DE7518252U

DE7518252U - Hydropneumatisches Federelement

Info

Publication number: DE7518252U
Application number: DE7518252U
Authority: DE
Original assignee: Thyssen Industrie AG
Current assignee: ThyssenKrupp Technologies AG
Priority date: 1975-06-07
Filing date: 1975-06-07
Publication date: 1981-12-17
Also published as: FR2313605B1; FR2313605A1; SE429370B; GB1513095A; US4113279A; DE2525493A1; SE7605488L; CH608283A5

Description

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R H E 1 N S T A H L Kassel, den 3. Juni 1975

Aktiengesellschaft PSRP/Rix/ka

PK 2766

Hydropneumatisches Federelement

Die Erfindung betrifft ein hydropneumatisches Kederelement iiieb«nondtM*o für Verwendung «n Mcliwoion LnniH'Mu /.cugon, wie Kampffahrzeugen, insbesondere mit Gleiskettenlaufwerk, bei dem die Kadkraft über die Radschwinge, einem Kurbeltrieb und einen Hydraulikkolben auf eine Hydraulikflüssigkeitssäule übertragen und so auf einem federndem Gasvolumen abgestützt wird.

Üblicherweise enthalten hydropneumatisch^ ft'ederel emonte neben dem federnden Cilicd (einem Uasvoluraen) auch die Dämf)fung«einrichtungen, d.h. den Flüssigkeitsstrom in Ein- und/oder Auefederungsrichtung drosselnde Dämpfungsventile. Die durch die Drosselung verursachte Dämpfungsarbeit bzw. Dämpfungsleistung findet sich in der Hydraulikflüssigkeit des Federelementes als Wärmt· wi oiler und diese muß an «lie Umgebung abgeführt werdon. Die Wnrnienbfuhrinbgli chkei t muli gewähr!.ei ston, daß die tempernturempf indlichen Bauteile der hydropneumati sehen Feder (z..D. die Gummiblasen der das federnde Gasvolumen enthaltenden Hydraulikspeicher und die Dichtmanschetten des Hydraulikkolbens) nicht durch zu hohe Temperaturen gefährdet werden. Die Wärmeabfuhr geschieht bisher von der Oberfläche der Federelemente direkt oder nach Wärmeleitung über metallische Kontakte zum Fahrzeugaufbau, an dem das Federelement befestigt ist, an die Luft der Fahrzeug-Umgebung. Das hat den Nachteil, daß die je Zeiteinheit abführbarc Wärmemenge und damit die realisierbaren Dämpfungswerte eng begrenzt sind. Insbesondere bei schweren Fahrzeugen reicht diese

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Luftkühlung nicht aus, die vom Schwingungsverhalten des Fahr- | xeugns her erwünschten, relativ hohon Dnuipfiingnii s.u realisieren.

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Aufgabe der Erfindung ist, die Wärmeabfuhr von den hydropneumatisehen Federelementen so zu verbessern, daß die bei den vom Fahrzeug her erwünschten Dämpfungseinstellungen anfallenden, relativ großen Wärmemengen vom Federelement abfuhrbar sind, ohnr· 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 Entstehnungsstellen der Wärme in der Reihenfolge der Stärke der einzelnen Wärmequellen konzentriert ist.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß alle hydropneumatisehen Baut oil ο dos Fedorol entente von einem gemeinsamen Kühlmantel umhüllt und so flüssigkeitsgekühlt sind, wobei der Kühlflüssigkeitsstrom in der Reihenfolge Dämpfungsventilträger, hydraulischer Arbeitszylinder, Hydraulikspeicher geführt ist. Die der Dämpfungsarbeit entsprechende Wärmemenge entsteht bekanntlich durch Verwirbelung der im Dämpfungsventil erzeugten· hohen Hydrauli kflüssigkeits-Geschwindi gkeiten und damit in der Nähe der Dämpfungsventile, weshalb das Trägerbauteil der Dämpfungsventile erfindungsgemäß die eintretende und somit kälteste Kühlflüssigkeit erhält. Um den Hydraulikkolben im Arbeitszylinder des Fedcrelements gegen die hohen Hydraulikf1 iissigkeitsdrücke abzudichten, ist dieser mit Dichtmanschetten ausgerüstet, die durch die relativ hohe, unvermeidliche Reibung ebenfalls eine Wärmequelle darstellen, die a J lord i ng« im Normali'all wesentlich weniger Wärme liefert als die gewollte Dämpfung durch die Dämpfungsventile. Daher erhält dieses Bauteil erfindungsgemäß die Kühlflüssigkeit 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 uns - ausgehend von dem Zustand für den mittleren Ausgangspunkt der Schwingungsbewegungen - sowohl komprimiert (und damit wärmer) als auch expandiert (und damit kälter) wird.

In Erweiterung des Krfindungsgedankens ist der Dampfungsventilträger in an sich bekannter Weise als relativ massiges Stahlteil in Form einer sogenannten Traverse ausgebildet, die Hydraulikspeicher und Arbeitszylinder verbindet, und in welche die Uampfungsventile eingebaut sind. Das massige Stahlteil dient «Is Wärmezwischenspeichei. Dabei ist es besonders günstig, das oder die Dämpfungsventile näher zum Arbeitszylinder und weiter weg vom Hydraulikspeicher in der Traverse unterzubrirr?n, Zwar entsteht nach obigem die Wärme durch die Dämpfung nah den Dämpfungsventilen, doch wird die so erwärmte Hydraulikflüssigkeit - allerdings durch die Flüssigkeitskühlung in ihrer Temperatur schon herabgesetzt - doch noch mit llbertcmperatur, 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 Dhmpfungsventil(en) in der Traverse zugunsten des empfindlicheren Teiles nach obigem Vorschlag verlängert.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen hydropneumatischen Federelementes ist durch die besseren Wärmeübergangszahlen und damit wesentlich intensivere Wärmeabfuhr bei Flüssigkeitskühlung gegenüber Luftkühlung gegeben. Darüber hinaus ist durch die gewählte Wegelührung tier kühlflüssigkeit für ein Höchstmaß nn Schutz nncn Maßgabe der verschiedenen Temperaturempfindlichkeit der diesbezüglich anfälligsten Bauteile des hydropneumatischen Federelementes gesorgt. Zwar ist nach DT-OS 22 22 587 ein gekühlter Hydraulikspeicher bekannt, doch liegen in einem hydropneumatischen Federelement die hauptsächlichsten Wärmequellen nicht im Speicher, sondern an den oben genannton anderen Stellen. Zudem ist die Kühlflüssigkeitsführung in der genannten DT-OS insoweit ungünstig, als sich zwischen Kühlflüssigkeitsein- und Austritt eine Kurzschlußströmung ausbildet, so daß die Kühlung des Speichergefäßes beeinträchtigt ist.

Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen hytiropneumati- | sehen Federelementes ist in der beiliegenden Zeichnung dargestellt. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine überwiegend im Schnitt gezeichnete Gesamtansicht des hydropneumatisehen Federelementes^

Fig. 2 einen Querschnitt entsprechend den Pfeilen A-B ; der Fig. 1.

Das hydropneumatische Federelement besteht aus einem Kurbelgehäuse 1 mit seinem Luftraum 1', an dem der Arbeitszylinder 2 befestigt ist. Letzterer wird durch die 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

H gelagertem Laufrad trägt (nicht gezeigt). Mit der Schwinge 5 ist ' über einen Kurbelzapfen 6 eine Pleuelstange 7 beweglich verbunden, die an ihrem anderen Ende 7* mittels einer Kugelkopfverbindung mit dem Kolben 8 mit Dichtmanschetten 8' verbunden ■I ist. Die Traverse enthält den nur zum Teil gezeigten Kanal 3'

für die Verbindung /viechvii dou Hydraul i klUüssi gkei te räumen 2' ;.; use Arbe itaz.y Lindere 2 und k' des Hydraulikspeicher» '♦, in der : die üärapfungsventile 9 bzw. 9¹ für die Aus- bzw. Einfederungs-

r; richtung liegen. Der Hydraulikspeicher enthält eine Gununiblase ψ 10, die den Gasraum V¹ von dem Hydraulikflüssigkeitsraum k' i| trennt, den Gasfüllanschluß 11 und das Speichereinlaßventil Traverse 3i Arbeitszylinder 2 und Ilydraulikspeicher k sind von einem Kühlmantel 13, 13' gemeinsam umschlossen. Der KUhI-flüssigkeitsweg führt vom Eintrittsstutzen l4 entsprechend den eingezeichneten Pfeilen zunächst längs der Traverse 3» durchquert diese in deren Bohrungen 15, 15', führt weiter um den Arbeitszylinder 2 und den Hydraulikspeicher k herum, durchquert wieder die Traverse 3 in deren Bohrungen l6, l6' und gelangt echlioßLich /um Austrittsstutznn 17.

Der Kühlmantel 13 wird durch Einbauten 13", 13'" ergSr.zt, die die Kühlmittelwege eng halten, um hohe KühlflUssigkeitsgeechwindigkeiten zu erzwingen und damit hohe Wänneübergangszah-2-en 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 15, 15' in der Traverse 3 kommenden Kühlflüssigkeit auf den Arbeitszylinder 2, us 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.B. mit (nicht gezeigten) Schrauben ver bunden ist. Die Dämpfurxgsventile 9, 9' sitzen in der Traverse 3 in möglichster Nähe des Arbeitszylinders 2 und damit möglichst entfernt vom Hydraulikspeicher k bzw. seiner Gummiblase 10.

Claims

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1. Hydropneumatischβs Federelement, insbesondere für Verwendung an schweren Landfahrzeugen wie Kampffahrzeugen, insbesondere mit Gleiskettenlaufwerk, bei dem die Radkraft über eine Radschwinge, einen Kurbeltrieb und einen Hydraulikkolben auf eine Hydraulikflüssigkeitsiääule übertragen und auf einem federnden Gasvolumen abgestützt wird, dadurch gekennzeichnet, daß alle hydropneumatischen Bauteile des Federelementes von einem gemeinsamen Kühlmantel (13» 13 ¹J umhüllt und so flüssigkeitsgekühlt sind, wobei der Kühlflüssigkeitsstrom in der Reihenfolge: Dämpfungsventiltrüger (3)» hydraulischer Arbeitszylinder (2), Hydraulikspeicher (4) geführt ist.

2. Hydiopneumatisches Federelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungsventilträger (3) als relativ massiges Stahlteil in Form einer sogenannten Traverse ausgebildet ist, die Hydraulikspeicher Ct) und Arbeitezylinder (2) des Federelementes verbindet, und in welche das oder die Dämpfungsventile (9t 9') eingebaut sind.

3· Hydropneumatisches Federelement nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Dämpfungavtntile (9t 9') in der Traverse (3) näher zum Arbeitszylinder (2) und weiter weg vom Hydraulikspeicher Ct) untergebracht ist (sind).

km Hydropneumatisches Federelement nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlmantel^13, 13') im Bereich der Traverse (3) in Form von Bohrungen (15, 15', l6, l6·) in die Traverse integriert ist.

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5. Hydropneumatisiches Federelement nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlmantel (13,13') Versteifungen (I3"t 13'¹¹) enthält, die so gestaltet sind, daß die Kühlmittelwege eng gemacht werden und die von den Passagei. in der Traverse kommende Kühlflüssigkeit direkt auf den Arbeitszylinder (2) gelenkt wird.

6, Hydropneumatisches Fedurelement nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlmantel (13, 13') durch einen am Gehäuse des Hydraulikspeichers Ci) befestigten Deckel (l8) geschlossen wird.