DE3809310A1

DE3809310A1 - STRETCH HOSE FOR REDUCING PRESSURE PULSATIONS

Info

Publication number: DE3809310A1
Application number: DE19883809310
Authority: DE
Inventors: Rolf Dipl Ing Warnecke; Peter Buchholz
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1987-03-31
Filing date: 1988-03-19
Publication date: 1988-10-20
Also published as: DE3809310C2

Abstract

Known stretchable hoses for the reduction of pressure pulsations and humming noises occurring in hydraulic circuits have a flexible outer pressure hose composed of flexible material and a flexible inner hose which is arranged inside this pressure hose and is connected at one end directly to the inlet of the stretchable hose and, with its open other end, opens freely into the inside of the outer pressure hose. Pressure pulsations etc. which occur are damped with varying degrees of efficiency by the known stretchable hoses depending on the ambient temperature and the operating temperature. In order to guarantee good, as uniform as possible pulsation and noise reduction, irrespective of the ambient temperature and the operating temperature, the flexible inner hose of the new stretchable hose is designed as a metallic spirally wound hose with axially abutting or partially overlapping spring-elastic turns, these being arranged and dimensioned in such a way that, during operation, they lift off one another to a greater or lesser extent, depending on the effective pressure, under the action of a pressure difference arising internally along the length of the inner hose, causing the inner hose to lengthen. The stretchable hose can be used with particular advantage in a hydraulic servo-assisted steering system of a motor vehicle. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Dehnschlauch der im Ober begriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.The invention relates to an expansion hose in the upper Concept of claim 1 mentioned Art.

Dehnschläuche werden in Hydraulikkreisläufen, z. B. in der Servolenkanlage eines Kraftfahrzeuges, eingesetzt, um durch Hydropumpen o. ä. hervorgerufene Druckpulsationen und damit verbundene störende Brummgeräusche zu verringern. Solche Dehn schläuche sind aus einem in gewissen Grenzen dehnbaren Material gefertigt, so daß sich die Schlauchwandung bei Steigerung des Arbeitsdruckes des ihn durchströmenden Druckmediums ent sprechend ausweiten kann; in Abhängigkeit vom jeweiligen Arbeits druck finden somit entsprechende Änderungen des Schlauchvolumens (Schlauchinneres) statt, wodurch die Druckpulsationen ausgangs des Dehnschlauches spürbar geringer werden als eingangs des Dehnschlauches.Expansion hoses are used in hydraulic circuits, e.g. B. in the Power steering system of a motor vehicle, used to by Hydraulic pumps or similar caused pressure pulsations and thus reduce annoying humming noises. Such stretching hoses are made of a material that can be stretched within certain limits manufactured so that the hose wall when increasing ent of the working pressure of the pressure medium flowing through it can expand speaking; depending on the particular job pressure find corresponding changes in the hose volume (Hose interior) instead, which causes the pressure pulsations to exit of the expansion hose become noticeably smaller than at the beginning of the Expansion hose.

Der Grad der Pulsationsreduzierung hängt hierbei u. a. vom Schlauchvolumen (Querschnitt und Länge) sowie von der Dehnbar keit des Schlauchmaterials ab. Im Hinblick auf die auftretenden Arbeitsdrücke einerseits und den zur Unterbringung des Dehn schlauches zur Verfügung stehenden Bauraum andererseits, können beide Größen nicht beliebig groß gemacht werden.The degree of pulsation reduction depends here. a. from Hose volume (cross section and length) as well as the ductility of the hose material. With regard to the occurring Working pressures on the one hand and to accommodate the expansion available space on the other hand, can both sizes cannot be made arbitrarily large.

Um trotz dieser Beschänkungen eine noch bessere Pulsations reduzierung zu erzielen, ist es bekannt (z. B. US-PS 42 85 534) im Inneren des Dehnschlauches - etwa schlauchmittig ein einen axialen Drosseldurchlaß aufweisendes Drosselglied anzu ordnen, durch welches das Schlauchinnere in zwei durch den Drosseldurchlaß miteinander verbundene Schlauchkammern unterteilt wird.In order to achieve an even better pulsation reduction in spite of these restrictions, it is known (e.g. US Pat. No. 4,285,534) in the interior of the expansion hose - to arrange a throttle member having an axial throttle passage in the middle of the hose, through which the hose interior in two through the throttle passage interconnected hose chambers is divided.

Durch Vorbenutzung (Volkswagen Golf) bekannt ist es auch, zur weiteren Pulsationsreduzierung im Innern des Dehnschlauches einen flexiblen Innenschlauch vorzusehen, der mit seinem einen Ende am Schlaucheinlaß angeschlossen ist und mit seinem offenen anderen Ende frei im Innern des Dehnschlauches endet. Das Druckmedium strömt hierbei über den Innenschlauch ins Innere des Dehnschlauches. Der flexible Innenschlauch dieses bekannten Dehnschlauches ist in Form eines bekannten metallischen Wendel schlauches ausgebildet, dessen einander benachbarten Wendeln sich axial jeweils etwas überdecken und einander formschlüssig hintergreifen.Through prior use (Volkswagen Golf) it is also known to further reduce pulsation inside the expansion hose to provide a flexible inner tube that with its one End is connected to the hose inlet and with its open the other end ends freely inside the expansion hose. The The pressure medium flows into the interior via the inner hose of the expansion hose. The flexible inner tube of this well-known Expansion hose is in the form of a well-known metallic coil hose formed, the adjacent helices axially overlap and form-fit each other reach behind.

Wie der Einsatz eines mittleren Drosselgliedes führt auch der Einsatz eines solchen Innenschlauches zu einer deutlichen weiteren Verringerung der Druckpulsationen.Like the use of a middle throttle link also leads the use of such an inner tube to a clear further reduction in pressure pulsations.

Es ist auch bereits ein sehr wirkungsvoller Dehnschlauch bekannt (DE-OS 33 39 876), bei dem innerhalb seines flexiblen äußeren Druckschlauches sowohl etwa schlauchmittig ein das Schlauchinnere in zwei Schlauchkammern unterteilendes Drosselglied mit axialem Drosselglied als auch ein flexibler Innenschlauch vorgesehen sind, der mit seinem einen Ende unmittelbar am Schlaucheinlaß des Dehnschlauch-Einlaßendstücks befestigt ist und - sich durch die erste Schlauchkammer und das Drosselglied hindurch erstreckend - mit seinem offenen anderen Ende in der den Schlauch auslaß enthaltenden anderen Schlauchkammer mündet. Im Bereich der ersten Schlauchkammer ist der flexible Innenschlauch dabei mit radialen Drosseldurchlässen versehen.A very effective expansion hose is already known (DE-OS 33 39 876), in which within its flexible outer Pressure hose both in the middle of the hose and inside the hose throttle element dividing into two hose chambers with axial Throttle element and a flexible inner tube provided are with one end directly at the hose inlet the expansion hose inlet end piece is attached and - itself through the first hose chamber and the throttle element extending - with its open other end in the the hose outlet containing other hose chamber opens. In the area The flexible inner hose is included in the first hose chamber provided with radial throttle openings.

Die Pulsationsoptimierung, d. h. die Bemessung des Dehnschlauches erfolgt u. a. auf der Grundlage der mittleren Betriebstemperatur, von z. B. etwa 50°C, des den Dehnschlauch durchströmenden Druckmediums. Die tatsächliche Betriebstemperatur des Druckmediums kann jedoch einerseits sehr viel tiefer, z. B. -40°C, und andererseits sehr viel höher als diese mittlere Betriebstemperatur liegen, was u. a. von der Betriebsdauer und der auch jahreszeit lich bedingten Umgebungstemperatur abhängt.The pulsation optimization, i.e. H. the dimensioning of the expansion hose takes place u. a. based on the mean operating temperature, from Z. B. about 50 ° C, flowing through the expansion hose Print medium. The actual operating temperature of the media However, on the one hand, it can be much deeper, e.g. B. -40 ° C, and on the other hand, much higher than this mean operating temperature lie what u. a. on the operating time and the season ambient temperature.

Beim Einsatz dieser bekannten Dehnschläuche treten bei niedrigeren Betriebstemperaturen höhere Umlauf- bzw. Durchflußdrücke und eine erhöhte Leistungsaufnahme der Hydropumpe auf. Außerdem ist die an sich erzielte Pulsations- und Geräuschminderung starken temperaturbedingten Schwankungen unterworfen.When using these known expansion hoses occur at lower Operating temperatures higher circulation or flow pressures and increased power consumption of the hydraulic pump. Furthermore is the pulsation and noise reduction achieved per se subject to strong temperature-related fluctuations.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Dehnschlauch der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art zu schaffen, durch dessen Einsatz einerseits das bei mittlerer Betriebstemperatur herrschende Durchfluß- bzw. Systemdruckniveau auch bei niedrigerer Betriebstemperatur etwa erhalten bleibt und auch die Leistungsaufnahme der Hydropumpe im wesentlichen nicht erhöht wird und andererseits weitgehend unbeeinflußt von Temperaturschwankungen eine gleich gute Pulsations- und Brummgeräuschdämpfung bewirkt wird.The invention is based on the object, an expansion hose the type mentioned in the preamble of claim 1 create, on the one hand, the use of medium Operating temperature prevailing flow or system pressure level is retained even at a lower operating temperature and also essentially the power consumption of the hydraulic pump is not increased and on the other hand largely unaffected of temperature fluctuations an equally good pulsation and Humming noise reduction is effected.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the features of Claim 1 solved.

Erfindungsgemäß wird also der flexible Innenschlauch eines Dehnschlauches als metallischer Wendelschlauch mit federelastischen Wendeln (Windungen) ausgebildet, die derart angeordnet und bemessen sind, daß sie sich unter der Wirkung einer im Innen schlauch entlang der Schlauchlänge aufbauenden Druckdifferenz je nach wirksamen Druck unter Längung des Innenschlauches mehr oder weniger weit voneinander abheben und dadurch über die Schlauchlänge variierende mehr oder weniger große radiale Durchlässe freigeben. According to the invention, the flexible inner tube becomes one Expansion hose as a metallic spiral hose with spring elastic Spirals (turns) are formed, which are arranged and are dimensioned so that they act under the effect of an inside hose along the length of the pressure build-up depending on the effective pressure while elongating the inner tube stand out more or less from each other and thereby over the tube length varies more or less large radial Release passages.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous refinements and developments of the invention are specified in the subclaims.

Durch die erfindungsgemäße federelastische Ausbildung des Innenschlauches wird in sehr einfacher und höchst wirksamer Weise ein Selbstregulierungseffekt des Umlauf- bzw. Durchfluß drucks sowie der Dämpfungswirkung des Dehnschlauches erzielt, durch den temperaturbedingte Viskositätsänderungen des den Dehnschlauch durchströmenden Druckmediums zumindest annähernd ohne Einfluß auf die Effizienz des Dehnschlauches bleibt.Due to the resilient design of the Inner tube becomes very simple and highly effective Way a self-regulating effect of the circulation or flow pressure and the damping effect of the expansion hose, due to the temperature-related changes in viscosity of the Expansion hose flowing through pressure medium at least approximately remains without influence on the efficiency of the expansion hose.

Anhand einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.Using some of the embodiments shown in the drawing the invention is explained in more detail below.

In der Zeichnung zeigen - jeweils im Längsschnitt -Show in the drawing - each in longitudinal section -

Fig. 1a ein erstes Ausführungsbeispiel eines Dehnschlauchs gemäß der Er findung bei pulsationsfreier Durch strömung, Fig. 1a a first embodiment of a Dehnschlauchs according to the invention it with pulsation flow,

Fig. 1b den gleichen Dehnschlauch bei pul sierender Durchströmung, FIG. 1b shows the same stretch hood at pul sierender flow,

Fig. 1c eine vergrößerte Detailzeichnung dieses Dehnschlauches, Fig. 1c shows an enlarged detail drawing of this expansion hose,

Fig. 2a ein zweites Ausführungsbeispiel eines Dehnschlauches gemäß der Erfindung bei pulsationsfreier Durchströmung, Fig. 2a shows a second embodiment of an expansion hose according to the invention with pulsation flow,

Fig. 2b den gleichen Dehnschlauch bei pul sierender Durchströmung, FIG. 2b shows the same stretch hood at pul sierender flow,

Fig. 2c den mittleren Teil dieses Dehn schlauches in einer Detaildarstellung, Fig. 2c the middle part of this stretching the tube in a detail representation,

Fig. 3 einen Abschnitt einer ersten Variante des in den Fig. 1 und 2 eingesetzten Innenschlauchs und Fig. 3 shows a portion of a first variant of the inner tube used in Figs. 1 and 2 and

Fig. 4 einen Abschnitt einer zweiten Variante dieses Innenschlauchs. Fig. 4 shows a section of a second variant of this inner tube.

Der in den Figuren dargestellte Dehnschlauch 1 besteht aus einem flexiblen äußeren Druckschlauch 2 aus in Grenzen nachgiebigem Material, einem innerhalb des äußeren Druckschlauches angeordneten flexiblen Innenschlauch 5 sowie einem den Dehnschlauch begrenzenden Einlaßendstück 3 mit Schlaucheinlaß 6 und einem Auslaßendstück 4 mit Schlauchauslaß 7.The expansion hose 1 shown in the figures consists of a flexible outer pressure hose 2 made of flexible material, a flexible inner hose 5 arranged within the outer pressure hose and an inlet end piece 3 with hose inlet 6 and an outlet end piece 4 with hose outlet 7 .

Der äußere Druckschlauch 2 ist mit seinen beiden Enden jeweils druckdicht fest mit den Ein- und Auslaßendstücken 3 bzw. 4 verbunden. Der flexible Innenschlauch 5 ist seinerseits mit seinem einen Ende ebenfalls am Einlaßendstück 3 befestigt, und zwar derart, daß er unmittelbar mit dem Schlaucheinlaß 6 verbunden ist. Anderenends mündet der Innenschlauch 5 mit offenem Ende frei im Innern des äußeren Druckschlauches 2.The two outer ends of the outer pressure hose 2 are pressure-tightly connected to the inlet and outlet end pieces 3 and 4 , respectively. The flexible inner tube 5 is in turn also attached at its one end to the inlet end piece 3 , in such a way that it is directly connected to the tube inlet 6 . The other end of the inner tube 5 opens open ended freely inside the outer pressure hose. 2

Der flexible Innenschlauch 5 ist als metallischer Wendelschlauch mit federelastischen Wendeln ausgebildet. Diese Wendeln 51 sind in den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 1 und 2 aus Recht eckdraht gewickelt und liegen unter Federspannung axial aneinander an. Sie bilden zunächst einen in radialer Richtung nahezu dichten Innenschlauch, wie in den Fig. 1a und 2a dargestellt.The flexible inner hose 5 is designed as a metallic spiral hose with spring-elastic helices. These coils 51 are wound in the exemplary embodiments according to FIGS . 1 and 2 from the right corner wire and lie axially against one another under spring tension. They initially form an inner tube which is almost tight in the radial direction, as shown in FIGS. 1a and 2a.

Solange der Innenschlauch 5 pulsionsfrei durchstömt wird bzw. solange sich quasi kein Staudruck aufbaut, bleiben diese Verhältnisse er halten. Bei pulsierender Durchströmung bzw. bei ansteigendem Stau druck, wenn sich also entlang der Innenschlauchlänge ein Differenz druck aufbaut, wird der Innenschlauch 5 gelängt, d. h. die einzelnen Wendeln 51′ werden je nach Höhe des wirksamen Druckes mehr oder weniger weit axial auseinandergedrückt, so daß über die Innenschlauchlänge verteilte radiale Durchlässe entstehen, wie in den Fig. 1b/1c und den Fig. 2b/2c dargestellt ist. Entsprechend der Druckverteilung entlang des Innenschlauches 5 besitzen diese radialen Durchlässe vom Innenschlauchanfang zum offenen Innenschlauchende hin abnehmende Durchtrittsquer schnitte.As long as the inner tube 5 is flowed through without pulsations or as long as virtually no back pressure builds up, these conditions remain. With pulsating flow or with increasing congestion pressure, so if a pressure builds up along the length of the inner tube, the inner tube 5 is elongated, ie the individual coils 51 'are pushed apart more or less axially depending on the level of the effective pressure, so that over the inner hose length distributed radial passages are formed as shown in Fig. 1b / 1c and / 2c is shown the Fig. 2b. Corresponding to the pressure distribution along the inner tube 5 , these radial passages have decreasing passage cross sections from the beginning of the inner tube to the open end of the inner tube.

Ein Teil des durch den Dehnschlaucheinlaß 6 in den Innenschlauch 5 einströmenden Druckmediums tritt somit durch die sich öffnenden radialen Durchlässe hindurch in die vom äußeren Druckschlauch 2 umschlossene Schlauchkammer, während der andere Teil des Volumen stroms den Innenschlauch 5 bis zum Ende durchfließt; hierdurch wird eine sehr wirkungsvolle Pulsations- und Brummgeräuschredu zierung erzielt, und zwar weitgehend unabhängig von der jeweils gerade herrschenden Betriebstemperatur bzw. Viskosität des den Dehnschlauch durchströmenden Druckmediums. Mit temperaturbedingt sich ändernder Viskosität des Druckmediums werden die Wendeln 51′ des Innenschlauches 5 aufgrund der sich dabei entsprechend ändernden Druckverhältnisse je nach Richtung der Viskositäts änderung nämlich entweder weiter oder aber weniger weit ausein andergedrückt und somit entweder größere oder kleinere radiale Durchlässe freigegeben.A part of the pressure medium flowing through the expansion hose inlet 6 into the inner hose 5 thus passes through the opening radial passages into the hose chamber enclosed by the outer pressure hose 2 , while the other part of the volume flow flows through the inner hose 5 to the end; this results in a very effective pulsation and humming noise reduction, largely independent of the prevailing operating temperature or viscosity of the pressure medium flowing through the expansion hose. With temperature-changing viscosity of the pressure medium, the coils 51 'of the inner tube 5 are either further or less pressed apart due to the correspondingly changing pressure conditions depending on the direction of the viscosity change, and thus either larger or smaller radial passages are released.

Durch die spezielle Ausbildung des Innenschlauches ist sicherge stellt, daß der Durchflußwiderstand auch bei temperaturbedingt stark ansteigender Viskosität im wesentlichen unverändert bleibt, so daß es auch nicht zu einer erhöhten Leistungsaufnahme der Hydropumpen kommt. Gleichzeitig werden bei pulsierender Strömung sehr wirkungsvoll die Druckspitzen abgebaut.The special design of the inner hose ensures security represents that the flow resistance is also due to temperature strongly increasing viscosity remains essentially unchanged, so that it also does not lead to increased power consumption Hydro pumps are coming. At the same time with pulsating flow the pressure peaks are reduced very effectively.

Ein extrem pulsationsfreier Förderstrom kann erzielt werden, wenn ein solcher metallischer Wendelschlauch in Verbindung mit einem Drosselglied mit axialem Drosseldurchlaß eingesetzt wird, wie dies in den Fig. 2a bis 2c dargestellt ist. Bei dem dort gezeigten Dehnschlauch 1 ist im Schlauchinnern etwa in halber Länge des Schlauches ein Drosselglied 8 eingebaut, welches einen axialen Drosseldurchlaß 81 aufweist und durch eine den äußeren Druckschlauch 2 umspannende Schlauchklemme oder Quetschhülse 9 örtlich fixiert ist. Der Dehnschlauch wird dadurch in eine eingangsseitige erste Schlauchkammer 82 und eine ausgangsseitige Schlauchkammer 83 unterteilt. Der im inneren des Druckschlauches liegende metallische Wendelschlauch 5 ist mit seinem einen Ende am Einlaßendstück 3 unmittelbar mit dem Schlaucheinlaß 6 verbunden und erstreckt sich durch die erste Schlauchkammer 82 sowie das Drosselglied 8 hindurch in die zweite Schlauchkammer 83, wo er mit offenem Ende mündet. Der im Bereich der ersten Schlauchkammer 82 durch die sich öffnenden radialen Durchlässe abströmende Teil des Förderstroms strömt durch den axialen Drosseldurchlaß 81 und wird dem Hauptvolumenstrom in der zweiten Schlauchkammer 83 wieder verzögert bzw. phasenverschoben zugeführt, wodurch ein extrem pulsationsfreier Förderstrom erzielt wird.An extremely pulsation-free flow can be achieved if such a metallic spiral hose is used in connection with a throttle element with an axial throttle passage, as shown in FIGS . 2a to 2c. In the expansion hose 1 shown there, a throttle member 8 is installed in the interior of the hose, approximately half the length of the hose, which has an axial throttle passage 81 and is fixed locally by a hose clamp or crimp sleeve 9 spanning the outer pressure hose 2 . The expansion hose is thereby divided into an inlet-side first hose chamber 82 and an outlet-side hose chamber 83 . The metallic spiral hose 5 lying inside the pressure hose is connected at its one end at the inlet end piece 3 directly to the hose inlet 6 and extends through the first hose chamber 82 and the throttle element 8 into the second hose chamber 83 , where it ends with an open end. The part of the delivery flow flowing through the opening radial passages in the area of the first hose chamber 82 flows through the axial throttle passage 81 and is supplied to the main volume flow in the second hose chamber 83 again with a delay or out of phase, whereby an extremely pulsation-free delivery flow is achieved.

Der in den Fig. 1a bis 2c verwendete flexible Innenschlauch ist aus Rechteckdraht gewickelt, wobei die einzelnen Wendeln 51 zunächst unter Federspannung axial unmittelbar aneinander anliegen.The flexible inner tube used in FIGS. 1a to 2c is wound from rectangular wire, the individual coils 51 initially lying axially directly against one another under spring tension.

Der gewendelte Innenschlauch 5 kann aber auch aus Runddraht 52 gewickelt sein, wie dies prinzipienhaft in Fig. 3 dargestellt ist.The coiled inner tube 5 can, however, also be wound from round wire 52 , as is shown in principle in FIG. 3.

Wie Fig. 4 prinzipienhaft zeigt, ist es aber auch möglich, den flexiblen Innenschlauch 5 aus Rechteckdraht herzustellen und die einzelnen Wendeln 53 sich axial überlappend anzuordnen.As shown in Fig. 4 in principle, it is also possible to produce the flexible inner tube 5 from rectangular wire and to arrange the individual coils 53 axially overlapping.

Claims

1. At one end through an inlet end piece and at the other end through an outlet end piece limited expansion hose to reduce the pressure pulsations occurring in hydraulic circuits and the associated humming noises, especially for hydraulic power steering systems of motor vehicles, with a flexible outer pressure hose made of flexible material within limits , which is attached at one end to the inlet end piece and at the other end to the outlet end piece, and with a flexible inner hose arranged within the outer pressure hose, which has radial passages along at least part of its length, which is also attached at one end to the inlet end piece and the other end with an open end freely inside the outer pressure hose opens, the expansion hose arranged in the inlet end opening opening in the inner hose, characterized in that the flexible inner hose ( 5 ) as a preferably metallic spiral hose with axially abutting n or partially overlapping resilient coils (turns) ( 51 , 52 , 53 ) is formed, which are arranged and dimensioned such that they are formed under the action of a pressure difference (pressure drop) along the length of the tube in the inner tube ( 5 ) After effective pressure, elongate the inner tube ( 5 ) more or less apart.

2. Expansion hose according to claim 1, characterized in that the spiral hose ( 5 ) is wound from round wire ( 52 ).

3. Expansion hose according to claim 1, characterized in that the spiral hose ( 5 ) made of rectangular wire ( 51 , 53 ) is wound.

4. Expansion hose according to one of claims 1 to 3, characterized in that in a manner known per se, approximately a hose center the expansion hose in two hose chambers ( 82 , 83 ) dividing throttle member ( 8 ) with an axial throttle passage ( 81 ) is arranged, and that the inner hose ( 5 ) extends through the throttle member ( 8 ) with an open end into the hose chamber ( 83 ) containing the expansion hose outlet ( 7 ).