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Die Erfindung betrifft eine Lagerungseinheit für eine Fahrerhauslagerung eines Lastkraftwagens gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Eine solche Lagerungseinheit ist in 1 in jeweiligen Perspektivansichten von schräg vorne (obere Darstellung) bzw. von schräg hinten (untere Darstellung) gezeigt. Jeweils eine Lagerungseinheit ist dabei in Verlängerung vorderseitig des zugehörigen Rahmenlängsträgers eines Leiterrahmens des Lastkraftwagens angeordnet. Jede dieser Lagerungseinheiten umfasst dabei ein Lagerungselement 10, welches am Blechelement 12 angeordnet ist. Das Lagerungselement 10 umfasst dabei vorliegend drei Lageraufnahmen 14, welche zur Anbindung einer hinteren Fahrerhauslagerung dienen.
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Bei derartigen Lagerungseinheiten ist es wichtig, dass das Fahrerhaus in jeder Situation, also insbesondere auch bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung beispielsweise infolge einer Frontalkollision, mit dem Rahmen verbunden bleibt. Um diese Funktion zu gewährleisten, wird heute ein hochfestes Schmiedeteil als Lagerungselement eingesetzt, über welches die eingeleitete Unfallenergie auf das Blechelement übertragen wird. Das Blechelement weist dabei eine Sollknickstelle auf, in deren Bereich schlussendlich die Unfallenergie aufgenommen und vernichtet wird.
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Es ist ersichtlich, dass dabei das Lagerungselement, und insbesondere die jeweiligen Lageraufnahmen für die Fahrerhauslagerung, erheblich belastet werden. Aus diesem Grund wird bislang - wie oben beschrieben - ein hochfestes Schmiedeteil eingesetzt. Dies ist allerdings sehr kostenintensiv in der Herstellung.
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Eine gattungsgemäße Lagerungseinheit ist aus der
DE 196 37 920 A1 bekannt. Hierbei ist ein Träger für eine Kabinenaufhängung gezeigt, der im Gebrauch durch Schrauben befestigt ist, die durch Löcher hindurchgehen, die mit Löchern in Auflageroberflächen auf dem oberen Teil eines Zusatzfahrgestellteils des Fahrzeugs ausgerichtet sind. In dieser Ausführungsform ist die Kabine mit dem Träger für eine Kabinenaufhängung schwenkbar verbunden.
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Aus der
DE 20 2011 000 731 U1 ist Profilträger für ein Fahrzeugchassis entnehmbar, wobei mindestens an einem Teilstück des Profilsträgers ein Verstärkungsblech anliegt, das fest und unlösbar mit dem zugeordneten Teilstück des Profilträgers verbunden ist. wobei die Verbindung zwischen dem Verstärkungsblech und dem zugeordneten Teilstück des Profilträgers formschlüssig durch mindestens eine Durchsetzfügeverbindung hergestellt ist.
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Weiterhin ist aus der
EP 0 284 902 B1 eine Verbindung aufeinanderliegender dünner Platten mittels eines aus dem Material gebildeten Fügeelements ersichtlich, das durch Teilstanztrennen und/oder Tiefziehen von Plattenanteilen aus der Plattenebene mittels eines Stempels und einer Matritze mit nachträglichem Quetschen der Plattenanteile gewonnen werden, wobei die als Fügeelement das Stanz- oder Tiefziehloch intergreifenden Plattenanteile in die Plattenebene planiert werden, so dass nach der Bearbeitung keine Noppen auf der Außenfläche der miteinander verbundenen Platten verbleiben.
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Des Weiteren zeigt die
JP H10 - 316 013 A eine Fahrgestellrahmenstruktur eines Lastwagens offenbart, die ein paar Längsträger beinhaltet, die in Fahrtrichtung des Lastwagens verlaufen, wobei über dem Vorderteil der Längsträger eine Fahrerkabine gelagert ist. Die Struktur weist zudem Bodenelemente und Hilfsrahmen, die mittels Halterungen miteinander über ein Verbindungselement verbunden sind, welches das vordere Ende der Fahrerkabine drehbar hält.
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Zudem ist der
DE 60 2005 002 868 T2 eine Anordnung einer Kraftfahrzeugkarosserie entnehmbar, bei der die Ränder zweier Karosserieteile so aneinander gebracht werden, dass die äußeren Flächen der beiden Teile zueinander fluchten, wobei ein Andruckelement für die Ränder zwei Auflageelemente umfasst, die durch Klemmmittel zusammengebracht werden, welche die Ränder zwischen sich aufnehmen, wobei eines der Auflageelemente an der Struktur eines Fahrzeugs befestigt ist.
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Schließlich zeigt die
DE 10 2010 046 768 A1 eine Verbindungsanordnung von zwei Bauteilen unter Vermittlung einer Schraubverbindung mit einer Schraube und mit einem Schraubelement, welche zwischen zwei voneinander beabstandeten Schenkeln des einen Bauteils unter Erzeugung einer Vorspannkraft verschraubt sind. Über einen mittleren Bereich der Schraubverbindung ist das zwischen den Schenkeln des einen Bauteils geklemmte weitere Bauteil abgestützt, wobei das Schraubelement als Schraubhülsenelement ausgebildet ist, welches die Schraube außenumfangsseitig umgibt und an beiden Schenkeln des einen Bauteils abgestützt ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Lagerungseinheit der eingangs genannten Art zu schaffen, welche unter Aufrechterhaltung der sehr guten Unfalleigenschaften kostengünstiger herstellbar ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Lagerungseinheit mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Patentansprüchen angegeben.
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Um eine Lagerungseinheit der eingangs genannten Art zu schaffen, welche unter Aufrechterhaltung seiner vorteilhaften Unfalleigenschaften kostengünstiger hergestellt werden kann, bilden erfindungsgemäß das Lagerungselement und das Blechelement im Bereich der wenigstens einen Lageraufnahme eine formschlüssige Verbindung aus. Durch diese formschlüssige Verbindung der Lageraufnahme kann insbesondere ein Lagerungselement aus einem kostengünstiger herstellbaren Werkstoff wie beispielsweise einem Gusswerkstoff eingesetzt werden, wobei die im Falle einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung über die Lageraufnahme die Lagerungseinheit eingeleiteten Unfallkräfte auf verbesserte Weise durch die formschlüssige Verbindung von Lagerungselement und Blechelement aufgenommen werden können. Auf diese Art und Weise kann beispielsweise ein kostengünstigeres Material in Form eines Gusswerkstoffs oder dergleichen für das Lagerungselement eingesetzt werden, ohne dass hierbei ein Ausreißen der jeweiligen Lageraufnahme in Folge von zu hohen Unfallkräften erfolgen könnte. Vielmehr wird durch die formschlüssige Verbindung des Lagerungselements mit dem Blechelement sichergestellt, dass die jeweilige Lageraufnahme nicht ausreißen kann.
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Dabei können vorzugsweise entsprechende Materialien wie Gusswerkstoffe für das Lagerungselement eingesetzt werden, so dass auch weiterhin - insbesondere im Vergleich zu einem Schmiedeteil - eine entsprechende Funktionsintegration erfolgen kann. Die formschlüssige Verbindung des Lagerungselements und des Blechelements kann darüber hinaus eine hohe Maßhaltigkeit erreicht werden, da im Vergleich zu einem alternativen Schweißzusammenbau kein Wärmeeintrag und Verzug in kritischen Bereichen erfolgt. Zudem ist ein weiterer Vorteil der Lagerungseinheit, dass gegenüber dem bisherigen Stand der Technik keine Schnittstellenänderung zwischen dem Lagerungselement und dem Blechelement erfolgt.
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Weiterhin sieht die Erfindung vor, dass die Lageraufnahme des Lagerungselements wenigstens einen Dom, insbesondere einen oberen Schraubdom, aufweist, welcher mit einer korrespondierenden Durchgangsöffnung die formschlüssige Verbindung bildet. Eine derartige formschlüssige Verbindung ist besonders einfach und dennoch äußerst zuverlässig.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind auf Seiten des Lagerungselements und des Blechelements jeweilige, miteinander zusammenwirkende Positionierungselemente vorgesehen, mittels welchen eine genaue Relativpositionierung des Lagerungselements zum Blechelement erfolgen kann. Dabei ist es beispielsweise denkbar, als Positionierungselement auf Seiten des Lagerungselements wenigstens einen entsprechend bearbeiteten Vorsprung vorzusehen, welcher mit einer Aussparung, beispielsweise einer Durchgangsöffnung, als Positionierungselement auf Seiten des Blechelements, zusammenwirkt. Somit ergibt sich insgesamt eine äußerst maßhaltige und günstig reproduzierbare Relativlage von Lagerungselement und Blechelement.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass das Blechelement aus einem hochfesten Stahl gebildet ist. Somit ergibt sich insbesondere im Bereich der formschlüssigen Verbindung bzw. im Bereich der Lageraufnahme eine äußerst stabile Lagerungseinheit, welche auch zur Aufnahme erheblicher Unfallkräfte geeignet ist.
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Schließlich hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn das Blechelement wenigstens eine Sollknickstelle aufweist, um welche das Lagerungselement bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung verlagerbar ist. Somit kann mittels der Sollknickstelle auf weiterhin günstige Weise die Unfallenergie absorbiert werden.
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Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Dabei zeigen:
- 1 eine jeweilige Perspektivansicht von schräg vorne bzw. schräg hinten auf eine Lagerungseinheit für eine Fahrerhauslagerung eines Lastkraftwagens gemäß dem Stand der Technik;
- 2a, 2b jeweils eine perspektivische Vorderansicht bzw. Rückansicht auf eine erfindungsgemäße Lagerungseinheit für eine Fahrerhauslagerung eines Lastkraftwagens, mit einem jeweilige Lageraufnahmen aufweisenden Lagerungselement aus einem Gusswerkstoff, welches mit einem Blechelement verbunden ist, wobei das Lagerungselement und das Blechelement im Bereich der Lageraufnahmen jeweilige formschlüssige Verbindungen bilden; und in
- 3 eine ausschnittsweise Perspektivansicht auf die Lagerungseinheit gemäß dem Detail III in 2b, wobei insbesondere die jeweiligen formschlüssigen Verbindungen im Bereich der Lageraufnahmen zwischen dem Lagerungselement und dem Blechelement erkennbar sind.
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Während in 1 in jeweiligen Perspektivansichten eine Lagerungseinheit gemäß dem Stand der Technik gezeigt ist, soll im Weiteren anhand der 2a bis 3 eine erfindungsgemäße Lagerungseinheit erläutert werden. Hierzu zeigen die 2a und 2b in einer jeweiligen Perspektivansicht von vorne bzw. von hinten Lagerungseinheit für eine Fahrerhauslagerung eines Lastkraftwagens, welche jeweils in Verlängerung eines zugehörigen Rahmenlängsträgers eines Leiterrahmens eines Lastkraftwagens angeordnet ist.
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Die jeweilige Lagerungseinheit umfasst dabei als wesentliche Bauteile ein Lagerungselement 20, welches vorliegend aus einem Gusswerkstoff gebildet ist. Dieses Lagerungselement 20 bildet gemeinsam mit einem Blechelement 22 als Zusammenbau die Lagerungseinheit. Das Blechelement 22 ist dabei aus einem hochfesten Stahl gebildet und entsprechend umgeformt. Wie insbesondere in Zusammenschau der 2a und 2b erkennbar ist, ist das Blechelement 22 mit dem Lagerungselement 20 über mehrere Schrauben 24 verschraubt bzw. verbunden. Hierzu sind innerhalb des Lagerungselements 20 entsprechende untere Schraubdome 26 vorgesehen, so dass die Schrauben 24 unter Durchsetzung entsprechender (hier nicht weiter gezeigten) Durchgangsöffnungen innerhalb des Blechelements 22 mit den entsprechenden unteren Schraubdomen 26 verschraubt werden können.
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Insbesondere anhand von 3, welche in einer ausschnittsweisen Perspektivansicht das Detail III in 2b zeigt, wird erkennbar, dass das Lagerungselement 20 vorliegend insgesamt drei obere Lageraufnahmen 28 aufweist, an welchen eine hintere Fahrerhauslagerung eines Fahrerhauses des Lastkraftwagens festgelegt werden kann. Die jeweiligen Lageraufnahmen 28 sind dabei als Dome, insbesondere als obere Schraubdome 30 ausgebildet, welche unter Vermittlung jeweiliger Lagerstützen 32 am Lagerungselement 20 angeordnet sind. Die oberen Schraubdome 30 und die Lagerstützen 32 sind dabei einteilig mit dem Lagerungselement 20 ausgebildet.
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Des Weiteren ist insbesondere aus 3 erkennbar, dass die oberen Schraubdome 30 des Lagerungselements 20 mit jeweiligen Durchgangsöffnungen 34 innerhalb von jeweiligen Laschen 36 des Blechelements 22 jeweilige formschlüssige Verbindungen 38 bilden. Die Laschen 36 erstrecken sich dabei planparallel bzw. in Anlage zu den jeweiligen Lagerstützen 32, wobei die jeweiligen oberen Schraubdome 30 die zugehörigen Durchgangsöffnungen 34 formschlüssig durchragen.
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Unterseitig an den Lagerstützen 32 sind dabei außerdem jeweilige Positionierungselemente in Form von bearbeiteten Vorsprüngen 42 des Lagerungselements 20 vorgesehen, welche mit korrespondierenden Positionierungselementen in Form von Aussparungen 44 innerhalb des Blechelements 22 derart formschlüssig zusammenwirken, dass sich durch diese Vorsprünge 42 bzw. Aussparungen 44 eine genaue Relativpositionierung des Lagerungselements 20 relativ zum Blechelement 22 ergibt. Hat sich diese genaue Relativpositionierung eingestellt, kann mittels der Schrauben 24 die komplette Fixierung des Blechelements 22 am Lagerungselement 20 vorgenommen werden.
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In die Lageraufnahmen 28 in Form der oberen Schraubdome 30 sind dann entsprechende Lagerungselemente der Fahrerhauslagerung des Fahrerhauses des Lastkraftwagens einschraubbar bzw. dergleichen anordenbar.
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Wird nun beispielsweise in Folge eines Unfalls die jeweilige Fahrerhauslagerung und somit auch die Lageraufnahmen 28 mit einer unfallbedingten Kraft beaufschlagt, so gewährleistet die formschlüssige Verbindung des Blechelements 22 mit dem Lagerungselement 20, genauer gesagt zwischen den Laschen 36 und den oberen Schraubdomen 30, dass beispielsweise die Lagerstützen 32 nicht abreißen oder die Lageraufnahmen 28 auf Sonstige Weise ausreißen. Vielmehr wird insbesondere durch das Blechelement 22 und die formschlüssige Verbindung eine besonders günstige und crashsichere Fahrerhauslagerung erzielt.
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Darüber hinaus weist das Blechelement eine in 3 gezeigte Sollknickstelle S auf, so dass das Lagerungselement 20 bei einer entsprechenden unfallbedingten Kraftbeaufschlagung im Bereich der Lageraufnahmen 28 gemäß dem Pfeil 46 nach oben hinten eingeknickt werden kann. Demzufolge wird das hochfeste Blechelement 22 bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung verformt, wobei im Bereich der Sollknickstelle S die Unfallenergie absorbiert und vernichtet wird durch das Blechelement 22. Somit ist gewährleistet, dass das Fahrerhaus in jeder Situation, auch bei einem erheblichen Unfall mit dem Leiterrahmen des Lastkraftwagens bzw. mit den jeweiligen Lagerungseinheiten verbunden bleibt.
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Insgesamt ist somit erkennbar, dass in Folge der formschlüssigen Verbindungen zwischen dem Lagerungselement 20 und dem Blechelement 22 das Lagerungselement 20 aus Gusswerkstoff gebildet werden kann, obwohl dieser eine geringere Zugfestigkeit und Bruchdehnung gegenüber beispielsweise dem Material eines Schmiedebauteils aufweist. Durch das hochfeste Blechelement 22, welches auch als Stegblech bezeichnet wird, wird demzufolge die Schnittstelle zur Fahrerhauslagerung so ausgebildet, dass ein unkontrolliertes Ausreißen der Schraubverbindungen zwischen der Fahrerhauslagerung und dem jeweiligen Schraubdom 26,30 unterbunden wird. Das Lagerungselement 20 und das Blechelement 22 sind dabei so gestaltet, dass die Fahrerhauslagerung auf den Bearbeitungsflächen des Gussbauteils sitzt. Damit kann die genaue Positionierung des Fahrerhauses auf dem Rahmen weiterhin gewährleistet werden. Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen können auch Schraubenvorspannkraftverluste, die sich sonst aus den Biegetoleranzen des Flansches bzw. der Laschen 36 ergeben würden, vermieden werden.
