DE10217080C1

DE10217080C1 - Hydraulic damper for pumps supplying polymer to injection molding machines has damping pipe with branch slits in its walls fitted with mouthpieces which have conical bores whose wider ends face outwards

Info

Publication number: DE10217080C1
Application number: DE2002117080
Authority: DE
Inventors: Herbert Baltes
Original assignee: Hydac Technology GmbH
Current assignee: Hydac Technology GmbH
Priority date: 2002-04-17
Filing date: 2002-04-17
Publication date: 2003-08-07
Anticipated expiration: 2022-04-18

Abstract

Reflection-type hydraulic damper has a central damping pipe (13) with branch slits (15) in its walls. Annular mouthpieces (21) are fitted on the inlet (7) and outlet (9) ends of the pipe. These have central bores (23) which fit on to the ends of the pipe and connect with conical bores (27) whose wider ends face outwards.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hydrodämpfer vom Reflexionstyp mit Interferenzwirkung, mit einem Dämpfergehäuse, das eine Fluid- Eintrittsöffnung und eine Fluid-Austrittsöffnung aufweist, zwischen denen sich als Fluidleitung von Eintrittsöffnung zu Austrittsöffnung ein Dämpfungsrohr erstreckt, welches in einem innerhalb seiner Länge gelegenen Bereich mindestens eine die Rohrwand durchziehende Abzweigöffnung aufweist.The invention relates to a hydraulic damper of the reflection type Interference effect, with a damper housing that a fluid Has inlet opening and a fluid outlet opening, between which enters as a fluid line from inlet opening to outlet opening Damping tube extends in one within its length located area at least one through the pipe wall Has branch opening.

Derartige Hydrodämpfer, auch "Silencer" genannt, sind handelsüblich und in der Fachliteratur beschrieben, vgl. beispielsweise "Der Hydraulik- Trainer", Band 3, Herausgeber Mannesmann Rexroth, Seite 107, Bild 63. Derartige Schalldämpfer dienen der Minderung von Schwingungen, die durch Druckpulsationen erzeugt sind, die einem betreffenden Hydrosystem periodisch aufgeprägt werden, insbesondere durch den Betrieb von Hydropumpen. Dieses Problem tritt in starkem Maße beim Betrieb von Hydropumpen, beispielsweise beim Einsatz dieser Pumpen für Kunststoff- Spritzmaschinen, in Erscheinung. Wie es sich gezeigt hat, ist die Dämpfer wirkung der zur Verfügung stehenden, bekannten Hydrodämpfer für derartige Anwendungszwecke nicht völlig zufriedenstellend. Such hydraulic dampers, also called "silencers", are commercially available and are described in the specialist literature, cf. for example "The Hydraulic Trainer", volume 3 , publisher Mannesmann Rexroth, page 107, picture 63. Such silencers serve to reduce vibrations that are generated by pressure pulsations that are periodically impressed on a particular hydraulic system, in particular by the operation of hydraulic pumps. This problem occurs to a great extent when operating hydraulic pumps, for example when using these pumps for plastic injection molding machines. As it has been shown, the damper effect of the known hydraulic damper available for such applications is not entirely satisfactory.

Durch die DE 697 04 870 T2 ist ein sogenannter Schalldämpfer für hydraulische Systeme bekannt, der ein längliches Gehäuse aufweist, das eine axial in dem Gehäuse verlaufende Bohrung begrenzt. In der Bohrung ist eine Blase koaxial angeordnet, wobei die Blase in der Bohrung durch eine Hülsenanordnung abgestützt ist. Die Blase besteht aus einem elastischen Material, wie einem widerstandsfähigen EPR, oder aus gummiartigem Material mit einer entsprechend langen Lebensdauer.DE 697 04 870 T2 is a so-called silencer for known hydraulic systems, which has an elongated housing, the limits an axially extending bore in the housing. In the hole a bubble is arranged coaxially, the bubble passing through the bore a sleeve arrangement is supported. The bubble consists of one elastic material, such as a resistant EPR, or made of rubber-like material with a correspondingly long service life.

Die Hülsenanordnung ist koaxial in der Blase angeordnet und die Bohrung in der Hülsenanordnung nimmt das das hydraulische System durchströmen de Fluid auf. Beim Auftreten von Impulsen oder Fluiddruckänderungen bildet die Hülsenanordnung mit ihren einzelnen perforierten Hülsen schichten ein Mittel, um das Fluid in den Blasenhohlraum einströmen zu lassen. Mit der dahingehenden Anordnung ist ein Fluidimpulsdämpfer oder Schalldämpfer gegeben, der insbesondere zur Geräuschdämpfung bei verschiedensten hydraulischen Systemen einsetzbar ist. Auch bei dieser bekannten Lösung ist die Dämpferwirkung beispielsweise bei einem Einsatz von Hydropumpen für Kunststoffspritzmaschinen nicht völlig zufriedenstel lend.The sleeve arrangement is arranged coaxially in the bladder and the bore in the sleeve arrangement, this takes place flowing through the hydraulic system de fluid. When pulses or fluid pressure changes occur forms the sleeve assembly with its individual perforated sleeves layer a means to flow the fluid into the bubble cavity to let. With the arrangement in question is a fluid pulse damper or Given muffler, which in particular for noise reduction various hydraulic systems can be used. This one too Known solution is the damper effect, for example, when used of hydraulic pumps for plastic injection molding machines are not entirely satisfactory lend.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, einen Hydrodämpfer zu schaffen, der sich gegenüber dem Stand der Technik durch eine verbesserte Dämpfungswirkung auszeichnet.The invention has for its object to provide a hydraulic damper compared to the prior art through an improved Damping effect distinguishes.

Bei einem Hydrodämpfer der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zumindest an einem Ende des Dämpfungsrohres ein Mündungsteil vorgesehen ist, der eine den Durchlaßquerschnitt der Fluidleitung gegen das Ende des Dämpfergehäuses hin trichterartig erweiternde Innenwand besitzt.With a hydraulic damper of the type mentioned, this task is solved according to the invention in that at least at one end of the Damping tube is provided a mouthpiece, the one Passage cross section of the fluid line against the end of the damper housing has funnel-like expanding inner wall.

Aufgrund dieser Gestaltung bildet die Mündung des Dämpfungsrohres eine Reflexionsfläche, die einen geneigten Verlauf sowohl zu der durch die. Längsachse des Dämpfungsrohres definierten Fluid-Strömungsrichtung als auch zur Querschnittsebene des Dämpfungsrohres besitzt. Wie sich gezeigt hat, unterstützt und verbessert diese Gestaltung die Dämpfungswirkung des im Dämpfergehäuse befindlichen Resonatorsystems. Ferner reduzieren sich die Einströmverluste bzw. ausgangsseitig die Ausströmverluste.Because of this design, the mouth of the damping tube forms one Reflective surface that has an inclined course to both that by the. Longitudinal axis of the damping tube defined fluid flow direction as also has the cross-sectional plane of the damping tube. As shown has, supports and improves this damping effect of the resonator system located in the damper housing. Further reduce the inflow losses or the outflow losses on the outlet side.

Vorzugsweise sind an beiden Enden des Dämpfungsrohres entsprechend ausgebildete Mündungsteile vorgesehen, wobei die Innenwand beispielsweise durch eine zur Längsachse des Dämpfungsrohres konzentrische Kegelfläche gebildet sein kann.Are preferably appropriate at both ends of the damping tube trained mouth parts provided, the inner wall for example by a to the longitudinal axis of the damping tube concentric conical surface can be formed.

Bei Ausführungsbeispielen, bei denen die Eintrittsöffnung des Dämpfergehäuses mit einem Anschlußblock in Fluidverbindung ist, dessen Innenraum über ein Pumpenanschlußstück mit dem Ausgang einer Hydropumpe verbindbar ist, ergeben sich in Zusammenwirkung mit den an den Mündungsteilen gebildeten, geneigten Reflexionsflächen verbesserte Dämpfungseigenschaften, wenn der Innenraum des Anschlußblockes als Vorkammer des im Dämpfergehäuse befindlichen Resonatorsystems ausgelegt wird.In embodiments in which the inlet opening of the Damper housing is in fluid communication with a connector block, the Interior via a pump connector with the output of one Hydropump is connectable, arise in cooperation with the the inclined reflection surfaces formed the mouth parts improved Damping properties if the interior of the terminal block than Antechamber of the resonator system located in the damper housing is interpreted.

Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles im einzelnen erläutert. Die einzige Figur zeigt einen verkürzt gezeichneten Längsschnitt eines Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen Hydrodämpfers, angebracht am Ausgang einer nicht näher dargestellten Hydropumpe.The invention is based on one shown in the drawing Embodiment explained in detail. The only figure shows one shortened longitudinal section of an embodiment of the Hydraulic damper according to the invention, attached to the output of a not Hydraulic pump shown in more detail.

Der in der Figur dargestellte Hydrodämpfer weist ein langgestrecktes Dämpfergehäuse 1 in Form einer zylindrischen Röhre mit gewölbten Enden 3 und 5 auf, wobei am Ende 3 eine Fluid-Eintrittsöffnung 7 und am Ende 5 eine Fluid-Austrittsöffnung 9 ausgebildet sind. Zwischen Eintrittsöffnung 7 und Austrittsöffnung 9 erstreckt sich entlang der zentralen Längsachse 11 des Dämpfergehäuses 1 ein Dämpfungsrohr 13, das im Bereich seiner halben Länge Wanddurchbrüche in Form von Bohrungen 15 aufweist, welche Abzweigöffnungen für eine Fluidverbindung zwischen dem Inneren des Dämpfungsrohres 13 und dem dieses innerhalb des Dämpfergehäuses umgebenden Fluidraum 17 bilden. In bekannter Weise bildet diese Anordnung einen Interferenz- oder Reflexionsdämpfer in Form eines Abzweigresonators, der Schwingungen in der Flüssigkeit dämpft, die das Dämpfergehäuse 1 von der Eintrittsöffnung 7 her über das Dämpfungsrohr 13 zur Austrittsöffnung 9 hin durchströmt.The hydraulic damper shown in the figure has an elongated damper housing 1 in the form of a cylindrical tube with curved ends 3 and 5 , a fluid inlet opening 7 at the end 3 and a fluid outlet opening 9 at the end 5 . Between the inlet opening 7 and outlet opening 9 extends along the central longitudinal axis 11 of the damper housing 1, a damping tube 13 , which has wall openings in the form of bores 15 in the region of its half length, which branch openings for a fluid connection between the interior of the damping tube 13 and this inside the Form the damper housing surrounding fluid space 17 . In a known manner, this arrangement forms an interference or reflection damper in the form of a branch resonator, which dampens vibrations in the liquid which flows through the damper housing 1 from the inlet opening 7 via the damping tube 13 to the outlet opening 9 .

Das Dämpfungsrohr 13 ist sowohl an seinem an die Eintrittsöffnung 7 angrenzenden Ende als auch an seinem an die Austrittsöffnung 9 angrenzenden Ende jeweils in der zentralen inneren Bohrung eines zur Längsachse 11 konzentrischen Ringkörpers 21 gelagert. Die Bohrung der Ringkörper 21 weist mehrere Bohrungsabschnitte auf, nämlich einen inneren Abschnitt 23, in den das jeweilige Ende des Dämpfungsrohres 13 eingreift, einen mittleren Abschnitt 25, der den Durchlaßquerschnitt des Dämpfungsrohres 13 fortsetzt, und einen äußeren Abschnitt 27, in dem die Innenwand sich zum Ende des Ringkörpers 21 hin trichterartig erweitert. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist dieser Abschnitt 27 durch eine zur Achse 11 konzentrische Kegelfläche gebildet, wobei der Kegelwinkel 90° beträgt. Die Ringkörper 21 bilden bei dieser Ausgestaltung jeweils einen Mündungsteil des Dämpfungsrohres 13, wobei die Mündung jeweils als Mündungstrichter gestaltet ist.The damping tube 13 is mounted both at its end adjacent to the inlet opening 7 and at its end adjacent to the outlet opening 9 in the central inner bore of an annular body 21 which is concentric with the longitudinal axis 11 . The bore of the annular body 21 has a plurality of bore sections, namely an inner section 23 , in which the respective end of the damping tube 13 engages, a central section 25 , which continues the passage cross section of the damping tube 13 , and an outer section 27 , in which the inner wall expanded like a funnel towards the end of the ring body 21 . In the exemplary embodiment shown, this section 27 is formed by a conical surface which is concentric with the axis 11 , the conical angle being 90 °. In this embodiment, the ring bodies 21 each form a mouth part of the damping tube 13 , the mouth being designed as a mouth funnel.

Der das jeweilige Ende des Dämpfungsrohres 13 aufnehmende Bohrungsabschnitt 23 des Ringkörpers 21 weist einen Sitz für einen O-Ring 29 auf, der ein elastisches Lagerungselement für das Rohrende bildet. Dadurch ist die Gefahr vermieden, dass es im Betrieb zu einem "Klappern" des Dämpfungsrohres 13 kommt, selbst wenn keine engen Toleranzen hinsichtlich Rohrdurchmesser und Bohrungsabschnitt 23 eingehalten sind. Insbesondere gelangt man auch zu guten Ergebnissen, wenn in kostengünstiger Weise große Toleranzen vorgesehen sind. In der Nähe jedes der Ringkörper 21 ist in der Wand des Dämpfungsrohres 13 jeweils eine kleine Entlüftungsbohrung 31 ausgebildet. Die die Mündungsteile bildenden Ringkörper 21 sind jeweils mit Außengewinde 33 versehen, mit dem sie in ein Innengewinde 35 eingeschraubt sind, die jeweils in der Fluid-Eintrittsöffnung 7 sowie der Fluid-Austrittsöffnung 9 des Dämpfergehäuses 1 vorgesehen sind. Die Ringkörper 21 sind beide gleich ausgebildet, abgesehen davon, dass einer derselben, beim gezeigten Ausführungsbeispiel der an der Eintrittsöffnung 7 befindliche Ringkörper 21, mit einer in seinen Umfangsrand eingearbeiteten Kerbe 37 versehen ist, die als Einschraubhilfe dient. Der Zusammenbau des Hydrodämpfers gestaltet sich auf diese Weise sehr bequem, weil die vormontierte Einheit aus Dämpfungsrohr 13 und endseits angebrachten, die Mündungsteile bildenden Ringkörpern 21 auf einfache Weise für das Einschrauben in das an beiden Enden 3 und 5 offene Dämpfergehäuse 1 gedreht werden kann. Beim gezeigten Beispiel ist das die Austrittsöffnung 9 umgebende Gehäuseende mit einem Außengewinde 39 versehen, auf das ein Flanschblatt 41 zur Bildung eines Verbraucheranschlusses aufgeschraubt ist. Das die Eintrittsöffnung 7 umgebende Gehäuseende weist ein Außengewinde 43 auf, in dem eine Gewindedichtung 45 sitzt. Mittels dieses Außengewindes 43 ist das Ende 3 des Dämpfergehäuses 1 mit einem Anschlußblock 47 dicht verschraubt, der eine innere Kammer 49 aufweist, die über ein Pumpenanschlußstück 51 mit dem Ausgang 53 einer nicht dargestellten Hydropumpe in Fluidverbindung ist. Mit dem Ausgang 53 ist der Endflansch 55 des Pumpenanschlußstückes 51 mittels einer SAE- Verbindungsanordnung mit Flanschhälften 57 verschraubt.The bore section 23 of the ring body 21 which receives the respective end of the damping tube 13 has a seat for an O-ring 29 which forms an elastic bearing element for the tube end. This avoids the risk of the damping tube 13 rattling during operation, even if no narrow tolerances with regard to the tube diameter and bore section 23 are observed. In particular, good results are also obtained if large tolerances are provided in a cost-effective manner. A small vent hole 31 is formed in the wall of the damping tube 13 in the vicinity of each of the ring bodies 21 . The ring members 21 forming the mouth parts are each provided with an external thread 33 , by means of which they are screwed into an internal thread 35 , which are each provided in the fluid inlet opening 7 and the fluid outlet opening 9 of the damper housing 1 . The ring bodies 21 are both of identical design, apart from the fact that one of them, in the exemplary embodiment shown the ring body 21 located at the inlet opening 7 , is provided with a notch 37 machined into its peripheral edge, which serves as a screwing aid. The assembly of the hydraulic damper is very convenient in this way, because the preassembled unit made of damping tube 13 and end-mounted ring bodies 21 which form the mouth parts can be rotated in a simple manner for screwing into the damper housing 1 , which is open at both ends 3 and 5 . In the example shown, the housing end surrounding the outlet opening 9 is provided with an external thread 39 onto which a flange sheet 41 is screwed to form a consumer connection. The housing end surrounding the inlet opening 7 has an external thread 43 in which a thread seal 45 is seated. By means of this external thread 43 , the end 3 of the damper housing 1 is tightly screwed to a connection block 47 which has an inner chamber 49 which is in fluid communication with the outlet 53 of a hydraulic pump (not shown) via a pump connection piece 51 . With the outlet 53 , the end flange 55 of the pump connection piece 51 is screwed to the flange halves 57 by means of an SAE connection arrangement.

Für die Inbetriebnahme des Hydrodämpfers braucht der innere Raum 17 des Dämpfergehäuses 1 nicht vorgefüllt zu werden, weil bei der Inbetriebnahme Luftansammlungen über die Entlüftungsbohrungen 31 am Dämpfungsrohr 13 selbsttätig abgeführt werden. Die als Mündungsteile am Dämpfungsrohr 13 vorgesehenen Ringkörper 21 bilden in ihrem Bohrungsabschnitt 27 schräge Reflexionsflächen, die in Verbindung mit dem vorgesehenen Flächensprung den Dämpfungswirkungsgrad erhöhen. Besonders gute Dämpfungswerte werden erhalten, wenn der Durchmesser der inneren Kammer 49 des Anschlußblockes 47 ausreichend groß gewählt wird, so dass die Strömungsgeschwindigkeit innerhalb des Dämpfungsrohres 13 wesentlich höher als in der Kammer 49 ist, wodurch die Kammer 49 für das im Dämpfergehäuse 1 gebildete Resonatorsystem als Vorkammer wirkt, die durch das "Ankoppeln" entstehende Dämpfungsverluste verringert. The inner space 17 of the damper housing 1 does not need to be prefilled for the start-up of the hydraulic damper, because during the start-up air accumulations are automatically discharged via the vent holes 31 on the damping tube 13 . The provided as mouth parts of the damping tube 13 ring body 21 form oblique reflecting surfaces 27, which increase the damping efficiency in connection with the intended area jump in its bore portion. Particularly good damping values are obtained if the diameter of the inner chamber 49 of the connection block 47 is chosen to be sufficiently large so that the flow velocity within the damping tube 13 is substantially higher than in the chamber 49 , which means that the chamber 49 for the resonator system formed in the damper housing 1 Pre-chamber acts, which reduces damping losses caused by the "coupling".

Durch Wahl der Form und Größe der Bohrung 15 im Dämpfungsrohr 13, die die Abzweigöffnungen bilden, läßt sich die Dämpfungswirkung im gewünschten Frequenzbereich optimieren, der in Verbindung mit Hydropumpen beispielsweise im Bereich von Pulsationsfrequenzen von 250 Hz oder weniger liegt. Es versteht sich, dass gegenüber dem in der Figur gezeigten Kegelwinkel der erweiterten Abschnitte 27 am Ringkörper 21 andere Kegelwinkel oder andere Trichterformen zur optimalen Anpassung der Dämpfungskurve an die jeweiligen Frequenzbereiche gewählt werden können.By selecting the shape and size of the bore 15 in the damping tube 13 , which form the branch openings, the damping effect can be optimized in the desired frequency range, which in connection with hydraulic pumps is, for example, in the range of pulsation frequencies of 250 Hz or less. It goes without saying that, in relation to the cone angle of the enlarged sections 27 on the ring body 21 shown in the figure, other cone angles or other funnel shapes can be selected for optimal adaptation of the damping curve to the respective frequency ranges.

Claims

1. Hydro damper of the reflection type with interference effect, with a damper housing ( 1 ) having a fluid inlet opening ( 7 ) and a fluid outlet opening ( 9 ), between which there is a damping tube as a fluid line from inlet opening ( 7 ) to outlet opening ( 9 ) ( 13 ), which has at least one branch opening ( 15 ) extending through the pipe wall in a region lying within its length, characterized in that at least at one end of the damping pipe ( 13 ) there is a mouth part ( 21 ) which has a passage cross section of the Has fluid line towards the end of the damper housing ( 1 ) funnel-like expanding inner wall ( 27 ).

2. Hydraulic damper according to claim 1, characterized in that both the at the inlet opening ( 7 ) and at the outlet opening ( 9 ) of the damper housing ( 1 ) end of the damping tube ( 13 ) is provided with a corresponding mouth part ( 21 ).

3. A hydraulic damper according to claim 1 or 2, characterized in that the inner wall of the mouth part ( 21 ) has a conical surface ( 27 ) concentric with the longitudinal axis ( 11 ) of the damping tube ( 13 ).

4. Hydraulic damper according to one of claims 1 to 3, characterized in that each mouth part is formed by an annular body ( 21 ), the inner bore of which has a bore section ( 23 ) into which the relevant end of the damping tube ( 13 ) engages, and one Has bore portion ( 27 ) which has the funnel-like widening inner wall.

5. A hydraulic damper according to claim 4, characterized in that the bore portion ( 23 ) of the ring body ( 21 ) receiving the end of the damping tube has a seat for an O-ring ( 29 ) surrounding the damping tube ( 13 ).

6. Hydraulic damper according to claim 4 or 5, characterized in that each ring body ( 21 ) has an external thread ( 33 ) and in an associated, in the inlet opening ( 7 ) or the outlet opening ( 9 ) of the damper housing ( 1 ) formed internal thread ( 35 ) can be screwed in.

7. Hydraulic damper according to claim 6, characterized in that at least one ring body ( 21 ) at its outer end a shape irregularity ( 37 ) as a screw-in aid to form the screw connections with the internal threads ( 35 ) of the inlet opening ( 7 ) and the outlet opening ( 9 ) of the Damper housing ( 1 ).

8. Hydraulic damper according to one of claims 1 to 7, characterized in that the inlet opening ( 7 ) of the damper housing ( 1 ) with a connection block ( 47 ) is in fluid communication, the interior ( 49 ) via a pump connector ( 51 ) with the outlet ( 53 ) of a hydraulic pump, and that the interior ( 49 ) of the connection block ( 47 ) serves as a prechamber of the resonator system located in the damper housing ( 1 ).

9. Hydraulic damper according to one of claims 1 to 8, characterized in that the damping tube ( 13 ) is provided in the region of its half length with at least one slot opening serving as a branch opening ( 15 ) and in that near both ends of the damping tube ( 13 ) vent holes ( 31 ) are provided in the tube wall.