EP1277009A1 - Schwingungsdämpfer - Google Patents
SchwingungsdämpferInfo
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- EP1277009A1 EP1277009A1 EP01927832A EP01927832A EP1277009A1 EP 1277009 A1 EP1277009 A1 EP 1277009A1 EP 01927832 A EP01927832 A EP 01927832A EP 01927832 A EP01927832 A EP 01927832A EP 1277009 A1 EP1277009 A1 EP 1277009A1
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Classifications
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Definitions
- the invention relates to a vibration damper for damping liquid vibrations in hydraulic systems according to the preamble of claim 1.
- Vibration dampers of the aforementioned type are already well known.
- a vibration damper is already described in DE 197 539 09 AI, which has a membrane body arranged in a housing. The membrane divides the housing into a chamber acted upon by the pressure medium and into a chamber connected to the atmosphere.
- An air-permeable but liquid-impermeable insert which is made of ceramic, is arranged in the housing in order to protect the chamber, which is under atmospheric pressure, from splash water.
- a disadvantage is the limited use of ceramic materials in terms of manufacturing technology for the sometimes very different requirements with regard to the construction of a vibration damper.
- Fig. 1 shows a vibration damper with a disk-shaped membrane carrier
- Membrane carrier which has a disc-shaped silicone membrane as a blocking element
- Fig. 3 shows a modification of the bolt-shaped membrane carrier according to Fig. 2, in which a plastic body is used as a locking element.
- 1 shows a vibration damper for damping liquid vibrations in hydraulic systems, with a membrane 5 fastened to a membrane carrier 3, and with a ventilation bore 6, which extends centrally through the membrane carrier 3 in the direction of the membrane 5 and opens into an atmosphere chamber VI , which is separated by the membrane 5 from a liquid chamber V2 in a housing 8.
- the ventilation hole 6 is bounded in the direction of the atmosphere by a gas-but liquid-impermeable blocking element (silicone membrane 2).
- the blocking element consists of a diffusible material of low hardness, which enables an unimpeded gas exchange between the atmosphere and the ventilation hole 6 delimited by the blocking element in the membrane carrier 3.
- a thin-walled silicone membrane 2 is proposed as a diffusible material, the wall thickness of which is adapted to the desired gas permeability of the membrane body.
- the silicone membrane 2 is provided on the outer edge with a circumferential bead 2 and on the thin-walled surface 2 ′′ delimited by the bead 2 ⁇ with local, nub-like elevations 2 > ⁇ .
- the silicone membrane 2 is on its outer edge between a cover 1 provided with two ventilation holes 6 and clamped in a liquid-tight manner on the membrane carrier 3.
- the cover 1 consists of a thin sheet whose contour is produced by pressing, stamping or deep drawing.
- the silicone membrane 2 is thus part of an immersion-proof vibration damper which is inserted into the housing 8 of a pump unit provided for slip-controlled brake systems.
- the vibration damper thus represents a functional unit within a pump unit.
- the ventilation membrane 6, which opens into the atmosphere chamber VI, is reliably protected by the silicone membrane 2 against dirt and splash water which penetrate from the outside.
- the silicone membrane 2 ensures that air can reach the interior of the atmosphere chamber VI from the outside for pressure equalization.
- the reason for this is that part of the air in the atmosphere chamber VI diffuses through the membrane 5 into the liquid chamber V2. Consequently, a possible closure of the ventilation hole 6 in the membrane carrier 3 would lead to malfunction of the vibration damper and thus to a deterioration in the suction behavior of the pump connected to the vibration damper if the air volume in the atmosphere chamber VI were exhausted by the diffusion process, which would result in full-surface contact of the membrane 5 the wall of the atmosphere chamber VI would lead.
- the vibration-damping function of the membrane 5 would consequently be eliminated.
- the nub-like elevations 2 ⁇ on the silicone membrane 2 prevent the entire area of the silicone membrane 2 from contacting the wall of the membrane carrier 3 or the cover 1, so that the atmospheric connection via the silicon on both sides Konmembran 2 arranged ventilation holes 6 are not blocked by the silicone membrane 2.
- the membrane 5 is inserted with its bulge 2 'in a recess in the membrane carrier 3 and fixed by the support ring 4 inserted into an annular groove.
- the silicone membrane 2 which is separated from the atmosphere chamber VI by an intermediate wall 9 of the membrane carrier 3, is inserted into the cover 1, which is fixed in a recess of the membrane carrier 3 by means of an axial external caulking of the material volume.
- the silicone membrane 2 described above is designed as an insert, which is pressed into the recess of a membrane carrier 3 by its rigid outer edge.
- the membrane carrier 3 is designed as a caulking bolt, so that while retaining the components already mentioned at the beginning of FIG. 1, the membrane carrier 3 and the membrane 5 essentially differ from the flat design of the vibration damper in FIG. 2 due to their special axial extension.
- a porous, diffusible plastic body 7 is proposed as a blocking element instead of the silicone membrane 2 with reference to FIG. 3, which, using the example of the membrane carrier 3 known from FIG is.
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer zur Dämpfung von Flüssigkeitsschwingungen in Hydrauliksystemen, mit einer in einem Membranträger (3) befestigten Membran (5), sowie mit einer sich durch den Membranträger (3) in Richtung der Membran (5) erstreckenden Belüftungsbohrung (6), die in eine Atmosphärenkammer (V1) einmündet, welche durch die Membran (5) von einer Flüssigkeitskammer (V2) getrennt ist, wobei die Belüftungsbohrung (6) in Richtung der Atmosphäre von einem gas-, jedoch flüssigkeitsundurchlässigen Sperrelement begrenzt ist. Erfindungsgemäß besteht das Sperrelement aus einem diffusionsfähigen Werkstoff geringer Härte, der einen Gasaustausch zwischen der Atmosphäre und der vom Sperrelement begrenzten Belüftungsbohrung (6) ermöglicht.
Description
Schwingungsdämpfer
Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer zur Dämpfung von Flüssigkeitsschwingungen in Hydrauliksystemen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Schwingungsdämpfer der vorgenannten Art sind bereits hinreichend bekannt. So ist bereits in der DE 197 539 09 AI ein Schwingungsdämpfer beschrieben, der einen in einem Gehäuse angeordneten Membrankörper aufweist. Die Membran unterteilt das Gehäuse in eine vom Druckmittel beaufschlagte sowie in eine mit der Atmosphäre verbundene Kammer. In das Gehäuse ist ein luftdurchlässiger, jedoch flüssigkeitsundurchlässiger Einsatz angeordnet, der aus Keramik besteht, um die unter Atmosphärendruck stehende Kammer vor Spritzwasser zu schützen.
Nachteilig sind die herstelltechnisch begrenzten Einsatzmöglichkeiten von Keramikwerkstoffen für die teils sehr unterschiedlichen Anforderungen bezüglich der Konstruktion eines Schwingungsdämp ers .
Der Einsatz von Keramikwerkstoffen ist überdies infolge der vergleichsweise hohen Sprödigkeit in seiner technischen Anwendung begrenzt.
Daher ist bisher auf die Verwendung derartiger flüssigkeitsundurchlässiger Keramikwerkstoffe verzichtet worden (siehe DE
43 36 464 AI) , allerdings mit der Gefahr, dass Feuchtigkeit und Schmutz in die Belüftungsbohrung des Schwingungsdämpfers eintreten kann, so dass diese verstopft bzw. im Tieftemperaturbetrieb gefrieren kann. Hierdurch ist eine Funktionsstörung und/oder Beschädigung der empfindlichen Dämpfermenbran nicht auszuschließen.
Demzufolge ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Schwingungsdämpfer der eingangs genannten Art mit möglichst einfachen, funktionssicheren Mitteln zu schaffen, der universell einsetzbar ist und vorgenannte Nachteile nicht aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für einen Schwingungsdämpfer der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen im nachfolgenden aus der- Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele hervor.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Schwingungsdämpfer mit scheibenförmigem Membranträger
Fig. 2 einen Schwingungsdämpfer mit einem bolzenförmi'gen
Membranträger, der als Sperrelement eine scheibenförmige Silikonmembran aufweist,
Fig. 3 eine Abwandlung des bolzenförmigen Membranträgers nach Fig. 2, in den ein Kunststoffkörper als Sperrelement eingesetzt ist.
Aus der Fig. 1 geht ein Schwingungsdämpfer zur Dämpfung von Flüssigkeitsschwingungen in Hydrauliksystemen hervor, mit einer an einem Membranträger 3 befestigten Membran 5, sowie mit einer sich durch den Membranträger 3 zentral in Richtung der Membran 5 erstreckenden Belüftungsbohrung 6, die in eine Atmosphärenkammer VI einmündet, welche durch die Membran 5 von einer Flüssigkeitskammer V2 in einem Gehäuse 8 getrennt ist. Die Belüftungsbohrung 6 ist in Richtung der Atmosphäre von einem gas-, jedoch flüssigkeitsundurchlässigen Sperrelement (Silikonmembran 2) begrenzt. Das Sperrelement besteht aus einem diffusionsfähigen Werkstoff geringer Härte, das einen ungehinderten Gasaustausch zwischen der Atmosphäre und der vom Sperrelement begrenzten Belüftungsbohrung 6 im Membranträger 3 ermöglicht. Als diffusionsfähiger Werkstoff wird erfindungsgemäß eine dünnwandig ausgeführte Silikonmembran 2 vorgeschlagen, deren Wandstärke an die gewünschte Gasdurchlässigkeit des Membrankörpers angepasst ist. Die Silikonmembran 2 ist am Außenrand mit einem umlaufenden Wulst 2 und auf der vom Wulst 2 Λ begrenzten, dünnwandigen Fläche 2" mit örtlichen, noppenartigen Erhebungen 2>Λ versehen. Die Silikonmembran 2 ist an ihrem Außenrand zwischen einem mit zwei Belüftungsbohrungen 6 versehenen Deckel 1 und dem Membranträger 3 flüssigkeitsdicht eingespannt. Der Deckel 1 besteht aus einem Dünnblech, dessen Kontur mittels Pressen, Stanzen oder Tiefziehen hergestellt ist.
Die Silikonmembran 2 ist somit ein Teil eines tauchdichten Schwingungsdämpfers, der in das Gehäuse 8 eines für schlupf- geregelte Bremsanlagen vorgesehenen Pumpenaggregats eingesetzt ist. Die Silikonmembran 2 bildet zusammen mit dem Dek- kel 3, der im Membranträger 3 mittels einer Stützscheibe 4 gehaltenen Membran 5 eine vormontierte, eigenständig handhab-
bare Unterbaugruppe des Pumpenaggregats. Der Schwingungsdämpfer stellt somit eine funktionelle Einheit innerhalb eines Pumpenaggregats dar.
Durch die Silikonmembran 2 ist die in die Atmosphärenkammer VI einmündende Belüftungsbohrung 6 sicher gegen von außen eindringenden Schmutz und Spritzwasser geschützt. Andererseits ist durch die Silikonmembran 2 gewährleistet, dass zum Druckausgleich Luft von außen in das Innere der Atmosphärenkammer VI gelangen kann. Der Grund hierfür liegt darin, dass ein Teil der in der Atmosphärenkämmer VI befindlichen Luft durch die Membran 5 in die Flüssigkeitskammer V2 diffundiert. Folglich würde ein etwaiger Verschluss der Belüftungsbohrung 6 im Membranträger 3 zur Funktionsstörung des Schwingungsdämpfers und damit zur Verschlechterung des Saugverhaltens der an den Schwingungsdämpfer angeschlossenen Pumpe führen, wenn das Luftvolumen in der Atmosphärenkammer VI durch den Diffusionsvorgang erschöpft wäre, was zur vollflächigen Anlage der Membran 5 an der Wandung der Atmosphärenkammer VI führen würde. Die schwingungsdämpfende Funktion der Membran 5 wäre folglich aufgehoben.
Erfindungsgemäß wird jedoch aufgrund des Diffusionsverhaltens der dünnwandigen, wasserundurchlässigen Silikonmembran 2 eine das Gasvolumen in der Atmosphärenkammer VI regulierende Wirkung erreicht, um die über die Membran 5 zur Flüssigkeitskammer V2 sich allmählich vollziehende Gasabnahme in der Atmosphärenkammer VI auszugleichen.
Die noppenartigen Erhebungen 2 λ an der Silikonmembran 2 verhindern ein vollflächiges Anliegen der Silikonmembran 2 an der Wandung des Membranträgers 3 bzw. am Deckel 1, so dass die atmosphärische Verbindung über die beiderseits der Sili-
konmembran 2 angeordneten Belüftungsbohrungen 6 nicht von der Silikonmembran 2 versperrt werden.
Die Membran 5 ist mit ihrem Wulst 2 ' in einer Ausnehmung des Membranträgers 3 eingesetzt und von dem in eine Ringnut eingesetzten Stützring 4 fixiert. Hingegen ist die durch eine Zwischenwand 9 des Membranträgers 3 von der Atmosphärenkammer VI getrennte Silikonmembran 2 in den Deckel 1 eingelegt, der mittels einer axialen Außenverstemmung des Werkstoffvolumens in einer Ausnehmung des Membranträgers 3 druckmitteldicht fixiert ist. Durch die vom Deckel 1 auf den Wulst 2Λ wirksame axiale Vorspannkraft ist die Sili onmembran 2 in der abbildungsgemäßen Position gesichert.
In der Fig. 2 ist abweichend von Fig. 1 die voran beschriebene Silikonmembran 2 als Einsatzteil ausgebildet, die durch ihren steifen Außenrand in die Ausnehmung eines Membranträger 3 eingepreßt ist. Der Membranträger 3 ist als Verstemmbolzen gestaltet, so dass sich unter Beibehaltung der bereits eingangs zu Fig. 1 erwähnten Bauteile nunmehr in Fig. 2 im wesentlichen der Membranträger 3 und die Membran 5 aufgrund ihrer besonderen axialen Erstreckung von der Flachbauweise des Schwingungsdämpfers unterscheiden.
Gemäß einem weiteren zweckmäßigen Vorschlag wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 3 anstelle der Silikonmembran 2 ein poröser, diffusionsfähiger Kunststoffkörper 7 als Sperrelement vorgeschlagen, der am Beispiel des aus Fig. 2 bekannten, als Verstemmbolzen ausgeführten Membranträgers 3 in eine als Stufenbohrung ausgeführte Belüftungsbohrung β eingepresst ist. Durch das Einpressen des Kunststoffträgers 7 in die Stufenbohrung wird einerseits der Halt des Kunststoffkörpers 7 sichergestellt, andererseits verdichtet sich das Kunststoff-
material auf vorteilhafte Weise, da sich durch die komprimierten Poren des Kunststoffkörpers 7 auch die Feuchteaufnahme des Sperrelements verkleinert. Ein weiterer positiver Effekt der Poren ergibt sich aufgrund deren Kapillarwirkung, so dass ein Austreten von Spritzwasser auf der Innenseite des Kunststoff örpers 7 ausgeschlossen ist. Geringfügiges, in den Poren des Kunststoffkörpers 7 eingelagertes Spritzwasser kann somit mühelos in jeder Trockenphase verdunsten. Anstelle von Kunststoff eignet sich auch ein Sintermetall, das bei Wunsch oder Bedarf die Funktion des Kunststoff örpers 7 übernehmen kann.
Bezugs zeichenliste
1 Silikonmembran
2 Membranträger
2 Wulst
2" Fläche
2Λ Λ Erhebung
4 Stützring
5 Membran
6 Belüftungsbohrung
7 Kunststoffkörper
8 Gehäuse
9 Zwischenwand
VI Atmosphärenkammer
V2 Flüssigkeitskammer
Claims
1. Schwingungsdämpfer zur Dämpfung von Flüssigkeitsschwingungen in Hydrauliksystemen, mit einer in einem Membranträger befestigten Membran, sowie mit einer sich durch den Membranträger in Richtung der Membran erstreckenden Belüftungsbohrung, die in eine Atmosphärenkammer einmündet, welche durch die Membran von einer Flüssigkeitskammer getrennt ist, wobei die Belüftungsbohrung in Richtung der Atmosphäre von einem gas-, jedoch flüssigkeitsundurchlässigen Sperrelement begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement aus einem diffusionsfähigen Werkstoff geringer Härte besteht, der einen Gasaustausch zwischen der Atmosphäre und der vom Sperrelement begrenzten Belüftungsbohrung (6) ermöglicht.
2. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der diffusionsfähige Werkstoff aus einem porösen Kunststoff oder Metall besteht.
3. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als diffusionsfähiger Werkstoff ein Silikonkörper, insbesondere eine dünnwandige Silikonmembran (2) verwendet wird, deren Gasdurchlässigkeit durch die Wandstärke der Silikonmembran (2) bestimmt ist.
4. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Silikonmembran (2) am Außenrand mit einem umlaufenden Wulst (2Λ) und auf der vom Wulst (2Λ) begrenzten, dünnwandigen Fläche (2") mit örtlichen, noppenartigen Erhebungen (2,>λ) versehen ist.
5. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Silikonmembran (2) an ihrem Au- ßenrand zwischen einem mit zwei Belüftungsbohrungen (6) versehenen Deckel (1) und dem Membranträger (3) flüssigkeitsdicht eingespannt ist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (1) aus einem Dünnblech besteht, dessen Kontur mittels Pressen, Stanzen oder Tiefziehen hergestellt ist.
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