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Die
Erfindung betrifft ein Fahrzeuggestell – insbesondere ein
Gestell für einen Autobus – mit einem Grundgerippe
aus Metall sowie einem auf diesem festliegenden, für die
Monatage aber modularen Dachelement aus einem anderen Werkstoff,
wobei die beiden Komponenten durch Klebeverbindungen aneinander
angeschlossen sind, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Ein
solches Fahrgestell ist der
EP
1 495 948 A1 der Anmelderin zu entnehmen. Darin wird ein
Autobus mit einem Wagenkasten aus einem selbsttragenden Grundgerippe,
an und einem mit dem Grundgerippe verbundenen Dachteil beschrieben,
wobei die Produktion in modularer Bauweise mit vormontierten festgelegten
Innenausbauumfängen erfolgt. Zum Verbinden des aus Stahl
bestehenden Grundgerippes mit dem in Hybrid-Leichtbauweise gefertigten
Dachteil wird letzteres auf das betriebsbereite und ausgestattete
Grundgerippe aufgesetzt. Das Dachteil weist eine Basisstruktur mit
Anschlussprofilen und Flächenelementen aus einem gegebenenfalls
glasfaserverstärkten Kunststoff oder aus einem ein- oder
beidseitig mit Kunststoff- oder Metalldeckschichten beplankten Hartstoffschaumkern
auf und ist in einer erweiterten Form mit integrierten Front- und/oder
Heckdachkappen ausgestattet. Das Dachteil ist an Randprofilen des
Grundgerippes über kombinierte Klebe- und Schraubverbindungen
oder Klebe- und Schnappverbindungen festgelegt. Als Klebeverbindung
dient eine sogenannte Klebstoffraupe, die zwischen dem Randprofil
und einem Dachkantenprofil nahe einem längs angebrachten
Abstandhalter angeordnet ist.
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In
Kenntnis dieses Standes der Technik hat sich der Erfinder das Ziel
gesetzt, den Zusammenbau der Fahrzeugmodule zu vereinfachen und
den Anschluss des Dachteils an das Grundgerippe zu verbessern.
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Zur
Lösung dieser Aufgabe führt die Lehre des unabhängigen
Anspruchs; die Unteransprüche geben günstige Weiterbildungen
an. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen
aus zumindest zwei in der Beschreibung, der Zeichnung und/oder den
Ansprüchen offenbarten Merkmale. Bei angegebenen Benennungsbereichen
sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte
offenbart und beliebig einsetzbar sowie bezugnehmbar sein.
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Erfindungsgemäß greift
eine Komponente mit einem hervorstehenden Formelement in eine entsprechend
geformte rinnen- oder nutartige Einformung der anderen Komponente
ein; zwischen diesen Teilen wird ein spaltartiger Raum gebildet,
der eine entsprechend geformte Schicht als Klebekörper
aus der Klebeverbindung enthält, der/die insbesondere um
einen Ein- oder Zwei-Komponentenkleber – bevorzugt aus
Polyurethan – besteht.
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Im
Rahmen der Erfindung liegt es, dass das hervorstehende Formelement
ein auf dem Grundgerippe angeordneter Dachgurt mit einem Dachabschnitt
hauben- oder kegelartigen Querschnitts ist, der in Einbaustellung
in eine Rinne eines Anschlussprofils des Dachelements einragt; die
Wandflächen jenes Dachabschnitts sowie die die Rinne bildenden Wandflächen
begrenzen einen Spalt zur Aufnahme jenes Klebekörpers,
dessen Querschnitt durch die Spaltform vorgegeben ist.
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In
einer anderen erfindungsgemäßen Ausgestaltung
ist das hervorstehende Formelement ein einem Anschlussprofil des
Dachelements zugeordnetes Einsatzprofil mit einem Dachabschnitt,
der in Einbaustellung in eine Rinne eines auf dem Grundgerippe angeordneten
Dachgurtes einragt; in dieser Ausgestaltung bilden die Wandflächen
jenes Dachabschnitts mit den die Rinne begrenzenden Wandflächen
einen Spalt zur Aufnahme des Klebekörpers.
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Bevorzugt
wird dazu eine kegelförmige Querschnittskontur des Spaltes – und
damit der diesen begrenzenden Wandflä chen. Jedoch ist es
auch möglich, stattdessen diese Querschnittskontur/en teilkreisförmig
oder eckig zu gestalten.
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Bei
der strukturellen Anbindung des Dachelementes oder Moduldaches – aus
Aluminium, GFK, Stahl od. dgl. – an das Grundgerippe wird
eine mit letzterem geometrisch formschlüssig verbundene Verbindung
eingesetzt, die über eine querschnittlich kegelförmige
oder bogenartige Profilform einem dazu passenden Gegenanschluss
zugeordnet wird. Die mit dem Grundgerippe geometrisch formschlüssig verbundene
sowie verklebte Verbindung ist hinsichtlich einer Krafteinleitung
z. B. durch Biegemomente geometrisch so gestaltet, dass über
diese Anbindungsgeometrie Zugscher- und Druckkräfte übertragen
werden. Auch wird eine Selbstausrichtung der Gerippestruktur über
die Steifigkeit der Anbaukomponente mit oder ohne Support und über
Abstandhalter in der Fügegeometrie ermöglicht,
zudem ein Toleranzausgleich zwischen Grundgerippe und Anschlussdachkomponente
ohne aufwendigere Richtarbeiten in der Gerippestruktur. Die mit
dem Grundgerippe geometrisch formschlüssig verklebte Verbindung
gewährleistet die Kompensation eines Wärmeausdehnungsunterschieds
zwischen verschiedenen Materialien der Komponenten.
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Die
gewählte Form und Festigkeit der Klebegeometrie erlauben
die im Stadtbus-/Überlandbusbereich geforderte Übertragung
von Überrollkräften.
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In
einem weiteren Montageausbau des Gesamtbusses mit Schwerlasten am
Dach erlaubt die Verbindung auch die Übertragung dieser
Kräfte in das Grundgerippe.
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Von
erfindungsgemäßer Bedeutung sind auch die Klebeeigenschaften
in der Form und Verformung der Dachanschlüsse und Rohrbauseitenwände sowie
der Fähigkeit zur Schwerlastaufnahme.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in
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1:
eine Schrägsicht auf ein Grundgerippe eines Wagenkastens
mit zugeordnetem Dachmodul nach dem Stand der Technik;
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2:
den Querschnitt eines erfindungsgemäßen Verbindungsbereiches
mit einem Verbindungsprofil zwischen Grundgerippe und Dachmodul;
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3:
den gegenüber 2 vergrößerten Querschnitt
des Verbindungsprofils;
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4:
den Querschnitt eines dem Verbindungsprofil gemäß 2 zugeordneten
Hohlprofils;
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5:
eine skizzenhaft vereinfachte Darstellung des Querschnitts der 2;
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6, 7:
zwei entsprechend 5 skizzenhafte Darstellungen
zu Querschnitten weiterer Ausführungsbeispiele.
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Das
Grundgerippe 12 für einen Autobus 10 besteht
nach dem Stande der Technik beispielsweise aus miteinander verschweißten
oder verschraubten Stahl- oder Leichtmetallprofilen; vertikale Vierkantprofile 14 sind
hier durch horizontale Seitenwandprofile 16 und firstwärtige
Stabprofile 18 verbunden.
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Beim
Zusammenbau des Grundgerippes 12 sowie eines beispielsweise
aus Aluminiumteilen zusammengefügten Dachelementes 20 werden
des letzteren Randprofile 22, die sich zwischen einer Frontdachkappe 24 und
einer Heckdachkappe 26 erstrecken, jeweils auf – an
einer Längsseite des Grundgerippes 12 miteinander
fluchtende – Stabprofile 18 aufgesetzt und dann
diese beiden Komponenten 12, 20 miteinander fest
verbunden.
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Erfindungsgemäß erfolgt
der Anschluss des Moduldaches 20 an das Grundgerippe 12 mittels
eines Längsprofils 40, das in 2, 3 deutlich
dargestellt ist.
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Die
vertikalen Profile 14 einer Längsseite des Fahrzeugs 10 tragen
hier ein ihre Firstbereiche verbindendes – beispielsweise
auch aus Stahl einteilig rollgeformtes – Hohlprofil 30 als
Dachgurt, der aus einem Sockel 32 rechteckigen Rinnenquerschnitts
der Höhe a von etwa 15 mm sowie der inneren Breite b von
44 mm und einem Dachabschnitt 36 haubenartigen bzw. etwa
kegelförmigen Querschnittes besteht; an zwei parallele
Flankenwände 31 des Sockels 32, die endwärts
mit zum Profilboden 33 des Dachgurtes 30 etwa
parallelen sowie miteinander fluchtenden Kragabschnitten 34 versehen
sind, schließt jeweils ein – mit der Flankenwand 31 fluchtender – Fußstreifen 35 an,
der unter Bildung einer schmalen Stufenkante 37 einer Flankenfläche 38 benachbart
ist. Deren vertikaler Abstand a1 vom Profilboden 33 misst hier
etwa 19 mm.
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Die
beiden Flankenflächen 38 sind in einem Winkel
w von etwa 34° zur senkrechten Mittelachse M des Hohlprofils 30 geneigt
und gehen in einem vertikalen Abstand a2 von
etwa 30 mm von der jene Mittelachse M querenden Konstruktionsebene
für die Stufen jener Stufenkanten 37 in eine zum
Profilboden 33 parallele Firstfläche 39 über.
Letztere bildet mit den angeformten Flankenflächen 38 sowie
jenen Stufenkanten 37 ein sattelähnliches Auflageprofil
für das erwähnte Längsprofil als Anschlussprofil 40.
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Wie 2 deutlich
werden lässt, weist das aus einer Aluminiumlegierung stranggepresste
Anschluss- oder Längsprofil 40 an seinem unteren Querschnittsende
eine Rinne 42 auf; die Form des Querschnittes von deren
Rinnenwandfläche 44 entspricht dem Querschnitt
des oben beschriebenen sattelähnlichen Auflagebereiches 37 bis 39 des Dachgurtes 30.
Letzterer wird in diese Rinne 42 eingeführt, verbleibt
aber zu ihr in Abstand; beide Flächen 38/39 und 44 begrenzen
einen Spalt 70 jenes Abstandes als Spaltbreite e von etwa
6 mm. Des besseren Überblickes halber wurde dazu ein Abschnitt jenes
Auflagebereiches in 3 skizziert.
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Von
den querschnittlich gebogenen beiden Endbereichen 45 bzw. 45i der
Rinnenwand 44 geht ein teilkreisförmig angeformter
Querschnittsabschnitt einer Profilaußenwand 46 bzw.
eine querschnittlich gerade Profilinnenwand 48 aus, welche
mit der Mittelachse Q eines Anschlussabschnitts 50 nahezu quadratischen
Querschnittes einen Winkel t von etwa 40° einschließt.
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Parallel
zur Stirnwand 52 des Anschlussabschnitts 50 ist
an beide Profilwände 46, 48 des Anschlussprofils 40 innenseitig
eine Innenwand 51 angeformt, an welcher der teilkreisförmig
gebogene Abschnitt der Profilaußenwand 46 in einen
geraden Wandabschnitt 46a übergeht und eine Seitenwand jenes
Anschlussabschnitts 50 bildet sowie dem hier parallelen
Endbereich 48a der Profilinnenwand 48 als weitere
Seitenwand gegenüberliegt. Letztere geht an der Innenwand 51 in
die von jenem Winkel t bestimmte Neigungsrichtung über.
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An
der Profilinnenwand 48 ist vor deren Übergang
in jenen Endbereich eine außen liegende Einsatznut 56 angeordnet, die
von zwei von der Außenfläche der Profilinnenwand 48 abragenden
Formrippen 57 jeweils L-förmigen Querschnitts
begrenzt ist und zwischen deren Rippenköpfen 57a ein
Längsspalt 55 verläuft.
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Seitlich
versetzt zu der Einsatznut 56 der Profilinnenwand 48 ist
auch in der Profilaußenwand 46 des Anschlussprofils 4Q eine
Einsatznut 58 zu erkennen, die etwa im Querschnittszenit
des gebogenen Wandbereiches der Profilaußenwand 46 durch einen
Wandschlitz 59, diesen begrenzende Wandleisten 60 sowie
von diesen ausgehende Nutseitenwänden 61, die
mit einer zu den Wandleisten 60 parallelen Innenwand 62 verbunden
sind, definiert ist. Diese ist an eine Querwand 63 des
Anschlussprofils 40 und einen Innensteg 64 angeformt,
welch letzterer andererseits an die Außenfläche
des gekrümmten Rinnenbodens 43 der Rinne 42 angefügt
ist.
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Dargestellt
ist in 2 beispielhaft, dass die Einsatznut 58 der
Profilaußenwand 46 ein Halteprofil 66 für
Befestigungsschrauben 67 aufnimmt; diese klemmen ein Längsprofil 68 an
der Außenfläche der Profilaußenwand 46 fest.
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Der
vom Dachgurt 30 sowie dem Anschlussprofil 40 begrenzte
Spalt 70 nimmt gemäß 2 eine Klebeverbindung
auf, die im Spalt 70 einen querschnittlich rinnenförmigen
Klebekörper 72 mit einer beidseitigen Schenkellänge
i der Körperschenkel 74 von hier 12 mm bildet.
Bei der Klebeverbindung handelt es sich um einen Ein- oder Zwei-Komponentenkleber,
bevorzugt auf Polyurethanbasis.
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Durch
jenen Klebekörper 72 wird im Übrigen der
Abstand f zwischen dem Endbereich 45 des Anschlussprofils 40 und
einem Fixierschenkel 15 am vertikalen Vierkantprofil 14 bzw.
an einem Klebeabschnitt 73 zwischen dem Fixierschenkel 15 und
dem angrenzenden Sockel 32 des Dachgurtes 30 bei
beispielsweise 5 bis 6 mm festgelegt.
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Die
skizzenhafte 5 soll an der verklebten Verbindung
aus – den Dachabschnitt 36 aufweisenden – Dachgurt 30 und
Anschlussprofil 40 die angreifenden Druckkräfte
(Pfeil x) sowie die Zugscherkräfte (Pfeil z) deutlich werden
lassen.
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6 zeigt
einen Austausch der Formgebung: hier steht nämlich einem
gerippeseitigen Hohlprofil 30a mit einer Rinne 42a ein
Einsatzprofil 80 des Anschlussprofils 40a des
Dachelementes oder Moduldaches 20 gegenüber; beide
begrenzen auch hier den querschnittlich hut- oder haubenartigen – also eckigen – Spalt 70 für
den Klebekörper 72. Dass die querschnittliche
Kontur einer Rinne 42b im Hohlprofil 30b auch teilkreisförmig sein
kann, ebenso die entsprechende Gegenkontur am Einsatzprofil 80b des Moduldaches 20,
ist 7 ergänzend zu entnehmen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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