DE102010000886A1

DE102010000886A1 - Vorrichtung zum kippbaren Lagern einer Fahrzeugkabine eines Fahrzeuges

Info

Publication number: DE102010000886A1
Application number: DE102010000886A
Authority: DE
Inventors: Peter Dr. 88099 Reitz; Uwe Dr. 88690 Wohanka; Daniel 88048 Wolf; Andreas 73525 Thies
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2010-01-14
Filing date: 2010-01-14
Publication date: 2011-07-21
Anticipated expiration: 2030-01-15
Also published as: CN102126523B; CN102126523A; DE102010000886B4

Abstract

Es wird eine Vorrichtung (3) zum kippbaren Lagern einer Fahrzeugkabine (2) eines Fahrzeuges an einem Fahrzeugaufbau (4) mit einer Stabilisatoreinrichtung (5), die wenigstens ein sich in Fahrzeugquerrichtung erstreckendes Querelement (6) und zwei sich daran anschließende und sich im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung erstreckende Armelemente (7, 8) aufweist, beschrieben. Die Stabilisatoreinrichtung (5) ist im Bereich des Querelementes (6) fahrzeugaufbauseitig gelagert und wirkt mit zu Verbindungsbereichen (9, 10) zwischen dem Querelement (6) und den Armelementen (7, 8) abgewandten Endbereichen (11, 12) der Armelemente (7, 8) in einen Wankwinkel (α) der Fahrzeugkabine (2) reduzierendem Umfang zusammen. Zusätzlich weist die Stabilisatoreinrichtung (5) im Bereich des Querelementes (6) wenigstens eine Aktoreinrichtung (13) auf, wobei ein Drehmoment der Aktoreinrichtung (13) in zwei relativ zueinander bewegbare Bereiche (6A, 6B) des Querelementes (6) einleitbar ist. Erfindungsgemäß ist die Stabilisatoreinrichtung (5) im Endbereich (11) eines Armelementes (7) mit dem Fahrzeugaufbau (4) koppelbar.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kippbaren Lagern einer Fahrzeugkabine eines Fahrzeuges gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
Fahrzeugkabinen bzw. Fahrerhäuser von Nutzkraftfahrzeugen, insbesondere von Lastkraftwagen, stellen den Arbeitsplatz von Berufskraftfahrern dar und müssen hinsichtlich des Komforts sowohl gesetzlichen als auch hohen subjektiven Anforderungen genügen. Hierfür sind die Fahrzeugkabinen an einem Fahrzeugaufbau gelagert und gefedert, wobei die Federungen jeweils meist mit Luftfedern ausgeführt sind, die verteilt an vier Stellen in der Nähe der Eckpunkte der Fahrzeugkabinen angeordnet sind. Bei älteren Fahrzeugen oder bei Baustellenfahrzeugen sind die Federungen der Fahrerhäuser mit Stahlfederungen ausgebildet.
Der jeweils in Bezug auf eine Vorwärtsfahrtrichtung vordere Teil der Lagerungen stellt einen wesentlichen Teil der Lagerung der Fahrerkabinen am Fahrzeugaufbau bzw. am Chassis dar. Die Fahrzeugkabinen sind jeweils um diesen Bereich kippbar ausgeführt. Des Weiteren sind die im vorderen Bereich der Fahrzeugkabinen angeordneten Lagerbereiche mit Stabilisatoreinrichtungen ausgeführt, über welche Wankbewegungen der Fahrzeugkabinen jeweils im Bereich des Fahrzeugaufbaus abstützbar sind und die zusätzlich auch die Längsführung und die vordere Querführung der Fahrzeugkabinen übernehmen. Des Weiteren sind im Bereich der Stabilisatoreinrichtungen oftmals auch Anschläge zum Begrenzen einer Nick- und einer Kippbewegung der Fahrzeugkabinen vorgesehen.
Die Stabilisatoreinrichtungen umfassen üblicherweise jeweils ein sich in Fahrzeugquerrichtung erstreckendes Querelement und zwei sich daran anschließende und sich im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung erstreckende Armelemente, die fest mit dem Querelement (Torsionsrohr/-stab) verbunden sind. Im Bereich der Querelemente sind die Stabilisatoreinrichtungen fahrzeugaufbauseitig gelagert und stehen mit zu Verwendungsbereichen zwischen den Querelementen und den Armelementen abgewandten Endbereichen der Armelemente jeweils in einen Wankwinkel der Fahrzeugkabine reduzierenden Umfang in Wirkverbindung.
Derartige Stabilisatoreinrichtungen stellen passive Einrichtungen dar, deren Funktionalität im Wesentlichen nicht veränderbar ist.
Da die zeitgerechte und wohldosierte Einstellung eines gewünschten Torsionsmomentes im Bereich der Stabilisatoreinrichtungen in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Betriebszustandes erwünscht ist, werden die vorbeschriebenen Stabilisatoreinrichtungen jeweils im Bereich des Querelementes mit einer Aktoreinrichtung ausgebildet, mittels welchen jeweils ein Drehmoment in zwei zueinander verdrehbare Bereiche eines Querelementes einleitbar ist, um einen Wankwinkel der Fahrzeugkabine aktiv beeinflussen zu können.
Die in Bezug auf die Vorwärtsfahrtrichtung eines Fahrzeuges im hinteren Bereich der Fahrzeugkabinen vorgesehenen Bereiche der Fahrzeugkabinenlagerungen sind jeweils mit einem Entriegelungsmechanismus ausgeführt, um ein Kippen der Fahrerkabinen zu ermöglichen. Des Weiteren sind in diesem Bereich vorzugsweise Gestänge, welche als Panhardstäbe oder als Scherenmechanismen ausgeführt sein können, jeweils für die hintere Querführung der Fahrzeugkabinen vorgesehen.
Zum Kippen der Fahrzeugkabinen sind die Fahrzeuge jeweils mit einer Kippanlage ausgerüstet. Aus der Praxis bekannte Kippanlagen umfassen beispielsweise einen Hydraulikzylinder, der einenends mit einem Kabinenboden einer Fahrzeugkabine in Wirkverbindung steht. Anderenends ist der Hydraulikzylinder mit dem Fahrzeugaufbau verbunden, womit bei entsprechender Betätigung des Hydraulikzylinders die Fahrzeugkabine um die im vorderen Bereich der Fahrzeugkabinenlagerung angeordnete Kippachse verschwenkt wird.
Eine solche Kippvorrichtung für kippbare gefederte Fahrerhäuser von Nutzfahrzeugen ist beispielsweise aus der DE 88 09 201 U1 bekannt.
Vorbeschriebene Vorrichtungen zum kippbaren Lagern einer Fahrzeugkabine eines Fahrzeuges an einem Fahrzeugaufbau sind nachteilhafterweise durch einen hohen konstruktiven Aufwand gekennzeichnet, benötigen viel Bauraum und verursachen hohe Herstellkosten, was jedoch unerwünscht ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine konstruktiv einfache Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, mittels welcher eine Fahrzeugkabine bauraum- und kostengünstig kippbar gelagert ist und ein aktiver Wankausgleich durchführbar ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum kippbaren Lagern einer Fahrzeugkabine eines Fahrzeuges an einem Fahrzeugaufbau mit einer Stabilisatoreinrichtung, die wenigstens ein sich in Fahrzeugquerrichtung erstreckendes Querelement und zwei sich daran anschließende und sich im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung erstreckende Armelemente aufweist, ist die Stabilisatoreinrichtung im Bereich des Querelementes fahrzeugaufbauseitig gelagert und wirkt mit zu Verbindungsbereichen zwischen dem Querelement und den Armelementen abgewandten Endbereichen der Armelemente in einen Wank Winkel der Fahrzeugkabine reduzierendem Umfang zusammen. Darüber hinaus weist die Stabilisatoreinrichtung im Bereich des Querelementes wenigstens eine Aktoreinrichtung auf und ein Drehmoment der Aktoreinrichtung ist in zwei relativ zueinander bewegbare Bereiche des Querelementes einleitbar.
Erfindungsgemäß ist die Stabilisatoreinrichtung im Endbereich eines Armelementes mit dem Fahrzeugaufbau koppelbar.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist im Vergleich zu bekannten Vorrichtungen zum kippbaren Lagern einer Fahrzeugkabine an einem Fahrzeugaufbau durch einen einfachen konstruktiven Aufbau und einen geringeren Bauraumbedarf gekennzeichnet und daher auch kostengünstiger herstellbar, da der Kippmechanismus der Fahrzeugkabine funktional in die aktive Wankabstützung der Stabilisatoreinrichtung der Lagerung der Fahrzeugkabine integriert ist.
Dabei ist die Fahrzeugkabine während der stabilisatoreinrichtungsseitigen Wankstabilisierung jeweils in den Endbereichen, der beiden Armelemente mit der Stabilisatoreinrichtung wirkverbunden. Liegt eine entsprechende Anforderung zum Kippen der Fahrzeugkabine vor, wird die Stabilisatoreinrichtung im Bereich eines Endbereiches eines Armelementes von der Fahrzeugkabine entkoppelt und im Endbereich dieses Armelementes mit dem Fahrzeugaufbau wirkverbunden. Eine im Bereich der Aktoreinrichtung in die Stabilisatoreinrichtung eingeleitete Drehbewegung erzeugt dann eine Verkippung der Fahrzeugkabine ohne einen aus der Praxis bekannten Hydraulikzylinder einer separaten Kippanlage.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen und dem nachfolgend anhand der Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispiel.
Sowohl die in den Unteransprüchen angegebenen Merkmale als auch die in dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel der Vorrichtung angegebenen Merkmale sind jeweils für sich alleine oder in beliebiger Kombination miteinander geeignet, den erfindungsgemäßen Gegenstand weiterzubilden. Die jeweiligen Merkmalskombinationen stellen hinsichtlich der Weiterbildung des Gegenstandes nach der Erfindung keine Einschränkung dar, sondern weisen im Wesentlichen lediglich beispielhaften Charakter auf.
Es zeigt:
1 eine stark schematisierte Darstellung eines Teils einer Fahrzeugkabine eines Fahrzeuges, die über eine erfindungsgemäße Vorrichtung an einem Fahrzeugaufbau kippbar gelagert ist, in einer Ruhestellung und in einer dazu verschwenkten Position; und
2 eine 1 entsprechende Darstellung der Fahrzeugkabine und des Fahrzeugaufbaus, wobei die Fahrzeugkabine gegenüber dem Fahrzeugaufbau verkippt ist.
In 1 ist ein Fahrerhausboden 1 einer Fahrzeugkabine 2 eines Lastkraftwagens in einer Ruhestellung und in einer dazu um einen Wankwinkel α verschwenkten Position in stark schematisierter Darstellung gezeigt, wobei die verschwenkte Stellung des Fahrerhausbodens 1 in 1 durch die strichlierte Linie graphisch wiedergegeben ist.
Der Fahrerhausboden 1 ist über eine Vorrichtung 3 zum kippbaren Lagern der Fahrzeugkabine 2 an einem Fahrzeugaufbau 4 mit dem Fahrzeugaufbau 4 wirkverbunden. Die Vorrichtung 3 weist in Bezug auf eine Vorwärtsfahrtrichtung X in einem vorderen Bereich der Fahrzeugkabine 2 eine Stabilisatoreinrichtung 5 auf, die wenigstens ein sich in Fahrzeugquerrichtung erstreckendes Querelement 6 und zwei sich daran anschließende und sich im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung erstreckende Armelemente 7, 8 umfasst.
Die Stabilisatoreinrichtung 5 ist im Bereich des Querelementes 6 fahrzeugaufbauseitig bzw. chassisseitig gelagert und mit zu Verbindungsbereichen zwischen dem Querelement 6 und den Armelementen 7, 8 abgewandten Endbereichen 11, 12 der Armelemente mit dem Fahrerhausboden 1 verbunden. Zusätzlich umfasst die Stabilisatoreinrichtung 5 im Bereich des Querelementes 6 wenigstens eine Maschine umfassende Aktoreinrichtung 13, in deren Bereich zwei relativ zueinander bewegbare Bereiche 6A, 6B des Querelementes 6 gegensinnig zueinander vierdrehbar sind. Die Maschine ist bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 3 als hydraulischer Schwenkmotor ausgeführt und kann in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles auch als Elektromotor oder auch eine beliebige andere Maschine sein.
Die Fahrzeugkabine 2 ist über eine Federeinrichtung 15 der Vorrichtung 3 zur Verbesserung eines Fahrkomforts federnd am Fahrzeugaufbau 4 gelagert. Zusätzlich ist im Bereich der Stabilisatoreinrichtung 5 ein Kippanschlag 16 für die Fahrzeugkabine 2 vorgesehen.
Ist die Stabilisatoreinrichtung 5 mit beiden Armelementen 7 und 8 mit dem Fahrerhausboden 1 verbunden, ist der im Betrieb eines Fahrzeuges auftretende Wankwinkel α der Fahrzeugkabine 2 gegenüber der Ruhestellung der Fahrzeugkabine 2 durch entsprechende Betätigung der Aktoreinrichtung 13 reduzierbar und eine Fahrsicherheit sowie ein Fahrkomfort betriebszustandsabhängig verbesserbar. Das bedeutet, dass über die Stabilisatoreinrichtung 5 eine aktive Wankabstützung im Bereich der Lagerung der Fahrzeugkabine 2 am Fahrzeugaufbau 4 anforderungsgemäß durchführbar ist.
Soll die Fahrzeugkabine 2 beispielsweise zur Durchführung einer Wartungsarbeit eines in Fahrzeughochrichtung unterhalb der Fahrzeugkabine 2 angeordneten Antriebsmaschine um eine im Bereich des Querelementes 6 verlaufende Kippachse 14 verkippt werden, wird eine im hinteren Bereich der Fahrzeugkabine 2 vorgesehene Lagereinrichtung 15 gelöst und gleichzeitig das Armelement 7 mit seinem Endbereich 11 vom Fahrzeugboden 1 abgekoppelt und mit dem Fahrzeugaufbau 4 verbunden. Anschließend wird die Aktoreinrichtung 13 betätigt und die beiden Bereiche 6A und 6B des Querelementes 6 im Bereich der Aktoreinrichtung 13 gegeneinander verdreht. Aufgrund der Abstützung der Stabilisatoreinrichtung 5 im Bereich des Fahrzeugaufbaus 4 und der Abstützung der Stabilisatoreinrichtung 5 auf der anderen Seite im Bereich der Fahrzeugkabine 2 wird die Fahrzeugkabine 2 durch den Antrieb der Aktoreinrichtung 13 in der in 2 dargestellten Art und Weise verschwenkt.
Die Wirkverbindungen zwischen der Stabilisatoreinrichtung 5 und der Fahrzeugkabine 2, zwischen der Stabilisatoreinrichtung 5 und dem Fahrzeugaufbau 3 sowie zwischen der Fahrzeugkabine 2 und dem Fahrzeugaufbau 3 sind über Schaltelemente schaltbar, wobei die Schaltelemente in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles manuell und/oder automatisch betätigbar sind. Dabei sind die Schaltelemente über hydraulisch, pneumatisch und/oder elektromechanisch bzw. elektromagnetisch ausgeführte Aktoren schaltbar, um die Stabilisatoreinrichtung 5 im Endbereich 11 des Armelementes 7 entweder zum Verkippen fest mit dem Fahrzeugaufbau 3 verbinden und gleichzeitig die Fahrzeugkabine 2 im Bereich der Lagerung 15 vom Fahrzeugaufbau 4 trennen zu können oder die Stabilisatoreinrichtung 5 im Endbereich 11 des Armelementes 7 für einen aktiven Wankausgleich mit der Fahrzeugkabine 2 anforderungsgemäß koppeln zu können und gleichzeitig die Wirkverbindung zwischen der Fahrzeugkabine 2 und dem Fahrzeugaufbau 4 herstellen zu können.
Bezugszeichenliste

1: Fahrerhausboden
2: Fahrzeugkabine
3: Vorrichtung
4: Fahrzeugaufbau
5: Stabilisatoreinrichtung
6: Querelement
6A, 6B: Bereich
7, 8: Armelement
9, 10: Verbindungsbereich
11, 12: Endbereich
13: Aktoreinrichtung
14: Kippachse
15: Federeinrichtung
16: Kippanschlag
X: Vorwärtsfahrtrichtung
α: Wankwinkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 8809201 U1 [0009]

Claims

Vorrichtung (3) zum kippbaren Lagern einer Fahrzeugkabine (2) eines Fahrzeuges an einem Fahrzeugaufbau (4) mit einer Stabilisatoreinrichtung (5), die wenigstens ein sich in Fahrzeugquerrichtung ersteckendes Querelement (6) und zwei sich daran anschließende und sich im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung erstreckende Armelemente (7, 8) aufweist, wobei die Stabilisatoreinrichtung (5) im Bereich des Querelementes (6) fahrzeugaufbauseitig gelagert ist und mit zu Verbindungsbereichen (9, 10) zwischen dem Querelement (6) und den Armelementen (7, 8) abgewandten Endbereichen (11, 12) der Armelemente (7, 8) in einen Wankwinkel (α) der Fahrzeugkabine (2) reduzierendem Umfang zusammenwirkt, und wobei die Stabilisatoreinrichtung (5) im Bereich des Querelementes (6) wenigstens eine Aktoreinrichtung (13) aufweist und ein Drehmoment der Aktoreinrichtung (13) in zwei relativ zueinander bewegbare Bereiche (6A, 6B) des Querelementes (6) einleitbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Stabilisatoreinrichtung (5) im Endbereich (11) eines Armelementes (7) mit dem Fahrzeugaufbau (4) koppelbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Fahrzeugkabine (2) und dem Fahrzeugaufbau (4) eine Federeinrichtung (15) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Stabilisatoreinrichtung (5) ein Kippanschlag (16) für die Fahrzeugkabine (2) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stabilisatoreinrichtung (5) in Einbaulage in Bezug auf eine Vorwärtsfahrtrichtung (X) in einem vorderen Bereich der Fahrzeugkabine (2) angeordnet ist und das Querelement (6) im Bereich einer Kippachse (14) der Fahrzeugkabine (2) verlaufend angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugkabine (2) in Bezug auf eine Vorwärtsfahrtrichtung (X) in einem hinteren Bereich lösbar am Fahrzeugaufbau (4) gelagert ist.