DE3146454A1 - Element for damping pressure oscillations in hydraulic systems - Google Patents

Element for damping pressure oscillations in hydraulic systems

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DE3146454A1 DE19813146454 DE3146454A DE3146454A1 DE 3146454 A1 DE3146454 A1 DE 3146454A1 DE 19813146454 DE19813146454 DE 19813146454 DE 3146454 A DE3146454 A DE 3146454A DE 3146454 A1 DE3146454 A1 DE 3146454A1
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Abstract

An element is proposed which serves to damp pressure oscillations in hydraulic systems, especially in a system for delivering fuel which is fed from a storage tank to an internal combustion engine. The damping element through which the fuel flows and which elastically increases in volume under the effect of each pressure oscillation is arranged in a feedline which leads from a displacement pump to the internal combustion engine. The inflow and outflow apertures in the damping element are so arranged that the direction of flow of the fuel in the damping element is deflected. The build-up of fluid associated therewith effects a particularly effective damping of the pressure oscillations in the hydraulic system. <IMAGE>

Description

Element zum Dämpfen von Druckschwingungen inElement for damping pressure oscillations in

hydraulischen Systemen Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem Dämpfelement nach der Gattung des Hauptanspruchs. Die Entstehung von Druckschwingungen und damit die Geräuschbildung ist bei einer Flüssigkeitsförderung mit Hilfe einer Pumpe darauf zurückzuführen, daß diese als Verdrängerpumpe ausgebildet ist.hydraulic systems prior art The invention is based on a damping element according to the preamble of the main claim. The creation of pressure oscillations and thus the noise is generated when pumping liquid with the help of a Pump due to the fact that it is designed as a positive displacement pump.

Solchen Pumpen saugen das zu fördernde Medium an und schieben es wieder aus, wobei sich dieser Vorgang zyklisch in schneller Abfoige wiederholt. Bei einer zur Kraftstoff-Förderung häufig eingesetzten Rollenzellenpumpe wiederholt sich der Ansaug- und Ausschiebevorgang des Mediums pro Förderglied-Umirehung so oft, wie voneinander abgeschlossene Kammer-Volumina zur Verfügung stehen; bei einer fünfzelligen Rollenzellenpumpe also fünf'Mal. Jeder dieser Pumpenvorgänge ist mit einem kurzzeitigen Absinken des Saugunterdrucks sowie einem Ansteigen des Förderdrucks verbunden, wobei sich die Frequenz der so entstehenden Druckschwingungen aus der Förderglied-Drehzahl bestimmt.Such pumps suck in the medium to be conveyed and push it again off, whereby this process is repeated cyclically in quick succession. At a The roller cell pump, which is frequently used for pumping fuel, is repeated Suction and discharge process of the medium per conveying link circulation as often as mutually closed chamber volumes are available; with a five-cell Roller cell pump five times. Each of these pumping operations is short-term A decrease in the suction vacuum and an increase in the delivery pressure tied together, whereby the frequency of the resulting pressure oscillations is derived from the speed of the conveyor link certainly.

Es kann daher, wenn es sich bei den zu bedämpfenden Flüssigkeitspumpen um Kraftstoff-Förderpumpen handelt, welche mit dem Kraftstoff den Antriebsmotor eines Kraftfahrzeuges versorgen, zu einer zum Teil störenden Geräuschentwicklung auch im Fahrgastraum kommen. Diese Geräusche sind auf die Druckschwingungen im Kraftstoff-Fördersystem zurückzuführen, welche sich durch Körperschallanregung de Leitungen sowie der Karosserie als Luftschall ausbreiten. Eine Minderung solcher Druckschwingungen am Entstehungsort ist kaum möglich.It can, therefore, if it is the case of the liquid pumps to be damped It is a question of fuel feed pumps, which drive the drive motor with the fuel of a motor vehicle, to a partly disturbing noise development also come in the passenger compartment. These noises are due to the pressure fluctuations in the fuel delivery system caused by structure-borne noise excitation de lines and the body propagate as airborne sound. A reduction in such pressure fluctuations at the point of origin is hardly possible.

Es ist schon ein Element zum Dämpfen dieser Druckschwingungen bekannt, das in der Förderleitung angeordnet ist und von dem Kraftstoff durchströmt wird. Dabei liegen die Zuströmöffnung und die Abströmöffnung des Dämpfelements einander direkt gegenüber. Derartige aufgebauteDämpfelemente vermögen die Druckschwingungen zwar erheblich zu dämpfen, doch treten durch die nicht zu glättenden Restschwingungen immer noch minimale Geräusche auf, die durch die als Resonanzkörper wirkende Kraftfahrzeug-Karosserie verstärkt werden und deshalb gelegentlich doch noch stören können.An element for damping these pressure oscillations is already known, which is arranged in the delivery line and through which the fuel flows. The inflow opening and the outflow opening of the damping element lie on top of one another directly opposite. Such built-up damping elements are capable of the pressure oscillations to be dampened considerably, but occur due to the residual vibrations that cannot be smoothed still minimal noise caused by the vehicle body acting as a sound box are amplified and can therefore still be a nuisance from time to time.

Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemäße Dämpfelement mit -den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil., daß durch die erzwungene Strömungsumkehr und den damit verbundenen Flüssigkeitstau im Dämpfelement die Druckschwingungen praktisch völlig gedämpft werden, so daß keine störende Geräuschbildung mehr auftritt.Advantages of the invention The damping element according to the invention with -den Characteristic features of the main claim has the advantage that due to the forced flow reversal and the associated fluid build-up in the Damping element, the pressure vibrations are practically completely damped, so that none disturbing noise formation occurs more.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruchs angegebenen Dämpfelements möglich.The measures listed in the subclaims are advantageous Developments and improvements of the damping element specified in the main claim possible.

Insbesondere die Ausstattung des Dämpfelements mit einem druckdichten, elastisch verlängerbaren Faltenbalg ermöglicht die Schaffung eines aus wenigen Einzelteilen bestehenden Dämpfelements.In particular, the equipment of the damping element with a pressure-tight, elastically extendable bellows enables one to be created from a few individual parts existing damping element.

Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein Kraftstoff-Fördersystem mit einem Kraftstofftank, einer Förderpumpe, einem im Längsschnitt gezeigten Dämpfelement und einer Brennkraftmaschine, unmaßstäblich dargestellt, Figur 2 einen Schnitt durch das Dämpfelement gemäß Figur 1, entlang der Linie Il-Il und Figur 3 einen Längsschnitt durch ein anders aufgebautes Dämpfelement.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing and explained in more detail in the following description. It show figure 1 a fuel delivery system with a fuel tank, a delivery pump, a damping element shown in longitudinal section and an internal combustion engine, not to scale shown, Figure 2 is a section through the damping element according to Figure 1, along the line II-II and Figure 3 shows a longitudinal section through a differently constructed damping element.

3eschreibung der Ausführungsbeispiele Das in Figur 1 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt ein Fördersystem für Kraftstoff, der aus einem Vorratstank 10 mittels einer als Rollenzellenpumpe ausgebildeten Verdrängerpumpe 12 durch ein Dämpfelement 1k und von diesem über eine Förderleitung 16 zu einer Brennkraftmaschine 18 gefördert wird. Die Brennkraftmaschine dient zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs. Beim Ausführungsbeispiel ist zwar das Dämpfelement 14 mit räumlichen Abstand von der Rollenzellenpumpe 12 gezeichnet, doch ist es in der Praxis ohne weiteres denkbar, das Dämpfelement 14 direkt an der Rollenzellenpumpe 12 anzuordnen. Das Dämpfelement 14 sitzt auf einem rohrförmigen Anschlußstutzen 20, in dessen Durchgangsbohrung ein Rückschlagventil 22 angeordnet ist. Der Anschlußstutzen 20 kann sowohl Teil einer zwischen der Rollenzellenpumpe 12 und dem Dämpfelement 1k angeordneten Leitung als auch Ve.rbindungselement zum Pumpengehäuse sein.3description of the exemplary embodiments That shown in FIG Embodiment shows a delivery system for fuel from a storage tank 10 by means of a displacement pump 12 designed as a roller cell pump Damping element 1k and from this via a delivery line 16 to an internal combustion engine 18 is funded. The internal combustion engine is used to drive a motor vehicle. In the exemplary embodiment, the damping element 14 is at a spatial distance from the roller cell pump 12 drawn, but in practice it is easily conceivable to arrange the damping element 14 directly on the roller cell pump 12. The damping element 14 sits on a tubular connection piece 20, in its through hole a check valve 22 is arranged. The connection piece 20 can be both part one between the Roller cell pump 12 and the damping element 1k arranged line and Ve.rbindungselement to the pump housing.

Der Anschlußstutzen 20 ist an seinem mit dem Dämpfelement 14 verbundenen Ende mit einem Stützteil 24 versehen, an dem sich eine vorgespannte Schließfeder 26 abstützt, welche ein zu dem Rückschlagventil 22 gehörendes SchlieM-glied 28 in seiner Schließstellung hält. Der Anschlußstutzen 20 durchdringt ein zur Förderleitung 16 gehörendes Gehäuse 30, das derart ausgebildet ist, daß der Anschlußstutzen 20 von einem Ringkanal 32 umgeben ist. Der Ringkanal 32 ist mit dem Durchgang eines Anschlußnippels 34 leitend verbunden, an dem die Förderleitung 16 zur Brennkraftmaschine 18 angeschlossen ist.The connecting piece 20 is connected at its to the damping element 14 End provided with a support part 24 on which a pretensioned closing spring 26 is supported, which a closing member 28 belonging to the check valve 22 in holds its closed position. The connection piece 20 penetrates a to the delivery line 16 belonging housing 30, which is designed such that the connecting piece 20 is surrounded by an annular channel 32. The annular channel 32 is with the passage of a Connection nipple 34 conductively connected to which the delivery line 16 to the internal combustion engine 18 is connected.

Das Dämpfelement 14 weist ein Basisteil 36 auf, was mittels einemin einer Zentralbohrung 37 angeordneten Mutterngewinde 33 auf ein Außengewinde des Anschlußstutzens 20 aufgeschraubt ist. Der Ringkanal 32 ist gegenüber dem Änschlußstutzen 20 durch die Anordnung von Dichtringen 34 und 40 abgedichtet.The damping element 14 has a base part 36, which by means of a a central bore 37 arranged nut thread 33 on an external thread of the Connection piece 20 is screwed on. The annular channel 32 is opposite the connecting piece 20 sealed by the arrangement of sealing rings 34 and 40.

An dem Basisteil 36 des Dämpfelements 14 ist ein druckdichter Faltenbalg 42 befestigt. Der Faltenbalg 42 selbst ist rohrförmig ausgebildet. eine von dem Basisteil 36 abgewandte Balgöffnung ist mit einem Deckel 44 verschlossen. Die Verbindungen zwischen dem metallischen FR1 tenbalg 42 und dem Basisteil 36 bzw. dem Deckel 44 ist ebenfalls druckdicht ausgeführt. Die Zentralbohrung 37 bildet gewissermaßen eine Zuströmöffnung, über die der zu fördernde Kraftstoff in das Dämpfelement 44 gelangt.On the base part 36 of the damping element 14 is a pressure-tight bellows 42 attached. The bellows 42 itself is tubular. one of that The bellows opening facing away from the base part 36 is closed with a cover 44. The connections between the metallic FR1 bellows 42 and the base part 36 or the cover 44 is also made pressure-tight. The central bore 37 forms to a certain extent an inflow opening through which the fuel to be delivered enters the damping element 44 got.

Wie insbesondere Figur 2 zeigt ist die Zentralbohrung 37 -von einem Teilkreis 46 umgeben, auf dem mehrere, beim Ausführungsbeispiel sechs, als Abströmöffnungen dienende Bohrungen 48 angeordnet sind. Die Abströmöffnungen 48 im Basisteil 36 sind über Kanäle 50 mit dem Ringkanal 32 verbunden.As FIG. 2 shows in particular, the central bore 37 is of one Surrounding pitch circle 46, on which several, in the exemplary embodiment six, Bores 48 serving as outflow openings are arranged. The outflow openings 48 in the base part 36 are connected to the ring channel 32 via channels 50.

Im Betrieb des Fördersystem fördert die Rollenzellenpumpe., 12 in Richtung des Pfeils 52 den zu fördernden Kraftstoff unter Öffnen des Rückschlagventils 22, in das Dämpfelement 14. Dabei strömt der Kraftstoff beispielsweise in Richtung der die Strömungsrichtung markierenden, strichpunktiert gezeichneten Strömungslinien 54, wobei in dem von dem Faltenbalg vom Basisteil 36 sowie vom Deckel 44 umgebenen Raum des Dämpfelements 14 ein Flüssigkeitsstau entsteht. Die von der Rollenzellenpumpe 12 herrührenden Druckschwingungen bewirken eine mit jeder Schwingung auftretende Volumenvergrößerung in dem Dämpfelement 14 durch eine momentane Verlängerung des Faltenbalgs 42, so daß die Druckschwingungen gedämpft werden. Ein hinsichtlich dieser Schwingungen geglätteter Flüssigkeitsstrom gelangt durch die Kan-äle 50 in den Ringkanal 32, von wo aus er über die Förderleitung 16 der Brennkraftmaschine 18 zugeführt wird.When the conveyor system is in operation, the roller cell pump delivers., 12 in Direction of arrow 52 the fuel to be delivered with opening of the check valve 22, in the damping element 14. The fuel flows, for example, in the direction the dash-dotted lines of the flow marking the direction of flow 54, with the one surrounded by the bellows from the base part 36 and from the cover 44 Space of the damping element 14 creates a fluid build-up. The one from the roller cell pump 12 resulting pressure oscillations cause one occurring with each oscillation Volume increase in the damping element 14 by a momentary lengthening of the Bellows 42, so that the pressure oscillations are dampened. One regarding this Vibrations smoothed liquid flow passes through the channels 50 into the ring channel 32, from where it is fed to the internal combustion engine 18 via the delivery line 16 will.

Bei der in Figur 3 dargestellten Ausführung des Dämpfelements 114 sind alle die Teile mit der gleichen Bezugszahl wie in Figur 1 versehen, welche mit den dort aufgeführten Positionen übereinstimmen. Abweichend von der Ausführung gemäß Figur 1 weist das Dämpfelement 114 gemäß Figur 3 eine als Zugfeder ausgebildete Spiralfeder 120 auf, die sich einmal am Basisteil 136 und zum anderen am Deckel 11414 abstützt. Sowohi -las Basisteil 136 als auch der Deckel 144 sind auf den einander zugewandten Seiten mit je einem Ringrand 122 bzw. 124 versehen. Diese Ringränder dienen zur Lagefixierung der Zugfeder 120 im Dämpfelement 114.In the embodiment of the damping element 114 shown in FIG. 3 all the parts are provided with the same reference number as in Figure 1, which correspond to the positions listed there. Deviating from the execution According to FIG. 1, the damping element 114 according to FIG. 3 has a tension spring Spiral spring 120, which is located once on the base part 136 and on the other on the cover 11414 supports. Both the base part 136 and the cover 144 are on top of each other facing sides each provided with an annular edge 122 or 124. These ring edges serve to fix the position of the tension spring 120 in the damping element 114.

Eine zusätzliche Sicherung der Feder 120 im Dämpfelement 114 ist durch Einscherungen 150 und 52 erreicht, die an den Ringrändern 122 124 vorgenommen worden sind. Die Zu-gfeder 120 kann dann die Wirkung des Dampfelements 114 verbessern, wenn der Faltenbalg 42 - beim herrschenden Absolut-Betriebsdruck - die auftretenden Druckschwingungen nicht mehr zu dämpfen vermag.An additional securing of the spring 120 in the damping element 114 is through Reached reevings 150 and 52, which have been made at the ring edges 122 124 are. The tension spring 120 can then improve the effect of the steam element 114, when the bellows 42 - at the prevailing absolute operating pressure - the occurring Can no longer dampen pressure oscillations.

Wie die strichpunktierten Linien 54 in Figur 1 angeben, erfolgt in dem Dämpfelement 14 im Bereich des Deckels 44 eine Umlenkung der Strömungsrichtung zwischen der Zuströmöffnung 37 und den Abströmöffnungen 48. Da die Zuströmöffnungen- 37 und die Abströmöffnungen 48 im wesentlichen parallel nebeneinander angeordnet sind, beträgt die Umlenkung der Strömungsrichtung 54 in dem Dmofelement 14 1800.As indicated by the dash-dotted lines 54 in FIG. 1, FIG the damping element 14 in the area of the cover 44 a deflection of the flow direction between the inflow opening 37 and the outflow openings 48. Since the inflow openings 37 and the outflow openings 48 are arranged essentially parallel to one another are, the deflection of the flow direction 54 in the Dmofelement 14 is 1800.

Die vorliegende Erfindung ist vorstehend zwar anhand eines Kraftstoff-Fördersystems erläutert worden, doch ist sie unabhängig davon überall dort anzuwenden, wo ein Medium unter dem Einfluß von Druckschwingungen gefördert wird.The present invention is above based on a fuel delivery system has been explained, but regardless of this, it can be used wherever a Medium is conveyed under the influence of pressure oscillations.

Claims (11)

Ansprüche 4½ Element zum Dämpfen von Druckschwingungen in einem Fördersystem für Kraftstoff, der aus einem Vorratstank zu einer Brennkraftmaschine gefördert wird, wobei das von dem Kraftstoff durchströmte, unter Einwirkung jeder Druckschwingung sein Volumen elastisch vergrößernde Dämpfelement in einer eine Verdrängerpumpe mit der Brennkraftmaschine verbindenden Förderleitung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsrichtung (54) des Kraftstoffs in dem Dämpfelement (14) von dessen Zuströmöffnung (37) zu dessen Abströmöffnung (48) umgelenkt wird.Claims 4½ element for damping pressure oscillations in a conveyor system for fuel that is pumped from a storage tank to an internal combustion engine is, with the flowed through by the fuel, under the action of each pressure oscillation its volume elastically increasing damping element in a positive displacement pump with the internal combustion engine connecting delivery line is arranged, characterized in that that the flow direction (54) of the fuel in the damping element (14) of its Inflow opening (37) is deflected to the outflow opening (48). 2. Dämpfelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlenkwinkel der Strömungsrichtung (54) wenigstens 900 beträgt.2. Damping element according to claim 1, characterized in that the deflection angle the direction of flow (54) is at least 900. 3. Dämpfelement nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlenkwinkel der Strömungsrichtung (54) 1800 beträgt.3. Damping element according to one of claims 1 or 2, characterized in that that the deflection angle of the flow direction (54) is 1,800. 4. Dämpfelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuströmöffnung (37) und die Abströmöffnung (48) im wesentlichen achsparallel nebeneinander angeordnet sind.4. Damping element according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the inflow opening (37) and the outflow opening (48) are essentially axially parallel are arranged side by side. 5. Dämpfelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfelement (14) mehrere Abströmöffnungen (48) aufweist.5. Damping element according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the damping element (14) has several outflow openings (48). 6. Dämpfelement nach Anspruch 5,- dadurch gekennzeichnet, daß die Abströmöffnungen (48) auf einem Teilkreis (46) angeordnet sind, der die Zuströmöffnung !37) umgibt.6. Damping element according to claim 5, - characterized in that the Outflow openings (48) are arranged on a pitch circle (46) which defines the inflow opening ! 37) surrounds. 7. Dämpfelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuströmöffnung (37) durch einen rohrförmigen Anschlußstutzen (20) gebildet ist, der in eine Öffnung t37) des Dämpfelements (14) einbringbar ist.7. Damping element according to claim 6, characterized in that the inflow opening (37) is formed by a tubular connecting piece (20) which is inserted into an opening t37) of the damping element (14) can be introduced. 8. Dämpfelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abströmöffnungen (48) in einen den Anschlußstutzen (20) umgebenden Ringkanal (32) münden, der m.it der Förderleitung (16) verbunden ist.8. Damping element according to claim 7, characterized in that the outflow openings (48) open into an annular channel (32) surrounding the connecting piece (20), which m.it the delivery line (16) is connected. 9. Dämpfelement nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß es ein die Zuströmöffnung (37) und die Abströmöffnung (48) aufweisendes Basisteil t36) hat, an dem ein vorzugsweise metallischer, druckdichter, elastisch verlängerbarer Faltenbalg (42) befestigt ist.9. Damping element according to one of claims 3 to 8, characterized in that that there is a base part having the inflow opening (37) and the outflow opening (48) t36), on which a preferably metallic, pressure-tight, elastically extendable Bellows (42) is attached. 10. Dämpfelement nach Anspruch 9, bei dem der Faltenbalg rohrförmig ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Basisteil (-36) abgewandte Balgöffnung mit einem Deckel (44) verschlossen ist.10. Damping element according to claim 9, wherein the bellows is tubular is formed, characterized in that facing away from the base part (-36) Bellows opening is closed with a cover (44). 11. Dämpfelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Faltenbalg (42) eine Zugfeder (120) angeordnet ist, die sich an den Basisteil -(736) und an dem Deckel (144) abstützt.11. Damping element according to claim 9, characterized in that in the Bellows (42) a tension spring (120) is arranged, which is attached to the base part - (736) and is supported on the cover (144).
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