DE4311594A1 - Hydraulische oder pneumatische Anlage mit einer Einrichtung zur Vermeidung von Druckstößen - Google Patents
Hydraulische oder pneumatische Anlage mit einer Einrichtung zur Vermeidung von DruckstößenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische oder pneu
matische Anlage mit einer Einrichtung zur Vermeidung von
Druckstößen im wesentlichen bestehend aus:
mindestens einer Druckquelle,
mindestens einer Drucksenke,
mindestens einem Verbraucher,
einer ersten Leitung zwischen der Druckquelle und dem Verbraucher, die an mindestens einer Stelle sperr- oder drosselbar ist (erstes Schaltventil), und
einer zweiten Leitung zwischen der Drucksenke und dem Verbraucher, die an mindestens einer Stelle sperr- oder drosselbar ist (zweites Schaltventil).
mindestens einer Druckquelle,
mindestens einer Drucksenke,
mindestens einem Verbraucher,
einer ersten Leitung zwischen der Druckquelle und dem Verbraucher, die an mindestens einer Stelle sperr- oder drosselbar ist (erstes Schaltventil), und
einer zweiten Leitung zwischen der Drucksenke und dem Verbraucher, die an mindestens einer Stelle sperr- oder drosselbar ist (zweites Schaltventil).
In einem derartigen System treten Druckstöße auf, wenn die
durch die Leitung strömende Flüssigkeitssäule plötzlich
verzögert wird. Dies geschieht zum Beispiel dann, wenn die
Zufuhr von Fluid aus der Druckquelle zum Verbraucher durch
Schließen des ersten Schaltventils unterbrochen wird. Der
Effekt tritt auch dann auf, wenn der Fluidstrom aus dem
Verbraucher zur Senke durch Schließen des zweiten Schalt
ventils gestoppt wird.
Es sind zwei Effekte zu berücksichtigen. Das zum Schaltven
til fließende Druckmittel staut sich vor dem Schaltventil
und es kommt zu einer Druckerhöhung vor dem Schaltventil,
weil der Impuls der Flüssigkeitssäule abgebaut werden muß.
Auf der anderen Seite des Schaltventils kommt es zu einem
Unterdruck und damit verbunden zu Kavitationen, da sich die
Druckmittelsäule aufgrund ihrer kinetischen Energie weiter
fortbewegt und über das geschlossene Schaltventil kein
Druckmittel nachfließt.
Mit den Druck- bzw. Unterdruckstößen werden Schallwellen in
der Flüssigkeitssäule ausgelöst, die sich auf die Rohre und
Schläuche des Systems übertragen und als Luftschall bzw.
Körperschall abgegeben werden.
Derartige Effekte möchte man aber gerade bei Bremsanlagen
vermeiden, da sie zu Beschädigungen der Anlage führen kön
nen und auch akustische Störungen verursachen! Bei einer
Bremsanlage werden die Druckquelle durch einen Hydraulik
speicher und/oder Pumpe, die Drucksenke als Reservoir oder
Niederdruckspeicher und der Verbraucher als Radbremse dar
gestellt. Durch Öffnen und Schließen der Schaltventile kann
der Druck in der Radbremse beliebig eingestellt werden.
Dies wird zum Beispiel bei sogenannten ABS-Anlagen genutzt.
In Zukunft werden aber derartige Bremsanlagen auch dann
eingesetzt, wenn das Fahrzeug unabhängig von einer Tätig
keit des Fahrers abgebremst werden soll; zum Beispiel dann,
wenn eine automatische Abstandsregelung zwischen den Fahr
zeugen einer Fahrzeugkolonne durchgeführt wird. Eine starke
Geräuschemission einer derartigen Bremsanlage während des
Betriebs kann aber aus vielfältigen Gründen nicht hingenom
men werden.
Die Erfindung schlägt daher einen Katalog von Naßnahmen
vor, die einzeln oder in Kombination eingesetzt werden kön
nen, um eine optimale Geräuschreduzierung zu erreichen.
Die erste Maßnahme bezieht sich auf den Bereich zwischen
der Druckquelle (Speicher, Pumpe) und dem ersten Schaltven
til. Wenn das erste Schaltventil geöffnet ist, fließt
Druckmittel aus der Quelle zum Verbraucher. Wenn das erste
Schaltventil geschlossen wird, wird die Flüssigkeitssäule
in dem besagten Leitungsstück plötzlich abgebremst. Dies
führt zur einer Druckerhöhung unmittelbar vor dem Schalt
ventil, da die plötzlich gestoppte Druckmittelsäule zusam
mengedrückt wird. Die Druckerhöhung wird umso größer sein,
je höher der Impuls der Druckmittelsäule war. Die Drucker
höhung unmittelbar vor dem Schaltventil breitet sich in
Form einer Schallwelle durch die Flüssigkeitssäule aus und
wird auf die Rohre bzw. Leitungen und die angeschlossenen
Geräte übertragen. Die Druckerhöhung kann verkleinert wer
den, wenn der Impuls der Säule in anderer Weise abgebaut
werden kann. Dazu schlägt die Erfindung vor, daß zu dem
Leitungsstück eine Parallelleitung geschaltet wird, die An
fang und Ende der Leitung miteinander verbindet und ein
Rückschlagventil aufweist, das zur Druckquelle hin öffnet,
also entgegen die Strömungsrichtung des Druckmittels in der
Hauptleitung. Der Impuls des Druckmittels in der Hauptlei
tung wird beim Schließen des Schaltventils auf die Druck
mittelsäule in der Nebenleitung übertragen, dies führt in
etwa zu einer Halbierung der Geschwindigkeit der Druckmit
telsäule in der Hauptleitung. Der noch abzubauende Impuls
wird verkleinert. Die Druckerhöhung vor dem Schaltventil
wird daher entsprechend reduziert und nicht so hoch ausfal
len.
Diese Maßnahme kann insbesondere dann vorgesehen werden,
wenn aus konstruktiven Gründen die Druckquelle (bzw. der
Speicher) nicht unmittelbar an das Schaltventil angesetzt
werden kann und eine längere Leitung zwischen diesen beiden
Elementen vorgesehen sein muß.
Die zweite Maßnahme betrifft das Leitungsstück zwischen dem
zweiten Schaltventil und dem Reservoir. Hier tritt ein an
derer Effekt in den Vordergrund.
Beim Druckabbau in dem Verbraucher (Bremse) fließt Druck
mittel vom Verbraucher über das zweite Schaltventil zum Re
servoir. Wenn das zweite Schaltventil geschlossen wird,
wird die Druckmittelsäule jenseits des zweiten Schaltven
tils, also zwischen dem Schaltventil und dem Reservoir auf
grund ihres Impulses weiterfließen. Hinter dem Schaltventil
wird daher ein Unterdruck auftreten, der so stark sein
kann, daß Kavitationen auftreten. Dieses kann verhindert
werden, wenn ein zweites Rückschlagventil in einer zweiten
Parallelleitung zu der Leitung zwischen dem Reservoir und
dem Schaltventil vorgesehen ist, das zum Schaltventil hin
öffnet. In diesem Fall wird nämlich aufgrund des Unter
drucks Druckmittel angesaugt, so daß der Unterdruck am Aus
gang des Schaltventils abgebaut wird.
Mit Schließen des zweiten Schaltventils wird gleichzeitig
die Druckmittelsäule, die vom Verbraucher zum zweiten
Schaltventil fließt, abgebremst. Damit tritt unmittelbar
vor dem zweiten Schaltventil eine Druckerhöhung auf, die
sich, wie schon diskutiert, im System ausbreitet. Hier
schlägt die Erfindung als dritte Maßnahme vor, daß ein
drittes Rückschlagventil vorgesehen ist, das in eine dritte
Leitung eingebaut wird, die den Eingang des zweiten Schalt
ventils mit der Druckmittelquelle verbindet. Das dritte
Ventil öffnet zum Speicher. Mit dieser Maßnahme können nur
Druckspitzen abgebaut werden, die über dem Pumpendruck lie
gen, bzw. über dem Speicherdruck, falls ein Speicher in der
Druckquelle vorgesehen ist.
Eine vierte Maßnahme bezieht sich auf den Unterdruck, der
am verbraucherseitigen Ausgang des ersten Schaltventils
entsteht, wenn dieses plötzlich geschlossen wird. Dieser
Unterdruck kann ausgeglichen werden, wenn der Ausgang des
ersten Schaltventils über eine vierte Leitung mit dem Re
servoir verbunden wird, wobei in diese Leitung ein viertes
Rückschlagventil 24 eingesetzt ist, das zum Reservoir hin
schließt. Sobald am Ausgang des ersten Schaltventils ein
Unterdruck entsteht, kann Druckmittel über das Rückschlag
ventil aus dem Reservoir nachfließen und einen Druckaus
gleich herbeiführen.
Die bisher besprochenen Maßnahmen beziehen sich jeweils auf
Leitungsstücke, die in der Regel nur in einer Richtung
durchflossen werden. Häufig ist aber der Verbraucher zum
Beispiel eine Radbremse weit vom Druckversorgungssystem
entfernt, so daß die erste Leitung, die den Verbraucher mit
dem Speicher verbindet und die zweite Leitung, die die Ver
bindung zum Reservoir herstellt, in einem Punkt zusammenge
führt werden und eine gemeinsame Leitung zum Verbraucher
bilden. Diese gemeinsame Leitung wird, je nachdem ob der
Druck im Verbraucher erhöht oder erniedrigt werden soll,
sowohl in die eine als auch in die andere Richtung durch
flossen. Auch diese Säule wird beim Schließen und Öffnen
der Schaltventile abgebremst und erzeugt, wie schon disku
tiert, Schallwellen. Daher wird als fünfte Maßnahme vorge
schlagen, die gemeinsame Leitung in zwei Parallelleitungen
zu führen, die je ein Rückschlagventil aufweisen, die ge
gensinnig öffnen. Die jeweils eine Leitung bildet die Ne
benleitung zur anderen Leitung. Dadurch wird je nach Fluß
richtung eine Rückkopplung der abgebremsten Flüssigkeits
säule über die eine oder andere Leitung erzielt. Es tritt
ein Impulsaustausch zwischen den Flüssigkeitssäulen auf,
der, wie schon erläutert, zur Verminderung der Druckspitzen
beiträgt.
Im folgenden soll anhand eines Ausführungsbeispiels, näm
lich einer Fremdbremsanlage, die Erfindung dargestellt wer
den. Die Darstellung enthält in einer Figur alle fünf ange
sprochenen Maßnahmen, die aber auch einzeln oder in Unter
kombinationen eingesetzt werden können.
Die Fremdbremsanlage besteht aus einer motorgetriebenen
Pumpe 1 und einem Reservoir 2. Bei der Pumpe kann es sich
auch um einen Speicher oder eine sonstige Einrichtung han
deln, die einen Druck zur Verfügung stellt, der im System
als Bremsdruck wirksam gemacht werden kann. Der Verbraucher
wird durch eine Radbremse 3 dargestellt. Der Speicher 1 ist
über eine erste Leitung 4 mit der Radbremse verbunden. Eine
zweite Leitung 5 verbindet die Radbremse 3 mit dem Reser
voir 2. In der ersten Leitung 4 befindet sich ein Schalt
ventil 8, das in seiner Ruhestellung geschlossen ist. Zur
Druckerhöhung wird es geöffnet, so daß Druckmittel aus dem
Speicher 1 zur Radbremse fließen kann. Ein zweites Schalt
ventil 9 befindet sich in der zweiten Leitung 5. Dies ist
in seiner Grundstellung geöffnet. Damit ist die Radbremse
druckentlastet. Es wird geschlossen, damit durch Öffnen des
ersten Schaltventils 8 ein Druck in der Radbremse aufgebaut
werden kann. Es wird auch dann geöffnet, wenn der erzeugte
Druck in der Radbremse gesenkt werden soll.
Üblicherweise ist die Radbremse 3 vom Druckversorgungs
system bestehend aus Pumpe, Reservoir und Schaltventilen
weit entfernt. Dies soll durch die punktierte Linie in den
Leitungen 19, 20 angedeutet werden. Die erste und die zwei
te Leitung werden daher in einem Punkt 6 zusammengeführt
und bilden bis zur Radbremse 3 eine gemeinsame Leitung 7.
Die zuvor genannten Maßnahmen werden nun wie folgt reali
siert. Parallel zum Leitungsstück 10 zwischen der Pumpe 1
und dem ersten Schaltventil 8 wird eine Parallelleitung 15
geführt, in der sich ein erstes Rückschlagventil befindet,
das zum Speicher 1 hin öffnet (erste Maßnahme).
Die zweite Maßnahme wird wie folgt realisiert. In dem Lei
tungsstück 11 zwischen dem zweiten Schaltventil 9 und dem
Reservoir 2 befindet sich eine zweite Parallelleitung 16,
in der sich ein zweites Rückschlagventil 22 befindet, das
zum Schaltventil 9 hin öffnet. Die dritte Maßnahme wird wie
folgt realisiert. Eine Leitung 17 verbindet den Eingang des
Schaltventils 9 mit dem Leitungsstück 10 zwischen der Pumpe
1 und dem Schaltventil 8. In diese Leitung ist ein drittes
Rückschlagventil 23 eingesetzt, das zur Pumpe 1 hin öffnet.
Eine vierte Parallelleitung befindet sich zwischen dem Aus
gang des ersten Schaltventils 8 und dem Leitungsstück 11
zwischen dem zweiten Schaltventil 9 und dem Reservoir 2. In
diese Leitung ist ein viertes Rückschlagventil 24 einge
setzt, das zum Reservoir 2 hin sperrt. Damit ist die vierte
Maßnahme realisiert.
Die fünfte Maßnahme sieht wie folgt aus. Die gemeinsame
Leitung 7 zwischen dem Zusammenführungspunkt 6 und der Rad
bremse 3 wird in zwei Parallelleitungen 19, 20 aufgespal
tet. In die eine Leitung 19 ist ein fünftes Rückschlagven
til 25 geschaltet, das zur Radbremse hin öffnet, in die an
dere Leitung 20 ist ein sechstes Rückschlagventil 26 ge
schaltet, das zur Radbremse hin sperrt. Wenn Druckmittel
der Radbremse zugeführt wird, so fließt dieses über die ei
ne Leitung 19 und das fünfte Rückschlagventil 25. Wird die
Zufuhr von Druckmittel zur Radbremse 3 durch Schließen des
Schaltventils 8 unterbrochen, so kann der Impuls der Druck
mittelsäule in der einen Leitung 19 auf die in der anderen
Leitung 20 stehende Druckmittelsäule übertragen werden.
Wenn der Abfluß von Druckmittel aus der Radbremse 3 durch
Schließen des Schaltventils 9 unterbrochen wird, so kann
der Impuls, des in der anderen Leitung 20 fließenden Druck
mittels, auf die stehende Druckmittelsäule in der einen
Leitung 19 übertragen werden. Der größtmögliche Effekt wird
erreicht, wenn die gemeinsame Leitung 7 möglichst über ihre
gesamte Länge, also vom Zusammenführungspunkt 6 bis zur
Radbremse 3 in zwei Leitungen 19, 20 aufgespalten wird.
Die Wirkungsweise der einzelnen Maßnahmen wurde schon zuvor
erläutert und braucht anhand des Ausführungsbeispiels nicht
näher dargestellt werden.
Claims (2)
- Hydraulische oder pneumatische Anlage im wesentlichen bestehend aus
- - mindestens einer Druckquelle (1),
- - mindestens einer Drucksenke (2),
- - mindestens einem Verbraucher (3),
- - einer ersten Leitung (4) zwischen der Druckquelle (1) und dem Verbraucher (3), die an mindestens einer Stelle sperr- oder drosselbar ist (erstes Schaltven til 8), und
- - einer zweiten Leitung (5) zwischen der Drucksenke (2) und dem Verbraucher (3), die an mindestens einer Stelle sperr- oder drosselbar ist (zweites Schaltven til 9),
- dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung von Druckstößen im Leitungssystem, die beim Schließen oder Öffnen der ersten Leitung (4) oder der zweiten Lei tung (5) entstehen, mindestens einer der folgenden Maß nahmen vorgesehen ist.
- - Parallel zum Leitungsstück (10) zwischen der Druck quelle (1) und dem ersten Schaltventil (8) ist eine erste Parallelleitung (15) angeordnet, in der ein erstes Rückschlagventil (21) eingesetzt ist, das zur Druckquelle hin öffnet (erste Maßnahme).
- - Parallel zum zweiten Leitungsstück (11) zwischen dem zweiten Schaltventil (9) und der Drucksenke (2) ist eine zweite Parallelleitung (16) vorgesehen, die ein zweites Rückschlagventil (22) enthält, das zur Druck senke (2) hin sperrt (zweite Maßnahme).
- - Das Leitungsstück (10) zwischen der Druckquelle (1) und dem ersten Schaltventil (8) ist über eine dritte Leitung (17) mit dem verbraucherseitigen Eingang des zweiten Schaltventils (9) verbunden, wobei in die Leitung (17) ein drittes Rückschlagventil (23) einge fügt ist, das zur Druckquelle hin öffnet (dritte Maß nahme).
- - Das Leitungsstück (11) zwischen dem zweiten Schalt ventil (9) und der Drucksenke (2) ist über eine Lei tung (18) mit dem verbraucherseitigen Ausgang des ersten Schaltventils (8) verbunden, wobei in die Lei tung (18) ein viertes Rückschlagventil (24) eingefügt ist, das zur Drucksenke hin sperrt (vierte Maßnahme).
- - Die erste Leitung (4) und die zweite Leitung (5) sind in einem Punkt (6) zusammengeführt und bilden bis zum Verbraucher (3) eine gemeinsame Leitung (7), wobei die gemeinsame Leitung (7) in zwei Parallelleitungen (19, 20) mit je einem Rückschlagventil (25, 26) dar gestellt ist, wobei die Rückschlagventile (25, 26) in entgegengesetzter Richtung öffnen (fünfte Maßnahme).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934311594 DE4311594A1 (de) | 1993-04-08 | 1993-04-08 | Hydraulische oder pneumatische Anlage mit einer Einrichtung zur Vermeidung von Druckstößen |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
DE19934311594 DE4311594A1 (de) | 1993-04-08 | 1993-04-08 | Hydraulische oder pneumatische Anlage mit einer Einrichtung zur Vermeidung von Druckstößen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4311594A1 true DE4311594A1 (de) | 1994-10-13 |
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ID=6485055
Family Applications (1)
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DE19934311594 Withdrawn DE4311594A1 (de) | 1993-04-08 | 1993-04-08 | Hydraulische oder pneumatische Anlage mit einer Einrichtung zur Vermeidung von Druckstößen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4311594A1 (de) |
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---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
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