DE3026114C2 - Vorrichtung zur Schwingungsisolierung der Fahrerkabine eines Schleppers - Google Patents

Description

abhängig von den übrigen an den Befestigungselementen vorgesehenen Schwingungsisolierungselementen entsprechend beeinflußt werden. Ferner wird durch die Einstellvorrichtung die Federkonstante der beiderseits des Rahmens vorgesehenen Schwingungsisolierungselemente verändert, so daß die Eigenfrequenz des Fahrgestells bzw. der Fahrerkabine gegenüber der Fremdfrequenz, die beispielsweise von den Laufrädern durch Bodenberührung ausgehen kann, verändert wird. Das Schwingungsisolierungselement dient also lediglich dazu, mittels Dämpfup" eine Beeinflussung der Fremdfrequenz vorzunehmen. Hierzu ist es vorteilhaft, daß das eine Schwingungsisolierungselement zwischen dem Schraubenkopf des Schraubenbolzens und den Rahmenteilen der Fahrerkabine lose geführt ist und daß zwischen den Rahmenteilen der Fahrerkabine und dem Fahrgestell ein Zwischenraum besteht, so daß in einem bestimmten Bereich eine Bewegung der Fahrerkabine gegenüber dem Fahrgestell in Abhängigkeit von der Federkennrate des Schwingungsisoferungselementes möglich ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteilhaft, daß die Einstellvorrichtung aus einem Sc'maubenbolzen und das Schwingungsisolierungselement aus einem federelastischen Ringkörper gebildet ist Ferner ist es vorteilhaft daß der federelastische Ringkörper auf den Schraubenbolzen aufsteckbar ist und mit seiner Oberseite gegen den Schraubenkopf und mit seiner Unterseite gegen die Fahrerkabine mittel- oder unmittelbar anliegt, wobei der Schraubenbolzen in eine Bohrung am Fahrgestell eingeschraubt ist Außerdem ist es vorteilhaft daß der Ringkörper auf der Oberseite des Rahmens der Fahrerkabine angeordnet ist und in dem Freiraum das untere auf das Feststellelement aufgeschobene Schwingungsisolierungselement sowie eine ebenfalls auf das Feststeüeiement aufgeschobene Distanzbuchse vorgesehen ist und daß die Federkonstante des Ringkörpers größer oder kleiner ist als die Federkonstanten der beiderseits des Rahmens angeordneten Schwingungsisolierungselemente. Da die aus dem Schraubenbolzen bestehende Einstellvorrichtung über das federelastische Tragteil, das beispielsweise als Gummikörper ausgebildet sein kann, mit dem Rahmen der Fahrerkabine verbunden ist, werden die von dem Fahrgestell ausgehenden Schwingungen absorbiert. Purch die Verwendung der beiderseits des Rahmens vorgesehenen Schwingungsisolierungselemente der Tragvorrichtung können die Eigenfrequenzen der Fahrerkabine bzw. des Fahrgestells auf einfache Weise absorbiert werden. Durch Verstellen der Schraube der Einstellvorrichtung wird beispielsweise das federelastische Tragteil weiter vorgespannt, während das untere Schwingungsisolierungselement der Tragvorrichtung entlastet wird. Dabei ist es vorteilhaft, daß die Federkennraten der einzelnen Schwingungsisolierungselemente und des federelastischen Tragteils unterschiedlich groß sind. Da bei bestimmten Reifen und bei ansteigender Fahrgeschwindigkeit die induzierte Frequenz überprcportional ansteigen kann, läßt sich bei Veränderung der Fahrgeschwindigkeit über die Einstellvorrichtung eine entsprechende Anpassung der Frequenz vornehmen, so daß in einem bestimmten Fahrgeschwindigkeitsbereich Resonanzschwingungen ausgeschlossen werden können.

Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Schwingungsisolierung einer Fahrerkabine eines Schleppers nach der Erfindung erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Rückansicht eines Schleppers mit Fahrerkabine und den Schwingungsisolierungselementen,

Fig.2 eine Teilansicht einer Tragvorrichtung zu^· Verbindung der Fahrerkabine mit dem Fahrgestell des Schleppers und einer zugehörigen Einstellvorrichtung. Bezugnehmend auf F i g. 1 wird ein Schlepper 10 mit einem Fahrgestell 12 gezeigt Das Fahrgestell 12 wird an seinem hinteren Ende durch zwei Laufräder 16 abgestützt die auf Achsen montiert sind, welche außen bis über die Achsgehäuse 18 und 20 hinausreichen. Die,

ίο Laufräder 16 weisen Profile 22 mit Noppen 24 auf. Auf der Rückseite des Fahrgestells 12 befindet sich eine Zugöse 28 zum Anschluß von Arbeitsgeräten.

Eine Fahrerplattform 30 weist eine Fahrerkabine 31 auf, die mit einer von einem Sitz 34 angebrachten Bedienungskonsole 32 ausgerüstet ist Die Bedienungskonsole 32 ist durch Halterungen (nicht sichtbar), zu denen Schwingungsisolierungselemente gehören, mit dem Fahrgestell 12 verbunden.
Bei der P»ückseite der Fahrerkabine 31 befinden sich nach unten geneigte Rahmenteile 38 .·. -d 40 der Fahrerkabine. Eng mit den Rahmenteilen verbun den sind untere, sich in Fahrtrichtung erstreckende, Durchdringungen aufweisende Winkelhalterungen 42 und 44, die in waagerechter Stellung angeordnet sind. Zwei Schwingungsisc'ierungselemente 46 und 48 verbinden die Rahmenteile 38 und 40 mit den linken und rechten Achsgehäusen 20 und 18, um somit die Rückseite der Fahrerkabine 31 oberhalb des Fahrgestells 12 abzufangen. Die SchwingungsisolierungselemenU: 46 und 48 (F i g. 2) weisen je ein Befestigungselement 50 auf. Ein zusätzliches Befestigungselement 52 befindet sich im Bereich des ersten Befestigungselement 50.

Das Befestigungselement 50 besteht aus einem oberen und einem unteren Ringkörper 54 und 56, die je eine zentrale Bohrung zur Aufnahme je eines Befestigungsbulzens 58 aufweisen. Die Ringkörper 54 und 56 können zur Aufnahme des Befestigungsbolzens 58 mit Buchsen ausgerüstet werden. Die Ringkörper 54 und 56 sinJ beiderseits der Winkelhalterung 42 angeordnet und ihre Bohrungen fluchten mit einer Bohrung 60 in der Winkelhalterung 42.

Der untere Ringkörper 56 liegt oberhalb des Achsgehäuses und ist mit ihm über eine Distanzbucnse 62 und eine Unterlegscheibe 64 verbunden. Eine weitere Unterlegscheibe 66 liegt auf dem Ringkörper 54. Eine zylindrische Buchse 68 nimmt den Ringkörper 56 auf.

Der Befestigungsbolzen 58 sichert die Ringkörper 54 und 56 beiderseits der Halterung 42. Das untere Ende des Befestigungsbolzens 58 ist in ein Bohrloch 70 tief

so eingeschraubt, das sich im oberen Bereich des Achsgehäuses 20 befindet, um die Ringkörper 54 und 56 zwischen den Unterlegscheiben mit Vorspannung zusamrtif nzUfjressen. Die Ringkörper 54 und 56, die aus härtegeprüftem Naturkautschuk bestehen können, gewährleisten eine Schwingungsisolierung zwischen der Fahrerkabine 31 und dem Fahrwerk des Schleppers 12. Die Distanzbuchse 62 ist lang genug, um die Rückseite der Fahrerkabine oberhalb des Fahrgestells 12 in geeignetem Abstand abzustützen. Einstellbare Befestigungselemente 52, die den Schwingungsisolierungselementen 46 und 48 zugeordnet sind, weisen einen Ringkörper 72 mit. einer Distanzhülse 74 auf, die in eine Bohrung des Ringkörpers 72 eingepaßt ist. Eine dünne Unterlegscheibe 76 sitzt zwischen der Ha'terung 42 und dem Ringkörper 72 und soll ein Herausrutschen der Distanzhülse 74 aus dem Ringkörper 72 verhindern. Eine Buchse 77 umgibt den Ringkörper 72 und fluchtet mit einer Bohrung 78 in der Halterung 42. Eine Unierlegscheibe 80 sitzt auf dem

Ringkörper 72 und eine einstellbare Schraube 82 sichert die Unterlegscheiben 76 und 80 und den Ringkörper 72. Das untere Ende der Schraube 82 ist in eine Bohrung 84 im Achsgehäuse 20 geschraubt. Die Schraube 82 ist vorgespannt und preßt den Ringkörper 72 zwischen der Winkelhalterung 42 und der Unterlegscheibe 80 zusammen. Wie aus A b b. 2 ersichtlich, kann das Befestigungselement eingestellt werden, um den Anpreßdruck zu erhöhen oder zu vermindern, indem die Schraube 82 weiter oder weniger weit in die Bohrung 84 hineingedreht wird. Hierbei wird auch die Federkonstante des Befestigungselementes 52 erhöht oder vermindert, je nachdem, ob der Ringkörper 72 beim Einstellen der Schraube 82 festgezogen oder gelockert wird.

Bei der gewünschten Ausführungsart sollte der Ringkörper 72 aus härtegeprüftem Naturkautschuk gebildet sein. Die äußere untere Fase bzw. Andrehung 86 und die gegenüberliegende obere innere Fase 88 des Ringkörpers bilden mit der Horizontalen einen Winkel von 45°.

Erfahrungsgemäß liegt die Eigenfrequenz oder Resonanzfrequenz (f — s~') einer schwingungsisolierten Fahrerkabine eines Schleppers zwischen 0 und 40 Hertz, wobei das größte Schwingungsproblem im Meßbereich zwischen 5 und 15 Hertz liegt. Die Resonanzfrequenz unterscheidet sich von Schlepper zu Schlepper und ist abhängig von Faktoren wie z. B. dem Typ der verwandten Befestigungselemente und der Masse der Fahrerkabine. Bei einem typischen Reifenprofil (siehe Fig. 1) ist die induzierte Frequenz aufgrund der Bodenberührung der Noppen 24 in etwa 3,2fach so hoch wie die Fahrgeschwindigkeit des Schleppers in km/h. Aus diesem Grunde treten ernste Schwingungsprobleme gewöhnlich vermehrt bei einer Schleppergeschwindigkeit zwischen 4 und 12 km/h auf, die in etwa der normalen Fahrgeschwindigkeit eines Schleppers beim Arbeitseinsatz entspricht.

Die Fahrerkabine 3i auf ihren Befestigungsvorrichtungen ist ein Feder- und Massesystem mit einer resonanzabhängigen Frequenz, die sowohl von der Masse als auch von der Federkonstante der Befestigungselemente abhängt Durch Verstellen der Schrauben 82 kann eine Abänderung der Federkonstanten und somit der resonanzabhängigen Frequenz der Fahrerkabine erzielt werden. Wenn die Fahrerkabine 31 auf ihren Befestigungselementen z. B. eine Resonanzfrequenz von f = 8 Hertz bei 6,5 km/h aufweist, so kann die Bedienungsperson des Schleppers annehmen, daß eine Störung vorliegt, da die Reifenprofile bei einer Geschwindigkeit von ca. 6,5 km/h nicht die errechenbare Frequenz erzeugen. Möchte die Bedienungsperson bei dieser Geschwindigkeit arbeiten, so kann die Störgröße bzw. der Schwingungsausschlag durch Anziehen der Schrauben 82 und durch Zusammenpressen der Ringkörper 56 und 72 reduziert werden. Auf diese Weise erhöht sich sowohl die Federkonstante als auch die Eigenfrequenz der Fahrerkabine, die dann über der durch die Reifenprofile am Fahrgestell erzeugten Frequenz liegt. Dadurch wird die Geräuschbelästigung und eine übermäßige Bewegung der Fahrerkabine verhindert Außerdem ist es möglich, die angezogenen Schrauben 82 zu lockern, um die Ringkörper 56 und 72 zu entlasten und die Federkonstante zu verringern und somit die Eigenfrequenz unter die induzierte Frequenz abzusenken. Das einstellbare Befestigungselement 52 ermöglicht also eine Entfernung der Resonanzfrequenz der Fahrerkabine von den hohen Frequenzen, die vom Fahrgestell ausgehen, bzw. die durch Bodenberührung entstehen. Hierdurch können störender Lärm und Erschütterungen der Fahrerkabine herabgesetzt werden. Die Bedienungsperson kann die Fahrerkabini; tatsächlich so abstimmen, daß sie den jeweiligen Arbeitsbedingungen und ihren persönlichen Bedürfnissen angepaßt ist. So wurden z. B. einige typische Resonanzprobleme der Fahrerkabine dadurch vermindert, daß man die Schrauben 82 so verstellte, daß die Federkonstante ca. 2 ¹A so groß wurde wie die Federkonstante der herkömmlichen Befestigungselemente. Die Heraufsetzung der Federkonstante für die Schwingungsisolierung des Befestigungselementes über die Resonanzfrequenz war für die Bedienungsperson letztlich kaum wahrnehmbar, da die Gesamtfrequenz herabgesetzt wurde.

Im Ausführungsbeispiel sind einstellbare Befestigungselemente 52 allerdings nur an den beiden hinteren erschütterungsfreien Befestigungselementen 50 vorgesehen. Einstellbare Befestigungsvorrichtungen können allerdings auch bei den vorderen Befestigungselementen oder an anderen Stellen zwischen der Fahrerkabine und dem Fahrgestell des Schleppers vorgesehen werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

ι 2 zur Schwingungsisolierung bekannt (US-PS 25 64 888), Patentansprüche: die hierzu eine an einer Karosse angeschlossene Win- kelhalterung zur Aufnahme eines Befestigungsbolzens

1. Vorrichtung zur Schwingungsisclierung der aufweist, der an seinem oberen Ende beiderseits der Fahrerkabine eines Schleppers mit einer Tragvor- 5 Winkelhalterung vorgesehene Schwingungsisolierungsrichtung, die aus einem oberen, gegen die Oberseite elemente aufweist, die auf den Befestigungsbolzen aufdes Rahmens der Fahrerkabine und einem unteren, gezogen sind und mittels einer Mutter gegen den horigegen die Unterseite des Rahmens anliegenden, zontal verlaufenden Schenkel der Winkellralter gepreßt über mindestens ein Feststellelement gesichertes werden. Die Unterseite des Schwingungsisolierungsele-Schwingungsisolierungselement gebildet ist, wobei io mentes weist einen Abstand zu dem unteren Rahmenteil sich das untere Schwingungsisolierungselement mit- auf, an den der Schraubenbolzen ebenfalls mittels zweitel- oder unmittelbar auf dem Fahrgestell des er Muttern fest angeschlossen ist Weitere Befestigungs-Schleppers abstützt, dadurch gekennzeich- elemente mit Schwingungsisolierungselementen dienen net, daß im Bereich der Tragvorrichtung (Befesti- zur Befestigung von Profilträgern, zwischen denen eine gungselement 50) ein drittes Schwingungsisolie- u Gummimatte vorgesehen ist, die mit den Profilträgern rungselement (Ringkörper 72) auf der Oberseite des fest verbunden ist Ein weiterer Befestigungsbolzen Rahmens (38, 40) der Fahrerkabine mit einer einen liegt mit einem Schwingungsisolierungselement gegen Freiraum zwischen den Rahmenteilen (38, 40) der die Oberseite einer Halterung an und ist mit einem unte-Fahrerkabine und dem Fahrgestell (18, 20) über- ren Ende an einer zusätzlichen Halterung eines Kuppbrückenflffl Einstellvorrichtung (Schraube 82) der- 20 lungsgehäuses gesichert Dieser Befestigungsbolzen

ΐ art verbunden ist, daß die Eigenfrequenz der Fahrer- dient also lediglich zur Fixierung der Halterung auf dem kabine gegenüber der induzierten, vom Schlepper in Kupplungsgehäuse. Durch Verstellen des Befestigungs-Arbeitseinsatz ausgehenden Frequenz veränderbar bolzen läßt sich zwar die Federkonstante des Schwinist gungsisolierungselementes verändern, jedoch nicht auf-

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch f ekenn- 25 tretende Resonanzschwingungen, da die auf dem Befezeichnet, daß die Einstellvorrichtung aus einem stigungsbolzen vorgesehenen Schwingungsisolierungs-Schraubenbolzen (82) und das Schwingungsisolie- elemente beiderseits der Halterung fest anliegen,
rungselement aus einem federelastischen Ringkör- Bei einer Vorrichtung zur Schwingungsisolierung der per (72) gebildet ist Fahrerkabine eines Schleppers der eingangs aufgeführ-

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch 30 ten Art ist es bekannt (US-PS 37 97 604), zwei elastische gekennzeichnet, daß der federelastische Ringkörper Schwingungsisolierungsteile beiderseits einer Halte-(72) auf den Schraubenboben (82) aufsteckbar ist rung vorzusehen, die über einen Schraubenbolzen mit und mit seiner Oberseite gegen den Schraubenkopf dem Fahrgestell des Schleppers verbunden sind. Da- und mit seiner Unterseite geien die Fahrerkabine durch können die von dem Boden ausgehenden Stöße (31) mittel- oder unmittelbai anliegt, wobei der 35 bzw. die von der Verbrennungskraftmaschine ausge-Schraubenbolzen (82) in eine Bohrung (84) am Fahr- henden Schwingungen teilweise absorbiert werden. Da gestell (12) eingeschraubt ist jedoch der Rahmen bzw. das Fahrgestell des Schleppers

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vor- eine eigene Schwingung aufweist und die von den Rähergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dem beim Arbeitseinsatz eusgelv. /><Jen Stöße sich mit daß der Ringkörper (72) auf der Oberseite des Rah- 40 den Eigenschwingungen des Fahrgestells überlagern mens (38, 40) der Fahrerkabine (31) angeordnet ist können, treten leicht Resonanzschwingungen auf, die und in dem Freiraum das untere auf das Feststellte- über die Schwingungsisolierungselemente nicht ausreiment (Befestigungsbolzen 38) aufgeschobene chend absorbiert werden können, so daß die Bedie-Schwingungsisolierungselement (56) sowie eine nungsperson starken Schwingungsausschlägen ausgeebenfalls auf das Feststellelement aufgeschobene 45 setzt ist.

Distanzbuchse (62) vorgesehen ist. Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu-

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vor- gründe, die Fahrerkabine über die Schwingungsisoliehergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet rungselemente derart abzustützen, daß die Eigenfredaß die Federkonstante des Ringkörpers (72) größer quenz und die induzierte Frequenz einen derartigen oder kleiner ist als die Federkonstanten der beider- 50 Amplitudenabstand untereinander aufweisen, daß Reseits des Rahmens (Winkelhalterung 42) angeordne- sonanzschwingungen ausgeschaltet werden können, ten Schwingungsisolierungselemente (Ringkörper Dies wird in vorteilhafter Weise dadurch gelöst, daß im 54,56). Bereich der Tragvorrichtung ein drittes Schwingungs-

isolierungselement auf der Oberseite des Rahmens der

55 Fahrerkabine mit einer einen Freiraum zwischen den

Rahmenteilen der Fahrerkabine und dem Fahrgestell überbrückenden Einstellvorrichtung derart verbunden

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur ist, daß die Eigenfrequenz der Fahrerkabine gegenüber Schwingungsisolierung der Fahrerkabine eines Schlep- der induzierten, vom Schlepper im Arbeitseinsatz auspers mit einer Tragvorrichtung, die aus einem oberen, 60 gehenden Frequenz veränderbar ist Durch die vorteilgegen die Oberseite des Rahmens der Fahrerkabine und hafte Ausbildung und Anordnung der neben dem Befeeinem unteren, gegen die Unterseite des Rahmens anlie- stigungselement vorgesehenen Schwingungsisoliegenden, über mindestens ein Feststellelement gesicher- rungselemente mit der zugehörigen Einstellvorrichtung tes Schwingungsisolierungselement gebildet ist, wobei kann jederzeit, auch während des Betriebes, eine Versich das untere Schwingungsisolierungselement mittel- 65 stellung der Fahrerkabine gegenüber dem Rahmen vor- oder unmittelbar auf dem Fahrgestell des Schleppers genommen werden, indem lediglich die Stellvorrichtung abstützt. betätigt wird. Dadurch kann das an der Einstellvorrich-

Es ist bei einem Straßenfahrzeug eine Vorrichtung tung vorgesehene Schwingungsisolierungselement un-