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Die Erfindung betrifft einen Längsträger für einen Fahrgestellrahmen für ein Nutzfahrzeug, insbesondere einen Lastkraftwagen oder einen Omnibus. Die Erfindung umfasst ferner ein Verfahren zur Herstellung des Längsträgers und einen Fahrgestellrahmen für ein Nutzfahrzeug mit zwei Längsträgern.
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5 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Fahrgestellrahmens 20' für ein Nutzfahrzeug mit zwei Längsträgern 1 gemäß Stand der Technik. Die zwei Längsträger 1' sind baugleich ausgeführt, so dass die folgende Beschreibung unter Bezugnahme auf nur einen Längsträger 1' geführt wird. Der Längsträger 1' umfasst ein C- oder U-förmiges Profil aus einem Steg S', einem Obergurt O' und einem Untergurt U. Von dem Obergurt O' ragt ein Flanschabschnitt F' vor. Der Flanschabschnitt F' ist über eine Schnittstelle, z. B. über eine Schraub-, Niet- oder Schweißverbindung, an den Längsträger 1' montiert. In 5 ist der Flanschabschnitt F' über einen Winkelabschnitt an den Steg S' des Längsträgers 1' montiert. Alternativ oder ergänzend kann der Flanschabschnitt F' auch über eine Schnittstelle, z. B. über eine Schraub-, Niet- oder Schweißverbindung, an dem Obergurt O' montiert sein. Der Flanschabschnitt F' und der Obergurt O' sind somit zweistückig ausgeführt. Auf die gleiche Weise wie in Bezug auf den Obergurt O' beschrieben, ragt ein Flanschabschnitt F' von dem Untergurt U' des Längsträgers 1' vor. An die Flanschabschnitte F' ist ein Querträger Q' montiert. Nachteilhaft ist, dass über die Schnittstellen zwischen den Flanschabschnitten F' und dem Längsträger 1' hohe Kräfte zu übertragen sind, so dass die Schnittstellen relativ stark zu bemessen ist. Ferner kann das nachträgliche Montieren der Flanschabschnitte F' an den Längsträger 1' als nachteilhaft angesehen werden.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es, einen verbesserten und/oder alternativen Längsträger für einen Fahrgestellrahmen für ein Nutzfahrzeug, insbesondere einen Lastkraftwagen oder einen Omnibus, zu schaffen.
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Diese Aufgabe kann mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst werden. Vorteilhafte Weiterbildungen können den Unteransprüchen entnommen werden.
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Die Erfindung schafft einen Längsträger zweckmäßig für einen Fahrgestellrahmen für ein Nutzfahrzeug, z. B. einen Lastkraftwagen oder einen Omnibus. Der Längsträger umfasst ein Profil aus vorzugsweise einem Steg, einem Obergurt und/oder einem Untergurt. Der Obergurt und/oder der Untergurt schließen vorzugsweise unmittelbar an den Steg an.
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Der Längsträger zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass zumindest ein Flanschabschnitt, insbesondere ein eine Freischnittfläche darstellender Flanschabschnitt einstückig, insbesondere integral, mit dem Obergurt und/oder dem Untergurt ausgebildet ist. Erfindungsgemäß sind der Flanschabschnitt und der Obergurt und/oder der Untergurt oder allgemein der Flanschabschnitt und das Profil somit nicht aus zwei separaten, über eine Schnittstelle miteinander verbundenen Stücken ausgebildet, sondern aus einem zweckmäßig einzigen Stück bzw. Teil gefertigt. Dadurch kann zweckmäßig auf die sonst übliche Schnittstelle zwischen einem Flanschabschnitt und einem Längsträger verzichtet werden.
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Es ist folglich möglich, dass der Flanschabschnitt und der Obergurt und/oder der Untergurt schnittstellenfrei ineinander übergehen und/oder schnittstellenfrei miteinander verbunden sind. Der Flanschabschnitt selbst und/oder der Obergurt und/oder der Untergurt können selbstverständlich mit einer oder mehreren Schnittstellen versehen sein, z. B. zum Anbringen eines Querträgers, Anbauteils oder einer anderen Komponente des Fahrgestellrahmens oder des Nutzfahrzeugs.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind der Flanschabschnitt, der Steg, der Obergurt und der Untergurt schnittstellenfrei miteinander verbunden.
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Es ist möglich, dass der Flanschabschnitt den Obergurt und/oder den Untergurt in Breitenrichtung des Längsträgers erweitert. Dadurch kann z. B. die Längskante oder der Längsrand des Obergurts und/oder des Untergurts in Längsrichtung des Längsträgers einen Richtungswechsel erfahren und/oder in Breitenrichtung des Längsträgers verformt werden. Vorzugsweise erstreckt sich der Flanschabschnitt quer, insbesondere rechtwinklig zu dem Steg. Der Obergurt und/oder der Untergurt werden folglich mittels des Flanschabschnitts zweckmäßig verbreitert. Alternativ oder ergänzend ist es möglich, dass der Flanschabschnitt den Obergurt und/oder den Untergurt in Höhenrichtung des Längsträgers erweitert.
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Das Profil, das den Steg, den Obergurt und/oder den Untergurt umfasst, ist vorzugsweise mittels eines Umformverfahrens gefertigt und/oder L-, C- oder U-förmig ausgebildet. Das Umformverfahren kann z. B. ein Biegeverfahren, Kantverfahren, Pressverfahren oder Rollverfahren umfassen.
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Es ist möglich, dass der Obergurt und der Untergurt schnittstellenfrei in den Steg übergehen.
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Der Flanschabschnitt und der Obergurt und/oder der Untergurt können sich in ein und derselben Ebene erstrecken, so dass zweckmäßig ein Höhenversatz dazwischen vermieden werden kann.
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Ebenso ist es möglich, dass der Flanschabschnitt aus der Obergurt-Ebene und/oder Untergurt-Ebene z. B. nach oben oder unten absteht. Der Flanschabschnitt kann z. B. in jedem beliebigen Winkel von dem Obergurt und/oder dem Untergurt abstehen. Ebenso kann zwischen dem Flanschabschnitt und dem Obergurt und/oder Untergurt zumindest ein Absatz ausgeführt sein.
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Im Rahmen der Erfindung kann zumindest ein Flanschabschnitt an dem Obergurt oder dem Untergurt ausgebildet sein. Im Rahmen der Erfindung sind allerdings auch Ausführungsformen umfasst, in denen zumindest ein Flanschabschnitt am Obergurt und zumindest ein Flanschabschnitt am Untergurt ausgebildet ist. Ebenso kann zumindest ein Flanschabschnitt am Steg ausgebildet sein.
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Zu erwähnen ist, dass der Flanschabschnitt vorzugsweise eine Freischnittfläche darstellt und somit z. B. die Längskante oder der Längsrand des Obergurts und/oder des Untergurts in Längsrichtung des Längsträgers einen Richtungswechsel aufweisen und/oder in Breitenrichtung des Längsträgers verformt werden.
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Zu erwähnen ist nochmals, dass der Flanschabschnitt und der Obergurt und/oder der Untergurt oder allgemein der Flanschabschnitt und das Profil insbesondere nicht durch zwei separate, über eine Schnittstelle (z. B. eine Schweiß-, Niet- oder Schraubverbindung) miteinander verbundene Stücke ausgebildet werden, sondern der Flanschabschnitt und der Obergurt und/oder der Untergurt vorzugsweise ein quasi einziges Teil bzw. Stück bilden. Vorzugsweise ist der Flanschabschnitt somit in den Obergurt und/oder den Untergurt zweckmäßig einstückig integriert.
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Im Rahmen der Erfindung können der Obergurt und der Untergurt gleich breit oder unterschiedlich breit sein.
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Die Erfindung ist nicht auf einen Längsträger beschränkt, sondern umfasst auch einen Fahrgestellrahmen für ein Nutzfahrzeug, z. B. einen Lastkraftwagen oder einen Omnibus, mit zwei Längsträgern wie hierin offenbart. An die Flanschabschnitte der zwei Längsträger kann ein Querträger angeschlossen werden, z. B. angeschraubt oder angeschweißt werden, um die Längsträger miteinander zu verbinden.
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Die Erfindung umfasst ferner ein Verfahren zum Herstellen eines vorzugsweise wie hierin beschriebenen Längsträgers für einen Fahrgestellrahmen für ein Nutzfahrzeug. Das Verfahren zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass zunächst ein Flächenelement so bearbeitet wird, dass ein zweckmäßig abstehender Flanschabschnitt insbesondere entlang einem Längsrand oder einer Längskante des Flächenelements ausgebildet wird und daraufhin das Flächenelement zu einem Profil aus vorzugsweise einem Steg, einem Obergurt und/oder einem Untergurt umgeformt wird, so dass der Flanschabschnitt, einstückig mit dem Obergurt und/oder dem Untergurt ausgebildet ist.
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Vorzugsweise stellt der Flächenabschnitt das zuvor erwähnte „Stück bzw. Teil” dar.
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Das Flächenelement wird vorzugsweise mittels eines Laservorgangs bearbeitet. Insbesondere wird mittels des Laservorgangs der Flanschabschnitt herausgeschnitten. Anstatt des Laservorgangs ist auch ein mechanischer Trennvorgang (z. B. Stanzen, Schneiden, etc.) möglich.
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Das Flächenelement wird vorzugsweise mittels eines Umformvorgangs (z. B. Biegen, Kanten, Rollen oder Pressen) umgeformt, insbesondere zu einem L-, C- oder U-förmigen Profil.
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Das Flächenelement ist vorzugsweise ein Blechteil.
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Das Flächenelement ist vorzugsweise vor dem Umformvorgang ein zweckmäßig ebenes Flächenelement.
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Weitere Verfahrensmerkmale ergeben sich aus der Beschreibung des Längsträgers.
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Die zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen und Merkmale der Erfindung sind beliebig miteinander kombinierbar. Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart oder ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Figuren.
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Fahrgestellrahmens für ein Nutzfahrzeug mit zwei Längsträgern gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
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2 zeigt eine perspektivische Detailansicht eines Längsträgers aus 1,
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3 zeigt eine schematische Draufsicht auf einen Teil eines Flächenelements zur Herstellung eines Längsträgers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
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4 zeigt eine schematische Schnittansicht durch einen Längsträger gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, und
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5 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Fahrgestellrahmens für ein Nutzfahrzeug mit zwei Längsträgern gemäß Stand der Technik.
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Die in den Figuren gezeigten Ausführungsformen stimmen teilweise überein, so dass für gleiche oder ähnliche Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet sind, und zu deren Erläuterung auch auf die Beschreibung der anderen Ausführungsform verwiesen wird, um Wiederholungen zu vermeiden.
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Fahrgestellrahmens 20 für ein Nutzfahrzeug mit zwei Längsträgern 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die zwei Längsträger 1 sind im Wesentlichen baugleich ausgeführt, so dass die folgende Beschreibung unter Bezugnahme auf nur einen Längsträger 1 erfolgt. Bezugszeichen L kennzeichnet die Längsrichtung des Längsträgers 1, während Bezugszeichen B die Breitenrichtung des Längsträgers 1 kennzeichnet und Bezugszeichen H die Höhenrichtung des Längsträgers 1 kennzeichnet.
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Nachfolgend wird der Fahrgestellrahmen 20, insbesondere der Längsträger 1 unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben.
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Der Längsträger 1 umfasst ein Profil, das einen Steg S, einen Obergurt O und einen Untergurt U umfasst. Der Obergurt O und der Untergurt U gehen schnittstellenfrei in den Steg S über. Das Profil ist mittels eines Biegeverfahrens in eine U- oder C-Form gebracht.
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Ein Flanschabschnitt F, insbesondere ein eine Freischnittfläche darstellender Flanschabschnitt F, ist einstückig integral mit dem Obergurt O ausgebildet und geht schnittstellenfrei in den Obergurt O über. Der Flanschabschnitt F und der Obergurt O erstrecken sich in ein und derselben Ebene, so dass ein Höhenversatz dazwischen vermieden wird.
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Der Flanschabschnitt F und der Obergurt O, ferner zudem vorzugsweise der Steg S und der Untergurt U, sind somit aus einem quasi einzigen Stück bzw. Teil, insbesondere dem unter Bezugnahme auf die 3 beschriebenen Flächenelement 10, gefertigt und schnittstellenfrei miteinander verbunden. Dadurch kann ein günstiger Kraftfluss insbesondere zwischen dem Flanschabschnitt F und dem Obergurt O gewährleistet werden. Es bedarf keiner üblicherweise stark zu bemessenden Schnittstelle wie etwa einer Schraub-, Niet- oder Schweißverbindung zwischen dem Flanschabschnitt F und dem Längsträger 1.
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Der Flanschabschnitt F erweitert den Obergurt O in Breitenrichtung B des Längsträgers F und erstreckt sich im Wesentlichen quer zum Steg S. An den Flanschabschnitt F ist mittels einer Schnittstelle, insbesondere einer Schraubverbindung, ein Querträger Q montiert. Im Rahmen der Erfindung können der Flanschabschnitt F und optional der Steg S, der Obergurt O und/oder der Untergurt U folglich als Kopplungs- oder Schnittstelle genutzt werden. Der Flanschabschnitt F stellt somit einen funktionsintegrierten Flanschabschnitt F dar.
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3 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein Flächenelement 10 zur Herstellung des z. B. in den 1 und 2 gezeigten Längsträgers 1 und dient insbesondere zur Illustrierung des Herstellverfahrens des Längsträgers 1.
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Das Flächenelement 10 ist im Ausgangszustand ein ebenes Blechteil.
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Das Flächenelement 10 wird in einem ersten Bearbeitungsschritt entlang einer Schnittlinie so beschnitten, dass entlang einer Längskante oder eines Längsrands des Flächenelements 10 ein abstehender Flanschabschnitt F, insbesondere eine Freischnittfläche, entsteht.
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Das Flächenelement 10 wird in einem zweiten Bearbeitungsschritt mittels eines Biegevorgangs so verformt, dass ein Längsträger 1 mit einem C- oder U-förmigen Profil aus einem Steg S, einem Obergurt O und einem Untergurt U gebildet wird und der Flanschabschnitt F einstückig mit dem Obergurt O ausgebildet ist. Der Flanschabschnitt F und der Obergurt O gehen folglich schnittstellenfrei ineinander über. Der Flanschabschnitt F und der Obergurt O, ferner zudem der Steg S und der Untergurt U, sind somit aus einem einzigen Stück, insbesondere aus einem einzigen Flächenelement 10, gefertigt. Aus 3 wird nochmals ersichtlich, dass der Flanschabschnitt F und der Obergurt O nicht wie eingangs erwähnt aus zwei, über eine Schraub- oder Schweißverbindung miteinander verbundenen separaten Stücken gefertigt wird, sondern aus ein und demselben Stück bzw. Teil.
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4 zeigt eine schematische Schnittansicht durch einen Längsträger 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Eine Besonderheit der in 4 gezeigten Ausführungsform ist, dass ein Flanschabschnitt F aus der Obergurt-Ebene nach oben absteht und ein Flanschabschnitt F aus der Untergurt-Ebene nach unten absteht. Somit können die Flanschabschnitte F den Obergurt O und den Untergurt U in Höhenrichtung H des Längsträgers 1 erweitern. Es sind ebenso Ausführungsformen möglich, in denen ein Flanschabschnitt F den Obergurt O und/oder den Untergurt U sowohl in Höhenrichtung H als auch in Breitenrichtung B des Längsträgers 1 erweitert.
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Zu erwähnen ist, dass im Rahmen der Erfindung der Flanschabschnitt F ebenso nur an dem Untergurt U ausgebildet sein kann oder ein Flanschabschnitt F an dem Obergurt O und ein Flanschabschnitt F an dem Untergurt U ausgebildet sein kann.
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Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen. Darüber hinaus beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche, unabhängig von den in Bezug genommenen Merkmalen und Ansprüchen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Längsträger
- 10
- Flächenelement
- 20
- Fahrgestellrahmen
- S
- Steg
- O
- Obergurt
- U
- Untergurt
- F
- Flanschabschnitt, Freischnittfläche
- L
- Längsträger-Längsrichtung
- B
- Längsträger-Breitenrichtung
- H
- Längsträger-Höhenrichtung
