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Die Erfindung betrifft eine Fahrerkabinenaufhängung für Kraftfahrzeuge, insbesondere für Lastkraftwagen, Nutzfahrzeuge oder Zugmaschinen, vorzugsweise land- oder forstwirtschaftliche Zugmaschinen wie beispielsweise Traktoren.
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Die Fahrerkabinen von Lastkraftwagen, Nutzfahrzeugen oder Zugmaschinen, insbesondere land- oder forstwirtschaftliche Zugmaschinen, wie beispielsweise Traktoren, werden in der Regel hydraulisch oder mechanisch vom Rahmen des Fahrzeuges hinsichtlich Störfrequenzen oder Einflüssen aufgrund von Bodenunebenheiten weitestgehend abgeschirmt.
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In der
DE 43 21 152 A1 ist beispielsweise eine Federung für die Kabine eines landwirtschaftlichen Fahrzeuges offenbart. Dabei sind zwischen der Fahrerkabine und dem Rahmen zumindest zwei Stellglieder angeordnet. Die Stellglieder sind Hydraulikzylinder. Des Weiteren weist das Fahrzeug Sensoren zur Lageerkennung des Fahrzeuges beziehungsweise der Fahrerkabine auf, wobei auch eine Steuereinheit im Fahrzeug vorgesehen ist, die in Abhängigkeit der Lageerkennung die Stellglieder betätigt.
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In der
EP 1 645 494 B1 ist ebenfalls ein Nutz- oder Arbeitsfahrzeug mit einer Fahrerkabine offenbart, wobei die Fahrerkabine über mehrere Feder/Dämpfer-Elemente abgestützt wird.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine weiterentwickelte und verbesserte Fahrerkabinenaufhängung aufzuzeigen, so dass eine Fahrerkomforterhöhung erreicht wird.
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Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe werden die im Anspruch 1 angegebene Fahrerkabinenaufhängung sowie deren Verwendung in Anspruch 10 vorgeschlagen. Optionale vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich ganz oder teilweise aus den abhängigen Ansprüchen.
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Die erfindungsgemäße Fahrerkabinenaufhängung für Kraftfahrzeuge, insbesondere für Lastkraftwagen, Nutzfahrzeuge oder Zugmaschinen, vorzugsweise land- oder forstwirtschaftliche Zugmaschinen, wie beispielsweise Traktoren, zeichnet sich dadurch aus, dass die Fahrerkabinenaufhängung mindestens eine Stabilisierungseinheit umfasst. Die Stabilisierungseinheit weist einen mittig geteilten Torsionsstab mit zwei äußeren Endabschnitten und zwei zueinander ausgerichteten Enden auf. Das bedeutet, dass der Torsionsstab aus zwei Torsionsstabteilen besteht, wobei jedes Torsionsstabteil einen äußeren Endabschnitt sowie ein in einem Gehäuse befindliches Ende aufweist. Die beiden im Gehäuse befindlichen Enden sind zueinander ausgerichtet. Das heißt, dass die beiden Enden aufeinander zuweisend angeordnet sind. Dies bedeutet auch, dass die Torsionsachsen der beiden Torsionsstabteile an den beiden zueinander ausgerichteten Enden auf einer gemeinsamen Gerade liegen. Die äußeren Endabschnitte hingegen sind, bezogen auf die Torsionsachse, abgewinkelt. Des Weiteren sind im Bereich der zueinander ausgerichteten Enden im Gehäuse ein Elektromotor und ein Getriebe angeordnet. Der Elektromotor sowie das Getriebe sind dazu ausgebildet, die beiden zueinander ausgerichteten Enden gegeneinander zu verdrehen. Das heißt, die beiden Torsionsstabteile können tordiert werden.
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Die Fahrerkabine weist sechs Seiten, eine Unterseite, eine Oberseite und vier im Wesentlichen senkrechte Seiten, die zwei Querseiten, eine Vorderseite und eine Rückseite umfassen, auf. Die Stabilisierungseinheit ist vorzugsweise an der Unterseite einschließlich der Kanten der Unterseite der Fahrerkabine angeordnet, um die Bewegungen der Fahrerkabine auszuführen. Die Bezeichnung Seite schließt die Kanten der jeweiligen Seite mit ein. Es gibt eine Vielzahl an Anordnungsmöglichkeiten der Stabilisierungseinheit, vor allem der äußeren Endabschnitte des geteilten Torsionsstabs.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform ist eine Stabilisierungseinheit an einer Seite der Fahrerkabine befestigt und dazu ausgebildet, eine Kippbewegung um die Fahrtrichtungsachse oder eine Nickbewegung um die Querachse der Fahrerkabine zu realisieren. Beide äußeren Endabschnitte des geteilten Torsionsstabs sind an einer Seite der Fahrerkabine befestigt. Des Weiteren ist das Gehäuse der Stabilisierungseinheit an einem Rahmenteil des Kraftfahrzeugs, insbesondere Lastkraftwagens, Nutzfahrzeugs oder Zugmaschine befestigt. Dadurch kann eine Kipp- oder Nickbewegung der Fahrerkabine erreicht werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind zwei Stabilisierungseinheiten an zwei aneinander angrenzenden Seiten der Fahrerkabine derart angeordnet, dass eine Kippbewegung um die Fahrtrichtungsachse und eine Nickbewegung um die Querachse der Fahrerkabine ausführbar sind. Demnach sind die Stabilisierungseinheiten mit ihren Torsionsachsen zueinander im rechten Winkel angeordnet und jede Stabilisierungseinheit an einer anderen Seite der Fahrerkabine befestigt. Wenn allerdings die Stabilisierungseinheiten jeweils an einer Kante befestigt sind, ist es auch durchaus möglich, dass beide Stabilisierungseinheiten an der gleichen Seite hinsichtlich der vorherigen Definition von Seite, befestigt sind. Das Gehäuse ist wiederum an einem Rahmenteil des Kraftfahrzeugs, insbesondere Lastkraftwagen, Nutzfahrzeug oder Zugmaschine, befestigt. Dadurch kann die Fahrerkabine eine Kipp- und eine Nickbewegung ausführen.
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Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn eine Stabilisierungseinheit mindestens an einem äußeren Endabschnitt einen Hebelmechanismus aufweist, der so ausgebildet ist, dass eine Bewegung der Fahrerkabine in Richtung der Hochachse realisierbar ist. Dabei ist die Stabilisierungseinheit ebenfalls nur an einer Seite der Fahrerkabine befestigt. Beispielsweise können die Enden der Stabilisierungseinheit mit Hebelmechanismen an der Unterseite an gegenüberliegenden Seiten der Fahrerkabine angeordnet sein, wodurch eine Bewegung der gesamten Fahrerkabine in Richtung der Hochachse bewirkt wird. Hierfür ist an beiden äußeren Endabschnitten jeweils ein Hebelmechanismus vorgesehen. Bei einer Anordnung der Stabilisierungseinheit an einer senkrechten Seite, wie zum Beispiel Vorder-, Rück- oder Querseite, wird die Fahrerkabine nur an dieser Seite in Richtung der Hochachse bewegt. Hierfür würde auch ein Hebelmechanismus an einem äußeren Endabschnitt des geteilten Torsionsstabs ausreichen.
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Ferner ist es vorteilhaft, wenn zwei Stabilisierungseinheiten an der Fahrerkabine angeordnet sind, wobei eine Stabilisierungseinheit eine Kippbewegung um die Fahrtrichtungsachse oder eine Nickbewegung um die Querachse und die andere Stabilisierungseinheit eine Bewegung in Richtung der Hochachse ermöglicht.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind drei Stabilisierungseinheiten an der Fahrerkabine angeordnet, wobei zwei Stabilisierungseinheiten eine Kippbewegung um die Fahrtrichtungsachse und eine Nickbewegung um die Querachse ermöglichen und die dritte Stabilisierungseinheit die Bewegung in Richtung der Hochachse gewährleistet.
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Gemäß einer alternativen Gestaltung ist mindestens eine Stabilisierungseinheit mit einem äußeren Endabschnitt an einem Rahmenteil des Kraftfahrzeugs und mit dem anderen äußeren Endabschnitt an der Fahrerkabine befestigt. Vorzugsweise ist dabei das Gehäuse verdrehbar.
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Ferner ist es vorteilhaft, wenn eine Entkopplungseinheit im Gehäuse angeordnet ist, die auf die Kopplung der beiden zueinander ausgerichteten Enden Einfluss nimmt. Vorzugsweise sind die zwei Torsionsstabteile miteinander gekoppelt, solange Bewegungen der Fahrerkabine mittels der Stabilisierungseinheit erzeugt werden sollen. Die Entkopplungseinheit entkoppelt die Torsionsstabteile von dem Elektromotor, wenn beispielsweise das Kraftfahrzeug geradeaus fährt und nur Einflüsse durch kleine Fahrbahnunebenheiten auf die Fahrerkabine wirken. Die Entkopplungseinheit kann beispielweise als Elastomerentkopplung oder Klauenkupplung ausgebildet sein. Des Weiteren kann auch ein Steuergerät, das den Elektromotor ansteuert, in dem Gehäuse angeordnet sein. Das heißt, dass in dem Gehäuse die zwei zueinander ausgerichteten Enden des geteilten Torsionsstabs, ein Getriebe, ein Elektromotor, eine Entkopplungseinheit sowie ein Steuergerät vorhanden sind. Diese Gestaltung der Stabilitätseinheit bietet somit eine kompakte Bauform.
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Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn das Getriebe als Mehrstufen-Planetengetriebe ausgebildet ist.
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Die Fahrerkabinenaufhängung wird vor allem bei Lastkraftwagen, Nutzfahrzeugen oder Zugmaschinen, insbesondere land- oder forstwirtschaftliche Zugmaschinen wie Traktoren verwendet. Die aufgeführten Kraftfahrzeuge sind vor allem auch bei größeren Bodenunebenheiten in Betrieb oder arbeiten beispielsweise am Hang. Die Fahrerkabinenaufhängung gleicht diese Bodenunebenheiten aus, so dass der Fahrer in der Fahrerkabine den höchstmöglichen Komfort hat und seine waagrechte Sitzposition beibehält.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale, Merkmalskombinationen und Wirkungen auf der Basis der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter, beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung sowie aus den Zeichnungen. Diese zeigen in:
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1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Fahrerkabinenaufhängung mit Nickbewegung um die Querachse,
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2 eine zweite Ausführungsform einer Fahrerkabinenaufhängung mit Hebelmechanismus und Bewegung in Richtung der Hochachse,
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3 eine dritte Ausführungsform einer Fahrerkabinenaufhängung mit Kippbewegung um die Fahrtrichtungsachse und Nickbewegung um die Querachse,
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4 eine vierte Ausführungsform einer Fahrerkabinenaufhängung mit Nickbewegung um die Querachse und Bewegung in Richtung der Hochachse,
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5 eine fünfte Ausführungsform einer Fahrerkabinenaufhängung mit Nickund Kippbewegung und Bewegung in Richtung der Hochachse,
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6 eine sechste Ausführungsform einer Fahrerkabinenaufhängung mit Befestigung der Stabilisierungseinheit an einem Rahmenteil des Kraftfahrzeugs und an einer Seite der Fahrerkabine, so dass eine Kippbewegung entsteht,
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7 eine siebte Ausführungsform einer Fahrerkabinenaufhängung mit zwei parallel zueinander angeordneten Stabilisierungseinheiten, wobei beide an einem Rahmenteil des Kraftfahrzeugs und an einer Seite der Fahrerkabine befestigt sind,
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8 eine achte Ausführungsform einer Fahrerkabinenaufhängung mit drei Stabilisierungseinheiten, wobei alle an einem Rahmenteil und an einer Seite der Fahrerkabine befestigt sind,
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9 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Stabilisierungseinheit.
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In der 1 bis 8 sind verschiedene Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Fahrerkabinenaufhängung 1 dargestellt. Der in jeder Figur dargestellte Quader stellt die Fahrerkabine 2 schematisch vereinfacht dar. Die Fahrerkabine 2 weist eine Unterseite 3, eine Oberseite 4 sowie vier senkrechte Seiten, die als Vorderseite 5, Rückseite 6 sowie Querseiten 7 bezeichnet werden, auf. Des Weiteren ist in allen Figuren ein Koordinatensystem eingezeichnet, wobei x die Fahrtrichtungsachse, y die Querachse und z die Hochachse aufzeigt. Das Koordinatensystem ist frei beweglich und soll nur die Achsrichtungen andeuten. Des Weiteren sind alle möglichen Bewegungen mittels Pfeile angedeutet. In der 9 ist eine beispielhafte Stabilisierungseinheit 8 stark vereinfacht dargestellt.
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Gemäß 9 weist die Stabilisierungseinheit 8 einen mittig geteilten Torsionsstab 9, das heißt zwei Torsionsstabteile 9‘, 9‘‘, auf, die sich bei der Aktivierung der Stabilisierungseinheit 8 gegeneinander verdrehen. Die Torsionsstabteile 9‘, 9‘‘ weisen jeweils einen äußeren Endabschnitt 10 sowie ein an der anderen Stirnseite befindliches Ende 11 auf. Die beiden Enden 11 des geteilten Torsionsstabs 9 sind zueinander ausgerichtet, so dass deren beider Torsionsachsen 12 auf einer Geraden liegen. Die beiden äußeren Endabschnitte 10 des geteilten Torsionsstabs 9 sind bezogen auf die Torsionsachse 12 abgewinkelt. Die beiden zueinander ausgerichteten Enden 11 sind in einem Gehäuse 13 angeordnet. In diesem Gehäuse 13 sind des Weiteren ein Elektromotor 14, ein Getriebe 15, eine Entkopplungseinheit 16 sowie ein Steuergerät 17 angeordnet.
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In der 1 ist eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Fahrerkabinenaufhängung 1 dargestellt. Die Fahrerkabinenaufhängung 1 weist eine Stabilisierungseinheit 8 auf, die an der Unterseite 3, an der Kante zur Querseite 7 hin, mit den beiden äußeren Endabschnitten 10 befestigt ist. Das Gehäuse 13 der Stabilisierungseinheit 8 ist an einem Rahmenteil 18 eines Kraftfahrzeuges, das hier nicht dargestellt ist, befestigt. Auf der gegenüberliegenden Seite der Unterseite 3 der Stabilisierungseinheit 8 ist eine Lagerung 19 mittig, ebenfalls an der Kante zur Querseite 7 hin, angeordnet, so dass durch Verdrehen des geteilten Torsionsstabs 9 eine Nickbewegung um die Querachse y der Fahrerkabine erreicht wird. Die Lagerung 19 ist an einem festen Rahmenteil 18 befestigt und lagert die Fahrerkabine 2.
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In der 2 ist eine zweite Ausführungsform einer Fahrerkabinenaufhängung 1 dargestellt. Die Fahrerkabinenaufhängung 1 weist im Vergleich zu 1 einen Hebelmechanismus 20 auf, der an einem äußeren Endabschnitt 10 des geteilten Torsionsstabs 7 angeordnet ist. Der restliche Aufbau entspricht dem Aufbau aus 1. Dadurch wird statt einer Nickbewegung wie in 1 eine Bewegung in Richtung der Hochachse z erreicht.
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Die 3 stellt eine dritte Ausführungsform einer Fahrerkabinenaufhängung 1 dar. Dabei sind zwei Stabilisierungseinheiten 8 an der Fahrerkabine 2 befestigt. Die erste Stabilisierungseinheit 8 ist wie in 1 angeordnet. Die zweite Stabilisierungseinheit 8 ist an der Vorderseite 5, an der Kante zur Unterseite 3 hin, mit beiden äußeren Endabschnitten 10 befestigt. Das Gehäuse 13 der zweiten Stabilisierungseinheit 8 ist ebenfalls wie die erste Stabilisierungseinheit 8 an einem Rahmenteil 18 eines hier nicht dargestellten Kraftfahrzeuges befestigt. Aufgrund dieser Anordnung kann die Fahrerkabine 2 eine Nickbewegung um die Querachse y und eine Kippbewegung um die Fahrtrichtungsachse x durchführen. Das heißt, die effektive Kippachse liegt in einer von den Achsen x und y aufgespannten Ebene.
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In der 4 ist eine weitere Ausführungsform einer Fahrerkabinenaufhängung 1 dargestellt, die zwei Stabilisierungseinheiten 8 aufweist. Die erste Stabilisierungseinheit 8 ist wie die Stabilisierungseinheit 8 aus 1 an der Fahrerkabine 2 angeordnet. Die zweite Stabilisierungseinheit 8 weist an beiden äußeren Endabschnitten 10 des geteilten Torsionsstabs 7 einen Hebelmechanismus 20 auf. Die Stabilisierungseinheit 8 ist mittig an der Unterseite 3 der Fahrerkabine 2, an den Kanten zu den beiden Querseiten 7 hin, mit der Fahrerkabine 2 gekoppelt. Das Gehäuse 13 der zweiten Stabilisierungseinheit 8 ist ebenfalls an einem Rahmenteil 18 eines hier nicht dargestellten Kraftfahrzeuges befestigt. Dadurch wird neben der Nickbewegung um die Querachse y durch die erste Stabilisierungseinheit 8 eine Bewegung in Richtung der Hochachse z realisiert.
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Die Ausführungsform in 5 weist drei Stabilisierungseinheiten 8 auf und kombiniert die Ausführungsformen aus 3 und 4. Dadurch werden eine Kippbewegung um die Fahrtrichtungsachse x, eine Nickbewegung um die Querachse y sowie eine Bewegung in Richtung der Hochachse z ermöglicht.
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In der 6 ist eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Fahrerkabinenaufhängung dargestellt. Diese Ausführungsform weist eine Stabilisierungseinheit 8 sowie zwei Lagerungen 19 auf. Die Stabilisierungseinheit 8 ist mittig zu den Querseiten 7 und in Richtung Querachse y, bezogen auf die Torsionsachsen 12 der Torsionsstabteile 9‘, 9‘‘, ausgerichtet sowie an der Unterseite 3 der Fahrerkabine 2 angeordnet. Dabei ist ein äußerer Endabschnitt 10 des geteilten Torsionsstabs 9 mit einem Hebelmechanismus 20 an einem Rahmenteil 18 und der andere äußere Endabschnitt 10 an der Fahrerkabine befestigt. Das Gehäuse 13 kann sich des Weiteren verdrehen. Mittels dieser Anordnung kann eine Kippbewegung um eine parallel zur eingezeichneten Fahrtrichtungsachse x erreicht werden.
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Die erfindungsgemäße Ausführungsform in 7 weist zwei parallel an der Unterseite 3 der Fahrerkabine 2 in Richtung der Querachse y ausgerichtete Stabilisierungseinheiten 8 auf. Die Stabilisierungseinheiten 8 sind jeweils mit einem äußeren Endabschnitt 10 an der Unterseite 3 der Fahrerkabine 2 und mit dem anderen äußeren Endabschnitt 10 mit einem Hebelmechanismus 20 an einem Rahmenteil 18 des hier nicht dargestellten Kraftfahrzeuges befestigt. Auf der Querachse y ist des Weiteren am Rand der Unterseite 3 zur Querseite 7 hin eine Lagerung 19 angeordnet. Durch diese Anordnung der Stabilisierungseinheiten 8 sowie der Lagerung 19 kann eine Bewegung in Richtung der Hochachse z sowie Nickbewegungen um die Querachse y erzielt werden. Wenn die näher zur Rückseite 6 angeordnete Stabilisierungseinheit 8 aktiviert wird, dann neigt sich die Fahrerkabine 2 nach vorne in Fahrtrichtung. Wenn die von der Rückseite 6 weiter entfernt angeordnete Stabilisierungseinheit 8 aktiviert wird, dann neigt sich die Fahrerkabine 2 nach hinten. Wenn beide Stabilisierungseinheiten 8 gleichzeitig aktiviert werden und eine gleiche Bewegung durchführen, dann wird die Fahrerkabine 2 an der Querseite 7, an der die Stabilisierungseinheiten 8 angeordnet sind, in Richtung der Hochachse z bewegt.
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In 8 ist eine weitere Ausführungsform der Fahrerkabinenaufhängung 1 dargestellt. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der Ausführungsform aus 7 so, dass eine weitere Stabilisierungseinheit 8 an der Unterseite 4 der Fahrerkabine 2 angeordnet ist. Die somit dritte Stabilisierungseinheit 8 ist an der Stelle der Lagerung 19 aus 7 angeordnet. Das heißt, dass die Stabilisierungseinheit 8 in Richtung der Querachse y ausgerichtet ist und am Rand der Unterseite 3 zur Querseite 7 hin angeordnet ist, wobei die Torsionsachsen 12 aller Stabilisierungseinheiten 8 in die gleiche Richtung verlaufen. Ein äußerer Endabschnitt 10 des geteilten Torsionsstabs 9 ist ebenfalls an der Fahrerkabine 2 befestigt. Der andere äußere Endabschnitt 10 ist an einer Lagerung 19 befestigt, die wiederum mit einem Rahmenteil 18 eines hier nicht dargestellten Kraftfahrzeuges verbunden ist. Dadurch werden Nickbewegungen um die Querachse y sowie Bewegungen in Richtung der Hochachse z erzielt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrerkabinenaufhängung
- 2
- Fahrerkabine
- 3
- Unterseite der Fahrerkabine
- 4
- Oberseite der Fahrerkabine
- 5
- Vorderseite der Fahrerkabine
- 6
- Rückseite der Fahrerkabine
- 7
- Querseite der Fahrerkabine
- 8
- Stabilisierungseinheit
- 9
- Geteilter Torsionsstab
- 9‘
- erstes Torsionsstabteil
- 9‘‘
- zweites Torsionsstabteil
- 10
- äußerer Endabschnitt
- 11
- Ende
- 12
- Torsionsachse
- 13
- Gehäuse
- 14
- Elektromotor
- 15
- Getriebe
- 16
- Entkopplungseinheit
- 17
- Steuergerät
- 18
- Rahmenteil des Kraftfahrzeugs
- 19
- Lagerung
- 20
- Hebelmechanismus
- x
- Fahrtrichtungsachse
- y
- Querachse
- z
- Hochachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4321152 A1 [0003]
- EP 1645494 B1 [0004]
