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Diese Erfindung betrifft Landfahrzeuge mit einem Chassis nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Sie bezieht sich ferner auf ein Chassis für ein Landfahrzeug mit mindestens ersten und zweiten Chassisbereichen, die sich zumindest teilweise überlappen.
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Für viele Jahre sind Fahrzeuge hergestellt worden, welche ein separates Chassis umfassen, auf dem eine Fahrgastzelle angeordnet ist. Die Rolle des Chassis besteht darin, die Hauptbestandteile oder Unteranordnungen, welche das gesamte Fahrzeug ausmachen, wie den Motor, das Getriebe, die Aufhängung, den Aufbau usw. zu tragen. Die Fahrgastzelle ist gewöhnlich an dem Chassis durch elastische Gummibüchsen befestigt. Diese helfen, die Übertragung von Stößen von der Aufhängung über das Chassis auf die Fahrgastzelle zu verhindern sowie die Motorvibrationen von der Fahrgastzelle zu isolieren.
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Jüngste Tendenzen in der Fahrzeugentwicklung haben sich davon wegbewegt, ein gesondertes Chassis vorzusehen. Bei einer alternativen Anordnung sind Landfahrzeuge hergestellt worden, die eine chassislose selbsttragende Bauweise einsetzen.
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In diesen Fahrzeugen existiert kein separates Chassis. Jedoch ist gewöhnlich ein Hilfsrahmen vorgesehen, der an der Karosserie befestigt ist und die Aufhängung trägt, und sogar ein Hilfsrahmen zum Tragen des Motors. Diese Hilfsrahmen helfen, Straßenstöße von den Passagieren fernzuhalten.
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Um die herrschende Sicherheitsgesetzgebung, insbesondere für den Aufprallschutz von Insassen, zu erfüllen, müssen das Chassis oder die Karosserie in einer Art entworfen werden, daß die Energie eines Aufpralls absorbiert wird. Gewöhnlich wird dies durch das Vorsehen von Bereichen des Chassis oder der Karosserie erreicht, die in einer kontrollierten Art und Weise im Fall eines Zusammenstoßes kollabieren sollen. Beim Kollabieren der Bereiche wird Energie beim Deformieren des Materials absorbiert.
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Ein Problem sowohl mit dem konventionellen Chassis als auch mit Fahrzeugen mit selbsttragenden Karosserien liegt darin, daß solch ein Kollabieren aufgrund eines Unfalls oft in der Abschreibung des Fahrzeugs resultiert. Zum Reparieren des Fahrzeugs kann eine ganze neue Karosserie oder ein vollständiges Chassis benötigt werden. In den meisten Fällen ist solch eine Reparatur unwirtschaftlich. Bestenfalls muß ein Bereich des Chassis weggeschnitten werden und ein neuer Bereich an dessen Stelle eingeschweißt werden.
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Die
DE 16 80 029 A beschreibt ein Sicherheitstragwerk für Personenkraftwagen, das im Bereich des Fahrgastraumes verformungssteif im vorderen und/oder hinteren Endteil zur Aufnahme von Verformungsarbeit verformungsweich ausgebildet ist. Die zu diesem Zweck vorgesehenen teleskopierbaren Stoßfängerträger in Verbindung mit einem Querträger sind nicht Bestandteil eines konventionellen Chassis, stattdessen ist ein verformungssteif ausgebildeter Fahrgastraum vorgesehen, mit sich daran vorne und hinten anschließenden Endteilen zur Aufnahme von Verformungsenergie. Die Endteile tragen nicht zur Aufnahme der typischerweise von einem Chassis aufgenommenen Fahrzeugteile bei, sondern stellen einen sich an das eigentliche Fahrzeug vorne und/oder hinten anschließenden teleskopartig aufgebauten Stoßfänger dar, dessen Überlappungsbereich im Normalzustand äußerst kurz ist und sich im Falle eines Frontalaufpralls unter Aufnahme und Verformungsenergie aus den sich verzehrenden Medien oder Deformationsgliedern vergrößert.
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Die
DE 17 80 204 A betrifft einen Fahrgestellrahmen, dessen Längsträger, wie für LKW bekannt, aus offenen U-Profilen besteht, wobei in der Nähe der vorderen Enden der Längsträger Federböcke befestigt sind, die der Abstützung der nicht dargestellten vorderen Fahrzeugfedern dienen. Derartige Fahrgestellhauptrahmen unterliegen bei der Fahrt in unebenem Gelände erheblichen Drehspannungen, wenn z.B. nur zwei von vier diagonal zueinander stehenden Rädern das hauptsächliche Fahrzeuggewicht tragen müssen. So werden die Drehmomente in den Hauptrahmenlängsträgern, die in Folge ihres offenen Profils nur verhältnismäßig geringes Drehmoment bis zum Erreichen der Beulgrenze aufnehmen können, herabgesetzt. Um solche Fahrzeuge für die Geländefahrt tauglich zu machen, d.h. Drehspannungen gleichmäßig zu verteilen und Spitzenspannungen zu verhindern, wird ein an sich bekannter Hilfsrahmen derart ausgebildet, dass der Hilfsrahmen aus zwei Längsträgern mit geschlossenem Profil und mindestens einem mit den Längsträgern fest verbundenen Querträger besteht, welch letzterer mit verdreh- oder biegefestem Querschnitt versehen ist. Wenn nun die Längsträger eines derartigen Hilfsrahmens innerhalb der offenen Profile der Hauptrahmen- Längsträger liegen, wird die gewünschte Verteilung von Drehspannung und Vermeidung von Spannungsspitzen bei der Geländefahrt erreicht. Der Hilfsrahmen stellt ein Zusatzbauteil dar, welches für den Geländeeinsatz des Fahrzeugs dessen Verwindungssteifigkeit erhöht. Der eigentliche Fahrgestellhauptrahmen ist indes außer beim Geländeeinsatz offensichtlich als normales Fahrzeugchassis ausreichend und übernimmt die typischen Funktionen eines Chassis wie die Radaufhängung. Offenbart wird also ein an sich ausreichendes Fahrzeugchassis im Bedarfsfall mit einem Torsionselement zu versteifen.
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Aus der
DE 196 06 590 A1 ist eine vordere Tragstruktur eines Personenkraftwagens mit einem Längsträger und einem Federbeinträger offenbart, dessen vorderer Abschnitt als Strangprofil ausgebildet ist, das in den hinteren Abschnitt eingesteckt ist, wobei der hintere Abschnitt sich aus zwei längsgeteilten Schalenhälften zusammensetzt, welche aus Blech hergestellt sind. Aufgrund der Federbeinaufnahmen weist diese Tragstruktur eine komplexe Formgebung auf. Um bei einer solchen Tragstruktur Gußknotenelemente zu umgehen, soll dieser Teil der Tragstruktur in Blechbauweise herstellbar sein. Um dieses Ziel zu erreichen, besteht der Längsträgerabschnitt aus zwei miteinander an Verbindungsflanschen vernieteten Schalenhälften, die einen vorderen Längsträgerabschnitt umfassen können. Offenbart werden mithin Teile einer Tragstruktur eines Personenkraftwagens, ohne dass ersichtlich ist, dass die vordere Tragstruktur Teil eines konventionellen Fahrzeugchassis ist. Jedenfalls ist es das Ziel der Teilung dieser Tragstruktur in zwei seitliche Schalenhälften, die Herstellbarkeit dieser komplexen Struktur aus Blech anstelle aus einem Formgussteil herstellen zu können.
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Die
DE 14 30 673 A offenbart einen aus vielen Einzelteilen zusammengeschweißten Seitenträger für einen Kraftfahrzeug-Unterrahmen zur Aufnahme von Schraubenfedem. Der Gehäusesitz für derartige Schraubenfedern am Seitenträger ist relativ schwierig. Um hier eine wirtschaftliche Herstellung zu schaffen und Spannungskonzentrationen zu minimieren, besteht der Seitenträger im Stoßbereich aus oberen und unteren im Querschnitt rinnenförmigen Teilen eines ansonsten kastenförmigen Trägers. Diese komplexe Stoßfängergehäusestruktur erstreckt sich nur über einen vergleichsweise kurzen Längenabschnitt des Seitenträgers und ist deshalb mit den weniger komplexen Bauteilen des Seitenträgers an der vorderen und hinteren Seite des Gehäuses überlappend durch eine Schweißverbindung verbunden. Es ist jedenfalls nicht ersichtlich, dass ein konventionelles Fahrzeugchassis aus einem vorderen und einem hinteren überlappend zusammengefügten und verbundenen Chassisteil bestehen soll.
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Die
DE 12 57 024 B offenbart ein Kraftwagenchassis mit einer vorderen Einheit und quer verbundenen Seitenlängsträgern variierenden Querschnitts, sowie einer verkröpften Endzone. Damit die Seitenlängsträger einen verhältnismäßig großen Querschnitt zwischen den vorderen und hinteren Enden und einen wesentlich kleineren Querschnitt in den Rad- oder Endzonen aufweisen können, besteht der Seitenlängsträger aus einem einstückigen Blechzuschnitt, dessen Längsränder durch eine einzige Schweißnaht verbunden sind, wobei der Blechzuschnitt und somit das Längsträgerrohr am Ende verjüngt ist. Zwar wird ein Fahrzeugchassis im konventionellen Sinne gezeigt, welches auch ein vorderes Chassisteil und ein hinteres Chassisteil aufweist, die im normalen Betrieb überlappend miteinander verbunden sind. Dieses bekannte Fahrzeugchassis ist aber weder dazu geeignet noch vorgesehen, dass die Verbindungsstelle bei einem Aufprall unter Einbringung von Verformungsenergie eine Relativverschiebung der beiden Chassisteile in Längsrichtung gestattet.
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Es ist eine Aufgabe eines Aspekts der Erfindung, ein Fahrzeug mit einem verbesserten Aufbau zum Absorbieren von Aufprällen bereitzustellen.
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Es ist eine Aufgabe eines weiteren Aspekts dieser Erfindung, ein Fahrzeug mit einem verbesserten Aufbau bereitzustellen, der eine flexiblere Fahrzeugkonstruktion erlaubt.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Landfahrzeug gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Chassis gemäß Oberbegriff des Anspruchs 9 zu schaffen, welche vorteilhaft weiterentwickelt sind. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 9 gelöst.
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Gemäß einem ersten Merkmal stellt die Erfindung ein Landfahrzeug mit einem Chassis bereit, welches mindestens zwei untereinander verbundene Bereiche umfaßt, einen ersten Bereich, der ein vorderes Ende des Fahrzeugchassiss bildet, und einen zweiten Bereich, der ein weiter hinten gelegenes Teil des Fahrzeugchassiss bildet, wobei ein Bereich Teile, die zum Überlappen entsprechender Teile des anderen Bereichs ausgestaltet sind, aufweist, und wobei Verbindungsmittel zum Verbinden der beiden Bereiche miteinander im normalen Betrieb des Fahrzeugs vorgesehen sind.
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Durch Bereitstellung eines Chassis mit zwei Bereichen, die sich überlappen und mittels Verbindungsmitteln miteinander gesichert sind, wird eine Vielzahl von Vorteilen in einfacher Weise realisiert.
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Erstens ist es möglich, die Länge des Chassis einzustellen, um es an unterschiedliche Größen oder Gestaltungen oder Aufbauten anzupassen. In der Vergangenheit benötigte dies die Bereitstellung eines vollständig anderen Chassissatzes, falls mehr als eine Länge des Fahrzeugs hergestellt werden sollte. Bei der vorliegenden Erfindung kann das Ausmaß des Überlappens variiert werden, um die Länge des Chassis während des Zusammenbaus zu verändern, bevor die beiden Bereiche aneinander mittels der Verbindungsmittel befestigt werden.
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Zweitens ist es möglich dafür zu sorgen, daß im Fall eines Aufpralls die beiden Bereiche relativ zueinander versetzt werden. Die beiden Bereiche können so ausgestaltet sein, daß sie sich bei einem Aufprall relativ zueinander verschieben.
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Der erste Bereich kann daher an dem zweiten Bereich mittels einer oder mehrerer Befestigungsmittel verbunden sein, welche zum Brechen oder Deformieren vorgesehen sind, um eine relative Bewegung der beiden Bereiche im Fall eines Aufpralls zu ermöglichen.
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Die Befestigungsmittel können Scherbolzen umfassen. Alternativ können die Befestigungsmittel Klebebefestigungsstellen umfassen, die zum absichtlichen Versagen oberhalb einer festgesetzten Kraft, welche bei einem Aufprall erzeugt wird, ausgestaltet sind.
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Die Befestigungsmittel sind vorzugsweise lösbar, um die beiden Bereiche trennen zu können. Dies ist vorteilhaft, da es erlaubt, einen Bereich in einfacher Weise nach einem Aufprall auszutauschen. Natürlich könnten alternativ die Befestigungsmittel nicht lösbar sein und könnten weggeschnitten werden, um eine Trennung der beiden Bereiche zu ermöglichen, jedoch ist dies weniger zweckmäßig.
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Die überlappenden Teile des vordersten Bereiches des Chassis können mindestens zwei langgestreckte Bauteile umfassen, die derart ausgestaltet sind, daß sie sich in Längsrichtung entlang zumindest eines Teils gegenüberliegender Seiten des Chassis erstrecken. Die langgestreckten Bauteile können innerhalb entsprechender Kanäle aufgenommen werden, welche von dem zweiten hinteren Bereich des Chassis ausgebildet werden. Sie können gleitend aufgenommen werden, um die Einführung in die Kanäle während des Zusammenbaus sowie die Bewegung bei einem Aufprall zu ermöglichen. Alternativ kann der hintere Bereich Schienen umfassen, die mit von dem vorderen Bereich ausgebildeten Känäle überlappen.
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Die beiden langgestreckten Bauteile können identisch, jedoch gegensinnig sein. Sie erstrecken sich bevorzugterweise nicht ganz entlang der gesamten Länge der Kanäle in dem zweiten Bereich. Sie können sich über etwa 80 % oder weniger oder über weniger als 90 % der Länge der Kanäle erstrecken.
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Die Kanäle in dem zweiten Bereich können auch in Richtung der Außenseite des Chassis angeordnet sein, um einen Teil der Schwellen des Fahrzeugs auszubilden. Solch ein Aufbau kann eingesetzt werden, um für Sicherheit der Insassen im Fall eines seitlichen Aufpralls zu sorgen.
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Die Kanäle können sich im wesentlichen über die gesamte Länge des zweiten Bereichs erstrecken. Die Schienen können im wesentlichen innerhalb der gesamten Länge der Kanäle aufgenommen werden.
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Um für Bewegung zwischen dem ersten und zweiten Bereich im Fall eines Aufpralls zu sorgen, erstrecken sich die überlappenden Bereiche vorzugsweise im wesentlichen in Längsrichtung des Chassis.
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Der zweite Bereich des Chassis kann ein oder mehrere gefaltete Bleche umfassen, welche zum Ausbilden der Seitenkanäle geformt sind. Sie können auch die Bodenplatte der Fahrgastzelle, die Seitenwände, den hinteren Bodenkörper und mindestens einen Teil der Zwischenwand des Fahrzeugs ausbilden. Die Bleche können miteinander nach dem Falten mittels Klebstoff, Nieten oder anderen Befestigungsmitteln verbunden werden. Ein gewisses Maß zusätzlichen Verformens nach dem Verbinden kann möglich sein.
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Der Vorderbereich des Chassis kann zwei langgestreckte Schienen umfassen, welche sich von einem vordersten Teil des Fahrzeugs vor einem Motor zu dem zweiten Bereich erstrecken können. Ein oder mehrere querliegende Querträger können die langgestreckten Bauteile verbinden. Der oder die Querträger können Befestigungspunkte für den Motor und/oder ein Getriebe des Fahrzeugs enthalten.
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Der erste Bereich kann ferner ein zweites Paar langgestreckter Bauteile oder Schienen umfassen, die auf beiden Seiten des Chassis voneinander beabstandet sind. Sie können im wesentlichen parallel zu und oberhalb des ersten Paars langgestreckter Bauteile angeordnet sein. Sie können an einem hinteren Ende mit der Zwischenwand verbunden sein, welche von dem zweiten Bereich des Chassis ausgebildet wird. Die anderen Enden können sich vor dem Motor erstrecken. Diese können auch Träger für den Motor enthalten.
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Die beiden langgestreckten Bauteile auf jeder Seite können an einem entsprechenden vertikalen Seitenblech befestigt sein. Diese Bleche halten die Bauteile zusammen und können die Seiten eines Motorraums ausbilden. Die Seitenbleche können auch einen profilierten Träger für einen oder mehrere Aufbaubleche enthalten. Zusätzliche Querträger können sich quer zum Verbinden der Bauteile miteinander erstrecken und Träger für den Antriebsstrang und/oder Aufhängung des Fahrzeugs bereitstellen.
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Es ist besonders bevorzugt, daß sowohl der erste Bereich als auch der zweite Bereich des Chassis aus Aluminium hergestellt sind. Die langgestreckten Bauteile des ersten Bereichs können Kastenprofil-Aluminium-bauteile umfassen. Der zweite Bereich kann Bleche aus Aluminium umfassen. Dies erzeugt ein stabiles, leichtes und wiederverwertbares Fahrzeug. Ein Fahrzeug unter intensivem Aluminiumeinsatz („aluminium intensive vehicle, AIV“) kann durch Einsatz eines solchen Chassis hergestellt werden.
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Natürlich können die zwei Bereiche auch aus anderen geeigneten Materialien hergestellt werden.
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Das Fahrzeug kann einen Kraftwagen wie ein zweisitziges Motorfahrzeug bilden.
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Im Einklang mit einem zweiten Aspekt stellt die Erfindung ein Chassis mit mindestens einem ersten und einem zweiten Chassisbereich bereit, welche sich zumindest teilweise überlappen, wobei das Ausmaß des Überlappens während des Zusammenbaus des Chassis einstellbar ist, so daß die Länge des Chassis vor dem Befestigen der beiden Bereiche aneinander verändert werden kann.
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Durch die Bereitstellung eines solchen Chassis ist es einfach, auf eine Auswahl von Aufbauausgestaltungen und Motorgrößen durch Variierung des Überlappens während des Zusammenbaus eingestellt zu sein.
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Nachdem das Ausmaß des Überlappens festgesetzt worden ist, können durch beide, den ersten und den zweiten Bereich Befestigungslöcher gebohrt werden, wobei jedes Loch ein Befestigungsmittel zur Verhinderung der relativen Bewegung der beiden Bereiche aufnimmt. Alternativerweise können die Löcher vor dem Überlappen der Bereiche hergestellt werden. Eine Vielzahl solcher Löcher können in dem einen Bereich und mindestens ein Loch in dem anderen Bereich hergestellt werden. In Abhängigkeit von der gewählten Überlappung, überlappen verschiedene Löcher zur Aufnahme der Befestigungsmittel.
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Das Chassis kann mehr als zwei Bereiche aufweisen, falls gewünscht. Jedoch ist es bevorzugt, daß nur zwei Bereiche bereitgestellt werden.
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Es wird wohlwollend zur Kenntnis genommen werden, daß das Chassis gemäß dem zweiten Aspekts das Chassis für ein Fahrzeug im Einklang mit dem ersten Aspekt der Erfindung bereitstellt.
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In weiteren Ausführungsformen kann das erfindungsgemäße Landfahrzeug zusätzlich eine Aufhängungsanordnung aufweisen, welche ein Radlager, das zum Tragen eines Straßenrads angepaßt ist, einen oberen und unteren Aufhängungsschenkel, die zum Tragen des Radlagers relativ zur Karosserie des Fahrzeugs so ausgebildet sind, daß eine Bewegung des Radlagers relativ zu dem Fahrzeug ermöglicht wird, und eine Feder-/Dämpferanordnung umfaßt, die zur Steuerung der Bewegung des Radlagers geeignet ist und sowohl mit den oberen als auch den unteren Schenkeln verbunden ist, so daß die Feder-/Dämpferanordnung von beiden Aufhängungsverbindungen betätigt wird.
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Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, eine Aufhängungsanordnung bereitzustellen, in der ein Ende der Feder-/Dämpferanordnung entweder von dem oberen Schenkel (oder Arm) oder dem unteren Schenkel (oder Arm) betätigt wird, wohingegen das andere Ende an der Karosserie oder einem Hilfsrahmen festgelegt ist. In der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, daß die Feder-/Dämpferanordnung an den Aufhängungsarmen so befestigt ist, daß bei einer Bewegung des Straßenradlagers in einer Richtung (zum Beispiel aufwärts) sowohl der untere Schenkel als auch der obere Schenkel zum Zusammendrücken auf die Feder-/Dämpferanordnung einwirken. Somit kann im Vergleich zu einer aus dem Stand der Technik bekannten Anordnung, bei der nur ein Schenkel die Feder-/Dämpferanordnung betätigt, eine größere Kompression für jeden Radweg erreicht werden. Dies bewirkt eine bessere Radsteuerung.
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Der obere Schenkel kann ein Gabelbein oder einen im wesentlichen V-förmigen oder U-förmigen Arm umfassen. Der untere Schenkel kann auch ein Gabelbein oder einen im Wesentlichen V-förmigen oder U-förmigen Arm umfassen. Die beiden Arme können voneinander beabstandet sein, um eine Doppel-Gabelbeinaufhängung auszubilden. Die Schenkel können geschweißte röhrenförmige Teile umfassen oder können geschmiedet oder maschinell hergestellt oder gestanzt sein, um eine einzelne steife Komponente auszubilden.
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Jeder Schenkel kann einen Grundabschnitt an einem Ende und ein Paar von beabstandeten Armen an dem anderen Ende ausbilden, wodurch drei Anlenkpunkte ausgebildet werden. Der Anlenkpunkt an dem Grundabschnitt kann schwenkbar mit dem Radlager verbunden ein. Die anderen Anlenkpunkte auf den Armen können mit dem Fahrzeuggrundkörper oder einem Hilfsrahmen verbunden sein, um eine Drehung des Armes um eine Achse zu ermöglichen, welche durch die Anlenkpunkte der zwei Arme läuft. Diese Achse verläuft vorzugsweise im Wesentlichen horizontal und im wesentlichen längs des Fahrzeugs.
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Die Arme können direkt mit dem Fahrzeugkörper oder mit einem Hilfsrahmen verbunden sein, welcher wiederum an dem Fahrzeugkörper befestigt ist. Dies kann mittels Gummibüchsen oder Kugellager oder Kranzgelenken geschehen.
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Der untere Schenkel kann länger sein als der obere Schenkel. Die Achse, um welche der untere Schenkel sich dreht, kann daher weiter von dem Radlager beabstandet sein als die Achse der Drehung des oberen Schenkels.
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Die Feder-/Dämpferanordnung kann mit dem oberen Schenkel und dem unteren Schenkel an einem Punkt entlang des Schenkels beabstandet von der Schwenkachse des Schenkels verbunden sein. Eine Bewegung des Radlagers relativ zu dem Fahrzeugkörper bewirkt daher, daß der Schenkel wie ein Hebel auf die Feder-/Dämpferanordnung einwirkt.
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Die Feder-/Dämpferanordnung kann mit einem ersten Ende an einem Teil des unteren Aufhängungsschenkels befestigt sein, welche zwischen der Drehachse des Schenkels und dem Radlager angeordnet ist, wohingegen das andere Ende mit einem Teil des oberen Schenkels verbunden ist, welcher auf der gegenüberliegenden Seite der Drehachse des oberen Schenkels von dem Radlager entfernt beabstandet ist. Der obere Schenkel kann daher einen verlängerten Teil aufweisen, der sich von der Drehachse, weg von dem Radlager erstreckt, um die Feder-/Dämpferanordnung zu tragen.
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In beiden Fällen sollte der Abstand von Feder/Dämpfer zu der Schwenkachse relativ zu dem Abstand von dem Radlager zu der Achse so gewählt werden, daß sichergestellt ist, daß das Verhältnis der Bewegung des Radlagers zu der Bewegung der Feder-/Dämpferanordnung für ein bestimmtes Fahrzeug optimiert ist.
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Die Feder-/Dämpferanordnung kann eine Feder umfassen, welche konzentrisch um eine Dämpfereinheit herum angeordnet ist. Andere Anordnungen sind natürlich denkbar. In der Tat kann die Feder und der Dämpfer an verschiedenen Positionen mit den Aufhängungsarmen verbunden sein, falls gewünscht. Auch kann entweder die Feder oder der Dämpfer, falls benötigt, weggelassen werden.
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Die Aufhängungsanordnung kann vorne oder hinten in einem Fahrzeug für die Vorder- oder Hinterräder vorgesehen werden.
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Das Landfahrzeug kann eine zwei Hinterräder antreibende Hinterachse umfassen. Auf jeder Seite des Fahrzeugs kann die vorbeschriebene Aufhängungsanordnung mit jedem Hinterrad verbunden sein.
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Die beiden Aufhängungsanordnungen können unabhängig voneinander in ihrem Betrieb sein.
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Nun werden nur beispielhaft zwei Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben werden, in denen:
- 1 eine Draufsicht auf einen ersten Bereich eines Chassis für ein Fahrzeug im Einklang mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist;
- 2 eine Draufsicht eines zweiten Bereichs eines Chassis für ein Fahrzeugs im Einklang mit der Erfindung ist;
- 3 eine Seitenansicht des ersten Bereichs des Chassis aus 1 ist;
- 4 eine Seitenansicht des zweiten Bereichs des Chassis aus 2 ist;
- 5 eine Seitenansicht der beiden Bereiche der 1 bis 4 ist, wenn sie zur Ausbildung eines vollständigen Chassis zusammengesetzt sind;
- 6 eine Draufsicht des vollständigen Chassis aus 5 ist;
- 7 eine Vorderansicht des Chassis aus 5 und 6 der beiliegenden Zeichnungen ist;
- 8 eine Rückansicht des vollständigen Chassis ist;
- 9 eine isometrische Ansicht einer Ausführungsform einer Aufhängungsanordnung für ein Straßenfahrzeug ist;
- 10 eine Vorderansicht (in rückwärtiger Richtung entlang des Fahrzeugs) der Aufhängungsanordnung aus 9 ist.
- 11 eine Draufsicht der Aufhängungsanordnung aus 9 ist und
- 12 eine Endansicht der Aufhängungsanordnung aus 9 ist.
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Ein Chassis für ein Landfahrzeug im Einklang mit der Erfindung wird in den 6 bis 8 der beiliegenden Zeichnungen dargestellt. 5 bis 8 zeigen das zusammengesetzte Chassis vor dem Zufügen von Aufbauten, Antriebsstrang und Aufhängung und weiteren Bauteilen. 1 bis 4 zeigen das Chassis in zwei Bereichen während des Aufbaus. Wo möglich, werden Bezugszeichen zur Darstellung identischer Bauteile in den Zeichnungen zur Verbesserung der Deutlichkeit eingesetzt.
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Wie am besten aus den 4 bis 8 hervorgeht, ist das Chassis 100 aus zwei Bereichen 200,300 hergestellt, die, wenn sie zusammengesetzt sind, überlappen und miteinander zur Ausbildung des vollständigen Chassis gesichert verbunden werden.
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Ein erster (vorderster) Bereich 200, der in den 1, 3, 5 und 6 dargestellt ist, umfaßt zwei Hauptseitenschienen 201,202, welche voneinander auf gegenüberliegenden Seiten des Bereichs 200 beabstandet sind und sich in Längsrichtung des Chassis erstrecken. Auch sind zwei Nebenschienen 203,204 vorgesehen, welche wiederum auf gegenüberliegenden Seiten des Bereichs vorgesehen sind und sich in Längsrichtung erstrecken. Zwei vertikal beabstandete Längsseitenblechteile 205,206 sind vorgesehen, welche die Hauptschienen und die Nebenschienen auf einer entsprechenden Seite mit den Hilfsschienen, welche vertikal oberhalb der Hauptschienen beabstandet sind, verbinden. Die Schienen 201,202,203,204 sind an den Seitenblechen 205,206 mittels Nieten, wie dargestellt, gesichert, jedoch kann auch Klebstoff zur Verbindung der Schienen mit den Blechen eingesetzt werden.
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Die ersten, vordersten Enden 207,208 jeder Hauptschiene 201,202 sind miteinander mittels eines querliegenden Querträgers 209 verbunden, welcher wiederum mittels Nieten in Position gehalten wird oder mittels eines Klebstoffs gehalten werden könnte.
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Sich entlang der Hauptschienen nach hinten erstreckend liegen zwei weitere querliegende Querträger 210,211, welche die Schienen miteinander verbinden. Die Verbindung wird wiederum mittels Nieten hergestellt.
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Eine zusätzliche Querabstützung zum Halten der oberen Kante der Seitenbleche 205,206 und der Nebenschienen in Position relativ zueinander wird geschaffen. Sie umfaßt ein Blech oder eine Platte 212, wodurch die vordersten Enden der Nebenschienen miteinander verbunden werden und einen Befestigungspunkt für einen Aufhängungskopf bereitstellen.
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Schließlich, um den vorderen Bereich zu vervollständigen, erstreckt sich ein vertikales Blech 213, welches am besten aus 7 hervorgeht, über den Vorderteil des ersten Bereiches, zurückgesetzt von dem vordersten Teil des Seitenblechs 205,206, um das vorderste Ende der Hauptschienen mit den Seitenblech 205,206 und der vordersten oberen Querabstützung 212 zu verbinden. Dies bildet zusammen mit den Seitenblechen (und der von dem zweiten Bereich ausgebildeten Zwischenwand) einen Raum aus, in welchem ein Motor angeordnet werden kann.
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Die Seitenbleche 205,206 besitzen, von der Seite aus gesehen, einen flachen Boden 214 und einen konvex gekrümmten Bereich 215, welcher an dem Vorderteil des Bereichs beginnt und sich zu der Oberseite des Seitenblechs hin erstreckt. Dieser definiert die Gestalt eines inneren Radkastens. Öffnungen in dem Seitenblech erlauben eine Lenkungsanordnung und andere Bauteile wie Bremsleitungen von dem Motorraum in den Radkasten des fertiggestellten Fahrzeugs geführt zu werden.
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Die Seitenbleche 205,206 erstrecken sich daher vorwärts von den vorderen Enden der Hauptschienen und der Hilfsschienen. Im Fall eines frontalen Aufpralls wird daher Energie zunächst durch die Deformation der Seitenbleche 205,206 absorbiert. Wie den 1 und 3 der beiliegenden Zeichnungen entnommen werden kann, erstrecken sich die Hauptschienen 201,202 anfänglich der Länge nach vom vordersten Ende des ersten Chassisbereiches aus. Dann neigen sie sich leicht auswärts, bevor sie weiter der Länge nach nach hinten zum vervollständigten Chassis führen. Die Nebenschienen 203,204 erstrecken sich nicht so weit nach hinten, und sind in keinem Ausmaß nach außen gebogen. Jedoch krümmen sie sich leicht in Richtung ihres hintersten Endes nach oben.
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Sowohl die Seitenbleche 205,206 als auch die Schienen 201,202,203,204 sind aus Aluminium hergestellt. Die Schienen besitzen ein Aluminium-Kastenprofil, wohingegen die Seitenbleche aus geformtem Blechmaterial bestehen. Natürlich könnten auch andere Materialien eingesetzt werden.
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Der zweite (hinterste) Bereich 300 des Chassis ist in den 2, 4, 5 und 6 dargestellt. Es ist vollständig aus Blechen aus Aluminiummaterial hergestellt, welche in vorbestimmte Formen gefaltet werden und miteinander mittels Nieten befestigt sind. Wiederum kann als Alternative Klebstoff eingesetzt werden.
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Der hinterste Bereich 300 umfaßt zwei U-förmige Seitenkanäle, welche sich von vorne des zweiten Bereichs 300 in Richtung nach hinten längs des Fahrzeugchassis erstrecken. Die Kanäle sind so angeordnet, daß die offene Seite der Furche nach unten gerichtet ist. Die Kanäle 301,302 sind an den äußeren Kanten des zweiten Bereiches angeordnet und so voneinander beabstandet, daß sie den hinteren, gegenüberliegenden Teil der Hauptschienen 201,202 des vorderen Bereichs 200 aufnehmen können. Diese Kanäle 301,302 bilden innere Schwellen einer Fahrgastzelle aus und stellen zusammen mit den Hauptschienen 201,202, welche darin angeordnet sind, im Fall eines seitlichen Aufpralls einen Schutz bereit.
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Zwischen den Seitenkanälen 301,302 bilden Materialbleche zwei Bodenbleche 303,304 und einen angehobenen, U-förmigen zentralen Tunnel 305 aus, welcher sich längs des zweiten Bereichs 300 zur Aufnahme eines Getriebes und eines Antriebsschafts erstreckt.
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Im hinteren Bereich des zweiten Bereichs 300 sind vertikale Bleche vorgesehen, welche sich aufwärts und nach hinten von den Seitenkanälen 301,302 zum Ausbilden hinterer innerer Radkästen erstrecken. Ein weiteres Querblech 308 verbindet diese Bleche miteinander zur Bereitstellung struktureller Steife und dient sowohl zur Ausbildung der Deckel der hinteren Radkästen und dient auch als Fußboden und Sitzrückteil, falls benötigt.
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Eine Zwischenwand 310 wird vorne in dem vorderen Bereich ausgebildet. Diese besteht im wesentlichen aus vertikalen Blechen 311, welche sich quer über den zweiten Bereich in seinem vordersten Ende erstrecken, um eine Schottwand auszubilden. Seitenbleche verbinden die Ränder der Schottwand mit den Seitenkanälen 301,302 und helfen, die endgültige Gestalt der Seiten des Fahrzeugs auszubilden.
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So wie der erste Bereich 200 ist der zweite Bereich 300 aus Aluminium hergestellt, obwohl, wie aus der Ausführungsform hervorgeht, er vollständig aus gefalteten Blechen aus einer Aluminiumlegierung hergestellt ist. Wiederum können anstelle von Aluminium oder dessen Legierungen andere Materialien eingesetzt werden.
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Das vollständig zusammengesetzte Chassis kann den 5 bis 8 der beiliegenden Zeichnungen entnommen werden.
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Obwohl nicht sichtbar, ist der hinterste Bereich der Hauptschienen 201,202 innerhalb der Seitenkanäle 301,302 des zweiten Bereichs 300 aufgenommen. Er ist mittels einer Zahl von Bolzen 304 fixiert, welche durch die Wände der Seitenkanäle in die Hauptschienen hinein führen. Die Hauptschienen erstrecken sich tatsächlich über fast die gesamte Länge der Kanäle.
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Die Nebenschienen 203,204 sind an ihren hintersten Enden mit der Zwischenwand 310 des zweiten Bereichs 300 des Chassis fixiert. Es ist bemerkenswert, daß sowohl die Hauptschienen 201,202 als auch die Nebenschienen 203,204 in Richtung der äußeren Kanten des Chassis gesichert sind. Dies stellt sicher, daß im Fall eines schwerwiegenden frontalen Aufpralls sie nicht zurück in die Fahrgastzelle geschoben werden.
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Die Stelle, an welchem die Hauptschienen 201,202 mit den Kanälen 301,302 befestigt sind, kann verändert werden, um die Länge des Chassis zu variieren. Dies wird einfach durch mehr (oder weniger) Überlappung der Schienen 201,202 innerhalb der Seitenkanäle 301,302 erreicht. Die resultierende Veränderung in der Länge des Chassis ermöglicht die Aufnahme unterschiedlicher Längen und Motoren (und/oder Getriebe).
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Ein weiterer Vorteil des in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Chassis liegt darin, daß durch die Verbindung des ersten Bereichs 300 mit dem zweiten Bereich mittels einer Befestigung wie einem Scherbolzen, welcher dazu ausgelegt ist, unter Last zu brechen, es dem ersten Bereich 200 ermöglicht wird, bei einem Aufprall in Richtung des zweiten Bereichs sich zu bewegen, um Energie aufzunehmen. Die Befestigungsmittel können einen ansteigenden Widerstand gegen die Bewegung ermöglichen, so daß die Energie gesteuert und deren Umwandlung unterstützt wird. Zusätzlich zu der Bereitstellung des Kollabierens der vordersten Bereiche der Schienen zur Absorption von Energie erhöht dies ferner die Sicherheit des Chassis. Es erlaubt auch einfache Reparaturen, da der hintere Bereich 300 einfach von dem vorderen Bereich 200 abgetrennt werden kann.
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In dem endgültig zusammengesetzten Fahrzeug kann eine hintere Aufhängung bereitgestellt werden, die auf einem Hilfsrahmen befestigt ist, der wiederum an dem zweiten Chassisbereich angebracht ist, wohingegen ein Abstandsrahmen entweder aus Holz oder aus einem anderen Material an dem Chassis fixiert sein kann, um einen externen Aufbau zu tragen.
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Das in den 1 bis 8 dargestellte Chassis trägt eine hintere Aufhängungsanordnung 400. Eine Ausführungsform einer solchen Aufhängungsanordnung 400 ist in den 9 bis 12 der beiliegenden Zeichnungen dargestellt. Während es insbesondere für das dargestellte Chassis gedacht ist, könnte es natürlich auch auf einfache Weise an jedem anderen Landfahrzeug eingesetzt werden.
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9 ist eine perspektivische Darstellung einer Hälfte einer Hinterachsenaufhängungsanordnung. Nur die Aufhängungsanordnung, welche mit dem fahrerseitigen Hinterrad verbunden ist, wird daher dargestellt. Es wird natürlich sofort zur Kenntnis genommen werden, daß die Anordnung für das gegenüberliegende Hinterrad einfach nur ein Spiegelbild des gezeigten ist. Auch wird die Aufhängung ohne die Anwesenheit eines Straßenrads oder eines Fahrzeugkörpers zur Verbesserung der Übersichtlichkeit dargestellt. Andere Ansichten der Anordnung werden in 10 bis 12 der beiliegenden Zeichnungen bereitgestellt.
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Die gezeigte Aufhängungsanordnung 400 umfaßt einen oberen Aufhängungslenker oder einen Arm 401 und einen unteren Aufhängungslenker oder einen Arm 402. Jeder Arm ist im wesentlichen U-förmig, wobei der Boden des U durch einen Schwenkpunkt 404,405 mit dem Radlager 403 verbunden ist. Die beiden Enden jedes der Arme bilden entsprechend zwei Anlenkpunkte zur Befestigung an einem Fahrzeug-Hilfsrahmen (oder direkt an dem Körper). Eine die beiden Anlenkpunkte verbindende Achse X-X' und Y-Y' bildet die Achse aus, um welche sich jeder der Aufhängungsarme drehen kann. Jeder Arm kann aus einer geschweißten röhrenförmigen Stange hergestellt werden, obwohl sie tatsächlich geschmiedet oder aus Blechmaterial gestanzt werden könnten, falls benötigt.
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Der untere Arm ist länger als der obere Arm (oder Gabelbein), und so ist die Achse Y-Y', um welche er sich dreht, sowohl niedriger als als auch einwärts von dem Fahrzeug, verglichen mit der Rotationsachse X-X' des oberen Arms, gelegen. Die Verbindung der Arme 401,402 mit dem Radlager 403 ist derart, daß der Rest des Radlagers 403 vertikal gehalten wird, um das Straßenrad (nicht dargestellt) vertikal zu halten. Der Unterschied in der Länge der Arme 401,402 hilft, eine Neigung des Radlagers 403 während des nachgebenden Federns zu eliminieren und den Lenkwinkel konstant zu halten.
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Zum Erhöhen der Steife beinhaltet jeder Arm einen entsprechenden röhrenförmigen Querbalken, der die beiden Anlenkpunkte jedes Armes verbindet, und die Arme sind an dem Hilfsrahmen mittels sphärischen Gelenken (nicht gezeigt) verbunden. Die Rotationsachse läuft daher durch jeden Querbalken 406,407.
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Eine Feder-/Dämpferanordnung 408 ist vorgesehen, welche an dem einen Ende 409 mit dem oberen Arm 401 und an dem anderen Ende 410 mit dem unteren Arm 402 verbunden ist. Die Anordnung 408 umfaßt eine Feder 411, welche konzentrisch um eine Dämpfungsanordnung 412 herum angeordnet ist. Eine gemeinsame Bewegung der Enden 409,410 der Anordnung 408 wird von der Feder verhindert, und eine Bewegung der Enden wird von einer Flüssigkeit in einer Kammer der Dämpfungsanordnung 412 gedämpft. Dies steuert die Aufhängung.
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Das untere Ende der Feder-/Dämpferanordnung 408 ist mit dem unteren Arm an einem Punkt zwischen der Achse Y-Y', welche die Fahrzeugkörper- (oder Hilfsrahmen) Anlenkpunkte verbindet, und dem Radlager angeordnet, verbunden. Es ist tatsächlich näher an der Rotationsachse als an dem Radlager gelegen. Der untere Rahmen dient daher als eine Art Hebel, so daß, wenn das Radlager sich aufwärts bewegt, um eine Erhöhung in der Oberfläche zu absorbieren, sich das Ende der Feder-/Dämpfereinheit 408 auch aufwärts bewegt, jedoch um einen kleineren Betrag.
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Das andere Ende der Feder-/Dämpfereinheit 408 ist mit dem oberen Arm an einer Stelle verbunden, die von der Achse X-X', die die Fahrzeugkörper- (oder Hilfsrahmen) Anlenkpunkte verbindet, gegenüber dem Radlager 403 beabstandet ist. Gewöhnlich wird dies dadurch erreicht, daß ein Teil des oberen Armes sich über die Achse hinaus erstreckt und die Feder-/Dämpferanordnung an diesem überstehenden Teil befestigt wird. Dies geht deutlich aus 10 der beiliegenden Zeichnungen hervor.
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Der obere Arm 401 dient auch als ein Hebel, so daß, wenn das Radlager 403 sich aufwärts bewegt, der Kopf der Feder-/Dämpferanordnung 408 tatsächlich in die die entgegengesetzte Richtung, d.h. abwärts bewegt.
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Es ist daher deutlich, daß beide Enden der Feder-/Dämpferanordnung 408 von den Aufhängungsarmen betätigt werden. Eine stärkere Stauchung für einen bestimmten Weg des Radlagers 403 kann daher im Vergleich mit bekannten Anordnungen, bei denen ein Ende der Feder-/Dämpferanordnung mit dem Fahrzeugaufbau verbunden ist, erreicht werden.
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Die Eigenschaften der Aufhängungsanordnung können durch Veränderung des Verhältnisses des Abstandes zwischen der Schwenkachse der Arme, dem Punkt der Verbindung des Radlagers und dem Punkt der Verbindung der Feder-/Dämpferanordnung verändert werden.
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Die Arme 401,402 sind mit dem Fahrzeugaufbau über einen Hilfsrahmen (nicht dargestellt) verbunden, der im Hinterteil des Chassis befestigt ist. Elastische Gummi- oder Elastomerbefestigungen können zur Isolierung des Chassis und somit der Insassen von Schwingungen, welche durch die Bewegung des Hilfsrahmens erzeugt werden, eingesetzt werden. Da jedoch die Feder-/Dämpferanordnung mit den Armen anstelle mit dem Fahrzeugaufbau verbunden ist, wird eine besonders komfortable Fahrt sogar bei hohen Radlastverhältnissen erreicht.
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Es wird natürlich wohlwollend zur Kenntnis genommen werden, daß die vorliegende Erfindung nicht auf eine der beiden in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen beschränkt ist, welche einfach Beispiele von Anordnungen im Rahmen der Erfindung darstellen sollen.
