Schalldämpfer für hydraulische Anlagen Die Erfindung betrifft einen Schalldämpfer für hy draulische Anlagen mit Pumpe, wobei zumindest ein vom hydraulischen Medium beaufschlagtes, elastisch nachgiebiges Dämpfungsglied vorhanden ist.
Bei bekannten hydraulischen Anlagen treten vor allem bei mittleren und höheren Drücken Geräusche auf, die dort, wo der umgebende Geräuschpegel nied rig ist und Lärm vermieden werden soll, unangenehm sind. Diese störenden Geräusche sind ein schweres Hindernis für die Verbreitung von hydraulischen Auf zügen.
Die unangenehmen Geräusche können vom nicht ganz runden Lauf des Antriebsmotors und vom Un- gleichförmigkeitsgrad der Pumpenförderung herrühren, so dass Vibrationen auftreten, die sich über das Pumpen gehäuse und Rohrleitung sowie durch das hydraulische Medium als Schall fortpflanzen. Die unangenehmen Ge räusche können noch durch einen ungünstigen Leitungs verlauf verstärkt sein.
Als schalldämpfende Massnahme wurde bereits das Motor-Pumpaggregat mittels Schwingmetallaufhängung vom Fundament isoliert. Weiterhin wurde als von der Pumpe wegführende Druckleitung ein Gummischlauch verwendet. Es ist auch bekannt, die Pumpe in die zu fördernde Flüssigkeit einzutauchen. Weiterhin werden möglichst kontinuierlich fördernde Pumpen, zum Beispiel Schraubenpumpen, verwendet. Die ebenfalls verhältnis mässig ruhig laufenden Zentrifugalpumpen sind jedoch nur für geringere Drücke, als sie bei hydraulischen Aufzügen und manchen anderen Anlagen verwendet werden, wirtschaftlich.
Diese bekannten Massnahmen zur Schalldämpfung haben nur Teilerfolge gezeigt, es ist aber nicht gelungen, die störenden Geräusche vollstän dig zu verhindern, im Gegenteil, es konnten Resonan zen auftreten und Echowirkungen festgestellt werden.
Es ist noch ein Lärmunterdrücker bekannt, bei dem mehrere Stahlrohre in der hydraulischen Leitung an geordnet sind. Letztere dienen zum Erreichen einer laminaren Strömung des hydraulischen Mediums, so dass eine Geräuschbildung infolge verhinderter turbulenter Strömung ebenfalls verhindert wird. Mit diesem Lärm unterdrücker kann aber eine Schallfortpflanzung infolge der eingangs genannten Gründe nicht gedämpft oder ganz vermieden werden.
Zur theoretisch richtigen Behebung der Auswirkung der Druckwellen könnte ein Bypass gleichen Querschnit tes wie die Hauptleitung über die Strecke der errech neten Wellenlänge vorgesehen werden, wobei die Bypasslänge 1,5mal die Wellenlänge sein müsste.
Die Lösung ist zufolge der hohen Fortpflanzungs geschwindigkeit des Schalles im Öl dimensionsmässig nicht zu realisieren.
Aus der Erkenntnis heraus, dass ein wesentlicher Teil der an der Pumpe entstehenden Schwingungen sich nicht über das Leitungssystem, sondern über die Flüssig keitssäule selbst fortpflanzt, sind bereits Schalldämpfer vorgeschlagen worden, bei denen besondere Dämpfungs- glieder an die hydraulische Leitung angeschlossen sind. Diese als Gaskissen ausgebildeten Dämpfungsglieder stehen über eine Leitung mit dem Drucköl in Verbin dung, liegen also nicht in der hydraulischen Leitung selbst, sondern sind dieser parallel geschaltet. Diese Gas kissen haben sich als Druckgasspeicher bewährt; zur Schalldämpfung haben sie nur eine geringe Verbesse rung gebracht.
Es ist auch bekannt, in der hydrau lischen Leitung Gummi-Membranen anzuordnen, die ein Pulsieren der Flüssigkeit innerhalb der Leitung ver hindern sollen. Diese Gummi-Membranen wirken ähn lich dem erwähnten Gummischlauch in der von der Pumpe wegführenden Druckleitung und bringen nur eine Teillösung des vorhandenen Problems.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist es, einen Schalldämpfer als Weiterentwicklung der letzt genannten Art zu schaffen, mittels dessen die unange nehmen Geräusche in den hydraulischen Anlagen ver mieden werden. Der Schalldämpfer soll einfach im Auf bau sowie raumsparend und mit einem geringen Strö mungswiderstand anzuordnen sein. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das elastisch nachgiebige Dämp- fungsglied vom hydraulischen Medium umströmt oder durchströmt ist und zumindest eine Gaskammer auf weist.
Der wesentliche Unterschied zu den bekannten Verfahren ist der, dass die schallschluckenden Gaskam mern im Ölstrom angeordnet sind und nicht nur am Rande der Leitung oder im Neb.enschluss liegen.
In den Zeichnungen sind mehrere Ausführungs beispiele des Erfindungsgegenstandes, die z. B. zur Ver wendung in einem hydraulischen Aufzugssystem geeig net sind, dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen in einer hydraulischen Leitung zwi schengeschalteten Schalldämpfer im Längsschnitt, mit scheibenförmigen Dämpfungsgliedern, Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II der Fig. 1 ohne Leitungsrohr, Fig. 3 einen Schnitt nach Linie III-III der Fig. 1 ohne Leitungsrohr,
Fig. 4 einen Schnitt nach Linie IV-IV der Fig. 1 ohne Leitungsrohr, Fig. 5 ein weiteres, schematisch dargestelltes Aus führungsbeispiel des Schalldämpfers im Längsschnitt, mit kugelförmigen Dämpfungsgliedern, Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel des Schall dämpfers im Längsschnitt, mit einer gerollten Matte als Dämpfungsglied, Fig. 7 einen Schnitt nach Linie VII-VII der Fig. 6.
In einer hydraulischen Leitung strömt das Öl in Richtung der Pfeile A durch den Schalldämpfer 5 (Fig. 1). Letzterer weist zwei Muffen 6, 7 und ein diese verbindendes Rohr 8 auf. Der Schalldämpfer 5 ist ein Stück der hydraulischen Leitung und vorzugsweise in der Nähe einer nicht gezeigten Schraubenpumpe in deren Druckleitung angebracht. Innerhalb des Rohres 8 befinden sich quer zur Flussrichtung angeordnete, scheibenförmige Dämpfungsglieder 9 bis 12 (Fig. 1 bis 3). Letztere bestehen aus einem Schaumstoff mit ge- schlossenzelliger Struktur, z. B.
Moosgummi; das ist eine Masse, die eine Vielzahl geschlossene, voneinander ge trennte, einzelne Gaseinschlüsse aufweist. Unter Druck kann die Masse, dank der einzelnen eingeschlossenen Gasblasen, stark komprimiert werden. Die Scheiben 9-12 weisen verschiedene Dicken und Ausschnitte 13 bis 16 auf (Fig. 1-3). Die Scheiben 9-12 stehen in Abständen voneinander, die mittels Distanzringen 17 ge bildet werden (Fig. 1). Die Stirnflächen benachbarter Scheiben 9-12 stehen einander parallel gegenüber. Jede Scheibe 9-l2 ist zwischen zwei gelochten Blechschei ben 18 stirnseitig gehalten (Fig. 1, 4). Die Scheiben 18 sind gitterartig über die ganze Fläche von Durch brechungen 19 durchsetzt.
Die Ausschnitte 13-16 be nachbarter Scheiben 9-12 sind zueinander versetzt, so dass das Drucköl wellenförmig durch den Schalldämpfer 5 geleitet wird. Die beiden äusseren Blechscheiben 18 des Schalldämpfers 5 liegen an je einem Distanzring 20 an, der sich an der Muffe 6 bzw. 7 abstützt (Fig. 1). Das durch den Schalldämpfer 5 strömende öl beaufschlagt durch die Durchbrechungen 19 der Blechscheiben 18 hindurch die Stirnflächen und die Wandungen der Ausschnitte 13-16 der Scheiben 9-l2.
Der Einfachheit halber sind nur in der in Fig. 1 links aussen liegenden Blechscheibe 18 die Durchbrechungen 19 eingezeichnet; aus dem gleichen Grund sind in Fig. 4 nur einige der Durchbrechungen 19 gezeigt.
Beim Beispiel nach Fig. 5 sind anstelle der scheiben förmigen Dämpfungsglieder Kugeln 21 aus dem Schaum stoff mit geschlossenzelliger Struktur vorhanden. Die Kugeln 21 befinden sich in einzelnen Kammern, die durch die gelochten Blechscheiben 18 und die Distanz- ringe 17 gebildet werden. Annähernd die gesamte Schaumstoffoberfläche kann vom Drucköl umströmt werden. Die Blechscheiben 18 dienen zum ortsfesten Halten der Kugeln 21 in der hydraulischen Leitung und stellen somit Verstrebungen zum Fixieren der Kugeln in der Leitung dar.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 und 7 sind die Dämpfungsglieder in Form einer Matte 22 vor handen. Damit letztere vom Drucköl beaufschlagt wer den kann und bereits bei niedrigem Öldruck ein Durch strömen möglich ist, sind zwischen den Wandungen der gerollten Matte 22 Verstrebungen 23 als Distanzhalter vorhanden (Fig. 6, 7). Letztere können z. B. in Form einer eingerollten Drahtmatte oder eines eingerollten sogenannten Streckmetalls vorhanden sein.
Mittels des Erfindungsgegenstandes können alle Schallübertragungen, rühren sie nun vom ungleichför migen Antrieb oder von der Form der hydraulischen Leitung oder von der Art des hydraulischen Mediums her, wirkungsvoll gedämpft werden. Durch das Einbrin gen einer Vielzahl von Gaseinschlüssen in die hydrau lische Leitung können insbesondere ölhydraulische Auf züge so geräuschlos gemacht werden, wie es der an spruchsvolle Fahrgast erwartet. Es können hydrau lische Antriebe für solche Personenaufzüge verwendet werden, wo diese Antriebsart bisher aus Geräusch gründen nicht verwendet werden konnte.
Die Dämpfungsglieder sollen so in der hydrau lischen Leitung angeordnet werden, dass der Schall dämpfer eine möglichst geringe Drosselwirkung hat. Im Bereich des Schalldämpfers ist die hydraulische Leitung im Durchmesser vergrössert. Die Querschnittsfläche z. B. aller Durchbrechungen 19 einer Scheibe 18 ent sprechen der Querschnittsfläche der hydraulischen Lei tung vor und nach dem Schalldämpfer, so dass die Strömungsgeschwindigkeit und der Druck des Öles un verändert bleibt. Beim erfindungsgemässen Schalldämp fer liegen die Dämpfungsglieder direkt im Ölstrom, d. h.
sie sind in Serie mit diesem geschaltet. Der Schall dämpfer hat sich bei Aufzugsanlagen mit Öldrücken bis zu etwa 50 at bereits gut bewährt.
Betrachtet man den ölstrom in der Leitung als eine ölsäule, so wird letztere von der Vielzahl der einzelnen Gaseinschlüsse durchsetzt, d. h. gewisser massen aufgelockert. Bei der Verwendung von Schaum stoff sind diese einzelnen Gaseinschlüsse durch ein ela stisch nachgiebiges Bett miteinander verbunden und in der Leitung festgehalten.
Der Einbau von Gaskammern, die nur als elastische Polster wirken, genügt nicht. Die Druckänderungen bei der Verwendung von Schraubenpumpen ergeben bei Messungen mit einem Lichtpunktschreiber oder Ka thodenoszillographen Werte, die etwa 2,5 % um den als Mittelwert angegebenen Nenndruck herumpendeln. Diese Energieunterschiede, d. h. Pulsationen, müssen vernichtet werden. Der neuartige Dämpfer hat nun die Aufgabe, die Druckschwingungen, die durch die ver schiedenen eingeschlossenen Gaskammern gestattet wer den, zu dämpfen. Diese Dämpfung findet beim Durch tritt des Mediums durch die feinmaschigen, eine grosse Zahl von Blenden bildenden Blechscheiben 18 und Ver strebungen 23 statt.