DE102005004208B4

DE102005004208B4 - Apparatus for reducing noise caused by fluid pulsations in a hydraulic system

Info

Publication number: DE102005004208B4
Application number: DE102005004208.2A
Authority: DE
Inventors: Eneko Goenechea; Stefan Sentpali
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2004-12-17
Filing date: 2005-01-29
Publication date: 2014-01-09
Anticipated expiration: 2025-01-30
Also published as: DE102005004208A1

Abstract

Vorrichtung zum Verringern von Fluidpulsationen und/oder von durch solche hervorgerufenen Geräuschen in einem eine Pumpe (10) der Kolbenbauart aufweisenden Hydrauliksystem mit einem Verbraucher (11), wobei mittels eines im Hydrauliksystem eingebundenen Pulsations-Ventils (12) im System Druckpulsationen erzeugt werden, welche die Fluidpulsationen zumindest teilweise kompensieren, dadurch gekennzeichnet, dass das Pulsations-Ventil (12) ein synchron zur rotierenden Pumpe (10) rotierendes Ventil ist, welches nach Art eines Drehschiebers aufgebaut ist, mit einer innerhalb einer Hülse (1) verdrehbaren Hohlwelle (2), wobei zumindest eine im wesentlichen radial ausgerichtete Durchtrittsöffnung (3) für einen Fluidstrom in der Wand (1a) der Hülse (1) mit zumindest einer im wesentlichen radial ausgerichteten Übertrittsöffnung (4) in der Hohlwelle (2) korrespondieren kann, so dass im Hohlraum (5) der Hohlwelle (2) unter Druck geführtes Hydraulik-Fluid entsprechend der Relativbewegung zwischen der Hülse (1) und der Hohlwelle (2) Druckpulsationen erzeugt.Device for reducing fluid pulsations and / or noises caused by such in a hydraulic system having a pump (10) of the piston type with a consumer (11), pressure pulsations being generated in the system by means of a pulsation valve (12) integrated in the hydraulic system at least partially compensate for the fluid pulsations, characterized in that the pulsation valve (12) is a valve which rotates synchronously with the rotating pump (10) and is constructed in the manner of a rotary valve, with a hollow shaft (2) that can be rotated within a sleeve (1) , wherein at least one essentially radially oriented passage opening (3) for a fluid flow in the wall (1a) of the sleeve (1) can correspond to at least one essentially radially oriented passage opening (4) in the hollow shaft (2), so that in the cavity (5) the hollow shaft (2) hydraulic fluid guided under pressure according to the relative movement between the Sleeve (1) and the hollow shaft (2) generated pressure pulsations.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verringern von Fluidpulsationen und/oder von durch solche hervorgerufenen Geräuschen in einem eine Pumpe der Kolbenbauart (auch Rotationskolben- oder Schwenkkolbenmaschine) aufweisenden Hydrauliksystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device for reducing fluid pulsations and / or caused by such noises in a pump of the piston type (also rotary piston or oscillating piston engine) having hydraulic system according to the preamble of claim 1.

In Hydrauliksystemen wird üblicherweise ein geeignetes Hydraulikmedium bzw. Fluid umgewälzt bzw. unter Druck einem sog. Verbraucher zur Verfügung gestellt, in welchem irgendeine Arbeit verrichtet wird, wonach üblicherweise, nämlich im Falle eines offenen Hydraulikkreislaufes, das Fluid vom Verbraucher in einen Tank gelangt. Aus diesem saugt eine Pumpe Hydraulik-Fluid ab bzw. komprimiert und fördert dieses neuerlich in den Kreislauf bzw. in das System bzw. zum Verbraucher. Als beispielhafter Anwendungsfall eines solchen Hydrauliksystems sei ein solches in einem Kraftfahrzeug genannt, beispielsweise im Technikfeld der Fahrwerksregelung, wobei es sich beim Verbraucher bspw. um einen hydraulischen Schwenkmotor handeln kann, der aktiven Stabilisatoren zugeordnet ist, mit denen einer Wankbewegung des Fahrzeug-Aufbaus entgegengewirkt werden kann.In hydraulic systems, a suitable hydraulic medium or fluid is usually circulated or provided under pressure to a so-called consumer, in which any work is carried out, according to which usually, in the case of an open hydraulic circuit, the fluid passes from the consumer into a tank. For this purpose, a pump sucks hydraulic fluid or compresses and promotes this again in the circulation or in the system or to the consumer. As an exemplary application of such a hydraulic system such as in a motor vehicle called, for example in the art field of suspension control, which may be, for example, the consumer. A hydraulic swing motor, which is associated with active stabilizers with which a rolling motion of the vehicle body are counteracted can.

In Hydrauliksystemen mit Pumpen sowie mit zumindest einem Verbraucher können unerwünschte Geräusche auftreten, die auf von der Pumpe erzeugte Fluidpulsationen im Hydraulikkreislauf zurückzuführen sind. Bei den Pumpen kann es sich dabei um Kolbenpumpen der Zylinder-Bauart handeln, für die die vorliegende Erfindung ebenso anwendbar ist wie für Schwenkkolbenpumpen oder sog. Rotationskolbenpumpen, also bspw. Flügelzellenpumpen oder auch Zahnradpumpen. Bei derartigen nach dem Verdrängerprinzip arbeitenden Pumpen (d. h. ausgenommen hiervon sind Strömungsarbeitsmaschinen) wird dem statischen Druck, der von der gegen einen bestimmten Lastwiderstand arbeitenden Pumpe aufgebaut wird, ein dynamischer Druck überlagert. Führt man eine FFT (Fast Fourier Transformation) des von der Pumpe erzeugten Druckverlaufs über der Zeit durch, so kann man erkennen, dass sich dieser Druckverlauf aus sinusförmigen Einzelschwingungen diskreter Frequenzen zusammensetzt. Hierbei handelt es sich um ganzzahlige Vielfache der Pumpendrehzahl multipliziert mit der Anzahl der Kolben bzw. Arbeitskammern oder dgl. der jeweiligen Pumpe. Die Phasen dieser sogenannten Ordnungen, also ihr zeitlicher Versatz zu einer bestimmten Stellung der Pumpenwelle, sind mindestens in einem Betriebspunkt über der Zeit konstant. Die jeweiligen Pumpen-Betriebspunkte sind dabei durch die Betriebsparameter Druck, Drehzahl und Temperatur bestimmt.In hydraulic systems with pumps as well as with at least one consumer, undesirable noises may occur due to fluid pulsations in the hydraulic circuit generated by the pump. The pumps may be piston pumps of the cylinder type, for which the present invention is just as applicable as for rotary piston pumps or so-called rotary piston pumps, that is, for example, vane pumps or even gear pumps. In such positive displacement pumps (i.e., excluding flow machines), a static pressure is superimposed on the static pressure established by the pump operating against a particular load resistor. If one carries out an FFT (Fast Fourier Transformation) of the pressure curve generated by the pump over time, it can be seen that this pressure curve is composed of sinusoidal individual oscillations of discrete frequencies. These are integer multiples of the pump speed multiplied by the number of pistons or working chambers or the like. The respective pump. The phases of these so-called orders, ie their time offset to a certain position of the pump shaft, are constant over time at least at one operating point. The respective pump operating points are determined by the operating parameters pressure, speed and temperature.

Aus der DE 103 16 946 A1 ist es bekannt, dass in einer Hydraulikleitung Druckschwingungen erzeugt werden können, welche gegenphasig zu in der Hydraulikleitung detektierten Druckschwingungen ausgebildet sind. Nach dem „Gegenschall”-Prinzip kann damit eine Eliminierung der Schwingungen erfolgen. Gemäß der US 2004/0 016 230 A1 wird zur Erzeugung von Gegenschall in einem hydraulischen System eine Ventilplatte oder dgl. an einer Pumpe vorgeschlagen, mittels derer im System „Gegenschall” erzeugt werden kann.From the DE 103 16 946 A1 It is known that in a hydraulic line pressure oscillations can be generated, which are formed in opposite phase to detected in the hydraulic line pressure oscillations. After the "counter-noise" principle can thus be carried out an elimination of the vibrations. According to the US 2004/0 016 230 A1 For generating counter-noise in a hydraulic system, a valve plate or the like is proposed on a pump by means of which "counter-sound" can be generated in the system.

Als weiterer Stand der Technik sei noch die US 6 053 203 A genannt, die, ohne irgendeinen Bezug zu „Gegenschall”, ein mechanisch angetriebenes rotierendes Pulsationsventil zur Erzeugung von Pulsationen in Flüssigkeiten für einen verbesserten Wärme-Stoffübergang bei verschiedenen technischen Prozessen zeigt.Another state of the art is still the US 6 053 203 A which, without any reference to "antinoise", shows a mechanically driven rotary pulsation valve for generating pulsations in liquids for improved heat-mass transfer in various industrial processes.

Hiermit soll nun ein günstiges sog. Pulsations-Ventil zur Erzeugung von Gegenschall in einem Hydrauliksystem aufgezeigt werden (= Aufgabe der Erfindung). Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich mit den Merkmalen des Anspruchs 1.This is now a favorable so-called. Pulsation valve for generating counter-noise in a hydraulic system are shown (= object of the invention). The solution to this problem arises with the features of claim 1.

Im Prinzip wird die Erzeugung von gezieltem sog. „Gegenschall” im Hydrauliksystem vorgeschlagen, um die darin vorliegenden störenden Geräusche, die auf Fluidpulsationen zurückzuführen sind, zu reduzieren. Dieser „Gegenschall” wird durch gezielte Druckpulsationen im Hydrauliksystem erzeugt, und diese wiederum mittels eines rotierenden sog. Pulsations-Ventils. Dieses rotierende Ventil ist somit geeignet in den Hydraulikkreislauf eingebunden bzw. wird von Hydraulik-Fluid durchströmt und öffnet und schließt dabei mit geeigneter Frequenz, so dass jeweils eine hieraus entstehende Druckpulsation einer Von der Pumpe erzeugten Fluidpulsation entgegenwirkt. Hierfür kann das rotierende Pulsations-Ventil von einem eigenständigen Antriebsaggregat entsprechend, d. h. insbesondere mit entsprechender Drehzahl synchron zur Pumpe angetrieben werden; besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn das rotierende Pulsations-Ventil direkt (ohne oder mit geeigneter Getriebe-Übersetzung) von der Antriebswelle der Pumpe angetrieben wird. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Frequenz der vom Pulsationsventil erzeugten Druckpulsationen selbsttätig an Drehzahländerungen der Pumpe und der daraus resultierenden Änderung der Frequenz von Fluidpulsationen im Hydrauliksystem angepasst wird.In principle, the generation of targeted so-called "counter-noise" in the hydraulic system is proposed in order to reduce the disturbing noises which are due to fluid pulsations. This "counter-sound" is generated by targeted pressure pulsations in the hydraulic system, and this in turn by means of a rotating so-called pulsation valve. This rotating valve is thus suitably incorporated in the hydraulic circuit or is flowed through by hydraulic fluid and opens and closes at a suitable frequency, so that in each case a resulting pressure pulsation counteracts a fluid pulsation generated by the pump. For this purpose, the rotating pulsation valve of a separate drive unit according to, d. H. be driven synchronously with the pump in particular with appropriate speed; However, it is particularly advantageous if the rotating pulsation valve is driven directly (without or with suitable gear ratio) by the drive shaft of the pump. In this way, it is ensured that the frequency of the pressure pulsations generated by the pulsation valve is automatically adapted to changes in the speed of the pump and the resulting change in the frequency of fluid pulsations in the hydraulic system.

In der beigefügten 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines rotierenden Pulsations-Ventils in einem Prinzip-Schnitt dargestellt. Praktisch handelt es sich hierbei um ein Drehschieberventil ohne Begrenzungsanschlag, mit einer innerhalb einer zylindrischen Hülse 1 mit der Drehzahl n verdrehbaren Hohlwelle 2, wobei zumindest eine im wesentlichen radial ausgerichtete Durchtrittsöffnung 3 für einen Fluidstrom in der Wand 1a der Hülse 1 mit zumindest einer im wesentlichen radial ausgerichteten Übertrittsöffnung 4 in der Hohlwelle 2 korrespondieren kann, so dass im Innenraum bzw. im Hohlraum 5 der Hohlwelle 2 unter Druck geführtes Hydraulik-Fluid bei zumindest teilweiser Überdeckung der Übertrittsöffnung(en) 4 mit der bzw. hier den Durchtrittsöffnung(en) 3 auf die Außenseite der Hülse 1 gelangen kann, die mit einem Tank (T) bzw. mit einem im wesentlichen drucklosen Abschnitt des Hydrauliksystems verbunden ist. Hingegen steht der Hohlraum 5 der Hohlwelle 2 mit der Druckseite (P) des Hydrauliksystems bzw. mit der darin vorgesehenen Pumpe in direkter hydraulischer Verbindung.In the accompanying 1 an embodiment of a rotating pulsation valve is shown in a principle section. In practice, this is a rotary valve without limit stop, with a within a cylindrical sleeve 1 with the speed n rotatable hollow shaft 2 , wherein at least one substantially radially aligned passage opening 3 for a fluid flow in the wall 1a the sleeve 1 with at least one substantially radially aligned transfer opening 4 in the hollow shaft 2 can correspond, so that in the interior or in the cavity 5 the hollow shaft 2 pressurized hydraulic fluid with at least partial overlap of the transfer opening (s) 4 with or here the passage opening (s) 3 on the outside of the sleeve 1 can reach, which is connected to a tank (T) or with a substantially non-pressurized portion of the hydraulic system. On the other hand, there is the cavity 5 the hollow shaft 2 with the pressure side (P) of the hydraulic system or with the pump provided therein in direct hydraulic connection.

Hier sind nun – wie ersichtlich – in der Hohlwelle 2 acht Übertrittsöffnungen 4 über dem Hohlwellen-Umfang gleich verteilt vorgesehen, denen jeweils eine Durchtrittsöffnung 3 in der Hülse 1 zugeordnet ist, derart, dass bei vollständiger Überdeckung einer der Durchtrittsöffnungen 3 mit einer der Übertrittsöffnungen 4 alle Durchtrittsöffnungen 3 mit der jeweils zugehörigen Übertrittsöffnung 4 in vollständiger Überdeckung sind. Hier wird nun – wie weiter oben als bevorzugt geschildert – die Hohlwelle 2 von der Antriebswelle der Pumpe des Hydrauliksystems direkt ohne Zwischenübersetzung, d. h. mit gleicher Drehzahl n angetrieben. Wenn nun bei stillstehender Hülse 1 und rotierender Hohlwelle 2 die Übertrittsöffnungen 4 mit den Durchtrittsöffnungen 3 abwechselnd in Überdeckung kommen bzw. aus Überdeckung gelangen, so dass abwechselnd eine Verbindung zwischen der Druckseite (P) des Hydrauliksystems und der drucklosen Tankseite (T) des Hydrauliksystems hergestellt bzw. unterbrochen wird, so werden hierdurch im Hydrauliksystem Druckpulsationen hervorgerufen, und zwar acht Mal pro vollständiger Umdrehung der Hohlwelle 2. Wenn die erste dieser Druckpulsationen zu den von der Pumpe des Hydrauliksystems erzeugten Fluidpulsationen geeignet versetzt, d. h. mit geeignetem Phasenversatz, auftritt, so kann mit diesem soweit erläuterten rotierende Pulsations-Ventil also ein Gegenschall zur Unterdrückung der 8. Ordnung der durch die Fluidpulsationen hervorgerufenen Geräusche erzeugt werden. Damit dieser genannte Phasenversatz gezielt eingestellt und insbesondere auch an den jeweiligen Betriebspunkt der Pumpe (vgl. oben) angepasst werden kann, ist die Hülse 1 zumindest geringfügig gegenüber der Hohlwelle 2 verdrehbar, was durch den mit „Phi” gekennzeichneten Pfeil verdeutlicht ist.Here are - as can be seen - in the hollow shaft 2 eight transfer openings 4 provided distributed equally over the hollow shaft circumference, which each have a passage opening 3 in the sleeve 1 is assigned, such that at complete coverage of one of the passage openings 3 with one of the crossing openings 4 all passages 3 with the respective associated transfer opening 4 are in complete coverage. Here is now - as described above as preferred - the hollow shaft 2 from the drive shaft of the pump of the hydraulic system directly without intermediate translation, that is driven at the same speed n. If now when the sleeve is stationary 1 and rotating hollow shaft 2 the transfer openings 4 with the passages 3 come alternately overlap or get out of coverage, so that alternately a connection between the pressure side (P) of the hydraulic system and the unpressurized tank side (T) of the hydraulic system is made or interrupted, so this pressure pulsations caused in the hydraulic system, namely eight times per complete revolution of the hollow shaft 2 , If the first of these pressure pulsations is suitably offset from the fluid pulsations generated by the pump of the hydraulic system, ie with a suitable phase offset, a counter-sound for suppression of the 8th order of the noises caused by the fluid pulsations can thus be generated with this rotary pulsation valve explained above become. So that said phase offset can be adjusted in a targeted manner and in particular also adapted to the respective operating point of the pump (see above), the sleeve is 1 at least slightly opposite to the hollow shaft 2 rotatable, which is illustrated by the arrow marked "Phi".

Die vom vorliegenden Pulsations-Ventil in Form eines abgewandelten Drehschieberventils ohne Anschlag erzeugten Druckverläufe sind durch die Festlegung der detaillierten Geometrie beeinflussbar. Im wesentlichen wird sich jedoch ein annährend sinusförmiger Druckverlauf einstellen, wobei mit dem figürlich dargestellten Aufbau wie bereits erläutert eine Kompensation der 8. Ordnung erzielbar ist. Für die 16. Ordnung bzw. für die 24. Ordnung sind entsprechend 16 bzw. 24 Öffnungsvorgänge, d. h. Überdeckungen zwischen Übertrittsöffnungen 4 und Durchtrittsöffnungen 3 pro vollständiger Umdrehung der Hohlwelle 2 zu realisieren. Es ist auch möglich, dass die Drehzahl der Hohlwelle 1 entsprechend verändert wird, bspw. im Falle eines mechanischen Antriebs von der Pumpenwelle über ein Getriebe, so dass entsprechend eine andere Anzahl von Übertrittsöffnungen 4 und Durchtrittsöffnungen 3 vorgesehen sein kann. Dabei kann jede Ordnung der von der Pumpe im Hydrauliksystem hervorgerufenen Fluidpulsationen durch ein eigenes sog. Pulsations-Ventil oder durch einen separat gestalteten Abschnitt eines solchen bekämpft werden. Es ist also möglich, mehrere für einzelne Ordnungen spezifisch ausgelegte Pulsations-Ventile in einer gemeinsamen Geometrie zu vereinen. Dabei kann das oder können die Pulsations-Ventil(e) in einem eigenen Gehäuse untergebracht sein, es ist jedoch auch möglich, eine entsprechende Funktionalität im Gehäuse der Pumpe des Hydrauliksystems selbst unterzubringen, indem entweder die Hohlwelle 2 des Pulsations-Ventils an die Pumpenwelle angekoppelt oder in dieser integriert ist.The pressure curves generated by the present pulsation valve in the form of a modified rotary valve without stop can be influenced by the definition of the detailed geometry. Essentially, however, an approximately sinusoidal pressure profile will be established, with the configuration shown in the figure, as already explained, compensation of the 8th order being achievable. For the 16th order and for the 24th order are respectively 16 and 24 opening operations, ie overlaps between transfer openings 4 and passageways 3 per complete revolution of the hollow shaft 2 to realize. It is also possible that the speed of the hollow shaft 1 is changed accordingly, for example. In the case of a mechanical drive from the pump shaft via a transmission, so that a corresponding number of transfer openings 4 and passageways 3 can be provided. In this case, any order of the fluid pulsations caused by the pump in the hydraulic system can be counteracted by its own so-called pulsation valve or by a separately designed section of such. It is thus possible to combine a plurality of pulsation valves specifically designed for individual orders in a common geometry. In this case, the or the pulsation valve (s) may be housed in a separate housing, but it is also possible to accommodate a corresponding functionality in the housing of the pump of the hydraulic system itself by either the hollow shaft 2 the pulsation valve is coupled to the pump shaft or integrated in this.

Wie bereits erwähnt werden mit einem vorgeschlagenen (rotierenden) Pulsations-Ventil stets annährend sinusförmige Signale erzeugt, welche absolut synchron und phasenstabil zu jeweils einer Ordnung der Pumpe des Hydrauliksystems sind. Um wirkungsvollen Gegenschall zu den auf die Pumpe zurückführenden Fluidpulsationen erzeugen, müssen die Amplituden gleich der Amplituden der jeweiligen Ordnungen der Fluidpulsationen sein und ihre Phasen zu den Originalphasen genau um 180° versetzt sein. Dabei wurde bereits erwähnt, wie die Phaseneinstellung erfolgen kann, nämlich durch Verdrehen der Hülse 1 gegenüber der (selbst rotierenden) Hohlwelle 2 des Pulsations-Ventils. Was die Einstellung bzw. Adaption der Amplituden der vom Pulsations-Ventil erzeugten Druckschwingungen betrifft, so kann dies mittels eines herkömmlichen Proportionalventils oder einer verstellbaren Blende oder Drossel oder einer Kombination aus diesen Elementen umgesetzt werden. Es ist also grundsätzlich möglich, Abhängigkeiten des Pulsationsverhaltens der Pumpe in Abhängigkeit von der Temperatur oder des statischen Druckes oder von beidem, also vom jeweiligen Betriebspunkt der Pumpe, zu kompensieren. Was schließlich die Einstellung der jeweiligen Ordnungen der Fluidpulsationen betrifft, so kann dies fix durch die Gestaltung des Pulsations-Ventils vorgegeben sein, es ist jedoch auch möglich, die Drehzahl des rotierenden Pulsations-Ventils geeignet einzustellen, und zwar derart, dass das Pulsations-Ventil mit einem ganzzahligen Vielfachen der Pumpendrehzahl in Rotation versetzt wird, wobei der jeweilige (ganzzahlige) Faktor bspw. mittels eines schaltbaren Getriebes variabel sein kann.As already mentioned, sinusoidal signals are always generated with a proposed (rotating) pulsation valve, which are absolutely synchronous and phase-stable to one order of the pump of the hydraulic system. In order to produce effective counter-sound to the fluid pulsations due to the pump, the amplitudes must be equal to the amplitudes of the respective orders of the fluid pulsations and their phases must be exactly 180 ° apart from the original phases. It has already been mentioned how the phase adjustment can take place, namely by turning the sleeve 1 opposite the (self-rotating) hollow shaft 2 of the pulsation valve. As regards the adjustment or adaptation of the amplitudes of the pressure oscillations generated by the pulsation valve, this can be implemented by means of a conventional proportional valve or an adjustable diaphragm or throttle or a combination of these elements. It is therefore fundamentally possible to compensate dependencies of the pulsation behavior of the pump as a function of the temperature or of the static pressure or of both, that is to say from the respective operating point of the pump. Finally, as regards the setting of the respective orders of the fluid pulsations, this can be fixed by the design of the pulsation valve, but it is also possible to suitably set the rotational speed of the rotating pulsation valve in such a way that the pulsation valve is set in rotation with an integer multiple of the pump speed, wherein the respective (integer) factor, for example. By means of a switchable transmission can be variable.

Soeben wurde erläutert, dass eine gewünschte Amplitude der Druckpulsationen durch gezielte Einstellung des durch das Pulsations-Ventil strömenden Volumenstroms eingestellt werden kann, was insbesondere dann zu wählen ist, wenn ein vorgeschlagenes Pulsations-Ventil dem Verbraucher des Hydrauliksystems parallel geschaltet ist. Eine derartige Einbindung eines Pulsations-Ventils in ein Hydrauliksystem ist in der beigefügten 2 vereinfacht dargestellt, während eine alternativ mögliche Reihenschaltung in 3 gezeigt ist.It has just been explained that a desired amplitude of the pressure pulsations can be adjusted by targeted adjustment of the volume flow flowing through the pulsation valve, which is to be selected in particular when a proposed pulsation valve is connected in parallel to the load of the hydraulic system. Such integration of a pulsation valve in a hydraulic system is shown in the attached 2 simplified, while an alternative possible series connection in 3 is shown.

In diesen 2, 3 ist ein Hydrauliksystem dargestellt, in Form eines offenen Hydraulikkreislaufs, mit einem (drucklosen) Tank T für Hydraulik-Fluid, aus dem eine Pumpe 10 dieses Fluid unter Druck zu einem Verbraucher 11 fördert, von dem aus das Fluid zurück in den Tank T gelangt. Vorgesehen ist ferner ein bereits (u. a. anhand von 1) beschriebenes Pulsations-Ventil 12 sowie ein Proportionalventil 13.In these 2 . 3 is shown a hydraulic system, in the form of an open hydraulic circuit, with a (non-pressurized) tank T for hydraulic fluid, from which a pump 10 this fluid under pressure to a consumer 11 promotes, from which the fluid passes back into the tank T. Furthermore, an already provided (inter alia, based on 1 ) described pulsation valve 12 as well as a proportional valve 13 ,

Bei der Variante nach 2 ist das von der Pumpe 10 angetriebene rotierende Pulsations-Ventil 12 parallel zum Verbraucher 11 geschaltet, d. h. parallel zum Strömungszweig mit dem Verbraucher 11 ist ein Strömungszweig vorgesehen, in dem das Pulsations-Ventil 12 (wie in 1 erläutert) in Richtung zum Tank T durchströmt wird. Dabei ist dem Pulsations-Ventil 12 ein Proportionalventil 13 nachgeschaltet, mit dem der Volumenstrom des durch das periodisch offene Pulsations-Ventil 12 strömenden Fluidstroms und somit – wie bereits erläutert – die Amplitude der am Pulsations-Ventil 12 entstehenden Fluidpulsationen einstellbar ist. Anstelle des Proportionalventils 13 kann auch verstellbare Blende oder Drossel vorgesehen sein.In the variant after 2 that's from the pump 10 driven rotary pulsation valve 12 parallel to the consumer 11 switched, ie parallel to the flow branch with the consumer 11 a flow branch is provided, in which the pulsation valve 12 (as in 1 explained) in the direction of the tank T is flowed through. Here is the pulsation valve 12 a proportional valve 13 downstream, with the volume flow through the periodically open pulsation valve 12 flowing fluid flow and thus - as already explained - the amplitude of the pulsation valve 12 arising fluid pulsations is adjustable. Instead of the proportional valve 13 can also be provided adjustable orifice or throttle.

Möglich ist hier eine figürlich nicht dargestellte Abwandlung, wonach in Reihe zum Pulsations-Ventil 12 ein Volumen und ein fest eingestellter Widerstand geschaltet sein können. Über den genannten Widerstand spannt sich das Volumen abhängig vom gemittelten Volumenstrom auf einen gewissen Druck vor, so dass die Druckdifferenz über dem Pulsations-Ventil geringer ausfällt als ohne diese Maßnahme. Dadurch können die Öffnungsquerschnitte im Pulsations-Ventil größer und ggf. fertigungstechnisch einfacher dimensioniert werden.Possible here is a figuratively not shown modification, which in series with the pulsation valve 12 a volume and a fixed resistor can be switched. About the said resistance, the volume spans depending on the averaged flow to a certain pressure, so that the pressure difference across the pulsation valve fails less than without this measure. As a result, the opening cross-sections in the pulsation valve can be made larger and possibly simpler in terms of manufacturing technology.

Bei der Variante nach 3 ist das von der Pumpe 10 angetriebene rotierende Pulsations-Ventil 12 mit dem Verbraucher 11 in Reihe geschaltet. Dem Pulsations-Ventil 12 parallel geschaltet ist ein Proportionalventil 13, so dass hierüber abermals der durch das Pulsations-Ventil 12 strömende Volumenstrom einstellbar ist. Durch den sich zyklisch ändernden Öffnungsquerschnitt des Pulsations-Ventils 12 ändert sich ebenfalls zyklisch der Gesamtwiderstand dieser Schaltung, wodurch sich ein dynamischer Druck über dieser Schaltung aufbaut. Dazu kann zusätzlich eine gewisse Kapazität zwischen der Pumpe 10 und dem Pulsations-Ventil 12 erforderlich sein, um das dynamische Volumen aufzunehmen. Unter Umständen kann hier auch ein Speicher eingesetzt werden.In the variant after 3 that's from the pump 10 driven rotary pulsation valve 12 with the consumer 11 connected in series. The pulsation valve 12 connected in parallel is a proportional valve 13 , so that again about the by the pulsation valve 12 flowing volume flow is adjustable. Due to the cyclically changing opening cross-section of the pulsation valve 12 The overall resistance of this circuit also changes cyclically, creating a dynamic pressure over this circuit. In addition, a certain capacity between the pump 10 and the pulsation valve 12 be required to accommodate the dynamic volume. Under certain circumstances, a memory can be used here.

Hier wird somit eine Druckpulsation als Gegenschallmaßnahme erzeugt, und zwar von einem vorzugsweise in der Welle der Pumpe 10 integrierten oder an dieser nach Art eines Drehschieberventils vorgesehenen bzw. entsprechend gestalteten Pulsations-Ventil 12, welches mittels seiner Schieber- und Hülsengeometrie die Ordnungen der Fluidpulsationen der Pumpe 10 produziert. Dies kann eine Geometrie für eine gesamthafte Druckpulsation sein, es kann aber auch eine Geometrie sein, die ein besonders genaues Sinussignal erzeugt, so dass auf der Welle des rotierenden Pulsations-Ventils 12 quasi getrennt voneinander die einzelnen Ordnungen erzeugt werden können. Dabei können mittels Drehung der Hülse 1 oder der einzelnen Hülsen des Propotional-Ventils 12 für die einzelnen Ordnungen des Pumpen-Fluidpulsationen die Phase oder die Einzelphasen für die Betriebspunkte der Pumpe 10 adaptiert werden. Ebenfalls kann die Amplitude der Pulsation oder es können die Amplituden der einzelnen Ordnungen der Fluidpulsationen während des Pumpen-Betriebes je nach Betriebspunkt der Pumpe 10 über einen verstellbaren Widerstand – bei den Ausführungsbeispielen in Form des Proportionalventils 13 – adaptiert werden. Diese Adaption kann entweder durch einen Optimierungsalgorithmus während des Betriebes erfolgen, oder es kann eine Steuerung mittels in einer elektronischen Steuereinheit abgelegter Werte in Abhängigkeit vom Pumpen-Betriebspunkt eingesetzt werden, wobei durchaus eine Vielzahl von Details abweichend von obigen Erläuterungen gestaltet sein kann, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen. Insbesondere ist die Zahl der Übertrittsöffnungen 4 und Durchtrittsöffnungen 3 selbstverständlich nicht auf den in der 1 dargestellten Wert von „8” beschränkt, wenngleich hiermit natürlich beste Ergebnisse bei Verwendung einer Kolbenpumpe mit acht Kolben erzielt werden.Here, therefore, a pressure pulsation is generated as a counter-sound measure, of a preferably in the shaft of the pump 10 integrated or provided on this type of rotary valve or appropriately designed pulsation valve 12 , which by means of its slide and sleeve geometry, the orders of the fluid pulsations of the pump 10 produced. This may be a geometry for a total pressure pulsation, but it may also be a geometry that generates a particularly accurate sinusoidal signal such that on the shaft of the pulsating pulsating valve 12 quasi separated from each other, the individual orders can be generated. It can by means of rotation of the sleeve 1 or the individual sleeves of the propotional valve 12 for the individual orders of the pump fluid pulsations, the phase or the individual phases for the operating points of the pump 10 be adapted. Also, the amplitude of the pulsation or it can be the amplitudes of the individual orders of fluid pulsations during pump operation depending on the operating point of the pump 10 via an adjustable resistance - in the embodiments in the form of the proportional valve 13 - be adapted. This adaptation can either be done by an optimization algorithm during operation, or a control can be used by means of values stored in an electronic control unit as a function of the pump operating point, whereby a great number of details can be deviated from the above explanations without the contents to leave the claims. In particular, the number of transfer openings 4 and passageways 3 Of course not on the one in the 1 shown value of "8" limited, although of course best results are achieved when using a piston pump with eight pistons.

Claims

Device for reducing fluid pulsations and / or noise caused by such in a pump ( 10 ) piston-type hydraulic system with a consumer ( 11 ), whereby by means of a pulsation valve integrated in the hydraulic system ( 12 ) pressure pulsations are generated in the system, which compensate the fluid pulsations at least partially, characterized in that the pulsation valve ( 12 ) in synchronism with the rotating pump ( 10 ) is rotating valve, which is constructed in the manner of a rotary valve, with a within a sleeve ( 1 ) rotatable hollow shaft ( 2 ), wherein at least one substantially radially aligned passage opening ( 3 ) for a fluid flow in the wall ( 1a ) of the sleeve ( 1 ) with at least one substantially radially aligned transfer opening ( 4 ) in the hollow shaft ( 2 ), so that in the cavity ( 5 ) of the hollow shaft ( 2 ) under pressure guided hydraulic fluid according to the relative movement between the sleeve ( 1 ) and the hollow shaft ( 2 ) Generates pressure pulsations.

Apparatus according to claim 1, characterized in that for different orders of by the pump ( 10 ) produced fluid pulses different sleeves ( 1 ) are provided with different geometries.