Anregungsquelle 15 ausgehend von dem zweiten Ende 29 in dem Hauptströmungskanal 1 aus, also beispielsweise entgegen der Strömungsrichtung des den Strömungskanal 1 durchströmenden Fluids. In diesem Fall entspricht die Wirkungsweise der in der 5 gezeigten Variante der in den 1 und 2 gezeigten Ausgestaltung.In the in the 5 shown variant, the pressure waves propagate the excitation source 15 starting from the second end 29 in the main flow channel 1 from, so for example, against the flow direction of the flow channel 1 flowing fluid. In this case, the mode of action corresponds to that in the 5 shown variant of the in the 1 and 2 shown embodiment.

In allen gezeigten Varianten ist der Hauptströmungskanal in Folge der geringeren Schwingungsbelastung durch den Nebenströmungskanal 2 weniger anfällig für Beschädigungen durch Druckstöße. Er weist zudem eine verringerte NVH-Problematik auf.In all variants shown, the main flow channel is due to the lower vibration load through the secondary flow channel 2 less prone to damage from pressure surges. He also has a reduced NVH problem.

Ein weiterer Vorteil wird im Folgenden anhand der 6 erläutert. In dieser Variante ist die Strömungsrichtung des an dem ersten Ende 28 in den Hauptströmungskanal 1 eintretenden Fluids mit der Bezugsziffer 31 gekennzeichnet und das den Hauptströmungskanal 1 an dem zweiten Ende 29 verlassende Fluid mit der Bezugsziffer 32. In der in der 6 gezeigten Variante wird der Venturi-Effekt ausgenutzt, um Unterdruck im Nebenströmungskanal zu erzeugen und Luft als effektives Dämpfungsmedium im Nebenströmungskanal 2 zu fangen.-Der Winkel α ist größer als 90 Grad (90°). In Folge des Venturi-Effekts kann Fluid aus dem Nebenströmungskanal 2 herausgesaugt bzw. herausgezogen werden Dies ist durch Pfeile 35 gekennzeichnet. Dabei entsteht ein Unterdruck bzw. Vakuum am zweiten Ende 4 des Nebenströmungskanals. Wenn Fluid herausgesagt bzw. herausgezogen wird, vergrößert sich das Luftvolumen. Das vergrößerte Luftvolumen ist mit der Bezugsziffer 34 gekennzeichnet. Durch die Volumenänderung von 33 auf 34 in dem Nebenströmungskanal 2 werden die Dämpfungseigenschaften der Vorrichtung verbessert.Another advantage is described below with reference to 6 explained. In this variant, the flow direction is at the first end 28 in the main flow channel 1 entering fluid with the reference numeral 31 and that the main flow channel 1 at the second end 29 leaving fluid with the reference numeral 32 , In the in the 6 In the variant shown, the Venturi effect is used to generate negative pressure in the secondary flow channel and air as an effective damping medium in the secondary flow channel 2 to catch.-The angle α is greater than 90 degrees (90 degrees). As a result of the Venturi effect, fluid can escape from the bypass duct 2 sucked out or pulled out This is by arrows 35 characterized. This creates a negative pressure or vacuum at the second end 4 of the bypass duct. As fluid is withdrawn or pulled out, the volume of air increases. The increased air volume is indicated by the reference numeral 34 characterized. Due to the volume change of 33 on 34 in the bypass duct 2 the damping properties of the device are improved.

Die in der 7 gezeigte Variante entspricht im Wesentlichen der in den 1 und 2 gezeigten Ausgestaltung mit dem Unterschied, dass die Strömungsrichtung 31 des Fluids so festgelegt ist, dass das Fluid den Hauptströmungskanal 1 von dem ersten Ende 28 zu dem zweiten Ende 29 durchströmt. Die Strömungsrichtung in dem Abzweig 6 ist mit der Bezugsziffer 36 gekennzeichnet, die Strömungsrichtung in dem Nebenströmungskanal ist mit der Bezugsziffer 37 gekennzeichnet.The in the 7 shown variant corresponds substantially to the in the 1 and 2 shown embodiment with the difference that the flow direction 31 of the fluid is set so that the fluid is the main flow channel 1 from the first end 28 to the second end 29 flows through. The flow direction in the branch 6 is with the reference number 36 The flow direction in the bypass passage is indicated by the reference numeral 37 characterized.

In der in der 7 gezeigten Variante kann die Luft 26 daher resultieren, dass es sich um aus dem Fluid ausgeschiedene Luft handelt, die dann zur Verbesserung der Dämpfung zur Verfügung steht und genutzt wird. Die in den Nebenströmungskanal 2 eingeschlossene Luft 26 kann dabei sowohl komprimiert als auch expandiert werden.In the in the 7 shown variant, the air 26 therefore, it is air excreted from the fluid, which is then available and used to improve damping. The in the secondary flow channel 2 trapped air 26 can be both compressed and expanded.

Die in den 1 bis 7 gezeigten Varianten können auf beliebige Weise miteinander kombiniert werden. Beispiele hierfür sind in den 8 und 9 gezeigt. Dabei sind an einem Hauptströmungskanal 1 mehrere identisch ausgestaltete Nebenströmungskanäle 2 in Reihe in Bezug auf die Strömungsrichtung angeordnet.The in the 1 to 7 Variants shown can be combined with each other in any way. Examples are in the 8th and 9 shown. Here are on a main flow channel 1 several identically configured secondary flow channels 2 arranged in series with respect to the flow direction.

In der in der 9 gezeigten Variante sind jeweils Nebenströmungskanäle 2 mit unterschiedlichen Winkeln α in Bezug auf den Hauptströmungskanal 1 bzw. dessen Mittelachse 14 in Reihe angeordnet. In der in der 9 oben gezeigten Variante ist in Strömungsrichtung 31 ein Nebenströmungskanal 2 mit einem Winkel α größer als 90° angeordnet und stromabwärts von diesem ein Nebenströmungskanal 2 mit einem Winkel α kleiner als 90° angeordnet. In der 9 unten ist eine umgekehrte Anordnung gezeigt, also in Strömungsrichtung 31 ein Nebenströmungskanal 2 mit einem Winkel α kleiner als 90° stromaufwärts eines Nebenströmungskanals 2 mit einem Winkel α kleiner als 90° gezeigt.In the in the 9 shown variant are each side flow channels 2 with different angles α with respect to the main flow channel 1 or its central axis 14 arranged in a row. In the in the 9 The variant shown above is in the flow direction 31 a bypass duct 2 with an angle α greater than 90 ° and downstream of this a bypass duct 2 with an angle α arranged smaller than 90 °. In the 9 below, a reverse arrangement is shown, ie in the flow direction 31 a bypass duct 2 with an angle α less than 90 ° upstream of a bypass duct 2 with an angle α less than 90 ° shown.

Eine weitere Variante ist in 10 gezeigt. In dieser Variante sind mehrere, vorliegend drei, Nebenströmungskanäle 2 in Bezug auf die Mittelachse 14 des Hauptströmungskanals 1 versetzt zueinander angeordnet. Mit anderen Worten sind die gezeigten Nebenströmungskanäle an derselben axialen Position in Bezug auf die Mittelachse 14 des Hauptströmungskanals 1 angeordnet, weisen aber jeweils eine voneinander abweichende radiale Komponente ihrer jeweiligen Mittelachsen 13a, 13b und 13c auf. Der Abzweig 6 ist in der 10 so ausgestaltet, dass er mehrere radial zueinander versetzt angeordnete Anschlussöffnungen 9a, 9b und 9c aufweist.Another variant is in 10 shown. In this variant, several, in the present case three, side flow channels 2 in relation to the central axis 14 of the main flow channel 1 staggered to each other. In other words, the shown secondary flow passages are at the same axial position with respect to the central axis 14 of the main flow channel 1 arranged, but each have a different radial component of their respective central axes 13a . 13b and 13c on. The branch 6 is in the 10 designed such that it has a plurality of radially offset from each other arranged connection openings 9a . 9b and 9c having.

In allen Varianten können die einzelnen Nebenströmungskanäle beliebige Abmessungen aufweisen und sich insbesondere voreinander unterscheiden, zum Beispiel verschieden Längen und/oder Querschnittsflächen aufweisen.In all variants, the individual secondary flow channels can have any dimensions and in particular can differ from each other, for example, have different lengths and / or cross-sectional areas.

Die in den 1 bis 10 gezeigten Varianten können beliebig miteinander kombiniert werden. So können beispielsweise die in den 8 und 9 gezeigten Nebenströmungskanäle 2 zueinander auch radial versetzt angeordnet sein. Die Haupt- und/oder Nebenströmungskanäle können einen kreisförmigen Querschnitt senkrecht zu ihrer jeweiligen Achse aufweisen oder aber eine andere Form. Sie können steifes oder verformbares Material umfassen. Unter bestimmten Umständen ist verformbares Material effektiver, da es sich selbst ausdehnen und zusammenziehen kann. Die Winkel α können jeweils für die gewünschte Anwendung individuell festgelegt werden. Dabei kann berücksichtigt werden, dass die Strömungsrichtung des Fluids nicht mit der Ausbreitungsrichtung der Druckwellen identisch sein muss. In diesem Kontext kann die Strömungsdynamik und/oder die Dynamik der Druckwellen durch eine geeignete Auswahl der Winkel α und der Anordnung von Nebenströmungskanälen 2 gezielt beeinflusst werden. Darüber hinaus kann durch eine entsprechende Anordnung, insbesondere einen aufwärts gerichteten Nebenströmungskanal, die Gravitation zum Einfangen und Zurückbehalten von Gas, zum Beispiel Luft, in dem Nebenströmungskanal genutzt werden.The in the 1 to 10 shown variants can be combined with each other. For example, in the 8th and 9 shown side flow channels 2 also be arranged offset radially to one another. The main and / or Nebenströmungskanäle may have a circular cross-section perpendicular to their respective axis or a different shape. They can comprise stiff or deformable material. In certain circumstances, malleable material is more effective as it can expand and contract itself. The angles α can be individually set for the desired application. It can be considered that the flow direction of the fluid need not be identical to the direction of propagation of the pressure waves. In this context, the flow dynamics and / or the dynamics of the pressure waves by a suitable choice of angles α and the arrangement of bypass ducts 2 be specifically influenced. In addition, by an appropriate arrangement, in particular a upward-directed secondary flow channel that uses gravity to trap and retain gas, for example air, in the bypass duct.

Die 11 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Pumpvorrichtung 40. Diese umfasst eine zuvor beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung 10 und eine Anregungsquelle 15, zum Beispiel eine Kolbenpumpe oder eine Zentrifugalpumpe, die Druckwellen verursacht.The 11 schematically shows a pumping device according to the invention 40 , This comprises a previously described device according to the invention 10 and an excitation source 15 , For example, a piston pump or a centrifugal pump, which causes pressure waves.

Die 12 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Hydraulikvorrichtung 50, welche eine erfindungsgemäße Pumpvorrichtung 40 umfasst. Die 13 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug 51. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug 51 umfasst eine erfindungsgemäße Hydraulikvorrichtung 50 und/oder eine erfindungsgemäße Pumpvorrichtung 40 und/oder eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10.The 12 schematically shows a hydraulic device according to the invention 50 , which is a pumping device according to the invention 40 includes. The 13 schematically shows a motor vehicle according to the invention 51 , The motor vehicle according to the invention 51 includes a hydraulic device according to the invention 50 and / or a pump device according to the invention 40 and / or a device according to the invention 10 ,

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
HauptströmungskanalMain flow channel
22
NebenströmungskanalAuxiliary channel
33
erstes Endefirst end
44
zweites Endesecond end
55
Verschlusseinrichtungclosure device
66
Abzweigjunction
77
erste Anschlussöffnungfirst connection opening
88th
zweite Anschlussöffnungsecond connection opening
99
dritte Anschlussöffnungthird connection opening
1010
Vorrichtung zum Dämpfen von DruckschwankungenDevice for damping pressure fluctuations
1111
Richtung der ErdanziehungskraftDirection of gravity
1212
Ausbreitungsrichtung der SchallwellenPropagation direction of the sound waves
1313
Mittelachsecentral axis
1414
Mittelachsecentral axis
1515
Anregungsquelleexcitation source
2020
Druckwellenpressure waves
2121
Druckwellenpressure waves
2222
Druckwellenpressure waves
2323
Ausbreitungsrichtungpropagation direction
2424
Ausbreitungsrichtungpropagation direction
2525
Ausbreitungsrichtungpropagation direction
2626
Gasgas
2727
Druckwellenpressure waves
2828
erstes Endefirst end
2929
zweites Endesecond end
3030
Verteilung der DruckwellenDistribution of pressure waves
3131
Strömungsrichtungflow direction
3232
Strömungsrichtungflow direction
3333
AusgangsluftvolumenOutput air volume
3434
ausgedehntes Luftvolumenextended air volume
3535
Strömungsrichtungflow direction
3636
Strömungsrichtungflow direction
3737
Strömungsrichtungflow direction
4040
Pumpvorrichtungpumping device
4141
VentilValve
4242
Biegungbend
5050
Hydraulikvorrichtunghydraulic device
5151
Kraftfahrzeugmotor vehicle
αα
Winkelangle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102015000418 A1 [0005]DE 102015000418 A1 [0005]

Claims (16)

Vorrichtung zum Dämpfen von Druckschwankungen (10), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) einen Hauptströmungskanal (1) und mindestens einen Nebenströmungskanal (2) umfasst, wobei der Nebenströmungskanal (2) ein erstes Ende (3) und ein zweites Ende (4) umfasst, wobei das erste Ende (3) über einen Abzweig (6) mit dem Hauptströmungskanal (1) strömungstechnisch verbunden ist und das zweite Ende (4) mittels einer Verschlusseinrichtung (5) verschließbar ist.Device for damping pressure fluctuations (10), characterized in that the device (10) comprises a main flow channel (1) and at least one secondary flow channel (2), wherein the secondary flow channel (2) has a first end (3) and a second end (4) ), wherein the first end (3) via a branch (6) with the main flow channel (1) is fluidically connected and the second end (4) by means of a closure device (5) is closable. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) eine Verschlusseinrichtung (5) zum Verschließen des zweiten Endes (4) umfasst.Device (10) according to Claim 1 , characterized in that the device (10) comprises a closure device (5) for closing the second end (4). Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptströmungskanal (1) im Bereich des Abzweigs (6) eine Mittelachse (14) umfasst, der Nebenströmungskanal (2) im Bereich des Abzweigs (6) eine Mittelachse (13) umfasst und die Mittelachse (14) des Hauptströmungskanals (1) und die Mittelachse (13) des Nebenströmungskanals (2) einen Winkel (α) zwischen 10 Grad und 170 Grad einschließen.Device (10) according to Claim 1 or Claim 2 , characterized in that the main flow channel (1) in the region of the branch (6) comprises a central axis (14), the secondary flow channel (2) in the region of the branch (6) comprises a central axis (13) and the central axis (14) of the main flow channel (1) and the center axis (13) of the bypass duct (2) enclose an angle (α) between 10 degrees and 170 degrees. Vorrichtung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (α) zwischen 20 Grad und 80 Grad oder zwischen 80 Grad und 100 Grad oder zwischen 100 Grad und 170 Grad beträgt.Device (10) according to Claim 3 , characterized in that the angle (α) is between 20 degrees and 80 degrees or between 80 degrees and 100 degrees or between 100 degrees and 170 degrees. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptströmungskanal (1) eine Mittelachse (14) umfasst und/oder der Nebenströmungskanal (2) eine Mittelachse (13) umfasst und der Hauptströmungskanal (1) und/oder der Nebenströmungskanal (2) einen kreisförmigen Querschnitt in einem Schnitt senkrecht zur Mittelachse (13, 14) aufweisen.Device (10) according to one of Claims 1 to 4 , characterized in that the main flow channel (1) comprises a central axis (14) and / or the secondary flow channel (2) comprises a central axis (13) and the main flow channel (1) and / or the secondary flow channel (2) has a circular cross section in a section perpendicular to the central axis (13, 14). Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptströmungskanal (1) und/oder der Nebenströmungskanal (2) steifes und/oder verformbares Material umfasst.Device (10) according to one of Claims 1 to 5 , characterized in that the main flow channel (1) and / or the secondary flow channel (2) comprises rigid and / or deformable material. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) mindestens zwei Nebenströmungskanäle (2) umfasst.Device (10) according to one of Claims 1 to 6 , characterized in that the device (10) comprises at least two bypass ducts (2). Vorrichtung (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptströmungskanal (1) eine Mittelachse (14) umfasst und mindestens zwei Nebenströmungskanäle (2) in axialer Richtung bezüglich der Mittelachse (14) des Hauptströmungskanals zueinander versetzt angeordnet sind.Device (10) according to Claim 7 , characterized in that the main flow channel (1) comprises a central axis (14) and at least two Nebenströmungskanäle (2) in the axial direction with respect to the central axis (14) of the main flow channel are arranged offset to each other. Vorrichtung (10) nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptströmungskanal (1) eine Mittelachse (14) umfasst und mindestens zwei Nebenströmungskanäle (2) in radialer Richtung bezüglich der Mittelachse (14) des Hauptströmungskanals (1) zueinander versetzt angeordnet sind.Device (10) according to Claim 7 or Claim 8 , characterized in that the main flow channel (1) comprises a central axis (14) and at least two side flow channels (2) are arranged offset from each other in the radial direction with respect to the central axis (14) of the main flow channel (1). Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) einen Abzweig (6) für mindestens zwei Nebenströmungskanäle (2) umfasst.Device (10) according to one of Claims 1 to 9 , characterized in that the device (10) comprises a branch (6) for at least two secondary flow channels (2). Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Nebenströmungskanal (2) in Bezug auf den Hauptströmungskanal (1) so angeordnet ist, dass er im Bereich des Abzweigs (6) eine Steigung aufweist.Device (10) according to one of Claims 1 to 10 , characterized in that at least one secondary flow channel (2) with respect to the main flow channel (1) is arranged so that it has a slope in the region of the branch (6). Pumpvorrichtung (40), dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 umfasst.Pumping device (40), characterized in that it comprises a device (10) according to one of Claims 1 to 11 includes. Pumpvorrichtung (40) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Kolbenpumpe und/oder eine Zentrifugalpumpe umfasst.Pumping device (40) after Claim 12 , characterized in that it comprises a piston pump and / or a centrifugal pump. Hydraulikvorrichtung (50), dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 und/oder eine Pumpvorrichtung (40) nach einem der Ansprüche 12 oder 13 umfasst.Hydraulic device (50), characterized in that it comprises a device (10) according to one of Claims 1 to 11 and / or a pump device (40) according to one of Claims 12 or 13 includes. Verfahren zum Dämpfen von Druckschwankungen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 und/oder eine Pumpvorrichtung (40) nach einem der Ansprüche 12 oder 13 und/oder eine Hydraulikvorrichtung (50) nach Anspruch 14 zum Dämpfen von Druckschwankungen in mindestens einem Strömungskanal verwendet wird.A method for damping pressure fluctuations, characterized in that a device according to one of Claims 1 to 11 and / or a pump device (40) according to one of Claims 12 or 13 and / or a hydraulic device (50) Claim 14 is used for damping pressure fluctuations in at least one flow channel. Kraftfahrzeug (51), dadurch gekennzeichnet, dass es eine Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 und/oder eine Pumpvorrichtung (40) nach einem der Ansprüche 12 oder 13 und/oder eine Hydraulikvorrichtung (50) nach Anspruch 14 umfasst.Motor vehicle (51), characterized in that it comprises a device (10) according to one of Claims 1 to 11 and / or a pump device (40) according to one of Claims 12 or 13 and / or a hydraulic device (50) Claim 14 includes.
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CN112855671A (en) * 2021-01-04 2021-05-28 中联重科股份有限公司 Oil supply pipeline for hydraulic system and hydraulic system

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