DE10313418B3

DE10313418B3 - Pulsationsdämpfungseinrichtung

Info

Publication number: DE10313418B3
Application number: DE2003113418
Authority: DE
Inventors: Heiko Dipl.-Ing. Bock (FH); Jan Dipl.-Ing. Fischer (FH); Thomas Dipl.-Ing. Fischer; Jürgen Dipl.-Ing. Frey; Klaus Dr. Meier; Petra Dr.-Ing. Stapf
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2003-03-25
Filing date: 2003-03-25
Publication date: 2004-11-18
Anticipated expiration: 2023-03-26

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Pulsationsdämpfungseinrichtung für Hydrauliksysteme mit mindestens einer Förderpumpe 1, in deren Hydraulikkreislauf 2 ein Gas- und/oder Dampfdruck in Adaption zum hydraulischen Druck beeinflussbar ist, wobei das im Hydraulikkreislauf 2 befindliche Fluid auf der Ansaugseite der Förderpumpe 1 mit Gas- und/oder Dampfdruck beaufschlagbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Pulsationsdämpfungseinrichtung für Hydrauliksysteme mit mindestens einer Förderpumpe, in deren Hydraulikkreislauf ein Gas- und/oder Dampfdruck in Adaption zum hydraulischen Druck beeinflussbar ist.

Es ist bereits ein adaptiver hydropneumatischer Pulsationsdämpfer für Hydrauliksysteme, insbesondere solche mit pulsierend arbeitender Pumpe, bekannt, der mit einer dampf- bzw. gasgefüllten Kammer ausgestattet ist, deren Gas- bzw. Dampfdruck in Adaption zum hydraulischen Druck steuerbar ist und deren Kammerwand bereichsweise aus einer elastisch in eine Mittellage gespannten, auf ihrer einen Seite vom Hydraulikmedium und auf ihrer anderen Seite vom Dampf bzw. Gas beaufschlagten Dämpfermembran besteht ( DE 43 18 553 C2 ). Das in der Kammer eingeschlossene Gas bzw. der dort eingeschlossene Dampf wird über einen die Kammer mit dem Hydrauliksystem verbindenden Hydraulikweg vom Hydraulikdruck beaufschlagt. Eine derartige Vorrichtung ist sehr kompliziert und daher aufwendig und teuer.

Weiterhin ist aus der DE 44 12 822 A1 ein Hydraulikkreislauf bekannt, der eine Pumpe, eine Steuer- und Regeleinrichtung und ein Druckmodulationsventil aufweist, wobei eine Schaltvorrichtung den Ladezustand eines Druckmittelspeichers erfasst und einen Antrieb einer Hilfsdruckpumpe ein- oder ausschaltet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Pulsationsdämpfungseinrichtung derart auszubilden und in das System zu integrieren, dass auf kostengünstige Weise störende Geräuschemissionen ausgeschaltet werden. Vom Gasmedium an der Ansaugseite einer Pumpe kann auf kostengünstige Weise mit weni gen baulichen Mitteln die Geräuschemission ausgeschlossen werden bzw. auf ein Minimum reduziert werden.

Diese Aufgabe wird durch eine Pulsationsdämpfungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Hierzu ist es vorteilhaft, dass im Bereich der Ansaugseite der Förderpumpe in geringen Mengen Gas dem Fluid zugeführt wird.

Eine zusätzliche Möglichkeit ist gemäß einer Weiterbildung, dass an eine Saugleitung der Förderpumpe eine Gasleitung angeschlossen ist, deren Auslassquerschnitt wesentlich kleiner ist als der Durchlassquerschnitt der Saugleitung der Förderpumpe.

Ferner ist es vorteilhaft, dass das Verhältnis des Auslassquerschnitts der Gasleitung und des Durchlassquerschnitts der Saugleitung der Förderpumpe in etwa 1:20 bis 1:40 groß ist.

Vorteilhaft ist es hierzu auch, dass das Gas in einem an die Saugleitung angeschlossenen Gasbehälter aufgenommen ist und der Gasvolumenstrom über ein Stellventil oder eine Drossel steuerbar oder über ein in Abhängigkeit der Motorparameter regelbares Ventil beeinflussbar ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist schließlich vorgesehen, dass zwischen dem Ventil und einer Saugseite der Förderpumpe ein Gas- oder Dampfdruckbehälter vorgesehen ist, wobei dieses Ventil entweder steuerbar oder über die Motorparameter wie Druck, Temperatur und/oder Drehzahl regelbar ist. Da die Steuerung des Ventils zur Dosierung der Gaszufuhr in dem Bereich der Saugseite der Förderpumpe über das Motorkennfeld erfolgt, erhält man eine optimale Dämpfung der Druckpulsation im Ansaugbereich von Verdrängerpumpen, insbesondere im Schmierölkreislauf von Verbrennungsmotoren, so dass hierdurch unerwünschte und störende Geräuschemissionen fast vollständig ausgeschlossen werden können. Ferner ist es mit dieser Anordnung möglich, die Gaszufuhr in den Betriebsbereichen, in denen der Gasgehalt des Mediums betriebsbedingt kritische Werte annimmt, abzuschalten oder so weit zu drosseln, dass Nebenwirkungen vermieden werden. Die Abschaltung oder Drosselung erfolgt in vorteilhafter Weise in Abhängigkeit der Systemparameter.

Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung ist es von Vorteil, dass das Gas vor der Saugseite der Pumpe in Form von kleinen Gasbläschen in das Fluid eingegeben oder derart kontrolliert dem Fluid zugeführt wird, dass sich in dem Fluid kleine Gasbläschen bilden.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt.
Dabei zeigen:
1 die Gaszufuhr über eine Gaszuführleitung, in der ein einstellbares Ventil eingeschaltet ist, wobei die Gaszuführleitung an die Ansaugleitung der Förderpumpe angeschlossen ist,
2 die gezielte Gaszufuhr über die Zuführleitung mit einer in der Zuführleitung vorgesehenen Drossel,
3 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines in Abhängigkeit der Motorparameter steuerbaren Regelventils in der Gaszuführleitung,
4 einen zwischen einem Ventil und der Saugleitung der Förderpumpe vorgesehenen Gasbehälter.
In der Zeichnung ist in 1 ein erstes Ausführungsbeispiel für eine Pulsationsdämpfungseinrichtung für Hydraulik systeme dargestellt, die mit mindestens einer Förderpumpe 1 ausgestattet ist. Die Förderpumpe 1 ist in einen Hydraulikkreislauf 2 bzw. einen Schmierölkreislauf von Verbrennungsmotoren eingeschaltet. Die Förderpumpe 1 weist eine Saugleitung 4 auf, die an einen Sammelbehälter 10 zur Aufnahme von Schmiermittelöl angeschlossen ist. Die Förderpumpe 1 fördert Öl über eine Druckleitung 9 im Schmiermittelkreislauf, der in der Zeichnung nur angedeutet ist.
An die Saugleitung 4 der Förderpumpe 1 ist eine ein Ventil 5 aufweisende Gasleitung 3 angeschlossen, deren Auslassquerschnitt wesentlich kleiner ist als der Durchlassquerschnitt der Saugleitung 4 der Förderpumpe 1. Das Verhältnis des Auslassquerschnitts der Gaszuführleitung 3 und des Durchlassquerschnitts der Saugleitung 4 der Förderpumpe 1 kann in etwa 1:20 bis 1:40 groß sein. Wesentlich ist bei der Bestimmung der Größe des Durchlassquerschnitts der Gaszuführleitung, dass das Gas nur in sehr geringen Mengen dem Fluid, beispielsweise dem Öl, zugeführt wird. Dabei kann es vorteilhaft sein, dass das Gas auch in Form von Gasbläschen dem Öl zugeleitet wird bzw. derart zugeleitet wird, dass sich im Saugbereich des Schmiermittelkreislaufs Gasbläschen bilden, die zur Dämpfung der Geräuschemission beitragen. Im Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist das Ventil 5 lediglich als einstellbares Ventil ausgebildet.
Im Ausführungsbeispiel gemäß 2 kann anstelle des Ventils 5 eine Drossel 6 vorgesehen sein, mit der eine gezielte Gaszufuhr in das Fluid sichergestellt wird.
Im Ausführungsbeispiel gemäß 3 kann die Düse bzw. das hierzu vorgesehene Ventil 5 als Regelventil ausgebildet sein, das eine Steuerung der Gaszufuhr in Abhängigkeit des Kennfeldes des Motors vornimmt. Ferner ist es möglich, dass das Ventil 5 über Temperaturelemente entweder gesteuert oder geregelt oder über eine Druckregeleinrichtung 11 oder Drehzahlregelvorrichtung, d. h. Kennfeld-geregelt wird. Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß 4 befindet sich in der Gasleitung 3 zwischen dem Ventil 5 und der Saugseite 8 der Förderpumpe 1 ein Gas- oder Dampfdruckbehälter bzw. ein Gasvolumenspeicher 7. Der Gasvolumenspeicher 7 kann als elastischer Dämpfer bzw. als offener Dämpfer ausgebildet sein. Vor dem Gasvolumendämpfer 7 befindet sich entweder ein einstellbares Ventil 5 oder ein über die Parameter wie Druck, Temperatur, Drehzahl steuerbares Ventil. Durch diese Anordnung ist es möglich, die Druckpulsation im Ansaugbereich der Förderpumpe 1, also im Schmiermittelkreislauf von Verbrennungsmotoren, auf einfache Weise zu verwirklichen und dadurch unerwünschte bzw. störende Geräuschemissionen auszuschalten.

Claims

Pulsationsdämpfungseinrichtung für Hydrauliksysteme mit mindestens einer Förderpumpe (1), in deren Hydraulikkreislauf (2) ein Gas- und/oder Dampfdruck in Adaption zum hydraulischen Druck beeinflussbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das im Hydraulikkreislauf (2) befindliche Fluid auf der Ansaugseite der Förderpumpe (1) mit Gas- oder Dampfdruck beaufschlagbar ist.
Pulsationsdämpfungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Ansaugseite der Förderpumpe (1) in geringen Mengen Gas dem Fluid zugeführt wird.
Pulsationsdämpfungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an eine Saugleitung (4) der Förderpumpe (1) eine Gasleitung (3) angeschlossen ist, deren Auslassquerschnitt wesentlich kleiner ist als der Durchlassquerschnitt der Saugleitung (4) der Förderpumpe (1).
Pulsationsdämpfungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des Auslassquerschnitts einer Gasleitung (3) und des Durchlassquerschnitts der Saugleitung (4) der Förderpumpe (1) in etwa 1:20 bis 1:40 groß ist.
Pulsationsdämpfungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas in einem an eine Saugleitung (4) angeschlossenen Gasbehälter aufgenommen ist und der Gasvolumenstrom über ein Ventil (5) oder eine Drossel (6) steuerbar oder über ein in Abhängigkeit von Motorparametern regelbares Ventil beeinflussbar ist.
Pulsationsdämpfungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem/Ventil (5) und einer Saugseite (8) der Förderpumpe (1) ein Gas- oder Dampfdruckbehälter (7) vorgesehen ist.
Pulsationsdämpfungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem Ventil (5) und der Saugseite (8) der Förderpumpe (1) ein Gas- oder Dampfdruckbehälter (7) vorgesehen ist, wobei dieses Ventil (5) entweder steuerbar oder über Motorparameter wie Druck, Temperatur und/oder Drehzahl regelbar ist.
Pulsationsdämpfungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas vor der Saugseite (8) der Förder-pumpe (1) in Form von kleinen Gasbläschen in, das Fluid eingegeben oder derart kontrolliert dem Fluid zugeführt wird, dass sich in dem Fluid kleine Gasbläschen bilden.