DE1453434A1

DE1453434A1 - Method for noise dampening in hydraulic pressure accumulator systems of vehicles, in particular motor vehicles

Info

Publication number: DE1453434A1
Application number: DE19621453434
Authority: DE
Inventors: Werner Branscheid; Karl Mayer
Original assignee: Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
Current assignee: Oerlikon Barmag AG
Priority date: 1962-06-29
Filing date: 1962-06-29
Publication date: 1969-02-13
Also published as: GB1046276A

Description

Verfahren zur Geräuschdämpfung in hydraulischen Druekspeichersyetemen von Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen.Method for noise dampening in hydraulic pressure storage systems of vehicles, in particular motor vehicles.

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gesellschaft Wuppertal-Oberbarmensociety Wuppertal-Oberbarmen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Geräuschdämpfung an hydraulischen Druckspeichersystemen für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge mit vom Fahrzeug bzw. dessen Antriebsmotor angetriebener Ein- oder Mehrkolbenpumpe.The invention relates to a method for noise attenuation hydraulic pressure accumulator systems for vehicles, in particular Motor vehicles with a single or multi-piston pump driven by the vehicle or its drive motor.

Es ist bei Fahrzeugen, insbesondere bei Kraftfahrzeugen gehobenen Komforts bekannt. Sekundärfunktionen wie beispielsweise das Verstellen der Sitze, Offnen der Fenster, das Offnen und Schließen des Schiebedaches, Betätigung der .scheibenwaschanlage usw., aber auch unmittelbar den Fahrkomfort unterstützende Funktionen wie Lenkhilfe, Bremskraftunterstützung, Querneigungsdämpfung u.dgl. mehr von einem zentralen hydraulischen Drucksystem mit Druckspeicher zu betätigen, üblicherweise dienen zur Erzeugung des notwendigen, meist sehr hohen Druckes Ein- oder Mehrkolbenpumpen. Dabei ist im allgemeinen die Pumpe ständig in Betrieb; nach dem jeweiligen Erreichen der oberen Druckgrenze sorgt entweder eine überdruoicsicherung oder ein Regler dafür, daß die Pumpe dann über eine Entspannungsleitung drucklos in den Vorratsbehälter zurückfordert.It is upscale in vehicles, especially motor vehicles Known comfort. Secondary functions such as adjusting the seats, opening the windows, opening and closing the sunroof, actuation of the windshield washer system, etc., but also functions that directly support driving comfort, such as power steering, braking assistance, bank angle damping and the like. to operate more of a central hydraulic pressure system with pressure accumulator, usually used to generate the necessary, usually very high pressure single or multi-piston pumps. In general, the pump is always in operation; after this respective reaching of the upper pressure limit ensures either an overpressure protection or a regulator that the pump then reclaimed pressure-free into the storage tank via a relief line.

Die meisten bekannten Konstruktionen dieser Art arbeiten in bezug auf ihre technische Funktion zufriedenstellend. Sehr störend wirkt jedoch die außerordentlich starke Geräuschentwicklung,Most of the known constructions of this type work in relation to one another satisfactory in terms of their technical function. However, the extremely strong noise development is very annoying,

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welche insbesondere dadurch sehr unangenehm wird, daß es praktisch nicht möglich ist, das Eindringen der Geräusche in den Fahrgastraum zu verhindern.which in particular is very uncomfortable in that it is practical is not possible for the noise to penetrate into the To prevent passenger compartment.

Die Geräuschentwicklung wächst im allgemeinen mit Belastung und Drehzahl bzw. Hubfrequenz der Kolben und ist bedingt durch die unvermeidlichen FlUssigkeitsschläge, Schwingungen der Flüesigkeitssäulen u.dgl. mehr, wobei auch die Ventile oft recht laut sind.The noise development generally increases with the load and speed or stroke frequency of the pistons and is caused by the unavoidable liquid shocks, vibrations of the liquid columns and the like more, whereby the valves also often are quite loud.

Während es durch Verwendung dämpfender Bauteile bzw. Werkstoffe und andere konstruktive Maßnahmen weitgehend möglich wurde, die Ventilgeräusche zu unterdrücken, waren alle Versuche zur Beseitigung der Hauptgeräusche bisher vergebens. Zwar wurde für Kolbenpumpen schon vorgeschlagen, sog. Stoßfänger zu benutzen, um dadurch der Pumpe durch Abschwächen der auftretenden Druckspitzen einen ruhigeren Gang zu verleihen und außerdem eine gleichmäßigere Förderleistung zu erzielen; zum gleichen Zweck werden bekanntlich sog. Windkessel verwendet, in welchen ein Luftpolster über dem Druekflüssigkeltsspiegel die Druckspitzen dämpft» Eine auch nur einigermaßen befriedigende Geräuschdämpfung war.daduroh jedoch nicht möglich.While it was largely possible through the use of damping components or materials and other constructive measures that Suppressing valve noise were all attempts at elimination the main noises so far in vain. It has already been proposed to use so-called bumpers for piston pumps, in order to give the pump a smoother gear by weakening the pressure peaks that occur and also to achieve a more even delivery rate; For the same purpose, as is known, so-called air tanks are used, in which an air cushion above the pressure fluid level dampens the pressure peaks was not possible, however.

Aufgabe der Erfindung ist es demnach, die bei der Druckerzeugung in hydraulischen Speichersystemen entstehenden unerwünschten Geräusche so stark zu dämpfen, daß der übrige an den Fahrzeugen noch vorhandene Geräuschpegel mindestens nicht überschritten, mögliohst unterschritten wird. Ss wurde nun gefunden, daß dies dadurch möglich wird, daß man der Druckflüssigkeit kurz vor oder unmittelbar im Druckzylinder ein Gas fein verteilt beimischt oder aber das Gesamtvolumen des Druckzylinders im Verhältnis zum Hubvolumen derartig groß macht, daß dia spezifischeThe object of the invention is accordingly to eliminate the undesirable effects that arise when pressure is generated in hydraulic storage systems To muffle noises so much that the rest of the vehicles still existing noise level at least not exceeded, is undercut as far as possible. It has now been found that this This makes it possible that a finely divided gas is admixed with the pressure fluid shortly before or immediately in the pressure cylinder or the total volume of the pressure cylinder in relation to the stroke volume makes so large that the specific

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Kompressibilität der Flüssigkeit (beispielsweise ca. IJt) genügt« um die erfindungsgemäße Wirkung zu erzielen. SelbstverstKndlloh 1st aueh die Korabination beider Maßnahmen in beliebiger Welse möglich. Durch die Beimengung von fein verteilten Gasbläschen bzw. durch die Vergrößerung des Gesamtvolumens in vorbesohriebener Weise« ggf. durch die Beimengung eines Gases und die Vergrößerung des Gesamtvolumens, erfolgt eine genügend stark« Dämpfung der in der Pumpe selbst vorhandenen Geräuechursachen.Compressibility of the liquid (for example approx. IJt) sufficient «to achieve the effect according to the invention. Of course, the combination of both measures is also possible in any way. By adding finely divided gas bubbles or by increasing the total volume in a pre-designed way «if necessary by adding a Gas and the increase in the total volume, there is a sufficiently strong «damping of that which is present in the pump itself Causes of noise.

Die Erfindung besteht demnach in einem Verfahren zur Dämpfung der Geräusohe in hydraulischen Druckerzeugern an Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen mit vom Fahrzeug selbst bzw. dessen Antriebsmotor angetriebener Ein- oder Mehrkolbenpumpe« wobei die effektive Kompressibilität des Druckrauminhaltes auf 20 % bia 50 % des Hubvolumens gebracht wird. Dies kann erfindungegemäfi dadurch erreicht werden« daß unter Ausnutzung der spezifischen Kompressibilität das Gesamtdruckraumvolumen ein entsprechendes Verhältnis zum Hubvolumen erhält und/oder indem der Druckflüssigkeit ein Gas in fein verteilter Form kurz vor oder im Druckraum beigemengt wird.The invention therefore consists in a method for damping the noise in hydraulic pressure generators on vehicles, in particular motor vehicles with a single or multi-piston pump driven by the vehicle itself or its drive motor, whereby the effective compressibility of the pressure chamber contents is brought to 20 % to 50 % of the displacement. According to the invention, this can be achieved by using the specific compressibility of the total pressure chamber volume in a corresponding ratio to the stroke volume and / or by adding a finely divided gas to the pressure fluid just before or in the pressure chamber.

Die Erfindung besteht weiter in einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, welche Einrichtungen zur Beimengung von Luft zur Druckflüssigkeit kurz vor oder im Kolbenraum und/oder eine kannerartige Erweiterung des Hubzylinders aufweist. Diese kammerartige Erweiterung kann erfindungagemäß entweder im Zusammenwirken mit der Luftbeimengung oder auch allein die verfahrensgemäße Wirkung erzielen. Im letzteren Falle muS das Verhältnis vom Rauminhalt der Kammer zum Hub- oder Verdrängungsvolumen der Kolbenpumpe ein Verhältnis von mindestens 20tl, vorzugsweise 30 : 1 bis 50 1 1 aufweisen.The invention also consists in a device for carrying out the method, which means for admixing of air to the hydraulic fluid just before or in the piston chamber and / or a can-like extension of the lifting cylinder. According to the invention, this chamber-like expansion can either act in conjunction with the admixture of air or also alone achieve the procedural effect. In the latter case the ratio of the volume of the chamber to the stroke or displacement volume of the piston pump has a ratio of at least 20 tl, preferably 30: 1 to 50 11.

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überraschenderweise hat sich gezeigt, daß es im allgemeinen bereits genügt, in die zur Pumpe führende Flüssigkeitsleitung einen Strömungswiderstand beispielsweise in Form einer Drossel einzubauen« wonach eine zur Erzielung der erfindungsgemäßen Wirkung genügend große Luftmenge durch den Hingspalt zwischen Kolben und Zylinderwand in den Förderraum eintritt. Diese Erkenntnis ist insofern überraschend, als sie den bisherigen in der Fachwelt allgemein geläufigen Vorstellungen vom Vorhandensein eines geschlossenen Schmierölfilmes zwischen Kolben und Zylinderwand vor allen Dingen dann, wenn es sich um Kolben zum Erzeugen eines hohen Druckes handelt, weitgehsndst widerspricht. Es ist jedoch zweckmäßig, im allgemeinen nur dann eine eolch© konstruktive Lösung zu wShlen, wenn die Wirkung der kammerartigön Erweiterung unterstützt werden soll.Surprisingly, it has been found that in general All that is needed is a flow resistance, for example in the form of a throttle, in the liquid line leading to the pump to incorporate «after which one to achieve the invention Effect of a sufficiently large amount of air through the gap between Piston and cylinder wall enters the delivery chamber. This finding is surprising in that it compares the previous one notions of existence that are generally familiar in the professional world a closed lubricating oil film between the piston and cylinder wall, especially when it comes to Acts piston to generate a high pressure, largely contradicts. However, it is useful, generally only then to choose a constructive solution if the effect the chamber-like extension is to be supported.

Zwei Außführungsformen einer zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Vorrichtung werden anhand der beigegebenen Zeichnungen näher erläutert.Two embodiments of one for implementing the invention Process suitable device are explained in more detail with reference to the accompanying drawings.

Flg. 1 zeigt eine übliche Kolbenpumpe, welche Vorrichtungen zur Beimengung eines Oases zur Druckflüssigkeit aufweist, Flg. 1 shows a conventional piston pump which has devices for adding an oasis to the pressure fluid,

Flg. 2 zeigt eine besondere Ausbildungsform der Gas- -beimengung, Flg. 2 shows a special form of gas admixture,

Flg. 3 zeigt eine. Vorrichtung mit der an den Purapenraum unmittelbar sich anschließenden kammerartigen Erweiterung. Flg. 3 shows a. Device with the chamber-like extension immediately following the purapen space.

Im Pumpsnkörper 1 sitst der Zylinder 2, welcher über die Bohrungen 11 in seinem oberen Teil mit dem Flüssigkeitsreum 10 in Verbindung steht. In dem Zylinder 2 bewegt sich der Kolben im Hubraum 41 durch die strichpunktiert® Linie 3^f wird derThe cylinder 2 is located in the pump body 1 and is connected to the fluid space 10 via the bores 11 in its upper part. In the cylinder 2, the piston moves in the displacement 41 through the dash-dotted line 3 ^f becomes the

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obere Totpunkt angedeutet. Der Hubraum geht unmittelbar in den Kompressionsraum 5 über, welcher gegen den dahinterllegenden Druckspeicher vermittels des Ventils 6 abgeschlossen ist. Die Plüssigkeitszuführung erfolgt durch die über die Verschraubung mit der zum Flüssigkeitsraum 10 führenden Bohrung 9 verbundene Saugleitung 7. In der Saugleitung 7 ist eine Drossel 12 eingebaut, die den Strömungswiderstand soweit erhöht, daß durch das Spiel zwischen Kolben und Zylinderwand in der Phase des stärksten Unterdruakes im Kompressionsraum Luft in diesen einströmen kann. Es hat sich gezeigt, daß die Verteilung der auf diese Art einströmenden Luft in der Flüssigkeitssäule über dem Kolben genügend fein ist, um die erfindungsgemäße Wirkung zu erzielen. Besser ist eine Lösung entsprechend Fig. 2, bei welcher in die Ansaugleitung 7 und hinter dem Rückschlagventil 14 ein Ventil I? zum EInIaB eines Gases, insbesondere Luft, vorgesehen ist. Das in Fig. 2 dargestellte Ventil 1st ein GaseinlaSventil einfachster Art, bei welchem durch das Verstellen einer Schraube die GruSe der einströmenden Qasmenge reguliert werden kann.indicated top dead center. The displacement goes directly into the compression chamber 5, which is opposite to the one behind it Pressure accumulator is completed by means of valve 6. The liquid is supplied through the screw connection with the leading to the liquid chamber 10 bore 9 connected suction line 7. In the suction line 7, a throttle 12 is installed, which increases the flow resistance to such an extent that through the clearance between the piston and the cylinder wall in the phase of the greatest underpressure in the compression chamber, air can flow into it. It has been shown that the distribution of the this type of air flowing in in the liquid column above the piston is sufficiently fine to achieve the effect according to the invention. A solution according to FIG. 2 is better, in which in the suction line 7 and behind the check valve 14 a valve I? for the inlet of a gas, in particular air is. The valve shown in FIG. 2 is a gas inlet valve of the simplest type, in which the amount of gas flowing in can be regulated by adjusting a screw.

Eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in Fig. 3 dargestellt. Anschließend an den Hubraum 4 erweitert sich der Kompressionsraum 15 in die Kammer 16, welche durch daa Ventil 6 in der Kammerabdeckung 17 gegen den Druckspeicher der Anlage abgeschlossen ist. Bei der in der Zeichnung schematisiert dargestellten Ausführungsform genügt das im Vergleich zum Hubvolumen große Gesamtvolumen des Druekraumes zur Erzielen der erfindungsgemÄflen Geräuschdämpfung. Bs ist jedoch die erfindungsgemäße Wirkung nur dann zu erzielen, wenn mit den Übrigen Abmessungen auch der Durchmesser der Erweiterung gegenüber dem Kolbeniurohmesser vergrößert wird. Es ist selbstverständlich möglich, die Wirkung der kanmerartlgen Erweiterung 16 durch Malnahmen etwa entsprechend den Figuren 1 und 2 zu unterstützen genauso, wie jede beliebigeAnother embodiment of the device according to the invention is shown in FIG. Subsequent to the displacement 4, the compression space 15 expands into the chamber 16, which through daa valve 6 in the chamber cover 17 is closed against the pressure accumulator of the system. At the one in the drawing The embodiment shown schematically, the large total volume of the pressure space compared to the stroke volume is sufficient to achieve the noise attenuation according to the invention. Bs is However, the effect according to the invention can only be achieved if the other dimensions also match the diameter of the Extension compared to the piston diameter is enlarged. It is of course possible to reduce the effect of the general expansion 16 by taking measures approximately in accordance with the Figures 1 and 2 support as well as any

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andere Form der Luftzufuhr in den Druckerzeuger, wie beispielsweise durch besondere Bohrungen in der Zylinderwand, erfolgen kann. Außerdem ist es auch möglich« den gesamten Druckraum so auszubilden, daß die Erweiterung unmittelbar am bzw. unter dem unteren Tetpunkt des Kolbens 3 beginnt.other form of air supply into the pressure generator, such as by special bores in the cylinder wall. In addition, it is also possible «the entire To design the pressure chamber so that the expansion begins immediately at or below the lower Tetpunkt of the piston 3.

Dort, wo dies konstruktiv möglich ist, läßt sich eine ähnliche Wirkung auch dadurch erzielen, daß beispielsweise der Raum 4 in einen Raum mit «lastlachen Wandungen oder Wandungsteilen übergeht, wobei die elastischen Wandteile oder Wandungen jedoch ein rel. hohes Dämpfungsvermögen aufweisen sollen.Where this is structurally possible, a similar one can be used Achieve an effect, for example, that the room 4 in a room with «flat walls or wall parts passes, with the elastic wall parts or walls, however, a rel. should have high damping capacity.

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Claims

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Claims

Ii method for damping the noise in hydraulic pressure generators on vehicles, in particular motor vehicles with a single or multi-piston pump driven by the vehicle or its drive motor, characterized in that the effective compressibility of the pressure chamber contents is brought to 20 % to 50 % of the displacement.

2. The method according to claim 1, characterized in that the The amount of effective compressibility by correspondingly dimensioning the total pressure chamber volume in relation to the stroke volume, taking into account the specific compressibility of the hydraulic fluid, and / or by adding a Gas is brought about in finely divided form shortly before or in the pressure chamber.

3. The method according to claim 1, characterized in that the Admixture of the air with the help of increased stream resistance </ is supplied in the suction line through the annular gap between the piston and the cylinder wall.

4. Apparatus for performing the method according to claim 1, characterized in that the Korapreseioneraum (15) of the Pump (2) opens into a chamber-like enlarged space (16), which is closed by a check valve (6) against the pressure accumulator.

5 device for performing the method according to claim 1, characterized in that in the suction line (7) one the

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Flow resistance increasing throttle (12) and / or an oasis inlet valve (13) is arranged.

6. Device according to claim 4, characterized in that the volume of the chamber-like extended space (l6) is at least 20 fold-, preferably 30- to 50-fold of the property in association with it the displacement space (4).

7. Apparatus according to claim 5 * characterized in that devices for adding the air are arranged in the cylinder wall.