DE1934849U - Vorrichtung zur daempfung der schwingungen eines pulsierenden fluessigkeitsstromes. - Google Patents

Description

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zur Dämpfung der Schwingungen eines pulsierenden Flüssigkeitsstromes.

Die Neuerung bezieht sich auf eine zur Dämpfung der Schwingungen eines pulsierenden Flüssigkeitsstromes, in Rohrleitungen.

Bei hydraulischen Anlagen, bei denen der Druckölstrom beispielsweise durch Zahnradpumpen, Axial- oder Radialkolbenpumpen erzeugt wird, 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 Pumpe, den Rohrleitungen und dem oder den Terbrauchern, wie Druckzylinder, Ölmotor oder dergl. besteht, im allgemeinen keine Störungen verursacht. Pulsierende Flüssigkeitsströme können übrigens auch durch Ventile oder durch eine ungleichmäßige Entnahme des Drucköles ausgelöst werden.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß an schwingungswilligen Maschinengestellen oder Tragrahmen, an denen hydraulische Anlagen mit ihrer Rohrleitung befestigt sind, durch Körperschall hervorgerufene, stark störende Geräusche auftreten, die sehr oft das zumutbare Maß von 70-75 Phon überschreiten und das Bedienungspersonal wesentlich belästigen.

Der vorliegenden Neuerung liegt nun die Erkenntnis zu Grunde daß diese störenden Geräusche durch die pulsierende Strö-

nung in der Rohrleitung der hydraulischen Anlage verursacht werden. Durch den pulsierenden Ölstrom treten nämlich "besonders "bei hohen Betriebsdrücken Schwingungen in der Rohrleitung auf, 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 G-eräusche beispielsweise an hydraulisch angetriebenen Eisenbahn-Schiebebühnen festgestellt worden, bei denen die Rohrleitungen längs der brückenartigen Kastenträger verlegt wurden.

Um diese störenden G-eräusche zu beseitigen hat man versucht, durch Verlegung und Vergrößerung der Rohrleitungen, 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.

Der Neuerung liegt nun die Aufgabe zu Grunde, diese störenden Geräusche mit Hilfe einer ■gaf''zu beseitigen, durch die der pulsierende Strom in der Rohrleitung gedämpft, d. h. in einen gleichmäßig fließenden Strom umgewandelt wird.

Die Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Neuerung in einem in die Rohrleitung eingebauten Einsatz, vorzugsweise Zylinder gesehen, 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 Strömungsrichtung dahinter liegenden Abschnitt einen einbaufreier Ausgleichsraum bildet.

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 Schwingungsenergie, 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 austretenden, gedämpften Ölstromes.

Durch die Beseitigung der pulsierenden Strömung treten in der an das schwingungswillige Maschinengestell befestigten Rohrleitung keine Schwingungen mehr auf, so daß auch das Maschinengestell nicht mehr zum Schwingen und damit zur Abgabe von störenden Geräuschen durch Körperschall angeregt werden kann. Eine Belästigung des Bedienungspersonals wird dadurch vermieden.

Bei hydraulischen Anlagen, bei denen der pulsierende I¹IUs-

sigkeitsstrom durch, eine Pumpe erzeugt wird, wird vorgeschlagen, den Dämpfungszylinder in unmittelbarer Wähe 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.

Eine Weiterentwicklung der !feuerung wird darin gesehen, 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 verhindert, daß einerseits mechanische Erschütterungen der Pumpe selbst auf den Dämpfungszylinder und andererseits Schwingungen des Dämpfung-Zylinders auf die Rohrleitung übertragen werden, während die elastische Aufhängung des Dämpfungszylinders am Maschinengestell die direkte Übertragung von Schwingungen vom Zylinder auf das Maschinengestell verhütet.

Weitere Einzelheiten und Vorzüge der Neuerung werden an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert, welches die Zeichnung erkennen läßt, und zwar zeigt;

Pig. 1 einen Längsschnitt durch den Dämpfungszylinder und

Pig. 2 eine Draufsicht auf die hydraulische Anlage mit einer an einem schwingungswilligen Maschinengestell befestigten Rohrleitung.

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Der in der Fig. 2 dargestellte hydraulische Antrieb "besteht aus einer Zahnrad-, Axial- oder Radialkolbenpumpe 1, die über eine Rohrleitung 2 mit einem entfernt liegenden Verbraucher, z. B. einem Ölmotor 3 in Verbindung steht. Die Rohrleitung 2 ist mittels der Schellen 4 längs des Maschinengestells 5 befestigt.

Der hydraulische Antrieb 1, 2, 3 dient beispielsweise als Fahrantrieb für Eisenbahn-Schiebebühnen, bei denen das quer zu den einzelnen Schienensträngen verfahrbare Maschinengestell 5 als langgestreckter, dünnwandiger Kastenträger ausgebildet und deshalb besonders schwingungswillig ist. Die längs des Maschinengestells 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 Aufzügen, Baggern, Baukranen, Pressen oder auch bei Werkzeugmaschinen auftreten,

TJm eine pulsierende Strömung in der Rohrleitung 2 zu verhindern, ist der Dämpfungszylinder 6 in STähe 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 Maschinengestell gelagert.

Wie die Fig. 1 zeigt, besitzt der Dämpfungszylinder 6 an

der Einströmseite einen abnehmbaren Plansch.deekel 10 mit einer axialen Eintrittsöffnung 11 sowie eine zylindrische Eindrehung 12 zur Aufnahme der Siebscheiben 13,14 und 15. Diese Siebscheiben 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 llanschdeckel 10 ein Abstandshalter in den Zylinder einbauen, damit ein Zurückbewegen der Siebscheiben mit Sicherheit vermieden wird.

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 Durchtrittsöffnungen 19., Die Anzahl und der Durchmesser dsr 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 Durchtrittsquerschnitt 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.
Die Wirkungsweise des DämpfungsZylinders 6 ist folgende:

Der aus der Pumpe 1 kommende pulsierende ölstrom tritt durch die Eintrittsöffnung 11 zentral in den Zylinder 6 ein. Da die erste Siebseheibe 13 nur im äußeren Bereich die Durchtrittsöffnungen 17 aufweist, wird der Ölstrom an dem ge-

sehlossenen 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 Teilströme unter gleichzeitiger Herabsetzung der Strömungsgeschwindigkeit wird ein 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 Sieblö'cher 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 Teilströme eine weitere Zerlegung verbunden mit einer zusätzlichen Herabsetzung der Geschwindigkeit.

Je nach den Erfordernissen können zusätzlich zu den beiden Siebscheiben 13 und 14 noch weitere Siebscheiben mit wechselweise angeordneten Durchtrittsöffnungen vorgesehen werden.

Die letzte Siebscheibe 15 mit den über den ganzen Scheibenquerschnitt verteilten Öffnungen 19 dient zur restlichen Egalisierung des Gesamtölstromes, während in dem anschließenden Ausgleichsraum 20 eine allgemeine Beruhigung des Ölstromes erfolgt.

Claims (9)

K ht Il Ö f 11) 0 J. L» υ υ Joseph. Vögele AG· Mannheim Pat.Ju/Hm 986 Schutzansprüche

1.) Vorrichtung zur Dämpfung der Schwingungen eines pulsierenden Flüssigkeitsstromes in Rohrleitungen,g e k e η η zeichnet durch einen in die Rohrleitung (2) eingebauten Einsatz, vorzugsweise Zylinder (6), 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 (17,18,19) aufweisende Siebscheiben (13,14,15) versehen ist und in seinem in Strömungsrichtung dahinter liegenden Abschnitt einen einbaufreien Ausgleichsraum (20) bildet.

2.) Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1,gekennze i chnet durch ihre Verwendung für Rohrleitungen (2), die an ein schwingungswilliges Maschinengestell oder Tragrahmen (5), beispielsweise eine Eisenbahn-Schiebebühne befestigt sind.

3.) Dämpfungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2 für hydraulische Anlagen, bei denen der pulsierende Flüssigkeitsstrom durch eine Pumpe erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungszylinder (6) in lähe der Pumpe (1) in die Rohrleitung (2) eingebaut ist.

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4.) Dämpfungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 Ms 3, d a durch gekennzeichnet, daß der Dämpfungszylinder (6) über G-ummipuffer (9) oder dergl. elastisch an das Maschinengestell oder den Tragrahmen (5) befestigt und über kurze Druckschläuche (7>8) nachgiebig in den Strömungskreislauf der hydraulischen Anlage (1,2,3) eingeschaltet ist.

5.) Dämpfungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungszylinder (6) eine axiale Eintrittsöffnung (11) besitzt und die in Strömungsrichtung vorn liegende erste Siebscheibe (13) nur außen und die zweite Siebscheibe (14) nur innen und gegebenenfalls weitere Siebscheiben abwechselnd außen und innen mit Durehtrittsöffnungen (17,18) versehen sind.

6.) Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die in Strömungsrichtung gesehen letzte Siebscheibe (15) mit über den ganzen Scheibenquerschnitt verteilten Durehtrittsöffnungen (19) versehen ist.

7.) Dämpfungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, d a durch gekennzeichnet, daß die gelochten Siebscheiben (13₅14»15) in Strömungsrichtung stetig zunehmende Durchtrittsquerschnitte aufweisen.

8.) Dämpfungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7₉ d a durch gekennzeichnet, daß der Dämpfungszylinder (6) an der Eintrittsseite mit einem abnehmbaren Plansendeekel (10) versehen ist und eine

zylindrische Eindreimng (12) "besitzt, in die die durch Abstandshalter (16) zu einem gemeinsamen Bauteil vereinigten Siebscheiben (13»14»15) einschiebbar sind.

9.) Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten Siebscheibe und dem abnehmbaren Hanschdeekel ebenfalls ein Abstandshalter eingebaut ist.

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