JP2018514711A - 緩衝装置 - Google Patents

Abstract

流体圧供給循環内の、脈動のような圧力衝撃を緩衝又は回避するための、好ましくはサイレンサーの形態の、緩衝装置であって、緩衝室を包囲する緩衝ハウジングを有し、前記緩衝ハウジングが少なくとも１つの流体入口と少なくとも１つの流体出口及び流体入口と流体出口の間に延びる流体収容室を有し、装置の駆動中において、流体流が貫流方向に流体入口から来て流体出口の方向に貫流室を通過し、かつ流体収容室の少なくとも部分が少なくとも１つの広がり方向において貫流方向に対して横方向に延びる、ものは、貫流方向に相前後して１つより多い流体収容室が配置されており、かつ上流側の第１の流体収容室と下流側の最後の流体収容室が直接流体入口もしくは流体出口に隣接していることを、特徴としている。【選択図】図２

Description

本発明は、特に流体圧供給循環内の、脈動のような圧力衝撃を緩衝又は回避するための、好ましくは緩衝室を包囲する緩衝ハウジングを有するサイレンサーのような、緩衝装置に関するものであって、その緩衝ハウジングが少なくとも１つの流体入口と少なくとも１つの流体出口及び流体入口と流体出口との間に延びる流体収容室を有し、装置の駆動中において流体流が貫流方向に流体入口から来て流体出口の方向に緩衝室を通過し、かつ流体収容室の少なくとも一部が貫流方向に対して横方向に少なくとも１つの広がり方向に延びている。

この種の緩衝装置は、従来技術から知られている。消音器又はサイレンサーとも称される、この種の緩衝装置は、圧力脈動によって発生される振動を減少させるために用いられ、その振動は、特に流体ポンプの駆動によって、該当する流体システムに周期的に強く影響する。ある特許文献に示されるように、この種概念の既知の緩衝装置は、真円筒の形態の緩衝ハウジングを有し、その円筒は軸方向の２つの終端領域において面取りされており、流体入口と流体出口はそれぞれの終端領域に円筒軸に対して同軸に配置されている（例えば、特許文献１参照。）。これらの緩衝装置においては、流体入口から流体出口へ流体流が通過する緩衝室として、緩衝パイプが設けられており、その緩衝パイプは流体入口と流体出口の間に同軸に延び、かつパイプ壁にパイプを包囲する流体室への開口部を有している。流体室は、円筒直径に応じて、緩衝パイプによって定められる軸方向の貫流方向に対して、径方向に拡幅されている。

独国特許公報第１０２１７０８０（Ｃ１）号明細書

この従来技術から出発して、本発明の課題は、簡単な構造において好ましい駆動挙動を特徴とする、考察される種類の緩衝装置を提供することである。

本発明によれば、この課題は、全体として特許請求項１の特徴を有する、緩衝装置によって解決される。

請求項１の特徴部分によれば、本発明の本質的な特殊性は、貫流方向に相前後して１つより多い流体収容室が配置されていること、及び上流側の第１の流体収容室と下流側の最後の流体収容室が直接流体入口もしくは流体出口に隣接していること、にある。流体入口もしくは流体出口に流体収容室が直接結合され、かつそれによって緩衝パイプが省かれることにより、本発明に係る装置は、１つには、簡単な構造を特徴としている。さらに、１つより多い流体収容室が存在することにより、緩衝装置を種々の脈動周波数によりよく同調させる可能性がひらかれる。これは特に、たとえば、励振スペクトルよりも大きい周波数領域を発生させる、スクリューコンプレッサの形態の、回転数可変の駆動装置において、効果的である。

特に好ましい実施例において、貫流方向に対して横方向に広がる流体収容室は、緩衝ハウジングの内部のディスク形状に形成された中空室によって形成されており、ディスク形状に形成された中空室は、円筒状又は多角形として形成することができるが、所望の周波数同調のためには、他の形状、たとえば長円形の輪郭形状も考えられる。

それぞれの中空室は、等しい容積と等しい輪郭形状を有することができ、あるいは容積及び／又は輪郭形状に関して異なるように形成することができる。

特に好ましい実施形態において、中空室は緩衝ハウジングの互いに対して平行に延びる画成壁によって一緒に閉鎖することができ、流体入口と流体出口の部分は、緩衝ハウジング内でこれらの画成壁に対して整合して延びており、かつ緩衝ハウジング孔として形成されている流体入口と流体出口の直径は、等しい大きさとすることができ、かつ画成壁間の間隔に相当することができる。

特に好ましくは、配置は、緩衝ハウジングがいくつかに分かれて形成されており、かつ以下の構成部材が設けられるように、行うことができる：
一方の画成壁を有するカップ形状の中央凹部及び流体入口と流体出口を収容する、底部分、及び、
カバー部分が底部分に固定された場合に、係合スリーブの一部である他方の画成壁と共に、底部分の中央凹部内へ同一平面で嵌入する、フランジ形状のカバー部分。

周囲に対して中空室を密閉するために、カバー部分の係合スリーブに、特に一周する溝内へ挿入されるシールリングの形態の、シール装置を配置することができ、そのシールリングが中央凹部の構成要素としてのそれぞれの中空室を周囲に対して密閉する。

緩衝ハウジングを圧力密に形成するために、カバー部分は、その垂直軸に対して直径方向に対向して、複数の挿通開口部を有することができ、それら挿通開口部は、固定ねじを挿通されて、カバー部分を底部分に固定し、好ましくは配置は、固定ねじが流体入口と流体出口の領域を残してカバー部分の外周に沿って均一に緩衝ハウジングに配置されており、その外周がディスク形状の流体収容室を包囲するように、行うことができる。

好ましい実施例において、２つの中空室が貫流方向に互いに連続して設けられており、それらの中空室は流体通路によって互いに接続されており、その流体通路は、緩衝ハウジングの流体入口及び流体出口と整合して、底部分の壁セクション内に配置されており、かつ流体入口及び流体出口と同一の直径を有している。

該当する流体システムと接続するために、緩衝ハウジングの流体入口及び／又は流体出口には、流体入口及び／又は流体出口を包囲する、シールリングのための収容部を設けることができる。第３構成部品に、緩衝ハウジングが固定ブロックの形態で複数の固定ボルトによって固定され、それら固定ボルトは流体入口及び／又は流体出口の領域を包囲する。

以下、図面に示す実施例を用いて本発明を詳細に説明する。

本発明に係る緩衝装置を、実際の実施形態に比較してほぼ１：３の縮尺で縮小して示す斜視図である。 実施例を図１の２倍の大きさで示す上面図である。 図２の切断線ＩＩＩ−ＩＩＩに従って実施例を示す縦断面図である。 実施例の緩衝ハウジングの、流体出口を有する接続領域のみを示す部分図である。 流体入口を有する接続部分を、図４と同様に示す部分図である。

図面を参照しながら、いわゆるサイレンサーの実施例を用いて本発明を説明し、そのサイレンサーは、たとえば２００ｂａｒの領域内の高圧下にある流体圧液体内の脈動によって発生される振動を減少させるために設けられている。原則的な機械的構造は、特許出願ＤＥ１０２０１４００５８２２．０に後から公開された従来技術として記載されているような、このような使用のために設けられたサイレンサーに相当する。この図には、緩衝装置の実施例が組み合わされた状態で示されている。これらの図に示す緩衝ハウジング１は、図３からもっともよくわかるように、３つの主要部分、すなわち底部分３及び同一部品として形成されているカバー部分５と７からなる。図１と２が示すように、面取りされた角部領域９を備えた、長手軸１１を有する矩形の輪郭を有し、その長手軸の延びは、流体の貫流方向に相当し、その流体は図において左側に位置する終端側１３から装置内へ流入して、反対側の終端側１５において装置を出て行く。底部分３は、流体収容室１７と１９を形成するために２つの中央凹部２１と２３（図２）を有し、それらは円形のカップ形状の凹部によって形成されており、それら凹部が底部分３の掘り下げられない、包囲する壁部分２５によって画成されている。中央凹部２１、２３は、底側において、共通の平面内に延びる底部分３の画成壁２７と２９によって閉鎖されている。ディスク形状の流体収容室１７と１９を画成するために、カバー部分５と７の平坦な下側が上方の画成壁３１と３３を形成し、それらの画成壁は、カバー部分５と７が底部分３に取り付けられた場合に、画成壁２７と２９に対して平行な平面内に延びている。底部分３の、図面左側に位置する終端側１３に、流体入口３５が設けられており、その流体入口は画成壁２７及び３１と整合しているので、流体入口３５の直径は、円形ディスク形状の流体収容支部１７の厚みに相当する。

底部分３の中央凹部２３内に形成される、第２の流体室１９を形成する円形ディスク形状の中空室は、上流側の第１の流体収容室１７と流体通路３７を介して接続されており、その流体通路は、底部分３の終端側１３と１５の間の中央に位置する壁部分３９内に設けられている。流体通路３７は、軸線１１に対して同軸であって、流体入口３５と同一の直径を有している。図示される実施例において、２つの流体収容室１７と１９は同種の円形の中央凹部２１と２３によって形成されており、したがって同一の容積を有している。図面左側に位置する終端側１５で、底部分３の壁部分２５内に流体出口４１が設けられており、その流体出口は流体入口３５及び流体通路３７と同様に軸線１１に対し、かつそれに伴って貫流方向に対して同軸であって、流体入口３５及び流体通路３７と同一の直径を有している。

図３から読み取ることができるように、カバー部分５と７は、フランジ形状に形成された同一部品として形成されている。カバー部分５と７は、底部分３に取り付けられた状態においてその壁部分２５と壁セクション３９を把持する上側から始まって、それぞれ突出部形状の係合スリーブ４３を有し、その係合スリーブは円筒状に形成されており、底部分３に取り付けられた位置において、中央凹部２１ないし２３内へぴったりと嵌まり込む。各係合スリーブ４３は、一周する環状溝４５を有しており、その中にシールリング４７が取り付けられており、そのシールリングが係合スリーブ４３を底部分３の壁部分２５及び壁セクション３９に対して密閉し、したがって流体収容室１７と１９を周囲に対して密閉する。

カバー部分５、７を底部分３と螺合するために、底部分にねじ孔が形成されており、そのねじ孔は図面では見られない。ねじ孔は、各カバー部分５、７のそれぞれ８つの固定ねじ５１のために部分円弧上に配置されており、その部分円弧が中央凹部２１と２３を包囲し、かつそれをもってカバー部分５、７を底部分３に、そのフラット側５３が底部分３の中央の壁セクション３９において互いに隣接するように、固定することができる。カバー部分５、７はフラット側５３とは逆の領域内で、取り付けられた状態において底部分３の外側輪郭に適合するように、形成されており、流体入口３５もしくは流体出口４１においてカバー部分５、７のフラット側５５は、それぞれ底部分３の終端側１３及び終端側１５と面一であって、面取りされた角部領域９においても段のない外側形状が形成されている。

緩衝ハウジング１を該当する第３構成部品に取り付けるために、図示される実施例においては、図面右側に位置する終端側１５に流体出口４１に対して対称に配置されたねじボルト５７が設けられている。さらに、反対側の終端側１３においては、流体入口３５にシールリング用の収容溝５９が形成されている。接続結合するために、終端側１３には、流体入口３５に対して対称の配置で固定孔６１が配置されている。

なお、同様にして流体出口４１に対応づけられた終端側１５に、シール配置を設けることができる。ハウジング組み立て形状が対称であることに基づいて、入口側と出口側は、シール幾何学配置を変更して互いに交換もされる。本来の貫流方向に対して横方向に拡幅された空洞を有するディスク形状の緩衝空間に基づいて、あらかじめ定めることのできるその液体体積に関して少ない重量を有する、高い効率を有するサイレンサーが得られる。さらに、サイレンサーとそれに接続可能な流体ポンプの間の増幅は、それがそもそもあるとして、小さいものとなる。

本発明に係る緩衝装置の詳しく図示されない実施形態においては、相前後して配置される個々の緩衝室１７、１９を、異なる容積で形成する可能性が存在し、それによって異なる大きさの緩衝室が存在するので、異なる周波数を有する個々の周波数帯域を効果的に緩衝することができ、緩衝室１７は１つの周波数帯域に、そして他の緩衝室１９はそれとは異なる種類の周波数帯域に対応づけることができる。さらに、同様に示されていない、他の相前後する配置において、さらに第３の緩衝室と場合によっては他の緩衝室を最初の２つの緩衝室１７、１９に、場合によっては異なる容積で接続することができるので、最小の容積を有する１つの緩衝室から始まって、接続されている、媒体を案内する最大の容積を有する緩衝室へと、連鎖の内部で媒体流の圧力推移における弛緩が生じるので、その限りにおいて有効な緩衝効果を発生させることができる。すなわちこれは、従来技術において該当するものを持たない。

Claims (14)

1. 流体圧供給循環内の、脈動のような圧力衝撃を緩衝又は回避するための、好ましくはサイレンサーの形態の、緩衝装置であって、緩衝室（１７、１９）を包囲する緩衝ハウジング（１）を有し、前記緩衝ハウジングが、少なくとも１つの流体入口（３５）と、少なくとも１つの流体出口（４１）と、流体入口（３５）と流体出口（４１）の間に延びる流体収容室（１７、１９）を有し、前記緩衝装置の駆動中において、流体流が貫流方向（１１）に流体入口（３５）から来て流体出口（４１）の方向に貫流室（１７、１９）を通過し、かつ流体収容室（１７、１９）の少なくとも部分が少なくとも１つの広がり方向において貫流方向（１１）に対して横方向に延びる、緩衝装置において、
   貫流方向（１１）に相前後して１つより多い流体収容室（１７、１９）が配置されており、かつ、
   上流側の第１の流体収容室（１７）と下流側の最後の流体収容室（１９）が直接流体入口（３５）もしくは流体出口（４１）に隣接している、ことを特徴とする緩衝装置。
2. 各流体収容室が、緩衝ハウジング（１）の内部で、ディスク形状に形成された中空室（１７、１９）を形成している、ことを特徴とする請求項１に記載の緩衝装置。
3. それぞれのディスク形状の中空室（１７、１９）が、円筒形状又は多角形として形成されている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の緩衝装置。
4. 等しい容積又は等しい輪郭形状の中空室（１７、１９）が設けられている、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の緩衝装置。
5. 異なる容積又は異なる輪郭形状の中空室（１７、１９）が設けられている、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の緩衝装置。
6. 中空室（１７、１９）が、緩衝ハウジング（１）の互いに対して平行に延びる画成壁（２７、２９、３１、３３）によって一緒に閉鎖されており、かつ、
   流体入口（３５）と流体出口（４１）の部分が緩衝ハウジング（１）内でこれらの画成壁（２７、２９、３１、３３）に対して整合して延びている、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の緩衝装置。
7. 緩衝ハウジング孔として形成されている流体入口（３５）と流体出口（４１）の直径が等しい大きさであり、かつ画成壁（２７、２９、３１、３３）の間の間隔に相当する、ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の緩衝装置。
8. 緩衝ハウジング（１）がいくつかに分けて形成されており、
   底部分（３）を有し、前記底部分が一方の画成壁（２７、２９）を有するカップ形状の中央凹部（２１、２４）及び流体入口（３５）と流体出口（４１）を収容し、かつ、
   フランジ状に形成されたカバー部分（５、７）を有し、前記カバー部分は、カバー部分（５、７）が底部分（３）に固定された場合に、係合スリーブの一部である他の画成壁（３１、３３）と共に、底部分（３）の中央凹部（２１、２３）内へ同一平面で嵌入する、ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の緩衝装置。
9. カバー部分（５、７）の係合スリーブ（４３）に、特に一周する溝（４５）内へ挿入されるシールリング（４７）の形態の、シール装置が配置されており、前記シールリングが、中央凹部（２１、２３）の構成要素としてのそれぞれの中空室（１７、１９）を周囲に対して密閉する、ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の緩衝装置。
10. カバー部分が、その垂直軸に対して直径方向に対向して、複数の挿通開口部を有し、前記挿通開口部が固定ねじ（５１）を挿通されて、カバー部分（５、７）を底部分（３）に固定する、ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の緩衝装置。
11. 固定ねじ（５１）が、流体入口（３５）と流体出口（４１）の領域を残して、カバー部分（５、７）の外周に沿って均一に緩衝ハウジング（１）に配置されており、前記外周がディスク形状の流体収容室（１７、１９）を包囲する、ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の緩衝装置。
12. ２つの中空室（１７、１９）が貫流方向（１１）に互いに連続して設けられており、前記中空室が流体通路（３７）によって互いに接続されており、前記流体通路が、流体入口（３５）及び流体出口（４１）と整合して、底部分（３）の壁セクション（３９）内に配置されており、かつ流体入口（３５）及び流体出口（４１）と同一の直径を有している、ことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の緩衝装置。
13. 緩衝ハウジング（１）内の流体入口（３５）及び／又は流体出口（４１）に、シールリングのための収容部（５９）が設けられており、前記シールリングが流体入口（３５）及び／又は流体出口（４１）を包囲する、ことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の緩衝装置。
14. 緩衝ハウジング（１）が固定ブロックの形態で複数の固定ボルト（５７）によって第３構成部品に固定され、前記複数の固定ボルトが流体入口（３５）及び／又は流体出口（４１）の領域を包囲する、ことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の緩衝装置。

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