DE102016223092A1 - Cab stabilizer - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung schlägt einen Fahrerhausstabilisator (2) mit einer sich in einer Fahrzeugquerrichtung (y) erstreckenden Drehstabfeder (3) vor, deren beide Endbereiche (4, 5) jeweils starr mit einem sich zumindest im Wesentlichen in einer Fahrzeuglängsrichtung (x) erstreckenden Hebel (6, 7) verbunden sind. Die starre Verbindung zwischen dem Hebel (6, 7) und der Drehstabfeder (3) ist jeweils lösbar ausgebildet, um im Wartungsfall eine einfache Demontage der Drehstabfeder (3) zu ermöglichen. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die starren Verbindungen zwischen den Hebeln (6, 7) und der Drehstabfeder (3) jeweils als eine mittelbare Verbindung unter Zwischenschaltung eines Anschlussteils (24, 25) ausgebildet sind.The invention proposes a cab stabilizer (2) with a torsion bar spring (3) extending in a vehicle transverse direction (y), whose two end regions (4, 5) are each rigidly connected to a lever (6) extending at least substantially in a vehicle longitudinal direction (x) , 7) are connected. The rigid connection between the lever (6, 7) and the torsion bar spring (3) is in each case releasably designed to allow for easy disassembly of the torsion bar spring (3). The invention is characterized in that the rigid connections between the levers (6, 7) and the torsion bar spring (3) in each case as an indirect connection with the interposition of a connection part (24, 25) are formed.
Description
Die Erfindung betrifft einen Fahrerhausstabilisator gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a cab stabilizer according to the preamble of
Fahrerhausstabilisatoren, beispielsweise zur Wankstabilisierung eines Nutzfahrzeugfahrerhauses, sind aus dem Stand der Technik bekannt. In der
Durch das Unterteilen der Wandung in jeweils einen dem Hebel zugeordneten und einen separaten Wandungsabschnitt ist es nach einem Lösen der Schrauben möglich, die Drehstabfeder aus den Lageraugen herauszunehmen. Bei einem derart ausgebildeten Fahrerhausstabilisator können somit die Drehstabfeder und die Hebel voneinander getrennt werden, so dass im Wartungsfall nicht der gesamte Fahrerhausstabilisator demontiert werden muss, um beispielsweise an einen Kühler des Nutzfahrzeugs zu gelangen. Die zuvor beschriebene Verbindung der Enden der Drehstabfeder mit dem jeweils zugordneten Hebel soll einerseits möglichst stabil und andererseits zugleich lösbar sein. Da die beiden vorgenannten Forderungen nur bedingt vereinbar sind, stellt die aus dem Stand der Technik bekannte Lösung einen Kompromiss dar.By dividing the wall in each case one lever associated with the separate wall portion and it is possible after loosening the screws to take out the torsion bar spring from the bearing eyes. With a cab stabilizer designed in this way, the torsion bar spring and the levers can thus be separated from one another, so that in the case of maintenance the entire cab stabilizer does not have to be dismantled in order, for example, to reach a radiator of the commercial vehicle. The above-described connection of the ends of the torsion bar spring with the respective zugeordneten lever on the one hand as stable as possible and on the other hand at the same time be releasable. Since the two aforementioned requirements are only conditionally compatible, the solution known from the prior art represents a compromise.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen stabilen Fahrerhausstabilisator bereitzustellen, dessen Drehstabfeder mit wenig Aufwand demontiert und wieder montiert werden kann.The object of the invention is to provide a stable cab stabilizer whose torsion bar can be dismantled and reassembled with little effort.
Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung gelöst durch einen Fahrwerkstabilisator mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1.This object is achieved according to the present invention by a chassis stabilizer having the features of
Bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den Zeichnungsfiguren.Preferred embodiments and further developments are the subject of the dependent claims. Further features and details of the invention will become apparent from the description and the drawing figures.
Die Erfindung sieht demnach einen Fahrerhausstabilisator mit einer sich in einer Fahrzeugquerrichtung erstreckenden Drehstabfeder vor, deren beide Endbereiche jeweils starr mit einem sich zumindest im Wesentlichen in einer Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden Hebel verbunden sind, wobei die starre Verbindung zwischen dem Hebel und der Drehstabfeder jeweils lösbar ausgebildet ist, um im Wartungsfall eine einfache Demontage der Drehstabfeder zu ermöglichen. Erfindungsgemäß sind die starren Verbindungen zwischen den Hebeln und der Drehstabfeder jeweils als eine mittelbare Verbindung unter Zwischenschaltung eines Anschlussteils ausgebildet.The invention accordingly provides a cab stabilizer with a torsion bar spring extending in a vehicle transverse direction, the two end regions of which are each rigidly connected to a lever extending at least substantially in a vehicle longitudinal direction, the rigid connection between the lever and the torsion bar spring being respectively detachable, to allow for easy disassembly of the torsion bar in case of maintenance. According to the invention, the rigid connections between the levers and the torsion bar spring are each formed as an indirect connection with the interposition of a connection part.
Die Anschlussteile sind dabei insbesondere starr an die beiden Endbereiche der Drehstabfeder angebunden, wobei diese starre Anbindung jeweils unlösbar, beispielsweise als eine umlaufende Schweißverbindung, oder lösbar ausgebildet sein kann. Die starre Anbindung bleibt bevorzugt auch bei einer Demontage der Drehstabfeder im Wartungsfall erhalten. Daher kann bei der konstruktiven Auslegung der starren Anbindung der Anschlussteile an die beiden Endbereiche der Drehstabfeder der Fokus auf eine möglichst stabile Ausführung gelegt werden. Insbesondere umgreifen die Anschlussteile die Endbereiche der Drehstabfeder jeweils vollständig, um an diesen Stellen eine besonders stabile Verbindung zu erreichen. Durch die Zwischenschaltung der Anschlussteile können die Stellen, an denen die lösbaren Verbindungen zwischen der Drehstabfeder und den Hebeln realisiert werden sollen, in hierfür besonders geeignete Bereiche des Fahrerhausstabilisators gelegt werden. The connection parts are in particular rigidly connected to the two end regions of the torsion bar, wherein this rigid connection in each case inextricably, for example, as a circumferential weld, or can be detachable. The rigid connection is preferably maintained even with a disassembly of the torsion bar in case of maintenance. Therefore, in the structural design of the rigid connection of the connecting parts to the two end regions of the torsion bar spring, the focus can be placed on the most stable design possible. In particular, the connecting parts completely surround the end regions of the torsion bar spring, in order to achieve a particularly stable connection at these points. Through the interposition of the connecting parts, the points at which the detachable connections between the torsion bar spring and the levers are to be realized, in this particularly suitable areas of the cab stabilizer can be placed.
Die Drehstabfeder und die starr an deren Endbereiche angebundenen Anschlussteile sind Bestandteil einer Unterzusammenbaueinheit, die im Wartungsfall von dem Fahrerhausstabilisator gelöst werden kann, um beispielsweise mit geringem Aufwand an einen Kühler eines Nutzfahrzeugs zu gelangen oder diesen auszutauschen. Die Anschlussteile sind bevorzugt an die Außenoberfläche der Hebel angebunden, um die vorgenannte Unterzusammenbaueinheit auf einfache Weise von den Hebeln trennen zu können. Im Gegensatz zu Ausgestaltungen bei denen die Endbereiche der Drehstabfeder in formkorrespondierende Ausnehmungen der Hebel aufgenommen werden, wird bei dieser Ausführung ein aufwendiges Ausfädeln der Drehstabfeder bei der Demontage und ein anschließendes Wiedereinfädeln im Rahmen der Montage vermieden.The torsion bar spring and the connecting parts which are rigidly connected to their end regions are part of a sub-assembly unit which can be detached from the cab stabilizer in the event of maintenance in order, for example, to reach or replace a radiator of a commercial vehicle with little effort. The connection parts are preferably connected to the outer surface of the levers in order to be able to separate the aforementioned sub-assembly unit from the levers in a simple manner. In contrast to embodiments in which the end portions of the torsion bar spring are received in form-corresponding recesses of the lever, a complex unthreading of the torsion bar during disassembly and a subsequent re-threading is avoided in the context of assembly in this embodiment.
Der Fahrerhausstabilisator ist vorliegend als ein Federelement in einer Fahrerhauslagerung eines Nutzfahrzeuges zu verstehen, wobei der Fahrerhausstabilisator vorzugsweise als ein Wankstabilisator ausgebildet ist, der einem Wanken des Fahrerhauses, also einer Drehbewegung des Fahrerhauses um eine Längsachse des Nutzfahrzeugs, entgegenwirkt und so zur Verbesserung des Fahrkomforts für einen Fahrer des Nutzfahrzeugs beiträgt. Der Fahrerhausstabilisator kann alternativ auch als Nickstabilisator ausgebildet sein, der einem Nicken des Fahrerhauses, also einer Drehbewegung des Fahrerhauses um eine Querachse des Nutzfahrzeugs, entgegenwirkt. Unter einer starren Verbindung ist vorliegend eine Verbindung zwischen zwei Teilen zu verstehen, die zwar prinzipiell getrennt werden kann, beispielsweise durch ein Lösen von Schrauben oder Zerstören einer stoffschlüssigen Verbindung, deren beide Teile sich bei bestimmungsgemäßer Verwendung allerdings nicht relativ zueinander bewegen können. Unter einem Nutzfahrzeug ist im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ein vorzugsweise angetriebenes Fahrzeug zu verstehen, welches nach seiner Bauart und Einrichtung zum Transport von Gütern, zum Ziehen von Anhängern oder zum Ernten land- oder forstwirtschaftlicher Erzeugnisse bestimmt ist.The cab stabilizer is present as a spring element in a cab suspension to understand a commercial vehicle, wherein the cab stabilizer is preferably designed as a roll stabilizer, which counteracts a roll of the cab, ie a rotational movement of the cab about a longitudinal axis of the commercial vehicle, and thus contributes to improving the ride comfort for a driver of the commercial vehicle. The cab stabilizer may alternatively be designed as a pitch stabilizer, which counteracts a pitching of the driver's cab, that is to say a rotational movement of the driver's cab about a transverse axis of the commercial vehicle. Under a rigid connection in the present case is to be understood a connection between two parts, which may in principle be separated, for example by loosening screws or destroying a cohesive connection, the two parts, however, can not move relative to each other when used as intended. Under a commercial vehicle is in the context of the present invention, a preferably powered vehicle to understand, which is determined by its design and device for transporting goods, for pulling trailers or for harvesting agricultural or forestry products.
Der Fahrerhausstabilisator weist insbesondere genau eine Drehstabfeder auf, die vorzugsweise torsionsweich und biegesteif ausgebildet ist und aus Vollmaterial bestehen kann. Bevorzugt ist die Drehstabfeder aber als Rohr, insbesondere als gerades Rohr, ausgebildet, um Gewicht einzusparen. Die Drehstabfeder kann einstückig oder geteilt ausgebildet sein. Eine geteilte Ausführung kann beispielsweise verwendet werden, um eine aktive Wankstabilisierung des Fahrerhausstabilisators zu realisieren. Die Endbereiche der Drehstabfeder sind vorzugsweise aufgeweitet, wobei in die aufgeweiteten Endbereiche bevorzugt jeweils ausfüllend ein Pressstopfen eingesetzt ist. Wenn die Anschlussteile die Endbereiche der Drehstabfeder vollständig umgreifen, üben die in die Endbereiche eingetriebenen Pressstopfen indirekt Presskräfte auf die Anschlussteile aus, insbesondere auf Wandungen von Innenbohrungen der Anschlussteile. Die Presskräfte verleihen der starren Anbindung der Anschlussteile an die beiden Endbereiche der Drehstabfeder jeweils eine hohe Stabilität. Zugleich verhindern die von den Pressstopfen in die starren Verbindungen eingebrachten Presskräfte im Fahrbetrieb eine unerwünschte Verformung der Endbereiche der Drehstabfeder. Die Innenbohrungen sind bei dieser Ausführungsform insbesondere ebenso wie die formkorrespondierenden Endbereiche der Drehstabfeder unrund ausgebildet. Bevorzugt sitzen die Pressstopfen vollständig und im Wesentlichen bündig in den Endbereichen der rohrförmigen Drehstabfeder. Die Pressstopfen weisen insbesondere keine Lagerbereiche oder Aufnahmen für Lager auf, mittels welchen die Drehstabfeder beispielsweise an einem Fahrzeugrahmen oder an einem Fahrerhaus lagerbar ist. Die Drehstabfeder besteht bevorzugt aus Metall, insbesondere aus Stahl oder Federstahl. Ferner sind die Hebel bevorzugt aus Metall gebildet, insbesondere aus Aluminium oder aus einem Eisenwerkstoff. Vorzugsweise sind die Hebel massiv ausgeführt und bestehen aus einem Gusswerkstoff, wie beispielsweise einer Aluminiumgusslegierung, aus Stahlguss oder aus Kugelgraphitguss. Die unrunden Konturen der Endbereiche der Drehstabfeder sowie der dazu formkorrespondierenden Innenbohrungen der Anschlussteile bilden bevorzugt jeweils eine polygonale Kontur, beispielsweise eine dreieckige Kontur. Die Ecken der polygonalen Konturen sind dabei vorzugsweise abgerundet. Ferner können die Seiten der polygonalen Konturen beispielsweise gekrümmt verlaufen. Alternativ können die unrunden Konturen aber auch jeweils durch eine ovale Kontur gebildet sein.The cab stabilizer has in particular exactly one torsion bar spring, which is preferably formed torsionally soft and rigid and can be made of solid material. Preferably, however, the torsion bar spring is designed as a tube, in particular as a straight tube, in order to save weight. The torsion bar spring may be formed in one piece or divided. For example, a split design may be used to realize active roll stabilization of the cab stabilizer. The end portions of the torsion bar spring are preferably expanded, wherein in the expanded end portions preferably each filling a press-fit plug is inserted. When the connecting parts completely surround the end regions of the torsion spring, the pressing plugs driven into the end regions indirectly exert pressing forces on the connecting parts, in particular on the walls of the inner bores of the connecting parts. The pressing forces give the rigid connection of the connecting parts to the two end portions of the torsion bar each high stability. At the same time, the pressing forces introduced by the pressing plugs into the rigid connections during driving prevent undesired deformation of the end regions of the torsion bar spring. The inner bores are in this embodiment, in particular, as well as the shape corresponding end portions of the torsion spring out of round. Preferably, the pressing plugs are seated completely and substantially flush in the end regions of the tubular torsion bar spring. The pressing plugs have, in particular, no bearing areas or receptacles for bearings, by means of which the torsion bar spring can be stored, for example, on a vehicle frame or on a driver's cab. The torsion bar preferably consists of metal, in particular steel or spring steel. Furthermore, the levers are preferably formed of metal, in particular of aluminum or of a ferrous material. Preferably, the levers are solid and made of a cast material, such as a cast aluminum alloy, cast steel or nodular cast iron. The non-circular contours of the end regions of the torsion bar spring as well as of the corresponding inner bores of the connecting parts preferably each form a polygonal contour, for example a triangular contour. The corners of the polygonal contours are preferably rounded. Further, the sides of the polygonal contours may, for example, be curved. Alternatively, however, the non-round contours can also be formed in each case by an oval contour.
Vorteilhaft weisen die Hebel Kontaktbereiche zu den Anschlussteilen auf und die Anschlussteile wiederum Kontaktbereiche zu den Hebeln, wobei die zugeordneten Kontaktbereiche jeweils konturiert ausgebildet sind. Die Kontaktbereiche der Hebel sind dabei jeweils Teil der Außenoberfläche der Hebel. Bevorzugt sind die Kontaktbereiche beabstandet zu der Drehstabfeder angeordnet. Untersuchungen der Anmelderin nach der Finite-Elemente-Methode (FEM) haben gezeigt, dass ebene Kontaktbereiche zwischen den Hebeln und den Anschlussteilen im Fahrbetrieb, beispielsweise bei Kurvenfahrt, bei einem Durchfahren eines Schlaglochs oder bei einem Auffahren auf einen Bordstein, dazu neigen, bereichsweise voneinander abzuheben. Insbesondere ist ein solches Abheben in den Teilbereichen der Kontaktbereiche zu beobachten, die der Fahrzeugmitte zugewandt sind. Dagegen tritt in den nach fahrzeugaußen gewandten Teilbereichen durch das fahrzeuginnenseitige Abheben der Kontaktbereiche eine unzulässig hohe Flächenpressung auf. Ein solches Kippen oder Verkanten der Kontaktbereiche, das mit einem vollflächigen Anliegen der Kontaktbereiche abwechselt, kann während des Fahrbetriebs zu einem unerwünschten Lockern von Schrauben führen, mit denen die Kontaktbereiche gegeneinander gedrückt werden. Dies kann im ungünstigsten Fall zu einer Unwirksamkeit des Fahrerhausstabilisators und/oder einem Separieren von Einzelteilen desselben führen. Durch das Kippen oder Verkanten der Kontaktbereiche hervorgerufene unzulässig hohe Flächenpressungen können darüber hinaus zu Schädigungen in den Oberflächen der betroffenen Teilbereiche der Kontaktbereiche führen. Bauraumbedingt kann in der Umgebung der Kontaktbereiche lediglich eine begrenzte Anzahl von Schrauben vorgesehen werden, um einem solchen teilweisen Abheben der Kontaktbereiche, verbunden mit dem zuvor beschriebenen Kippen oder Verkanten derselben entgegenzuwirken.Advantageously, the levers have contact areas with the connection parts and the connection parts in turn have contact areas with the levers, wherein the assigned contact areas are each contoured. The contact areas of the levers are each part of the outer surface of the lever. Preferably, the contact areas are arranged spaced from the torsion bar spring. Investigations by the applicant according to the finite element method (FEM) have shown that planar contact areas between the levers and the connecting parts when driving, for example when cornering, when driving through a pothole or when driving onto a curb, tend, in some areas from each other withdraw. In particular, such a lifting is observed in the subregions of the contact areas which face the vehicle center. In contrast, an inadmissibly high surface pressure occurs in the vehicle exterior facing partial areas by the vehicle inside lifting the contact areas. Such tilting or tilting of the contact areas, which alternates with a full-surface concerns of the contact areas, while driving can lead to an unwanted loosening of screws, with which the contact areas are pressed against each other. In the worst case, this can lead to inefficiency of the cab stabilizer and / or separation of individual parts thereof. In addition, impermissibly high surface pressures caused by the tilting or tilting of the contact areas can lead to damage in the surfaces of the affected partial areas of the contact areas. Due to the lack of space, only a limited number of screws can be provided in the vicinity of the contact areas in order to counteract such a partial lifting of the contact areas, associated with the above-described tilting or tilting thereof.
Weitere FEM-Untersuchungen haben gezeigt, dass das unerwünschte Kippen oder Verkanten der Kontaktbereiche durch eine konturierte Ausbildung derselben unterbunden oder zumindest verringert werden kann. Mit einer konturierten Ausbildung ist im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung gemeint, dass die Kontaktbereiche jeweils zumindest teilweise eine von einer ebenen Planfläche abweichende Erstreckung aufweisen und dass von zwei einander zugeordneten Kontaktbereichen einer zumindest einen konkav ausgebildeten Konturbereich und der andere einen formkorrespondierenden konvexen Konturbereich aufweist. Durch die Konturierung wird somit erreicht, dass ein Verschieben der jeweils zugeordneten Kontaktbereiche gegeneinander durch einen formschlüssig wirkenden Anteil der Konturierung unterbunden wird. Die jeweils zugeordneten Kontaktbereiche können teilweise oder vollständig formkorrespondierend ausgebildet sein. Further FEM investigations have shown that the undesired tilting or tilting of the contact areas can be prevented or at least reduced by a contoured configuration of the same. In the context of the present invention, a contoured design means that the contact regions each have at least partially an extension deviating from a flat planar surface and that of two mutually associated contact regions, one has at least one concave contour region and the other has a shape-corresponding convex contour region. By contouring is thus achieved that a displacement of the respective associated contact areas against each other is prevented by a form-fitting acting portion of the contouring. The respective associated contact areas may be formed partially or completely formcorresponding.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung sind die Kontaktbereiche jeweils symmetrisch in Bezug auf eine sich senkrecht zu einer Längsmittelachse der Drehstabfeder erstreckende Teilsymmetrieebene ausgebildet. Die Teilsymmetrieebene erstreckt sich dabei jeweils senkrecht zu einer Ebene, die durch die Fahrzeuglängsrichtung und die Fahrzeugquerrichtung aufgespannt wird. Im Rahmen der vorgenannten FEM-Untersuchungen konnten mit einer derartig angeordneten Teilsymmetrieebene die Anforderungen an die starren Verbindungen zwischen den Hebeln und der Drehstabfeder erfüllt werden. Durch die symmetrische Ausbildung der konturierten Kontaktbereiche ist jeweils innerhalb zugeordneter, zumindest teilweise formkorrespondierend ausgebildeter Kontaktbereiche, die beispielsweise bei Wankbewegungen des Fahrerhauses zusammenwirken, eine Stützwirkung gegeben. Durch diese Stützwirkung wird einem Kippen oder Verkanten der Kontaktbereiche im Fahrbetrieb entgegenwirkt.In an advantageous embodiment of the invention, the contact areas are each formed symmetrically with respect to a perpendicular to a longitudinal central axis of the torsion bar extending part of the plane of symmetry. The partial symmetry plane extends in each case perpendicular to a plane which is spanned by the vehicle longitudinal direction and the vehicle transverse direction. Within the scope of the abovementioned FEM investigations, the requirements for the rigid connections between the levers and the torsion bar spring could be met with a partial symmetry plane arranged in this way. Due to the symmetrical design of the contoured contact areas, a support effect is provided within associated, at least partially form-correspondingly formed contact areas, which cooperate, for example, during roll movements of the driver's cab. This supporting action counteracts tilting or tilting of the contact areas during driving operation.
Zweckmäßig ist die Längserstreckung der Kontaktbereiche in einer Fahrzeughochrichtung größer als senkrecht dazu. Die Fahrzeughochrichtung erstreckt sich dabei senkrecht zu der Fahrzeuglängsrichtung und zugleich senkrecht zu der Fahrzeugquerrichtung. Diese Ausgestaltung ist an die allgemein übliche Ausführung der Hebel mit zumindest im Wesentlichen rechteckigem Querschnitt mit sich in der Fahrzeughochrichtung erstreckenden Längsseiten angepasst.Suitably, the longitudinal extent of the contact areas in a vehicle vertical direction is greater than perpendicular to it. The vehicle vertical direction extends perpendicular to the vehicle longitudinal direction and at the same time perpendicular to the vehicle transverse direction. This embodiment is adapted to the general standard design of the lever with at least substantially rectangular cross section with extending in the vehicle vertical direction longitudinal sides.
Vorteilhaft erstrecken sich die Teilsymmetrieebenen symmetrisch zu einer Fahrzeugsymmetrieebene. Dies gilt insbesondere für den nicht ausgelenkten, entspannten Zustand des Fahrerhausstabilisators. Die Fahrzeugsymmetrieebene erstreckt sich dabei senkrecht zu der Längsmittelachse der Drehstabfeder und verläuft zugleich durch den Mittelpunkt der Längsmittelachse. Dabei weist die Längsmittelachse der Drehstabfeder die gleiche Länge auf wie die Drehstabfeder selbst, weshalb der Mittelpunkt der Längsmittelachse zugleich in der Mitte der Drehstabfeder liegt. Der Fahrerhausstabilisator ist vorzugsweise derart in das Nutzfahrzeug eingebaut, dass sich die Drehstabfeder in der Fahrzeugquerrichtung erstreckt und der Mittelpunkt von deren Längsmittelachse bei Betrachtung in der Fahrzeugquerrichtung zumindest im Wesentlichen in der Fahrzeugmitte angeordnet ist. Im Einbauzustand im Nutzfahrzeug wird die Fahrzeugsymmetrieebene durch die Fahrzeughochrichtung und die Fahrzeuglängsrichtung aufgespannt und verläuft zugleich durch die Fahrzeugmitte. Durch die zuvor beschriebene Anordnung der Teilsymmetrieebenen wird der Erkenntnis Rechnung getragen, dass die Hebel während des Fahrbetriebs bei Wankbewegungen des Fahrerhauses in der Fahrzeughochrichtung in entgegengesetzten Richtungen um gleiche Beträge ausgelenkt werden. Ein mittelbar an die Drehstabfeder angebundenes Hebelende wird demzufolge nach oben in Fahrzeughochrichtung und das andere nach unten ausgelenkt, wobei die Drehstabfeder selbst zumindest im Wesentlichen eine Schwenkbewegung um den Mittelpunkt ihrer Längsmittelachse vollführt.Advantageously, the partial symmetry planes extend symmetrically to a vehicle symmetry plane. This applies in particular to the undeflected, relaxed state of the cab stabilizer. The vehicle symmetry plane extends perpendicular to the longitudinal center axis of the torsion bar spring and at the same time runs through the center of the longitudinal central axis. In this case, the longitudinal center axis of the torsion bar spring has the same length as the torsion bar spring itself, which is why the center of the longitudinal center axis is at the same time in the middle of the torsion bar spring. The cab stabilizer is preferably installed in the commercial vehicle in such a way that the torsion bar spring extends in the vehicle transverse direction and the center of its longitudinal center axis is arranged at least substantially in the center of the vehicle when viewed in the vehicle transverse direction. In the installed state in the commercial vehicle, the vehicle symmetry plane is spanned by the vehicle vertical direction and the vehicle longitudinal direction and at the same time runs through the vehicle center. By the arrangement of the sub-symmetry planes described above, the knowledge is taken into account that the levers are deflected in the same direction during driving during rolling movements of the cab in the vehicle vertical direction in opposite directions. An indirectly connected to the torsion bar spring lever end is thus deflected upward in the vehicle vertical direction and the other down, the torsion bar itself at least substantially performs a pivotal movement about the center of its longitudinal central axis.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Kontaktbereiche jeweils eine Mehrzahl von Kontaktflächen aufweisen. Mit Kontaktflächen sind in diesem Zusammenhang die Flächen gemeint, mit denen die Anschlussteile die jeweils zugeordneten Hebel unmittelbar berühren. Die Kontaktbereiche können grundsätzlich als Freiformflächen ausgebildet sein, also als Flächen, die sich nicht durch einfache Regelgeometrien darstellen lassen und somit beliebige, auch hochkomplexe Strukturen annehmen können. Derartige Freiformflächen sind allerdings aufwendig in der Herstellung, weil sie in der Regel durch eine dreidimensionale Bearbeitung erzeugt werden müssen, beispielsweise durch 3D-Fräsen. Kostengünstiger ist es daher, wenn die Kontaktbereiche eine Mehrzahl von Kontaktflächen aufweisen, wobei die einzelnen Kontaktflächen vorzugsweise als Regelgeometrieflächen ausgeführt sind.Furthermore, it is advantageous if the contact regions each have a plurality of contact surfaces. With contact surfaces in this context, the surfaces are meant by which the connecting parts directly touch the associated lever. The contact areas can basically be configured as free-form surfaces, that is, as areas which can not be represented by simple control geometries and thus can assume any, even highly complex, structures. However, such free-form surfaces are expensive to manufacture because they usually have to be produced by a three-dimensional machining, for example by 3D milling. It is therefore cheaper if the contact areas have a plurality of contact surfaces, wherein the individual contact surfaces are preferably designed as Regelgeometrieflächen.
Bevorzugt sind die Kontaktflächen eines Kontaktbereichs zumindest teilweise in sich eben ausgebildet. Ebene Kontaktflächen sind Regelgeometrieflächen, die sich kostengünstig herstellen lassen, beispielsweise spanend durch 2D-Fräsen.Preferably, the contact surfaces of a contact region are at least partially planar in itself. Level contact surfaces are rule geometry surfaces that can be produced inexpensively, for example by machining using 2D milling.
Besonders bevorzugt sind jeweils zumindest zwei der Kontaktflächen eines Kontaktbereichs durch eine Freifläche verbunden. Im Bereich der Freiflächen liegen die Kontaktbereiche frei, d. h. sie weisen einen Abstand zueinander auf, beispielsweise einen parallelen Abstand, um beispielsweise im Zuge eines Verschraubens ein Verspannen der jeweils zugeordneten Kontaktbereiche gegeneinander zu ermöglichen. Ein solches Verspannen wäre nicht möglich, wenn die Kontaktbereiche ausschließlich aus Kontaktflächen gebildet wären. In diesem Fall könnten die jeweils zugeordneten Kontaktflächen lediglich auf Block gebracht und in diesem Zustand miteinander verschraubt werden. Bei den Freiflächen kann es sich um bearbeitete oder unbearbeitete Flächen mit relativ geringen Genauigkeitsanforderungen handeln. Durch eine Verbindung von zwei Kontaktflächen über eine Freifläche wird darüber hinaus bei einer spanenden Herstellung der Kontaktflächen die Möglichkeit eines Fräserüberlaufs geschaffen, also der Möglichkeit, einen Fräser geringfügig über die Kontaktflächen hinaus rotieren zu lassen, um auch die Randbereiche der Kontaktflächen vollständig plan herstellen zu können. Die Freiflächen durchsetzen die Kontaktbereiche insbesondere in Fahrzeughochrichtung und/oder in Fahrzeugquerrichtung.Particularly preferably, in each case at least two of the contact surfaces of a contact region are connected by an open surface. In the area of the open spaces, the contact areas are exposed, ie they are at a distance from one another, for example a parallel distance, in order, for example, in the course of a screwing a clamping of the respective associated contact areas against each other enable. Such a tightening would not be possible if the contact areas were formed exclusively of contact surfaces. In this case, the respective associated contact surfaces could only be brought to block and screwed together in this state. The open spaces can be machined or unprocessed surfaces with relatively low accuracy requirements. By a combination of two contact surfaces over an open space, the possibility of a cutter overflow is also created in a chipping production of the contact surfaces, so the possibility of a cutter slightly above the contact surfaces also rotate to also produce the edge regions of the contact surfaces completely plan , The open spaces pass through the contact areas, in particular in the vehicle vertical direction and / or in the vehicle transverse direction.
Zudem ist es bevorzugt, wenn die Kontaktflächen eines Kontaktbereichs zumindest teilweise Schenkelflächen einer geraden Säule mit einer als ein gleichschenkliges Dreieck ausgebildeten Grundfläche bilden. Die Säule entsteht dabei insbesondere durch Parallelverschiebung des gleichschenkligen Dreiecks senkrecht zu dessen Grundfläche. Mit der Formulierung, dass die Kontaktflächen eines Kontaktbereichs „zumindest teilweise“ Schenkelflächen einer geraden Säule mit einer als ein gleichschenkliges Dreieck ausgebildeten Grundfläche bilden, soll zum Ausdruck gebracht werden, dass zumindest zwei der Kontaktflächen durch eine Freifläche verbunden sein können. In diesem Fall ist die durch die beiden Schenkel des gleichschenkligen Dreiecks gebildete Spitze durch die Freifläche quasi abgeschnitten. Vorteilhaft schließen die als Schenkelflächen ausgebildeten Kontaktflächen einen Winkel zwischen 80 Grad und 140 Grad, bevorzugt zwischen 90 Grad und 130 Grad und besonders bevorzugt zwischen 100 und 120 Grad ein. Beispielsweise kann der eingeschlossene Winkel zwischen den als Schenkelflächen ausgebildeten Kontaktflächen 110 Grad betragen. Eine Ausführung mit derartig ausgestalteten Regelgeometrie-Kontaktflächen ist einfach in der Herstellung und hat in den vorgenannten FEM-Untersuchungen gute Ergebnisse erzielt. Die sich gegeneinander abstützenden Schenkelflächen der zugeordneten Kontaktflächen stellen bei dieser Ausgestaltung den formschlüssig wirkenden Anteil der Konturierung der zugeordneten Kontaktbereiche dar.In addition, it is preferred if the contact surfaces of a contact region at least partially form leg surfaces of a straight column with a base formed as an isosceles triangle. The column arises in particular by parallel displacement of the isosceles triangle perpendicular to its base. With the formulation that the contact surfaces of a contact region "at least partially" form leg surfaces of a straight column with a formed as an isosceles triangle base, to express that at least two of the contact surfaces can be connected by an open space. In this case, the tip formed by the two limbs of the isosceles triangle is virtually cut off by the free surface. Advantageously, the contact surfaces designed as leg surfaces enclose an angle between 80 degrees and 140 degrees, preferably between 90 degrees and 130 degrees, and particularly preferably between 100 and 120 degrees. For example, the included angle between the trained as leg surfaces contact surfaces can be 110 degrees. A design with such rule geometry contact surfaces designed in this way is simple to manufacture and has achieved good results in the aforementioned FEM investigations. The mutually supporting leg surfaces of the associated contact surfaces represent in this embodiment, the form-fitting acting portion of the contouring of the associated contact areas.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die lösbare Verbindung zwischen dem Hebel und dem Anschlussteil jeweils als eine Schraubverbindung ausgebildet, wobei Schrauben der Schraubverbindung die Kontaktflächen jeweils zumindest teilweise durchsetzen. Dabei ist die lösbare Verbindung zwischen dem Hebel und dem Anschlussteil insbesondere jeweils zugleich als eine starre Verbindung ausgeführt, so dass zusammen mit der starren Anbindung des Anschlussteils an den Endbereich der Drehstabfeder insgesamt jeweils eine starre Verbindung zwischen dem Hebel und der Drehstabfeder bereitgestellt wird. Es ist günstig, wenn die Schrauben die Kontaktflächen durchsetzen, weil auf diese Weise entlang der Schraubenachsen wirkende Schraubkräfte unmittelbar in die Kontaktflächen eingeleitet werden und die zu verbindenden Bauteile auf diese Weise nicht durch die Schraubenkräfte verzogen, im Sinne einer unerwünschten Verformung, werden. Die Schrauben können die Kontaktflächen senkrecht oder schräg durchsetzen. Schraubenköpfe der Schrauben sind vorzugsweise derart angeordnet, dass sie in Richtung von deren Schraubenachsen zugänglich sind, um die eingangs beschriebene Zugänglichkeit zu Antriebskomponenten des Nutzfahrzeugs, beispielsweise dem Kühler, zu verbessern. Als Schrauben eignen sich beispielsweise Innensechskantschrauben.In an advantageous embodiment of the invention, the releasable connection between the lever and the connecting part is in each case designed as a screw connection, wherein screws of the screw connection at least partially enforce the contact surfaces. In this case, the detachable connection between the lever and the connecting part is in each case at the same time designed as a rigid connection, so that together with the rigid connection of the connecting part to the end region of the torsion spring a total of a rigid connection between the lever and the torsion bar is provided. It is advantageous if the screws pass through the contact surfaces, because in this way along the screw axes acting screw forces are introduced directly into the contact surfaces and the components to be joined in this way not warped by the screw forces, in the sense of undesirable deformation. The screws can penetrate the contact surfaces vertically or obliquely. Screw heads of the screws are preferably arranged such that they are accessible in the direction of their screw axes in order to improve the accessibility to drive components of the commercial vehicle, for example the radiator, as described in the introduction. As screws are, for example, hexagon socket screws.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung durchsetzen die Schrauben die Kontaktbereiche senkrecht zu der Längsmittelachse der Drehstabfeder und jeweils in den Teilbereichen der Kontaktbereiche mit dem größtmöglichen Abstand zu der Längsmittelachse. Praktisch bedeutet dies, dass die Schrauben, bei Betrachtung im Einbauzustand im Fahrzeug, in den oberen und unteren Teilbereichen der Kontaktbereiche mit dem größtmöglichen Abstand in der Fahrzeughochrichtung angeordnet sind. Die Schrauben sind senkrecht zu der Längsmittelachse der Drehstabfeder möglichst weit voneinander beabstandet, um durch die Drehstabfeder in die Kontaktbereiche eingeleitete Dreh- und/oder Biegemomente bestmöglich abstützen zu können. Dies liegt darin begründet, dass die Teilbereiche, die am weitesten von der Längsmittelachse entfernt liegen, den größten Anteil an der Drehmomentabstützung leisten. Aus diesem Grund ist es alternativ auch möglich, die Kontaktbereiche derart auszulegen, dass der zwischen den Teilbereichen, die von den Schrauben durchsetzt sind, angeordnete mittlere Abschnitt der Kontaktbereiche hohl, also als Freifläche, ausgebildet ist.In an advantageous embodiment of the invention, the screws enforce the contact areas perpendicular to the longitudinal central axis of the torsion bar spring and respectively in the subregions of the contact areas with the greatest possible distance from the longitudinal center axis. Practically this means that the screws, when viewed in the installed state in the vehicle, are arranged in the upper and lower portions of the contact areas with the greatest possible distance in the vehicle vertical direction. The screws are spaced as far as possible from each other perpendicular to the longitudinal central axis of the torsion bar spring in order to be able to optimally support rotational and / or bending moments introduced by the torsion bar spring into the contact areas. This is due to the fact that the portions which are furthest away from the longitudinal center axis make the largest contribution to the torque support. For this reason, it is alternatively also possible to design the contact regions in such a way that the middle section of the contact regions arranged between the partial regions which are penetrated by the screws is hollow, that is to say designed as an open surface.
Bevorzugt bilden die Kontaktflächen der Kontaktbereiche zumindest teilweise Zentrierflächen für eine Montage des Fahrerhausstabilisators. Dadurch kann auf separate Zentrierelemente, wie beispielsweise Zentrierstifte mit korrespondierenden Zentrierbohrungen, verzichtet werden.Preferably, the contact surfaces of the contact areas at least partially centering surfaces for mounting the cab stabilizer. This makes it possible to dispense with separate centering elements, such as centering pins with corresponding centering holes.
Zweckmäßig weisen die Hebel und die diesen zugeordneten Anschlussteile jeweils ein Paar formkorrespondierender Anschlagflächen auf, die zusammen mit den jeweiligen Kontaktflächen während der Montage eine eindeutige Positionierung der Hebel und der zugeordneten Anschlussteile zueinander ermöglichen. Die formkorrespondierenden Anschlagflächen bilden während der Montage, insbesondere nach erfolgter Anlage der jeweils zugeordneten Kontaktflächen, einen Schiebeanschlag für eine Bewegung der Drehstabfeder mit den daran starr angebundenen Anschlussteilen in Fahrzeughochrichtung oder zumindest im Wesentlichen in Fahrzeughochrichtung.Expediently, the levers and the connection parts assigned to them each have a pair of shape-matching abutment surfaces which, together with the respective contact surfaces during assembly, permit a clear positioning of the levers and the associated connection parts relative to one another. The form-matching stop surfaces form during assembly, in particular after installation of the respective associated contact surfaces, a sliding stop for a movement of the torsion bar spring with the rigidly connected thereto connecting parts in the vehicle vertical direction or at least substantially in the vehicle vertical direction.
Vorteilhaft weisen die Hebel an deren den Anschlussteilen zugewandten, zweiten Enden jeweils eine Lagerstelle zur Abstützung des Fahrerhausstabilisators auf. Die Lagerstellen sind vorzugsweise außerhalb der Kontaktbereiche angeordnet und dienen insbesondere zur direkten oder indirekten Abstützung des Fahrerhausstabilisators gegenüber dem Fahrerhaus und/oder je Fahrzeugseite einem Feder-Dämpfer-Element, welches beispielsweise aus einer Luftfeder mit integriertem Dämpfer gebildet ist. Die Lagerstellen sind vorteilhaft einstückig mit den Hebeln ausgeformt. Insbesondere sind die Lagerstellen zur Aufnahme von Pratzengelenken, welche auch als Molekulargelenke bezeichnet werden, ausgebildet. Aus dem Stand der Technik bekannte Ausführungsformen, bei denen eine derartige Abstützung des Fahrerhausstabilisators direkt oder indirekt über stirnseitige Verlängerungen der Drehstabfeder erfolgt, sind nachteilig, weil über diese stirnseitigen Verlängerungen in den Fahrerhausstabilisator eingetragene Kräfte und Momente, insbesondere Biegemomente, im Gegensatz zu der vorliegenden Erfindung, zusätzlich über die Kontaktbereiche geführt werden müssen. Dadurch, dass die über die vorgenannte Lagerstellen in den Fahrerhausstabilisator eingeleiteten Kräfte und Momente direkt in die relativ stabilen, vorzugsweise massiv ausgebildeten, Hebel eingeleitet und nicht über die Kontaktbereiche geführt werden, ist gegenüber dem Stand der Technik eine Entlastung der Kontaktbereiche gegeben. Wie bereits ausgeführt, wird durch die Lagerstellen beispielsweise die Abstützung des Fahrerhausstabilisators gegenüber dem Fahrerhaus und/oder einem Feder-Dämpfer-Element je Fahrzeugseite übernommen. Vor diesem Hintergrund hat die Anordnung der Lagerstellen an den den Anschlussteilen zugewandten, zweiten Enden der Hebel den Vorteil, dass zur Demontage der Drehstabfeder keine Demontage der an den Lagerstellen angebundenen Bauteile oder Komponenten erforderlich ist. Zur Demontage der Drehstabfeder müssen lediglich die Schrauben gelöst werden, mit denen die Anschlussteile an die Hebel angebunden sind.Advantageously, the levers each have a bearing point for supporting the cab stabilizer at their second ends facing the connection parts. The bearings are preferably arranged outside the contact areas and are used in particular for direct or indirect support of the cab stabilizer relative to the cab and / or per vehicle side a spring-damper element, which is formed for example of an air spring with integrated damper. The bearings are advantageously integrally formed with the levers. In particular, the bearing points for receiving Pratzengelenken, which are also referred to as molecular joints, formed. From the prior art known embodiments in which such a support of the cab stabilizer takes place directly or indirectly via end extensions of the torsion bar, are disadvantageous because of these front extensions in the cab stabilizer registered forces and moments, in particular bending moments, in contrast to the present invention , must be additionally guided over the contact areas. Due to the fact that the forces and moments introduced into the cab stabilizer via the abovementioned bearing points are introduced directly into the relatively stable, preferably solid, lever and are not guided over the contact areas, the contact areas are relieved from the prior art. As already stated, for example, the support of the cab stabilizer relative to the cab and / or a spring-damper element per vehicle side is taken over by the bearings. Against this background, the arrangement of the bearing points on the connecting parts facing, the second ends of the lever has the advantage that no disassembly of the connected to the bearings components or components is required for disassembly of the torsion bar. To disassemble the torsion bar only the screws must be solved with which the connecting parts are connected to the lever.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellender Zeichnungen näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Bauteile oder Elemente beziehen. Dabei zeigt:
-
1 in einer perspektivischen Darstellung einen Teil eines Nutzfahrzeugs mit einem Fahrerhausstabilisator gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung; -
2 in einer vergrößerten Detailansicht dieEinzelheit X aus 1 ; -
3 in einer vergrößerten Detailansicht dieEinzelheit Y aus 1 ; -
4 in einer perspektivischen Darstellungden Fahrerhausstabilisator aus 1 ; -
5 in einer Explosionsdarstellung den Fahrerhausstabilisator aus4 ; -
6 in einer vergrößerten Darstellung die Ansicht Aaus 5 ; -
7 in einer vergrößerten Darstellung ähnlich6 , allerdings bei Betrachtung von schräg unten, den Fahrerhausstabilisator in einem Montagezwischenschritt und8 in einer Schnittdarstellung den Schnitt E - E aus4 .
-
1 in a perspective view of a part of a commercial vehicle with a cab stabilizer according to a preferred embodiment of the invention; -
2 in an enlarged detail view of the detail X from1 ; -
3 in an enlarged detail view of the detail Y from1 ; -
4 in a perspective view of thecab stabilizer 1 ; -
5 in an exploded view of the cab stabilizer4 ; -
6 in an enlarged view, the view A from5 ; -
7 similar in anenlarged view 6 However, when viewed obliquely from below, the cab stabilizer in a mounting intermediate step and8th in a sectional view of the section E - E off4 ,
In
Die Schenkelflächen schließen dabei einen Winkel
Aus
In
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Nutzfahrzeug, LastkraftwagenCommercial vehicle, truck
- 22
- FahrerhausstabilisatorCab stabilizer
- 33
- DrehstabfederTorsion bar
- 44
- Endbereichend
- 55
- Endbereichend
- 66
- Hebellever
- 77
- Hebellever
- 88th
- Kühlercooler
- 99
- erstes Endefirst end
- 1010
- erstes Endefirst end
- 1111
- Konsoleconsole
- 1212
- Längsträgerlongitudinal beams
- 1313
- Längsträgerlongitudinal beams
- 1414
- Fahrzeugrahmenvehicle frame
- 1515
- Lagerstelledepository
- 1616
- Lagerstelledepository
- 1717
- Fahrerhausdriver's cab
- 1818
- FahrerhausanbindungCab connection
- 1919
- FahrerhausanbindungCab connection
- 2020
- Feder-Dämpfer-ElementSpring-damper element
- 2121
- Feder-Dämpfer-ElementSpring-damper element
- 2222
- Pratzengelenkclaw-type joint
- 2323
- Pratzengelenkclaw-type joint
- 2424
- Anschlussteilconnector
- 2525
- Anschlussteilconnector
- 2626
- FahrzeugsymmetrieebeneVehicle symmetry plane
- 2727
- LängsmittelachseLongitudinal central axis
- 2828
- MittelpunktFocus
- 2929
- Kontaktbereichcontact area
- 3030
- Kontaktbereichcontact area
- 3131
- Kontaktbereichcontact area
- 3232
- Kontaktbereichcontact area
- 3333
- Schraubverbindungscrew
- 3434
- Schraubverbindungscrew
- 3535
- Kontaktflächecontact area
- 3636
- Kontaktflächecontact area
- 3737
- Freiflächeopen space
- 3838
- TeilsymmetrieebenePart symmetry plane
- 3939
- Anschlagflächestop surface
- 40 40
- PressstopfenPress stopper
- 4141
- Freiflächeopen space
- 4242
- Kontaktflächecontact area
- 4343
- Kontaktflächecontact area
- 4444
- zweites Endesecond end
- 4545
- zweites Ende second end
- xx
- FahrzeuglängsrichtungVehicle longitudinal direction
- yy
- FahrzeugquerrichtungVehicle transverse direction
- zz
- FahrzeughochrichtungVehicle vertical direction
- αα
- Winkelangle
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102014221141 A1 [0002]DE 102014221141 A1 [0002]
Claims (14)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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