DE1807300U - Schwingungsdaempfer. - Google Patents

Description

P.A.014 390-7.1.60

5. Januar 1960 We. - Case 6002

Westinghouse Air Brake Company, ^ilmerding, Pennsylvania (Y.St.A.)

Schwingungsdämpfer

Die !Teuerung bezieht sich auf einen Schwingungsdämpfer, bestehend aus einer in einem Gehäuse angeordneten elastischen Hülle, die um einen röhrenförmigen linsatz herum konzentrisch angeordnet ist. Derartige Schwingungsdämpfer haben die Aufgabe, etwaige in einer Druckmittelleitung auftretende Druckwellen zu absorbieren.

Bei derartigen an sich bekannten Einrichtungen wird rlie den Einsatz umgebende elastische Hülle von dem Druck des Mediums beaufschlagt, welcher in einer Kaianer auf der Außenober \- flache der Hülle herrscht. Bei plötzlich auftretendem Druckabfall in der Leitung wird die elastische Hülle durch den Druck in der Kammer, welcher gegen die Außehflache der Hülle wirkt, gegen die äußere Mantelfläche des Einsatzes und damit gleichzeitig auch in die in diesem befindlichen Offnungen gepreßt. Durch diese enge Verbindung der elastischen Hülle mit den in dem Einsatz befindlichen Löchern bzw. Bohrungen wird die Hülle einem sehr starken Verschleiß ausgesetzt, der eine entsprechende Verkürzung der Lebensdauer dieses Teiles zur ^olge hat. Zur Beseitigung dieses Mangels hat man bereits versucht, die Ränder der Öffnungen des Einsatzes abzurunden bzw. schikanenförmige Anordnungen vorzusehen. Auch diese Einrichtungen konnten jedoch den Verschleiß der Hülle nicht vollständig vermeiden, so daß auch diese an sich bekannten Maßnahmen auf die Dauer nicht befriedigen konnten.

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Der feuerung liegt die Aufgabe zugrunde, die mit den bis lang verwendeten Anordnungen verbundenen Uachteile in vollem Umfange -zu vermeiden. Neuerungsgemäß weist der satz ein rohrförmiges Element auf, welches aus porösem Metall, vorzugsweise Sintermetall, besteht. Durch die Wahl dieses besonderen Stoffes ist einerseits die Möglichkeit gegeben, daß das Druckmittel durch die Wandung des rohrförmigen Elementes hindurchtreten, andererseits aber die aus elastischem Stoff bestehende Hülle nicht in die Poren des Elementes eingepreßt werden kann, was bei den üblichen bekannten Einrichtungen stets dann der Jail ist, wenn das Element Bohrungen bzw. Löcher aufweist und die Hülle infolge einer Druckabsenkung gegen die äußere Mantelfläche dieses Elementes gedrückt wird.

Vorteilhaft besteht der Einsatz ferner aus Stützelementen aus undurchlässigem Material, welche das röhrenförmige Element zentral lagern. Dabei weist der Querschnitt des Einsatzes etwa die Form eines dreizackigen Sternes auf, wobei die die Zacken bildenden Rippen am Umfang verteilt angeordnet sind. Zweckmäßig sind die Sippen mit konischen Endstücken verbunden, welche axiale Bohrungen aufweisen, wobei sich diese Endstücke gegen die Hülle dichtend anlegen.

Ein ^Ausführungsbeispiel des neuerungsgemäßen Schwingungsdämpfers ist nachstehend anhand der Zeichnung im einzelnen noch etwas näher erläutert. In dieser zeigen in rein schematischer Weise:

Pig. 1 einen Längsschnitt durch den neuerungsgemäßen Schwingungsdämpfer,

Pig, 2 einen Schnitt längs der Linien 2 - 2 in Mg. 1,

Pig. 3 eine Seitenansicht des neuerungsgemäßen Schwingungsdämpfers.

Mit 1 ist der Schwingungsdämpfer bezeichnet, welcher aus einem hohlzylinderförmigen Gehäuseteil 2 besteht. An den beiden Enden desselben sind jeweils kappenförmige Flansche 3 und 4 vorgesehen, die mit einer in axialer Richtung verlaufenden Gewindebohrung 5 bzw. 6 versehen sind und in welche das jeweilige Gewinde end stück einer, in der Zeichnung nicht weiter dargestellten, ein Druckmittel führenden Einlaß- und -"-uslaßleitung mit veränderlichem Druck eingeschraubt wird.

Die kappenförmigen Flansche 3 und 4 werden durch beliebige Mittel, beispielsweise mit Hilfe von Ankerbolzen 7 zusammengehalten, welche am ^nde mit einem Gewinde versehen sind und auf die Schrauben 8 aufgeschraubt werden. Die Ankerbolzen 7 sind hierbei außerhalb des Gehäuses, und zwar in gewissen Abständen zueinander, angeordnet.

Sine elastische Hülle 9 mit nach außen gerichteten Sndflanschen 10 ist innerhalb einer Bohrung 11 des Gehäuseteiles 2 koaxial angeordnet. Die Endflanschen 1-0 liegen hierbei in ringförmigen Nuten, welche in die kappenförmigen Flansche 3 und 4 eingearbeitet sind, und werden zwischen die Enden des Gehäuseteiles 2 und die Innenflächen der rippenförmigen Flansche 3 und 4 dichtend eingeklemmt. Die Außenfläche der Hülle 9 liegt auf der Innenfläche der Bohrung 11 satt auf. Der ^weck dieser besonderen Anordnung soll im folgenden noch näher erläutert werden.

Zwischen den kappenförmigen Flanschen 3 und 4 ist innerhalb der elastischen Hülle 9 ein Einsatz 12 koaxial gelagert. Dieser besteht im wesentlichen aus drei in Längsrichtung sich erstreckenden Sippen 13, welche am Umfang des Einsatzes 12 in gewissen Abständen voneinander angeordnet sind. Bine jede dieser Rippen 13 weist konkave Seitenwände auf, die an ihren oberen binden mit einem längs gerichteten gewölbten Seil verbunden sind, welcher am"

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Außenrand der Kippe vorgesehen ist. Der äußere Rand der Rippe 13 "berührt die Innenfläche der elastischen Hülle 9 und stützt diese somit gleichzeitig ab. An ihren jeweiligen äußeren Enden sind die Rippen 13 "beispielsweise mit Hilfe einer Schweißverbindung mit konischen Endstücken 14 verbunden. Jedes dieser Endstücke 14 zeigt eine in axialer Richtung verlaufende Bohrung 15, welche koaxial zu den Bohrungen 5 und 6 der kappenförmigen Endflanschen 3 und 4 angeordnet ist. Die konischen Endstücke 14 zeigen teilweise eine zylindrische Mantelfläche, die mit der Innenfläche der die Endflansche 10 tragenden Hülle 9 in dichtender Verbindung steht.

Ein röhrenförmiges Element 16 aus Sintermetall erstreckt sich zentral durch den dreifußförmigen Teil des Einsatzes 12, wobei die äußeren -%den des Elementes 16 mit den Bohrungen 15 der jeweiligen gegenüberliegenden konischen Endstücke im Preßsitz verbunden sind. Falls erforderlich, kann das innerhalb des dreifußförmigen Teiles des Einsatzes 12 befindliche Element 16 mit Hilfe von Sicherungsringen 17 gehalten werden, welche an den einander gegenüberliegenden Enden des Elementes 16 vorgesehen sind und in die Bohrungen 15 nach Einbringen desselben gepreßt werden. Das Sintermetall des röhrenförmigen Elementes 16 ist so porös bzw. durchlässig, daß hierdurch ein gedrosselter Durchtritt des Druckmittels geschaffen wird. ^Auf diese Weise kann das Druckmittel in jeweils zwei Richtungen strömen, und zwar aus dem Innenraum des röhrenförmigen Elementes 16 in die von der Hülle 9, den Rippen 13 des Einsatzes 12 und den konischen Flächen der Endstücke 14 umgrenzten, in Längsrichtung sich erstreckenden Druckkammern 18 und umgekehrt.

^Δητ Sicherung des Einsatzes 12 gegen eventuell auftretende Verdrehungen innerhalb der Hülle 9 können an jedem Ende des Einsatzes 12 Stifte 19 vorgesehen werden.

Zur Ausübung einer Druckwirkung auf die äußere Oberfläche der Hülle 9 wird ein Druckmittel in den Kaum zwischen der I/ißeren Mantelfläche der Hülle 9 und der Bohrung 11 eingeleitet. Das Druckmittel wird über eine Druckleitung 20 eingeführt, welche in einen auf den Gehäuseteil 2 aufgeschweißten Anschlußnippel 21 eingeschraubt wird und in eine in der '»/and des Seiles 2 befindliche Öffnung 22 einmündet. Hierbei kann die Leitung 20 mit einem Manometer 23 sowie einem Ventil 24 versehen v/erden, um den Zufluß des Druckmittels zu der Einrichtung 1 zu regeln, insbesondere aber abzuschalten, wenn der Druck einen ganz bestimmten Wert erreicht hat.

Um die Möglichkeit des Zutritts des Druckmittels zu allen Bereichen der Außenmantelflache der Hülle 9 zu erleichtern, weist das Stützprofil der Hippe 13 in trspsversaler Sichtung verlaufende Sinsjungen 25 auf, in welche die Hülle 9 durch den auf der Außenseite derselben lastenden Druck des Druckmittels hineingepreßt wird.

Bei Inbetriebnahme des Schwingungsdämpfers gemäß der Heuerung befindet sich die elastische Hülle 9 in der in Pig. 1 und der Zeichnung dargestellten Stellung, d.h. die Hülle 9 liegt auf der Bohrung 11 des Seiles 2 satt auf. Vorzugsweise wird der Schwingungsdämpfer 1 vor seinem Anschluß an die mit einem druckveränderlichen Medium beaufschlagte leitung mit einem Druckmittel aufgefüllt. Zu diesem Zwecke wird das Ventil 24 geöffnet, wobei durch die öffnung 22 eine ganz bestimmte Menge dieses Druckmittels zur äußeren Mantelfläche der elastischen Hülle 9 strömt. Das auf diese einwirkende Druckmittel bewirkt, daß die -⁰UlIe in die Sinsenkungen 25 gepreßt wird. Dadurch wird das Mittel in verhältnismäßig einfacher Weise auf alle Bereiche der äußeren Mantelfläche der elastischen Hülle 9 verteilt. Durch den auf diese wirkenden Druck wird ein Teil der Hülle 9 gegen die Hippen gedrückt, während sich ein anderer Teil der Hülle 9 gegen

die konkaven Innenflächen der kippen 13 derart anlegt, längliche Kammern entstehen, die mit dem Druckmittel aufgefüllt sind.

Zur Yermeidung von überbeanspruchungen, insbesondere aber unzulässigen Dehnungen der elastischen Hülle 9 ist die Form des Einsatzes 12 so gewählt, daß beim Anlegen der Hülle 9 gegen den linsatz 12, also beim Schlaffwerden derselben, die Berührungsfläche zwischen der Hülle 9 und dem Einsatz 12 et?/a gleich groß ist.

Zur v/eiteren Erläuterung des Schwingungsdämpfers gemäß der Neuerung soll einmal angenommen werden, daß dieser mit Hilfe seiner G-ewindebohrungen 5 und 6 an die ein Druckmittel veränderlichen Druckes führende Einlaß- bzw. -^uslaßleitung angeschlossen sei. Wenn der Schwingungsdämpfer 1 auf diese 'Weise mit clen beiden leitungen verbunden ist, dann strömt das Medium sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung des aus porösem Metall bestehenden röhrenförmigen Elementes 16, wobei das Druckmittel nach Durchströmung der Wand dieses Elementes in die Druckkammern 18 gelangt. Dabei Y/irkt das Medium auf die innere Mantelfläche der Hülle 9 ein und ist bestrebt, diese entgegen der Druckkraft, welche von dem in den länglichen Kammern an der Außenfläche der Hülle 9 befindlichen Druckmittel ausgeübt wird, nach außen zu pressen.

Bei einer plötzlich auftretenden Druckwelle in der Hauptleitung, wie dies beispielsweise bei mit Kolben^reisel- oder Drehkolbenpumpen verbundenen Leitungen des öfteren vorkommt, pflanzt sich das durch das röhrenförmige Element 16 strömende Medium au-~ch durch die Poren der Wandungen dieses Elementes fort und wirkt entgegen der Druckwirkung des in den aufgefüllten Kammern befindlichen, die Außenfläche der Hülle 9 beaufschlagenden weiteren Druckmittels. Das durch die Poren der Wandung des Elementes 16

Claims (6)

RA.014 390*-7.1. EO — 7 — strömende Druckmittel ist somit bestrebt, die Hülle 9 in j Sichtung auf die Wandung der Bohrung 11 des zylinderförmtjgen Gehäuseteiles 2 zu pressen und somit entsprechend der Intensität der Druckwelle zwischen diesen Teilen ein sattes Aufliegen zu bewerkstelligen. Tritt jedoch plötzlich ein Druckabfall in der leitung ein, so wird die Hülle 9 durch den Druck des in den vorgefüllten Kammern befindlichen Druckmittels gegen den Einsatz 12 und damit gegen das röhrenförmige Element 1b gepreßt. Durch die !einheit der in diesem Element befindlichen Poren stellt jedoch der Einsatz 12 praktisch eine glatte durchgehende Auflagefläche dar, so daß die Hülle 9 in diese Poren des Elementes nicht eindringen kann. Dadurch wird insofern ein erheblicher Vorteil erzielt, als ein Verschleiß der Hülle 9 beispielsweise durch Abrieb u.dgl. mit Sicherheit vermieden v/erden kann . S chut ζ ans prüche

1. Schwingungsdämpfer zum Einbau in eine Druckleitung, bestehend aus einer in einem G-ehäuse angeordneten elastischen Hülle, in welche ein Einsatz konzentrisch gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz " ein röhrenförmiges Element (16) aufweist, welches aus porösem Metall, vorzugsweise Sintermetall, besteht.

2. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz ferner aus Stützelementen aus undurchlässigem Material besteht, welche das röhrenförmige Element (16) zentral lagern.

3. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Einsatzes etv/a die IPorm eines dreizackigen Sternes aufweist, wobei die die Zacken bildenden Rippen (13) am Umfang verteilt angeordnet sind.

4. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 3> dadurch gekennzeich>*

net, daß die Rippen (13) mit axial durchbohrten koni- / sehen Endstücken (14) verbunden sind, die sich gegen * die Hülle (9) dichtend anlegen.

5. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Hülle (9)über Sndflanschen (10) sov/ie kappenförmige Planschen (3,4) gegen den Gehäuseteil (2) abgedichtet ist derart, daß eine einen ganz bestimmten Druck aufweisende Kammer entsteht.

6. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die kappenförmigen Plansche (3,4) axiale Gewindebohrungen (5>β) aufweisen.