DE102013203726A1

DE102013203726A1 - Kabinenlagerung

Info

Publication number: DE102013203726A1
Application number: DE201310203726
Authority: DE
Inventors: Florian Faistauer; Martin Leitner
Original assignee: Steyr & Co KG Engineering Ct GmbH; Engineering Center Steyr GmbH and Co KG
Current assignee: Steyr & Co KG Engineering Ct GmbH; Engineering Center Steyr GmbH and Co KG
Priority date: 2013-01-21
Filing date: 2013-03-05
Publication date: 2014-07-24

Abstract

Beschrieben wird eine Kabinenlagerung eines Kraftfahrzeuges, bestehend aus einer Fahrerkabine (FK), einem Chassis (C) oder einem sonstigen die Fahrerkabine tragenden Bauteil des Kraftfahrzeuges, wobei die Kabine (FK) über Luftfedern (LF) gegenüber dem Chassis (C) bzw. dem Bauteil gelagert ist, wobei die Luftfedern (LF) dazu ausgebildet sind, sowohl in axialer als auch radialer Richtung wirkende Kräfte aufzunehmen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kabinenlagerung der Art nach Anspruch 1.
Im Kraftfahrzeugbau ist die federnde Lagerung von Fahrerkabinen mittels Quer- und Längslenkern bekannt. Zur Reduzierung von Wankbewegungen werden Stabilisatoren verwendet. Diese Bauteile bedingen Bauraum.
Eine Kabinenlagerung mit üblichen Federbeinen ist möglich und erlaubt den Wegfall der sonst nötigen Lenker, jedoch sind die Zylinderführungen der Federbeine verschleißanfällig.
Die EP 495 442 A1 beschreibt ein hydropneumatisches Federungssystem zur federnden Abstützung einer Masse, insbesondere einer Fahrerkabine eines Lastkraftwagens mit mindestens vier die Masse abstützenden, hydraulischen Kolbenzylindereinheiten. Ein hydropneumatischer Federspeicher ist vorgesehen.
Die DE 60 317 928 T2 betrifft ein Dämpfungs- und Steifigkeitssystem in einem Fahrzeugaufhängungssystem für ein Fahrzeug, wobei das Fahrzeug eine Fahrzeugkarosserie und ein erstes Paar und ein zweites Paar diagonal beabstandete Radbaugruppen aufweist.
Aus der DE 42 40 449 C2 geht eine Kippvorrichtung für ein Fahrerhaus von Nutzfahrzeugen hervor, wobei sich das Fahrerhaus zumindest vorn über ein als Feder-Dämpferbein ausgebildetes Federelement am Fahrzeugrahmen abstützt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Kabinenlagerung in gegenüber den bekannten Lösungen verbesserter Ausführung vorzuschlagen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Vorrichtungsanspruches. Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die erfindungsgemäße Lösung schlägt eine Kabinenlagerung vor, bestehend aus einer Fahrerkabine, einem Chassis oder einem sonstigen die Fahrerkabine tragenden Bauteil des Kraftfahrzeuges, wobei die Kabine über Luftfedern gegenüber dem Chassis bzw. dem Bauteil gelagert ist, wobei die Luftfedern dazu ausgebildet sind, sowohl in axialer als auch radialer Richtung wirkende Kräfte aufzunehmen.
Bevorzugt ist die Kabine über vier mit dem Chassis, dem Rahmen verbundene Luftfedern gelagert.
Als Luftfedern kommen einen luftgefüllten Balg aufweisende Einrichtungen zur Anwendung, bei denen der zwischen einem ersten und einem zweiten Aufnahmeelement angeordnete luftgefüllte Balg sowohl innen in axialer als auch außen in Radialer Richtung geführt, abgestützt ist.
Bevorzugt weisen die Luftfedern hydraulische Dämpfer auf. Die Wanksteifigkeit wird dadurch erreicht, indem die hydraulischen Dämpfer beider Seiten gekoppelt werden. Zusätzlich können auch die vorderen und die hinteren Dämpfer miteinander verbunden werden. Dies ergibt eine Nicksteifigkeit. Die Verwendung von Drosseln und Blasenspeicher ermöglicht die Einstellbarkeit von Dämpfung und Steifigkeit für Wank- und Nickbewegungen.
Die bevorzugt bei der Erfindung zur Anwendung kommenden Luftfedern sind wie folgt gestaltet: die Luftfeder besteht aus einem ersten und einem zweiten Aufnahmeelement, wobei diese Aufnahmeelemente in axialer Richtung sowie senkrecht dazu beweglich sind, mit einem zwischen dem ersten und dem zweiten Aufnahmeelement angeordneten luftgefüllten Balg, wobei der Balg zwischen einer Aufnahme des ersten Aufnahmeelements und einem den Balg umgebenden Aufnahmekörper des zweiten Aufnahmeelementes angeordnet ist.
Der zweite Aufnahmekörper ist als ein einseitig offener Körper in Form eines Topfes, eines Bechers, einer Glocke gestaltet.
Die Öffnung des Körpers ist dem ersten Aufnahmeelement zugewandt.
Der Balg sitzt zwischen einer als Führung dienenden Aufnahme des ersten Aufnahmeelementes und der Innenseite des ihn auf- und umgebenden Körpers des zweiten Aufnahmeelementes. Der Balg rollt sowohl an der Führung sowie der Innenseite des Körpers.
Der Balg ist durch den ihn umgebenden Aufnahmekörper nach Art einer Rohrführung geführt. Dadurch kann die Luftfeder sowohl axiale als auch radiale Kräfte übertragen.
Der der als Reifen ausgebildete Balg ist mit seinen Ringen am ersten Aufnahmeelement fixiert. Dieses Aufnahmeelement kann bevorzugt als ein zylinderförmiger Körper, als stehender Kolben oder ein Stempel ausgebildet sein, auf dessen Außenumfang der Balg sitzt und an dessen Außenseite der Balg abrollt.
Das obere Aufnahmeelement ist topfförmig ausgebildet und mit seiner Öffnung über den den Kolben umgebenden Balg gestülpt. Der Balg kann an der Innenseite des ihn umgebenden Topfes mittels eines Ringes fixiert sein. Der Ring kann seinerseits ein elastisches Dämpfungselement aufweisen, um einen Kontakt mit dem Kolben elastisch abzufangen. Durch den beschriebenen Aufbau, dadurch, dass das zweite Aufnahmeelement den Balg in seinem Arbeitsbereich vollständig bzw. im Wesentlichen vollständig umgibt, nimmt der Balg auch radiale Kräfte auf, überträgt diese.
Bevorzugt kann der Balg auch an dem oberen Ende eines stempel- bzw. kolbenförmigen Körpers des ersten Aufnahmeelementes sitzen. Das zweite Aufnahmeelement ist topfförmig ausgebildet und über den Balg gestülpt, nimmt diesen so vollständig auf. Die radiale Kraftaufnahme ergibt sich in diesem Fall durch das Abrollen des unteren Balgbereiches am Stempel.
Eine weitere Ausführung sieht ein erstes Aufnahmeelement mit einer konisch geformten Balgaufnahme vor. Der den konischen, kegelförmigen Aufnahmekörper, den Konus umgebende Balg kann auf dessen Außenseite abrollen. Über den auf dem Konus sitzenden Balg ist ein konisch geformter, glockenförmiger Aufnahmekörper Aufnahmeelementes gestülpt. Die Fixierung des Balges erfolgt über eine Verdickung an seiner Außenseite, welche in einer entsprechenden umlaufenden Nut an der Innenseite des Aufnahmekörpers sitzt.
Des Weiteren wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Die 4 und 5 zeigen hierbei die erfindungsgemäße Kabinenlagerung.
Eine Fahrerkabine FK ist über vier Luftfedern LF gegenüber einem Chassis C gelagert, aufgehängt. Weitere Lenker, Stabilisatoren sind nicht vorgesehen.
Weiterhin werden an Hand der 1a, 1b, 1c, 2a, 2b, 2c, 3a, 3b, 3c die bevorzugt bei der Erfindung verwendbaren Luftfedern beschrieben.
Die 1a zeigt eine Außenansicht bei der Erfindung bevorzugt zur Anwendung kommenden Luftfeder. Dargestellt ist das einen becherförmigen Aufnahmekörper AK aufweisende obere Aufnahmeelement OA, welches über den Balg B gestülpt ist, der von einem unteren Aufnahmeelement UA über eine als Aufnahme gestaltete Führung K getragen ist.
1b zeigt einen Schnitt durch die Luftfeder gemäß 1a – wie angegeben. Das untere Aufnahmeelement UA weist einen nach oben ragenden zylinderförmigen Kolben K auf. Um den Außenumfang des Kolbens K ist ein reifenförmig gestalteter Balg B geschlungen und fixiert. Dieser ist mit Luft gefüllt. Der becherförmige Aufnahmekörper AK des oberen Aufnahmeelementes OA ist über den Balg B gestülpt. Ein im Inneren des Balges B angebrachter Ring R fixiert diesen an der Innenseite des Aufnahmekörpers AK. Der den Balg B tragende Kolben K weist zwei Erweiterungen auf, welche mit dem Ring R die obere und die untere Position des Federelementes definieren.
1c gibt eine perspektivische Ansicht der Luftfeder gemäß 1a, 1b wieder. Zusätzlich gibt ein Schnitt eine Innenansicht frei.
2a zeigt eine Ausführung mit einem topf- bzw. zylinderförmig gestalteten Aufnahmekörper AK. Im Schnitt gemäß 2b ist wiedergegeben, dass der reifenförmige Balg B mit einem Rand an der Oberseite eines Stempels S des unteren Aufnahmeelementes UA fixiert ist. Der zweite Rand des Balges B ist am oberen Ende, dem Boden des Aufnahmekörpers AK angebracht. Der so gebildete Innenraum des Balges B ist mit Luft gefüllt, so dass der vom Aufnahmekörper AK umfasste Balg B am oberen Endbereich des Stempels S abrollen kann. Erkennbar werden dadurch neben den axialen Kräften (Verkleinerung des Luftvolumens) auch radiale Kräfte übertragen.
2c gibt eine perspektivische Ansicht der einen zylinderförmigen Aufnahmekörper aufweisenden Luftfeder gemäß 2a, 2b wieder. Zusätzlich gibt ein Schnitt eine Innenansicht frei.
Die Luftfeder nach den 3a, 3b, 3c weist einen konischen Aufnahmekörper AK auf. Der von dem konischen Aufnahmekörper AK aufgenommene Balg B sitzt auf einer konischen Aufnahme KO des unteren Aufnahmeelements UA. Die beiden Ränder des reifenförmigen Balges B sind an der konischen Aufnahme KO des unteren Aufnahmeelementes UA fixiert. Der Balg B rollt somit in dem durch den Aufnahmekörper AK und die untere Aufnahme UA gebildeten Zwischenraum. In den 3a–3c ist die Luftfeder im belasteten Zustand in der untersten Position wiedergegeben. Der untere Rand des oberen Aufnahmekörpers AK liegt am unteren Aufnahmeelement UA an. Zusätzlich ist der Luftfeder in dieser Ausführung auch ein hydraulischer Dämpfer HD zugeordnet, der an dem oberen und dem unteren Aufnahmeelement OA, UA angelenkt ist.
3c gibt eine perspektivische Ansicht der einen konischen Aufnahmekörper AK aufweisenden Luftfeder gemäß 3a, 3b wieder. Zusätzlich gibt ein Schnitt eine Innenansicht frei.
Bezugszeichenliste

FK

Fahrerkabine

C

Chassis, Rahmen

LF

Luftfeder

OA

oberes Aufnahmeelement, zweites Aufnahmeelement

AK

Aufnahmekörper

UA

unteres Aufnahmeelement, erstes Aufnahmeelement

K

Kolben

S

Stempel

KO

Konus, Kegel

B

Balg

R

Ring

HD

hydraulischer Dämpfer

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 495442 A1 [0004]
DE 60317928 T2 [0005]
DE 4240449 C2 [0006]

Claims

Kabinenlagerung eines Kraftfahrzeuges, bestehend aus einer Fahrerkabine (FK), einem Chassis (C) oder einem sonstigen die Fahrerkabine tragenden Bauteil des Kraftfahrzeuges, wobei die Kabine (FK) über Luftfedern (LF) gegenüber dem Chassis (C) bzw. dem Bauteil gelagert ist, wobei die Luftfedern (LF) dazu ausgebildet sind, sowohl in axialer als auch radialer Richtung wirkende Kräfte aufzunehmen.
Kabinenlagerung nach Anspruch 1, wobei die Kabine (FK) ausschließlich über Luftfedern (LF) gegenüber dem Chassis (C) bzw. dem Bauteil gelagert ist.
Kabinenlagerung nach Anspruch 1 oder 2, wobei wenigstens eine der Luftfedern (LF) einen hydraulischen Dämpfer (HD) auf.
Kabinenlagerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die Luftfedern (LF) weisen hydraulische Dämpfer (HD) auf, die hydraulisch miteinander gekoppelt sind.
Kabinenlagerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die Luftfedern (LF) weisen hydraulische Dämpfer (HD) auf, deren Verhalten, deren Wirkung über zugeordnete Drosseln und Blasenspeicher einstellbar ist.