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Der Gegenstand dieser Erfindung ist
eine Vorrichtung zur Dämpfung
von Schwingungen und Geräuschen
in einer hydraulischen Anlage oder einem hydraulischen Gerät, wobei
die Vorrichtung in der Form einer Dämpfungskapsel aus elastischem Material
ausgebildet ist, mit einer dünnen
Vorderwand, die als eine Membran wirkt, und mit einer Umfangswand,
die dafür
bestimmt ist, in einem Abschlußsitz
untergebracht zu werden.
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Eine ähnliche Dämpfungskapsel wird in einen
Abschlußsitz
in einem Bereich einer Anlage oder eines hydraulischen Geräts eingeführt, welcher
mit dem Flüssigkeitskreislauf
in Verbindung steht, aber durch welchen vorzugsweise die Strömung nicht
direkt verläuft,
so daß die
Kapsel die kleinen Schwankungen im Druck absorbiert und kompensiert,
welche den Schwingungen und Geräuschen
entsprechen, wenn diese in der Anlage entstehen, ohne direkt durch
die Strömung
beeinflußt
zu werden.
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Eine Dämpfungskapsel des betreffenden Typs,
ihr Betriebsprinzip und verschiedene Verfahren ihres Einbaus in
ein hydraulisches Gerät
sind im italienischen Patent Nr. 1,261,305 beschrieben. Die in dem
vorhergehend genannten Patent beschriebene Dämpfungskapsel hat sehr vorteilhafte
Ergebnisse erzielt, sie besitzt jedoch zwei Nachteile.
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Der erste Nachteil besteht darin,
daß der Sitz,
in welchem die Dämpfungskapsel
untergebracht wird, mit einer bestimmten Genauigkeit bearbeitet werden
muß, um
eine effiziente Dichtung für
die in der Kapsel selbst enthaltene Luft sicherzustellen. Dies verhält sich
derart aufgrund der Tatsache, daß das die Dämpfungskapsel bildende elastische
Material, selbst wenn es in Bezug auf die Umfangswand etwas dicker
ist, nicht in der Lage ist, einen starken Druck auf die sie haltenden
Wände des
Sitzes auszuüben,
der notwendig wäre,
um eine effiziente Dichtung her zustellen, wenn es Mängel in
der Bearbeitung oder Ungenauigkeiten in den Maßen des Abschlußsitzes
gäbe.
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Der zweite Nachteil besteht in einer
gewissen Schwierigkeit, die während
des Vorgangs der Einführung
der Dämpfungskapsel
in den Sitz entsteht, der sie halten soll. Die Druckkraft, die auf
die Kapsel ausgeübt
wird, um sie einzuführen,
tendiert dazu, eine teilweise Austreibung der Luft aus dem Inneren
zu verursachen, was dann die Effektivität der durch die Kapsel ausgeübten Dämpfungswirkung
reduziert. Es ist große
Sorgfalt erforderlich, wenn die Kapsel in den Sitz eingeführt wird,
so daß die
Luft nicht ausgetrieben wird, und in Wirklichkeit geschieht es oft
trotz aller Sorgfalt, daß dieses
Ziel nicht erreicht wird. Es ist jedoch nicht möglich, dieses Einführen unter
Nutzung mechanischer Mittel durchzuführen.
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Diese Erfindung zielt darauf ab,
eine Dämpfungskapsel
des erforderlichen Typs derart zu vervollkommnen, daß alle ihre
funktionalen Qualitäten erhalten
bleiben oder diese vergrößert werden,
aber die Nachteile vermieden werden, welche sie aufzeigt.
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Deshalb besteht ein erstes Ziel dieser
Erfindung darin, dem vorzubeugen, daß zum Zweck der Herstellung
einer effizienten Dichtung eine genaue Bearbeitung des Sitzes notwendig
ist, der dazu vorgesehen ist, die Dämpfungskapsel zu enthalten.
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Ein anderes Ziel der Erfindung besteht
darin, die Einführung
der Dämpfungskapsel
in den Abschlußsitz
zu erleichtern, wobei ein Entweichen von Luft aus dem Inneren der
Kapsel verhindert wird.
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In Bezug darauf besteht ein Ziel
der Erfindung darin, die mechanische Einführung einer Dämpfungskapsel
in den Abschlußsitz
zu ermöglichen.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht
darin, sicherzustellen, daß es
als eine Folge der Einführung der
Dämpfungskapsel
in ihren Abschlußsitz
einen Anstieg des Drucks der in der Kapsel enthaltenen Luft gibt,
was deren Effizienz erhöhen
wird.
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Schließlich ist es ein Ziel der Erfindung,
eines oder mehrere der beschriebenen Ziele zu erreichen, ohne auf
irgendeine spürbare
Weise die Herstellungskosten der Dämpfungskapsel zu erhöhen, und
unter beträchtlicher
Reduzierung von deren Montagekosten.
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Die obigen Aufgaben und Ziele werden
durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst bzw. erreicht. Vorteilhaft
entwickelte Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 10.
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Gemäß der Erfindung besteht die
Dämpfungskapsel
aus zwei Teilen: einem ersten Teil aus einem dünnen, elastischen lamellaren
Material, umfassend einen Vorderabschnitt, der als eine Membran wirkt,
von dem aus ein Abschnitt ausgeht, der eine erste innere Umfangswand
bildet und seinerseits an seinem distalen Ende mit einem Abschnitt
verbunden ist, der eine zweite äußere Umfangswand
bildet, die wenigstens annähernd
parallel zu der vorhergehend genannten ersten inneren Umfangswand
verläuft
und in Bezug zu dieser einen Hohlraum begrenzt; und einem zweiten
rohrförmigen
Teil aus einem steiferen Material, welches dicker ist als das, aus
dem das lamellare erste Teil besteht, und das einen Querschnitt hat,
der im wesentlichen dem Querschnitt des vorhergehend in dem ersten
Teil erwähnten
Hohlraums des ersten Teils entspricht, und das, unter Betriebsbedingungen,
in diesen eingesetzt ist.
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Die Dämpfungskapsel ist für ihre Einführung in
einen Abschlußsitz
durch (manuelles oder mechanisches) Einsetzen des rohrförmigen,
steifen Teils in den Hohlraum des elastischen lamellaren Teils vorbereitet.
Wenn dies getan worden ist, wird es einfach, die Dämpfungskapsel
in einen entsprechenden Sitz einzuführen, da die für diesen
Vorgang notwendige Druckkraft auf das steife rohrförmige Teil
aufgebracht werden kann, welches das elastische lamellare Teil mit
sich zieht. Da keine Druckkraft auf das die Membran bildende Teil
aufgebracht wird, besteht keine Gefahr, daß während dieses Vorgangs Luft
aus dem Inneren der Dämpfungskapsel
ausgetrieben wird.
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Im Gegenteil, die Einführung der
Dämpfungskapsel
in ihren Abschlußsitz
bewirkt, daß die
in dem Sitz und in der Kapsel enthaltene Luft geringfügig komprimiert
wird und die Dämpfungskapsel
deshalb unter Betriebsbedingungen voll von Luft mit einem Druck
wird, der geringfügig
größer als
der Druck ist, welcher in der Umgebung vorhanden war, als die Dämpfungskapsel
in ihren Sitz eingeführt
wurde. Dies erhöht
die Effizienz der Dämpfungskapsel
beträchtlich,
da sie dann unter dem Druck der Wasserzuführung arbeiten muß, welcher
größer als
der atmosphärische
Druck ist, und sie ist somit in einem besseren Gleichgewichtszustand,
wenn die Luft, welche sie enthält,
geringfügig
komprimiert ist.
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Die Mühelosigkeit, mit welcher die
Dämpfungskapsel
in einen Abschlußsitz
eingeführt
werden kann, macht die Mechanisierung dieses Vorgangs möglich und
vorteilhaft.
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Da außerdem das rohrförmige Teil
der Dämpfungskapsel
relativ dick und steif ist, ist es in der Lage, einen beträchtlichen
radialen Druck gegen die Wand des Abschlußsitzes auszuüben, und
die zweite äußere Umfangswand
aus elastischem Material, die zwischen dem vorhergehend erwähnten rohrförmigen Teil
und der Wand des Abschlußsitzes
eingefügt
ist, ist in der Lage, eine effiziente Dichtung zwischen den zwei
Teilen sicherzustellen, und wirkt als ein Dichtring. Infolgedessen
ist es möglich,
eine effiziente Dichtung der Kapsel in ihrem Abschlußsitz sicherzu stellen,
ohne von kritischen Toleranzen der Bearbeitung abhängig zu
sein. Eine weniger genaue Bearbeitung des Abschlußsitzes
ist deshalb ausreichend und somit weniger teuer.
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Das vorhergehend erwähnte rohrförmige Teil der
Dämpfungskapsel
kann im wesentlichen zylindrische und parallele Flächen haben,
und seine Außenfläche kann
einen erhabenen Bund oder mehrere erhabene Bunde aufweisen. Auf
diese Weise wird die Dichtung bezüglich des Abschlußsitzes
durch diese erhabenen Bunde sichergestellt, mit Hilfe des biegsamen
Materials der zweiten äußeren Umfangswand aus
elastischem Material, die als ein Dichtring wirkt, und dies ermöglicht es,
daß der
durch das rohrförmige
Teil auf die Wand des Abschlußsitzes
aufgebrachte Druck konzentriert wird, was gleichfalls bei der Beseitigung
der Notwendigkeit von Bearbeitungstoleranzen behilflich ist.
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Für
das rohrförmige
Teil der Dämpfungskapsel
sind aber auch andere Formen möglich.
Es kann beispielsweise leicht konisch sein, um sein Einsetzen in
das lamellare Teil zu erleichtern und für seine nachfolgende Installation
in den Abschlußsitz
durch Herstellen der mechanischen und hydraulischen Dichtung über die
Zwischenfügung
der äußeren Umfangswand
des lamellaren Teils, welche als ein Dichtring wirkt.
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Alternativ dazu kann ein erhabener
Bund oder können
mehrere erhabene Bunde bereitgestellt sein, nicht durch das rohrförmige Teil,
sondern durch eine der Flächen
der äußeren Umfangswand
des lamellaren Teils.
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Das vorhergehend erwähnte rohrförmige Teil der
Dämpfungskapsel
weist vorzugsweise eine axiale Erstreckung auf, die geringfügig größer als
die des Hohlraums ist, der durch die Umfangswände des lamellaren Teils ausgebildet
wird. Auf diese Weise steht, wenn die zwei Teile der Dämpfungskapsel montiert
werden, das rohrförmige
Teil in Bezug zu dem lamellaren Teil leicht heraus und es wird besonders
einfach, die zur Einführung
der Dämpfungskapsel
in ihren Abschlußsitz
erforderliche Druckkraft nur auf das rohrförmige Teil auszuüben, ohne
die Membran des lamellaren Teils zu beeinflussen. Der Vorgang des
Einführens
der Dämpfungskapsel
in den Abschlußsitz
macht deshalb keine Schwierigkeiten und kann bei Bedarf auf einfache
Weise mechanisiert werden.
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Die vervollkommnete Dämpfungskapsel kann
jede der im italienischen Patent Nr. 1,261,305 beschriebenen Installationen
erhalten, und insbesondere kann eine Dämpfungskapsel oder können mehrere
Dämpfungskapseln
in Sitze eingeführt
werden, die in feststehenden oder bewegbaren Teilen des Körpers eines
hydraulischen Geräts
oder in feststehenden oder bewegbaren Teilen einer Kartusche für ein hydraulisches
Gerät ausgenommen
sind.
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Diese und andere Charakteristika,
Ziele und Vorteile des Gegenstands dieser Erfindung werden durch
die folgende Beschreibung einer Form von Ausführungsbeispiel klar werden,
welche die bevorzugte Form ist, aber die nur ein nicht einschränkendes
Beispiel bildet. Nun wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen,
in denen:
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1 in
einem Maßstab,
der größer als
die tatsächliche
Größe ist,
und im Querschnitt das lamellare Teil einer Dämpfungskapsel gemäß der Erfindung
zeigt;
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2 auf
die gleiche Weise das rohrförmige Teil
dieser Dämpfungskapsel
zeigt, das dazu vorgesehen ist, mit dem lamellaren Teil gemäß 1 verbunden zu werden;
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3 auf
die gleiche Weise die vollständige Dämpfungskapsel
zeigt, die durch Verbindung der zwei Teile gemäß den 1 und 2 hergestellt
und bereit zur Einführung
in einen Abschlußsitz
ist;
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4 zeigt,
wie die Dämpfungskapsel
gemäß 3 zum Beispiel in einen
in der Basis einer Kartusche für
einen Hahn ausgenommenen Abschlußsitz eingeführt werden
kann; und
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5 zeigt,
wie die Dämpfungskapsel
gemäß 3 zum Beispiel in einen
in dem Körper
eines Hahns ausgenommenen Abschlußsitz eingeführt werden
kann.
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Wie in 1 gezeigt
ist, weist das lamellare Teil, aus dünnem, elastischem Material,
einer Dämpfungskapsel
gemäß der Erfindung,
die in ihrer Gesamtheit durch das Bezugszeichen 1 bezeichnet
ist, einen Vorderabschnitt 10 auf, der in Ruhe im wesentlichen
eben ist und eine Membran bildet, von welcher aus ein Abschnitt
ausgeht, der eine erste innere Umfangswand 11 ausbildet,
die fast senkrecht zu der Membran 10 verläuft. Diese
erste innere Umfangswand 11 ist an ihrem distalen Ende,
zum Beispiel mit einer Halb-Toroid-Form 13, mit einer zweiten, äußeren Umfangswand 12 verbunden,
welche sich über eine
bestimmte Länge
erstreckt, und vorzugsweise (wie 1 zeigt)
bis sie fast das Niveau der Membran 10 erreicht. Zwischen
den zwei Umfangswänden, der
inneren 11 und der äußeren 12,
wird ein Hohlraum 14 begrenzt. Die axiale Länge, d.h,
in einer Richtung orthogonal zu der Ebene der Membran 10, des
Hohlraums 14 ist als L1 gezeigt.
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Das lamellare Teil 1 der
Dämpfungskapsel kann
aus einem beliebigen flexiblen Kunststoffmaterial, vorzugsweise
einem Elastomer bestehen.
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Wie in 2 gezeigt
ist, ist das rohrförmige Teil,
aus einem Material, welches dicker und steifer als das ist, welches
das lamellare Teil 1 bildet, einer Dämpfungskapsel gemäß dieser
Erfindung, wobei das rohrförmige
Teil in seiner Gesamtheit durch das Bezugszeichen 2 bezeichnet
ist, durch eine Innenfläche 21 und
eine Außenfläche 22 begrenzt,
die durch eine Endfläche 23 miteinander
verbunden sind, welche abgerundet sein kann. Die Außenfläche 22 weist vorzugsweise
mindestens einen erhabenen Bund 24 auf. Das rohrförmige Teil 2 hat
in seiner Gesamtheit einen Querschnitt, der im wesentlichen dem
Querschnitt des Hohlraums 14 des lamellaren Teils 1 entspricht,
wie im folgenden detaillierter ausgeführt werden wird, während die
Länge L2
des rohrförmigen Teils 2 vorzugsweise
beträchtlich
größer ist
als die Länge
L1 des Hohlraums 14 des lamellaren Teils 1.
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Das rohrförmige Teil 2 kann
aus einem Kunststoffmaterial, vorzugsweise steif, ausgebildet sein,
und somit sind keine bestimmten Charakteristika erforderlich.
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Das rohrförmige Teil 2 ist dazu
vorgesehen, in den Hohlraum 14 des lamellaren Teils 1 eingesetzt zu
werden, um, wie in 3 gezeigt
ist, die vollständige
Dämpfungskapsel
auszubilden, welche mit dem Bezugszeichen 3 bezeichnet
ist. Die Innenfläche 21 des
rohrförmigen
Teils 2 entspricht vorzugsweise der inneren Umfangswand 11 des
lamellaren Teils 1, und die Außenfläche 22 des rohrförmigen Teils 2 gestattet einen
bestimmten Abstand in Bezug zu der äußeren Umfangswand 11 des
lamellaren Teils 1, an deren Innenfläche der Bund 24 aufliegt.
Da die Länge
L2 des rohrförmigen
Teils 2 größer ist
als die Länge
L1 des Hohlraums 14 des lamellaren Teils 1, steht
ein Teil des äußersten
Endes 25 des rohrförmigen
Teils 2 in Bezug zu dem eine Membran bildenden Abschnitt 10 des
lamellaren Teils 1 heraus. Diese Dimensionierung stellt
ein Maximum an Mühelosigkeit
bei der Einführung
der Dämpfungskapsel
in ihren Abschlußsitz sicher,
wobei die Dichtung durch den Bund 24 des rohrförmigen Teils 2,
zusammengedrückt
durch die äußere Umfangswand 12 des
lamellaren Teils 1, hergestellt wird. Es ist bereits ausgeführt worden,
daß anstelle
eines einzelnen erhabenen Bundes 24 mehrere erhabene Bunde
vorgesehen sein können.
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Wie ausgeführt worden ist, können die
erhabenen Bunde auch nicht an dem rohrförmigen Teil der Dämpfungskapsel,
sondern an einer der Flächen der äußeren Umfangswand
des lamellaren Teils vorhanden sein. Diese Möglichkeit ist in 1 bei 15 durch gestrichelte
Linien angedeutet.
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Die 4 und 5 zeigen zwei Beispiele der
Installation einer Dämpfungskapsel 3 gemäß Vorbeschreibung
in einer Hahnkartusche.
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In beiden 4 und 5 bezeichnet
die Zahl 30 einen Hahnkörper,
mit dem ein Einlaß-
und Zuführrohr 31 verbunden
ist, wofür
die Dämpfung
von Schwingungen und Geräuschen
erforderlich ist. In dem Körper
des Hahns 30 ist eine Kartusche 32 installiert,
die einen Durchlaß 33 hat,
der mit dem Rohr 31 in Verbindung steht. Bei diesen Beispielen
enthält der
Durchlaß 33 einen
Dichtungsring 34, der mit einem sphärischen Verschluß 35 zusammenwirkt.
Die anderen Teile des Hahns, die nicht die Anwendung der Erfindung
betreffen, sind weggelassen worden. Hähne mit sphärischen Verschlüssen dieses
Typs sind auf diesem Gebiet wohl bekannt, beispielsweise über das
italienische Patent Nr. 1, 261, 604.
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An der Basis der Kartusche 32 (oder
auf die gleiche Weise im Körper 30 des
Hahns selbst) ist ein Raum 36 vorgesehen, der mit den Durchlässen 31 und 33 in
Verbindung steht, aber in Bezug zu diesen versetzt ist, so daß er mit
der Strömung
in Verbindung steht, die durch diese Durchlässe strömt, aber die Strömung nicht
durch ihn selbst verläuft.
Der Zweck dieser Anordnung besteht darin, das Aufbringen von schadenden
dynamischen Spannungen auf die Dämpfungskapsel
zu vermeiden.
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Gemäß 4 ist an der Basis des Körpers 32 der
Kartusche ein Sitz 37 ausgenommen, der dafür bestimmt
ist, die Dämpfungskapsel 3 aufzunehmen.
Bei der Betrachtung dieser Figur wird verständlich, wie die Kapsel 3 in
den Abschlußsitz 37 durch Aus üben einer
Druckkraft auf die Kante 25 ihres rohrförmigen Teils 2 eingeführt werden
kann, und da diese in Bezug auf die Membran 10 heraussteht,
besteht keine Gefahr, daß auf
die letztere eine Kraft aufgebracht wird, die dazu führt, die
Luft aus dem Inneren der Kapsel 3 auszutreiben. Im Gegenteil,
während des
Eindringens der Dämpfungskapsel 3 in
den Abschlußsitz 37 wird
der diesen zwei Teilen gemeine innere freie Raum reduziert, und
somit wird der Druck der in ihr enthaltenen Luft erhöht. Deshalb
befindet sich, wenn die Installation ausgeführt worden ist, Luft in dem
Innenraum der Dämpfungskapsel 3,
und diese Luft steht unter einem Druck, der größer als der atmosphärische Druck
ist, was die Dämpfungswirkung effektiver
macht, die durch die Kapsel 3 auf den Raum 36 und
durch ihn auf die Durchlässe 31 und 33,
durch welche die Strömung
verläuft,
ausgeübt wird.
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In ähnlicher Weise ist gemäß 5 in dem Körper 30 des
Hahns ein Sitz 38 ausgenommen, der dafür bestimmt ist, die Dämpfungskapsel 3 aufzunehmen.
Bei der Betrachtung dieser Figur wird verständlich, wie dieses Verfahren
der Installation gleich dem unter Bezugnahme auf die 4 beschriebenen ist, im
Hinblick auf die Einführung
der Dämpfungskapsel 3 in
den Abschlußsitz
ohne die Gefahr, daß auf
die Membran eine Kraft aufgebracht wird, welche die Luft aus dem
Inneren der Kapsel 3 austreibt, wobei vielmehr ein Anstieg
des Drucks der in ihr enthaltenen Luft verursacht wird. Deshalb
wird selbst bei dieser Form der Installation die gleiche, bereits
beschriebene Dämpfung
erzielt, die durch die Kapsel 3 auf den Raum 36 und
durch diesen auf die Durchlässe 31 und 33 ausgeübt wird,
durch welche die Strömung verläuft.
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Obgleich die 4 und 5 zwei
Beispiele von möglichen
Installationen einer Dämpfungskapsel
gemäß der Erfindung
in Hähnen
mit sphärischen
Verschlüssen
zeigen, ist es verständlich,
daß diese Dämpfungskapseln
in jeder Art von Hahn, in jedem von einem Hahn verschiedenen hydraulischen
Gerät oder
selbst in einer Vorrichtung installiert werden können, die ein Zubehörteil bildet,
das die einzige Funktion hat, Schwingungen und Geräusche in
einem Rohr zu dämpfen.
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Es wird eine Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen
und Geräuschen
in einer hydraulischen Anlage oder in einem hydraulischen Gerät offenbart,
wobei die Vorrichtung in der Form einer Dämpfungskapsel aus elastischem
Material ausgebildet ist, mit einer dünnen Vorderwand, die als eine Membran
wirkt, und mit einer Umfangswand, die dafür bestimmt ist, in einem Abschlußsitz untergebracht zu
werden, wobei die Dämpfungskapsel
aus zwei Teilen besteht: einem ersten Teil aus einem lamellaren Material,
welches fein und elastisch, vorzugsweise ein Elastomer ist, umfassend
einen Vorderabschnitt, der als eine Membran wirkt, von dem aus ein
Abschnitt ausgeht, der eine erste innere Umfangswand bildet und
seinerseits an seinem distalen Ende mit einem Abschnitt verbunden
ist, der eine zweite äußere Umfangswand
bildet, die wenigstens annähernd
parallel zu der ersten inneren Umfangswand verläuft und in Bezug zu dieser
einen Hohlraum begrenzt; und einem zweiten rohrförmigen Teil aus einem steiferen Material,
das dicker ist als das, aus dem das lamellare erste Teil besteht,
vorzugsweise ein steifes Kunststoffmaterial, das einen Querschnitt
hat, der im wesentlichen dem Querschnitt des Hohlraums des ersten
Teils entspricht, und das, unter Betriebsbedingungen, in diesen
eingesetzt ist und vorzugsweise eine kurze Länge aus ihm hervorsteht.
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Es ist verständlich, daß die Erfindung nicht auf die
Formen der Ausführungsbeispiele
beschränkt ist,
die als Beispiele beschrieben und veranschaulicht wurden. Einige
Modifikationen sind beschrieben worden und andere liegen innerhalb
der Fähigkeiten von
Fachleuten dieses Gebiets. Diese Modifikationen und jede Substitution
mit äquivalenten
Techniken können
vorgenommen werden, ohne sich vom Geltungsbereich der Erfindung
zu entfernen, wie sie in den anliegenden Ansprüchen definiert ist.