DE10113798A1 - Utility vehicle with drivers cabin on elastic suspension, has cabin support connected to vehicle frame via length direction and angled guides and link bearings - Google Patents
Utility vehicle with drivers cabin on elastic suspension, has cabin support connected to vehicle frame via length direction and angled guides and link bearingsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Nutzfahrzeug, dessen Fahrerhaus beweglich und abgefedert mit dem Rahmen des Nutzfahrzeuges verbunden ist, wobei sich mindestens ein in einer Querebene zur Fahrtrichtung angeordneter Träger des Fahrerhauses über Federbeine am Rahmen und beiderseits mittels Len kern auf rahmenfesten Lagern abstützt, welche Lenker gelenkig mit dem Träger verbunden sind. Dabei hat das Fahrerhaus meist zwei quer angeord nete Träger, einen vorne und einen hinten.The invention relates to a commercial vehicle, the cab of which is movable and cushioned connected to the frame of the commercial vehicle, whereby at least one carrier arranged in a transverse plane to the direction of travel the cab via struts on the frame and on both sides by means of len supports the core on frame-fixed bearings, which link is articulated with the Carriers are connected. The cab usually arranged two across Nete straps, one in the front and one in the back.
Die bewegliche und elastische Aufhängung des Fahrerhauses soll Verwin dungen des Rahmens und Schwingungen vom Fahrerhaus fernhalten und, heute vor allem, den Komfort der Insassen erhöhen. Dazu gehört das Auf fangen vertikaler Stöße, deshalb die elastische Aufhängung, weiters die Führung in Längs- und Querrichtung sowie das Verhindern von Rollbewe gungen (Drehung um die Fahrzeuglängsachse) des Fahrerhauses, vor allem bei Kurvenfahrt. Zu letzterem sollte der Schwerpunkt des Fahrerhauses im Rollzentrum, bzw räumlich betrachtet in der Rollachse, liegen.The moveable and elastic suspension of the cab should be Verwin frame and vibrations from the cab and, today, above all, to increase the comfort of the occupants. This includes the up catch vertical shocks, hence the elastic suspension, furthermore the Guidance in the longitudinal and transverse directions and the prevention of rolling motion conditions (rotation around the vehicle's longitudinal axis), especially when cornering. For the latter, the focus of the cab in the Roll center, or spatially viewed in the roll axis.
Es ist aus der Praxis bekannt, das Fahrerhaus mittels in der Fahzeugquer ebene angeordneter Schwingarme so aufzuhängen, dass sie mit dem Rah men als Basis und dem Träger des Fahrerhauses als Koppel ein Gelenk viereck bilden. Führt das Fahrerhaus bezüglich des Rahmens eine Rollbe wegung aus, so liegt das Rollzentrum im gedachten Schnittpunkt der bei den Schwingarme. Der Rollbewegung wirken die Federbeine entgegen. Ein Einfedern des Fahrerhauses in vertikaler Richtung ist mit der Kinematik eines Gelenkviereckes, streng genommen, nicht möglich. Praktisch wird es aber durch gummielastische Elemente zwischen den Schwingarmen und der Basis bzw dem Steg möglich, solange die von den gummielastischen Elementen aufzunehmenden Verschiebungen nicht zu groß sind. Um sie klein zu halten, müssen die Schwingarme angenähert horizontal angeordnet sein. Ihr gedachter Schnittpunkt, das Rollzentrum liegt dann aber sehr tief, weit unter dem Schwerpunkt des Fahrerhauses. Trotz kleiner Verschiebun gen sind die gummielastischen Elemente verschleissanfällig.It is known from practice to cross the driver's cab in the vehicle to level the swing arms so that they align with the frame a joint as the basis and the carrier of the cab as a coupling form a square. Does the cab roll on the frame movement, the roll center is at the intended intersection of the the swing arm. The struts counteract the rolling movement. On Compression of the cab in the vertical direction is with the kinematics a quadrilateral joint, strictly speaking, not possible. It will be practical but through rubber - elastic elements between the swing arms and the base or the bridge possible, as long as that of the rubber-elastic Displacements to be included are not too large. To them To keep it small, the swing arms must be arranged approximately horizontally his. Your intended intersection, but the roll center is then very low, far below the focus of the cab. Despite a small shift The rubber-elastic elements are susceptible to wear.
Aus der EP 426 510 A1 ist es bekannt, unter Vermeidung eines Gelenk viereckes, die Rollbewegung des Fahrerhauses durch eine eigene Roll dämpfung hintanzuhalten und die Seitenführung des Fahrerhauses einem Panhardstab zu überlassen. Die Rolldämpfung besteht aus zwei am Rah men angelenkten Winkelhebeln, deren erste Schenkel über einen Roll dämpfer miteinander verbunden sind und deren gleich gerichtete zweite Schenkel mit dem Träger des Fahrerhauses verbunden sind. Beim Rollen bewegen sich die beiden ersten Schenkel somit in entgegengesetzten Rich tungen. Da aber das Rollzentrum im Schnittpunkt des Panhardstabes mit der Fahrzeuglängsmittenebene liegt, ist es auch wieder sehr weit unter dem Schwerpunkt des Fahrerhauses. Ausserdem ist der Raumbedarf dieser Kon struktion, die nur bei Traktoren Verwendung findet, erheblich. Eine derar tige Aufhängung würde bei einem Lastkraftwagen mit den seitlich im Fah rerhaus angebrachten großen Türen kollidieren.It is known from EP 426 510 A1, while avoiding a joint quadrilaterals, the rolling movement of the cab by means of its own roll to keep damping out and the side of the cab To be left to Panhardstab. The roll damping consists of two on the frame men hinged angle levers, the first leg of a roll dampers are interconnected and their rectified second Legs are connected to the carrier of the cab. When rolling the first two legs move in opposite directions exercises. But since the roll center at the intersection of the Panhard rod with the vehicle's longitudinal center plane, it is again very far below that Center of gravity of the cab. In addition, the space required for this con structure that is only used on tractors. A derar suspension would be in a truck with the side in the Fah Large doors attached collide.
Es ist somit Ziel der Erfindung, die Aufhängung des Fahrerhauses so zu verbessern, dass das Rollzentrum im Schwerpunkt des Fahrerhauses liegt, auf einfache Weise und mit möglich geringem Platzbedarf und Verschleiss. Insgesamt soll der Komfort des Fahrerhauses bei möglichst geringen Ko sten fühlbar verbessert werden.It is therefore the aim of the invention to suspend the driver's cab in this way improve that the roll center is in the center of gravity of the cab, in a simple manner and with the possible minimum space requirement and wear. Overall, the comfort of the cab should be as low as possible most noticeably improved.
Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, dass:
This is achieved according to the invention in that:
- a) auf beiden Seiten je ein Längslenker und ein Schräglenker vorgesehen sind, die mit einem Ende am Träger und mit dem anderen Ende am rahmenfesten Lagern angelenkt sind,a) A trailing arm and a semi-trailing arm are provided on both sides are with one end on the carrier and the other end on frame-fixed bearings are hinged,
- b) der Träger beiderseits je ein erstes Anlenklager für den Längslenker und je ein zweites Anlenklager für den Schräglenker besitzt, wobei die bei den Anlenklager jeweils in verschiedener Höhe und in verschiedenem Abstand von der Längsmitte des Fahrzeuges angeordnet sind,b) the carrier on both sides a first link bearing for the trailing arm and each has a second link bearing for the semi-trailing arm, the at the pivot bearing each at different heights and in different Distance from the longitudinal center of the vehicle are arranged,
- c) am Rahmen beiderseits ein rahmenfestes Lager für das eine Ende des Längslenkers und für das eine Ende des Schräglenkers vorgesehen ist.c) on the frame on both sides a frame-fixed bearing for one end of the Trailing arm and for which one end of the semi-trailing arm is provided.
Durch diese besondere Anordnung der Lenker gelingt es mit sehr kleinem Bauaufwand, das Rollzentrum bis zur Höhe des Schwerpunktes des Fah rerhauses anzuheben, wobei man mit sehr kurzen Lenkern das Auslangen findet. Dadurch, dass jeweils beide Lenker an einem Lager des Rahmens - also an demselben Anlenkpunkt - angelenkt sind, wird der überraschend kleine Bauaufwand erzielt. Überraschend, weil bei Kraftfahrzeugen der Oberklasse Achsführungen mit Längs- und Schräglenkern bekannt sind. Dort geht es aber um das Fahrverhalten und das Rollzentrum soll möglichst tief liegen. Das Fahrerhaus ist vorne und hinten aufgehängt. Der Raum da zwischen soll möglichst große Türen gestatten, das ist wegen der kurzen Lenker möglich. Ein weitere Vorteil dieser Anordnung der Lenker ist darin zu sehen, dass sie bei ausreichender Dimensionierung der Lager am Rah men auch Seitenkräfte übertragen können, sodaß kein zusätzlicher Panhard- Stab für die Seitenführung erforderlich ist.This special arrangement of the handlebars makes it very small Construction effort, the roll center up to the height of the center of gravity of the vehicle rerhauses to raise, with the very short handlebars getting out finds. Because both handlebars on one bearing of the frame - So at the same articulation point - articulated, it will be surprising achieved small construction costs. Surprising because the motor vehicle Upper class axle guides with longitudinal and semi-trailing arms are known. But it is about driving behavior and the roll center should be as possible lie low. The driver's cab is suspended at the front and rear. The room there between should allow doors as large as possible, that's because of the short ones Handlebar possible. Another advantage of this arrangement of the handlebars is in it to see that with sufficient dimensioning of the bearings on the frame men can also transfer lateral forces, so that no additional Panhard Rod for the side guide is required.
In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung beträgt die Länge der Längslenker und der Schräglenker ein Drittel bis ein Viertel des Abstandes in Fahrzeugquerrichtung zwischen den beiden rahmenfesten Lagern (An spruch 2) und/ oder ist das rahmenfeste Lager in vertikaler Richtung zwi schen dem ersten Anlenklager für den Längslenker und dem zweiten An lenklager für den Schräglenker angeordnet (Anspruch 3). Durch diese Massnahmen ist nicht nur eine kinematische Optimierung, sondern auch eine weitere konstruktive Vereinfachung und Senkung der Herstellungsko sten möglich.In preferred embodiments of the invention, the length is Trailing arm and the semi-trailing arm a third to a quarter of the distance in the transverse direction of the vehicle between the two fixed bearings (An saying 2) and / or is the frame-fixed bearing in the vertical direction between the first link bearing for the trailing arm and the second link Steering bearing arranged for the semi-trailing arm (claim 3). Through this Measures are not just a kinematic optimization, but also a further constructive simplification and reduction of the manufacturing cost most possible.
In einer besonders vorteilhaften konstruktiven Verwirklichung ist der Trä ger des Fahrerhauses zwischen den beiden ersten Anlenklagern horizontal und in Fahrzeugquerrichtung daran anschließend abwärts geneigt, wobei das erste Anlenklager an der Oberseite des Trägers und das zweite Anlenk lager am äusseren Ende des abwärts geneigten Teiles angeordnet ist (An spruch 4). Dadurch kann der Träger als einfacher und festigkeitsoptimierter Bauteil bei guter Raumausnutzung die Anlenklager auf kürzestem Weg unterstützen. Das trifft in noch höherem Maße zu, wenn die Federbeine ei nerseits an einer Konsole des Rahmens und andererseits am abwärts ge neigten Teil des Trägers angreifen (Anspruch 5).In a particularly advantageous constructive realization, the Trä horizontally between the first two link bearings and subsequently inclined downward in the vehicle transverse direction, wherein the first link bearing on the top of the carrier and the second link Bearing is arranged at the outer end of the downwardly inclined part (An Proverb 4). This allows the wearer to be simpler and strength-optimized If the space is used well, the articulated bearings are the shortest route support. This is even more true when the struts egg on the one hand on a console of the frame and on the other hand on the down ge inclined part of the carrier attack (claim 5).
Bei Fahrzeugen mit kippbarem Fahrerhaus und wenn der Träger der vorde re Träger des Fahrerhauses ist, bilden in Weiterverfolgung des Erfindungs gedankens die ersten Anlenklager auch die Kipplager des Fahrerhauses (Anspruch 6). Dadurch kann, wieder mit hoher Raumökonomie, die Kipp achse sehr tief gelegt werden und erfordert keine eigenen Kipplager.For vehicles with a tiltable cab and if the carrier of the front re is the driver of the cab, form in pursuit of the invention the first pivot bearings also thanked the tilting bearings of the cab (Claim 6). As a result, the Kipp can again, with a high degree of space economy axis must be placed very low and does not require its own tilting bearings.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Abbildungen beschrieben und erläutert. Es stellen dar:In the following the invention is described with reference to figures and explained. They represent:
Fig. 1 Die erfindungsgemäße Fahrerhausaufhängung, axonometrisch, Fig. 1 The cab suspension according to the invention axonometrically,
Fig. 2 Ansicht gemäß II von vorne, Fig. 2 view according to II from the front,
Fig. 3 Draufsicht nach III in Fig. 3, Fig. 3 plan view according to III in Fig. 3,
Fig. 4 Seitenansicht nach IV in Fig. 3, Fig. 4 side view according to IV in Fig. 3,
Fig. 5 ein kinematisches Schema der erfindungsgemäßen Aufhän gung. Fig. 5 is a kinematic diagram of the suspension according to the invention.
In den Fig. 1 bis 4 ist der Rahmen summarisch mit 1 bezeichnet, er be steht aus einem linken und einem rechten Längsträger 2, 3 sowie mehreren Querträgern, von denen nur einer (4) zu sehen ist. Von dem Rahmen 1 ist nur der mit der gegenständlichen Aufhängung des Fahrerhauses zusam menhängende Teil abgebildet. Auch das Fahrerhaus selbst ist nicht darge stellt. Es besitzt eine vordere und eine hintere Aufhängung. In den Figuren ist nur die vordere Aufhängung gezeigt, die hintere Aufhängung kann gleich oder auch anders ausgeführt sein.In Figs. 1 to 4 of the frame is summarily referred to as 1, it is be composed of a left and a right longitudinal member 2, 3 and a plurality of transverse beams, of which only one is shown (4). Of the frame 1 , only the part related to the subject suspension of the driver's cab is shown. The cab itself is also not shown. It has front and rear suspensions. In the figures, only the front suspension is shown, the rear suspension can be the same or different.
An den Längsträgern 2, 3 ist aussen je eine Konsole 5, 6 für die Anlenkung des Fahrerhauses und je eine Federkonsole 7, 8 für die Anlenkung eines Federbeines 9 vorgesehen. Die Fahrtrichtung des Nutzfahrzeuges bei Vor wärtsfahrt ist mit 10 bezeichnet. On the longitudinal beams 2 , 3 , a console 5 , 6 for the articulation of the driver's cab and a spring console 7 , 8 for the articulation of a spring strut 9 are provided on the outside. The direction of travel of the commercial vehicle before driving upwards is designated by 10 .
Ein vorderer Träger 12 ist entweder Teil des Fahrerhauses oder, wenn die ses kippbar ist, der Teil, der dessen Kipplager trägt. Der Träger 12, mit Vorteil rohrförmig, bildet einen horizontalen Teil 13 und an jeder Seite au ssen daran anschließend einen abwärts geneigten Teil 14. Ungefähr dort, wo der horizontale Teil 13 in den geneigten Teil 14 übergeht, ist ein erstes Anlenklager 15 vorgesehen. Es kann von an den Träger 12 angeschweißten Ohren gebildet sein, die einen Gelenksbolzen aufnehmen. Am äußeren En de der geneigten Teile 14 sind zweite Anlenklager 16 vorgesehen mit ent sprechend der Abwärtsneigung geneigter Achse.A front bracket 12 is either part of the cab or, if it is tiltable, the part that carries its tilt bearing. The carrier 12 , advantageously tubular, forms a horizontal part 13 and then on each side on the outside thereof a downwardly inclined part 14 . Approximately where the horizontal part 13 merges into the inclined part 14 , a first link bearing 15 is provided. It can be formed by ears welded to the carrier 12 , which receive a hinge pin. At the outer end of the inclined parts 14 , second link bearings 16 are provided with the downward inclination axis accordingly.
Zur Verbindung des Trägers 12 mit dem Rahmen 1 sind beiderseits je ein Längslenker 17 und ein Schräglenker 18 vorgesehen, beide sind relativ kurz, ihre Länge beträgt 1/3 bis ¼ des Abstandes zwischen rahmenfesten Lagern 19, an denen beide angelenkt sind. Die Längslenker 17 sind in Längsrichtung angeordnet und erstrecken sich vom ersten Anlenklager 15 am Träger 12 bis zum rahmenfesten Lager 19 abwärts. Die Höhe des ersten Anlenklagers 15 ist in Fig. 4 mit 21 bezeichnet, die des raumfesten Lagers 19 mit 20. Die Schräglenker 18 verbinden jeweils das zweite Anlenklager 16 mit dem rahmenfesten Lager 19. Die zweiten Anlenklager haben von der Längsmittenachse des Fahrzeuges einen größeren Abstand 23 als die ersten Anlenklager 15 und liegen tiefer. In Fig. 4 ist deren Höhe 22 einge zeichnet.To connect the carrier 12 to the frame 1 , a trailing arm 17 and a semi-trailing arm 18 are provided on both sides, both are relatively short, their length is 1/3 to ¼ of the distance between frame-fixed bearings 19 , to which both are articulated. The trailing arms 17 are arranged in the longitudinal direction and extend downwards from the first link bearing 15 on the carrier 12 to the frame-fixed bearing 19 . The height of the first pivot bearing 15 is designated in FIG. 4 with 21 , that of the fixed bearing 19 with 20 . The diagonal links 18 each connect the second link bearing 16 to the frame-fixed bearing 19 . The second link bearings are at a greater distance 23 from the longitudinal center axis of the vehicle than the first link bearings 15 and are lower. In Fig. 4 the height 22 is drawn.
Wenn es sich, wie im dargestellten Ausführungsbeispiel, um ein Fahrzeug mit vorwärts kippbarem Fahrerhaus handelt, sind die Kipplager 30 mit den ersten Anlenklager 15 baulich vereint. Sie können aus einem einzigen La gerbolzen bestehen. Von dem kippbaren Fahrerhaus selbst ist nur der an diesem befestigte Beschlag 31 eingezeichnet. Auch die rahmenfesten Lager 19 machen von dieser Möglichkeit Gebrauch, jedes dient sowohl einem Längslenker als auch einem Schräglenker als Lager. Bei ausreichend steifer Ausführung dieser Lager kann wegen der Kürze der Lenker 17, 18 eine zu sätzliche Seitenführung des Fahrerhauses unterbleiben.If, as in the exemplary embodiment shown, it is a vehicle with a cab that can be tilted forward, the tilting bearings 30 are structurally combined with the first link bearing 15 . They can consist of a single bearing pin. Of the tiltable cab itself, only the fitting 31 attached to it is shown. The frame-fixed bearings 19 also make use of this possibility, each serving as a trailing arm as well as an oblique arm. If these bearings are of sufficiently rigid design, the handlebars 17 , 18 may be omitted because of the brevity of the driver's cab.
Das durch diese Geometrie der Lenker 17, 18 tatsächlich ein sehr hoch, in der Nähe des Schwerpunktes des Fahrerhauses, liegendes Rollzentrum zu erreichen ist, soll anhand von Fig. 4 dargetan werden. In dieser ist oben die Draufsicht der Fig. 3 und darunter die Seitenansicht der Fig. 4 schematisch wiedergegeben. Die Schräglenker 17 erstrecken sich zwischen dem ersten Anlenklager 15 und dem rahmenfesten Lager 19, die Schräglenker 18 zwi schen dem zweiten Anlenklager 16 und ebenfalls dem rahmenfesten Lager 19. Um dazu das Rollzentrum W zu ermitteln, wird nach der bekannten Methode (Reimpell: "Fahrwerktechnik", VOGEL-Verlag, 5. Auflage, Seite 478, Bild 4.4/21) vorgegangen. Der Momentanpohl P' (Grundriss) wird im Schnitt der Verbindungslinien der Punkte 16 und 19 erhalten, die eine ge dachte Verlängerung der Schräglenker 18 sind. Dieser Punkt ist im Aufriss als Punkt P" eingezeichnet. Seine Höhenlage ergibt sich im Schnitt mit der Verbindungsgerade der Punkte 16 und 19, welche wieder eine gedachte Verlängerung der Schräglenker 18 ist. Wenn man im Aufriß durch diesen Punkt P" einen der Verbindungslinie der Punkte 15 und 19 (der Längslen ker 17) parallelen Strahl zieht und diesen mit der durch die Punkte 15, 16 beiderseits aufgespannten Ebene zum Schnitt bringt, erhält man das Roll zentrum W. In der Zeichnung ist zu erkennen, dass dieses sehr hoch liegt, was der Form und Anlenkung der Lenker 17, 18, somit den kinematischen Verhältnissen zu danken ist.The fact that this geometry of the handlebars 17 , 18 can actually achieve a very high roll center, which is close to the center of gravity of the driver's cab, is to be demonstrated with the aid of FIG. 4. In this, the top view of FIG. 3 and below the side view of FIG. 4 are schematically shown. The trailing arms 17 extend between the first link bearing 15 and the frame-fixed bearing 19 , the trailing links 18 between the second link bearing 16 and also the frame-fixed bearing 19th To determine the roll center W, the known method (Reimpell: "Fahrwerktechnik", VOGEL-Verlag, 5th edition, page 478, picture 4.4 / 21) is used. The momentary Pohl P '(floor plan) is obtained in the section of the connecting lines of points 16 and 19 , which are a ge extension of the semi-trailing arm 18 . This point is drawn in the elevation as point P ". Its height is obtained on average with the connecting straight line of points 16 and 19 , which is again an imaginary extension of the semi-trailing arms 18. If one of the connecting lines of the points passes through this point P" 15 and 19 (the trailing arm 17 ) draws parallel beam and brings it to the intersection with the plane spanned by points 15 , 16 on both sides, you get the rolling center W. In the drawing it can be seen that this is very high, what the shape and articulation of the handlebars 17 , 18 , thus the kinematic conditions is to be thanked.
Claims (6)
- a) auf beiden Seiten je ein Längslenker (17) und ein Schräglenker (18) vorgesehen sind, die mit einem Ende am Träger (12) und mit dem ande ren Ende an rahmenfesten Lagern (19) angelenkt sind,
- b) der Träger (12) beiderseits je ein erstes Anlenklager (15) für den Längslenker (17) und je ein zweites Anlenklager (16) für den Schräglenker (18) besitzt, wobei die beiden Anlenklager (15, 16) jeweils in verschiedener Höhe (21, 22) und in verschiedenem Abstand (23, 24) von der Längsmitte des Fahrzeuges angeordnet sind,
- c) am Rahmen (1) beiderseits je ein einziges rahmenfestes Lager (19) für das eine Ende des Längslenkers (17) und für das eine Ende des Schräglenkers (18) vorgesehen ist.
- a) a trailing arm ( 17 ) and an oblique arm ( 18 ) are provided on both sides, which are articulated at one end to the support ( 12 ) and at the other end to frame-fixed bearings ( 19 ),
- b) the carrier ( 12 ) has on both sides a first link bearing ( 15 ) for the trailing arm ( 17 ) and a second link bearing ( 16 ) for the diagonal link ( 18 ), the two link bearings ( 15 , 16 ) each at different heights ( 21 , 22 ) and at different distances ( 23 , 24 ) from the longitudinal center of the vehicle,
- c) on the frame ( 1 ) on both sides a single frame-fixed bearing ( 19 ) is provided for one end of the trailing arm ( 17 ) and for one end of the semi-trailing arm ( 18 ).
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DE102006044150A1 (en) * | 2006-09-15 | 2008-03-27 | Thyssenkrupp Automotive Ag | Cab suspension |
DE102011101466A1 (en) * | 2011-05-13 | 2012-11-15 | Engineering Center Steyr Gmbh & Co. Kg | Device for resilient suspension of cab at support frame of motor vehicle, particularly commercial vehicle, has four bearing units, each of which comprises carrier frame fixed bearing, cab fixed carrier, swing arm and reversing lever |
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2001
- 2001-03-21 DE DE2001113798 patent/DE10113798A1/en not_active Withdrawn
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DE102006044150A1 (en) * | 2006-09-15 | 2008-03-27 | Thyssenkrupp Automotive Ag | Cab suspension |
DE102011101466A1 (en) * | 2011-05-13 | 2012-11-15 | Engineering Center Steyr Gmbh & Co. Kg | Device for resilient suspension of cab at support frame of motor vehicle, particularly commercial vehicle, has four bearing units, each of which comprises carrier frame fixed bearing, cab fixed carrier, swing arm and reversing lever |
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