-
Einrichtung zum Dämpfen von Druckstößen
-
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Dämpfen von Druckstößen
mit einem zwei Anschlüsse aufweisenden Gehäuse, in dem in die Druckaittelverbindung
zwischen den Anschlüssen geschaltete, drosselnde Mittel angeordnet sind.
-
Es ist eine Einrichtung zum Dämpfen von Druckstößen bekannt, bei der
die drosselnden Mittel als eine den freien Querschnitt der Druckmittelverbindung
verengende Schraube ausgebildet ist.
-
Solche Dämpfungseinrichtungen werden vor allem einem Nanometer
vorgeschaltet,
um unerwünschte Schwingungen des Anzeigeglieds zu vermeiden. Es hat sich jedoch
gezeigt, daß Manometer einen großen Resonanzbereich aufweisen und die Dämpfungseigenschaften
der bekannten Einrichtung in vielen Fällen nicht ausreicht.
-
Zudem ist ihr Einsatzbereich ziemlich begrenzt. so können temperaturabhängige
Viskositäsänderungen oder Schmutz im Druckmittel sowie die Eigenfrequenz der Einrichtung
ihre Dämpfungswirkung stören.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zum Dämpfen von Druckstößen
der genannten Art möglichst einfach aus zum bilden, und seine Dämpfungseigenschaften
zu verbessern.
-
Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die drosselnden
Mittel eine nachgiebige Trennwand aufweisen, deren eine Seite an einen gasdichten
Druckraum grenzt und deren andere Seite mindestens teilweise an einem Stützkörper
aus Sintermetall anliegt und den Durchflußquerschnitt der Druckmittelverbindung
beeinflußt.
-
Auf diese Wei#se wird eine Einrichtung zum Dämpfen von Druckstößen
erreicht, die relativ einfach baut und die über einen großen Schwingungsbereich
besonders wirksam dämpft. Diese Einrichtung ist deshalb vielseitig.einsetzbar, insbesondere
bei Manometern und anderen Geräten unterschiedlicher Größe und Druckbereiche und
dementsprechend unterschiedlichen Resonanzbereichen. Vorteilhaft kann eine spezielle
Ausführungsform der Einrichtung als Druckbegrenzungsventil verwendet werden.
-
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes
ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.
-
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes gibt die Zeichnung
wieder. Diese zeigt in Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Dämpfungs-Einrichtang,
davon eine Hälfte vor der Endmontage seiner Teile.
-
Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines
Stützkörpers für die Dämpfungs-Einrichtung nach Fig. 1.
-
Fig. 3, 4 und 5 jeweils einen Längsschnitt durch einen Teil einer
dritten, vierten und fünften Ausführvmgsform der Dämpfungs-Einrichtung.
-
Fig. 6, 7 und 8 jeweils einen Längsschnitt durch einen Teil einer
sechsten, siebten und achten Ausführmngsform der Däinpfungs-Einrichtung mit einer
schlauchartigen Trennwand.
-
Fig. 9 einen Längsschnitt durch eine neunte Ausführungsform der Dämpfungs-Einrichtung,
davon eine Hälfte vor der Endmontage seiner Teile.
-
Fig. 10 einen Längsschnitt durch einen Teil einer zehnten Ausführungsform
der Dämpfungs-Einrlchtung.
-
Fig. 11 jeweils einen Längsschnitt durch eine#elfte bzw.- eine und
12 zwölfte Ausführungs zwölfte der r. Ausführungsform der Dämpfungs-Einrichtung.
-
Fig. 1 zeigt eine Dämpfungs-Einrichtung 10, die ein als Drehteil ausgebildetes
Gehäuse 11 mit einem ersten Anschluß 12 mit Außengewinde und einem zweiten Anschluß
13 mit Innengewinde aufweist. Das Gehäuse 11 hat eine vom zweiten Anschluß 13 her
eingebrachte Sacklochbohrung 14, von deren Ende 15 eine koaxiale Längsbohrung 16
zum ersten Anschluß 12 führt. In der Sacklochbohrung 14 ist durch Natenal-Ausstemmungen
18 eine Platte 17 befestigt, deren Abstand vom Ende 15 ein Stützkörper 19 bestimmt.
Der Stützkörper 19 besteht aus zwei Sintermetall-Hülsen 21, 22, zwischen denen eine
fluidundurchlässige Zwischenplatte 23 mit einer Drosselbohrung 24 angeordnet ist.
-
Die Hülsen 21, 22 sind konzentrisch in der Sacklochbohrung 14
angeordnet,
so daß ihre zentralen Bohrungen 25; 26 mit der Längsbohrung 15 bzw. einer Öffnung
27 in der Platte 17 Verbindung haben. Am Außenumfang des Stützkörpers 19 liegt eine
Trennwand 28 mit ihrem hülsenförmigen Abschnitt 29 an, während ihr scheibenförmiges
Teil 31 an der Platte 17 anliegt.
-
Die Trennwand 28 greift mit einem ersten Wulst 32 in eine Ringnut
33 der Hülse 21 und ist so zwischen Stützkörper 19 und Ende 15 der Sacklochbohrung
14 eingespannt. Die Trennwand 28 greift ferner mit einem zweiten Wulst 34 in eine
Ringnut 35 am Umfang der Platte 17 und ist so zwischen dieser und der Innenwand
der Sacklochbohrung 14 eingespannt. Auf diese Weise schließen die Trennwand 28 und
die Sacklochbohrung 14 einen Druckraum 36 ein, der über ein Rückschlagventil 37
mit einem Gas aufgeladen werden kann. Das Rückschlagventil 37 wird besonders vorteilhaft
von einem an der Sacklochbohrung 14 anliegenden Kragen 38 der Trennwand 28 gebildet,
der in den Druckraum 36 hineinragt und mit seinem elastischen Rand einem Gehäuse
11 angeordnete Auflade-Bohrung 39 abdeckt.
-
Die Dämpfungs-Einrichtung 10 wird zweckmäßig so hergestellt, daß die
vor dem endgültigen Einbau leicht kegelige Platte 17 aus Stahl mit eingehängter
Trennwand 28 mit Hilfe eines Werkzeugs so stark auf den Stützkörper 19 gepreßt wird,
bis die Platte 17 eine nahezu ebene Form einnimmt, wonach sie in ihrer Lage durch
die Ausstemmungen 18 befestigt wird.
-
Die Wirkungsweise der Dämpfungseinrichtung 10 ist wie folgt: Dabei
wird davon ausgegangen, daß der erste Anschluß 12 an eine Druckmittelleitung 41
und der zweite Anschluß 13 an ein Manometer 42 angeschlossen wird. Druckmittel kann
somit von der Leitung# 41 über den ersten Anschluß 12, durch die Sintermetallhülse
21 hindurch, unterhalb der mehr oder weniger stark ausgewölbten Trennwand 28 (Lage
gestrichelt eingezeichnet) hinweg, über die Sintermetallhülse 22 und den zweiten
Anschluß 13 zum Manometer 42 strömen oder auch in umgekehrter Richtung
fließen.
Der mit vorgespanntem Gas gefüllte Druckraum 36 wirkt dabei über die nachgiebige
Trennwand 29 als eine Gasfeder, welche Druck stöße wirksam dämpft und dadurch Schwingingen
vor allem im Resonanzbereich des Manometers unterdrückt. Langsame Druckänderungen
können über die Drosselbohrung 24 vor sich gehen.
-
Die Dämpfungseinrichtung 10 wirkt somit als ein hydropneumatischer
x) Fig. 2 zeigt einen anderen Stützkörper 45 aus Sintermetall im Schnitt. Er ist
zylindrisch und einstückig ausgebildet und weist von beiden Stirnseiten ausgehende,
gleichartige Ausnehmungen 46, 47 mit nach innen abnehmendem Querschnitt auf. Auf
diese Weise baut der Stützkörper 45 einfach und hat in axialer Richtung einen großen
Strömungswiderstand, während der Widerstand über die an die Trennwand grenzende
Umfangsfläche geringer ist.
-
Fig, zeigt einen Längsschnitt durch einen Teil einer Dämpfungs-Einrichtung
50, die sich von derjenigen nach Sig. 1 wie folgt unterscheidet, wobei gleiche Teile
mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.
-
Das Gehäuse 11 weist einen Absatz 51 und die Platte 17 eine dazu passende
Andrehung 52 auf, zwischen denen der zweite Wulst 53 der Trennwand 28 gehalten ist.
-
Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt durch einen Teil einer Dämpfungs-Einnchtung
60, die sich von derjenigen nach Fig. 1 wie folgt unterscheidet, wobei gleiche TeIle
mit gleichen Bezugszeichen versehen sind: Das Gehäuse 11 weist einen Absatz 61 auf,
an dem ein Stützring 62 mit einem Rand 63 anliegt, während er mit seinem anderen
Rand 64 die Trennwand 28 am Ubergang vom scheibenförmigen Teil 31 in den Kragen
38 ab stützt. Somit entfällt an der Trennwand 28, die hier axial verspannt ist,
ein zweiter Wulst.
-
Der Stützring 62 weist Öffnungen 65 auf, durch welche das Gas im Druckraum
36 hindflrchtreten kann.
-
x) Durchgangsspeicher mit vorgeschalteter geringer Drosselung, wodurch
er eine sehr hohe Eigenfrequenz besitzt und über einen großen Frequenzbereich gute
Dämpfungseigenschaften hat. Das Verhältnis von Arbeitsdruck zu Druck im Druckraum
36 liegt bei üblichen Fällen in der Praxis bei 5 : 1 bis 1,25 : 1, kann aber in
Ausnahmef#llen auch bis 100 : 1 gehen.
-
Fig. 5 zeigt einen Längsschnitt durch einen Teil einer Dämpfungseinrichtung
70, die sich von derjenigen nach Fig.4 wie folgt unterscheidet, wobei gleiche Teile
mit gleichen Bezugszeichen versehen sind: Ein stützring 71 hat hier im Querschnitt
gesehen einen schräg zur Gehäuseachse verlaufenden Schenkel 72. Dadurch wird die
Trennwand in aziaier und zusätzlich in radialer Richtung verspannt.
-
Fig. 6 zeigt einen Längsschnitt durch einen Teil einer Dämpfungs-Sinrichtung
80, die sich von derjenigen nach Fig. 1 wie folgt unterscheidet, wobei gleiche Teile
mit gleichen Bezugszeichen versehen sind: Die Trennwand 28 weist an ihrem hülsenförmigen
Abschnitt 29 einen zweiten Wulst 81 auf, mit dem sie in eine Ringnut 82 der Sinteririetallhijlse
22 greift und so zwischen dieser und der Platte 17 eingespannt ist, während ihr
scheibenförmiger Teil 31 mit Kragen 38 nur vom Gasdruck an die Platte 17 bzw.
-
die Sacklochbohrung 14 gedrückt wird. Die Trennwand 28 ist damit axial
eingespannt und legt sich schlauchartig um den Stützkörper 19.
-
Die Wirkungsweise ist im Prinzip gleich wie bei der Dämpfungs-Einrichtung
10 nach Fig 1, lediglich die Verformung der Trennwand 28 ist durch ihre Einspannstellen
an den Enden des Stützkörpers 19 verschieden.
-
Fig. 7 zeigt einen Längsschnitt durch einen Teil einer Dämpfungs-Einrichtung
90, die sich von derjenigen nach Fig. 1 wie folgt unterscheidet, wobei gleiche Teile
mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.
-
Die Trennwand 28 weist nur einen hülsenförmigen Abschnitt 91 auf,
der mit-seinem ersten (32) und zweiten Wulst 92 axial eingespannt ist. Zwischen
Platte 17 und einem Absatz 93
dichtet ein 0-Ring 94 den Druckraum
36 ao. Die Trennwand 28 weist ferner einen in den Druckraum 36 ragenden, am Ende
15 der Sacklochbohrung 14 anliegenden Kragen 95 auf, der mit einer Auflade-Bohrung
96 das Rückschlagventil 37 bildet.
-
Besonders vorteilhaft bei dieser Bauweise ist die relativ geringe.
Fläche der Trennwand 28 an nur einer Seite des Druckraumes 36, dessen andere drei
Seiten von der Platte 17 bzw. der Sacklochbohrung 14 gebildet werden. Druckverlu.te
im Druckraum 36 durch Gasdiffusion werden damit besonders gering gehalten.
-
Fig. 8 zeigt einen Längsschnitt durch einen Teil einer Dampfungs-Einrichtung
100, die sich von derjenigen nach Fig. 7 wie folgt unterscheidet, wobei gleiche
Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind: Die Trennwand 28 besteht nur aus
dem hülsenförmigen Abschnitt 91. Das Rückschlagventil 37 wird hier von einem zusätzlichen
Gummiring 101 gebildet, der mit einem Wulst 102 in eine Rinznut 35 der Platte 17
greift und mit einem in den Druckraum 36 ragenden Teil 103 die Auflaae-Bohrung 39
überdeckt. Der Gummiring 101 übernimmt neben der Funktion des Rückschlagventils
auch die Abdichtung des Druckraums 36. Diese Bauart hat den Vorteil, daß für Trennwand
28 und Gummiring 101 verschiedene Werkstoffe verwendet werden können.
-
Fig. 9 zeigt eine Dämpfungs-Einrichtung 110, die sich von derjenigen
nach Fig. 1 wie folgt unterscheidet, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen
versehen sind.
-
Die Trennwand 28 hat einen U-förmigen Querschnitt, deren freie Schenkel
111, 112 am Ende 15 der Sacklochbohrung 14 bzw. an der Platte 17 anliegen und die
durch einen Haltering 113 axial verspannt sind. Der Stützkörper 19 besteht aus zwei
zylindrischen, vollen Sinterkörpern 114, 115 zwischen denen
eine
metallene Zwischenplat#e"#16# liegt. Der Druckraum 36 kann über das Rückschlagventil
37 und die Öffnungen 117 im Kaltering 143 mit Gas unter Druck gesetzt werden.
-
Fig. 10 zeigt einen ~längsschnitt durch einen Teil einer Dämpfungs-Einrichtung
120, die sich von der nach Fig. 9 wie folgt unterscheidet, wobei gleiche Teile mit
gleichen Bezugszeichen versehen sind: Die Platte 17 hat einen U-förmigen Querschnitt,
wodurch zwei Schenkel 121, 122 ausgebildet sind, die einen Raum 123 zwischen sich
einschließen. Der Außendurchmesser des unteren Schenkels 121 ist kleiner als der
Durchmesser der Sackloc'nbohrung 14 und bildet so einen Ringspalt 124. Ein Kunststoffring
126 mit dreieckigem Querschnitt liegtX2wischen einer Abschrägung 125 des unteren
Schenkels 121, der Trennwand 28 und der Sacklochbohrung 14 und bildet ein Teil eines
Rückschlagventils 127. Die Auflade-Bohrung 39 mündet in den Raum 123.
-
Der Kunststoffring 126 ist durch seine besondere Form selbstschließend
und dichtet den aufgeladenen Druckraum 3%gab. Beim Aufladen strömt das Gas von der
Bohrung 39-über den Ringspalt 124, das Rückschlagventil 127 und vorbei am Schenkel
112 der Trennwand in den Druckraum 36.
-
Fig. 11 zeIgt einen Längsschnitt durch eine Dämpfungs-Einrichtung
130, die sich von derjenigen nach Fig. 1 wie folgt unterscheidet, wobei gleiche
Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind: Das Gehäuse 11 hat eine relativ
kurze Sacklochbohrung 14. Im Abstand von ihr und senkrecht zu deren Achse verläuft
im Gehäuse 11 eine zweite, mehrfach abgestufte Sacklochbohrung 131.
-
Letztere hat einen inneren Abschnitt 132, die den Stützkörper 19 aus
Sintermetall aufnimmt. Vom inneren Abschnitt 132 verlaufen Querbohrungen 133, 134
zu dem ersten (12) bzw. zweiten Anschluß 13. In einem mittleren Abschnitt 135 der
Sacklochbohrung x) als Abstützteil für die Trennwand 28 xx) zusammen mit dem Schenkel
121
131 ist eine topfförmige Trennwand 28 angeoldnet, die hrEdR
Boden 136 am Stützkörper 19 anliegt und an ihrem Rand 137 durch Spannringe 138 gesichert
ist. Ein Deckel 139 mit Rückschlagventil 37 sperrt den Druckraum 36 ab.
-
Die Wirkungsweise der Dämpfungs-Einrichtung 130 ist im Prinzip gleich
wie die bei der Einrichtung 10 nach Fig. 1.
-
Fig. 12 zeigt einen Längsschnitt durch eine Dämpfjmgseinrichtung sich
die sich von derjenigen nach Fig. 1 wie folgt untersceidet, wobei gleiche Teile
mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.
-
Die Trennwand 28 ist mit ihrem zweiten Wulst 141 in eine Ringnut 142
im Gehäuse 11 eingehängt und hat innen einen leicht konischen Abschnitt Die Die
Platte 143 ist am Umfang entsprechend konisch ausgebildetß wodurch die Trennwandd28
ila Gehäuse 11 radial verspannt wird. Zugleich bildet die Platte 143 mit ihrem Ansatz
144 einen elastischen Anschlag für eine Manometerabdichtung unter Verwendung eines
Dichtringes. Der Stützkörper 19 ist als einteiliger Sintermetallkorper ausgebildet
3 dessen Steg 145 näher zur Platte 143 liegt. Diese Bauart hat den Vorteil einer
besonders günstigen Montage.
-
In erfindungsgemäßer Weise kann die Dämpfungseinrichtung auch als
Druckbegrenzungsventil verwendet werden, wenn die Zwischenplatte im Stützkörper
fluidundurchlässig ausgebildet und der Druckraum mit einem dem Ansprechdurck entsprechenden
Druck aufgeladen wird. Dabei weist die Zwischenplatte einen geringfügig größeren
Außendurchmesser auf als die angrenzenden Sintermetallhülsen, so daß die Trennwand
einwandfrei an ihr anliegt. Da bei einem Druckbegrenzungsventil nicht die gesamte
Oberfläche der Sintermetallhülsen notwendig ist, können diese teilweise mit einem
Kunststoffüberzug fluids urchlässigXsind. Ein derartiges Druckbegrenzungsventil
eigent sich besonders zum Absichern des Gasraumes beim Aufladen eines hydro-pneumatischen
Energiespeichers; dabei steht der erste Anschluß der Dämpfungseinrichtung mit einer
Leitung zwischen einer Gasflasche und dem Gasraum des Energiespeichers in Verbindung,
während der zweite Anschluß zur Atmosphäre entlastet ist x gemacht werden so daß
nur an die Zwischenplatte angrenzende. Zonen fluidundurchlässig