AT514781B1 - Hydropneumatic element - Google Patents
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Abstract
Hydrop-Element für Fahrzeuge mit einem Gehäuse (2), welches einen Hydraulikzylinder (3) und eine mit diesem über einen verschiebbaren ersten Trennkolben (4) in Wirkverbindung stehende Gasfeder (5) enthält, wobei ein Zusatzzylinder (9) mit einem zweiten Trennkolben (15) ausgebildet ist, wobei in dem Zusatzzylinder (9) ein sich koaxial in einen Teilbereich des Innenraumes erstreckender Innenzylinder (14) angeordnet ist, welcher bodenseitig mit der zweiten Rohrleitung (28) verbunden ist, und wobei es sich bei dem zweiten Trennkolben (15) um einen Stufenkolben handelt, welcher mit seinem vorderen schmaleren Kolbenteil (16) durch die Seitenwände des Innenzylinders (14) und mit seinem heckseitigen breiteren Kolbenteil (17) durch die Seitenwände des sich an den Innenzylinder (14) heckseitig anschließenden Seitenwandbereiche des Zusatzzylinders (9) geführt wird.Hydrop-element for vehicles with a housing (2) which contains a hydraulic cylinder (3) and a gas spring (5) which is operatively connected thereto via a displaceable first separating piston (4), an auxiliary cylinder (9) being connected to a second separating piston (9). 15) is formed, wherein in the auxiliary cylinder (9) is arranged coaxially in a portion of the inner space extending inner cylinder (14), which is connected to the bottom side with the second pipe (28), and wherein it is in the second separating piston (15 ) is a stepped piston, which with its front narrower piston part (16) through the side walls of the inner cylinder (14) and with its rear side wider piston part (17) through the side walls of the adjoining the inner cylinder (14) side wall portions of the additional cylinder (9 ) to be led.
Description
Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein Hydrop-Element für Fahrzeuge, insbesondere Kettenfahrzeuge,mit einem Gehäuse, welches einen Hydraulikzylinder und eine mit diesem über einen von einerRuheposition in eine "voll eingefederte" Position verschiebbaren ersten Trennkolben in Wirkver¬bindung stehende Gasfeder enthält, wobei ein Zusatzzylinder mit einem zweiten Trennkolbenausgebildet ist, der von einer Ausgangs- in eine Endposition verschiebbar ist und einen mit Gasgefüllten ersten Teilraum von einem mit einer hydraulischen Flüssigkeit gefüllten zweiten Teil¬raum trennt, und wobei die Gasfeder hydraulikseitig über eine erste Rohrleitung mit dem Hyd¬raulikzylinder sowie gasseitig über eine zweite Rohrleitung mit dem ersten Teilraum verbundenist.Description: The invention relates to a hydropneumatic element for vehicles, in particular tracked vehicles, having a housing which has a hydraulic cylinder and a cylinder which is connected to it from a rest position to a "fully compressed" position. An auxiliary cylinder is formed with a second separating piston which is displaceable from an initial position to an end position and separates a gas-filled first partial space from a second partial space filled with a hydraulic fluid. and wherein the gas spring is connected on the hydraulic side via a first pipeline to the hydraulic cylinder and on the gas side via a second pipeline to the first subspace.
[0002] Hydrop-Element für Fahrzeuge, insbesondere Kettenfahrzeuge, mit einem Gehäuse,welches eine hydraulische Dämpfungseinrichtung und eine mit der Dämpfungseinrichtung übereinen von einer Ruheposition in eine „voll eingefederte" Position verschiebbaren ersten Trenn¬kolben in Wirkverbindung stehende Gasfeder enthält.Hydrop-element for vehicles, especially tracked vehicles, with a housing which a hydraulic damping device and one with the damping device over a rest position in a "fully Sprung " Position displaceable first Trenn¬ piston operatively connected gas spring contains.
[0003] Hydropneumatische Feder-Dämpferelemente, die üblicherweise kurz als Hydrop-Elemente bezeichnet werden, sind aus der DE 10 2008 026 680 A1 bekannt. Sie dienen bei¬spielsweise zur Schwingungsdämpfung schwerer Geländefahrzeuge (etwa von Kettenfahrzeu¬gen) und bestehen im Wesentlichen aus einem als Feder wirkenden Gasvolumen und einemmit dem Gasvolumen zusammenwirkenden Öldämpfer. Hierzu kann in einem gemeinsamenzylinderförmigen Gehäuse ein Trennkolben vorgesehen sein, welcher das Gasvolumen vondem ölgefüllten Hydraulikvolumen trennt, sodass eine von der Position des Trennkolbens ab¬hängige Federwirkung der Gasfüllung erfolgt. In dem Hydraulikvolumen befindet sich ein miteiner Kolbenstange verbundener lasttragender Kolben, welcher üblicherweise Drosselbohrun¬gen enthält, sodass beim Fahren des entsprechenden Fahrzeuges über Unebenheiten dasdurch den Kolben komprimierte Öl durch die Drosselbohrungen in einen Niederdruckbereichdes Hydraulikvolumens gepresst wird und sich eine geschwindigkeitsabhängige Dämpfungs¬kraft ergibt.Hydropneumatic spring-damper elements, which are usually referred to briefly as hydrop elements, are known from DE 10 2008 026 680 A1. They serve, for example, for the vibration damping of heavy all-terrain vehicles (for example of tracked vehicles) and consist essentially of a gas volume acting as a spring and an oil damper cooperating with the gas volume. For this purpose, a separating piston can be provided in a common cylindrical housing, which separates the gas volume from the oil-filled hydraulic volume, so that a suspension effect of the gas filling depends on the position of the separating piston. In the hydraulic volume there is a load-bearing piston connected to a piston rod, which usually contains throttle bores, so that when driving the corresponding vehicle over bumps the oil compressed by the piston is forced through the throttle bores into a low-pressure region of the hydraulic volume and a speed-dependent damping force results.
[0004] Insbesondere bei der Verwendung von Hydrop-Elementen in militärischen Gleisketten¬fahrzeugen entsteht durch die hochfrequenten Bewegungen relativ viel Wärme in diesenDämpferelementen. Die dabei entstehende Erhöhung der Gastemperatur führt zu einer Ände¬rung der Druck- und Kraftverhältnisse der Gasfeder und damit zu einer Änderung der statischenLage (Gleichgewichtslage von Radlast und Hydrop- Element) der Kolbenstange des Fahrzeu¬ges. Dieses hat dann unter anderem eine unerwünschte Erhöhung der Kettenspannung undgegebenenfalls Änderungen der statischen Lage (Fahrzeughöhe) zur Folge.In particular, when using Hydrop elements in military caterpillar vehicles relatively high heat is generated in these damper elements by the high-frequency movements. The resulting increase in the gas temperature leads to a Ände¬rung the pressure and force ratios of the gas spring and thus to a change in the static position (equilibrium position of the wheel load and Hydrop- element) of the piston rod of Fahrzeu¬ges. This then has, inter alia, an undesirable increase in the chain tension and possibly changes in the static position (vehicle height) result.
[0005] Zur Temperaturkompensation der in den Dämpferelementen entstehenden Wärme wirdin der vorstehend erwähnten DE 10 2008 026 680 Ä1 daher vorgeschlagen, das sich erwär¬mende Hydrauliköl mittels entsprechender Kühlelemente zu kühlen.For temperature compensation of the heat generated in the damper elements is therefore proposed in the above-mentioned DE 10 2008 026 680 A1, to cool the erwär¬mende hydraulic oil by means of corresponding cooling elements.
[0006] Die DE 10 2008 025 482 A1 offenbart eine bewegungsabhängige Dämpfung mittelseingestellter Tothübe bzw. dem Aussetzen der Dämpfung. Beim Einfedern entsteht dabei einStaudruck vor der Blende eines Dämpfungskolbens, sodass die Dämpfung ausgesetzt wird. Istder Federweg größer als der eingestellte Tothub, verfährt der Dämpfungskolben gegen einenfesten Anschlag, sodass das zu verdrängende Ölvolumen ausschließlich durch die Dros¬selblender gepresst werden muss und damit die Dämpfung erzeugt.DE 10 2008 025 482 A1 discloses a motion-dependent damping medium-set Tothübe or the exposure of the damping. During compression, a pressure builds up in front of the diaphragm of a damping piston so that the damping is suspended. Istder travel greater than the set Tothub, moves the damping piston against a fixed stop so that the oil to be displaced volume must be pressed only by the Dros¬selblender and thus generates the damping.
[0007] Bei bekannten Dämpfern, beispielsweise der Firma Hemscheidt Fahrwerktechnik GmbHund Co., werden zur Temperaturkompensation der Federkennlinie zwei voneinander getrennteGasvolumen (Primär- und Sekundärgasvolumen) verwendet, um damit die Kompensation in¬nerhalb des Dämpfers passiv zu realisieren.In known dampers, for example, the company Hemscheidt Fahrwerktechnik GmbHund Co., two separate gas volumes (primary and secondary gas volume) are used for temperature compensation of the spring characteristic, so as to realize the compensation in¬nerhalb the damper passive.
[0008] In der DE 19849222 A1 ist ein Hydrop-Element mit einem Gehäuse beschrieben, wel¬ches einen in einer Hochdruckkammer angeordneten Hydraulikarbeitszylinder und eine mitdiesem über einen von einer Ruheposition in eine voll eingefederte Position verschiebbaren ersten Trennkolben in Wirkverbindung stehende Gasfeder enthält. Der Arbeitszylinder wirddurch einen von einer hohlen Kolbenfeder getragenen und mit Ventilen versehenen Arbeitskol¬ben in zwei Arbeitsräume unterteilt. Eine durch die Federbewegungen angetriebene Kolben¬pumpe fördert Öl aus einer Niederdruckkammer in den in den mit der Hochdruckkammer ver¬bundenen Arbeitsraum. Maßnahmen zur Temperaturkompensation sind jedoch keine vorgese¬hen.In DE 19849222 A1 a hydropneumatic element is described with a housing which wel¬ches a arranged in a high-pressure chamber hydraulic working cylinder and one with this via a displaceable from a rest position to a fully deflected position first separating piston operatively connected gas spring. The working cylinder is divided into two working spaces by a working piston supported by a hollow piston spring and provided with valves. A piston pump driven by the spring movements conveys oil from a low-pressure chamber into the working chamber connected to the high-pressure chamber. However, measures for temperature compensation are not intended.
[0009] Die US 4 054 277 zeigt ein Hydrop-Element mit einem Hydraulikzylinder und einer übereinen Trennkolben mit diesem in Wirkverbindung stehenden Gasfeder. Innerhalb des Hydrau¬likzylinders ist ein verschiebbarer Kolben angeordnet, der den Zylinder in eine erste Kammerund eine zweite Kammer unterteilt, wobei die zweite Kammer eine dem Kolben zugehörigeKolbenstange umschließt, die in einer einfachen Führung am unteren Ende des Kolbens gela¬gert ist. Eine Gasausdehnung aufgrund betriebsbedingter Temperaturerhöhungen wird aufdiese Weise nicht ausgeglichen.US 4 054 277 shows a hydropneumatic element with a hydraulic cylinder and a separating piston with this standing in operative connection gas spring. Within the hydraulic cylinder a displaceable piston is arranged which divides the cylinder into a first chamber and a second chamber, the second chamber enclosing a piston rod associated with the piston, which is guided in a simple guide at the lower end of the piston. A gas expansion due to operational temperature increases is not compensated in this way.
[0010] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Hydrop-Element der eingangs erwähntenArt anzugeben, bei dem eine einfache Temperaturkompensation möglich ist.The invention has for its object to provide a Hydrop element of the type mentioned, in which a simple temperature compensation is possible.
[0011] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in dem Zusatzzylinder einsich von dem bodenseitigen Ende des Zusatzzylinders koaxial in einen Teilbereich des Innen¬raumes erstreckender Innenzylinder angeordnet ist, welcher bodenseitig mit der zweiten Rohr¬leitung verbunden ist, und dass es sich bei dem zweiten Trennkolben um einen Stufenkolbenhandelt, welcher mit seinem vorderen schmaleren Kolbenteil durch die Seitenwände des In¬nenzylinders und mit seinem heckseitigen breiteren Kolbenteil durch die Seitenwände des sichan den Innenzylinder heckseitig anschließenden Seitenwandbereiche des Zusatzzylindersgeführt wird.This object is achieved in that is arranged in the auxiliary cylinder alone from the bottom end of the additional cylinder coaxially extending into a portion of the Innen¬raumes inner cylinder, which is connected on the bottom side with the second pipeline, and that it is at the second separating piston acts around a stepped piston, which with its front narrower piston part is guided through the side walls of the inner cylinder and with its rear-side wider piston part through the side walls of the side walls of the additional cylinder adjoining the inner cylinder.
[0012] Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die Unteran¬sprüche.Further, particularly advantageous embodiments of the invention disclose the Unteran¬sprüche.
[0013] Die Erfindung beruht im Wesentlichen auf dem Gedanken, das Hydrop-Element derartmechanisch aufzubauen, dass sich eine Temperaturkompensation durch die Verwendung einerstufenförmigen Gasfederkennlinie ergibt, wobei das Hydrop- Element derart ausgelegt ist, dassdie entsprechende Kraftstufe beim Erreichen der statischen Lage der Kolbenstange auftritt.Dazu werden in einem bekannten Hydrop-Element ein Stufenkolben und ein Zylinder, ein Se¬kundärdrosselventil sowie eine Hochdruckgasleitung eingebunden, diese also zusätzlich indieses integriert.The invention is essentially based on the idea of mechanically constructing the hydrop element such that a temperature compensation results from the use of a stepped gas spring characteristic, wherein the hydrop element is designed such that the corresponding force level occurs when the static position of the piston rod is reached For this purpose, a stepped piston and a cylinder, a secondary throttle valve as well as a high-pressure gas line are integrated in a known hydropneumatic element, ie these are additionally integrated into it.
[0014] Das Hydrop-Element umfasst nunmehr einen Hydraulikzylinder als hydraulische Dämp¬fungseinrichtung mit einem lasttragenden Kolben, der mit einer hohlen Kolbenstange verbundenist, wobei die mit Öl gefüllte Kolbenstange in einem zylinderförmigen ersten Gehäuseteil, voneiner voll ausgefederten über eine statische in eine voll eingefederte Position axial verschiebbarangeordnet ist.The hydropic element now comprises a hydraulic cylinder as a hydraulic Dämp¬fungseinrichtung with a load-bearing piston, which is connected to a hollow piston rod, wherein the oil-filled piston rod in a cylindrical first housing part, from a fully rebounded about a static in a fully rebound Position is arranged axially displaceable.
[0015] Das erste Gehäuseteil enthält dabei den am bodenseitigen Ende befestigten und sichkoaxial in das erste Gehäuseteil erstreckenden Zusatzzylinder, wobei sich zwischen der innerenOberfläche des ersten Gehäuseteiles und der äußeren Oberfläche des Zusatzzylinders einRingraum ergibt, entlang dessen die Kolbenstange verschiebbar ist, derart, dass zwischenKolbenstange und äußerer Oberfläche des Zusatzzylinders ein Ölkanal verbleibt. In dem Zu¬satzzylinder ist ein axial von einer Ausgangs- in eine Endposition verschiebbarer zweiter Trenn¬kolben angeordnet, welcher einen mit Gas gefüllten ersten Teilraum des Innenzylinders voneinem mit der hydraulischen Flüssigkeit gefüllten zweiten Teilraum des Zusatzzylinders trennt,wobei der zweite Teilraum über ein erstes Drosselventil mit dem Innenraum der Kolbenstangeverbunden ist.The first housing part contains the attached at the bottom end and coaxially extending into the first housing part auxiliary cylinder, resulting between the inner surface of the first housing part and the outer surface of the additional cylinder a ring space along which the piston rod is displaceable, such that between piston rod and outer surface of the auxiliary cylinder remains an oil passage. In the Zu¬satzzylinder a axially displaceable from an initial to an end position second Trenn¬ piston is arranged, which separates a gas-filled first subspace of the inner cylinder ofeinem filled with the hydraulic fluid second subspace of the auxiliary cylinder, the second subspace via a first Throttling valve is connected to the interior of the piston rod.
[0016] Die pneumatische Gasfeder umfasst ein den ersten Trennkolben enthaltendes zweiteszylinderförmiges Gehäuseteil, das durch den ersten Trennkolben in einen bodenseitigen drittenTeilraum und einen axial davor befindlichen vierten Teilraum getrennt wird, wobei der dritteTeilraum über ein zweites Drosselventil und eine erste Rohrleitung mit dem Ringraum des ersten Gehäuseteils und der vierte Teilraum über eine zweite Rohrleitung mit dem ersten Teil¬raum des Zusatz Zylinders verbunden sind.The pneumatic gas spring comprises a second-cylindrical housing part containing the first separating piston, which is separated by the first separating piston into a bottom-side third partial space and an axially located fourth partial space, the third partial space via a second throttle valve and a first pipeline with the annular space of the first Housing part and the fourth subspace are connected via a second pipe to the first Teil¬raum the additional cylinder.
[0017] Das erste Drosselventil, die Abmessungen des zweiten Trennkolbens und der Zusatzzy¬linder sowie der Gasdruck in dem zweiten Gehäuseteil sind derart gewählt, dass bei einer Ver¬schiebung der Kolbenstange von seiner voll ausgefederten Position in seine statische Lage derzweite Trennkolben von seiner Ausgangsposition in seine Endposition verschoben wird, ohnedass dabei eine Verschiebung des ersten Trennkolbens aus seiner Ruheposition heraus erfolgtund dass eine weitere Verschiebung der Kolbenstange nach Erreichen der statischen Lage erstmöglich ist, wenn der erste Trennkolben - aufgrund der Vorspannung des Gases der Gasfeder -nach Erreichen des Maximalwertes eines vorgegebenen sprunghaften Kraftverlaufes aus seinerRuheposition heraus verschiebbar ist.The first throttle valve, the dimensions of the second separating piston and Zusatzzy¬linder and the gas pressure in the second housing part are chosen such that at a Ver¬ shift the piston rod from its fully rebound position in its static position of the second separating piston from its initial position is moved to its final position, without doing a shift of the first separating piston from its rest position out and that further displacement of the piston rod after reaching the static position is first possible if the first separating piston - due to the bias of the gas of the gas spring - after reaching the maximum value of predetermined erratic force curve from its rest position is displaced.
[0018] Vorzugsweise ist in dem Zusatzzylinder ein sich von dem bodenseitigen Ende des Zu¬satzzylinders koaxial in einen Teilbereich des Innenraumes erstreckender Innenzylinder ange¬ordnet, welcher bodenseitig mit der zweiten Rohrleitung verbunden ist. Außerdem handelt essich bei dem zweiten Trennkolben um einen Stufenkolben, welcher mit seinem vorderen schma¬leren Kolbenteil durch die Seitenwände des Innenzylinders und mit seinem heckseitigen breite¬ren Kolbenteil durch die Seitenwände des vor dem Innenzylinder befindlichen Zusatzzylinderbe¬reiches geführt wird. Aufgrund der Kraftübersetzung am Stufenkolben wird auf einfache Weisesichergestellt, dass der Trennkolben bis zum Erreichen der statischen Lage der Kolbenstangenoch nicht verschoben wird.Preferably, in the auxiliary cylinder is arranged from the bottom end of the additional cylinder coaxially extending into a portion of the interior of the inner cylinder, which is connected on the bottom side with the second pipe. In addition, the second separating piston is a stepped piston which, with its front narrower piston part, is guided through the side walls of the inner cylinder and with its rear wide piston part through the side walls of the additional cylinder area located in front of the inner cylinder. Due to the power transmission on the stepped piston is ensured in a simple way that the separating piston is not moved until reaching the static position of the Kolbenstangenoch.
[0019] Um einen möglichst platzsparenden Aufbau des Hydrop-Elementes zu erhalten, sind beieiner bevorzugten Ausführungsform der Erfindung das erste und das zweite zylinderförmigeGehäuseteil parallel zueinander angeordnet, wobei in einem die beiden Gehäuseteile verbin¬denden dritten Gehäuseteil die ersten und zweiten Rohrleitungen integriert sind.In order to obtain a space-saving design of the Hydrop element, in a preferred embodiment of the invention, the first and the second cylindrical housing part are arranged parallel to each other, wherein in a two housing parts verbin¬denden third housing part, the first and second pipes are integrated.
[0020] Mit der vorstehenden Variante wird eine robuste Temperaturkompensation ohne Einsatzvon Sensorik und zusätzlichen Baugruppen für hydropneumatischen Federungs- und Dämp¬fungselemente unter der Verwendung von nur einem Gaskolben realisiert. Speziell diesesKonzept eines Hydrops mit Stufenkolben und nur einem Gasvolumen realisiert eine einfachereKonstruktion. Die Hydrops mit Stufenkolben und zwei Gasvolumen sind technisch deutlichaufwändiger.With the above variant, a robust temperature compensation without the use of sensors and additional assemblies for hydropneumatic suspension and Dämp¬fungselemente is realized using only a gas piston. Especially this concept of a hydrop with stepped piston and only one gas volume realizes a simpler construction. The hydrops with stepped piston and two gas volumes are technically much more expensive.
[0021] Bezüglich der Betriebssicherheit ergeben sich die Vorteile, dass Gasverlust von außenerkennbar ist, wobei eine Fehlbedienung bei der Gasbefüllung sich nur auf die Befüllung einesGasvolumen beschränkt, da nur eine Gasfeder befüllt werden muss. Diese Befüllung kanndabei über eine zentrale Befüllschnittstelle am Fahrzeug erfolgen kann. Dafür müssen dann dieHydrops nicht mehr ausgebaut bzw. vollständig entlastet werden. Ein besserer Zugang derBefüllanschlüsse ist gewährleistet. Zudem ist eine Optimierung der Ausfederkennlinie möglich,es kann ein höherer Temperaturbereich abgedeckt werden. Die Hauptkolbenstangenführungkann des Weiteren einstufig ausgeführt werden, eine Teleskopierbarkeit ist nicht mehr Bedin¬gung.With regard to operational safety, there are the advantages that gas loss can be detected from the outside, with a faulty operation in the gas filling is limited only to the filling of a gas volume, since only a gas spring must be filled. This filling can take place via a central filling interface on the vehicle. Then the hydrops no longer need to be expanded or completely relieved. A better access of the filling connections is guaranteed. In addition, an optimization of the rebound characteristic is possible, it can be covered a higher temperature range. The main piston rod guide can further be carried out in one stage, a telescoping is no longer Bedin conditions.
[0022] Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den folgenden, an¬hand von Figuren erläuterten Ausführungsbeispielen. Es zeigen: [0023] Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine schematische Darstellung eines erfindungsge¬ mäßen Hydrop-Elementes, bei dem die Kolbenstange sich in ihrer „voll ausge¬federten" Position befindet; [0024] Fig. 2 das in Fig. 1 dargestellte Hydrop-Element, bei dem sich die Kolbenstange in ihrer statischen Lage befindet; [0025] Fig. 3 das in Fig. 1 dargestellte Hydrop-Element, bei dem sich die Kolbenstange in ihrer „voll eingefederten" Position befindet; [0026] Fig. 4 Diagramme, welche die Federkennlinie des erfindungsgemäßen Hydrop-Ele¬ mentes zeigen.Further details and advantages of the invention will become apparent from the following, an¬hand of figures explained embodiments. FIG. 1 shows a longitudinal section through a schematic representation of a hydrop element according to the invention, in which the piston rod is in its "fully spring-loaded" position. Position is located; FIG. 2 shows the hydrop element shown in FIG. 1, in which the piston rod is in its static position; FIG. Fig. 3 shows the hydrop-element shown in Fig. 1, in which the piston rod in its "fully compressed " Position is located; 4 shows diagrams which show the spring characteristic of the hydropneumatic element according to the invention.
[0027] In Fig. 1 ist mit 1 ein Hydrop-Element beispielsweise für ein nicht dargestelltes Ketten¬fahrzeug bezeichnet. Das Hydrop- Element 1 umfasst ein Gehäuse 2 für eine hydraulischeDämpfungseinrichtung - einem Hydraulikzylinder 3 - und für eine mit der Dämpfungseinrichtungüber einen ersten Trennkolben 4 in Wirkverbindung stehende (beispielsweise pneumatische)Gasfeder 5.In Fig. 1, 1 denotes a hydrop-element, for example, for a Kettenvefahrzeug not shown. The hydrop element 1 comprises a housing 2 for a hydraulic damping device - a hydraulic cylinder 3 - and for a (for example pneumatic) gas spring 5 which is in operative connection with the damping device via a first separating piston 4.
[0028] Die hydraulische Dämpfungseinrichtung umfasst ihrerseits einen lasttragenden Kolben6, der mit einer hohlen Kolbenstange 7 verbunden ist. Die mit einer hydraulischen Flüssigkeit(Öl) gefüllte Kolbenstange 7 ist in einem zylinderförmigen ersten Gehäuseteil 8 von einer „vollausgefederten" über eine statische Lage in eine „voll eingefederte" Position axial verschiebbarangeordnet.The hydraulic damping device in turn comprises a load-bearing piston 6, which is connected to a hollow piston rod 7. The filled with a hydraulic fluid (oil) piston rod 7 is in a cylindrical first housing part 8 of a "fully sprung". about a static situation into a "fully jammed " Position arranged axially displaceable.
[0029] Das erste Gehäuseteil 8 enthält außerdem einen am bodenseitigen Ende befestigtenund sich koaxial in das erste Gehäuseteil 8 erstreckenden Zusatzzylinder 9, wobei sich zwi¬schen der inneren Oberfläche 10 des ersten Gehäuseteiles 8 und der äußeren Oberfläche 11des Zusatzzylinders 9 ein Ringraum 12 ergibt, entlang dessen die Kolbenstange 7 verschiebbarist, und zwar derart, dass zwischen Kolbenstange 7 und äußerer Oberfläche 11 des Zusatzzy¬linders 9 ein Ölkanal 13 verbleibt.The first housing part 8 also includes an attached at the bottom end and coaxially extending in the first housing part 8 auxiliary cylinder 9, wherein zwi¬ the inner surface 10 of the first housing part 8 and the outer surface 11 of the auxiliary cylinder 9 results in an annulus 12, along which the piston rod 7 is displaceable, in such a way that between the piston rod 7 and the outer surface 11 of the Zusatzzy¬linders 9 an oil passage 13 remains.
[0030] In dem Zusatzzylinder 9 ist ein sich von dem bodenseitigen Ende koaxial in einen Teilbe¬reich des Innenraumes erstreckender Innenzylinder 14 angeordnet. Außerdem ist in dem Zu¬satzzylinder 9 ein als Stufenkolben ausgebildeter zweiter Trennkolben 15 axial von einer Aus¬gangs- in eine Endposition verschiebbar angeordnet. Der zweite Trennkolben 15 wird mit sei¬nem vorderen schmaleren Kolbenteil 16 durch die Seitenwände des Innenzylinders 14 und mitseinem heckseitigen breiteren Kolbenteil 17 durch die Seitenwände des vor dem Innenzylinder14 befindlichen Zusatzzylinderbereiches geführt und trennt daher den mit Gas gefüllten erstenTeilraum 18 des Innenzylinders 14 von einem mit der hydraulischen Flüssigkeit gefüllten zwei¬ten Teilraum 19 des Zusatzzylinders 9. Der zweite Teilraum 19 ist über ein erstes Drosselventil20 mit dem Innenraum 21 das Öl enthaltenden hohlen Kolbenstange 7 verbunden.In the auxiliary cylinder 9, a coaxially extending from the bottom end in a Teilbe¬reich the interior extending inner cylinder 14 is arranged. In addition, in the additional cylinder 9, a second separating piston 15 designed as a stepped piston is arranged axially displaceable from an exit position into an end position. The second separating piston 15, with its front narrower piston part 16, is guided through the side walls of the inner cylinder 14 and with its rear-side, wider piston part 17 through the side walls of the auxiliary cylinder area located in front of the inner cylinder 14 and thus separates the gas-filled first partial space 18 of the inner cylinder 14 from one The second subspace 19 is connected via a first throttle valve 20 to the interior 21 of the hollow piston rod 7 containing the oil.
[0031] Die Gasfeder 5 umfasst ein den ersten Trennkolben 4 enthaltendes zylinderförmigeszweites Gehäuseteil 22, das über ein drittes Gehäuseteil 23 mit dem ersten Gehäuseteil 8verbunden und parallel zu diesem angeordnet ist.The gas spring 5 comprises a cylindrical second housing part 22 containing the first separating piston 4, which is connected via a third housing part 23 to the first housing part 8 and arranged parallel thereto.
[0032] Das zweite Gehäuseteil 22 ist durch den ersten Trennkolben 4 in einen Öl enthaltenden,bodenseitigen dritten Teilraum 24 und einen axial davor befindlichen, Gas enthaltenden viertenTeilraum 25 getrennt. Dabei sind der dritte Teilraum 24 über ein zweites Drosselventil 26 undeine im dritten Gehäuseteil 23 verlaufende erste Rohrleitung 27 mit dem Ringraum 12 desersten Gehäuseteiles 8 und der vierte Teilraum 25 über eine ebenfalls im dritten Gehäuseteil 23verlaufende zweite Rohrleitung 28 mit dem ersten Teilraum 18 verbunden.The second housing part 22 is separated by the first separating piston 4 in an oil-containing, bottom-side third sub-space 24 and an axially located in front of the fourth part space 25 containing gas. In this case, the third sub-chamber 24 via a second throttle valve 26 and a third housing part 23 extending first pipe 27 to the annular space 12 of the first housing part 8 and the fourth subspace 25 via a likewise extending in the third housing part 23 second pipe 28 to the first compartment 18 is connected.
[0033] Das erste Drosselventil 20, die Abmessungen des zweiten Trennkolbens 15 und desZusatzzylinders 9 sowie der Gasdruck in dem zweiten Gehäuseteil 22 sind derart gewählt, dassbei einer Verschiebung der Kolbenstange 7 von ihrer „voll ausgefederten" Position in ihre stati¬sche Lage (Fig. 2) der Stufenkolben von seiner Ausgangsposition in seine Endposition ver¬schoben wird, ohne dass dabei eine Verschiebung des ersten Trennkolbens 4 aus seiner Ru¬heposition heraus erfolgt.The first throttle valve 20, the dimensions of the second separating piston 15 and the additional cylinder 9 and the gas pressure in the second housing part 22 are selected such that upon displacement of the piston rod 7 from its "fully rebound". Position in its static position (Fig. 2) of the stepped piston is pushed from its initial position to its end position, without causing a shift of the first separating piston 4 takes place from its Ru¬heposition out.
[0034] Nachfolgend wird, ausgehend von Fig. 1, der Bewegungsablauf des erfindungsgemäßenHydrop-Elementes näher beschrieben.Hereinafter, starting from Fig. 1, the movement of the hydro-element according to the invention will be described in more detail.
[0035] Dabei ist die Kolbenstange 7 „voll ausgefedert", der zweite Trennkolben 15 befindet sichin seiner Ausgangsposition und der erste Trennkolben 4 befindet sich in seiner Ruheposition,bei welcher er sich an einem mechanischen Anschlag auf seiner die hydraulische Flüssigkeit(Öl) begrenzenden Seite befindet. Außerdem sind das Gas entsprechend der statischen Rad¬last vorgespannt und die hydraulische Flüssigkeit enthaltende Teilräume sind vollständig mit Ölbefüllt (blasenfrei).In this case, the piston rod 7 "fully rebounded", the second separating piston 15 is in its initial position and the first separating piston 4 is in its rest position, in which he is at a mechanical stop on its hydraulic fluid (oil) limiting side located. In addition, the gas are biased according to the static Rad¬last and the hydraulic fluid-containing subspaces are completely filled with oil (bubble-free).
[0036] Die Kolbenstange 7 fährt anschließend von der Position „voll ausgefedert" (Fig. 1) in ihre in Fig. 2 dargestellten statische Lage (Gleichgewichtszustand von Radlast und Hydrop- Ele¬ment). Das entsprechend dem Kolbenstangenquerschnitt und dem Kolbenhub dabei zu ver¬drängende Ölvolumen verschiebt den zweiten Trennkolben 15 axial von seiner Ausgangspositi¬on in seine Endposition. Beide Ölvolumen sind dabei aufeinander abgestimmt.The piston rod 7 then moves from the position "fully rebounded". (FIG. 1) into its static position shown in FIG. 2 (equilibrium state of wheel load and hydropneumatic element). The oil volume to be displaced in accordance with the piston rod cross section and the piston stroke displaces the second separating piston 15 axially from its initial position to its end position. Both oil volumes are coordinated.
[0037] Der zweite Trennkolben 15 drückt das Gas aus dem ersten Teilraum 18 durch die zweiteRohrleitung 28 in den vierten Teilraum 25 und komprimiert das bereits vorgespannte Gas ent¬sprechend dem verdrängten Kompressionsvolumen. Aufgrund der Kraftübersetzung am zweitenTrennkolben 15, der als Stufenkolben ausgebildet ist, wird sichergestellt, dass sich der ersteTrennkolben 4 bis zum Erreichen der statischen Lage der Kolbenstange 7 noch nicht bewegt.The second separating piston 15 pushes the gas from the first sub-space 18 through the second pipe 28 into the fourth sub-space 25 and compresses the already pre-charged gas in accordance with the displaced compression volume. Due to the force transmission at the second separating piston 15, which is designed as a stepped piston, it is ensured that the first separating piston 4 does not yet move until the static position of the piston rod 7 is reached.
[0038] Fährt nun die Kolbenstange 7 von der statischen Lage in die Position „voll eingefedert"(Fig. 3) beispielsweise bei einer Geländefahrt des Fahrzeuges, so verschiebt sich der ersteTrennkolben 4, sobald der Druck auf der Ölseite höher ist als auf der Gasseite. Dabei ist derWeg des Trennkolbens 4 durch das verdrängte Ölvolumen aus der Kolbenstange bestimmt, undder Kraftverlauf oberhalb der statischen Lage ist abhängig von der Vorspannung des Gasvolu¬mens.Now moves the piston rod 7 from the static position to the position "fully rebound" (Fig. 3), for example, when driving off-road of the vehicle, the first separating piston 4 moves as soon as the pressure on the oil side is higher than on the gas side , The path of the separating piston 4 is determined by the displaced oil volume from the piston rod, and the force profile above the static position is dependent on the bias of Gasvolu¬mens.
[0039] Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Hydrop-Elementes im Hinblick auf dieTemperaturkompensation bei Einnahme seiner statischen Lage wird nachfolgend mit Hilfe derin Fig. 4 dargestellten Federkennlinien näher erläutert. Dabei sind in dem Diagramm die auf denKolben 6 ausgeübte Kraft in kN als Funktion der Verschiebung des Kolbens 6 in mm dargestellt.The mode of action of the hydrop-element according to the invention with regard to the temperature compensation taking its static position is explained in more detail below with the aid of the spring characteristics shown in FIG. In the diagram, the force exerted on the piston 6 in kN is shown in the diagram as a function of the displacement of the piston 6 in mm.
[0040] Wie der mit I bezeichneten Federkennlinie des erfindungsgemäßen Hydrop-Elementeszu entnehmen ist, nimmt bei der Bewegung des Kolbens 6 und damit auch der Kolbenstange 7von der „vollständig ausgefederten" Position (Fig. 1) in die statische Lage (Fig. 2) die Kraftaufgrund der Bewegung des zweiten Trennkolbens 15 und der damit verbundenen zusätzlichenKompression des Gases in dem Teilraum 25 zu. Aufgrund des hohen Druckes in dem Teilraum25 erfolgt bei Erhöhung der Kraft auf den Kolben zunächst keine Verschiebung des erstenTrennkolbens 4. Erst nach Überschreiten einer Druckdifferenz von etwa 75 kN ist der Druck aufdie von dem Öl beaufschlagten Seite des ersten Trennkolbens höher als auf der dem Gaszugewandten Seite, und der Kolben 6 sowie die Kolbenstange 7 lassen sich (bei gleichzeitigerVerschiebung des Trennkolbens 4) bis in ihre „voll eingefederte" Position verschieben.As can be seen from the spring characteristic curve of the hydropneumatic element according to the invention, when the piston 6 and thus also the piston rod 7 move away from the "completely deflected " Position (FIG. 1) into the static position (FIG. 2) due to the movement of the second separating piston 15 and the concomitant additional compression of the gas in the compartment 25. Due to the high pressure in the sub-chamber 25, when the force on the piston is increased, there is initially no displacement of the first separating piston 4. Only when a pressure difference of about 75 kN is exceeded is the pressure on the side of the first separating piston loaded by the oil higher than on the gas-facing side , and the piston 6 and the piston rod 7 can be (with simultaneous displacement of the separating piston 4) into its "fully compressed". Move position.
[0041] Durch den sprunghaften Anstieg der Kraft im Bereich der statischen Lage der Kolben¬stange 7 ergibt sich die gewünschte Temperaturkompensation. Denn nimmt die Temperatur desGases in dem Teilraum 25 aufgrund der Erhöhung der Öltemperatur in dem Innenraum 21 derKolbenstange 7 zu, so erhöht sich zwar der Gasdruck in dem Teilraum 25, doch wird dadurchlediglich der erste Trennkolben 4 in seiner Ruheposition gehalten.Due to the sudden increase in the force in the static position of the Kolben¬ rod 7 results in the desired temperature compensation. For if the temperature of the gas in the subspace 25 increases due to the increase in the oil temperature in the inner space 21 of the piston rod 7, the gas pressure in the subspace 25 increases, but only the first separating piston 4 is held in its rest position.
[0042] Mit dem Bezugszeichen II ist in Fig. 4 die Federkennlinie des aus der DE 10 2008 026680 A1 bekannten Hydrop-Elementes dargestellt. Ein mit der Federkennlinie I vergleichbarersprunghafter Kraftanstieg im Bereich der statischen Lage fehlt bei dieser Kennlinie.The reference symbol II in Fig. 4 shows the spring characteristic of the known from DE 10 2008 026680 A1 Hydrop element. A comparable with the spring characteristic I sudden increase in force in the static position is missing in this characteristic.
BEZUGSZEICHENLISTE 1 Hydrop-Element 2 Gehäuse 3 Hydraulikzylinder 4 erster Trennkolben 5 Gasfeder 6 Kolben 7 Kolbenstange 8 (erstes) Gehäuseteil 9 Zusatzzylinder 10 innere Oberfläche 11 äußere Oberfläche 12 Ringraum 13 Ölkanal 14 Innenzylinder 15 zweiter Trennkolben, Stufenkolben 16 schmales Kolbenteil 17 breites Kolbenteil 18 erster Teilraum (Innenzylinder) 19 zweiter Teilraum (Zusatzzylinder) 20 erstes Drosselventil 21 Innenraum 22 (zweites) Gehäuseteil 23 drittes Gehäuseteil 24 dritter Teilraum 25 vierter Teilraum 26 zweites Drosselventil 27 erste Rohrleitung 28 zweite RohrleitungREFERENCE LIST 1 Hydrop-element 2 housing 3 hydraulic cylinder 4 first separating piston 5 gas spring 6 piston 7 piston rod 8 (first) housing part 9 additional cylinder 10 inner surface 11 outer surface 12 annular space 13 oil passage 14 inner cylinder 15 second separating piston, stepped piston 16 narrow piston part 17 wide piston part 18 first Subspace (inner cylinder) 19 second subspace (additional cylinder) 20 first throttle valve 21 interior 22 (second) housing part 23 third housing part 24 third subspace 25 fourth subspace 26 second throttle valve 27 first pipe 28 second pipe
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