DE1405903C3

DE1405903C3 - Elastic suspension of the cab of tractor units

Info

Publication number: DE1405903C3
Application number: DE19611405903
Authority: DE
Inventors: Herbert Dr.-Ing. habil. 2341 Maasholm Maruhn
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1961-04-25
Filing date: 1961-04-25
Publication date: 1976-09-16

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die elastische Aufhängung des Fahrerhauses von Sattelzugmaschinen an deren Rahmen.The invention relates to the elastic suspension of the cab of tractor units on their Framework.

Es ist bekannt, daß der Fahrer eines Sattelzuges in weit größerem Umfang als der Fahrer eines anderen Lastkraftwagens Stoßen und vor allem Schwingungen ausgesetzt ist, die seiner Gesundheit und seinem Wohlbefinden abträglich sind. Bei den am stärksten und unangenehmsten auf den Fahrer einwirkenden Schwingungen handelt es sich um Nickschwingungen des Fahrerhauses, die dieses um eine unter dem Fahrerhaus liegende Fahrzeugquerachse ausführt. Es hat sich herausgestellt, daß diese Nickschwingungen hervorgerufen werden durch Schwingungen der Sattelzugmaschine um den Sattelpunkt als Schwingungsknoten, wobei sich die Sattelzugmaschine wie ein starrer Gegenstand verhält. Diese Schwingungen der Sattelzugmaschine sind besonders heftig, weil die beteiligte Masse der Sattelzugmaschine relativ gering ist, während die Federung der Sattelzugmaschine auf das hohe Gewicht des gesamten Sattelzuges ausgelegt sein muß. Die Schwingungen der Sattelzugmaschine können beispielsweise ausgelöst werden durch Stöße vom Sattelauflieger oder von der Fahrbahn her.It is known that the driver of one truck tractor to a far greater extent than the driver of another Trucks are exposed to bumps and, above all, vibrations, which are detrimental to their health and well-being are detrimental. With the strongest and most uncomfortable vibrations affecting the driver it is a matter of pitching vibrations of the driver's cab, this of which is one lying under the driver's cab Vehicle transverse axis executes. It was found that this caused pitching vibrations are caused by vibrations of the tractor unit around the saddle point as a vibration node, whereby the tractor unit behaves like a rigid object. These are vibrations of the tractor unit particularly violent, because the involved mass of the tractor unit is relatively small, while the suspension the tractor unit must be designed for the heavy weight of the entire tractor unit. The vibrations the tractor unit can be triggered, for example, by bumps from the semi-trailer or from the road.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die elastische Aufhängung des Fahrerhauses so auszubilden, daß die beschriebenen Schwingungen des Fahrerhauses auf ein für den Fahrer erträgliches Maß gebracht werden.The invention is based on the object of designing the elastic suspension of the cab so that the described vibrations of the cab are brought to a level that is tolerable for the driver.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Fahrerhaus beiderseits an seinem vorderen Ende in der Nähe des vorderen Endes des Rahmens durch wenig nachgiebige Gummilager und am rückwärtigen Ende des Fahrerhauses durch weiche metallische Federn abgestützt ist, so daß sich für Eigenschwingungen des Fahrerhauses um eine quer zur Fahrtrichtung liegende Achse eine Eigenfrequenz von weniger als 4 Hz ergibt.The object is achieved according to the invention in that the driver's cab is on both sides at its front End near the front end of the frame through less flexible rubber bearings and at the rear The end of the cab is supported by soft metallic springs, allowing natural vibrations of the driver's cab around an axis perpendicular to the direction of travel has a natural frequency of less than 4 Hz.

Die angegebene Lösung der Erfindungsaufgabe bedeutet, daß die Eigenfrequenz der Schwingungen des Fahrerhauses weit unterhalb der Schwingungsfrequenz der Sattelzugmaschine liegt, so daß von dieser keine Schwingungen des Fahrerhauses mit größerer Amplitude angeregt werden können. Dies wird ermöglicht durch eine grundsätzliche Abkehr von der bisher harten Aufhängung des Fahrerhauses von Sattelzugmaschinen. Der Erfindungsgegenstand zeichnet sich nämlich aus durch extrem weiche Federn am rückwärtigen Ende des Fahrerhauses, die bereits bei der zusätzlichen Belastung des Fahrerhauses mit Fahrer und Beifahrer ein starkes Einfedern des Fahrerhauses bewirken.The specified solution of the invention means that the natural frequency of the vibrations of the Cab is far below the oscillation frequency of the tractor unit, so that none of this Vibrations of the cab can be excited with greater amplitude. This is made possible by fundamentally turning away from the hitherto hard suspension of the driver's cab on tractor units. The subject of the invention is characterized by extremely soft springs on the rear End of the cab, which is already in the case of the additional load on the cab with driver and front passenger cause a strong compression of the cab.

Durch die US-PS 27 54 146 ist bereits eine elastische Aufhängung für das Fahrerhaus eines Lastkraftwagens am Rahmen eines Fahrgestelles durch wenig nachgiebige Gummilager am vorderen Ende des Fahrerhauses und durch metallische Federn am rückwärtigen Ende des Fahrerhauses bekannt. Durch diese Aufhängung ίο des Fahrerhauses soll verhindert werden, daß Biegeschwingungen des Rahmens sich auf das Fahrerhaus auswirken. Derartige Biegeschwingungen können jedoch auf einfache Weise beispielsweise durch Verstärkung des Rahmens vermieden werden, auch bewirken sie im wesentlichen nur Schwingungen des Fahrerhauses in einer senkrechten Ebene, die für den Fahrer weniger unangenehm sind als Nickschwingungen und deren Auswirkungen, beispielsweise durch entsprechende Ausführung des Fahrersitzes, leicht zu beheben sind. Dagegen behandelt die Erfindung, wie oben beschrieben, ganz andere Schwingungen der Sattelzugmaschine, die bei einem Lastkraftwagen überhaupt nicht auftreten können.By US-PS 27 54 146 is already an elastic suspension for the cab of a truck on the frame of a chassis through less flexible rubber mounts at the front end of the cab and known by metallic springs at the rear end of the cab. Through this suspension ίο the cab should be prevented from bending vibrations of the frame affect the cab. Such flexural vibrations can, however be avoided in a simple manner, for example by reinforcing the frame, also effect they essentially only vibrate the cab in a vertical plane, which is less for the driver are unpleasant than pitching vibrations and their effects, for example by corresponding Execution of the driver's seat, are easy to fix. In contrast, the invention treats, as described above, completely different vibrations of the tractor unit that do not occur at all in a truck be able.

In dieser US-PS 27 54 146 ist noch angegeben, daß die metallische Feder am rückwärtigen Ende des Fahrerhauses vergleichsweise »weich« sein soll. Aus dieser Angabe läßt sich keine Aussage über die Eigenfrequenz des Fahrerhauses herleiten, welche für die Wirkung des Erfindungsgegenstandes maßgebend ist.In this US-PS 27 54 146 it is also indicated that the metallic spring at the rear end of the cab should be comparatively »soft«. From this information, no statement can be made about the natural frequency derive the driver's cab, which is decisive for the effect of the subject matter of the invention.

Die im Aufsatz »Gesichtspunkte für die elastische Lagerung von Bauelementen in Lastkraftwagen« von Helling in Technische Mitteilungen Krupp, Band 17 (1959) Nr. 4, S. 184 bis 186, angegebene Eigenfrequenz eines Fahrerhauses von 6 bis 7 Hz (Bild 2) liegt weit außerhalb der durch die Erfindung angegebenen Eigenfrequenz von unter 4 Hz. Außerdem handelt es sich dort um eine resonanzfreie Abstimmung des Fahrerhauses eines Lastkraftwagens bei Vertikalschwingungen. Solche vertikalen Schwingungen sind auch in anderen Aufsätzen behandelt worden (so »Die Wirkung mechanischer Schwingungen in Kraftfahrzeugen auf den Menschen« von D. Dieckmann in ATZ 1957, S. 297 bis 302, und »Über die Beanspruchung des Menschen durch Erschütterungen auf Schleppern und Landmaschinen« von M. Haack, Grundlagen der Landtechnik, Heft 4 (11. Konstrukteur-Heft), Deutscher Ingenieur-Verlag GmbH Düsseldorf 1953, S. 110 bis 115); jedoch beeinflussen vertikale Schwingungen das Gleichgewichtsorgan des Menschen wenig oder garnicht, während kreisbogenartige Bewegungen um eine Achse und Nickschwingungen, welchen erfindungsgemäß entgegengewirkt wird, Seekrankheit und Brechreiz hervorrufen können.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist den weichen Federn mindestens ein Stoßdämpfer zugeordnet. Damit können Fahrerhausschwingungen in der Eigenfrequenz, die in seltenen Fällen durch langwellige Fahrbahnunebenheiten hervorgerufen werden, wirkungsvoller gedämpft werden, wobei vorteilhaft ist, daß bei niederfrequenten Schwingungen von unter 4 Hz Stoßdämpfer besonders gut wirken.The natural frequency of a driver's cab of 6 to 7 Hz (Fig. 2) given in the article "Aspects for the elastic mounting of components in trucks" by Helling in Technische Mitteilungen Krupp, Volume 17 (1959) No. 4, pp. 184 to 186, is far outside the natural frequency of less than 4 Hz specified by the invention. In addition, there is resonance-free tuning of the driver's cab of a truck in the event of vertical vibrations. Such vertical vibrations have also been dealt with in other articles (see "The effect of mechanical vibrations in motor vehicles on people" by D. Dieckmann in ATZ 1957, pp. 297 to 302, and "On the stress on humans caused by vibrations on tractors and agricultural machinery «By M. Haack, Fundamentals of Landtechnik, No. 4 (11th designer's booklet), Deutscher Ingenieur-Verlag GmbH Düsseldorf 1953, pp. 110 to 115); however, vertical vibrations have little or no influence on the human organ of equilibrium, while circular arc-like movements around an axis and pitching vibrations, which are counteracted according to the invention, can cause seasickness and nausea.
In an advantageous embodiment of the invention, at least one shock absorber is assigned to the soft springs. In this way, cab vibrations in the natural frequency, which in rare cases are caused by long-wave unevenness in the road, can be dampened more effectively, with the advantage that shock absorbers work particularly well with low-frequency vibrations of less than 4 Hz.

In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigt
F i g. 1 die Draufsicht auf ein Fahrerhaus einer Sattelzugmaschine, In the drawing, the invention is shown in one embodiment. It shows
F i g. 1 the top view of a driver's cab of a tractor unit,

F i g. 2 die Ansicht von hinten auf einen Teil dieses Fahrerhauses,
F i g. 3 den Schnitt durch die hintere Aufhängung desF i g. 2 the view from the rear of part of this driver's cab,
F i g. 3 the section through the rear suspension of the

Fahrerhauses nach der Linie II1-III aus F i g. 1 undCab according to the line II1-III from F i g. 1 and

F i g. 4 den Schnitt durch die hintere Aufhängung des Fährerhauses nach der Linie IV-IV aus F i g. 1.F i g. 4 shows the section through the rear suspension of the driver's house along the line IV-IV from FIG. 1.

Das Frontlenker-Fahrerhaus 1 einer Sattelzugmaschine ist nach F i g. 1 an dem Rahmen 2 elastisch aufgehängt. Die vordere Aufhängung besteht aus den beiden beiderseits der Fahrzeuglängsmittelachse 3 zwischen dem Rahmen 2 und dem Fahrerhaus 1 in oder annähernd in der Pedalebene liegenden Gummilagern 4, die eine geringe Nachgiebigkeit besitzen. Die hintere Aufhängung besteht aus der das rückwärtige Ende des Fahrerhauses am Rahmen 2 elastisch abstützenden Drehstabfeder 5, die derart ausgelegt ist, daß Schwingungen, die das Fahrerhaus 1 ausführt, eine Eigenfrequenz von weniger als 4 Hz aufweisen.The front control cab 1 of a tractor unit is shown in FIG. 1 suspended from the frame 2 elastically. The front suspension consists of the two on either side of the vehicle's longitudinal center axis 3 between the frame 2 and the cab 1 in or approximately in the pedal plane lying rubber bearings 4, which have low compliance. The rear suspension consists of the the rear end of the Driver's cab on the frame 2 elastically supporting torsion bar 5, which is designed in such a way that vibrations, which the cab 1 executes, have a natural frequency of less than 4 Hz.

Wie auch aus F i g. 2 und 3 hervorgeht, ist die Drehstabfeder 5 in der Fahrzeugmittellängsachse 3 drehfest mit dem Widerlager 6 verbunden, das in dem am Fahrerhaus 1 festen Teil 7 gelagert ist. Zum Zwecke der Ein- bzw. Nachstellung der Vorspannung der Drehstabfeder 5 dient die am festen Teil 7 angeordnete Schraube 8, mit der über den am Widerlager 6 festen Anschlag 9 das Widerlager 6 gegenüber dem Teil 7 in Pfeilrichtung 10 gedreht werden kann. An den beiden äußeren Enden der Drehstabfeder 5, die mit dem Lager 11 am Fahrerhaus gelagert sind, greifen die nach hinten abragenden Hebel 12 an, deren Enden beispielsweise mit den Teilen 13 in den auf dem Rahmen 2 befestigten Gleitführungen 14 gelagert sind. Zur Dämpfung der Federschwingungen dienen die hydraulischen Dämpfer 15, die an den Lagern 11 angeordnet sind. In dem Gehäuse dieser Dämpfer befinden sich die die Torsionsbewegungen der Drehstabfeder 5 mitmachenden Flügelkolben 16, in denen eine Drosselbohrung 17 angeordnet ist. _x
Bei Federungsbewegungen des Fahrerhauses 1 um eine quer zur Fahrzeugmittellängsachse 3 vorn unterhalb des Fahrerhauses liegende Achse gleiten die Teile 13 der Hebel 12 in den Gleitführungen 14 etwas vor und zurück. Die Federschwingungen werden hierbei von den Dämpfern 15 gedämpft, die auch getrennt von den Federn als sogenannte Teleskopdämpfer angeordnet werden können.As also from FIG. 2 and 3, the torsion bar spring 5 is non-rotatably connected in the vehicle center longitudinal axis 3 to the abutment 6, which is mounted in the part 7 fixed to the driver's cab 1. For the purpose of adjusting or readjusting the bias of the torsion bar spring 5, the screw 8 arranged on the fixed part 7 is used, with which the abutment 6 can be rotated relative to the part 7 in the direction of arrow 10 via the stop 9 fixed on the abutment 6. At the two outer ends of the torsion bar spring 5, which are mounted with the bearing 11 on the driver's cab, the rearward protruding levers 12 engage, the ends of which are mounted, for example with the parts 13, in the sliding guides 14 mounted on the frame 2. The hydraulic dampers 15, which are arranged on the bearings 11, serve to dampen the spring vibrations. In the housing of this damper are the vane pistons 16 which participate in the torsional movements of the torsion bar spring 5 and in which a throttle bore 17 is arranged. _x
During suspension movements of the driver's cab 1 about an axis lying transversely to the vehicle's central longitudinal axis 3 at the front below the driver's cab, the parts 13 of the levers 12 slide slightly back and forth in the sliding guides 14. The spring vibrations are damped by the dampers 15, which can also be arranged separately from the springs as so-called telescopic dampers.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Elastic suspension of the cab of tractor units on their frame, thereby characterized in that the cab (1) is close on both sides at its front end the front end of the frame (2) through less flexible rubber mounts (4) and at the rear End of the cab (1) is supported by soft metallic springs (torsion bar spring 5) so that for the natural vibrations of the driver's cab (1) around an axis transverse to the direction of travel Natural frequency of less than 4 Hz results.

2. Suspension according to claim 1, characterized in that that the soft springs (torsion bar spring 5) is assigned at least one shock absorber (15).