Titel

Vibrationsdämpfunqsmasse zur Befestigung an mindestens einem schwingenden

Element

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Vibrationsdämpfungsmasse zur Befestigung an mindestens einem schwingenden Element nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei Klimatisierungssystemen, beispielsweise Heizungen, Klimaanlagen, Wärmepumpen oder Kühlschränken, können bestimmte Elemente, beispielsweise Rohrleitungsabschnitte, beispielsweise durch den Betrieb von Pumpen oder Kompressoren zu Schwingungen angeregt werden, durch die Schall erzeugt oder verstärkt wird. Dies wird vom Benutzer bisweilen als unangenehm empfunden. Um Vibrationen und Schwingungen an solchen Elementen zu reduzieren, werden beispielsweise Vibrationsdämpfungsmassen eingesetzt, die unter anderem auch als „Massen Inhibitor“ oder „Sperrmasse“ bezeichnet werden. Eine solche Vibrationsdämpfungsmasse wird an einem entsprechenden Element bzw. Bauteil befestigt, wodurch dessen Resonanzfrequenz reduziert und die Schwingungsamplitude verringert wird.

Offenbarung der Erfindung

Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird durch eine Vibrationsdämpfungsmasse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in Unteransprüchen angegeben.

Durch die Erfindung werden sehr effektiv die Schwingungen an Rohrleitungsabschnitt reduziert, wie sie typischerweise in Heizungen, Klimaanlagen, Wärmepumpen (hier insbesondere in einem Kältekreis) und Kühlschränken vorkommen. Dabei wird die Vibrationsdämpfungsmasse zuverlässig gehalten, da sie nicht nur an einem einzigen Rohrleitungsabschnitt, sondern an (mindestens) zwei Rohrleitungsabschnitten gehalten ist. Darüber hinaus wird durch die erfindungsgemäße Vibrationsdämpfungsmasse eine Verbindung zwischen den beiden Rohrleitungsabschnitten hergestellt, was ebenfalls zu einer Dämpfung von Schwingungen und Vibrationen beiträgt.

Konkret wird dies erreicht durch eine Vibrationsdämpfungsmasse zur Befestigung an mindestens einem schwingenden Element, insbesondere an einem Rohrleitungsabschnitt beispielsweise eines Kältekreises einer Wärmepumpe. Die Vibrationsdämpfungsmasse weist mindestens einen Masseabschnitt und mindestens einen Befestigungsabschnitt auf.

Typischerweise hat der Masseabschnitt eine deutlich höhere Masse als der Befestigungsabschnitt. Die tatsächliche Masse des Masseabschnitts kann je nach Anwendungsfall gewählt werden, um die gewünschte Vibrationsdämpfung erzielen zu können. Beispielsweise kann der Masseabschnitt als Material Gummi und/oder Kautschuk und/oder Metall umfassen.

Die Vibrationsdämpfungsmasse umfasst einen ersten Befestigungsabschnitt zur Befestigung an einem ersten Rohrleitungsabschnitt und einen zweiten Befestigungsabschnitt zur Befestigung an einem zweiten Rohrleitungsabschnitt. Die beiden Befestigungsabschnitte können einstückig mit dem Masseabschnitt verbunden sein, beispielsweise in den Masseabschnitt eingespritzt sein. Möglich ist aber auch eine formschlüssige Verbindung zwischen Befestigungsabschnitten und Masseabschnitt. Die beiden Befestigungsabschnitte können aus Kunststoff hergestellt sein. Als weitere Alternative könnten die Befestigungsabschnitte auch aus Gummi (zB. einem sehr hartem EPDM) gestaltet werden. Dadurch könnte eine Vibrationsdämpfungsmasse aus nur einem Material (zB. EPDM) gefertigt werden.

Beispielsweise kann der Masseabschnitt zwischen den beiden Befestigungsabschnitten angeordnet sein. Die beiden Befestigungsabschnitte können in der Art von Flügeln oder in der Art von seitlichen Laschen von dem Masseabschnitt abragen. Bei den Rohrabschnitten kann es sich um Abschnitte des selben Rohrs handeln, es kann sich aber auch um Abschnitte von unterschiedlichen aber zu einander nahe liegenden Rohren handeln. Durch die beiden Befestigungsabschnitte wird die Vibrationsdämpfungsmasse sicher und stationär mit dem jeweiligen Rohrleitungsabschnitt verbunden, und zwar so, dass auch bei den gleichwohl auftretenden Vibrationen die Verbindung zuverlässig erhalten bleibt.

Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass mindestens ein Befestigungsabschnitt einen elastischen Clipsabschnitt umfasst bzw. als ein solcher ausgebildet ist, der auf den entsprechenden Rohrleitungsabschnitt aufgeclipst werden kann. Dies ist eine besonders einfach montierbare Ausgestaltung.

Bei einer Weiterbildung hierzu ist vorgesehen, dass der Clipsabschnitt eine kreiszylindrische Schale umfasst, die sich in einer Umfangsrichtung gesehen über etwas mehr als 180° erstreckt, typischerweise über ungefähr 240°. Dies sorgt für eine zuverlässige Halterung und kann einfach und preiswert hergestellt werden.

Bei einer Weiterbildung hierzu ist vorgesehen, dass ein abragender Längsrand der kreiszylindrischen Schale mindestens eine Ausnehmung aufweist, in die in Betriebslage ein Stutzen des Rohrleitungsabschnitt eingreifen kann. Hierdurch wird die Vibrationsdämpfungsmasse auf einfache Art und Weise in axialer Richtung des Rohrleitungsabschnittes gesichert.

Bei einer Weiterbildung hierzu ist vorgesehen, dass eine Längsachse des ersten Befestigungsabschnitts parallel zur einer Längsachse des zweiten Befestigungsabschnitts ist. Dies gestattet eine einfache Montage bei zueinander parallelen Rohrleitungsabschnitten.

Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die beiden Befestigungsabschnitte gleichsinnig ausgebildet sind. „Gleichsinnig“ bedeutet hier, dass eine Öffnung des einen Befestigungsabschnitts, mittels der der Befestigungsabschnitt auf den Rohrleitungsabschnitt aufgeschoben wird, mindestens im Wesentlichen in die gleiche Richtung weist wie eine entsprechende Öffnung des anderen Rohrleitungsabschnittes. Somit wird es ermöglicht, die Vibrationsdämpfungsmasse aus einer Richtung durch eine mindestens im Wesentlichen rein translatorische Bewegung auf die beiden Rohrabschnitte aufzusetzen. Dies hat in bestimmten Einbausituationen Vorteile im Hinblick auf die Zugänglichkeit und die Montierbarkeit.

Bei einer hierzu alternativen Weiterbildung ist vorgesehen, dass die beiden Befestigungsabschnitte gegensinnig ausgebildet sind. Entsprechend der vorhergehenden Definition bedeutet „gegensinnige“ hier, dass eine Öffnung des einen Befestigungsabschnitts, mittels der der Befestigungsabschnitt auf den Rohrleitungsabschnitt aufgesetzt wird, mindestens im Wesentlichen in die entgegengesetzte Richtung weist wie eine entsprechende Öffnung des anderen Befestigungsabschnitts. Somit wird es ermöglicht, die Vibrationsdämpfungsmasse durch eine mindestens im Wesentlichen rein rotatorische Bewegung auf die beiden Rohrabschnitte aufzusetzen. Dies hat in anderen Einbausituationen Vorteile im Hinblick auf die Zugänglichkeit und die Montierbarkeit.

Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Masseabschnitt insgesamt zylindrische Form hat. Ein solcher Masseabschnitt kann einfach hergestellt werden, und er kann einfach zwischen benachbarten Rohrabschnitten platziert werden. Alternativ könnte der Masseabschnitt auch andere Formen haben, beispielsweise im Querschnitt rechteckig, oval o.ä..

Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Masseabschnitt einen Halteabschnitt aus einem ersten Material und einen Massekörper aus einem zweiten Material aufweist, wobei das zweite Material eine höhere Dichte aufweist als das erste Material. Dies hat dann besondere Vorteile, wenn es nicht möglich ist, die gewünschte Masse durch ein einstückiges Element bereitzustellen. Der Halteabschnitt könnte dann beispielsweise aus dem oben erwähnten Gummi/Kautschuk/Kunststoff hergestellt sein, und der Massekörper beispielsweise aus Metall, beispielsweise Stahl, Kupfer oder Blei. Dabei ist grundsätzlich denkbar, dass der Halteabschnitt mit den an ihm befestigten Befestigungsabschnitten für unterschiedliche Anwendungsfälle identisch ist, und lediglich der Massekörper im Hinblick auf Form, Masse und/oder Abmessungen an den spezifischen Anwendungsfall angepasst wird. In diesem Fall wäre die Vibrationsdämpfungsmasse eine aus einem Satz von Vibrationsdämpfungsmassen mit gleichem Halteabschnitt, aber unterschiedlichen Massekörpern.

Bei einer Weiterbildung hierzu ist vorgesehen, dass der Massekörper aus Metall und der Halteabschnitt aus Kunststoff hergestellt sind, und dass der Massekörper in den Halteabschnitt eingespritzt oder im Halteabschnitt durch mindestens einen Formschluss verankert ist, wobei hierunter auch eine Halterung des Massekörpers im Presssitz im Halteabschnitt verstanden wird. Hierdurch wird der Massekörper im Halteabschnitt zuverlässig verankert.

Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Figur 1 eine perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Vibrationsdämpfungsmasse, die an zwei Rohrleitungsabschnitten eines Kältekreises einer Wärmepumpe befestigt ist;

Figur 2 eine perspektivische Darstellung der Vibrationsdämpfungsmasse von Figur 1 ;

Figur 3 eine teilweise geschnittene Ansicht von oben auf die Vibrationsdämpfungsmasse und die Rohrleitungsabschnitte von Figur 1 unmittelbar vor der Befestigung;

Figur 4 eine Darstellung ähnlich zu Figur 3 unmittelbar nach der Befestigung;

Figur 5 eine perspektivische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer Vibrationsdämpfungsmasse, die an zwei Rohrleitungsabschnitten eines Kältekreises einer Wärmepumpe befestigt ist;

Figur 6 eine teilweise geschnittene Ansicht von oben auf die Vibrationsdämpfungsmasse und die Rohrleitungsabschnitte von Figur 5 unmittelbar vor der Befestigung;

Figur 7 eine Darstellung ähnlich zu Figur 6 unmittelbar nach der Befestigung; Figur 8 eine perspektivische Darstellung einer dritten Ausführungsform einer Vibrationsdämpfungsmasse vor der Montage eines Massekörpers; und

Figur 9 eine Darstellung ähnlich zu Figur 8 nach der Montage des Massekörpers.

Nachfolgend tragen funktionsäquivalente Elemente und Bereiche in unterschiedlichen Figuren und in unterschiedlichen Ausführungsformen die gleichen Bezugszeichen. Sie werden normalerweise nur bei der erstmaligen Erwähnung im Detail erläutert. Darüber hinaus sind in der beigefügten Zeichnung aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht in allen Figuren sämtliche Bezugszeichen eingetragen.

In Figur 1 trägt eine Vibrationsdämpfungsmasse insgesamt das Bezugszeichen 10. Sie ist vorliegend an zwei zueinander parallelen Rohrleitungsabschnitten 12 und 14 eines U-förmig gebogenen Rohrs 16 befestigt. Das Rohr 16 gehört vorliegend beispielhaft zu einem Kältekreis einer Wärmepumpe 18. Bei nicht dargestellten Ausführungsformen könnte das Rohr Teil einer Heizungsanlage, einer Klimaanlage, eines Kühlschranks, etc. sein. Typischerweise gehört zu der Wärmepumpe 18 genauso wie zu den anderen genannten Anlagen bzw. Einrichtungen mindestens eine elektrisch angetriebene Pumpe und/oder ein elektrisch angetriebener Kompressor, durch die/den Elemente der Anlage bzw. Einrichtung, beispielsweise auch die oben erwähnten Rohrleitungsabschnitte 12 und 14, zu Schwingungen bzw. Vibrationen angeregt werden können.

Wie insbesondere auch aus Figur 2 ersichtlich ist, umfasst die Vibrationsdämpfungsmasse 10 einen Masseabschnitt 20, einen ersten Befestigungsabschnitt 22 und einen zweiten Befestigungsabschnitt 24. Bei einer nicht gezeigten Ausführungsform könnte noch ein dritter Befestigungsabschnitt vorhanden sein, gegebenenfalls sogar noch weitere Befestigungsabschnitte, zur Befestigung an weiteren Elementen und/oder Rohrleitungsabschnitten. Der Masseabschnitt 20 ist vorliegend als ein länglicher zylindrische Körper ausgebildet mit einem Vollquerschnitt. Er kann beispielsweise aus Gummi oder Kautschuk oder einem Kunststoff mit hoher Dichte hergestellt sein. Die beiden Befestigungsabschnitte 20 und 22 sind vorliegend beispielhaft als elastische Clipsabschnitte ausgebildet in der Form einer kreiszylindrischen Halbschale, die sich in einer Umfangsrichtung 26 gesehen über etwas mehr als 180° erstreckt, vorliegend über einen Winkelbereich von ungefähr 240°. Der Öffnungswinkel beträgt vorliegend beispielhaft also ungefähr 120°. Die Befestigungsabschnitte 20 und 22 sind vorliegend beispielhaft aus Kunststoff hergestellt. Je nach Elastizität des gewählten Kunststoffs kann der Öffnungswinkel bei anderen Ausführungsformen auch größer oder kleiner als 120° sein. Vorliegend beispielhaft sind die beiden Befestigungsabschnitte 22 und 24 in den Masseabschnitt eingespritzt. Bei einer nicht gezeigten Ausführungsform könnten die Befestigungsabschnitte am Masseabschnitt auch durch einen Formschluss verankert sein, beispielsweise durch Stifte im Kunststoffmaterial der Befestigungsabschnitte, welche im Gummi- oder Kautschukmaterial des Massekörpers verankert werden.

Vorliegend beispielhaft ist der Innendurchmesser der kreiszylindrischen Halbschalen der beiden Befestigungsabschnitte 20 und 22 gleich. Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform sind die Innendurchmesser der beiden Befestigungsabschnitte unterschiedlich, so dass sie an Rohrabschnitten mit unterschiedlichen Außendurchmessern befestigt werden können. Man erkennt, dass jede kreiszylindrische Schale eines Befestigungsabschnitts 20 und 22 an ihrem abragenden Längsrand zwei Ausnehmungen 28 aufweist, in die in der in Figur 1 gezeigten Betriebslage jeweils ein Stutzen 30 des in Figur 1 rechten Rohrleitungsabschnittes 14 eingreifen kann.

Bei der in den Figuren 1-4 gezeigten Ausführungsform einer Vibrationsdämpfungsmasse 10 sind die beiden Befestigungsabschnitte 22 und 24 gegensinnig ausgebildet. Dies bedeutet, dass eine Öffnung 32 des einen Befestigungsabschnitts 22 mindestens im Wesentlichen in die entgegengesetzte Richtung (Pfeil 34 in Figur 3) weist als eine entsprechende Öffnung 36 des anderen Befestigungsabschnitts 24 (Pfeil 38 in Figur 3). Man erkennt ferner in Figur 3, dass eine Längsachse 40 des ersten Befestigungsabschnitts 22, eine Längsachse 42 des zweiten Befestigungsabschnitts 24, und eine Längsachse 44 des Masseabschnitts 20 im Wesentlichen parallel sind. Dies alles ermöglicht eine Montage der Vibrationsdämpfungsmasse 10, wie sie sich aus den Figuren 3 und 4 ergibt: demnach wird die Vibrationsdämpfungsmasse 10 zunächst mit dem Masseabschnitt 20 mittig zwischen den beiden Rohrleitungsabschnitten 12 und 14 angeordnet, und zwar so, dass die Längsachse 44 des Masseabschnitts 20 im Wesentlichen parallel zu den Längsachsen (nicht dargestellt) der beiden Rohrleitungsabschnitte 12 und 14 ist. Dann wird die Vibrationsdämpfungsmasse 10 um die Längsachse 44 des Masseabschnitts 20 so gedreht, dass sich die Öffnungen 32 und 36 der Befestigungsabschnitte 22 und 24 auf einen Rohrleitungsabschnitten 12 bzw. 14 zu bewegen. Vorliegend beispielhaft bedeutet dies, dass die Vibrationsdämpfungsmasse 10 im Uhrzeigersinn um die Längsachse 44 gedreht wird.

Diese Rotation wird fortgeführt, bis die kreiszylindrischen Halbschalen der beiden Befestigungsabschnitte 20 und 22 auf den Rohrleitungsabschnitten 12 und 14 eingerastet sind. Hierbei wird die Halbschale eines Rohrleitungsabschnitts 12 bzw. 14 am abragenden Längsrand zunächst leicht aufgeweitet, bis die Öffnungsweite der jeweiligen Öffnung 32 bzw. 36 dem Außendurchmesser des jeweiligen Rohrleitungsabschnitts 12 bzw. 14 entspricht. Durch die Elastizität der Befestigungsabschnitte 22 und 24 reduziert sich die Öffnungsweite danach wieder. Insoweit handelt es sich bei den beiden Befestigungsabschnitten 12 und 14 um elastische Clipsabschnitte. Man erkennt, dass vorliegend der Innendurchmesser der Halbschalen der Befestigungsabschnitte 22 und 24 im Wesentlichen genau dem Außendurchmesser des entsprechenden Rohrleitungsabschnitts 12 bzw. 14 entspricht. Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform mit unterschiedlich ausgebildeten Rohrleitungsabschnitten könnten die besagten Innendurchmesser der Halbschalen der Befestigungsabschnitte ebenfalls unterschiedlich sein.

Die Ausführungsform der Figuren 5-7 unterscheidet sich von jener der Figuren 1- 4 im Wesentlichen dadurch, dass die beiden Befestigungsabschnitte 22 und 24 nicht gegensinnig, sondern gleichsinnig ausgebildet sind. Die Öffnungen 32 und 36 weisen somit in die gleiche Richtung, entsprechend den Pfeilen 34 und 38 in Figur 6. Während also bei der Ausführungsform der Figuren 1-4 die Vibrationsdämpfungsmasse 10 im Wesentlichen durch eine Rotation um die Längsachse 44 des Masseabschnitts 20 auf den Rohrleitungsabschnitten 12 und 14 montiert wird, wird die Vibrationsdämpfungsmasse 10 der Ausführungsform der Figuren 5-7 im Wesentlichen durch eine translatorische Bewegung in Richtung der Pfeile 34 und 38 auf den Rohrleitungsabschnitten 12 und 14 befestigt.

Wie bereits oben erwähnt wurde, hat der Masseabschnitt 20 bei den hier beschriebenen Ausführungsformen beispielhaft eine zylindrische Form. Während der Masseabschnitt 20 bei den Ausführungsformen der Figuren 1-7 aus einem Vollmaterial hergestellt ist, umfasst er bei der Ausführungsform der Figuren 8 und 9 einen Halteabschnitt 46 und einen Massekörper 48. Der Halteabschnitt 46 ist aus einem ersten Material hergestellt, beispielsweise einem Kunststoff, einem Kautschuk oder einem Gummi. Der Massekörper 48 ist aus einem zweiten Material hergestellt, dessen Dichte deutlich größer ist als die Dichte des Halteabschnitts 46. Beispielsweise ist der Massekörper 48 aus einem Metallmaterial hergestellt, beispielsweise Stahl, Kupfer, Blei, o. ä.

Der Halteabschnitt 46 ist vorliegend als Hohlzylinder ausgebildet, wohingegen der Massekörper 48 vorliegend beispielhaft als zylindrischer Bolzen ausgebildet ist. Ein Außendurchmesser des Massekörpers 48 entspricht in etwa einem Innendurchmesser des Halteabschnitts 46. Vorzugsweise ist der Außendurchmesser des Massekörpers 48 etwas größer als der Innendurchmesser des Halteabschnitts 46, so dass der Massekörper 48 in dem Halteabschnitt 46 im Presssitz gehalten werden kann. Möglich ist aber auch, dass der Massekörper 48 in den Halteabschnitt 46 eingespritzt wird oder durch einen Formschluss in diesem verankert ist.

Man erkennt aus den Figuren 8 und 9, dass es bei dieser Ausgestaltung möglich ist, einen Satz von Vibrationsdämpfungsmassen herzustellen, der aus gleichen Befestigungsabschnitten und Halteabschnitten, aber unterschiedlichen Massekörpern besteht. Beispielsweise können die Massekörper eine unterschiedliche Länge aufweisen oder aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sein. Auf diese Weise kann die Masse des Masseabschnitts an unterschiedliche Anwendungsfälle angepasst werden, ohne dass die restlichen Komponenten der Vibrationsdämpfungsmasse anders ausgestaltet werden müssen.