DE2806247A1 - CAB FOR COMMERCIAL VEHICLES - Google Patents
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Description
Daimler-Benz AktiengesellschaftDaimler-Benz Aktiengesellschaft
Stuttgart-Untertürkheim Daim 11 8 77/4 Stuttgart-Untertürkheim Daim 11 8 77/4
13.2.782/13/78
Fahrerhaus für Nutz fahrzeugeCab for commercial vehicles
Die Erfindung betrifft ein Fahrerhaus für Nutzfahrzeuge mit einem Federsystem, das den vier Fxkpunkten des Fahrerhauses zugeordnet insgesamt vier Federabstüzungen aufweist.The invention relates to a driver's cab for utility vehicles a spring system that attaches to the four cab points assigned a total of four spring supports.
Die bekannten Federsysteme dieser Art können im Hinblick auf die Wank- und Nickstabilisierung nicht befriedigen und sind insbesondere praktisch für den weltweiten Einsatz, kaum geeignet, da sie in ihrer Anpassungsfähigkeit an die jeweiligen Straßenverhältnisse verhältnismäßig eng begrenzt sind und bei der üblichen Auslegung auf europäische Straßenverhältnisse, wie beispielsweise Autobahnen, ohne tiefgreifende Änderungen für Sandpisten od. dgl. Schlechtwegstrecken kaum geeignet sind.The known spring systems of this type cannot and are not satisfactory with regard to roll and pitch stabilization especially practical for worldwide use, hardly suitable because they can be adapted to the respective Road conditions are relatively narrow and with the usual design for European road conditions, such as motorways, without profound Changes for sand slopes or the like. Bad roads are hardly suitable.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Federsystem der eingangs genannten Art zu schaffen, das den genannten Einschränkungen nicht unterworfen ist und das in gleicher Weise für gute wie für schlechte Straßenverhältnisse und insbesondere auch für verschiedene Fahrzeuggattungen, wieThe invention is based on the object of creating a spring system of the type mentioned at the outset, which has the aforementioned Is not subject to restrictions and that in the same way for good as for bad road conditions and especially for different types of vehicles, such as
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.5 - Daim 11 877/4.5 - Daim 11 877/4
Sattelschlepper, Kipper oder Geländefahrzeuge mit großer Rahmenverwindung geeignet ist.Semi-trailers, dump trucks or off-road vehicles with large frame distortions suitable is.
Gemäß der Erfindung wird das dadurch erreicht, daß das Federsystem als Luftfedersystem ausgebildet ist und die Federabstützung/jeweils ein aus Tragfeder und Stabilisierungsfeder aufgebautes Federpaar umfassen und daß einander gegenüberliegenden Seiten zugeordnete Federpaare für die einen Seiten bezüglich ihrer Tragfedern und für die anderen Seiten bezüglich ihrer Stabilisierungsfedern verbunden sind. Ein derartiger Verbund ermöglicht aufgrund der wechselseitigen Abstützung einerseits eine optimale Wank- und Nickabstützung, wie sie für den Fahrbetrieb auf ebenen Straßen erwünscht ist. Bedingt ist dies dadurch, daß sich das System als eine fiktive pneumatische Federung darstellt, deren Federabstützpunkte in den Schwerpunktsebenen des Fahrerhauses liegen. Diese Art der Abstützung wird bei der erfindungsgemäßen Lösung aufgrund des Verbundes dabei auch dann aufrechterhalten, wenn Rahmenverwindungen oder ähnliches aufgrund von Fahrbahnunebenheiten, insbesondere im Geländebetrieb auftreten. Über den Verbund wird hierbei nämlich dafür Sorge getragen, daß gleiche Abstützkräfte in allen vier Eckpunkten gegeben sind. Die Federn ermöglichen also durch ihren Längenausgleich eine entsprechende Anpassung an die Rahmenverwindungen.According to the invention this is achieved in that the spring system is designed as an air spring system and the spring support / each comprise a pair of springs made up of a suspension spring and stabilizing spring and that are opposite to each other Pages associated spring pairs for one side with respect to their suspension springs and for the other sides with respect to their stabilizing springs are connected. One of those Due to the mutual support, Verbund enables optimal roll and pitch support, as they do is desirable for driving on flat roads. This is due to the fact that the system presents itself as a fictitious pneumatic Represents suspension, the spring support points of which lie in the center of gravity planes of the cab. That kind of support is maintained in the solution according to the invention due to the composite even if the frame is twisted or the like occur due to uneven road surfaces, especially in off-road operation. About the network in this case, care is taken that the same support forces are given in all four corner points. The springs allow thus through their length compensation a corresponding adjustment to the frame twists.
In Ausgestaltung der Erfindung erweist es sich dabei als zweckmäßig, wenn für Fahrzeuge, die insbesondere für den Straßenbetrieb gedacht sind, die Tragfedervolumina, die untereinander verbunden sind, jeweils einer Fahrzeuglängsseite zugeordnet sind, während die Stabilisierungsfedervolumina,In an embodiment of the invention, it proves to be expedient if for vehicles that are in particular for the Road operation are thought to be the suspension spring volumes, which are among each other are connected, each assigned to a longitudinal side of the vehicle, while the stabilizing spring volumes,
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- 6 - Daim 11 877/4- 6 - Daim 11 877/4
die untereinander verbunden sind, jeweils in Fahrzeugquerrichtung nebeneinander liegen. Dies führt zu einer besonders guten Eliminierung von Nickschwingungen, und zwar sowohl beim Bremsen als auch beim Anfahren. Gleichermaßen können so auch Nickstöße, beispielsweise bei Sattelaufliegern gut abgefangen werden. Ferner erweist sich diese Ausgestaltung auch im Hinblick auf Winddruckkräfte als zweckmäßig. Die umgekehrte Art der Verbindung kann bei Fahrzeugen zweckmäßig sein, die vorwiegend oder ausschließlich für den Geländeeinsatz gedacht sind und wo es für den Einsatz auf besonders hohe IVankstabilisierung ankommt. Beiden Gegebenheiten kann im Rahmen der Erfindung in einfacher Weise dadurch Rechnung getragen werden, daß der Verbund umschaltbar ist, also die beiden vorgenannten Möglichkeiten wahlweise geschaltet werden können.which are connected to one another, each lying next to one another in the transverse direction of the vehicle. This leads to a special good elimination of pitching vibrations, both when braking and when starting. Likewise, so can nodding impacts, for example in the case of semi-trailers, can also be absorbed well. This configuration also proves itself also as expedient with regard to wind pressure forces. The reverse type of connection can be useful in vehicles that are primarily or exclusively intended for off-road use and where it is particularly suitable for use high level of stabilization is important. Both circumstances can thereby be taken into account in a simple manner within the scope of the invention be carried so that the network is switchable, so the two above-mentioned options can be switched optionally can.
Im Rahmen der Erfindung besteht darüber hinaus die Möglichkeit, in einfacher Weise auf das Federverhalten auch noch dadurch Einfluß zu nehmen, daß wenigstens bezüglich zweier der einander gegenüberliegenden, entsprechenden Seiten zwischen den verbundenen Federn eine Drosselstelle vorgesehen wird. Je nach Einstellung der Drossel wird der Verbund mehr oder weniger freigegeben, mit dem Effekt, daß bei starker Drosselung eine quasireelle vierpunktige Abstützung entsteht, wie sie für den reinen Straßenbetrieb im Hinblick auf bestmögliche Rückkopplung und Erfassung der Fahrzeugbewegungen durch den Fahrer erwünscht ist.In the context of the invention, there is also the possibility of adjusting the spring behavior in a simple manner to take influence that at least with respect to two of the opposite, corresponding sides between a throttle point is provided for the associated springs. Depending on the setting of the throttle, the network becomes more or less released, with the effect that with strong throttling a quasi-real four-point support is created, as they are for pure road operation with regard to the best possible feedback and recording of vehicle movements is desired by the driver.
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Im Hinblick auf die Erhaltung der Funktionsfähigkeit des erfindungsgemäßen Systemes unabhängig vom Beladungszustand des Fahrerhauses bei für die Abstützung des Fahrerhauses zweckmäßigen, geringen Federwegen erweist es sich als zweckmäßig, zumindest den Tragfedern, bevorzugt den Trag- und Stabilsierungsfedern, eine niveauanpassende Druckluftversorgung zuzuordnen. Die Steuerung dieser Druckluftversorgung kann auf den bekannten Wegen erfolgen, sei es lastabhängig, mechanisch oder auch manuell, so daß insbesondere in Verbindung mit der erfindungsgemäß ebenfalls vorgeschlagenen Drosselung weitgehendste Anpassungsmöglichkeiten an alle Verhältnisse gegeben sind.With a view to maintaining the functionality of the invention System regardless of the load condition of the driver's cab with appropriate for supporting the driver's cab, small spring deflections, it proves to be useful, at least the suspension springs, preferably the suspension and stabilization springs, assign a level-adjusting compressed air supply. This compressed air supply can be controlled in the known ways, be it load-dependent, mechanical or also manually, so that the greatest possible extent, especially in connection with the throttling also proposed according to the invention Adaptation options to all circumstances are given.
In weiterer Ausgestaltung der F:rfindung können dem Verbund zumindest zwischen einzelnen der Federn Zusatzvolumina zugeordnet sein, um guten Federkomfort auch bei kleinen Federelementen gewährleisten zu können.In a further embodiment of the invention, the network can at least Additional volumes can be assigned between individual springs to ensure good spring comfort even with small spring elements to be able to guarantee.
Solche Federelemente können erfindungsgemäß bevorzugt je eine Trag- und eine Stabilisierungsfeder umfassen, wobei Trag- und Stabilisierungsfeder koaxial in einem Federelement zusammengefaßt sein können. Neben den Federelementen, und gegebenenfalls in diese integriert können erfindungsgemäß gesonderte Dämpferelemente, insbesondere hydraulische Stoßdämpfer vorgesehen sein. Insbesondere erweist es sich im Rahmen der Erfindung als zweckmäßig, kleinbauende Federelemente der Art zu verwenden, wie sie in der deutschen Patentanmeldung P 27 5o 666.7 vom 12.11.77 beschrieben sind.According to the invention, such spring elements can preferably each have one Support spring and a stabilizing spring comprise, the supporting and stabilizing spring combined coaxially in a spring element could be. In addition to the spring elements, and if necessary integrated into them, according to the invention, separate damper elements, in particular hydraulic shock absorbers can be provided. In particular, it turns out to be within the scope of the invention expedient to use compact spring elements of the type as described in German patent application P 27 5o 666.7 from 11/12/77.
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IHc Erfindung wird im folgenden anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert, das das Federsysteu! in der Anordnung zwischen Fahrzeugrahmen und Fahrerhaus zeigt, wobei der Fahrzeugrahmen, der mit 1 bezeichnet ist, in VoI linien dargestellt ist, während das Fahrerhaus, mit 2 bezeichnet, strichpunktiert angedeutet ist.IHc invention is illustrated below with the aid of a schematic illustrated embodiment explained that the Federsysteu! shows in the arrangement between the vehicle frame and driver's cab, the vehicle frame denoted by 1 is, is shown in VoI lines, while the driver's cab, denoted by 2, is indicated by dash-dotted lines.
Zwischen Fahrzeugrahmen 1 und Fahrerhaus 2 ist eine Vierpunktabstützung vorgesehen, wobei die Eckpunkte der Abstützung durch Federabstützungen 7> gebildet sind, die je eine Tragfeder 4 und eine Stabilisierimgsfeder 5 umfassen. Tragfeder 4 und Stabilisierungsfeder 5 sind bei der veranschaulichten Lösung koaxi al liegend in einem Federelement, zusammengefaßt, das zentral einen Stoßdämpfer 6 enthält. Zwischen Tragfeder 4 und Stabilisierungsfeder 5, die beide als Luftfedern ausgebildet sind, liegt ein Trennlement 7, welches als starre Wad oder aber auch als Membran ausgebildet sein kann. Die Federn, die unterschiedlich große, entgegengesetzt druckbeaufschlagte, voneinander abgewandte und in ihrer Größe federwegabhängig veränderliche wirksame Federflächen aufweisen, umfassen jeweils einen Rollbalg, und es sind die beiden, voneinander abgewandten Federflächen der Federn auf miteinander verbundenen Federkolben abgestützt, wobei diese Federkolben im angedeuteten Ausführungsbeispiel beispielsweise über das Mantelrohr des Stoßdämpfers verbunden sein können. Die durch die beiden Rollbälge begrenzten Federvolumina sind auf eine im wesentlichen federwegunabhängige Einhaltung ihrer Volumengroße ausgelegt.A four-point support is provided between the vehicle frame 1 and the driver's cab 2, the corner points of the support being formed by spring supports 7 , which each include a suspension spring 4 and a stabilizing spring 5. Suspension spring 4 and stabilizing spring 5 are in the illustrated solution koaxi al lying in a spring element, which contains a shock absorber 6 in the center. Between the suspension spring 4 and the stabilizing spring 5, both of which are designed as air springs, there is a separating element 7, which can be designed as a rigid calf or also as a membrane. The springs, which have differently sized, oppositely pressurized, facing away from each other and variable in their size depending on the spring travel, each comprise a roll bellows, and the two facing away from each other spring surfaces of the springs are supported on spring pistons connected to one another, these spring pistons in the illustrated embodiment for example, can be connected via the jacket tube of the shock absorber. The spring volumes limited by the two rolling bellows are designed to maintain their volume size essentially independent of the spring travel.
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Bezogen auf die Fahrzeuglängsrichtung sind im veranschaulichten Ausführungsbeispicl von den Federahstützungen 3, den Fahrzeuglängsseiten zugeordnet, die Tragfedern 4 jeweils über eine Verbindungsleitung 8 aneinander angeschlossen^ wobei im dargestellten Ausführungsbeispiel in jeder dieser Verbindungsleitungen 8, diese im wesentlichen halbierend, eine Drosselelement 9 vorgesehen ist. Das Drosselelement 9 ist steuerbar, und kann beispielsweise manuell oder auch in Abhängigkeit vom jeweiligen Straßenzustand eingestellt werden, wobei eine weitmöglichste Öffnung des Drossele!cmentes 9 für jene Fälle vorgesehen wird, wo große Rahmen verwindungen infolge von Fahrbahnunebenheiten auftreten.In relation to the longitudinal direction of the vehicle are illustrated Exemplary embodiment of the spring supports 3, the longitudinal sides of the vehicle assigned, the suspension springs 4 each connected to one another via a connecting line 8 ^ wherein in the illustrated Embodiment in each of these connecting lines 8, essentially bisecting them, a throttle element 9 is provided. The throttle element 9 is controllable, and can, for example, manually or as a function of the respective road conditions can be set, with the widest possible opening of the throttle element 9 provided for those cases is where large frame twists due to uneven road surfaces appear.
Paarweise sind beim erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ferner auch die vorderen und die hinteren Federabstützungen 3 untereinander verbunden, wobei hier eine Verbindungsleitung 1o zwischen den Stabilisierungsfedern 5 verläuft und wobei auch hier in der Verbindungsleitung 1o jeweils ein Drosselelement angeordnet sein kann.In pairs are also in the exemplary embodiment according to the invention the front and rear spring supports 3 are also connected to one another, with a connecting line 1o here runs between the stabilizing springs 5 and, here too, a throttle element in each case in the connecting line 1o can be arranged.
In der Verbindungsleitung 8 zwischen den jeweils untereinander verbundenen Tragfedern 4 sind Zusatzvolumina 12 vorgesehen, die hier in Form von Zwischenbehältern od. dgl. angedeutet sind. Selbstverständlich ist es aber auch möglich, diese Zusatzvolumina beispielsweise durch entsprechenden Querschnitt der Verbindungsleitung 8 zu verwirklichen.In the connecting line 8 between the suspension springs 4 connected to one another, additional volumes 12 are provided which Here od in the form of intermediate containers. Like. Are indicated. Of course, it is also possible to use these additional volumes to be realized, for example, by means of a corresponding cross section of the connecting line 8.
B8i der gegebenen Abstützung des Fahrerhauses 2 gegenüber dem Fahrzeugrahmen ergeben sich für die Bewegung des Fahrerhauses gegenüber dem Fahrzeugrahmen 1 imaginäre Schwenkachsen, welcheB8i the given support of the cab 2 compared to the The vehicle frame results in imaginary pivot axes for the movement of the driver's cab relative to the vehicle frame 1, which
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in den Schwerpiinktsebenen des Fahrerhauses liegen und welche hier, sich im Punkt M schneidend, mit 13 und 14 bezeichnet sind, wobei mit 13 die Längs- oder Rollachse des Fahrerhauses bezeichnet ist.lie in the center of gravity of the driver's cab and which here, intersecting at point M, are denoted by 13 and 14, with 13 the longitudinal or roll axis of the cab is designated.
Um Beiastungsänderungen des Fahrerhauses 2 Rechnung zu tragen, sind erfindungsgemäß im Ausführungsbeispiel des weiteren Niveauregelventile 15, 15' bzw. 16, 16' vorgesehen, die im Hinblick auf die von Nick- und Wankbewegungen möglichst unabhängige Erfassung des Niveaus in der Längs- bzw. in der Querachse 13 bzw. 14 angeordnet sind. Die Niveauregelventile 15, 15f sind dabei den Verbindungsleitungen 8 zwischen den Tragfedern 4 und die Niveauregelventile 16, 16' den Verbindungsleitungen 1o zwischen den Stabilisierungsfedern 5 zugeordnet. Der jeweilige Anschluß an die Leitung 8 bzw. 1o ist schematisch im Bereich der hier jeweils vorgesehenen Drosseln 9 bzw. 11 angedeutet. Dadurch, daß die Niveauregelventile in den besagten Schwenkachsen liegen, werden die jeweils entsprechenden Ventilpaare durch Nick- bzw. Wankbewegungen nicht angesprochen. Soweit Mischbewegungen auftreten, liegen die Niveauregelventile im Bereich des geringsten relativen Höhenversatzes und sie werden insbesondere dann nicht ansprechen, wenn sie mit entsprechend/zeitlicher Trägheit arbeiten.In order to take account of changes in load in the driver's cab 2, level control valves 15, 15 'and 16, 16' are also provided according to the invention in the exemplary embodiment the transverse axis 13 and 14 are arranged. The level control valves 15, 15 f are assigned to the connecting lines 8 between the suspension springs 4 and the level control valves 16, 16 ′ are assigned to the connecting lines 1o between the stabilizing springs 5. The respective connection to the line 8 or 1o is indicated schematically in the area of the throttles 9 and 11 respectively provided here. Because the level control valves lie in said pivot axes, the respective corresponding pairs of valves are not addressed by pitching or rolling movements. As far as mixed movements occur, the level control valves are in the area of the lowest relative height offset and they will not respond, in particular, if they work with corresponding / temporal inertia.
Angedeutet ist in der dargestellten Figur des weiteren noch eine Schaltungsanordnung mit Ventilen 17, 17}, über die unabhängig der Arbeitsdruck in den Tragfedern 4 bzw. Stabilisierungsfedern 5 gesteuert werden kann, so daß durch entsprechende relative Veränderung der Drücke in den Tragfedern 4 und Stabilisierungsfedern 5 das Gesamtfederverhalten im HinblickAlso indicated in the figure shown is a circuit arrangement with valves 17, 17}, via which independently the working pressure in the suspension springs 4 or stabilization springs 5 can be controlled, so that by appropriate relative change in the pressures in the suspension springs 4 and stabilization springs 5 with regard to the overall spring behavior
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auf eine weichere oder härtere Federung eingestellt werden kann. Je höher die Drücke eingestellt werden, desto härter arbeitet die Federung und desto geringer sind Wank- und Nickbewegungen, so daß sich eine verhältnismäßig unmittelbare Anbindung an den Fahrzeugrahmen und damit ein unmittelbares Gefühl für die Fahrzeugbewegungen ergibt. Im Rahmen der Erfindung kann für die jeweils unmittelbar untereinander verbundenen Tragfedern 4 bzw. Stabilisierungsfedern 5 selbstverständlich jeweils auch eine gesonderte Druckeinstellung vorgenommen werden.can be adjusted to a softer or harder suspension. The higher the pressures are set, the harder the suspension works and the less rolling and pitching movements are, so that there is a relatively direct connection on the vehicle frame and thus a direct feeling for the vehicle movements. Within the scope of the invention can of course for the suspension springs 4 or stabilization springs 5 connected directly to one another a separate pressure setting can also be made in each case.
Ist ein Federsystem der erfindungsgemäßen Art für Kippfahrerhäuser vorgesehen, so kann es im Rahmen der Erfindung zweckmäßig sein, für den Kippvorgang eine Abschaltung der Niveauregulierung bzw. eine Blockierung zumindest jener Federn vorzusehen, in deren Bereich die jeweilige Kippachse liegt. Anstelle einer mechanischen Blockierung kann hierbei gegebenenfalls auch vorgesehen werden, die Federvolumina voneinander abzusteuern. Diese Absteuerung kann gegebenenfalls in Abhängigkeit vom Kippwinkel erfolgen.Is a spring system of the type according to the invention for tilting cabs provided, it may be expedient within the scope of the invention to switch off the level control for the tilting process or to provide a blocking of at least those springs in the area of which the respective tilt axis lies. Instead of a mechanical blocking can optionally also be provided here to separate the spring volumes from one another to steer. This shutdown can take place as a function of the tilt angle, if necessary.
Bei der erfindungemäßen Lösung weisen bevorzugt die Stabilisierungsfedern ein wesentlich kleineres Volumen als die Tragfedern auf. Ferner haben die Stabilisierungsfedern und Tragfedern zweckmäßigerweise entgegengesetzt progressive Kennung. Hierbei sind bevorzugt die Tragfedern in Einfederrichtung.und die Stabilisierungsfedern in Ausfederrichtung progressiv. Hieraus folgt eine Stabilisierung auf eine Mittellage, die Nick- und Wankbewegungen entgegenwirkt. Es sind somit bei der erfindungsgemäßen Lösung durch ein Federsystem (z. B. Stabili-In the solution according to the invention, the stabilizing springs preferably have a much smaller volume than the suspension springs. Furthermore, the stabilizing springs and suspension springs expediently oppositely progressive identifier. In this case, the suspension springs are preferably in the compression direction and the stabilizing springs progressively in the rebound direction. This results in a stabilization on a central position, the Counteracts pitching and rolling movements. In the solution according to the invention, a spring system (e.g. stabilizing
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sierungsfedern) jeweils Gegenkräfte gegeben, die den Bewegungen, die das andere Federsystem (z. B. Tragfedern) zuläßt, entgegenwirken. Auch bei relativ harter Auslegung der Einzelfedern, wie sie im Hinblick auf den gewünschten unmittelbaren Rahmenkontakt teilweise erwünscht ist, werden beim erfindungsgemäßen System einseitige oder wechselseitige Stöße verhältnismäßig weich abfangen, da über den Verbund alle Federn jeweils praktisch gleichzeitig angesprochen werden. Durch entsprechende Verstärkung der Progressivität in den Endlagen lassen sich in das Federsystem erfindungsgemäß auch die Endlagenbegrenzungen einbeziehen. Erreichbar ist dies bevorzugt durch entsprechende Auslegung der Federflächen.stabilization springs) are given counterforces that counteract the movements that the other spring system (e.g. suspension springs) allows, counteract. Even with a relatively hard design of the individual springs, as they are with regard to the desired immediate Frame contact is partially desired, unilateral or reciprocal impacts are proportionate in the system according to the invention catch softly, as all springs are addressed practically at the same time via the composite. Through appropriate Reinforcement of the progressivity in the end positions, the end position limits can also be incorporated into the spring system according to the invention include. This can preferably be achieved by appropriate design of the spring surfaces.
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