Амортизационная стойка для гидравлического привода колес

 

При использовании амортизационных стоек с гидравлическим приводом колес обычно гидравлическая жидкость на масляной основе подается под давлением в гидравлический двигатель по гибким шлангам. Для того, чтобы избежать повреждений этих маслопроводов, осуществляют подачу масляной рабочей жидкости с применением новой амортизационной стойки, по которой внутри и подается эта жидкость. Как питающая линия, так и сливная линия имеют телескопическое трубопроводное соединение, которое с одной стороны жестко соединено с наружным направляющим корпусом, а с другой стороны - с поворотным соединением, которое зафиксировано в осевом направлении по отношению к пружинящему опорному элементу. Присоединения для гидравлического двигателя (подача и слив гидравлической жидкости), следовательно, установлены жестко относительно управляемого опорного элемента. 5 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к амортизационной стойке с наружным направляющим корпусом, закрепленным на раме транспортного средства, с расположенным в корпусе опорным элементом, способным перемещаться в осевом направлении, вращаться и служить для крепления колесной балки с гидравлическим приводом колес по меньшей мере с одной напорной полостью, которая образована направляющим корпусом и опорным элементом и/или жестко соединена с ними, для опоры рамы напротив колеса или колесной группы, и маслопитателем, имеющим один подающий и один выводящий трубопроводы для гидравлического привода колес.

Амортизационная стойка такого типа известна из патента AN-PS 330 555. При этом опорный элемент может опираться не только на отдельное колесо, но и на группу колес, как это вытекает из патента US-PS 4 220 352.

Далее известно, что гидравлический двигатель привода колес или колесных пар, подвешенных на управляемых рычагах и опирающихся на раму через гидравлические цилиндры, запитывается маслом под давлением, подающимся по гибким шлангопроводам, проходящим вне названных элементов. Однако при такой компоновке, в особенности в стесненных пространственных условиях, которые существуют в автомобилях особо большой грузоподъемности, в частности в автомобильных кранах, возникает опасность повреждения шлангов и снижения срока их службы.

Цель изобретения состоит в том, чтобы в амортизационной стойке указанного типа отсутствовали бы названные недостатки и подача масла в гидравлический привод была бы надежной, безопасной и долговечной.

Данная задача решается благодаря тому, что подача и слив масла осуществляются через компенсационную стойку, что каждая подающая и сливная линии содержат по одному телескопическому, уплотненному трубопроводному соединению, расположенному параллельно оси компенсационной стойки, причем трубопровод каждого трубопроводного соединения жестко связан с направляющим корпусом, что телескопические трубопроводы, способные перемещаться в осевом направлении амортизационной стойки, присоединены к неподвижному в осевом направлении поворотному соединению, соединенному с опорным элементом, что конец подающей и сливной линии, направленный от направляющего корпуса, находится в наружной части поворотного соединения, вращательно-жестко связанной с опорным элементом, и что телескопические трубопроводные соединения соединены соответственно с компенсационным цилиндром, в котором гидравлическое давление рабочей жидкости на масляной основе, предназначенной для привода, оказывает на поворотное соединение усилие, которое соответствует усилию, воздействующему на телескопическое трубопроводное соединение, но направленное в противоположную сторону.

Прохождение маслоподающей и сливной гидравлических линий через прочно изготовленную амортизационную стойку исключает повреждение этих линий от воздействующих снаружи факторов. Внутри амортизационной стойки предусмотрено по одному телескопическому направленному и перемещаемому по оси трубопроводному соединению и одно поворотное соединение. Благодаря этим обоим трубопроводным соединениям, во-первых, относительно рамы обеспечивается жесткое соединение к амортизационной стойке и, во-вторых, относительно основания опорного элемента и тем самым относительно гидравлического привода колес также обеспечивается жесткое присоединение. Тем самым всегда существующие в телескопических соединениях активные торцевые поверхности при наличии гидравлического давления, необходимого для привода, не оказывают влияния на опору амортизационной стойки; телескопические трубопроводные соединения соответственно соединены с цилиндром, в котором гидравлическое давление создает усилие на поворотное соединение и тем самым на опорный элемент и колесо или соответственно группу колес, которое соответствует усилию, воздействующему на телескопическое трубопроводное соединение, но направленное в противоположную сторону. В целом, следовательно, воздействие гидравлического давления, предназначенного для привода, относительно опоры равно нулю.

Прочие усовершенствования, имеющие свои преимущества, описаны в последующих пунктах патентной формулы. Так, компенсационный цилиндр содержит расположенный неподвижно в направляющем корпусе цилиндрический кожух и поршень, который посредством своего штока соединен с поворотным соединением. При этом цилиндрическая полость компенсационного цилиндра, обращенная к поворотному соединению, гидравлически связана с соответственно расположенным телескопическим трубопроводным соединением. Для того, чтобы уравнять противоположно направленные усилия от гидравлического давления, разность между квадратом внутреннего диаметра компенсационного цилиндра и квадратом диаметра штока поршня должна быть равной квадрату самого большого внутреннего диаметра телескопического трубопроводного соединения.

Гидравлическое соединение между телескопическим трубопроводным соединением и компенсационным цилиндром осуществляется преимущественно посредством канала, расположенного с верхней крышке поворотного соединения, и через шток компенсационного цилиндра. С этой поверхностью по периметру верхней крышки не связана никакая функция, так что это место для изготовления соответствующего канала можно использовать без всяких усилий.

Трубопровод телескопического трубопроводного соединения, направленный к поворотному соединению, и шток уравновешивающего давление цилиндра вместе с верхней крышкой поворотного соединения не вращаются по отношению к направляющему корпусу. Тем самым эти элементы, особенно в случае управления колесом или соответственно группой колес, свободны от воздействия поперечно направленных усилий, предусмотрено от проворачивания вокруг направляющего корпуса стопорить верхнюю крышку и внутреннюю часть поворотного соединения. При этом в качестве упора от проворачивания является преимущественно шлицевой вал, причем профиль шлицевого вала и профиль зубчатой ступицы образуются элементом вместе с направляющим корпусом и элементом с поворотным соединением. В качестве равноценных с соединением в виде зубчатого вала являются соединения с шлицевым валом и мелкошлицевым валом.

Гидравлическая связь между телескопическим трубопроводным соединением и концом маслоподающей или соответственно сливной линии, направленной от направляющего корпуса, осуществляется преимущественно через соответствующее сквозное отверстие в верхней крышке, глухое отверстие и радиальный проход во внутренней части поворотного соединения, через кольцеобразную канавку во внутренней части или в наружной части поворотного соединения, радиальный проход и направленное вдоль оси глухое отверстие в наружной части поворотного соединения.

На фиг. 1 показано продольное сечение А-А на фиг.2; на фиг.2 поперечное сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг.3 вырыв продольного сечения В-В на фиг.2 в увеличенном масштабе.

Амортизационная стойка 1 содержит наружную трубу или направляющий корпус 2, который жестко соединен с шасси ( не показано) или соответственно с рамой транспортного средства. В наружной трубе 2 подвижно расположена направляющая труба или опорный элемент 3, причем подвижность обеспечивается как в продольном направлении вдоль оси амортизационной стойки 4, так и вокруг оси 4 с углом поворота максимум на 90^o.

Поворачиваемость направляющей трубы 3 достигается с помощью системы управления, которая, например, описана в патенте EP-A2-0 332 020. На нижнем конце направляющей трубы 3, выступающей из наружной трубы 2, имеется фланец 5 с отверстиями 6. К этому фланцу 5 крепится винтами колесная балка, как это видно также из патента EP-A2-0 332 020. На колесной балке или соответственно нагружаемой ею ступице колеса устанавливается гидравлический двигатель, в качестве индивидуального привода, как, например, это описано в патенте DE-OS 26 23 757.

Усилия, действующие от колеса на амортизационную стойку 1 вертикально вдоль ее оси 4, передаются от направляющей трубы 3 через контактные кольца 7, 8 на наружную трубу. Соответственно ниже контактных колец 7 и 8 находятся уплотнительные кольца 9 или 10 соответственно.

Кроме того, амортизационная стойка I имеет вращающийся коллектор или поворотное соединение II. Оно состоит из трубообразной наружной части 12, поворачивающейся по отношению к ней внутренней части 13, нижней крышки 14, которая винтами жестко соединена с внутренней частью 13, а также верхней крышки 16, которая с помощью винтов 17 тоже жестко соединена с внутренней частью 13. Внешний диаметр обеих крышек 14, 16 больше, чем внутренний диаметр наружной части 12. Тем самым внутренняя часть 13 по отношению к наружной части 12 может поворачиваться, а в осевом направлении, то есть в направлении оси 4 амортизационной стойки внутренняя часть 13 по отношению к наружной части 12 благодаря крышкам 14, 16 все же является неподвижной.

Наружная часть 12 сверху и снизу на своей внутренней стенке имеет контактные кольца 18,19. Между контактными кольцами 18,19 на внутренней стенке одна под другой располагаются кольцеобразные канавки 21-25. Между этими канавками и между обеими наружными канавками 21, 25 и контактными кольцами 18, 19 соответственно находится уплотнительное кольцо 26.

Наружная часть 12 вставлена снизу в направляющую трубу 3 и зафиксирована в ней как против вращения, так и против продольного перемещения с помощью штифта 27.

Амортизационная стойка 1 сверху закрыта крышкой 28, которая жестко соединяется с наружной трубой 2 винтами 29. Кроме того, к крышке 28 с помощью винтов 31 жестко крепится полый шток 30, выполненный в виде толстостенной трубы. Шток 30 имеет на нижнем конце кольцеобразную насадку, образующую поршень, в котором предусмотрено уплотнение 33.

У верхнего конца направляющей трубы 3 находится направляющая втулка 34, жестко связанная, например, с помощью резьбового соединения и имеющая уплотнение 35.

Кольцевая полость 36, ограниченная крышкой 28, наружной трубой 2, штоком 30, верхним концом направляющей трубы 3 и направляющей втулкой 34, образует основную напорную камеру амортизационной стойки 1 по отношению к опоре транспортного средства на колесо. Эта камера через соединения 37 и дроссель для гашения вибраций или колебаний соединена с гидроаккумулятором, подключенным к источнику давления, как это, например, следует из патента EP-A2-0 331 101. При этом активные поверхности поршня, определяющие опорное усилие гидропневматической подвески, образованы торцевыми поверхностями направляющей трубы 3 и направляющей втулки 34.

Кольцевая полость 38, ограниченная направляющей трубой 3, штоком 30, поршнем 32 и направляющей втулкой 34, также является составной частью гидропневматической подвески. В эту кольцевую полость входит трубопровод 39, проходящий в штоке 30 по оси и выходящий наружу недалеко от поршня 32. С помощью трубопровода можно использовать кольцевую полость 38, например, для поднятия колеса с помощью любого источника давления или для фиксации положения колеса по высоте относительно шасси, то есть при отключении гидроаккумулятора, при этом кольцевая полость 38 может быть связана с кольцевой полостью 36 (выравнивание давления масла не происходит из-за разности в площади поперечного сечения).

Полый шток 30 на нижнем конце внутренней стенки имеет шлицевой профиль 41, который входит в зацепление с шлицевым профилем 42, нарезанным на части трубообразной опоры 43. Эта "мгновенная" опора 43 с фланцем 45, расположенным на ее нижнем конце, винтами 17 жестко прикреплена к крышке 16 и внутренней части 13 поворотного соединения 11 и установлена настолько устойчиво, что верхняя крышка 16, внутренняя часть 13 и нижняя крышка 14 в виде основания поворотного соединения 11 не может поворачиваться по отношению к штоку 30 и наружной трубе 2.

В штоке 30 имеются два расположенных симметрично по диаметру отверстия 44; на фиг.1, где дается сечение А-А (фиг.2), видно только одно отверстие. Оба отверстия 44 соединены каналами 46 в крышке 28. В отверстия 44 входят два штока 48, (ср. фиг.3) и 49 с внутренними отверстиями 50, верхние концы которых выполнены в виде кольцевых поршней 51 с уплотнениями. Штоки 48, 49, например, прикрепляются к верхней крышке 16 винтами.

В местах закрепления штоков 48, 49 крышка 16 имеет сквозные отверстия 54, 55 и соответственно глухие отверстия 56, 57 во внутренней части 13 поворотного соединения II. Одно из глухих отверстий 56 на высоте внутренней канавки 21 соединено с выходящим наружу каналом 58. Другое из глухих отверстий 57, расположенное по диаметру симметрично оси амортизационной стойки 4, на высоте внутренней канавки 22 таким же образом соединено с выходящим наружу каналом 59.

Внутренняя канавка 21 связана через проход 60 с открытым по направлению вниз каналом 61 и проходящим в наружной части 12 поворотного соединения II параллельно оси 4 амортизационной стойки. Внутренняя часть 22 через проход 62 соединена с соответствующим каналом 63 в наружной части 12.

Сквозные отверстия 54, 55 соответственно через каналы 64, 65 соединены с глухими отверстиями 66, 67, расположенными на той же самой окружности и открытыми по направлению вверх. В месте размещения этих отверстий полый шток 70 с предусмотренным внутренним отверстием 68 жестко соединен с крышкой 16, например, винтами. Верхний конец штока 70, выполненный в виде поршня 72 с уплотнением соответственно движется в цилиндрическом отверстии 74 штока 30.

Отверстия 74 на уровне поршня 12 по направлению вниз соединяются с помощью направляющих втулок 76. Направляющие втулки 76 закреплены на штоках 30 с помощью резьбового соединения и с внутренней стенки, по которой скользят поршни 70, прилегают уплотнения. Благодаря отверстиям 74, поршням 72, направляющим втулкам 76 и штокам 70 образуется цилиндрическая камера 78 цилиндра для выравнивания давления, которая благодаря отверстиям (66 или 67 соответственно), каналу (64 или 65 соответственно ) и отверстию (54 или 55 соответственно) с одной стороны соединяется с внутренним отверстием 50 штока (48 или 49 соответственно), а с другой стороны соединяются с отверстием (61 или 63 соответственно) наружной части 12.

Размеры отверстий (44 и 74) штоков определяются при этом следующим образом: d²₄₄= d²₇₄- d²₇₀, где d₄₄ внутренний диаметр отверстия 4; d₇₄ внутренний диаметр отверстия 74; d₇₀ наружный диаметр штока 70.

Площадь, определенная через внутренний диаметр отверстий 44 и 70, является точно такой же, как и активная площадь поперечного сечения камеры 78.

Гидравлическое давление в отверстии 44 оказывает влияние на поворотное соединение II и тем самым также воздействует на направляющую трубу 3 с усилием, направленным от крышки 28. Такое же самое давление в цилиндрической камере 78 компенсационного цилиндра оказывает воздействие на поворотное соединение II через поршень 72, а шток 68 вследствие одинаковой активной поверхности поршня с равным по величине, но противоположно направленным усилием в направлении от крышки 28 воздействует на поворотное соединение II. Следовательно, давление гидравлической жидкости на масляной основе, предназначенной для привода гидравлического двигателя, не оказывает влияния на действие амортизационной стойки 1 как пружинящего опорного элемента.

Наоборот, при сжатии амортизационной стойки 1 масляная рабочая жидкость под таким же давлением поступает в ставшую большей камеру 78, в то время как одновременно масло под давлением вытекает из сокращающегося в размерах отверстия.

Таким образом, в амортизационной стойке 1 как бы расположены две полностью обособленные друг от друга и взаимно не влияющие друг на друга гидравлические системы, предназначенные для пружинящей опоры и питания приводного органа.

Гидравлическая жидкость на масляной основе, необходимая для привода гидравлического двигателя, подается в амортизационную стойку 1 через присоединение 82, находящееся в крышке 28. Подача гидравлической жидкости через амортизационную стойку 1 к гидравлическому двигателю осуществляется через канал 46 в крышке 28, отверстие 44 в штоке 30, внутреннее отверстие 50 в штоке 48, отверстие 54 в крышке 16 (при одновременном нагружении давлением камеры 78 компенсационного цилиндра через канал 64), отверстие 56 и канал 58 во внутренней части 13, кольцевую канавку 21, проход 60 и отверстие 61 в наружной части 12. Слив гидравлической жидкости от гидравлического двигателя осуществляется соответственно через отверстие 63 и проход 62, кольцевую канавку 22, канал 59 и отверстие 75, сквозное отверстие 55 (при одновременном нагружении давлением камеры 78 другого компенсационного цилиндра через канал 65 и отверстие 67 в крышке 16, шток 49, одно из отверстий 44, видимое на фиг.1, и показанный канал 46 на выход слива 83.

На фиг.2 обозначены в крышке 16 другие отверстия 84 88, предназначенные для прохождения масляной рабочей жидкости линии управления, утечки масла, а также воздуха. Эти отверстия являются составной частью трубопроводных систем, которые, как отверстие 44, однако без описанного выравнивания давления, через кольцевые канавки 23 25 соединены с отверстием, сопоставимым с отверстием 61.

Камера смазки 90, предусмотренная в наружной трубе 2, запитывается по меньшей мере от присоединения 91.

Внутренние полости 92 и 93, не описываемые далее, на моментной опоре 43 и внутри штока 30 соединены с наружным воздухом через центральное отверстие 94, проходящее через все поворотное соединение II.

Формула изобретения

1. Амортизационная стойка для гидравлического привода колес, содержащая наружный направляющий корпус, закрепленный на раме транспортного средства, расположенный в корпусе опорный элемент, выполненный с возможностью перемещения в осевом направлении и вращения и служащий для крепления балки с гидравлическим приводом колес, по меньшей мере одну напорную полость, образованную направляющим корпусом и опорным элементом и/или жестко соединенную с ними для опоры рамы напротив колеса или колесной группы, и маслопитатель, имеющий один подающий и один выводящий трубопроводы для гидравлического привода колес, отличающаяся тeм, что линия питания гидравлической жидкости на масляной основе и линия слива гидравлической жидкости выполнены в амортизационной стойке, причем линия питания и линия слива имеют по одному трубопроводному соединению телескопического типа с уплотнениями, расположенному параллельно оси амортизационной стойки, а трубопровод каждого трубопроводного соединения жестко соединен с направляющим корпусом, при этом телескопические трубопроводы, подвижные по отношению к направляющему корпусу, жестко соединены с не перемещаемым в осевом направлении поворотным соединением, связанным с опорным элементом, концевая часть питающей линии и сливной линии, направленная от направляющего корпуса, расположена в наружной части поворотного соединения, жестко-вращательно соединенного с опорным элементом, и телескопические трубопроводные соединения соответственно связаны с компенсационным цилиндром с возможностью возникновения гидравлического давления масляной жидкости, предусмотренной для питания привода, оказывающие усилие на поворотное соединение, которое по своей величине соответствует усилию, воздействующему на телескопическое трубопроводное соединение, но противоположно по направлению.

2. Стойка по п.1, отличающаяся тем, что компенсационный цилиндр имеет корпус цилиндра, установленный неподвижно в направляющем корпусе, и поршень, который через свой шток соединен с поворотным соединением, причем цилиндрическая камера, обращенная к поворотному соединению, гидравлически связана с соответственно расположенным телескопическим трубопроводным соединением, а разность между квадратом внутреннего диаметра цилиндра и квадратом диаметра штока равна самому большому внутреннему диаметру в квадрате телескопического трубопроводного соединения.

3. Стойка по п.2, отличающаяся тем, что телескопическое трубопроводное соединение гидравлически связано с компенсационным цилиндром через канал в верхней части крышки поворотного соединения и канал в штоке компенсационного цилиндра.

4. Стойка по п.3, отличающаяся тем, что верхняя крышка и внутренняя часть поворотного соединения зафиксированы от вращения по отношению к направляющему корпусу с помощью упора.

5. Стойка по п.4, отличающаяся тем, что упор против проворачивания имеет шлицевое соединение (или шлицевой профиль), причем элементы последнего выполнены на элементе, закрепленном к направляющему корпусу, к верхней крышке и внутренней части поворотного соединения.

6. Стойка по п.5, отличающаяся тем, что гидравлическое соединение между телескопическими трубопроводными соединениями и концевой частью питающей линии, направленной от направляющего корпуса, имеет по одному сквозному отверстию в верхней крышке, глухому отверстию и радиальному проходу во внутренней части поворотного соединения, кольцеобразную канавку во внутренней части или в наружной части, радиальному проходу и аксиальному глухому отверстию в наружной части поворотного соединения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 03.09.2000

Извещение опубликовано: 20.10.2004        БИ: 29/2004

---