DE112011101558T5 - Zweiwege-Befestigung für eine Fahrerhausaufhängung mit Kippfunktion - Google Patents
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Abstract
Eine Befestigungsanordnung eines Fahrerhauses befestigt ein Fahrerhaus an einem Chassis eines Fahrzeugs an dem Rotationspunkt des Fahrerhauses wenn das Fahrerhaus gekippt wird. Die Befestigungsanordnung eines Fahrerhauses bietet zwei Wege für die zwischen dem Fahrerhaus und dem Chassis wirkenden Kräfte. Die statischen Kräfte werden von einer Lageranordnung getragen, die ein relativ hartes elastomeres Element umfasst. Die dynamischen Kräfte werden von einer elastomeren Befestigung getragen, die ein relativ weiches elastomeres Element umfasst. Die elastomere Befestigung ist an der Lageranordnung und dem Stoßdämpfer befestigt. Die Lageranordnung ist an der elastomeren Befestigung und an einer Luftfederanordnung befestigt.
Description
- Bereich
- Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Fahrerhaus-Aufhängungssystem, das üblicherweise in großen Lastkraftwagen in anderen Fahrzeugen verwendet wird. Insbesondere betrifft die vorliegende Offenbarung eine Befestigung, die an dem Kipppunkt des Fahrerhauses angeordnet ist und ein Zweiwege-Befestigungssystem zum Isolieren des Fahrerhauses umfasst.
- Hintergrund
- Dieser Abschnitt bietet Hintergrundinformationen zu der vorliegenden Offenbarung und ist nicht notwendigerweise Stand der Technik.
- 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 Notwendigkeit der Drehbewegung ist aus Entwicklungssicht schwierig, das Fahrerhaus von dem Rahmen adäquat zu isolieren.
- Zusammenfassung
- Dieser Abschnitt bietet in einer Zusammenfassung der Offenbarung und stellt keine umfassende Offenbarung ihres ganzen Bereiches oder all ihrer Merkmale dar.
- Die vorliegende Offenbarung 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.
- Weitere Anwendungsgebiete werden von der hier bereitgestellten Beschreibung klar. Die Beschreibung und die speziellen Ausführungsbeispiele in dieser Zusammenfassung dienen ausschließlich dem Zwecke der Illustration und sind nicht gedacht, den Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung zu begrenzen.
- Zeichnungen
- Die hier beschriebenen Zeichnungen dienen nur dem Zwecke der Illustration einiger ausgewählter Ausführungsbeispiele und nicht aller möglichen Implementierungen, und sie sind nicht gedacht, den Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung zu beschränken.
-
1 ist eine seitliche, perspektivische Ansicht eines Lastwagens mit der Fahrerhaus-Befestigungsanordnung gemäß der vorliegenden Offenbarung; -
2 ist eine seitliche Querschnittansicht einer der in1 gezeigten Befestigungsanordnungen des Fahrerhauses; und -
3 ist eine vergrößerte Seitenansicht einer Zweiwege-Befestigungsanordnung aus2 . - Korrespondierende Bezugszeichen benennen korrespondierende Teile in allen Sichten der Zeichnungen.
- Detaillierte Beschreibung
- Beispielhafte Ausführungen werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detaillierter beschrieben.
- 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 Bezugszeichen10 bezeichnet wird. Das Fahrzeug10 umfasst ein Fahrerhaus12 , eine vordere Aufhängung14 und eine hintere Aufhängung16 . - Die vordere Aufhängung
14 umfasst ein Paar longitudinal schwenkende Arme20 die befestigt sind, um eine herkömmliche Querachse22 zu schwenken, die im wesentlichen senkrecht zu einer vertikalen Längsebene des Fahrzeugs10 ist. Die freien Enden der freien Schwenkarme20 sind mit einem transversalen Torsionsstab24 verbunden. Ein Paar Träger26 sind drehbar an dem Torsionsstab24 befestigt. Die Träger26 sind fest mit der Struktur des Fahrerhauses12 verbunden, wobei das Fahrerhaus12 um die Achse des Torsionsstabes24 drehbar ist. Dies ermöglicht das Anheben des Fahrerhauses durch eine Rotation um die Achse des Torsionsstabes24 , wenn es nötig ist, Zugang zu dem unterhalb des Fahrerhauses12 angeordneten Motor für Wartungsarbeiten zu erhalten. Ein Paar Fahrerhaus-Befestigungsanordnungen30 sind zwischen den freien Enden der Schwenkarme20 und dem Chassis des Fahrzeuges angeordnet. Die hintere Aufhängung16 umfasst ein Paar Federdämpferanordnungen32 , die an dem Chassis des Fahrzeuges10 und dem Fahrerhaus12 über ein Paar Schwenkarme34 befestigt sind. - Bezugnehmend auf
2 ist die Befestigungsanordnung eines Fahrerhauses im größeren Detail dargestellt. Die Fahrerhaus-Befestigungsanordnung30 umfasst einen Stoßdämpfer40 , eine Luftfedernanordnung42 und eine obere Zweiwege-Befestigung44 . Der Stoßdämpfer40 ist ein Zweirohrstoßdämpfer, der ein Druckrohr54 , eine Kolbenanordnung56 , eine Kolbenstange58 , ein Ausgleichsrohr60 und eine Basis-Ventilanordnung62 umfasst. - Das Druckrohr
54 bestimmt eine Arbeitskammer64 . Die Kolbenanordnung56 ist gleitend in dem Druckrohr54 aufgenommen und innerhalb der Arbeitskammer64 angeordnet. Die Kolbenstange58 ist angepasst, an der Kolbenanordnung56 befestigt zu werden, und sie erstreckt sich aus Arbeitskammer64 durch ein Ende des Druckrohres54 und der Luftfederanordnung42 , um an der oberen Zweiwege-Befestigung44 , die an dem Fahrerhaus12 befestigt ist, befestigt zu werden. Das Ausgleichsrohr60 umgibt das Druckrohr54 , um eine Ausgleichskammer66 zu bestimmen. Die Basisventilanordnung62 ist an dem Druckrohr54 befestigt, um einen Fluidfluss zwischen der Arbeitskammer64 und der Ausgleichskammer66 zu steuern. Das der Kolbenstange58 gegenüberliegende Ende des Ausgleichsrohres60 ist angepasst, an dem Chassis des Fahrzeuges10 befestigt zu werden. - Da sich die Kolbenstange
58 nur durch einen Abschnitt der Arbeitskammer64 erstreckt, verursacht die Bewegung der Kolbenanordnung56 eine unterschiedliche Menge an Fluidfluss in dem Abschnitt der Arbeitskammer64 oberhalb und unterhalb der Kolbenanordnung56 . Dieser Unterschied des Fluidflusses ist als „Stangenvolumen” bekannt und fließt durch die Basisventilanordnung62 . Während einer Einfederungsbewegung fließt Fluid von unterhalb der Kolbenanordnung56 nach oberhalb der Kolbenanordnung56 durch Ventilsteuerung in der Kolbenanordnung56 . Das „Stangenvolumen” des Fluids fließt von der Arbeitskammer64 durch die Ventilsteuerung an der Basisventilanordnung62 und in die Ausgleichskammer66 . Der Fluidfluss durch die Ventilsteuerungen an der Basisventilanordnung62 während einer Einfederungsbewegung bestimmt die Dämpfungseigenschaften für den Stoßdämpfer50 . Während einer Ausfederung fließt Fluid von oberhalb der Kolbenanordnung56 nach unterhalb der Kolbenanordnung56 durch die Ventilsteuerungen der Kolbenanordnung56 . Das „Stangenvolumen” des Fluids fließt von der Ausgleichskammer66 durch die Ventilsteuerung in der Basisventilanordnung62 und in die Arbeitskammer64 . Der Fluidfluss durch die Ventilsteuerung in der Kolbenanordnung56 während einer Ausfederung bestimmt die Dämpfungseigenschaften für den Stoßdämpfer40 . - Eine Luftfederanordnung
42 umfasst eine obere Befestigung70 , eine untere Befestigung72 und eine Federhülse74 . Die obere Befestigung70 ist mit der oberen Zweiwege-Befestigung44 verbunden. Die obere Befestigung70 ist dichtend mit der Kolbenstange58 des Stoßdämpfers40 verbunden. Eine dynamische Luftabdichtung76 dichtet die Grenzfläche zwischen der Luftfederanordnung42 und der Kolbenstange58 des Stoßdämpfers40 ab. Die untere Befestigung72 ist dichtend an dem Stoßdämpfer40 befestigt und arbeitet als ein Kolben für die Luftfederanordnung42 . Die Federhülse74 steht dichtend in Eingriff mit der oberen Befestigung70 und der unteren Befestigung72 , um eine abgedichtete Kammer78 zu bestimmen. Ein Einlass80 erstreckt sich durch die untere Befestigung72 und wird verwendet, um unter Druck gesetztes Fluid, vorzugsweise Luft, in die abgedichtete Kammer78 zu bringen. - Bezugnehmend auf
3 umfasst die obere Zweiwege-Befestigung44 eine Halterung82 , eine Lageranordnung84 und eine elastomere Befestigung86 . Die Halterung82 ist an der oberen Befestigung70 der Luftfederanordnung42 befestigt und grenzt an diese an. Die Halterung82 umfasst einen aufrechten Abschnitt88 , der an die Lageranordnung84 angrenzt, einen Ringabschnitt90 , der sich im Wesentlichen senkrecht zu dem aufrechten Abschnitt88 erstreckt und an die obere Befestigung70 der Luftfederanordnung42 angrenzt, und einen Ringabschnitt92 , der sich im Wesentlichen senkrecht zu dem Ringabschnitt90 erstreckt und der sich um die obere Befestigung70 der Luftfederanordnung42 herum erstreckt. - Die Lageranordnung
84 umfasst ein äußeres Metallelement94 , ein inneres Metallelement96 und einen elastomeres Element98 , das zwischen dem äußeren Metallelement94 und dem inneren Metallelement96 angeordnet ist. Das äußere Metallelement94 ist an dem aufrechten Abschnitt88 der Halterung82 durch einen Presssitz in ein Paar Löcher100 befestigt, die durch den aufrechten Abschnitt88 der Halterung82 bestimmt sind. Auch wenn das äußere Metallelement94 als Presssitz in den Löchern100 des aufrechten Abschnitts88 dargestellt ist, kann das äußere Metallelement94 durch jedes andere in der Technik bekannte Mittel an dem aufrechten Abschnitt88 befestigt sein. Die Enden des äußeren Metallelements94 sind wie bei102 dargestellt umgebogen, um das elastomere Element98 einzukapseln. Das innere Metallelement96 ist als rohrförmiges Element dargestellt, das ein Durchgangsloch104 und einen gebogenen Zentralabschnitt106 bestimmt. Auch wenn das innere Metallelement96 mit Durchgangsloch104 und einem gebogenen Zentralabschnitt106 dargestellt ist, können in der Lageranordnung84 andere aus der Technik bekannte innere Metallelement-Ausbildungen verwendet werden. Das Durchgangsloch104 kann ein Befestigungsmittel aufnehmen, der die obere Doppel-Befestigung44 an dem Fahrerhaus12 sichert. Die Grenzfläche zwischen dem inneren Metallelement96 und dem elastomeren Element98 bestimmt ein Lager, das es dem elastomeren Element98 erlaubt, um das innere Metallelement96 zu rotieren, um das Kippen des Fahrerhauses12 zu ermöglichen. Das elastomere Element98 kann aus einem selbstschmierenden Elastomer hergestellt sein, um die Rotation des elastomeren Elements98 um das innere Metallelement98 zu gewährleisten. Andere Alternativen für das elastomere Element98 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-Befestigung44 wirken, zu widerstehen und zu isolieren. - Die elastomere Befestigung
86 umfasst eine Kolbenstangenbefestigung110 , ein äußeres Metallelement112 , ein inneres Metallelement114 und ein elastomeres Element116 , das zwischen dem äußeren Metallelement112 und dem inneren Metallelement114 angeordnet ist. Die Kolbenstangenbefestigung110 umfasst eine Kolbenstangengrenzfläche118 , die über ein Gewinde auf der Kolbenstange58 oder in anderer Weise an der Kolbenstange58 befestigt ist und einen ringförmigen Ring120 , der an der Kolbenstangengrenzfläche118 befestigt ist. Das äußere Metallelement112 ist an dem ringförmigen Ring120 über einen Presssitz befestigt, oder in anderer Weise innerhalb des ringförmigen Rings120 gesichert. Das innere Metallelement114 ist ein rohrförmiges Element, das durch einen Presssitz über oder in anderer Weise an dem äußeren Metallelement94 der Lageranordnung84 gesichert ist. Das elastomere Element116 ist zwischen dem äußeren Metallelement112 und dem inneren Metallelement114 angeordnet. Das elastomere Element116 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 Elements98 der Lageranordnung84 zu gewährleisten. - Während des Betriebes werden die statischen Lasten durch die Lageranordnung
84 auf die Halterung82 und dann zu der Luftfederanordnung42 übertragen. Das relativ harte elastomere Material für das elastomere Element98 der Lageranordnung84 überträgt die statischen Lasten zwischen der Lageranordnung84 und der Halterung82 . Die dynamischen (Dämpfungs-)Kräfte werden durch die Kolbenstange58 , durch die dynamische Luftdichtung76 und durch das elastomere Element86 zu der Lageranordnung84 übertragen. Das relativ weiche elastomere Material für das elastomere Element116 bietet verbesserte NVH-Eigenschaften für die dynamischen Lasten und erzeugt eine Abschottung für die hochfrequenten Vibrationen. - Die dynamische Luftdichtung
76 ermöglicht die Bewegung der Kolbenstange58 des Stoßdämpfers40 in Bezug auf die obere Befestigung70 der Luftfederanordnung42 . Die dynamische Luftdichtung76 umfasst ein steifes äußeres Element30 , ein steifes inneres Element132 und ein elastomeres Element134 , das zwischen dem steifen äußeren Element130 und dem steifen inneren Element132 angeordnet ist. Die dynamische Luftdichtung76 gewährleistet eine Dichtung für die abgedichtete Kammer78 und ermöglicht die Bewegung der Kolbenstange58 getrennt von der oberen Befestigung70 der Luftfederanordnung42 , um eine ordentliche Isolierung durch die elastomere Befestigung86 zu ermöglichen. - Die voranstehende Beschreibung der Ausführungsbeispiele wurde zum Zwecke der Illustration und Beschreibung bereitgestellt. Sie ist nicht gedacht, abschließend oder die Erfindung beschränkend zu sein. Individuelle Element oder Merkmale von bestimmten Ausführungsbeispielen sind im allgemeinen nicht auf das bestimmte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern können, wo es anwendbar ist, ausgetauscht werden und in ausgewählten Ausführungsbeispielen verwendet werden, selbst wenn dies nicht speziell gezeigt oder beschrieben ist. Das Selbe kann auf verschiedene Arten variiert werden. Derartige Variationen gelten nicht als Abkehr von der Erfindung und alle solche Modifikationen sollen innerhalb des Schutzbereiches der Erfindung liegen.
Claims (17)
- Befestigungsanordnung eines Fahrerhauses für ein Fahrzeug, wobei die Befestigungsanordnung eines Fahrerhauses umfasst: einen Stoßdämpfer; eine Luftfederanordnung, die an dem Stoßdämpfer befestigt ist; und eine obere Zweiwege-Befestigung, die sowohl an dem Stoßdämpfer als auch an der Luftfederanordnung befestigt ist, wobei die obere Zweiwege-Befestigung umfasst: eine Lageranordnung, die an der Luftfederanordnung befestigt ist; und eine elastomere Befestigung, die zwischen der Lageranordnung und dem Stoßdämpfer angeordnet ist.
- Befestigungsanordnung eines Fahrerhauses nach Anspruch 1, wobei die obere Zweiwege-Befestigung ferner eine Halterung umfasst, die zwischen der Lageranordnung und dem Luftfederanordnung angeordnet ist.
- Befestigungsanordnung eines Fahrerhauses nach Anspruch 2, wobei die Halterung unmittelbar mit der Lageranordnung und der Luftfederanordnung in Eingriff steht.
- Befestigungsanordnung eines Fahrerhauses nach Anspruch 1, wobei die Lageranordnung umfasst: ein erstes inneres Metallelement, das angepasst ist, an dem Fahrerhaus des Fahrzeugs befestigt zu werden; ein erstes äußeres Metallelement, das an der Luftfederanordnung befestigt ist; und ein erstes elastomeres Element, das zwischen dem ersten äußeren Metallelement und dem zweiten inneren Metallelement angeordnet ist, wobei das elastomere Element eine erste Härte aufweist.
- Befestigungsanordnung eines Fahrerhauses nach Anspruch 4, wobei die obere Zweiwege-Befestigung ferner eine Halterung umfasst, die zwischen dem ersten äußeren Metallelement und der Luftfederanordnung angeordnet ist.
- Befestigungsanordnung eines Fahrerhauses nach Anspruch 5, wobei die Halterung unmittelbar mit dem ersten äußeren Metallelement und unmittelbar mit der Luftfederanordnung in Eingriff steht.
- Befestigungsanordnung eines Fahrerhauses nach Anspruch 4, wobei die elastomere Befestigung umfasst: ein zweites äußeres Metallelement, das an dem Stoßdämpfer befestigt ist; ein zweites inneres Metallelement, das an dem ersten äußeren Metallelement der Lageranordnung befestigt ist; und ein zweites elastomeres Element, das zwischen dem zweiten äußeren Metallelement und dem zweiten inneren Metallelement angeordnet ist, wobei das zweite elastomere Element eine zweite Härte aufweist.
- Befestigungsanordnung eines Fahrerhauses nach Anspruch 7, wobei die zweite Härte weicher ist als die erste Härte.
- Befestigungsanordnung eines Fahrerhauses nach Anspruch 7, wobei die Luftfederanordnung an einem äußeren Rohr des Stoßdämpfers und das zweite äußere Metallelement an einer Kolbenstange des Stoßdämpfers befestigt sind.
- Befestigungsanordnung eines Fahrerhauses nach Anspruch 7, wobei das zweite innere Metallelement unmittelbar an dem ersten äußeren Metallelement der Lageranordnung befestigt ist.
- Befestigungsanordnung eines Fahrerhauses nach Anspruch 1, wobei die elastomere Befestigung umfasst: ein äußeres Metallelement, das an dem Stoßdämpfer befestigt ist; ein inneres Metallelement, das an der Lageranordnung befestigt ist; und ein elastomeres Element, das zwischen dem äußeren Metallelement und dem inneren Metallelement angeordnet ist.
- Befestigungsanordnung eines Fahrerhauses nach Anspruch 11, wobei das innere Metallelement unmittelbar an der Lageranordnung befestigt ist.
- Befestigungsanordnung eines Fahrerhauses nach Anspruch 1, wobei die Luftfeder eine obere Befestigung der Luftfeder aufweist und der Stoßdämpfer eine Kolbenstange umfasst, wobei die Befestigungsanordnung eines Fahrerhauses ferner eine dynamische Luftdichtung umfasst, die zwischen der Kolbenstange und der oberen Befestigung der Luftfeder angeordnet ist.
- Befestigungsanordnung eines Fahrerhauses nach Anspruch 13, wobei die dynamische Luftdichtung umfasst: ein steifes äußeres Element, das mit der oberen Befestigung der Luftfeder in Eingriff steht; ein steifes inneres Element, das mit der Kolbenstange in Eingriff steht; und ein elastomeres Element, das zwischen dem steifen äußeren Element und dem steifen inneren Element angeordnet ist.
- Befestigungsanordnung eines Fahrerhauses nach Anspruch 13, wobei die obere Zweiwege-Befestigung ferner eine Halterung umfasst, die zwischen der Lageranordnung und der oberen Befestigung der Luftfeder angeordnet ist.
- Befestigungsanordnung eines Fahrerhauses nach Anspruch 15, wobei die Halterung unmittelbar mit der Lageranordnung und der oberen Befestigung der Luftfeder in Eingriff steht.
- Befestigungsanordnung eines Fahrerhauses nach Anspruch 13, wobei die elastomere Befestigung umfasst: ein äußeres Metallelement, das an der Kolbenstange des Stoßdämpfers befestigt ist; ein inneres Metallelement, das an der Lageranordnung befestigt ist; und ein elastomeres Element, das zwischen dem äußeren Metallelement und dem inneren Metallelement angeordnet ist.
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