DE112011101558B4

DE112011101558B4 - Befestigungsanordnung eines Fahrerhauses eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE112011101558B4
Application number: DE112011101558.5T
Authority: DE
Inventors: Luc Knevels
Original assignee: Tenneco Automotive Operating Co Inc
Current assignee: Tenneco Automotive Operating Co Inc
Priority date: 2010-05-03
Filing date: 2011-04-18
Publication date: 2019-01-31
Anticipated expiration: 2031-04-19
Also published as: BR112012028072A2; JP2013525715A; WO2011139532A2; US20110266727A1; JP5896988B2; DE112011101558T5; KR20130079391A; CN102844206B; CN102844206A; US8371562B2; WO2011139532A3

Abstract

Befestigungsanordnung eines Fahrerhauses für ein Fahrzeug, wobei die Befestigungsanordnung eines Fahrerhauses umfasst:einen Stoßdämpfer (40);eine Luftfederanordnung (42), die an dem Stoßdämpfer (40) befestigt ist; undeine obere Zweiwege-Befestigung (44), die sowohl an dem Stoßdämpfer (40) als auch an der Luftfederanordnung (42) befestigt ist, wobei die obere Zweiwege-Befestigung umfasst:eine Lageranordnung (84), die an der Luftfederanordnung (42) befestigt ist; undeine elastomere Befestigung (86), die zwischen der Lageranordnung (84) und dem Stoßdämpfer (40) angeordnet ist,wobei die Lageranordnung (84) umfasst:ein erstes inneres Metallelement (96), das angepasst ist, an dem Fahrerhaus des Fahrzeugs befestigt zu werden;ein erstes äußeres Metallelement (94), das an der Luftfederanordnung befestigt ist; undein erstes elastomeres Element (98), das zwischen dem ersten äußeren Metallelement (94) und dem ersten inneren Metallelement (96) angeordnet ist, wobei das elastomere Element (98) eine erste Härte aufweist,und wobei die elastomere Befestigung (86) umfasst:ein zweites äußeres Metallelement (112), das an dem Stoßdämpfer (40) befestigt ist;ein zweites inneres Metallelement (114), das an dem ersten äußeren Metallelement (112) der Lageranordnung (84) befestigt ist; undein zweites elastomeres Element (116), das zwischen dem zweiten äußeren Metallelement (112) und dem zweiten inneren Metallelement (114) angeordnet ist, wobei das zweite elastomere Element (116) eine zweite Härte aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Befestigungsanordnung eines Fahrerhauses eines Fahrzeugs. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Befestigung, die an dem Kipppunkt des Fahrerhauses angeordnet ist und ein Zweiwege-Befestigungssystem zum Isolieren des Fahrerhauses umfasst.
Um den Fahrern großer Fahrzeuge Komfort zu bieten und die Fahrerermüdung, die Fahrer großer Fahrzeuge erfahren, zu reduzieren, wird das Fahrerhaus unter Verwendung einer Vorrichtung zur Vibrationsisolierung und einem Stoßdämpfer zwischen dem Chassis des Fahrzeuges und dem Fahrerhaus des Fahrzeuges aufgehängt, wodurch die Schläge, Vibrationen und das daraus resultierende Pochen, das der Fahrer während der Fahrt des Fahrzeuges erfährt, verringert wird. Zusätzlich führen die ständig auf das Fahrerhaus ausgeübten Vibrationen und Stoßkräfte zu strukturellen Schäden, die letztlich die Wartungskosten erhöhen.
Die durch große Fahrzeuge geförderten Lasten werden durch den Rahmen des Fahrzeuges getragen, der elastisch durch die Aufhängungsfedern des Fahrzeuges und die Stoßdämpfer des Fahrzeuges, die durch die Räder des Fahrzeuges gehalten sind, getragen ist. Die Aufhängungsfedern haben üblicherweise eine hohe Steifigkeit, wodurch die Fahrt für den Fahrer des Fahrzeuges holprig wird. Um die Vibrationen und Schläge, die auf das Fahrerhaus wirken, zu reduzieren, wurden Aufhängungssysteme für das Fahrerhaus entwickelt, die ein Befestigungssystem für das Fahrerhaus verwenden, das hydraulische Stoßdämpfer für das Fahrerhaus und Luftfedern für das Fahrerhaus umfassen, um das Rütteln und die Rückschlagsbewegungen des Fahrerhauses bezüglich des Fahrzeugrahmens zu reduzieren.
Diese hydraulischen Stoßdämpfer des Fahrerhauses und Luftfedern des Fahrerhauses können sowohl an dem vorderen als auch dem hinteren Ende des Fahrerhauses befestigt werden. Üblicherweise wird ein Fahrerhaus gekippt indem es um ein Paar Luftfedern des Fahrerhauses und hydraulische Stoßdämpfer des Fahrerhauses, die in dem Vorderbereich des Fahrzeuges angeordnet sind, gedreht wird. Die vorderen hydraulischen Stoßdämpfer und Luftfedern des Fahrerhauses bedürfen häufig einer Art Lagerung, um die Drehbewegung während des Kippens des Fahrerhauses zu ermöglichen. Diese Drehbewegungsanforderung macht es aus Entwicklungssicht schwierig, das Fahrerhaus von dem Rahmen adäquat zu isolieren.
Druckschriftlich bekannter Stand der Technik im vorliegenden technischen Gebiet ist in den Dokumenten DE 10 2009 039 841 A1 und DE 692 11 715 T2 offenbart. Die Schriften betreffen eine Befestigungsanordnung eines Fahrerhauses für ein Fahrzeug, wobei die Befestigungsanordnung eines Fahrerhauses einen Stoßdämpfer, eine Luftfederanordnung und eine Zweiwege-Befestigung, die sowohl an dem Stoßdämpfer als auch an der Luftfederanordnung befestigt ist, umfasst. Die Zweiwege-Befestigung umfasst dabei eine Lageranordnung, die an der Luftfederanordnung befestigt ist, und eine elastomere Befestigung, die zwischen der Lageranordnung und dem Stoßdämpfer angeordnet ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Fahrerhaus-Befestigungsanordnung bereitzustellen, bei der die dynamische Last von der statischen Last getrennt ist. Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmalskombination gemäß Patentanspruch 1.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Befestigungsanordnung eines Fahrerhauses bereit, das zur Befestigung des Fahrerhauses an der Position entwickelt ist, wo das Fahrerhaus bei seiner Kippbewegungen rotiert. Die Fahrerhaus-Befestigungsanordnung der vorliegenden Offenbarung stellt zwei Wege für die Belastung auf die Befestigungsanordnung des Fahrerhauses derart bereit, dass die dynamische Last von der statischen Last getrennt ist. Dieses Trennen der zwei Lasten ermöglicht eine Optimierung des Designs beider Wege, um sowohl die statische Belastung als auch die dynamische Belastung zu isolieren.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert.
Es zeigen:

1 ist eine seitliche, perspektivische Ansicht eines Lastwagens mit der Fahrerhaus-Befestigungsanordnung gemäß der vorliegenden Offenbarung;
2 ist eine seitliche Querschnittansicht einer der in 1 gezeigten Befestigungsanordnungen des Fahrerhauses; und
3 ist eine vergrößerte Seitenansicht einer Zweiwege-Befestigungsanordnung aus 2.

Bezugnehmend auf die Figuren in denen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Bauteile in den verschiedenen Ansichten benennen ist in 1 ein Fahrzeug mit einer Fahrerhaus-Befestigungsanordnung gemäß der vorliegenden Offenbarung gezeigt, dass im Allgemeinen mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet wird. Das Fahrzeug 10 umfasst ein Fahrerhaus 12, eine vordere Aufhängung 14 und eine hintere Aufhängung 16.
Die vordere Aufhängung 14 umfasst ein Paar longitudinal schwenkende Arme 20 die befestigt sind, um eine herkömmliche Querachse 22 zu schwenken, die im wesentlichen senkrecht zu einer vertikalen Längsebene des Fahrzeugs 10 ist. Die freien Enden der freien Schwenkarme 20 sind mit einem transversalen Torsionsstab 24 verbunden. Ein Paar Träger 26 sind drehbar an dem Torsionsstab 24 befestigt. Die Träger 26 sind fest mit der Struktur des Fahrerhauses 12 verbunden, wobei das Fahrerhaus 12 um die Achse des Torsionsstabes 24 drehbar ist. Dies ermöglicht das Anheben des Fahrerhauses durch eine Rotation um die Achse des Torsionsstabes 24, wenn es nötig ist, Zugang zu dem unterhalb des Fahrerhauses 12 angeordneten Motor für Wartungsarbeiten zu erhalten. Ein Paar Fahrerhaus-Befestigungsanordnungen 30 sind zwischen den freien Enden der Schwenkarme 20 und dem Chassis des Fahrzeuges angeordnet. Die hintere Aufhängung 16 umfasst ein Paar Federdämpferanordnungen 32, die an dem Chassis des Fahrzeuges 10 und dem Fahrerhaus 12 über ein Paar Schwenkarme 34 befestigt sind.
Bezugnehmend auf 2 ist die Befestigungsanordnung eines Fahrerhauses im größeren Detail dargestellt. Die Fahrerhaus-Befestigungsanordnung 30 umfasst einen Stoßdämpfer 40, eine Luftfedernanordnung 42 und eine obere Zweiwege-Befestigung 44. Der Stoßdämpfer 40 ist ein Zweirohrstoßdämpfer, der ein Druckrohr 54, eine Kolbenanordnung 56, eine Kolbenstange 58, ein Ausgleichsrohr 60 und eine Basis-Ventilanordnung 62 umfasst.
Das Druckrohr 54 bestimmt eine Arbeitskammer 64. Die Kolbenanordnung 56 ist gleitend in dem Druckrohr 54 aufgenommen und innerhalb der Arbeitskammer 64 angeordnet. Die Kolbenstange 58 ist angepasst, an der Kolbenanordnung 56 befestigt zu werden, und sie erstreckt sich aus Arbeitskammer 64 durch ein Ende des Druckrohres 54 und der Luftfederanordnung 42, um an der oberen Zweiwege -Befestigung 44, die an dem Fahrerhaus 12 befestigt ist, befestigt zu werden. Das Ausgleichsrohr 60 umgibt das Druckrohr 54, um eine Ausgleichskammer 66 zu bestimmen. Die Basisventilanordnung 62 ist an dem Druckrohr 54 befestigt, um einen Fluidfluss zwischen der Arbeitskammer 64 und der Ausgleichskammer 66 zu steuern. Das der Kolbenstange 58 gegenüberliegende Ende des Ausgleichsrohres 60 ist angepasst, an dem Chassis des Fahrzeuges 10 befestigt zu werden.
Da sich die Kolbenstange 58 nur durch einen Abschnitt der Arbeitskammer 64 erstreckt, verursacht die Bewegung der Kolbenanordnung 56 eine unterschiedliche Menge an Fluidfluss in dem Abschnitt der Arbeitskammer 64 oberhalb und unterhalb der Kolbenanordnung 56. Dieser Unterschied des Fluidflusses ist als „Stangenvolumen“ bekannt und fließt durch die Basisventilanordnung 62. Während einer Einfederungsbewegung fließt Fluid von unterhalb der Kolbenanordnung 56 nach oberhalb der Kolbenanordnung 56 durch Ventilsteuerung in der Kolbenanordnung 56. Das „Stangenvolumen“ des Fluids fließt von der Arbeitskammer 64 durch die Ventilsteuerung an der Basisventilanordnung 62 und in die Ausgleichskammer 66. Der Fluidfluss durch die Ventilsteuerungen an der Basisventilanordnung 62 während einer Einfederungsbewegung bestimmt die Dämpfungseigenschaften für den Stoßdämpfer 40. Während einer Ausfederung fließt Fluid von oberhalb der Kolbenanordnung 56 nach unterhalb der Kolbenanordnung 56 durch die Ventilsteuerungen der Kolbenanordnung 56. Das „Stangenvolumen“ des Fluids fließt von der Ausgleichskammer 66 durch die Ventilsteuerung in der Basisventilanordnung 62 und in die Arbeitskammer 64. Der Fluidfluss durch die Ventilsteuerung in der Kolbenanordnung 56 während einer Ausfederung bestimmt die Dämpfungseigenschaften für den Stoßdämpfer 40.
Eine Luftfederanordnung 42 umfasst eine obere Befestigung 70, eine untere Befestigung 72 und eine Federhülse 74. Die obere Befestigung 70 ist mit der oberen Zweiwege-Befestigung 44 verbunden. Die obere Befestigung 70 ist dichtend mit der Kolbenstange 58 des Stoßdämpfers 40 verbunden. Eine dynamische Luftabdichtung 76 dichtet die Grenzfläche zwischen der Luftfederanordnung 42 und der Kolbenstange 58 des Stoßdämpfers 40 ab. Die untere Befestigung 72 ist dichtend an dem Stoßdämpfer 40 befestigt und arbeitet als ein Kolben für die Luftfederanordnung 42. Die Federhülse 74 steht dichtend in Eingriff mit der oberen Befestigung 70 und der unteren Befestigung 72, um eine abgedichtete Kammer 78 zu bestimmen. Ein Einlass 80 erstreckt sich durch die untere Befestigung 72 und wird verwendet, um unter Druck gesetztes Fluid, vorzugsweise Luft, in die abgedichtete Kammer 78 zu bringen.
Bezugnehmend auf 3 umfasst die obere Zweiwege-Befestigung 44 eine Halterung 82, eine Lageranordnung 84 und eine elastomere Befestigung 86. Die Halterung 82 ist an der oberen Befestigung 70 der Luftfederanordnung 42 befestigt und grenzt an diese an. Die Halterung 82 umfasst einen aufrechten Abschnitt 88, der an die Lageranordnung 84 angrenzt, einen Ringabschnitt 90, der sich im Wesentlichen senkrecht zu dem aufrechten Abschnitt 88 erstreckt und an die obere Befestigung 70 der Luftfederanordnung 42 angrenzt, und einen Ringabschnitt 92, der sich im Wesentlichen senkrecht zu dem Ringabschnitt 90 erstreckt und der sich um die obere Befestigung 70 der Luftfederanordnung 42 herum erstreckt.
Die Lageranordnung 84 umfasst ein äußeres Metallelement 94, ein inneres Metallelement 96 und einen elastomeres Element 98, das zwischen dem äußeren Metallelement 94 und dem inneren Metallelement 96 angeordnet ist. Das äußere Metallelement 94 ist an dem aufrechten Abschnitt 88 der Halterung 82 durch einen Presssitz in ein Paar Löcher 100 befestigt, die durch den aufrechten Abschnitt 88 der Halterung 82 bestimmt sind. Auch wenn das äußere Metallelement 94 als Presssitz in den Löchern 100 des aufrechten Abschnitts 88 dargestellt ist, kann das äußere Metallelement 94 durch jedes andere in der Technik bekannte Mittel an dem aufrechten Abschnitt 88 befestigt sein. Die Enden des äußeren Metallelements 94 sind wie bei 102 dargestellt umgebogen, um das elastomere Element 98 einzukapseln. Das innere Metallelement 96 ist als rohrförmiges Element dargestellt, das ein Durchgangsloch 104 und einen gebogenen Zentralabschnitt 106 bestimmt. Auch wenn das innere Metallelement 96 mit Durchgangsloch 104 und einem gebogenen Zentralabschnitt 106 dargestellt ist, können in der Lageranordnung 84 andere aus der Technik bekannte innere Metallelement-Ausbildungen verwendet werden. Das Durchgangsloch 104 kann ein Befestigungsmittel aufnehmen, der die obere Doppel-Befestigung 44 an dem Fahrerhaus 12 sichert. Die Grenzfläche zwischen dem inneren Metallelement 96 und dem elastomeren Element 98 bestimmt ein Lager, das es dem elastomeren Element 98 erlaubt, um das innere Metallelement 96 zu rotieren, um das Kippen des Fahrerhauses 12 zu ermöglichen. Das elastomere Element 98 kann aus einem selbstschmierenden Elastomer hergestellt sein, um die Rotation des elastomeren Elements 98 um das innere Metallelement 98 zu gewährleisten. Andere Alternativen für das elastomere Element 98 umfassen, sind jedoch nicht darauf begrenzt, eine Kunststofflagerbuchse oder eine Doppel-U-Buchse. Das elastomere Element ist vorzugsweise aus einem relativ harten elastomeren Material hergestellt, um ihm zu ermöglichen, den statischen und dynamischen Belastungen, die auf die obere Zweiwege-Befestigung 44 wirken, zu widerstehen und zu isolieren.
Die elastomere Befestigung 86 umfasst eine Kolbenstangenbefestigung 110, ein äußeres Metallelement 112, ein inneres Metallelement 114 und ein elastomeres Element 116, das zwischen dem äußeren Metallelement 112 und dem inneren Metallelement 114 angeordnet ist. Die Kolbenstangenbefestigung 110 umfasst eine Kolbenstangengrenzfläche 118, die über ein Gewinde auf der Kolbenstange 58 oder in anderer Weise an der Kolbenstange 58 befestigt ist und einen ringförmigen Ring 120, der an der Kolbenstangengrenzfläche 118 befestigt ist. Das äußere Metallelement 112 ist an dem ringförmigen Ring 120 über einen Presssitz befestigt, oder in anderer Weise innerhalb des ringförmigen Rings 120 gesichert. Das innere Metallelement 114 ist ein rohrförmiges Element, das durch einen Presssitz über oder in anderer Weise an dem äußeren Metallelement 94 der Lageranordnung 84 gesichert ist. Das elastomere Element 116 ist zwischen dem äußeren Metallelement 112 und dem inneren Metallelement 114 angeordnet. Das elastomere Element 116 wird nur durch die dynamischen Lasten belastet und kann deshalb aus einem relativ weichen elastomeren Material hergestellt werden, um verbesserte Neuss-Vibration-Harshness-Eigenschaften (NVH) gegenüber härteren elastomeren Materialien des elastomeren Elements 98 der Lageranordnung 84 zu gewährleisten.
Während des Betriebes werden die statischen Lasten durch die Lageranordnung 84 auf die Halterung 82 und dann zu der Luftfederanordnung 42 übertragen. Das relativ harte elastomere Material für das elastomere Element 98 der Lageranordnung 84 überträgt die statischen Lasten zwischen der Lageranordnung 84 und der Halterung 82. Die dynamischen (Dämpfungs-) Kräfte werden durch die Kolbenstange 58, durch die dynamische Luftdichtung 76 und durch das elastomere Element 86 zu der Lageranordnung 84 übertragen. Das relativ weiche elastomere Material für das elastomere Element 116 bietet verbesserte NVH- Eigenschaften für die dynamischen Lasten und erzeugt eine Abschottung für die hochfrequenten Vibrationen.
Die dynamische Luftdichtung 76 ermöglicht die Bewegung der Kolbenstange 58 des Stoßdämpfers 40 in Bezug auf die obere Befestigung 70 der Luftfederanordnung 42. Die dynamische Luftdichtung 76 umfasst ein steifes äußeres Element 130, ein steifes inneres Element 132 und ein elastomeres Element 134, das zwischen dem steifen äußeren Element 130 und dem steifen inneren Element 132 angeordnet ist. Die dynamische Luftdichtung 76 gewährleistet eine Dichtung für die abgedichtete Kammer 78 und ermöglicht die Bewegung der Kolbenstange 58 getrennt von der oberen Befestigung 70 der Luftfederanordnung 42, um eine ordentliche Isolierung durch die elastomere Befestigung 86 zu ermöglichen.

Claims

Befestigungsanordnung eines Fahrerhauses für ein Fahrzeug, wobei die Befestigungsanordnung eines Fahrerhauses umfasst: einen Stoßdämpfer (40); eine Luftfederanordnung (42), die an dem Stoßdämpfer (40) befestigt ist; und eine obere Zweiwege-Befestigung (44), die sowohl an dem Stoßdämpfer (40) als auch an der Luftfederanordnung (42) befestigt ist, wobei die obere Zweiwege-Befestigung umfasst: eine Lageranordnung (84), die an der Luftfederanordnung (42) befestigt ist; und eine elastomere Befestigung (86), die zwischen der Lageranordnung (84) und dem Stoßdämpfer (40) angeordnet ist, wobei die Lageranordnung (84) umfasst: ein erstes inneres Metallelement (96), das angepasst ist, an dem Fahrerhaus des Fahrzeugs befestigt zu werden; ein erstes äußeres Metallelement (94), das an der Luftfederanordnung befestigt ist; und ein erstes elastomeres Element (98), das zwischen dem ersten äußeren Metallelement (94) und dem ersten inneren Metallelement (96) angeordnet ist, wobei das elastomere Element (98) eine erste Härte aufweist, und wobei die elastomere Befestigung (86) umfasst: ein zweites äußeres Metallelement (112), das an dem Stoßdämpfer (40) befestigt ist; ein zweites inneres Metallelement (114), das an dem ersten äußeren Metallelement (112) der Lageranordnung (84) befestigt ist; und ein zweites elastomeres Element (116), das zwischen dem zweiten äußeren Metallelement (112) und dem zweiten inneren Metallelement (114) angeordnet ist, wobei das zweite elastomere Element (116) eine zweite Härte aufweist.
Befestigungsanordnung eines Fahrerhauses nach Anspruch 1, wobei die obere Zweiwege-Befestigung (44) ferner eine Halterung (82) umfasst, die zwischen der Lageranordnung (84) und der Luftfederanordnung (42) angeordnet ist.
Befestigungsanordnung eines Fahrerhauses nach Anspruch 2, wobei die Halterung (82) unmittelbar mit der Lageranordnung (84) und der Luftfederanordnung (42) in Eingriff steht.
Befestigungsanordnung eines Fahrerhauses nach Anspruch 1, wobei die zweite Härte weicher ist als die erste Härte.
Befestigungsanordnung eines Fahrerhauses nach Anspruch 1, wobei die Luftfederanordnung (42) an einem äußeren Rohr des Stoßdämpfers (40) und das zweite äußere Metallelement (112) an einer Kolbenstange (58) des Stoßdämpfers (40) befestigt sind.
Befestigungsanordnung eines Fahrerhauses nach Anspruch 1, wobei das zweite innere Metallelement (114) unmittelbar an dem ersten äußeren Metallelement (94) der Lageranordnung (84) befestigt ist.
Befestigungsanordnung eines Fahrerhauses nach Anspruch 1, wobei die Luftfederanordnung (42) eine obere Befestigung (70) der Luftfederanordnung aufweist und der Stoßdämpfer (40) eine Kolbenstange (58) umfasst, wobei die Befestigungsanordnung eines Fahrerhauses ferner eine dynamische Luftdichtung (76) umfasst, die zwischen der Kolbenstange (58) und der oberen Befestigung (70) der Luftfederanordnung (42) angeordnet ist.
Befestigungsanordnung eines Fahrerhauses nach Anspruch 7, wobei die dynamische Luftdichtung (76) umfasst: ein steifes äußeres Element (30), das mit der oberen Befestigung (70) der Luftfederanordnung (42) in Eingriff steht; ein steifes inneres Element (132), das mit der Kolbenstange (58) in Eingriff steht; und ein elastomeres Element (134), das zwischen dem steifen äußeren Element (30) und dem steifen inneren Element (132) angeordnet ist.