DE10328541B4

DE10328541B4 - Hydrop-Element und Verwendung in einem Fahrzeug mit Laufwerk und Laufwerksrollen

Info

Publication number: DE10328541B4
Application number: DE10328541A
Authority: DE
Inventors: Burkhard Röstel
Original assignee: Rheinmetall Landsysteme GmbH
Current assignee: Rheinmetall Landsysteme GmbH
Priority date: 2003-06-24
Filing date: 2003-06-24
Publication date: 2009-02-05
Anticipated expiration: 2023-06-25
Also published as: DE10328541A1

Abstract

Hydrop-Element mit einer Druckflasche (1) zur Aufnahme eines Gases (13a) der Gasfeder, dadurch gekennzeichnet, dass
– die Gasfüllung (13a) in der Druckflasche (1) des Hydrop-Elementes mittels einer in/an das Hydrop-Element eingebundene, gesteuerten Vorwärmeeinrichtung (2, 2b) gegenüber einer Umgebungstemperatur aufgewärmt oder abgekühlt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Hydrop-Element gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und Anspruchs 8 sowie ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9.
Die Erfindung behandelt die Verbesserung des Warmlaufverhaltens eines hydropneumatischen Feder-Dämpfer-Elementes, sog. Hydrop-Element, und damit verbundene Auswirkungen auf die Kettenspannung speziell für ein Laufwerk an einem militärischen Kettenfahrzeug.
Bei einem Kettenlaufwerk mit hydropneumatischen Tragarmstationen ändert sich die Kettenspannung mit der Betriebstemperatur der Hydrop-Elemente. Der zugrunde liegende Effekt ist die temperaturabhängige Ausdehnung des Gasvolumens in den Hydrop-Elementen. Durch das Gasvolumen ist die statische Lage des Tragarmes bestimmt. Während des Fahrbetriebes erwärmt sich das durch einen Zwischenkolben vom Gasvolumen getrennte Ölvolumen durch Reibungseffekte, über Wärmeleitung wird auch das Gas erwärmt und dehnt sich aus. Mit der Ausdehnung des Gases vergrößert sich die statische Ausfederung des Tragarmes und hiermit die Kettenspannung, was unerwünscht sein kann.
Nach dem Stand der Technik bei den bisher bekannten Hydrop-Laufwerken sorgt ein hydraulischer Kettenspanner am Umlenkrad für eine Korrektur der Kettenspannung. Im kalten Zustand befindet sich der Spanner im ausgefahrenen Zustand, sodass die Kette ausreichend gespannt ist. Nach dem Warmfahren wird der Spanner zurückgefahren und damit die inzwischen vorhandene Überspannung in der Kette zurückgenommen.
In der DE 101 35 538 A1 wird eine Feder-Dämpfer-Anordnung für ein Kraftfahrzeug mittels einer Luftfeder als passive Feder und mittels parallelem hydraulischem Stoßdämpfer dargestellt, der mittels Einstelleinrichtung auf verschiedene Belange einstellbar ist.
In der DE 100 55 612 A1 wird eine Membran aus Zeolith, deren Herstellung und Verwendung beschrieben.
In einer Firmenschrift der Firma Zeo-Tech GmbH, 85716 Unterschleißheim, wird ein Energiewandlungsverfahren zur Erzeugung von Wärme und/oder Kälte mittels Wasser und Zeolith beschrieben.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Vorrichtung im Hinblick auf die Einstellung der Kettenspannung bei einem Hydrop-Laufwerk zu schaffen.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 und des Patentanspruchs 8 sowie des Patentanspruchs 9.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß eine vorbestimmte Betriebstemperatur eines Gases in den Hydrop-Elementen durch eine Heizeinrichtung vor dem Starten des Fahrzeuges hergestellt wird. Dies kann durch ein elektrisches Heizelement im Gasvolumen erfolgen. Eine andere Möglichkeit wäre eine Heizummantelung der Hydrop-Flasche, elektrisch betrieben oder mit Warmwasser aus der Vorwärmanlage durchströmt.
Durch die Erfindung kann der sonst benötigte hydraulische Kettenspanner bei einem Hydrop-Laufwerk entfallen (Hydrop-Element am Laufwerk eines Fahrzeuges), was den Vorteil mit sich bringt, dass vor allem in einer Kosten- und Gewichtseinsparung eintritt, da bekanntlich ein hydraulische Kettenspanner zusätzlichen Bauraum und Gewicht beansprucht.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
1: eine Heizvorrichtung für ein Hydrop-Element
1a: eine weitere Vorwärmeinrichtung für das Hydrop-Element
2: eine Prinzipanordnung in einem Fahrzeug
1 zeigt in einer Prinzipdarstellung eine Druckflasche 1 (teilweise dargestellt) eines nicht näher dargestellten, da bekannten Hydrop-Elementes mit einem elektrischen Heizelement 2, welches mittels Adapterblock 3 an dem Behälter bzw. der Druckflasche 1 montiert ist. Mittels Druckanschluß 4 am Adapterblock 3 kann die Flasche 1 befüllt werden. Innenflächen von Druckflasche 1 und von Zwischenkolben 5, welcher die Gasfüllung 13a und Ölfüllung 13b trennt, sind mit einer isolierenden Schicht 6 ausgestattet. in die Befüllöffnung der Druckflasche 1 des Hydrop-Elementes ist das elektrische Heizelement 2 mittels Adapterblock 3 montiert. Das freie Ende ragt in das Gasvolumen. Die Befüllung erfolgt über einen Anschluss 4 im Adapterblock 3. Die Innenflächen der Druckflasche 1 und des Zwischenkolbens 5 sind mir der isolierenden Schicht 6 überzogen. Bei Anlegen einer elektrischen Spannung heizt das Heizelement 2 das Gas auf. Die Isolationsschicht 6 reduziert den Wärmeverlust.
1a zeigt eine mit einer Vorwärmeinrichtung 2b ummantelte Druckflasche 1b. Die Ummantelung der Druckflasche mit einer Heizeinrichtung kann auf unterschiedliche Arten erfolgen:

– Die Druckflasche 1b ist mit einem elektrischen Heizelement ummantelt.
– Die Druckflasche ist mit Zeolith ummantelt. Dieses Material entwickelt bei Feuchtigkeitszufuhr Wärme, bei Aufheizung wird die Feuchtigkeit wieder abgegeben und die Wärmeenergie kristallin gespeichert.

Alternativ besteht auch die Möglichkeit, dass die Druckflasche doppelwandig ausgeführt ist. Dann wird der Zwischenraum vom Wasser durchströmt.
Es versteht sich, dass Kombinationen der verschiedenen, hier vorgeschlagenen Varianten der Temparaturbeeinflussung der Gasfüllung 13a möglich sind.
2 zeigt als Prinzipdarstellung eine Verwendung dieses Hydrop-Elementes in einem nicht näher dargestellten Fahrzeug mit Tragarmstationen 7. Die Hydrop-Elemente, hier mit den ummantelten Druckflaschen 1b, sind in dieser Darstellung mittels Leitungen 11 an die Vorwärmanlage 8 des Fahrzeugs angeschlossen. Ein Umschaltventil 9 ermöglicht die Umschaltung der Leitungen vom Vorwärmer 8 auf einen Kühler 10. Eine Pumpe 12 hält einen Volumenstrom durch die Leitungen 11 aufrecht. Alle Tragarmstationen 7 des Fahrzeuges sind hierbei über das Leitungssystem 11 an die Vorwärmanlage 8 des Fahrzeuges angeschlossen (siehe 2). Bei dieser Konfiguration ergibt sich darüber hinaus die Möglichkeit, den Wasserkreislauf nach Erreichen der vorbestimmten Betriebstemperatur über ein Umschaltventil 9 auf einen Kühlkreis umzuschalten. Das Wasser durchströmt dann den Kühler 10. Die Aufheizung der Hydrop-Elemente während des Fahrbetriebes kann hierdurch begrenzt werden.
Bei einer doppelwandig ausgebildeten Druckflasche (nicht näher dargestellt), kann der darin eingeschlossene Zwischenraum beispielsweise von Wasser durchströmt werden.
Die Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung mündet in dem folgenden Resultat.
Die mit der gesteuerten Aufheizung des Gases einhergehende Volumenausdehnung bewirkt eine Tragarmauslenkung. Die betriebsgemäße Kettenspannung kann somit vor dem Fahrbetrieb hergestellt werden; ein Nachjustieren nach dem Warmfahren ist nicht mehr notwendig.
Das nicht näher dargestellte Fahrzeug weist hier ein Laufwerk auf, welches aus mehreren Laufrollen und Hydrop-Elementen in Fahrrichtung links und rechts an einem Fahrgestell besteht (Kettenfahrzeug).
Die vorgeschlagene Lösung ist so ausgestaltet, dass ein Nachrüsten in bestehende Hydrop-Elemente möglich wird.
Durch einen nicht näher dargestellten, da bekannten Messfühler wird in der Gas- bzw. Druckflasche 1 die Temperatur des Gases ermittelt und mittels weiterer mess- und steuerungstechnischer Einrichtungen (nicht dargestellt) die Heiz- bzw. Vorwärmeinrichtung 2, 2b und/oder 8 so gesteuert, dass eine Gastemperatur und -druck und somit beim Einsatz an einem Kettenfahrzeug eine gewünschte Gasfeder- und Kettenspannung erreicht und gehalten wird.
Die vorgeschlagene Einrichtung ist mit einer sonstigen Einrichtung für Hydrop-Elemente, zum Beispiel eine zentrale Druckversorgungseinrichtung für alle oder einige Elemente eines Fahrzeugs zur Fahrzeugaufrichtung oder -absenkung, kombinierbar.

Claims

Hydrop-Element mit einer Druckflasche (1) zur Aufnahme eines Gases (13a) der Gasfeder, dadurch gekennzeichnet, dass – die Gasfüllung (13a) in der Druckflasche (1) des Hydrop-Elementes mittels einer in/an das Hydrop-Element eingebundene, gesteuerten Vorwärmeeinrichtung (2, 2b) gegenüber einer Umgebungstemperatur aufgewärmt oder abgekühlt wird.
Hydrop-Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorwärmeinrichtung (2) ein Heizelement ist, welches in die Gasfüllung (13a) hinein ragt.
Hydrop-Element nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckflasche (1) mit einem Adapterblock (3) ausgerüstet ist, der wiederum mit dem Heizelement (2) und einem Gasbefüllanschluß (4) versehen ist.
Hydrop-Element nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand der Druckflasche (1) und die Druckseite des Kolbens (5) mit einer temperaturisolierenden Schicht (6) versehen ist.
Hydrop-Element nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (2) elektrisch betrieben wird.
Hydrop-Element nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorwärmeinrichtung (2b) eine die Druckflasche (1) ummantelnde Heizeinrichtung ist.
Hydrop-Element nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorwärmeinrichtung (2b) ein die Druckflasche (1) ummantelnder spezieller Werkstoff ist, zum Beispiel Zeolith, welcher bei Feuchtigkeitszufuhr Wärme abgibt und welcher bei Aufheizung diese Feuchtigkeit wiederum abgibt und Wärmeenergie kristallin speichern kann.
Hydrop-Element mit einer Druckflasche (1) zur Aufnahme eines Gases (13a) der Gasfeder, dadurch gekennzeichnet, dass – die Druckflasche (1) doppelwandig ausgeführt ist und der Zwischenraum zwischen den Wandungen von einem Heiz- oder Kühlmedium durchströmt wird, so dass – die Gasfüllung (13a) in der Druckflasche (1) des Hydrop-Elementes gegenüber einer Umgebungstemperatur aufgewärmt oder abgekühlt wird.
Fahrzeug mit Laufwerk und Laufrollen in Fahrtrichtung links und rechts an einem Fahrgestell, sowie einem Laufwerksträger, welcher links und rechts am Fahrgestell zwischen Gehäuse und Laufwerk befestigt ist und jeweils mehrere Laufrollen und Hydrop-Elemente nach einem der Ansprüche 1 bis 8 aufnimmt.
Fahrzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydrop-Elemente mittels Leitungen (11) an eine vorzugsweise zentrale Vorwärmanlage (8) oder Kühlanlage (10) des Fahrzeugs angeschlossen sind.
Fahrzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizmedium in den Leitungen (11) mittels einer Pumpe (12) gefördert wird und mittels eines Umschaltventils (9) anstelle durch die Vorwärmanlage (8) durch die Kühleinrichtung (10) gefördert werden kann.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Nachrüsten in/an bestehende Hydrop-Elemente möglich ist.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass mittels Messfühler in der Gasflasche (1) auch die Temperatur des Gases ermittelt wird und mittels weiterer mess- und steuerungstechnischer Einrichtung die Heizeinrichtung (2, 8) so gesteuert wird, dass eine Gastemperatur und -druck und somit eine gewünschte Gasfeder- und Kettenspannung erreicht und gehalten wird.
Fahrzeug nach einem der oben genannten Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgeschlagene Einrichtung mit einer sonstigen Einrichtung für Hydrop-Elemente, zum Beispiel eine zentrale Druckversorgungseinrichtung für alle oder einige Elemente eines Fahrzeugs zur Fahrzeugaufrichtung oder -absenkung, kombiniert wird.