DE4318553A1 - Adaptiver hydropneumatischer Pulsationsdämpfer - Google Patents
Adaptiver hydropneumatischer PulsationsdämpferInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen adaptiven hydropneumatischen
Pulsationsdämpfer für Hydrauliksysteme, insbesondere solche
mit pulsierend arbeitender Pumpe, mit einer dampf- bzw.
gasgefüllten Kammer, 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.
Im Hinblick auf eine gute Dämpferwirkung ist es wichtig,
daß der Dampf- bzw. Gasdruck in der Kammer sich bei Än
derungen des Hydraulikdruckes entsprechend ändert, um
zu gewährleisten, daß die Mittelwerte von Dampf- bzw.
Gasdruck einerseits und Hydraulikdruck andererseits
benachbarte Werte haben bzw. um ein vorgebbares Maß
voneinander abweichen. Werden dagegen sehr große Differenzen
zwischen dem Dampf- bzw. Gasdruck und dem Hydraulikdruck
zugelassen, so muß die Dämpfermembran eine dieser Druck
differenz entsprechende Steifheit besitzen, mit der Folge,
daß die Membran auf die zu dämpfenden Pulsationen nicht
bzw. nur ungenügend anspricht.
Um nun im Hinblick auf eine gute Dämpferwirkung hinreichend
flexible Dämpfermembranen einsetzen zu können, ist es
grundsätzlich bekannt, den Druck in der dampf- bzw.
gasgefüllten Kammer dem Hydraulikdruck anzupassen.
Bei einem aus der DE-A 25 05 856 bekannten Dämpfer der
eingangs angegebenen Art ist die Dämpfermembran als vom
Hydraulikmedium durchströmte Schlauchmembran ausgebildet,
welche fluidisch mit einer weiteren Membran gekoppelt ist,
die einen Teil der Wandung einer luftgefüllten Kammer
bildet. Bei Bewegungen der Schlauchmembran führt also
die weitere Membran analoge Bewegungen aus, wobei sich das
Volumen der luftgefüllten Kammer je nach Bewegungsrichtung
der weiteren Membran vergrößert bzw. verkleinert. Die weitere
Membran ist mechanisch mit einem Steuerventil gekoppelt,
über das die luftgefüllte Kammer mit einer Druckluftquelle
bzw. mit einem Auslaß verbindbar ist. Wird die weitere
Membran in der das Volumen der luftgefüllten Kammer ver
kleinernden Richtung hinreichend weit bewegt, so wird die
luftgefüllte Kammer zur Erhöhung des Luftdruckes mit der
Druckquelle verbunden. Bewegt sich dagegen die weitere
Membrane hinreichend weit in entgegengesetzter Richtung,
so wird der Luftdruck in der luftgefüllten Kammer ver
mindert.
Bei einer in der DE-A 25 05 856 beschriebenen weiteren
Ausführungsform ist die Schlauchmembran fluidisch mit
zwei weiteren Membranen gekoppelt, die beide auf ihrer
von der Schlauchmembran abgewandten Seite vom Druck in der
luftgefüllten Kammer beaufschlagt werden. Jedoch bildet
nur eine der weiteren Membranen einen Teil der Wandung
dieser Kammer, während der Raum auf der von der Schlauch
membran abgewandten Seite der anderen weiteren Membran
über eine längere Druckleitung mit der luftgefüllten
Kammer verbunden ist und über ein von dieser zweiten
weiteren Membran gesteuertes Schaltventil mit einer Druck
luftquelle bzw. mit einem Auslaß verbindbar ist.
Im Ergebnis wird also die gleiche Funktion wie bei der
erstbeschriebenen Ausführungsform erreicht.
Nachteilig ist, daß die zur Dämpfung der Pulsationen benötig
ten Membranen auch die Stellkräfte für das Schaltventil
erzeugen müssen und somit in ihrer Beweglichkeit behindert
werden. Dadurch wird die erzielbare Dämpferwirkung herabge
gesetzt. Im übrigen ist dieses bekannte System prinzipiell
nicht rückkopplungsfrei. Dies bedeutet, daß vergleichsweise
leicht Resonanzen angeregt werden können, wobei dann die
mit dem Schaltventil gekoppelte Membran den Druck in der
luftgefüllten Kammer unter Verstärkung der Resonanzschwin
gungen verändert.
Ein aus der DE-A 33 17 442 bekannter Dämpfer der eingangs
angegebenen Art ist für Hydrauliksysteme vorgesehen,
welche Flüssigkeiten mit einer einen hohen Dampfdruck auf
weisenden Komponente, beispielsweise eine mit Ammoniak
angereicherte wäßrige Lösung, führen. Der sich in einem
Sammelraum für diese Flüssigkeit bildende Dampf wird über
eine Dampfleitung zu einem dampfgefüllten Raum geführt,
dessen Wandung bereichsweise durch die Dämpfermembran
gebildet wird, deren von dieser Kammer abgewandte Seite
von der Flüssigkeit beaufschlagt wird. Die Verbindung
zwischen der dampfgefüllten Kammer und der Dampfzone des
Sammelraums der Flüssigkeit erfolgt über passiv gesteuerte
Ventile, derart, daß die Dämpfermembran bei Hubbewegungen
nach Art eines Verdrängerorgans zu arbeiten vermag und
im dampfgefüllten Raum ein gewisser - begrenzter - Über
druck gegenüber der Dampfzone des Sammelraums der Flüssig
keit eingestellt wird.
Abgesehen davon, daß diese bekannte Anordnung nur für
Flüssigkeiten geeignet ist, die eine zum Ausdampfen neigende
Komponente mit hohem Dampfdruck enthalten, ist der bauliche
Aufwand recht hoch. Darüber hinaus können auch hier unter
ungünstigen Umständen unerwünschte Rückkopplungseffekte
auftreten.
In der DE-A 29 10 025 wird ein hydropneumatischer Pulsa
tionsdämpfer dargestellt, bei dem die dampf- bzw. gasge
füllte Kammer nach außen abgesperrt ist und die Menge des
eingeschlossenen Dampfes bzw. Gases nicht (bzw. nicht
kurzfristig) veränderbar ist. Bei längerfristigen größeren
Druckänderungen im hydraulischen System wird deshalb die
Dämpfermembran von der jeweils wirksamen Druckdifferenz
zwischen dem Hydraulikmedium und dem Dampf bzw. Gas in
einer ihrer Endlagen gehalten. Die von der Druckdifferenz
stark belasteten Teile der Dämpfermembran besitzen eine
extreme Dicke, durch welche die Flexibilität dieser Mem
branbereiche stark eingeschränkt wird. Abgesehen davon,
daß dieser Dämpfer bei größeren Druckdifferenzen gar nicht
dämpfungswirksam zu arbeiten vermag, weil dann die Dämpfer
membran dauernd in einer Endlage verbleibt, ist die Dämpfer
wirkung auch bei Annäherung des Dampf- bzw. Gasdruckes und
des Hydraulikdruckes aneinander aufgrund der mangelnden
Flexibilität der Dämpfermembran beschränkt.
Die DE-A 29 05 887 schließlich bezieht sich auf einen
Druckspeicher bzw. ein Membran-Ausdehnungsgefäß, welches
im wesentlichen aus einer Druckgaskammer besteht, in der
ein Balg angeordnet ist, dessen Innenraum zur Aufnahme von
Hydraulikmedium aus einem mit ihm kommunizierenden Hydrau
liksystem dient. Bei zunehmendem Hydraulikdruck vergrößert
sich das Volumen des genannten Balges, welcher dementspre
chend größere Mengen des Hydraulikmediums aufnimmt und
das Gas in der Druckgaskammer entsprechend komprimiert.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, bei einem Pulsations
dämpfer der eingangs angegebenen Art ein gutes Betriebs
verhalten bei unterschiedlichen hydraulischen Drucken
zu gewährleisten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
das in der Kammer eingeschlossene Gas bzw. der dort
eingeschlossene Dampf über einen die Kammer mit dem
Hydrauliksystem verbindenden Hydraulikweg vom Hydraulik
druck beaufschlagt wird.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die
dampf- bzw. gasgefüllte Kammer nach Art eines Druckspei
chers auszubilden bzw. anzuordnen, welcher einerseits
aufgrund seiner Verbindung mit dem Hydrauliksystem
ständig den Druck dieses Systemes führt und andererseits
eine gewisse Menge des unter Druck stehenden Hydraulik
mediums speichert.
Auf diese Weise übernimmt der Pulsationsdämpfer eine
Doppelfunktion, indem er einerseits Pulsationen dämpft
und andererseits Mengenveränderungen des Hydraulik
mediums im Hydrauliksystem ausgleicht.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
ist vorgesehen, die Kammer durch ein das eingeschlossene Gas
bzw. den eingeschlossenen Dampf gegenüber dem Hydraulikmedium
abtrennendes Trennorgan mit im Vergleich zur Dämpfermembran
großem Hubbereich und widerstandsarmer Beweglichkeit in
einen mit dem Hydraulikweg verbundenen Hydraulikbereich
sowie einen Gas- bzw. Dampfbereich zu unterteilen.
Auf diese Weise werden Vermischungen von Hydraulikmedium
und Dampf bzw. Gas sicher vermieden, ebenso wie Dampf-
bzw. Gasverluste.
Das Trennorgan kann zweckmäßigerweise als Balg ausgebildet
sein, welcher gegenüber der Dämpfermembran neben einem
großen Hubbereich auch eine sehr geringe Federrate aufweist
und sich dementsprechend an sehr unterschiedliche Dampf-
bzw. Gasvolumina anpassen kann, wie sie bei Änderungen des
Hydraulikdruckes auftreten.
Grundsätzlich kann das Trennorgan jedoch auch als Membran,
als Blase oder als Kolben - jeweils leicht beweglich
angeordnet - ausgebildet sein.
Im die Kammer mit dem Hydrauliksystem verbindenden
Hydraulikweg ist vorzugsweise eine Drossel angeordnet,
welche nur im Vergleich zu den Pulsationen langsame Druck
änderungen in der Kammer zuläßt, etwa entsprechend den
jenigen Druckänderungen, die bei unterschiedlich schnellem
Pumpenbetrieb im Hydrauliksystem auftreten.
Damit wird gewährleistet, daß einerseits durch die
Dämpfermembran vergleichsweise hochfrequente Pulsationen
und andererseits durch den über die gedrosselte Druckleitung
angeschlossenen, von der Kammer gebildeten Druckspeicher
auch vergleichsweise niederfrequente Druckschwankungen
gedämpft werden.
Der genannte Hydraulikweg kann, von der pulsierend arbeitenden
Pumpe bzw. sonstigen Pulsationsquelle aus gesehen, hinter
der Dämpfermembran an das Hydrauliksystem angeschlossen
sein. Damit wird der Hydraulikweg nicht von hochfrequenten
Pulsationen im Hydrauliksystem beaufschlagt, und die Drossel
des Hydraulikweges kann weitestgehend ohne Berücksichtigung
der Pulsationsfrequenz bemessen werden.
Die Dämpfermembran ist bevorzugt in einer Membranarbeitskammer
angeordnet, deren Hydraulikseite in Reihe zwischen der Pumpe
bzw. Pulsationsquelle und dem übrigen Hydrauliksystem angeordnet
ist, d. h. vom Hydraulikmedium durchströmt wird. Dabei sind
die Ein- bzw. Auslässe für das Hydraulikmedium bevorzugt etwa
senkrecht zur zugewandten Oberfläche der Dämpfermembran und
derart zueinander ausgerichtet, daß sich die Strömungsrichtung
des Hydraulikmediums zwischen Ein- und Auslaß umkehren muß.
Hierdurch kann die Dämpfermembran besonders wirksam arbeiten.
Im übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale der
Erfindung auf die Ansprüche sowie die nachfolgende
Erläuterung bevorzugter Ausführungsformen verwiesen,
die in der Zeichnung dargestellt sind.
Dabei zeigt
Fig. 1 ein schaltplanartig dargestelltes Hydraulik
system mit erfindungsgemäßem Pulsationsdämpfer
und
Fig. 2 ein Schnittbild des Pulsationsdämpfers im Bereich
der Dämpfermembran.
Gemäß Fig. 1 ist eine pulsierend arbeitende Pumpe 1,
beispielsweise eine Flügelzellenpumpe, saugseitig mit
einem Reservoir 2 und druckseitig über eine durch einen
Pulsationsdämpfer 3 führende Druckleitung 4 mit einem
Verbraucher 5 verbunden, von dem aus das zugeführte
Hydraulikmedium zum Reservoir 2 zurückströmen kann.
Zur Begrenzung des Maximaldruckes kann ein Druckbegren
zungsventil 6 vorhanden sein.
Der Pulsationsdämpfer 3 besitzt eine Membranarbeits
kammer 7, welche eine im wesentlichen linsenartige Form
aufweist und durch eine in der Äquatorebene dieser
Kammer 7 angeordnete tellerförmige Dämpfermembran 8
in zwei Teilräume unterteilt ist.
Der untere Teilraum der Membranarbeitskammer 7 bildet die
Hydraulikseite der Dämpfermembran 8 und ist mit dem pumpen
seitigen Teil 4′ der Druckleitung 4 über einen Eingangs
kanal 9 und mit dem verbraucherseitigen Teil 4′′ der
Druckleitung 4 über einen Ausgangskanal 10 verbunden.
Diese Kanäle sind nahe der Zentralachse der Membranarbeits
kammer 7 an dieselbe angeschlossen und im wesentlichen
senkrecht zur Dämpfungsmembran 8 ausgerichtet.
Der obere Teilraum der Membranarbeitskammer 7 bildet
die Gasseite der Dämpfermembran 8 und ist über zur
Dämpfermembran 8 etwa senkrechte, nahe der Zentralachse
der Membranarbeitskammer 7 angeordnete Kanäle mit einem
Gasraum 12 verbunden, welcher von einer balgartigen Druck
ausgleichmembran 13 umschlossen wird. Die Druckausgleich
membran 13 ist innerhalb einer Kammer 14 angeordnet,
welche über eine mit vorzugsweise einstellbarer Drossel 15
versehene Hydraulikleitung 16 mit der Druckleitung 4, im
dargestellten Beispiel mit dem Leitungsteil 4′, verbunden
ist.
Über eine in Fig. 1 nicht dargestellte Fülleitung ist
gegebenenfalls eine Zu- bzw. Abfuhr von Pneumatikmedium
in bzw. aus dem Gasraum 12 möglich.
Während die Dämpfermembran unter elastischer Spannung
steht bzw. bei Auslenkung aus ihrer in Fig. 1 dargestellten
Mittellage elastisch in ihre Mittellage zurückzukehren
sucht, besitzt die balgartige Druckausgleichmembran 13
bei allen Betriebszuständen eine im Vergleich zur Dämpfer
membran 8 vernachlässigbare elastische Spannung; dies ist
gleichbedeutend mit einer vernachlässigbaren Federrate.
Die dargestellte Anordnung arbeitet wie folgt:
Bei langsamen bzw. größeren Druckänderungen im Hydraulik
medium bleibt die Dämpfermembran 8 weitestgehend in der
dargestellten Mittellage, während sich die Druckausgleich
membran 13 entsprechend dem Doppelpfeil P in Fig. 1 nach
oben oder unten bewegt, und sich dementsprechend der
Kompression des eingeschlossenen Gases bei Drucksteigerung
bzw. der Expansion des eingeschlossenen Gases bei Druck
minderung anpaßt. Die Druckausgleichmembran 13 ist also
leicht beweglich ausgebildet, so daß langsamere Druckän
derungen im Hydrauliksystem, welche durch die Drossel 15
praktisch verzögerungsfrei übertragen werden, zu praktisch
keinerlei Bewegungen der Dämpfermembran 8 führen.
Nur wenn größere Druckänderungen im Hydraulikmedium auf
der Druckseite der Pumpe 1 sehr schnell erfolgen, kann der
Fall auftreten, daß aufgrund der Drossel 15 eine Druck
differenz zwischen dem Hydraulikdruck in der Kammer 14
und dem Hydraulikdruck auf der Hydraulikseite der Dämpfer
membran 8 in der Membranarbeitskammer 7 vorübergehend
auftritt, bis ein Druckausgleich über die Drossel 15
erfolgt ist. In diesem Falle könnte die Dämpfermembran 8
weiter ausgelenkt werden und sich gegebenenfalls auf die
obere oder untere Innenwandung der Membranarbeitskammer 7
auflegen, d. h. die genannten Wandungen wirken dann vorüber
gehend als obere bzw. untere Anschlag- und Stützfläche
für die Dämpfermembran 8.
Solange die Dämpfermembran 8 im wesentlichen die in Fig. 1
dargestellte Mittellage einnimmt, werden von der Pumpe 1
erzeugte Druckpulsationen, die sich über den Leitungs
teil 4′ der Druckleitung 4 bis in die Hydraulikseite der
Membranarbeitskammer 7 fortpflanzen, durch Ausgleichsbe
wegungen der Dämpfermembran 8 wirksam gedämpft.
Hierbei wird die Dämpfungswirkung der Dämpfermembran 8
dadurch begünstigt, daß Eingangs- und Ausgangskanal 9
und 10 senkrecht zur Dämpfermembran 8 angeordnet sind
und dementsprechend in der Hydraulikseite der Membran
arbeitskammer 7 zwischen Eingangs- und Ausgangskanal 9
und 10 eine Umkehr der Strömungsrichtung des hydrau
lischen Mediums stattfindet, wobei die mit den Pulsa
tionen verbundenen Druckwellen unter starker Abschwächung
bzw. Auslöschung von der Dämpfermembran 8 reflektiert
werden.
Die Kammer 14 wird durch die Drossel 15 gegenüber den
Druckpulsationen weitestgehend abgeschirmt.
Durch Justage der Drossel 15 sowie durch Veränderung
der Menge des Pneumatikmediums im Gasraum 12 und der
damit erfolgenden Veränderung der Menge des Hydraulik
mediums in der Kammer 14 kann die Dämpfungswirkung opti
miert werden.
Während die Dämpfermembran 8 zur Dämpfung relativ hoch
frequenter Pulsationen dient, wirkt das in der Kammer 14
unter Druck gespeicherte Hydraulikmedium zusammen mit der
Drossel 15 als Dämpfer für niederfrequente Schwingungen.
Um ständig eine Pulsationsdämpfung durch die Dämpfer
membran 8 zu ermöglichen und zu verhindern, daß sich die
Dämpfermembran 8 unter Beeinträchtigung ihrer Dämpfungs
wirkung an die obere oder untere Innenwand der Membran
arbeitskammer 7 anlegen kann, wird der Drosselwiderstand der
Drossel 15 hinreichend gering bemessen, um eine
vergleichsweise schnelle Anpassung des Hydraulikdruckes
in der Kammer 14 bzw. des pneumatischen Druckes im Gas
raum 12 an den jeweiligen mittleren Hydraulikdruck auf
der Druckseite der Pumpe 1 zu ermöglichen. Andererseits
wird in der Regel der Drosselwiderstand der Drossel 15
so hoch als möglich eingestellt, um die Kammer 14 weitest
gehend gegen eine Beaufschlagung mit Druckpulsationen
über die Leitung 16 abzuschirmen.
In diesem Zusammenhang kann vorteilhaft sein, wenn die
Leitung 16 an den Leitungsteil 4′′ der Druckleitung 4
angeschlossen ist, d. h. von der Pumpe 1 bzw. der Pulsa
tionsquelle aus gesehen hinter der Dämpfermembran 8.
Damit treten an der Verbindung zwischen Leitung 16 und
Druckleitung 4 praktisch keine Pulsationen mehr auf, die
dementsprechend bei Bemessung der Drossel 15 weitestgehend
unbeachtet bleiben können.
Die Fig. 2 zeigt eine konstruktivere Darstellung der Membran
arbeitskammer 7 sowie anschließender Teile.
Die Membranarbeitskammer 7 ist zwischen zwei aufeinander
liegenden Platten 17 und 18 ausgebildet, die ihrerseits
zwischen plattenförmigen Teilen 19 und 20 eingespannt
sein können.
Die Platte 17 sowie das plattenförmige Teil 19 besitzen
jeweils eine zur Zentralachse der Dämpfermembran 8
koaxiale Bohrung, durch die der Eingangskanal 9 bzw. ein
Anschluß für den Leitungsteil 4′ der Druckleitung 4
gebildet werden.
Konzentrisch zu dieser Zentralbohrung ist auf der der
Platte 17 zugewandten Seite des plattenförmigen Teiles 19
eine Ringnut 21 angeordnet, welche mit Bohrungen kommuni
ziert, die im plattenförmigen Teil 19 sowie in der
Platte 17 parallel zu den den Eingangskanal 9 bildenden
Bohrungen angeordnet sind. Diese von der Ringnut 21 aus
gehenden Bohrungen bilden einerseits den Ausgangskanal 10,
welcher über eine entsprechende Anschlußbohrung mit dem
Leitungsteil 4′′ der Druckleitung 4 verbunden ist. Anderer
seits wird durch zumindest eine dieser Bohrungen ein
Kanal 22 gebildet, welcher über eine entsprechende An
schlußbohrung mit der Hydraulikleitung 16 verbunden ist, die
zur Kammer 14 führt (vgl. Fig. 1).
In der Platte 18 sowie im plattenförmigen Teil 20 sind
zur Zentralachse der Membran 8 konzentrische Bohrungen
angeordnet, die den Kanal 11 bilden, über den der ober
halb der Dämpfermembran 8 verbleibende Teil der Membran
arbeitskammer mit dem Gasraum 12 kommuniziert (vgl. Fig. 1).
Vom Kanal 11 zweigt ein Anschluß 23 ab, über den die Menge
des pneumatischen Mediums im Gasraum 12 verändert werden
kann.
Ein bevorzugtes Einsatzgebiet der Erfindung sind hydrau
lische Servosysteme in Kraftfahrzeugen, z. B. Servo
lenkungen, wo der Pulsationsdämpfer druckseitig der
Servopumpe auch dann dämpfungswirksam arbeiten kann,
wenn sich der mittlere Hydraulikdruck stark ändert.
Solche Druckänderungen treten z. B. auf, wenn die Lenkung
aus der Geradeausstellung bis zum Anschlag nach rechts
oder links eingeschlagen wird. Im übrigen arbeitet die
Pumpe 1 bei derartigen Servosystemen regelmäßig mit
unterschiedlicher Fördergeschwindigkeit, weil die Pumpe 1
unmittelbar vom Fahrzeugmotor angetrieben wird, dessen
Drehzahl wiederum von der Fahrgeschwindigkeit und der
jeweiligen Übersetzung im Antriebsstrang abhängig ist.
Damit ändert sich der Hydraulikdruck auch in Abhängigkeit
von der Fahrgeschwindigkeit.
Im Rahmen der Erfindung können gegenüber den in der
Zeichnung dargestellten Konstruktionen Abweichungen
vorgesehen sein.
Beispielsweise ist es möglich, parallel neben der
Drossel 15 in Fig. 1 ein Rückschlagventil anzuordnen,
welches in Richtung der Druckleitung 4 öffnet, wenn
dort gegenüber dem Druck in der Kammer 14 ein schneller
Druckabfall auftritt. Durch diese Maßnahme kann eine
besondere Schonung der Dämpfermembran 8 auch dann
erreicht werden, wenn in der Leitung 4 bzw. dem damit
kommunizierenden Hydrauliksystem eine plötzliche
Leckage od. dgl. vorkommen sollte.
Des weiteren besteht die Möglichkeit, die Leitung 16
zwischen der Kammer 14 und der Druckleitung 4 vollständig
wegzulassen und in der Kammer 14 auf der von der Dämpfer
membran 8 abgewandten Seite der Druckausgleichmembran 13
ein Gas- bzw. Dampfvolumen einzuschließen. In diesem Falle
ist der Raum 12 zwischen der Druckausgleichmembran 13
und der Dämpfermembran 8 mit Hydraulikmedium gefüllt,
wobei der Raum 12 über eine Öffnung in der Dämpfermem
bran 8 oder auch über eine die Dämpfermembran umgehende
Bypass-Leitung mit den Kanälen 9 und 10 oder dem in
Fig. 1 unteren Teil der Membranarbeitskammer 7 bzw.
mit der Druckleitung 4 kommuniziert.
Bei dieser Anordnung ist die Dämpfermembran 8 über das
hydraulische Medium im Raum 12 mit der Druckausgleich
membran 13 bzw. der Gasfeder gekoppelt, die durch
das in der Kammer 14 eingeschlossene Gas- bzw. Dampf
medium gebildet wird. Im Hinblick auf eine gute Dämpfer
wirkung ist bei dieser Konstruktion darauf zu achten,
daß die fluidische Induktivität, welche durch das
hydraulische Medium in den Kanälen 11 bewirkt wird,
hinreichend klein bleibt, um auch bei höheren Pulsations
frequenzen im hydraulischen Medium der Leitung 4 noch
eine wirksame Dämpfung gewährleisten zu können.
Schließlich besteht bei einer im übrigen der Fig. 1
entsprechenden Anordnung auch die Möglichkeit, die
Leitung 16 zwischen der Druckleitung 4 und der Kammer 14
wegzulassen und die Kammer 14 mit einer gesonderten
hydraulischen Druckquelle zu verbinden, wobei durch
unmittelbare Steuerung der Druckquelle und/oder durch
Drucksteuerventile zwischen der gesonderten Druckquelle
und der Kammer 14 gewährleistet wird, daß der hydraulische
Druck in der Kammer 14 dem Hydraulikdruck in der Druck
leitung 4 entspricht, an der zu diesem Zweck eine Druckmeßanordnung
angeordnet sein kann.
Eine solche Anordnung kann insbesondere bei Zweikreis-
Systemen zweckmäßig sein. Hier bildet dann der jeweils
andere hydraulische Kreis die gesonderte Druckquelle
für die Kammer 14 des einen hydraulischen Kreises.
Claims (15)
1. Adaptiver hydropneumatischer Pulsationsdämpfer
für Hydrauliksysteme, insbesondere solche mit pulsierend
arbeitender Pumpe, mit einer dampf- bzw. gasgefüllten
Kammer, 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 von Hydraulikmedium
und auf ihrer anderen Seite vom Dampf bzw. Gas beauf
schlagten Dämpfermembran besteht,
dadurch gekennzeichnet,
daß das in der Kammer (14) eingeschlossene Gas bzw.
der dort eingeschlossene Dampf über einen die Kammer (14)
mit dem Hydrauliksystem verbindenden Hydraulikweg (16)
vom Hydraulikdruck beaufschlagt wird.
2. Pulsationsdämpfer nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kammer (14) durch ein das eingeschlossene Gas
bzw. den einschlossenen Dampf gegenüber dem Hydraulik
medium abtrennendes Trennorgan (13) mit im Vergleich
zur Dämpfermembran (8) großem Hubbereich und
widerstandsarmer Beweglichkeit in einen mit dem
Hydraulikweg (16) verbundenen Hydraulikbereich
sowie einen Gas- bzw. Dampfbereich (12) unter
teilt ist.
3. Pulsationsdämpfer nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Trennorgan (13) als Balg ausgebildet ist.
4. Pulsationsdämpfer nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Trennorgan (13) als Membran ausgebildet ist.
5. Pulsationsdämpfer nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Trennorgan (13) als Blase ausgebildet ist.
6. Pulsationsdämpfer nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Trennorgan (13) als Kolben ausgebildet ist.
7. Pulsationsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Hydraulikweg (16) eine Drossel (15)
angeordnet ist, welche im wesentlichen nur im Vergleich
zu den Pulsationen langsame Druckänderungen in der
Kammer (14) zuläßt.
8. Pulsationsdämpfer nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Drossel (15) mit einem Rückschlagventil
kombiniert ist, welches bei einem im Hydrauliksystem
relativ zur Kammer (14) auftretenden Druckabfall
öffnet und einen die Drossel (15) überbrückenden
Bypass bildet.
9. Pulsationsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Dämpfermembran (8) bzw. eine dieselbe auf
nehmende Membranarbeitskammer (7) in Reihe zwischen
einer Pulsationsquelle, z. B. Pumpe (1), und damit
verbundenen Teilen eines Hydrauliksystems angeordnet
sind.
10. Pulsationsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Hydraulikseite der Dämpfermembran (8) als
vom Hydraulikmedium durchströmte Kammer mit separatem
Eingang (9) und Ausgang (10) ausgebildet ist.
11. Pulsationsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Dämpfermembran (8) als Tellermembran ausge
bildet und in der Äquatorebene eines im wesentlichen
linsenförmigen Membranarbeitsraumes (7) angeordnet
ist, welcher auf der einen Seite der Dämpfermembran (8) eine
obere Anschlagfläche und auf der anderen Seite
der Dämpfermembran (8) eine untere Anschlagfläche für
die Dämpfermembran (8) bildet.
12. Pulsationsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Membranarbeitskammer (7) der Dämpfermembran (8)
auf der einen Seite der Dämpfermembran (8) mit dazu
etwa senkrechten Eingangs- und Ausgangskanälen (9, 10)
für das Hydraulikmedium und/oder auf der anderen
Seite der Dämpfermembran (8) mit mindestens einem zur
Dämpfermembran (8) etwa senkrechten Verbindungskanal (11)
versehen ist, der zum Gasraum (12) führt.
13. Pulsationsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Gas- bzw. Dampfbereich (12) zwischen der
Dämpfermembran (8) und dem Trennorgan (13) angeordnet
und der Hydraulikweg (16) als eine das Hydrauliksystem
mit der Kammer (14) verbindende hydraulische Druck
leitung ausgebildet ist.
14. Pulsationsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Gas- bzw. Dampfbereich auf der von der Dämpfer
membran (8) abgewandten Seite des Trennorganes (13)
in der Kammer (14) angeordnet ist und der als Öffnung
in der Dämpfermembran (8) bzw. als die Dämpfermembran (8)
umgehende Bypass-Leitung ausgebildete Hydraulikweg (16)
das Hydrauliksystem mit dem hydraulisches Medium auf
nehmenden Raum (12) zwischen Dämpfermembran (8) und
Trennorgan (13) verbindet.
15. Pulsationsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Hydrauliksystem eine gesonderte Druckquelle
für die hydraulische Druckversorgung der Kammer (14)
aufweist.
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