DE2525493A1 - Hydropneumatisches federelement - Google Patents

Hydropneumatisches federelement

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DE2525493A1 DE19752525493 DE2525493A DE2525493A1 DE 2525493 A1 DE2525493 A1 DE 2525493A1 DE 19752525493 DE19752525493 DE 19752525493 DE 2525493 A DE2525493 A DE 2525493A DE 2525493 A1 DE2525493 A1 DE 2525493A1
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    • B62D55/112—Suspension devices for wheels, rollers, bogies or frames with fluid springs, e.g. hydraulic pneumatic
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Description

HHbINSTAHL Kassel, den 3. Juni 1975
en.iM'.scl !schaft i'SHl'/Iii x/kä
lh 2700
Hydropnouma t i schcs Ködere 1 einen t
Die Erfindung betiifft ein hydropneuinatisches Fedorelement insbesondere für Verwendung an schweren Landfahrzeugen, wie Kampffahiv. ougen, insbesondere mit Gleiskettenlaufwerk, bei dem die Kadkiaft über die Radschwinge, einem Kurbeltrieb und einen llydr.iii I i IvKo 1 hon auf eine Hydraul i k fluss i gke i tsüiiul e übertragen und so auf einem federndem Gasvolumen abgestützt wird.
Üblicherweise enthalten hydropneumatische Federe L erneute neben dein federnden (»lied (eirem Gasvolumen) auch die Dämpfungseinrichtungen, d.h. den Flüssigkeitsstrom in Kin- und/oder Ausf»-derung.sri chtung drosselnde Diimpfuiigsven L i Ie. Die durch die liro.ssc lunjr venirsachtc Dämp t'imgsarbe i t bzw. Dämpfung.« lei κ tuny; findet sich in der Hydraulikflüssigkeit des Federe I ein ent es als Wärme wieder und diese muli an die Umgebung abgeführt werden. i>i e toiirmeabl uhrmogl i chke i t muß gewährleisten, daß cue temperaturenipf i.nd I ichen Hauteile der hydropneuniat i sehen !'(!der (z.B. die (■uniHii b 1 asfii dei1 das ledernde Gasvolumen enthaltenden Hydrauliknpeichei* und die Dj ι htnianschet ten des Hydrau Li kko I. ben») nicht durch zu hohe Temperatui'en gefähi'det werden. ·Ή ^ Wärmeabfuhr geschieht bisher von der Überfläche der Federelemente direkt oder nach Wärmeleitung über metallische Kontakte zum Fahrzeugaufbau, an dem das Federelement befestigt ist, an die Luft der Fahrzeugumgebung. Das hat den Nachteil, daß die je Zeiteinheit abführbare Vfärnit.'meiige und damit die realisierbaren Dampfungswerte eng begrenzt sind, insbesondere bei schweren Fahrzeugen reicht diese Luftkühlung nicht aus, die vom Schwingungsverhalten des Fahrzeuges her erwünschten, relativ hohen Dämpfungen zu realisieren.
609850/0195
Aufgabe der Erfindung ist, die Wärmeabfuhr von den hydropneumalischon Federelementen so zu verbessern, daß die bei den vom Kahl"/, «mg her erwünschten Damp fujigse i risto IJ uiigcn iinCii I !enden, relativ großen Wärmemengen vom Kederelement abführbar sind, ohno daß die Temperaturbegrenzungen durch die temperaturempfindlichen Bauteile der hydropneumatisehen Federelemente überschritten werden. Dabei soll die Kühlung der Federelemente so erfolgen, daß die Wärmeabfuhr im Rahmen des möglichen auf die Entsteheungsstellen dor Wärme1 in der He i heiii'o 1 ge flor Stärke üef einzelnen Wärmequellen konzentriert ist.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß alle hydropneumatisehen Bauteile des Federelements von einem gemeinsamen Kühlmantel umhüllt und so flüssigkeitsgekühlt sind, wobei der Kühlflüssigkei tsstrom in der Reihenfolge Dämpfuiigsventi 1 träger, hydraulische!· Arbeitszylinder, Hydraulikspeicher geführt ist. Die der Dämpfungsarbeit entsprechende Wärmemenge entsteht bekanntlich durch Verwirbelung der im Dämpfungsventil erzeugten- hohen Hydraul ikflüssigkeits-Geschwindigkeiten und damit in der Nähe der DämpfungsventiLe, weshalb das Trägerbauteil der üämpfungsventi1e erf in dung s gemäß die eintretende und somit kältest»; Kühlflüssigkeit erhält. I'm den ilytlran I i kko 1 Inn . i in Arbeitszylinder des Federelements gegen die hohen Hydraulikflüssigkeitsdrücke abzudichten, ist dieser mit Dichtmanschetten ausgerüstet, die durch die relativ hohe, unvermeidliche Reibung ebenfalls eine Wärmequelle darstellen, die allerdings im Normalfall wesentlich weniger Wärme liefert als die gewollte Dämpfung durch die Dämpfuiigsventi Le. Daher erhält diesns Hauteil orf indunjrHgemäß die KühLf lüfle i gkei t an zweiter Stelle. An letzter Stelle umströmt die Kühlflüssigkeit den Hydraulikspeicher, in dem im Mittel über seine Arbeitshübe nur eine geringe Wärmemenge anfällt, da er nur sehr schwach reibende bzw. drosselnde Elemente enthält und das Gas - ausgehend von dem Zustand für den mittleren Ausgangspunkt der Schwingungsbewogunu; <>n - unwohl komprimiert (und dnniit wärmer) al« auch axpnndiert (und damit kälter) wird.
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in Erweiterung des Erfindungsgedankens ist der Dämpfungsventilträger in an sich bekannter Weise als i'elativ massiges Stähltet! in Form einer sogenannten Traverse ausgebildet, die Hydraul ikspe icher und Arbeitszylinder verbindet, und in welche d e Dampfungsventile eingebaut sind. Das massige Stahlteil dient als Wärmezwischenspeicher. Dabei ist es besonders günstig, das oder die Dämpfungsventile näher /um Arbeitszylinder und weiter weg vom Hydraulikspeicher in der Traverse unterzubringen. Zwar entsteht nach obigem die Wärme durch die Dämpfung naht' den Dämpfungsventil en, doch wird die so erwärmte Hydraulikflüssigkeit - allerdings durch die Flüssigkeitskühlung in ihrer Temperatur schon herabgesetzt - doch noch mit Dbertemperatur, insbesondere bei großen Federwegausschlägen, in den Hydraulikspeicher bzw. in den Arbeitszylinder gelangen. Da die Speicherblase gegen erhöhte Temperaturen empfindlicher ist als die Manschettendichtung des Hydraulikkolbens, wird der gekühlte Weg der Hydraulikflüssigkeit ab Dämpfungsventil(en) in der Traverse zugunsten des empfindlicheren Teiles nach obigem Vorschlag verlängert.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen hydropneumat i.sehen Federelementos ist rlurch dir besseren WärineübergaiigHZahl en und damit wesentlich int t'iisi vere Wärmeabfuhr bei Flüssigkeitskühlung gegenüber Luftkühlung gegeben. Darüber hinaus ist durch die gewählte Wegeführung der Kühlflüssigkeit für ein Höchstmaß an Schutz nach Maßgabe der verschiedenen Temperaturempfindlichkeit der diesbezüglich anfalligsten Bauteile des hydropneumatischen Federelementes gesorgt. Zwar ist nach DT-OS 22 22 587 ein gekühlter Hydraul iknpe icher bekannt, doch Ii eg ο η in eiiiom hydropneumat i sehen Federelement die hauptsächlichsten Wärmequellen nicht im Speicher, sondern an den oben genannten anderen Stellen. Zudem ist die Kühlflüssigkeitsführung in der genannten DT-US insoweit ungünstig, als sich zwischen Kühlflüssigkeitsein- und Austritt eine Kurzschluß strömung ausbildet, so daß die Kühlung des Speichergefäßes bopi nt rächt i gt i.st.
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Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen hydropneumatischen Federelementes ist in der beiliegenden Zeichnung dargestellt. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine überwiegend im Schnitt gezeichnete Gesamtansicht de« hydropneumatisehen Kederolementes
Fig. 2 einen Querschnitt entsprechend den Pfeilen A-B der Fig. 1.
Das hydropneumatisch^ Federelement besteht aus einem Kurbelgehäuse 1 mit »einem Luftraum 1', an dem der Arboi!«zylinder 2 befestigt ist. Letzterer wird durch »lie Traverse 3 abgeschlossen, an deren anderem Ende der Hydraulikspeicher k befestigt ist. im Kurbelgehäuse 1 ist eine Schwinge 5 drehbar gelagert, die außerhalb des Kurbelgehäuses eine Radschwinge mit daran gelagertem Laufrad trägt (nicht gezeigt). Mit der Schwinge 5 ist über einen Kurbelzapfen 6 eine Pleuelstange 7 beweglich verbunden, «lic an ihrem anderen Ende 71 mittels einer Kugelkopfverbindung mit dem Kolben 8 mit Dichtmanschetten b1 ' verbunden ist. Die Traverse enthält den nur zum Teil gezeigten Kanal 3' für die Verbindung zwischen den Hydraulikflüssigkeitsräumen 2" des Arbeitszylinders 2 und k* des Hydraulikspeichere k, in der die Dämpfungsventile 9 bzw. 91 für die Aus- bzw. Einfederungsrichturiji Mögen. Der Hydraulikspoichor ent halt t?ino (lummi blase 10, die den Gasraum ^i'1 von dem Hydraulikflüssigkeitsraum k* trennt, den Gasfüllanschluß 11 und das Speichereinlaßventil Traverse 3, Arbeitszylinder 2 und Hydraulikspeicher ^ sind von einem Kühlmantel 13, 13' gemeinsam umschlossen. Der Kühlflüssigkeitsweg führt vom Eintrittsstutzen I^ entsprechend den eingezeichneten Pfeilon zunächst längs der Traversn 3i durchquert diese in deren Bohrungen 15, 15', führt weiter um den Arbeitszylinder 2 und den Hydraulikspeicher 4l· herum, durchquert wieder die Traverse 3 in deren Bohrungen 16, l6· und gelangt schließlich zum Austrittsstutzen 17.
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Der Kühlmantel 13 wird durch Einbauten 13 ' ' , 13*Ir ergänzt, die die Kühlmittelwege eng halten, um hohe Kühlflüssigkeitsgeschwindigkeiten zu erzwingen und damit hohe Wärmeübergangszahlen zu erreichen. Gleichzeitig dienen diese Einbauten zur Versteifung des Kühlmantels 13 gegen den Kühlflüssigkeitsdruck und durch die Bohrungen z.B. in den Versteifungen 13'' der Führung der von den Bohrungen 15i 15' in der Traverse 3 kommenden Kühlflüssigkeit auf den Arbeitszylinder 2, um dort eine intensive Kühlung zu erreichen. Dem Abschluß des Kühlmantels 13» 13' dient ein Deckel l8, der mit dem stählernen Gehäuse des Hydraulikspeichers k z.U. mit (nicht gezeigten) Schrauben verbunden ist. Dir D.impfungsveiit i 1 e '), ') ' si t/ori in der Traverse 3 in mogl ichster Nähe des Arbeitszylinders 2 und damit möglichst entfernt vom HydrauLikspeicher 'i bzw. seiner Gummiblase 10.
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Claims (1)

  1. Patent an Sprüche
    Hydropneumatisches Federelement, insbesondere für Verwendung an schweren Landfahrzeugen wie Kampffahrzeugen, insbesondere mit Gleiskettenlaufwerk, bei dem die Radkraft über eine Kadschwinge, einen Kurbeltrieb und einen Hydraulikkolben auf eine Hydraulikflüssxgkeitssäule übertragen und auf einem federnden Gasvolumen abgestützt wird, dadurch gekennzeichnet, daß alle hydropneumatisehen Bauteile dee Federelementes von einem gemeinsamen Kühlmantel (13j 13 1^ umhüllt und so flüssigkeitsgekühlt sind, wobei der Kühlflüssigkeitsstrom in der Reihenfolge: Dämpfungsventilträger (3)ι hydraulischer Arbeitszylinder (2), Hydraulikspeicher (k) geführt ist.
    2. Hydropneumatisches Federelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungsventilträger (3) als relativ massiges Stahlteil in Form einer sogenannten Traverse ausgebildet ist, die Hydraulikspeicher (4) und Arbeitszylinder (2) des Federelementes verbindet, und in welche das odtir di« Damp fungs vent Ho (9i 9') eingebaut sind.
    3. Hydropneumatisches Federelement nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Dämpfungsventile (9. 9') in der Traverse (3) näher zum Arbeitszylinder (2) und weiter weg vom Hydraulikspeicher (4) untergebracht ist (sind).
    km Hydropneumatisches Federelement nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlmantel( 13» 131J im Bereich der Traverse (3) in Form von Bohrungen (15» 15', l6, l6·) in die Traverse integriert ist.
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    5. Hydropneumatisches Federelement nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlmantel (I3,13f) Versteifungen (13* ·, 131'1) enthält, die so gestaltet sind, daß die Kühlmittelwege eng gemacht werden und die von den Fassagen in der Traverse kommende Kühlflüssigkeit direkt auf den Arbeitszylinder (2) gelenkt wird.
    6. Hydropneumatisches Federelement nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlmantel (13, 13') durch einen am Gehäuse des Hydraulikspeichers (4) befestigten Deckel (l8) geschlossen wird.
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