WO2024050587A1 - Method and device for reducing pressure pulsations in a hydraulic system - Google Patents

Method and device for reducing pressure pulsations in a hydraulic system Download PDF

Info

Publication number
WO2024050587A1
WO2024050587A1 PCT/AT2023/060315 AT2023060315W WO2024050587A1 WO 2024050587 A1 WO2024050587 A1 WO 2024050587A1 AT 2023060315 W AT2023060315 W AT 2023060315W WO 2024050587 A1 WO2024050587 A1 WO 2024050587A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
intermediate member
resilient intermediate
input
hydraulic system
resilient
Prior art date
Application number
PCT/AT2023/060315
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Gudrun Mikota
Original Assignee
Johannes Kepler Universität Linz
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Johannes Kepler Universität Linz filed Critical Johannes Kepler Universität Linz
Publication of WO2024050587A1 publication Critical patent/WO2024050587A1/en

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/10—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system
    • F16F15/12—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon
    • F16F15/121—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon using springs as elastic members, e.g. metallic springs
    • F16F15/1215—Leaf springs, e.g. radially extending
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B11/00—Equalisation of pulses, e.g. by use of air vessels; Counteracting cavitation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/0027—Pulsation and noise damping means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B9/00—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members
    • F04B9/02—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being mechanical
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C15/00—Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
    • F04C15/0042—Systems for the equilibration of forces acting on the machines or pump
    • F04C15/0049—Equalization of pressure pulses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C15/00—Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
    • F04C15/0057—Driving elements, brakes, couplings, transmission specially adapted for machines or pumps
    • F04C15/0061—Means for transmitting movement from the prime mover to driven parts of the pump, e.g. clutches, couplings, transmissions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C15/00—Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
    • F04C15/0057—Driving elements, brakes, couplings, transmission specially adapted for machines or pumps
    • F04C15/0061—Means for transmitting movement from the prime mover to driven parts of the pump, e.g. clutches, couplings, transmissions
    • F04C15/0073—Couplings between rotors and input or output shafts acting by interengaging or mating parts, i.e. positive coupling of rotor and shaft
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • F15B21/008—Reduction of noise or vibration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/50—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive with the coupling parts connected by one or more intermediate members
    • F16D3/64—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive with the coupling parts connected by one or more intermediate members comprising elastic elements arranged between substantially-radial walls of both coupling parts
    • F16D3/66—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive with the coupling parts connected by one or more intermediate members comprising elastic elements arranged between substantially-radial walls of both coupling parts the elements being metallic, e.g. in the form of coils
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/10—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system
    • F16F15/12—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon
    • F16F15/121—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon using springs as elastic members, e.g. metallic springs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/10—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system
    • F16F15/12—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon
    • F16F15/131—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon the rotating system comprising two or more gyratory masses
    • F16F15/133—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon the rotating system comprising two or more gyratory masses using springs as elastic members, e.g. metallic springs
    • F16F15/134—Wound springs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/10—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system
    • F16F15/12—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon
    • F16F15/131—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon the rotating system comprising two or more gyratory masses
    • F16F15/133—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon the rotating system comprising two or more gyratory masses using springs as elastic members, e.g. metallic springs
    • F16F15/134—Wound springs
    • F16F15/13469—Combinations of dampers, e.g. with multiple plates, multiple spring sets, i.e. complex configurations
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2205/00—Fluid parameters
    • F04B2205/13—Pressure pulsations after the pump
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2210/00—Fluid
    • F04C2210/20—Fluid liquid, i.e. incompressible
    • F04C2210/206—Oil
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2270/00—Control; Monitoring or safety arrangements
    • F04C2270/14—Pulsations
    • F04C2270/145—Controlled or regulated
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/205—Systems with pumps
    • F15B2211/20507—Type of prime mover
    • F15B2211/20515—Electric motor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/205—Systems with pumps
    • F15B2211/20507—Type of prime mover
    • F15B2211/20523—Internal combustion engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/205—Systems with pumps
    • F15B2211/2053—Type of pump
    • F15B2211/20546—Type of pump variable capacity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/25—Pressure control functions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/80—Other types of control related to particular problems or conditions
    • F15B2211/86—Control during or prevention of abnormal conditions
    • F15B2211/8616—Control during or prevention of abnormal conditions the abnormal condition being noise or vibration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/10—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system
    • F16F15/12—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon
    • F16F15/121—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon using springs as elastic members, e.g. metallic springs
    • F16F15/123—Wound springs

Abstract

The invention relates to a method and a device (1) for reducing pressure pulsations in a hydraulic system (2). In order to effect this reduction close to the source of the volume flow pulsation, it is proposed that a natural frequency of an oscillatory system formed from the resilient intermediate element (9) or the resilient intermediate elements (9) and from the moments of inertia of drive or output (3), displacement unit (5) and rotationally elastic coupling device (4) about the particular, in particular common, axis of rotation (A) and a pulsation frequency of the volume flow pulsation are substantially equal, and that the coupling halves (8a, 8b) are force-transmittingly interconnected, optionally using at least one rigid intermediate element (13), exclusively via the resilient intermediate element (9) or the resilient intermediate elements (9).

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Reduktion von Druckpulsationen in einem Hydrauliksystem Method and device for reducing pressure pulsations in a hydraulic system
Technisches Gebiet Technical area
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reduktion von Druckpulsationen in einem Hydrauliksystem. The invention relates to a method and a device for reducing pressure pulsations in a hydraulic system.
Stand der Technik State of the art
Hydraulische Verdrängereinheiten in Form von Zahnrad-, Kolben-, Flügelzellenpumpen oder entsprechenden Motoren erzeugen Volumenstrompulsationen, die in den angeschlossenen Hydrauliksystemen zu Druckpulsationen führen. Diese Druckpulsationen verursachen Schwingungen der umgebenden Strukturen, Lärm und unerwünschte Bewegungen der angeschlossenen Stellglieder. Aus dem Stand der Technik sind Vorrichtungen zur Reduktion von diesen Druckpulsationen in einem Hydrauliksystem bekannt. Hydraulic displacement units in the form of gear, piston, vane pumps or corresponding motors generate volume flow pulsations, which lead to pressure pulsations in the connected hydraulic systems. These pressure pulsations cause vibrations of the surrounding structures, noise and unwanted movements of the connected actuators. Devices for reducing these pressure pulsations in a hydraulic system are known from the prior art.
Hierzu schlägt die EP1384025B1 vor, einen vom Hydrauliksystem beaufschlagbaren und durch ein Federelement abgestützten Schwingungskörper zu verwenden. Nachteilig bei dieser Konstruktion ist einerseits der benötigte Bauraum, andererseits die räumliche Distanz zur Quelle der Volumenstrompulsation, welche sich beispielsweise in der Druckniere einer Kolbenpumpe befinden kann. For this purpose, EP1384025B1 suggests using a vibration body that can be acted upon by the hydraulic system and supported by a spring element. The disadvantage of this design is, on the one hand, the required installation space and, on the other hand, the spatial distance to the source of the volume flow pulsation, which can be located, for example, in the pressure kidney of a piston pump.
Des Weiteren ist es aus dem Stand der Technik bekannt, im Antriebsstrang einer Verdrängereinheit eine drehelastische Kupplungseinrichtung zu verwenden. Dazu schlägt die EP2317097A2 vor, im Antriebsstrang zwischen einem Antriebsmotor und einer Hydraulikpumpe eine drehelastische Kupplung vorzusehen. Diese Kupplungseinrichtung dient dazu, die Übertragung von Drehschwingungen des Antriebsmotors auf die nachfolgenden Teile des Antriebsstrangs zu verringern. Zusammen mit dem Massenträgheitsmoment des Antriebsmotors bezweckt eine solche Kupplung eine Filterwirkung gegenüber den Anregungsfrequenzen des Antriebsmotors und muss wegen des Resonanzdurchgangs im Hochlauf sowohl federnde als auch dämpfende Elemente enthalten. Nachteilig kann mit solch einer Kupplungseinrichtung keine Harmonische der Druckpulsationen für eine Drehzahl im Antriebsstrang vergleichsweise deutlich unterdrückt werden. Furthermore, it is known from the prior art to use a torsionally elastic coupling device in the drive train of a displacement unit. For this purpose, EP2317097A2 proposes to provide a torsionally flexible coupling in the drive train between a drive motor and a hydraulic pump. This coupling device serves to reduce the transmission of torsional vibrations of the drive motor to the following parts of the drive train. Together with the Due to the mass moment of inertia of the drive motor, such a coupling has the purpose of having a filtering effect against the excitation frequencies of the drive motor and must contain both resilient and damping elements due to the resonance passage during acceleration. Disadvantageously, with such a clutch device, no harmonic of the pressure pulsations for a speed in the drive train can be suppressed comparatively clearly.
Darstellung der Erfindung Presentation of the invention
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Reduktion von Druckpulsationen in einem Hydrauliksystem derart zu gestalten, dass damit eine oder mehrere Harmonische der Druckpulsationen bei einer bestimmten Drehzahl im Antriebsstrang effektiv unterdrückt werden können. Zudem soll die Vorrichtung konstruktiv einfach ausgebildet sein. It is therefore the object of the invention to design a device for reducing pressure pulsations in a hydraulic system in such a way that one or more harmonics of the pressure pulsations can be effectively suppressed at a certain speed in the drive train. In addition, the device should be structurally simple.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 . The invention solves the problem posed by the features of claim 1.
Indem eine Eigenfrequenz eines, sich aus dem federnden Zwischenglied oder den federnden Zwischengliedern und aus den auf die jeweilige Rotationsachse bezogenen Massenträgheitsmomenten von An- oder Abtrieb, Verdrängereinheit und drehelastischer Kupplungseinrichtung ergebenden Schwingungssystems und eine Pulsationsfrequenz der Volumenstrompulsation im Wesentlichen gleich sind, und indem die Kupplungshälften gegebenenfalls unter Verwendung zumindest eines starren Zwischenglieds ausschließlich über das federnde Zwischenglied oder die federnden Zwischenglieder kraftleitend miteinander verbunden sind, kann sich für eine konstante Drehzahl ohne Berücksichtigung der Flüssigkeitsreibung in der Verdrängereinheit eine eingeschwungene Lösung ergeben, bei der die entsprechende gleiche Harmonische aller Druckpulsationen im Hydrauliksystem unterdrückt wird. Die entsprechende Harmonische der Volumenstrompulsation wird dann durch Drehwinkelausschläge der Verdrängereinheit ausgeglichen, die durch Eigenschwingungen des Schwingungssystems zustande kommen. Zudem bleibt unter Berücksichtigung der Flüssigkeitsreibung die entsprechende Harmonische der Druckpulsationen klein.In that a natural frequency of an oscillation system resulting from the resilient intermediate member or members and from the mass moments of inertia of the input or output, displacement unit and torsionally elastic coupling device related to the respective axis of rotation and a pulsation frequency of the volume flow pulsation are essentially the same, and in that the coupling halves, if necessary using at least one rigid intermediate member exclusively via the resilient intermediate member or the resilient intermediate members, a steady-state solution can result for a constant speed without taking into account the fluid friction in the displacement unit, in which the corresponding equal harmonic of all pressure pulsations in the hydraulic system is suppressed . The corresponding harmonic of the volume flow pulsation is then compensated for by the angle of rotation deflections of the displacement unit, which are caused by natural vibrations of the Vibration system come about. In addition, taking the fluid friction into account, the corresponding harmonic of the pressure pulsations remains small.
Besteht beispielsweise das federnde Zwischenglied aus einer einzigen Feder oder mehreren parallel wirkenden Federn, so hat das Schwingungssystem eine von Null verschiedene Eigenfrequenz, sodass eine Harmonische der Druckpulsationen für eine Betriebsdrehzahl effektiv unterdrückt werden kann. Besteht das federnde Zwischenglied aus n Federn und n-1 dazwischenliegenden starren Zwischengliedern, so hat das Schwingungssystem n von Null verschiedene Eigenfrequenzen, sodass n Harmonische der Druckpulsationen für eine Betriebsdrehzahl effektiv unterdrückt werden können. For example, if the resilient intermediate member consists of a single spring or several springs acting in parallel, the oscillation system has a natural frequency that is different from zero, so that a harmonic of the pressure pulsations for an operating speed can be effectively suppressed. If the resilient intermediate member consists of n springs and n-1 rigid intermediate members in between, the oscillation system has n natural frequencies that are different from zero, so that n harmonics of the pressure pulsations can be effectively suppressed for an operating speed.
Vorzugsweise haben An- oder Abtrieb, Verdrängereinheit und drehelastische Kupplungseinrichtung eine gemeinsame Rotationsachse A, was die Konstruktion weiter vereinfachen kann. The input or output drive, displacement unit and torsionally flexible coupling device preferably have a common axis of rotation A, which can further simplify the construction.
Zusätzlich zur Reduktion von Schwingungen und Lärm kann sich durch die Drehwinkelausschläge der Verdrängereinheit auch die Vorkompression in Verdrängerräumen der Verdrängereinheit verbessern. Auf andere Maßnahmen zur Verbesserung der Vorkompression kann so erfindungsgemäß verzichtet werden, was beispielsweise den Wirkungsgrad der Verdrängereinheit erhöhen kann. Zudem ist die erfindungsgemäße Lösung vergleichsweise konstruktiv einfach ausgebildet und vermeidet durch das Vorsehen zwischen An- oder Abtrieb und Verdrängereinheit eine räumliche Distanz zur Quelle der Volumenstrompulsation. Die Volumenstrompulsation wird dadurch nahezu direkt am Ort ihrer Entstehung getilgt. In addition to reducing vibrations and noise, the rotation angle deflections of the displacement unit can also improve pre-compression in the displacement chambers of the displacement unit. According to the invention, other measures to improve the precompression can be dispensed with, which can, for example, increase the efficiency of the displacement unit. In addition, the solution according to the invention is comparatively simple in terms of construction and avoids a spatial distance to the source of the volume flow pulsation by providing between the drive or output drive and the displacement unit. The volume flow pulsation is thereby eliminated almost directly at the point at which it arises.
Vorzugsweise sind die Kupplungshälften über mehrere federnde Zwischenglieder kraftleitend miteinander verbunden, um damit beispielsweise einen symmetrischen Aufbau der drehelastischen Kupplungseinrichtung zu erleichtern. Beispielsweise können hierzu bereits vier oder sechs federnde Zwischenglieder ausreichen. Beispielsweise sind die Kupplungshälften über parallel wirkende Zwischenglieder kraftleitend miteinander verbunden, was die mechanische Belastbarkeit der Kupplungseinrichtung verbessern kann. Zudem ist damit die Wirkung der Kupplungseinrichtung als Drehfeder erreichbar. The coupling halves are preferably connected to one another in a force-conducting manner via several resilient intermediate members, in order to facilitate, for example, a symmetrical structure of the torsionally elastic coupling device. For example, four or six resilient intermediate links can be sufficient for this. For example, the coupling halves are connected to each other in a force-conducting manner via intermediate links acting in parallel, which can improve the mechanical load capacity of the coupling device. In addition, the effect of the coupling device as a torsion spring can be achieved.
Beträgt die Frequenzabweichung von der Eigenfrequenz zu der Pulsationsfrequenz höchstens 10 Prozent, bevorzugt höchstens 5 Prozent, besonders bevorzugt höchstens 2 Prozent, kann damit beispielsweise die Harmonische aller Druckpulsationen im Hydrauliksystem besonders effektiv unterdrückt werden. If the frequency deviation from the natural frequency to the pulsation frequency is at most 10 percent, preferably at most 5 percent, particularly preferably at most 2 percent, the harmonic of all pressure pulsations in the hydraulic system, for example, can be suppressed particularly effectively.
Vorzugsweise ist das federnde Zwischenglied als Schraubenfeder ausgebildet, was die Konstruktion der Vorrichtung weiter vereinfachen kann. Durch eine Schraubenfeder werden hohe Schwingungsausschläge ermöglicht. The resilient intermediate member is preferably designed as a coil spring, which can further simplify the construction of the device. A coil spring enables high vibration amplitudes.
Dies insbesondere, wenn die als Druckfeder ausgeführte Schraubenfeder in Umfangsrichtung zur Eingangs- und/oder Ausgangswelle verläuft. This is particularly true if the helical spring designed as a compression spring runs in the circumferential direction of the input and/or output shaft.
Vorzugsweise ist die Schraubenfeder in Umfangsrichtung von Eingangs- und/oder Ausgangswelle verlaufend angeordnet. Dies ermöglicht einen einfachen Austausch einzelner Federn. Preferably, the coil spring is arranged to run in the circumferential direction of the input and/or output shaft. This allows individual springs to be easily replaced.
Alternativ zur Schraubenfeder ist vorstellbar, dass das federnde Zwischenglied als Biegebalken ausgebildet ist, was zu einer besonders kompakten Vorrichtung führen kann. As an alternative to the coil spring, it is conceivable that the resilient intermediate member is designed as a bending beam, which can lead to a particularly compact device.
Dies insbesondere, wenn je ein Ende des Biegebalkens mit radialer Ausrichtung zur Eingangs- und/oder Ausgangswelle an einer Kupplungshälfte eingespannt sind. This is particularly true if one end of the bending beam is clamped to a coupling half with a radial alignment to the input and/or output shaft.
Symmetrie an der drehelastischen Kupplungseinrichtung kann vergleichsweise konstruktiv einfach erreicht werden, wenn beispielsweise mehrere Biegebalken sternför- mig nebeneinander angeordnet sind. Eine solche Kupplungseinrichtung kann wahlweise außerhalb oder innerhalb des Gehäuses der Verdrängereinheit angeordnet werden. Symmetry on the torsionally elastic coupling device can be achieved in a comparatively simple design, for example if several bending beams are star-shaped. are arranged next to each other. Such a coupling device can be arranged either outside or inside the housing of the displacement unit.
Ist das zumindest eine starre Zwischenglied zwischen mehreren federnden Zwischengliedern angeordnet, kann dies beispielsweise ermöglichen, dass mehrere Harmonische der Druckpulsationen für eine Betriebsdrehzahl effektiv unterdrückt werden. If the at least one rigid intermediate member is arranged between several resilient intermediate members, this can, for example, make it possible for several harmonics of the pressure pulsations for an operating speed to be effectively suppressed.
Vorzugsweise ist das zumindest eine Zwischenglied zwischen mehreren federnden Zwischengliedern angeordnet. Damit können beim Schwingungssystem n von Null verschiedene Eigenfrequenzen erzeugt werden, sodass n Harmonische der Druckpulsationen für eine Betriebsdrehzahl effektiv unterdrückt werden können. Preferably, the at least one intermediate member is arranged between several resilient intermediate members. This means that n natural frequencies other than zero can be generated in the oscillation system, so that n harmonics of the pressure pulsations can be effectively suppressed for an operating speed.
Dies insbesondere, wenn das auf eine Rotationsachse bezogene Massenträgheitsmoment des zumindest einen starren Zwischenglieds im Bereich des 0,1 -fachen bis 10-fachen des auf die Rotationsachse bezogenen Massenträgheitsmoments der Verdrängereinheit liegt. This is particularly true if the mass moment of inertia of the at least one rigid intermediate member related to a rotation axis is in the range of 0.1 times to 10 times the mass moment of inertia of the displacement unit related to the rotation axis.
Einfachere Konstruktionsverhältnisse können sich ergeben, wenn vor und nach dem starren Zwischenglied mehrere parallel wirkende federnde Zwischenglieder angeordnet sind. Die federnden Zwischenglieder können beispielsweise Schraubenfedern sein. Insbesondere ist diese Anordnung im Kraftfluss vorgesehen. Simpler construction conditions can result if several resilient intermediate members acting in parallel are arranged before and after the rigid intermediate member. The resilient intermediate members can be, for example, coil springs. In particular, this arrangement is intended in the power flow.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann sich insbesondere für eine Einrichtung mit einem Hydrauliksystem eignen. The device according to the invention can be particularly suitable for a device with a hydraulic system.
Die Erfindung hat sich zudem die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zu schaffen, mit dem einfach handhabbar und reproduzierbar Druckpulsationen in einem Hydrauliksystem reduziert werden können. Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 14. The invention also has the task of creating a method with which pressure pulsations in a hydraulic system can be reduced in an easy-to-handle and reproducible manner. The invention solves the problem set by the features of claim 14.
Indem eine Eigenfrequenz des Schwingungssystems der Vorrichtung an eine Pulsationsfrequenz der von der Verdrängereinheit der Vorrichtung im Hydrauliksystem erzeugten Volumenstrompulsation angeglichen wird, können standfest und zuverlässig Druckpulsationen in Hydrauliksystem reduziert werden. Dies auch vergleichsweise einfach in der Handhabung. By adjusting a natural frequency of the vibration system of the device to a pulsation frequency of the volume flow pulsation generated by the displacement unit of the device in the hydraulic system, pressure pulsations in the hydraulic system can be reduced stably and reliably. This is also comparatively easy to handle.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
In den Figuren ist beispielsweise der Erfindungsgegenstand anhand von drei Ausführungsvarianten näher dargestellt. Es zeigen In the figures, for example, the subject matter of the invention is shown in more detail using three embodiment variants. Show it
Fig. 1 eine schematische Ansicht auf eine Einrichtung mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und mit einem Hydrauliksystem, 1 shows a schematic view of a device with a device according to the invention and with a hydraulic system,
Fig. 2a eine Detailansicht der Fig. 1 auf eine drehelastische Kupplungseinrichtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel, 2a is a detailed view of FIG. 1 of a torsionally elastic coupling device according to a first exemplary embodiment,
Fig. 2b eine Schnittansicht nach B-B der Fig. 2a, Fig. 2b is a sectional view according to B-B of Fig. 2a,
Fig. 3a eine Detailansicht der Fig. 1 auf eine drehelastische Kupplungseinrichtung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel, 3a is a detailed view of FIG. 1 of a torsionally elastic coupling device according to a second exemplary embodiment,
Fig. 3b eine Schnittansicht nach C-C der Fig. 3a und Fig. 3b is a sectional view according to C-C of Fig. 3a and
Fig. 4 eine Detailansicht der Fig. 1 auf eine drehelastische Kupplungseinrichtung nach einem dritten Ausführungsbeispiel. Fig. 4 is a detailed view of Fig. 1 of a torsionally elastic coupling device according to a third exemplary embodiment.
Wege zur Ausführung der Erfindung Ways of carrying out the invention
Nach Fig. 1 wird beispielsweise eine Vorrichtung 1 zur Reduktion von Druckpulsationen in einem Hydrauliksystem 2 gezeigt. Die Vorrichtung 1 weist einen Antrieb 3, eine drehelastische Kupplungseinrichtung 4 und eine Verdrängereinheit 5 auf, die eine Volumenstrompulsation im Hydrauliksystem 2 erzeugt. According to FIG. 1, for example, a device 1 for reducing pressure pulsations in a hydraulic system 2 is shown. The device 1 has a drive 3, a torsionally elastic coupling device 4 and a displacement unit 5, which generates a volume flow pulsation in the hydraulic system 2.
Beispielsweise ist die an das Hydrauliksystem 2 angeschlossene Verdrängereinheit 5 eine Hydraulikpumpe. Die Verdrängereinheit 5 kann aber auch ein Hydromotor sein, der eine Volumenstrompulsation im Hydrauliksystem 2 erzeugt, was nicht näher dargestellt worden ist. Die Hydraulikpumpe kann beispielsweise eine Zahnrad-, Kolbenoder Flügelzellenpumpe sein. For example, the displacement unit 5 connected to the hydraulic system 2 is a hydraulic pump. The displacement unit 5 can also be a hydraulic motor, which generates a volume flow pulsation in the hydraulic system 2, which has not been shown in more detail. The hydraulic pump can be, for example, a gear, piston or vane pump.
Im Hydrauliksystem 2 sind beispielsweise ein Umschaltventil 14 und ein hydraulischer Aktor 15, nämlich ein Hydraulikzylinder, vorgesehen. In the hydraulic system 2, for example, a switching valve 14 and a hydraulic actuator 15, namely a hydraulic cylinder, are provided.
Die drehelastische Kupplungseinrichtung 4 weist eine Eingangs- und eine Ausgangswelle 6, 7 und zwischen Eingangs- und Ausgangswelle 6, 7 zwei gegeneinander verdrehbare Kupplungshälften 8a, 8b auf. Zudem gehört der drehelastischen Kupplungseinrichtung 4 ein federndes Zwischenglied 9 zu, das die Kupplungshälften 8a, 8b kraftleitend miteinander verbindet. The torsionally elastic coupling device 4 has an input and an output shaft 6, 7 and two mutually rotatable coupling halves 8a, 8b between the input and output shafts 6, 7. In addition, the torsionally elastic coupling device 4 has a resilient intermediate member 9, which connects the coupling halves 8a, 8b to one another in a force-conducting manner.
Wie zudem in der Fig. 1 zu erkennen, sind die Eingangswelle 6 mit dem Antrieb 3 und die Ausgangswelle 7 mit der Verdrängereinheit 5 direkt verbunden. As can also be seen in FIG. 1, the input shaft 6 is directly connected to the drive 3 and the output shaft 7 to the displacer unit 5.
Erfindungsgemäß ist eine Eigenfrequenz eines Schwingungssystems, das sich aus dem federnden Zwischenglied 9 oder den federnden Zwischengliedern 9 und aus den Massenträgheitsmomenten von Antrieb 3, Verdrängereinheit 5 und drehelastischer Kupplungseinrichtung 4 bezogen auf deren Rotationsachse A ergibt, an eine Pulsationsfrequenz der Volumenstrompulsation angeglichen. Und zwar derart, dass eine Eigenfrequenz und eine Pulsationsfrequenz im Wesentlichen gleich, insbesondere gleich, sind, um damit Druckpulsationen im Hydrauliksystem zu reduzieren. According to the invention, a natural frequency of a vibration system, which results from the resilient intermediate member 9 or the resilient intermediate members 9 and from the mass moments of inertia of the drive 3, displacement unit 5 and torsionally elastic coupling device 4 based on their rotation axis A, is adjusted to a pulsation frequency of the volume flow pulsation. In such a way that a natural frequency and a pulsation frequency are essentially the same, in particular the same, in order to reduce pressure pulsations in the hydraulic system.
Vorzugsweise ist die Rotationsachse A für den Antrieb 3, für die Verdrängereinheit 5 und für die drehelastische Kupplungseinrichtung 4 ident - wie in Fig. 1 dargestellt. Es ist aber auch vorstellbar, dass im Antriebsstrang beispielsweise ein nicht näher dargestelltes Getriebe vorgesehen ist. Die jeweiligen Rotationsachsen können daher auch parallel zueinander (was auch ident sein kann), geneigt zueinander etc. verlaufen. Hat beispielsweise das Schwingungssystem eine einzige Eigenfrequenz, so wird diese vorzugsweise an die Grundfrequenz der Volumenstrompulsation angeglichen. Hat beispielsweise das Schwingungssystem mehrere Eigenfrequenzen, so werden diese vorzugsweise an die dominierenden Harmonischen der Volumenstrompulsation angeglichen. Zudem werden die auf die Eingangswelle 6 ausgeübten Kräfte im Wesentlichen ungedämpft auf die Ausgangswelle 7 übertragen. Dies, indem die Kupplungshälften 8a, 8b gegebenenfalls unter Verwendung zumindest eines starren Zwischenglieds 13 ausschließlich über das federnde Zwischenglied 9 oder die federnden Zwischenglieder 9 kraftleitend miteinander verbunden sind. Preferably, the axis of rotation A for the drive 3, for the displacement unit 5 and for the torsionally elastic coupling device 4 is identical - as shown in Fig. 1. However, it is also conceivable that, for example, a transmission (not shown in detail) is provided in the drive train. The respective axes of rotation can therefore also run parallel to one another (which can also be identical), inclined to one another, etc. For example, if the oscillation system has a single natural frequency, this is preferably adjusted to the fundamental frequency of the volume flow pulsation. For example, if the oscillation system has several natural frequencies, these are preferably adjusted to the dominant harmonics of the volume flow pulsation. In addition, the forces exerted on the input shaft 6 are transmitted to the output shaft 7 essentially undamped. This is done in that the coupling halves 8a, 8b are connected to one another in a force-conducting manner, if necessary using at least one rigid intermediate member 13, exclusively via the resilient intermediate member 9 or the resilient intermediate members 9.
Ohne Berücksichtigung der Flüssigkeitsreibung in der Verdrängereinheit ergibt sich für konstante Drehzahl eine eingeschwungene Lösung, bei der die entsprechenden Harmonischen der Druckpulsationen an allen Stellen des Hydrauliksystems verschwinden. Die entsprechende Harmonische der Volumenstrompulsation wird dann durch Drehwinkelausschläge der Verdrängereinheit ausgeglichen, die durch Eigenschwingungen des Schwingungssystems zustande kommen. Without taking the fluid friction in the displacement unit into account, a steady-state solution results for constant speed in which the corresponding harmonics of the pressure pulsations disappear at all points in the hydraulic system. The corresponding harmonic of the volume flow pulsation is then compensated for by the angle of rotation deflections of the displacement unit, which are caused by the natural oscillations of the oscillation system.
Unter Berücksichtigung der Flüssigkeitsreibung bleiben die entsprechenden Harmonischen der Druckpulsationen klein. Taking fluid friction into account, the corresponding harmonics of the pressure pulsations remain small.
Wie zudem in den Figuren 2b und 3b zu erkennen, sind die Kupplungshälften 8a, 8b über mehrere federnde Zwischenglieder 9 kraftleitend miteinander verbunden. As can also be seen in Figures 2b and 3b, the coupling halves 8a, 8b are connected to one another in a force-conducting manner via several resilient intermediate members 9.
Nach den Figuren 2a, 2b ist das federnde Zwischenglied 9 als Schraubenfeder 10a, 10b, 10c, 10d, nämlich als Druckfeder, ausgebildet. Die vier Schraubenfedern 10a, 10b, 10c, 10d verlaufen in Umfangsrichtung zur Eingangs- oder Ausgangswelle 6, 7 - wie in Fig. 2b zu erkennen. Zudem sind die Schraubenfedern 10a, 10b, 10c, 10d symmetrisch in der drehelastischen Kupplungseinrichtung 4 angeordnet und deren Längsrichtungen stehen normal aufeinander. Nach den Figuren 3a, 3b ist das federnde Zwischenglied 9 als Biegebalken 11 a, 11 b, 11 c, 11 d, 11 e, 11f ausgebildet. Je ein Ende des Biegebalkens 11 a, 11 b, 11 c, 11 d, 11 e oder 11f der sechs Biegebalken 11 a, 11 b, 11 c, 11 d, 11 e, 11f ist unter radialer Ausrichtung zur Eingangs- oder Ausgangswelle 6, 7 an einer Kupplungshälfte 8a, 8b eingespannt - was in Fig. 3b erkannt werden kann. Die Längsrichtungen der Biegebalken laufen auf einen gemeinsamen Schnittpunkt zu, wodurch diese Biegebalken 11 a, 11 b, 11 c, 11 d, 11e, 11f sternförmig nebeneinander angeordnet sind. According to Figures 2a, 2b, the resilient intermediate member 9 is designed as a coil spring 10a, 10b, 10c, 10d, namely as a compression spring. The four coil springs 10a, 10b, 10c, 10d run in the circumferential direction to the input or output shaft 6, 7 - as can be seen in Fig. 2b. In addition, the coil springs 10a, 10b, 10c, 10d are arranged symmetrically in the torsionally elastic coupling device 4 and their longitudinal directions are normal to one another. According to Figures 3a, 3b, the resilient intermediate member 9 is designed as a bending beam 11a, 11b, 11c, 11d, 11e, 11f. One end of the bending beam 11a, 11b, 11c, 11d, 11e or 11f of the six bending beams 11a, 11b, 11c, 11d, 11e, 11f is in radial alignment with the input or output shaft 6 , 7 clamped to a coupling half 8a, 8b - which can be seen in Fig. 3b. The longitudinal directions of the bending beams converge towards a common intersection, whereby these bending beams 11a, 11b, 11c, 11d, 11e, 11f are arranged next to each other in a star shape.
Nach der Figur 4 ist zwischen mehreren federnden Zwischengliedern 9 ein starres Zwischenglied 13 angeordnet. Das auf die Rotationsachse A bezogene Massenträgheitsmoment des starren Zwischenglieds 13 liegt im Bereich des 0,1 -fachen bis 10- fachen des auf die Rotationsachse A bezogenen Massenträgheitsmoments der Verdrängereinheit 5. Vorzugsweise ist die Rotationsachse A für das starre Zwischenglied 13, für den Antrieb 3, für die Verdrängereinheit 5 und für die drehelastische Kupplungseinrichtung 4 ident. According to Figure 4, a rigid intermediate member 13 is arranged between several resilient intermediate members 9. The mass moment of inertia of the rigid intermediate member 13 related to the rotation axis A is in the range of 0.1 times to 10 times the mass moment of inertia of the displacement unit 5 related to the rotation axis A. The rotation axis A is preferably for the rigid intermediate member 13, for the drive 3 , for the displacement unit 5 and for the torsionally elastic coupling device 4 identical.
Die federnden Zwischenglieder 9 vor und nach dem starren Zwischenglied 13 werden von mehreren parallel wirkenden Biegebalken 11 a bis 11f bzw. 12a bis 12f - wie dieser Aufbau für die Biegebalken 11 a bis 11f in den Fig. 3a und 3b dargestellt ist - ausgebildet. The resilient intermediate members 9 before and after the rigid intermediate member 13 are formed by several parallel-acting bending beams 11a to 11f or 12a to 12f - as this structure for the bending beams 11a to 11f is shown in FIGS. 3a and 3b.
Damit können beim Schwingungssystem zwei von Null verschiedene Eigenfrequenzen erzeugt werden, sodass zwei Harmonische der Druckpulsationen für eine Betriebsdrehzahl effektiv unterdrückt werden können. This means that two natural frequencies that are different from zero can be generated in the oscillation system, so that two harmonics of the pressure pulsations can be effectively suppressed for one operating speed.
Im Allgemeinen wird festgehalten, dass „insbesondere“ als „more particularly" ins Englische übersetzt werden kann. Ein Merkmal, dem „insbesondere" vorangestellt ist, ist als fakultatives Merkmal zu betrachten, das weggelassen werden kann, und stellt damit keine Einschränkung, beispielsweise der Ansprüche, dar. Das Gleiche gilt für „vorzugsweise“, ins Englische übersetzt als „preferably“. In general, it is noted that "particularly" can be translated into English as "more particularly". A feature preceded by "particularly" is to be considered an optional feature that can be omitted and therefore does not constitute a restriction, for example the Claims. The same applies to “preferably”, translated into English as “preferably”.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e: P atent claims:
1 . Vorrichtung zur Reduktion von Druckpulsationen in einem Hydrauliksystem (2), mit einem An- oder Abtrieb (3), mit einer drehelastischen Kupplungseinrichtung (4), die eine Eingangs- und eine Ausgangswelle (6, 7) und zwischen Eingangs- und Ausgangswelle (6, 7) zwei gegeneinander verdrehbare Kupplungshälften (8a, 8b) aufweist, die über mindestens ein federndes Zwischenglied (9) kraftleitend miteinander verbunden sind, und mit einer Verdrängereinheit (5), die eine Volumenstrompulsation im Hydrauliksystem (2) erzeugt, wobei die Eingangswelle (6) mit dem An- oder Abtrieb (3) und die Ausgangswelle (7) mit der Verdrängereinheit (5) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Eigenfrequenz eines, sich aus dem federnden Zwischenglied (9) oder den federnden Zwischengliedern (9) und aus den auf die jeweilige, insbesondere gemeinsame, Rotationsachse (A) bezogenen Massenträgheitsmomenten von An- oder Abtrieb (3), Verdrängereinheit (5) und drehelastischer Kupplungseinrichtung (4) ergebenden Schwingungssystems und eine Pulsationsfrequenz der Volumenstrompulsation im Wesentlichen gleich sind, und dass die Kupplungshälften (8a, 8b) gegebenenfalls unter Verwendung zumindest eines starren Zwischenglieds (13) ausschließlich über das federnde Zwischenglied (9) oder die federnden Zwischenglieder (9) kraftleitend miteinander verbunden sind. 1 . Device for reducing pressure pulsations in a hydraulic system (2), with an input or output drive (3), with a torsionally elastic coupling device (4), which has an input and an output shaft (6, 7) and between the input and output shaft (6 , 7) has two mutually rotatable coupling halves (8a, 8b), which are connected to each other in a force-conducting manner via at least one resilient intermediate member (9), and with a displacement unit (5) which generates a volume flow pulsation in the hydraulic system (2), the input shaft ( 6) are connected to the input or output drive (3) and the output shaft (7) to the displacement unit (5), characterized in that a natural frequency of one, resulting from the resilient intermediate member (9) or the resilient intermediate members (9) and from the mass moments of inertia of the input or output drive (3), displacement unit (5) and torsionally elastic coupling device (4) related to the respective, in particular common, rotation axis (A) resulting from the oscillation system and a pulsation frequency of the volume flow pulsation are essentially the same, and that the coupling halves (8a, 8b) are connected to one another in a force-conducting manner, if necessary using at least one rigid intermediate member (13), exclusively via the resilient intermediate member (9) or the resilient intermediate members (9).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungshälften (8a, 8b) über mehrere, insbesondere vier oder sechs, federnde Zwischenglieder (9) kraftleitend miteinander verbunden sind. 2. Device according to claim 1, characterized in that the coupling halves (8a, 8b) are connected to one another in a force-conducting manner via several, in particular four or six, resilient intermediate members (9).
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungshälften (8a, 8b) über parallel wirkende Zwischenglieder (9) kraftleitend miteinander verbunden sind. 3. Device according to claim 2, characterized in that the coupling halves (8a, 8b) are connected to one another in a force-conducting manner via intermediate members (9) acting in parallel.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenzabweichung von der Eigenfrequenz zu der Pulsationsfrequenz höchstens 10 Prozent, bevorzugt höchstens 5 Prozent, besonders bevorzugt höchstens 2 Prozent, beträgt. 4. Device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the frequency deviation from the natural frequency to the pulsation frequency is at most 10 Percent, preferably at most 5 percent, particularly preferably at most 2 percent.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das federnde Zwischenglied (9) als Schraubenfeder (10a, 10b, 10c, 10d), insbesondere als Druckfeder, ausgebildet ist. 5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the resilient intermediate member (9) is designed as a helical spring (10a, 10b, 10c, 10d), in particular as a compression spring.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubenfeder (10a, 10b, 10c, 10d) in Umfangsrichtung von Eingangs- und/oder Ausgangswelle (6, 7) verlaufend angeordnet ist. 6. Device according to claim 5, characterized in that the helical spring (10a, 10b, 10c, 10d) is arranged to extend in the circumferential direction of the input and / or output shaft (6, 7).
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das federnde Zwischenglied (9) als Biegebalken (11a, 11 b, 11c, 11d, 11e, 11f) ausgebildet ist. 7. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the resilient intermediate member (9) is designed as a bending beam (11a, 11b, 11c, 11d, 11e, 11f).
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass je ein Ende des Biegebalkens (11a, 11 b, 11c, 11d, 11e, 11f) mit radialer Ausrichtung zur Eingangs- und/oder Ausgangswelle (6, 7) an einer Kupplungshälfte (8a, 8b) eingespannt sind. 8. Device according to claim 7, characterized in that one end of the bending beam (11a, 11b, 11c, 11d, 11e, 11f) with radial alignment to the input and / or output shaft (6, 7) on a coupling half (8a , 8b) are clamped.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Biegebalken (11a, 11 b, 11c, 11d, 11e, 11f) sternförmig nebeneinander angeordnet sind. 9. Device according to claim 7 or 8, characterized in that a plurality of bending beams (11a, 11b, 11c, 11d, 11e, 11f) are arranged next to each other in a star shape.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine starre Zwischenglied (13) zwischen mehreren federnden Zwischengliedern (9) angeordnet ist. 10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the at least one rigid intermediate member (13) is arranged between a plurality of resilient intermediate members (9).
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das auf eine Rotationsachse (A) bezogene Massenträgheitsmoment des zumindest einen starren Zwischenglieds (13) im Bereich des 0,1 -fachen bis 10-fachen des auf die Rotationsachse (A) bezogenen Massenträgheitsmoments der Verdrängereinheit (5) liegt. 11. The device according to claim 10, characterized in that the mass moment of inertia of the at least one rigid intermediate member (13) related to a rotation axis (A) is in the range of 0.1 times to 10 times the mass moment of inertia related to the rotation axis (A). Displacer unit (5) is located.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass, insbesondere im Kraftfluss, vor und nach dem starren Zwischenglied (13) mehrere parallel wirkende federnde Zwischenglieder (9), insbesondere Biegebalken (11a bis 11 f, 12a bis 12f), angeordnet sind. 12. The device according to claim 10 or 11, characterized in that, in particular in the flow of force, a plurality of parallel-acting resilient intermediate members (9), in particular bending beams (11a to 11f, 12a to 12f), are arranged before and after the rigid intermediate member (13). are.
13. Einrichtung mit einem Hydrauliksystem (2) und mit einer Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 12. 13. Device with a hydraulic system (2) and with a device (1) according to one of claims 1 to 12.
14. Verfahren zur Reduktion von Druckpulsationen in einem Hydrauliksystem (2), mit einer Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 oder mit einer Einrichtung nach Anspruch 13, bei dem eine Eigenfrequenz des Schwingungssystems der Vorrichtung an eine Pulsationsfrequenz der von der Verdrängereinheit (5) der Vorrichtung im Hydrauliksystem (2) erzeugten Volumenstrompulsation angeglichen wird. 14. A method for reducing pressure pulsations in a hydraulic system (2), with a device (1) according to one of claims 1 to 12 or with a device according to claim 13, in which a natural frequency of the oscillation system of the device corresponds to a pulsation frequency of the displacement unit (5) the volume flow pulsation generated by the device in the hydraulic system (2) is adjusted.
PCT/AT2023/060315 2022-09-09 2023-09-08 Method and device for reducing pressure pulsations in a hydraulic system WO2024050587A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA50695/2022A AT526449A1 (en) 2022-09-09 2022-09-09 Device for reducing pressure pulsations in a hydraulic system
ATA50695/2022 2022-09-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024050587A1 true WO2024050587A1 (en) 2024-03-14

Family

ID=88412497

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/AT2023/060315 WO2024050587A1 (en) 2022-09-09 2023-09-08 Method and device for reducing pressure pulsations in a hydraulic system

Country Status (2)

Country Link
AT (1) AT526449A1 (en)
WO (1) WO2024050587A1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0819854A2 (en) * 1996-07-17 1998-01-21 Koyo Seiko Co., Ltd. Motor-driven Hydraulic pump and driving coupler used in the same
EP1384025B1 (en) 2001-05-04 2006-03-22 Institut für Mechanik und Maschinenlehre Johannes Kepler Universität Linz Device for damping pressure pulses in a hydraulic system
EP2317097A2 (en) 2009-10-29 2011-05-04 Hartl Stefan Drive for heavy devices
DE102013216342A1 (en) * 2013-08-19 2015-02-19 Robert Bosch Gmbh Damping of harmonic pressure pulsations of a hydraulic pump by means of speed variation
US20210079977A1 (en) * 2019-09-13 2021-03-18 Bj Energy Solutions, Llc Systems and method for use of single mass flywheel alongside torsional vibration damper assembly for single acting reciprocating pump

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT255847B (en) * 1965-11-18 1967-07-25 Geislinger Dr Ing Leonard Elastic coupling and vibration damper
JPS50149756U (en) * 1974-05-29 1975-12-12
JPH04116640U (en) * 1991-03-28 1992-10-19 いすゞ自動車株式会社 Injection pump noise suppression device
US5219273A (en) * 1992-05-29 1993-06-15 General Motors Corporation Torsional damper for air conditioning compressor
US6162125A (en) * 1999-04-19 2000-12-19 Ford Global Technologies Motor shaft to gear pump coupling device for fluid borne noise reduction
JP2002303333A (en) * 2001-04-06 2002-10-18 Koyo Seiko Co Ltd Binding cutoff device
JP2003222153A (en) * 2002-01-28 2003-08-08 Toyota Industries Corp Motive power transmission device and motive power transmission method
FR2866681B1 (en) * 2004-02-20 2007-04-20 Renault Sas ROTARY ACCESSORY FOR A THERMAL MOTOR COMPRISING MEANS FOR FILTRATION OF TORQUE IRREGULARITIES
DE202009014604U1 (en) * 2009-10-29 2010-01-28 Jung & Co. Gerätebau GmbH Screw pump with coupling

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0819854A2 (en) * 1996-07-17 1998-01-21 Koyo Seiko Co., Ltd. Motor-driven Hydraulic pump and driving coupler used in the same
EP1384025B1 (en) 2001-05-04 2006-03-22 Institut für Mechanik und Maschinenlehre Johannes Kepler Universität Linz Device for damping pressure pulses in a hydraulic system
EP2317097A2 (en) 2009-10-29 2011-05-04 Hartl Stefan Drive for heavy devices
DE102013216342A1 (en) * 2013-08-19 2015-02-19 Robert Bosch Gmbh Damping of harmonic pressure pulsations of a hydraulic pump by means of speed variation
US20210079977A1 (en) * 2019-09-13 2021-03-18 Bj Energy Solutions, Llc Systems and method for use of single mass flywheel alongside torsional vibration damper assembly for single acting reciprocating pump

Also Published As

Publication number Publication date
AT526449A1 (en) 2024-03-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4019304C1 (en)
DE102016123576A1 (en) ROTARY VIBRATION
EP2786040B1 (en) Shaft arrangement and method for transferring torques acting about a rotation axis
EP0110197A1 (en) Engine mounting with two hydraulic damping chambers
DE102016114370A1 (en) HIGH-TORSIONSSCHWINGUNGSISOLATOR
DE102017203071A1 (en) ROTATING VIBRATOR WITH PLANETARY TRANSMISSION, ENLARGED BY DEGREESMASSE
DE10026169A1 (en) Elastic construction element used as torsion spring which has two rigid connection parts and at least threes shape-changeable connecting parts located end sided at both connection parts
DE102011086020A1 (en) gear unit
EP3524955B1 (en) Resonance torsion test bench
WO2024050587A1 (en) Method and device for reducing pressure pulsations in a hydraulic system
DE2455667A1 (en) VIBRATION DAMPING SYSTEM
DE3316177A1 (en) Device for eradicating mechanical vibrations on a machine component in particular of a motor vehicle
DE102010010037A1 (en) Continuously adjustable vibration exciter
DE10308094A1 (en) Cyclic pressure testing of components, e.g. fuel injector needles, whereby a hydraulic cylinder-piston arrangement is used coupled to a vibrating mass and vibration exciter that are used to create resonant vibration
EP0607897A2 (en) Hydraulically-damped, active engine support
DE102014219604A1 (en) Lifting system, electrical testing method, vibration damper and machine unit
DE10122541A1 (en) Drive device has internal combustion engine connected to force transmission device via gearbox with periodically variable transmission ratio
EP2612052A1 (en) Vibration absorber with variable absorber natural frequency
DE102016200409A1 (en) Motor vehicle, electric drive unit and torsion damper
DE3432602C2 (en)
WO2020078796A1 (en) Hub-hub connection for a power unit
EP2789872A2 (en) Damper device for a vibrating structure
AT213168B (en) Device for the elastic connection of two equiaxed bodies
DE112017000431T5 (en) damper device
DE102007054574A1 (en) Rotational damper especially for drive shaft of IC engine has a rigid mounting on the shaft fitted with damping masses via an elastomer layer

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23789486

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1