DE3438892C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine als Zweikreissystem ausgebildete hydraulische Achsausgleichsvorrichtung, bei der zwei zu einer Baueinheit zusammengefaßte Zylinder jeweils für sich innerhalb einer Ausgleichsgruppe mit be­ liebiger Anzahl von Zylindern über Sammelleitungen verbunden und über Ventile an eine Ölquelle anschließbar sind, wobei die Sammelleitungen die jeweils einander entsprechende Zy­ linder verbinden, in sich und gegeneinander abgeschlossene Ölkreise bilden und jeder Zweikreiszylinder aus zwei druck­ dicht ineinander gesteckten und gegeneinander verfahrbaren Zylindern besteht.

Eine solche eine echte Zweikreisausführung bildende Achsaus­ gleichsvorrichtung ist aus der DE 28 51 324 C2 bekannt. Die zu einer Baueinheit zusammengefaßten Zylinder weisen gleich­ große Druckflächen auf. Am Boden des Außenzylinders ist mittig ein nach oben abstehender Kolben angeformt, auf dem der Innenzylinder druckdicht teleskopisch gleitet. Die Ober­ seite des Kolbens ist die Druckfläche des Außenzylinders und die freie, den Mantel des Innenzylinders begrenzende Kreis­ fläche ist die Druckfläche dieses Innenzylinders. Eine solche Achsausgleichsvorrichtung gewährleistet unter Einbeziehung der Zylinder einen Lastausgleich, d. h. ein sicheres Abstützen und Aufrechterhalten des Gleichgewichts beim Transport von Schwer- und Schwerstlasten. Sie arbeitet einwandfrei in für normale Geschwindigkeiten vorgesehenen Schwerlastfahrzeugen. Für höhere Geschwindigkeiten, wie sie teilweise erforderlich sind, sind der Reibverschleiß an den Dichtungen und die inneren Wider­ stände in den Rohrleitungen ungünstig. Dies ist darauf zurück­ zuführen, daß sich bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten die Fahrgeschwindigkeit des Zylinders beim Achsausgleich erhöht, wobei die lineare Reibung und Ölwiderstände im Quadrat steigen und damit der Verschleiß der Dichtelemente größer wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine als Zweikreissystem aus­ gebildete hydraulische Achsausgleichsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei gleicher sicherer Arbeits­ weise wie die bekannte Ausführungsform auch für höhere Fahr­ geschwindigkeiten wirksam ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Achsausgleichsvorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die zu einer Bau­ einheit zusammengefaßten Zylinder aus einer äußeren, von außen beaufschlagbaren ölgefüllten Kammer und einer von dieser unabhängigen, von außen beaufschlagbaren, ölgefüllten inneren Kammer be­ stehen, daß der die innere Kammer umschließende Innenzylinder in dem die äußere Kammer umschließenden Außenzylinder druckdicht verschiebbar ist, daß in den Innenzylinder ein Hohl­ kolben in die innere Kammer druckdicht eingeführt und darin verschiebbar ist, daß in die innere Kammer ferner eine Ölzuführung axial feststehend eingesteckt ist, deren Länge im wesent­ lichen dem Hub des Hohlkolbens entspricht, und daß der Innenzy­ linder an der Ölzuführung druckdicht gleitend verschiebbar ist.

Der Außenzylinder besteht aus einem U-förmigen Mantelrohr, das die ölgefüllte Kammer umschließt und der Innenzylinder ist ein die zweite ölgefüllte Kammer umschließendes Ausfahr­ rohr, das druckdicht im Mantelrohr verschiebbar ist. In einer Öffnung am Boden des Ausfahrrohres ist der Hohlkolben druck­ dicht geführt.

Bei einer in dieser Weise ausgebildeten Achsausgleichsvor­ richtung werden die gleichen Kammern einer Achsausgleichs­ gruppe miteinander verbunden und arbeiten wie seither einwand­ frei. Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist die Aus­ bildung der Kammer im Innenzylinder, also im Ausfahrrohr. Bei Betrachtung dieser Kammern ist zu erkennen, daß diese Gruppe wie ein selbständiger Achsausgleich wirkt, da der Hohl­ kolben im Innenzylinder ein System für sich bildet. Ein wesent­ liches Merkmal eines solchen Zylinderpaares besteht darin, daß sich die Geschwindigkeiten an den Dichtungen bei gleicher Hubgeschwindigkeit am Hohlkolben halbieren, wodurch der Ein­ satzfall auch bei höherer Geschwindigkeit auf Normalwerte zurückgeführt wird. Das bedeutet, daß auch bei höherer Fahr­ zeuggeschwindigkeit die Gleitbewegung und damit Reibung und Verschleiß an den einzelnen Dichtungen beim Normalwert bleiben. Da das ganze System zwischen Boden und Fahrzeug als Kraftübertragung läuft, bleibt der Zwangsausgleich erhalten.

Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer als Zweikreissystem ausgebildeten Achsausgleichsvorrichtung, bei der eine Arbeitsgruppe aus drei Zylinderpaaren vorgesehen ist; und

Fig. 2 eine Seitenansicht, teilweise im Längsschnitt einer möglichen Ausführungsform einer Zylindereinheit.

Fig. 1 ist zum leichteren Verständnis der Arbeitsweise der Achsausgleichsvorrichtung lediglich eine stark schematisierte Darstellung der drei zu einer Arbeitsgruppe zusammengefaßten Zylindereinheiten.

Da die einzelnen Zylinderpaare oder Zylindereinheiten Z1, Z2 und Z3 identisch ausgeführt sind, wird nur eine Einheit be­ schrieben.

Ein Zylinderpaar Z1 besteht aus einer äußeren Kammer I und einer inneren Kammer II, die von außen beaufschlagbar und ölgefüllt sind.

Die äußere Kammer I wird durch ein den Außenzylinder bil­ dendes U-förmiges Mantelrohr 1 begrenzt. Die Kammern I der Zylinderpaare Z1, Z2 und Z3 sind durch eine Sammelölleitung L1 miteinander verbunden und über diese Ölleitung an einer Ölquelle (nicht dargestellt) angeschlossen.

In die U-Öffnung des Mantelrohres 1 ist ein den Innenzylinder bildendes Ausfahrrohr 2 druckdicht eingeschoben und im Mantel­ rohr 1 axial verschiebbar. Eine umlaufende Dichtung 3, vor­ zugsweise an der Eintrittsstelle des Ausfahrrohres 2 in die U-Öffnung des Mantelrohres 1, sorgt für den druckdichten Sitz des aus- und einfahrbaren Innenzylinders, also des Ausfahr­ rohres 2. Dieses umschließt die ölgefüllte Kammer II, die wie die Kammer I, von außen mit Öl versorgt und mit den Kammern II der übrigen Zylinderpaare Z2 und Z3 über eine an einer Ölquelle (nicht dargestellt) angeschlossene Sammelleitung L2 verbunden ist.

Über Füllhähne Σ 1 und Σ 2 werden die Kammern I und II mit Öl versorgt.

Durch eine Öffnung im Boden 4 des Ausfahrrohres 2 ist ein Hohlkolben 5 in die Kammer II druckdicht eingeführt. Eine umlaufende Dichtung 6, vorzugsweise an der Eintrittsstelle des Hohlkolbens 5 in den Boden des Ausfahrrohres 2, sorgt für den druckdichten Sitz des in der Kammer II axial verfahrbaren Hohlkolbens 5. Das in die Kammer II ragende Ende 5a des Hohlkolbens 5 ist offen, so daß der Hohlkolben 5 mit dem Öl der Kammer II gefüllt ist und somit selbst einen Teil dieser Kammer II bildet.

In die Kammer II führt axial eine Ölzuführung 7, deren Länge im wesentlichen dem Hub des Hohlkolbens 5 entspricht. Die Ölzuführung 7 ist durch eine Öffnung in der dem Boden 4 gegen­ überliegenden Deckplatte 4a des Ausfahrrohres 2 gesteckt. Vor­ zugsweise an der Eintrittsstelle der Ölzuführung 7 in die Kammer II ist eine Dichtung 8 vorgesehen, an der ein diesen Bereich der Ölzuführung 7 berührender Kragen oder Ansatz 2a des Ausfahrrohres 2 druckdicht gleitet.

Diese ineinandergesteckten Teile des Innenzylinders, nämlich das die Kammer II umschließende Ausfahrrohr 2, der in diesem aus- und einfahrbare Hohlkolben 5 und die Ölzuführung 7 sowie die an den wesentlichen Stellen vorgesehenen Dichtungen 3, 6 und 8 gewährleisten ein sicheres Abstützen und Aufrechterhalten des Gleichgewichts bei gleichzeitiger Normalbelastung der Dichtungen und einem beim Normalwert liegenden Ölwiderstand, und zwar auch bei höheren als den seither üblichen Fahrge­ schwindigkeiten.

Bei gleicher Hubgeschwindigkeit am Hohlkolben 5, beispielsweise 2 m/sec., halbieren sich die Geschwindigkeiten an den Dich­ tungen 3, 6 und 8, bleiben also bei jeweils 1 m/sec.

Selbstverständlich sind an entsprechenden Stellen der Zylinder in einer Zylindereinheit je nach Bedarf weitere Dichtungen vor­ gesehen, die jedoch für die Grundfunktion der Achsausgleichs­ vorrichtung nicht wesentlich sind.

Die Arbeitsweise der Achsausgleichsvorrichtung ist folgende:

Das in den Kammern I über die Leitungen L1 verbundene Öl gewährleistet eine gleichmäßige Kraftübertragung wie bei bekannten Systemen.

Der in den Kammern II durch die Zylinderlast sich aufbauende Druck ist über die Leitung L2 ebenso untereinander verbunden.

Das System der Kammern II schwimmt somit im System der Kammern I.

In den Leitungen L2 und L1 herrschen entsprechend der wirksamen konstruktiv festgelegten Flächen unterschiedliche Drücke.

Wird bei Einsatzbeginn das Kammersystem I oder II geladen, hebt sich die Achseinheit um den Hub entsprechend der einge­ speisten Ölmenge. Zur Fahrt wird normalerweise der halbe Hub ausgefahren damit die Schwankungen z. B. der Straße in plus und minus verlaufen können. Wird in diesem Zustande daß 2. Kammersystem dazugeladen, wiederum 50% seines Hubes, so ist das Achssystem betriebsbereit.

Überrollt das Achssystem eine Bodenwelle wird Öl innerhalb des Kammernsystems I und II hin und her bewegt.

Da der hydraulische Widerstand mit der Geschwindigkeit quadra­ tisch wächst pendelt sich eine gleichmäßige Aufteilung der Ausgleichbewegung zwischen den Systemen der Kammern I und II ein.

Eine mutwillige Auslenkung der Hubaufteilung unter den Kammern wird automatisch durch die Hubbegrenzung der Kammern wieder in Normallage rückgeführt.

Bei Leckage oder Platzen eines Schlauches oder eines Kammer­ systemes fällt das Achssystem auf die halbe Hubhöhe zurück in dem weiter funktionierenden Restsystem erhöht sich dadurch der Arbeitsdruck nicht.

Hierdurch wird die Zielsetzung Minderung der Dichtungsreib­ geschwindigkeit bei höherer Fahrgeschwindigkeit bei gleich­ zeitiger Erhöhung der Fahrzeugsicherheit durch Leckage z. B. durch Rohrbruch erreicht.

In Fig. 2 sind Einzelheiten eines möglichen Aufbaus einer er­ findungsgemäßen Zylindereinheit dargestellt. Die Längsschnitt­ ansicht der linken Zylindereinheithälfte zeigt ein Mantel­ rohr 1 als Außenzylinder, in den ein Ausfahrrohr 2 als Innen­ zylinder eingesteckt ist. Zwischen der Innenwand des Mantel­ rohres 1 und der Außenwand des Ausfahrrohres 2 ist die Kammer I eingeschlossen. Das Ausfahrrohr 2 umschließt die Kammer II, in der der Hohlkolben 5 und die Ölzuführung angeordnet sind.

An dem dem Ausfahr-Ende des Ausfahrrohres 2 und des Hohl­ kolbens 5 gegenüberliegenden Ende der Zylinderanordnung sind die Bauteile durch eine Abschlußkappe 10 zusammenge­ halten, wobei außer der Dichtung 8 zwischen der Ölzuführung 7 und einem Kragen oder Ansatz 2a des Ausfahrrohres 2 noch weitere Dichtungen 11 und 12 vorgesehen sind. Während an der Dichtung 8 der Außenmantel der Ölzuführung 7 bzw. die an die Dichtung grenzende Fläche des Kragens oder Ansatzes 2a des Ausfahrrohres 2 gleitet, sind die Dichtungen 11 und 12 zwischen feststehenden Teilen angeordnet.

Claims (3)

1. Eine als Zweikreissystem ausgebildete hydraulische Achs­ ausgleichsvorrichtung, bei der zwei zu einer Baueinheit zusammengefaßte Zylinder jeweils für sich innerhalb einer Ausgleichsgruppe mit beliebiger Anzahl von Zylindern über Sammelleitungen verbunden und über Ventile an eine Ölquelle anschließbar sind, wobei die Sammelleitungen, die jeweils einander entsprechende Zy­ linder verbinden in sich und gegeneinander abgeschlossene Ölkreise bilden und jeder Zweikreiszylinder aus zwei druck­ dicht ineinander gesteckten und gegeneinander verfahrbaren Zylindern besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die zu einer Baueinheit zusammengefaßten Zylinder aus einer äußeren, von außen beauf­ schlagbaren ölgefüllten Kammer (I) und einer von dieser unab­ hängigen, von außen beaufschlagbaren, ölgefüllten inneren Kammer (II) bestehen, daß der die innere Kammern (II) umschließende Innenzylinder (2) dem die äußere Kammer (I) umschließenden Außenzylinder (1) druckdicht ver­ schiebbar ist, daß in dem Innenzylinder ein Hohlkolben (5) in die innere Kammer (II) druckdicht eingeführt und darin axial verschiebbar ist, daß in die innere Kammer (II) ferner eine Öl­ zuführung (7) axial feststehend eingesteckt ist, deren Länge im wesentlichen dem Hub des Hohlkolbens entspricht, und daß der Innenzylinder an der Ölzuführung (7) druckdicht gleitend ver­ schiebbar ist.

2. Achsausgleichsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Außenzylinder aus einem U-förmigen Mantelrohr (1) besteht, dessen Hohlraum die ölgefüllte Kammer (I) bildet, der Innenzylinder ein Ausfahrrohr (2) ist, das die ölgefüllte Kammer (II) umschließt, der Hohlkolben (5) durch den Boden (4) des Ausfahrrohres (2) gesteckt und sein in der Kammer (II) befindliches Ende offen ist, die Ölzuführung (7) durch eine Öffnung im Mantelrohr (1) und eine der Eintrittsöffnung des Hohlkolbens (5) im Boden (4) des Ausfahrrohres (2) gegenüber­ liegende Öffnung in der Deckplatte (4a) des Ausfahrrohres (2) eingeführt ist.

3. Achsausgleichsvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß umlaufende Dichtungen (3, 6 und 8) zur druckdichten Führung der verschiebbaren bzw. verfahrbaren Teile an den jeweiligen Eintrittsstellen des Ausfahrrohres (2) in das Mantelrohr (1), des Hohlkolbens (5) in das Ausfahr­ rohr (2) sowie der Ölzuführung (7) in das Ausfahrrohr (2) vorgesehen sind.