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Beitrag zum dynamischen Verhalten von druckgeregelten Flügelzellenpumpen
(1993) Fiebig, Wieslaw; Heisel, Uwe
Trotz der niedrigen Geräuschentwicklung durch die Verdrängerkinematik treten bei druckgeregelten Flügelzellenpumpen oftmals Störungen auf, die Geräuscherhöhungen und Wirkungsgradverluste verursachen.Hierbei handelt es sich um unerwünschte Abhebevorgänge bzw. -stöße der Flügel gegen den Hubring, die unter bestimmten Einstell- und Betriebsbedingungen auftreten. Es werden die Ursachen für das Flügelabheben und deren Auswirkungen auf die Druckwechselvorgänge in einer Pumpe untersucht.
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Beitrag zum dynamischen Verhalten von druckgeregelten Flügelzellenpumpen
(1992) Fiebig, Wieslaw; Heisel, Uwe
Der vorliegende Beitrag beschreibt die Ergebnisse aus Untersuchungen zu Druckwechselvorgängen und Flügelbewegungen an einer Flügelzellenpumpe. Aus den durchgeführten Untersuchungen folgt, daß die Druckwechselvorgänge mit dem Flügelverhalten eng verbunden sind. Es ist festzustellen, daß das unerwünschte Flügelabheben auf hydraulische Vorgänge und Kräfte zurückzuführen ist. Bei einer zu großen Vorkompression erfolgt das Flügelabheben am Ende des Umsteuerbereichs zwischen Saug- und Druckseite. Über das Ausmaß des Abhebens im Saugbereich entscheiden die Strömungskräfte am Flügelkopf sowie die Reibungskräfte im RotorschIitz und die Dämpfungskräfte im Raum unter dem Flügel. Der Vergleich der Simulationsergebnisse mit experimentellen Untersuchungen zu den Flügelbewegungen läßt, trotz vieler vereinfachender Annahmen, die bei der Erstellung des Schwingungsmodells für einen Flügel gemacht wurden, eine relativ gute Übereinstimmung erkennen. Mit den gewonnenen Erkenntnissen können Maßnahmen abgeleitet werden, die das Abheben der Flügel vom Hubring vermindern sollen. Diese Maßnahmen werden so aufbereitet, daß sie bei der Entwicklung neuer Pumpen gezielt genutzt werden können. Dadurch ist eine Verbesserung des Wirkungsgrads und eine Verminderung der Geräuschabstrahlung von druckgeregelten Flügelzellenpumpen zu erzielen.
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Betrachtungen zum dynamischen Verhalten druckgeregelter Flügelzellenpumpen
(1990) Heisel, Uwe; Fiebig, Wieslaw; Matten, Nicholas
Zur Optimierung hydrostatischer Verdrängerpumpen wurde in den letzten Jahren verstärkt an Simulationsmodellen gearbeitet, die das dynamische Verhalten vorausbestimmen lassen. Während diese Simulation bei Zahnradpumpen und Axialkolbenpumpen gute Übereinstimmungen zwischen Rechnung und Messung ergibt, sind für druckgeregelte, einpolige Flügelzellenpumpen bisher keine geeigneten Modelle bekannt. Der vorliegende Aufsatz beschreibt die Vorgehensweise bei der Aufstellung eines dynamischen Simulationsmodells für einpolige Flügelzellenpumpen unter Berücksichtigung realer Randbedingungen.
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Druckwechselvorgänge in druckgeregelten Flügelzellenpumpen
(1991) Heisel, Uwe; Fiebig, Wieslaw; Matten, Nicholas
Auf das Geräuschverhalten von einpoligen, regelbaren Flügelzellenpumpen haben die Vorgänge beim Druckaufbau und Druckabbau in den Verdrängerkammern in den Umsteuerbereichen einen entscheidenden Einfluß. Ein gleichmäßiger Übergang von Ansaug- auf Betriebsdruck und umgekehrt ist eine wichtige Voraussetzung für die Minderung der Körperschall- und Geräuschemission. Während für andere Pumpenbauarten experimentelle Untersuchungen sowie Simulationsmodelle bereits Aussagen für die optimale Umsteuergeometrie liefern, sind für Flügelzellenpumpen bisher keine allgemeingültigen Kenntnisse über Umsteuervorgänge bekannt. Im Rahmen eines von der deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Vorhabens ist es erstmals gelungen, die Position der Flügel im Rotor und damit das Abheben der Flügel vom Hubring zu messen. Die Kenntnis der Flügelbewegungen ist für die Simulation und die Nachprüfung der Ergebnisse von wesentlicher Bedeutung. Der vorliegende Beitrag zeigt auf, welche Vorgänge in den Umsteuerbereichen in einer Pumpe stattfinden, wie diese miteinander zusammenhängen und durch digitale Simulation untersucht und vorherbestimmt werden können.
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Formfrage - Einfluß der Zahnkopfrücknahme auf die Geräuschemissionen beim Betrieb von Außenzahnradpumpen
(1990) Heisel, Uwe; Rothmund, Johannes; Fiebig, Wieslaw
Bei der Geräuschentwicklung von Außenzahnradpumpen spielen neben den hydraulischen Einßußgrößen (Druckkräfte, Quetschöl) die Verzahnungsgeräusche eine Rolle. Eingriffsstörungen entstehen infolge von Verzahnungsfehlern und von Verformungen der Zähne im Eingriffsbereich. Der Verlauf der Zahnnormalkraft bei fehlerfreier Verzahnung ist vom plötzlichen Lastwechsel während des Eingriffs charakterisiert. Mit einer Zahnkopfrücknahme kann eine Verminderung der Eingriffstöße beim Beginn des Doppeleingriffs erreicht werden.
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Investigation of the dynamic system behaviour of pump cases
(1993) Heisel, Uwe; Fiebig, Wieslaw
Hydraulic pumps convert mechanical power into hydraulic fluid power. During this process, alternating forces in hydraulic pumps incite vibrations in the pump case and are responsible for the structure-borne noise. Mainly dynamic forces in bearings are the source causing structure-borne noise which generates finally air-borne noise. For this reason, those dynamic forces have been investigated based on a dynamical model. The structure borne noise has been measured on the pump case surface. The natural vibrations of the pump case have been determined by the Finite Element Method for several boundary conditions. The comparison between calculated and measured natural vibrations indicates that the coupling of the pump parts influences the dynamic behaviour of the case.
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Luftblaseneinfluss auf Schallgeschwindigkeit und Druckschwingungen in einem hydraulischen System
(1994) Heisel, Uwe; Fiebig, Wieslaw; Mittwollen, Norbert; Oehler, Martin
Es wird eine Berechnungsmethode vorgestellt, die die Bestimmung des Luftgehaltes eines Flüssigkeit-Luft-Gemisches bei Kenntnis der Schallgeschwindigkeit ermöglicht. Die mit Hilfe dieser Methode errechneten Luftgehalte werden mit den gemessenen Luftgehalten verglichen.
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Schwingungen und dynamische Belastungen in Außenzahnradpumpen
(1990) Fiebig, Wieslaw; Heisel, Uwe
Vor allem die Druck- und Volumenstrompulsation wird für die Geräuschentwicklung bei Pumpen verantwortlich gemacht. Neueste Untersuchungen aber zeigen, daß dadurch zwar die Geräusch- und Schwingungsentstehung im hydraulischen Leitnngssystem beeinflußt wird, aber die Geräuschabstrahlung der Außenzahnradpumpen selbst hauptsächlich von den Schwingungen und dynamischen Belastungen der Zahnräder herrührt.
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Schwingungs- und Geräuschoptimierung von Hydropumpen durch Analyse des Schwingungsverhaltens von ihren Gehäusen
(1994) Fiebig, Wieslaw; Heisel, Uwe
Die Geräuschoptimierung an hydrostatischen Pumpen wird meist in der Weise durchgeführt, indem man versucht, die Erregung der Pumpe durch optimierte Druckwechselvorgänge in den Umsteuerbereichen soweit wie möglich zu reduzieren. In vielen Fällen führt diese Maßnahme nicht zu befriedigenden Ergebnissen, weil oft Kriterien für die Optimierung der Druckwechselvorgänge fehlen. Eine weitere Reduzierung der Geräuschemission kann dann erreicht werden, wenn die Pumpe selbst in ihrem dynamischen Verhalten optimiert wird. Dazu führt man eine Analyse des Schwingungs- und Übertragungsverhaltens der Pumpe durch, wobei die Anregung, die Übertragung von Schwingungsenergie vom Triebwerk über die Lagerstellen auf das Gehäuse im Zusammenhang betrachtet werden müssen, um schließlich die tatsächlichen Resonanzbereiche festzustellen. Die für den Lärm verantwortlichen Resonanzen der Schwingungen an der Gehäuseoberfläche können dann durch gezielte Änderungen der Gehäusekonstruktion vermieden werden.Im vorliegenden Beitrag wird die Vorgehensweise bei der Analyse des Schwingungs- und Übertragungsverhaltens am· Beispiel einer Außenzahnradpumpe dargestellt. Dabei wird der Schwerpunkt der Ausführungen auf die Probleme gelegt, die bei der Analyse berücksichtigt werden müssen.
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Untersuchungen zum Flügelverhalten in druckgeregelten Flügelzellenpumpen
(1992) Heisel, Uwe; Fiebig, Wieslaw; Matten, Nicholas
Druckgeregelte Flügelzellenpumpen werden in den letzten Jahren bevorzugt bei Werkzeugmaschinen sowie in der Mobilhydraulik eingesetzt. Sie zeichnen sich durch ihr in der Regel niedriges, durch die Verdrängungskinematik bedingtes Betriebsgeräusch aus. Oftmals treten jedoch im Betrieb Störungen auf, die sowohl das Geräusch erhöhen als auch den WIrkungsgrad vermindern. Bei diesen Störungen handelt es sich um ein unerwünschtes Abheben der Flügel vom Hubring, welches unter bestimmten Einstell- und Betriebsbedingungen Radialschwingungen und -stöße erzeugt. Um die Ursachen für das Flügelabheben festzustellen und die Einflüsse von wesentlichen Faktoren darauf zu erkennen, ist es notwendig die Flügelbewegungen während des Pumpenbetrieb zu messen. In diesem Beitrag werden die Ergebnisse aus der erstmals durchgeführten Messung der Flügelbewegungen und die Vorgehensweise bei der Aufstellung eines Simulationsmodells für die Flügelbewegungen aufgezeigt.