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Einrichtung zur Dämpfung der Schwingungen eines Pulsierenden Flüssigkeitsstromes.
Die
Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Dämpfung der Schwingungen eines
pulsierenden Flüssigkeitsstromes in Rohrleitungen.
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Bei hydraulischen Anlagen, bei denen der Druckölstrom beispielsweise
äurch Zahnradpumpen, Axial- oder Radialkolbenpumpen erzeugt wirdg treten durch die
pulsierende Förderung Schwingungen im Druckölstrom auf. Der Ungleichförmigkeitsgrad
der Pumpen heutiger Konstruktionen ist allerdings gering, so daß die an einem Maschinengestell
oder Tragrahmen befestigte hydraulische Anlage, die,aus der Pumpey den Rohrleitungen
und dem oder den Verbrauchern, wie Druckzylinder, Ölmotor oder dergl. beuteht,
im allgemeinen keine Störungen verursacht. Pulsierende Flüssigkeitsströme können
übrigens auch durch Ventile oder durch eine ungleichmäßige Entnahme des Drucköles
ausgelöst worden.
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Be hat sich jedoch gezeigt, daß an schwingungewilligen Maschin»ngestellen
oder Tragrahmen, an denen hydraulische Anlagen mit ibxer Rohrleitung befestigt sind"
durch Körperschall hervorgerufene, stark etörende Geräusche auftretens die sehr
oft d» »umtbeze Xaß von
70-75 Phon überschreiten und das Bedienufflop,*zvonal
weaentlioh belästigen.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die
Erkenntnis zu Grunde, daß diese störenden Geräusche durch die pulsierende Strömung
in der Rohrleitung der hydraulischen Anlage verursacht werden.*
| Durch den pulsierenden Ölstrom trete*ämlich besonders bei |
hohen Betriebsdrücken Schwingungen in der Rohrleitung aufg die die schwingungsempfindlichen
Maschinengestelle oder Tragrahmen zum Schwingen mit anregen. Die durch Körperschall
auftretenden Geräusche sind um so stärker,
je dünnwandiger und
je großflächiger die Maschinengestelle oder Tragrahmen sind. So sind besonders
starke Geräusche beispielsweise an hydraulisch angetriebenen Eisenbahn-Schiebebühnen
festgestellt worden, bei denen die Rohrleitungen längs der brückenartigen Kastenträger
verlegt wurden.
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Um diese störenden Geräusche zu beseitigen hat man versuchtg durch
Verlegung und Vergrößerung der Hohrleitungen«q durch Gummilagerung der Befestigungsschellen
für die Rohrleitungen, durch Gummilagerung oder Verkleidung des Antriebsaggregates
mit schallschluckendem Material oder sogar durch Auslegen der Maschinengestelle
mit Dämmstoffen Abhilfe zu schaffen. Alle diese Maßnahmen brachten wohl eine Minderung
der störenden Geräusche, aber keine befriedigende Beseitigung der Geräuschbelästigung.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zu Grundee diese störenden Geräusche
mit Hilfe einer Einrichtung zu beseitigentdurch die der pulsierende Strom in der
Rohrleitung gedämpft> d. h. in einen gleichmäßig fließenden Strom umgewandelt
wird.
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Die Lösung dteaer Aufgabe wird gemäß, der Erfindung in einem
in
die Rohrleitung eingebauten'Einsatzy vorzugsweise Zylinder geseheng dessen lichter
Querschnitt ein Mehrfaches des Rohrquerschnittes beträgt und der in seinem einen
Abschnitt mit zwei oder mehr mit Abstand voneinander und senkrecht zur Strömungsrichtung
angeordnete, zueinander versetzte Löcher aufweisende Siebscheiben versehen ist und
in seinem in Strömungsriohtung dahinter liegenden Abschnitt einen einbaufreien Ausgleichsraum
bildet.
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In einem derartigen, in die Rohrleitung eingebauten und mit Siebscheiben
versehenen Dämpfungszylinder wird der beispielsweise von der Druckölpumpe gelieferte
pulsierende Ölstrom unter gleichzeitiger Herabsetzung seiner Geschwindigkeit»nacheinander
mehrmals umgelenkt und hierbei in eine Vielzahl von Teilströmen zerlegt. Durch die
hierbei auftretende Bremsung in Verbindung mit dem Aufreißen und Verwirbeln des
pulsierenden Ölstromes ergibt sich ein Ineinanderfließen der Schwingungen und,-damit
ein Verzehr der Schwingungsenergieg so daß aus dem Dämpfungszylinder ein gleichmäßiger
Ölstrom-ausfließt. Der in dem hinteren Abschnitt des Dämpfungszylinders vorgesehene
einbaufreie Ausgleichsraum dient hierbei zur Beruhigung des aus den Siebscheiben
austretendeng gedämpften Ölstromes. Durch die Beseitigung der pulsierenden Strömung
treten in der an das schwingungswillige Maschinengestell befestigten Rohrleitung
keine*Schwingungen mehr aufg so daß auch das Maschinengestell nicht mehr zum Schwingen
und damit zur Abgabe voli störenden Geräuschen durch Körperschall angeregt werden
kanm.
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Eine Belästigung des Bedienungspersonals wird dadurch vermieden,-Bei
hydraulischen Anlageng bei denen der pulsierende Flüssigkeitstrom
durch
eine Pumpe erzeugt wird, wird vorgeschlagen,-den Dämpfungszylinder in unmittelbarer
Nähe der Pumpe in die Rohrleitung einzubauen. Dadurch wird verhindert, daß der Rohrabschnitt
zwischen :Pumpe und Dämpfungszylinder, in dem noch eine pulsierende Strömung vorhanden
ist, Schwingungen auf das Maschinengestell überträgt.
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Eine Weiterentwicklung der Erfindung wird darin geseheng daß der Dämpfungszylinder
über Gummipuffer oder dergl. elastisch an das Maschinengestell oder den Tragrahmen
befestigt und über kurze Druckschläuche nachgiebig in den'Strömungskreislauf der
hydraulischen Anlage eingeschaltet ist. Durch den nachgiebigen Schlauchanschluß
des Dämpfungszylinders an die Pumpe und die Rohrleitung wird verhindertg daß einerseits
mechanische Erschütterungen der Pumpe selbst auf den Dämpfungszylinder und andererseits
Schwingungen des Dämpfungszylinders auf äie Rohr.9 leitung übertragen werdeng während
die elastische Aufhängung d:es Dämpfungszylinders am Maschinengestell die direkte
Übertragung von Schwingungen vom Zylinderauf das Maschinengestell' verhütet.
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Weitere Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung werden an Hand eines
Ausführungebeispieles näher erläutert, welcheä die-Zeichnung erkennen läßtg und
zwar zeigtt Fig. 1 einen längssehnitt durch einen erfindungegemäßen Dämpfungszylinder
und Pig. 2 eine Draufnicht auf die hydraulische Anlage mit einer an einem eqhwing=gswflligen
Maschinengestell befestigten Rohrleitung.
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Der in der Fig. 2 dargestellte hydraulische Antrieb besteht aus einer
Zahnrad-, Axial- oder Radialkolbenpumpe 19 die über
eine
Rohrleitung 2 mit einem entfernt.liegenden Verbraucher, #z. B. einem Ülmotor
3 in Verbindung steht. Die Rohrleitung 2 ist mittels der Schellen 4 längs
des Maschinenggstells 5 befestigt, Der hydraulische Antrieb 1, 2e
3 dient beispielsweise als Fahrantrieb für Eieenbahn-Schiebebühnen, bei denen
das quer zu den einzelnen Schienensträngen verfahrbare Maschinengestell
5 als langgestreckterg dünnwandiger Kastenträger ausgebildet und deshalb
besonders schwingungswillig ist. Die längs des Mäschinengestello 5 verlegte
Rohrleitung 2 würde, wenn der Ölstrom in ihr pulsiert, Schwingungen auf das Maschinengestell
5 übertragen, das.durch Körperschall störende Geräusche verursachen würde.
Derartige Geräusche können insbesondere auch bei hydraulisch betriebenen Aufzügeng
Baggern, Baukraneng Pressen oder auch bei Werkzeugmaschinen auftreten.
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Um eine pulsierende Strömung in der Rohrleitung 2 zu verhindern, ist
der erfindungsgemäße Dämpfungszylinder 6 in Nähe der Pumpe 1 in die
Rohrleitung eingebaut. Dieser Dämpfungszylinder ist einerseits über den Druckschlauch
7 mit der Pumpe 1 und andererseits über den Druckschlauch
8 mit der Rohrleitung 2 nachgiebig verbunden, wodurch verhindert wird, daß
Erschütterungen der Pumpe selbst auf den Dämpfungszylinder und von dort auf die
Rohrleitung übertragen werden. Damit auch keine Schwingungen vom Dämpfungszylinder
6 direkt auf das Maschinengestell 5 Übergehen, ist der Zylinder In
Gummipuffern 9 am Magehinengestell gelagert.
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Wie dieFig. 1 zeigtg besitzt der Dämpfungszylinder
6 an der 'Einetrömseite#einen abnehmbaren Flanschdeckel 10 mit einer
azialen Eintrittaöffnung 11 sowie eine zylindrische Eindrehung 12 zur Aufnahme
der Siebscheiben 13,14 und 15. Diese Siebs.
cheiben sind
mit Abstand voneinander auf dem axialen Abstandshalter 16 starr befestigt
und können als geschlossene Baueinheit in die Eindrehung 12 des Zylinders eingeschoben
werden. Außerdem läßt sich noch zwischen der ersten Siebscheibe 13 und dem
Planschendeckel 10 ein Abstandshalter in den Zylinder einbauen, damit ein
Zurückbewegen-der Siebscheiben mit Sicherheit vermieden wird.
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Die in Strömungsrichtung vorn liegende erste Siebscheibe
13 ist nur außen mit Durchtrittsöffnungen 17 versehen, während die
zweite Siebscheibe 14 nur innen Durchtrittsöffnungen 18 aufweist. Die letzte
Siebscheibe 15 besitzt dagegen über den ganzen-Scheibenquerschnitt verteilte
Durchtrittaöffnungen-19. Die Anzahl und der Durchmesser durch Durchtrittsöffnungen
sind so bemessen,. daß der Durchtrittsquerschnitt der Siebscheiben in Strömungsrichtung
zunimmt, d. h. daß die Siebscheibe 13
den geringsten, die Siebscheibe
14 einen mittleren und die Siebscheibe 15 den größten Durchtrittaquerschnitt
aufweist. Im hinteren Teil des Dämpfungszylinders 6 ist der einbaufreie Ausgleichsraum
20 vorgesehen. Die Gewindestücke 21 und 22 dienen zum Anschluß der Druckschläuche
7 und 8.
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Die Wirkungsweise des Dämpfungszylinders 6 ist folgendet Der
aus der Pumpe 1 kommende pulsierende Ölstrom tritt durch die Eintrittaöffnung
11 zentral in den Zylinder 6 ein. Da die erste Siebscheibe
13 nur im äußeren Bereich die Durchtritteöffnungen 17 aufweist, wird
der Ölstrom an dem geschlossenen Mittelteil dieser Siebscheibe nach außen umgelenkt
und beim Durchströmen der Öffnungen 17 in eine Vielzahl von Teilströmen zerlegt.
Durch die Umlenkung und die damit verbundene Verwirbelung in Verbindung mit der
Zerlegung in Teiletröme unter
gleichzeitiger Herabsetzung der Strömungsgeschwindigkeit
wird eih Ineinanderfließen der Schwingungen und damit eine Vergleichmäßigung des
gesamten Ölstromes erzielt. Beim anschließenden Auftreffen der Teilströme auf die
zweite Siebscheibe 14 wird durch die Versetzung der Sieblöcher eine weitere Umlenkung
nach innen und eine zusätzliche Verwirbelung der Teilströme hervorgerufen, so daß
die Schwingungsspitzen weiter abgebaut werden. Beim Durchtritt durch die inneren
Durchflußöffnungen 18 der zweiten Siebscheibe erfahren die Teiletröme eine
weitere Zerlegung verbunden mit einer zusätzlichen Herabsetzung der Geschwindigkeit.
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Je nach.den Erfordernissen können zusätzlich zu den beiden Siebscheiben
13 und 14 noch weitere Siebsoheiben mit wechselweise angeordneten Durchtrittaöffnungen
vorgesehen werden.
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Die letzte Biebscheibe 15 mit den über den ganzen Scheibenquerschnitt
verteilten Öffnungen 19 dient zur restlichen Egabsierung des Gesamtölstromesq
während in dem anschließenden Ausgleicheraum 20 eine allgemeine Beruhigung des Ölstromes
erfolgt.