Амортизационная стойка для гидравлического привода колес - RU2092330C1

Чертежи

Описание

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:
d= d- d,
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.

Реферат

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.

Формула