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Die Erfindung betrifft einen Tragrahmen für ein Nutzfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Ein solcher Tragrahmen für ein Nutzfahrzeug ist beispielsweise bereits der
DE 10 2009 036 753 A1 als bekannt zu entnehmen. Der Tragrahmen umfasst dabei eine Mehrzahl von Längsträgern sowie eine Mehrzahl von Querelementen, über welche die Längsträger miteinander verbunden sind. Hierzu sind beispielsweise die Querelemente an die Längsträger angebunden beziehungsweise umgekehrt. In fertig hergestelltem Zustand des Nutzfahrzeugs ist wenigstens ein Aufbau an dem Tragrahmen gehalten. Ferner sind beispielsweise Achsen und somit Räder des Nutzfahrzeugs an den Rahmen angebunden.
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Weiterhin ist aus der
DE 76 00 813 U ein Raupenfahrzeug mit einem Tragrahmen bekannt, bei dem ein Querträger aus zwei dreieckigen Teilen besteht.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Tragrahmen der eingangsgenannten Art zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird durch einen Tragrahmen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Um einen Tragrahmen der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art zu verbessern, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die jeweiligen Querelemente in einer senkrecht zur Längserstreckungsrichtung des Tragrahmens verlaufenden Ebene dreieckförmig ausgebildet sind. Die Ebene wird durch die Fahrzeughochrichtung und durch die Fahrzeugquerrichtung aufgespannt, sodass die Ebene senkrecht zur Fahrzeuglängsrichtung verläuft. Dabei fällt die Längserstreckungsrichtung des auch einfach als Rahmen bezeichneten Tragrahmens mit der Fahrzeuglängsrichtung zusammen.
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Der Erfindung liegt insbesondere die Erkenntnis zugrunde, dass bei herkömmlichen Rahmen deren jeweilige Höhe und Rahmenspur den nutzbaren Bauraum beträchtlich einschränken, insbesondere hinsichtlich der Halterung von Energiespeichern wie beispielsweise Akkumulator-Paketen und Fahrzeugachsen an dem Rahmen. Dabei ist ein großer Bauraum für Energiespeicher zum Speichern von elektrischer Energie wünschenswert, um beispielsweise eine große Reichweite realisieren zu können, über die das Nutzfahrzeug mittels elektrischer Energie, das heißt elektrisch angetrieben werden kann. Ferner besteht der Wunsch nach großem Bauraum für Fahrzeugachsen, um eine hinreichende, insbesondere elektrische, Antriebsleistung zum Antreiben des Nutzfahrzeugs realisieren zu können.
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Es wurde gefunden, dass durch die in der genannten, gedachten Ebene verlaufende, dreieckförmige Ausgestaltung der Querelemente ein besonders großer Bauraum, insbesondere für Fahrzeugachsen und Energiespeicher zum Speichern von elektrischer Energie, realisiert werden kann, sodass Anbauteile wie beispielsweise Energiespeicher zum Speichern von elektrischer Energie und Fahrzeugachsen besonders gut an dem Rahmen gehalten werden können. Die Idee der Erfindung ist es somit, einen herkömmlichen Leiterrahmen-Aufbau in eine höher bauende Variante aufzulösen, die in ihrer Grundform und dabei in der genannten Ebene dreieckig ist beziehungsweise die Form eines Dreiecks aufweist. Die dreieckige Grundform kann bei Bedarf, zum Beispiel um konventionelle Komponenten wie Achsen zu verwenden, auch nur abschnittsweise angewendet werden, sodass beispielsweise der Tragrahmen in einem ersten Längenbereich die dreieckförmigen Querelemente aufweist und somit in dem ersten Längenbereich die dreieckige Grundform hat und in einem sich in Längserstreckungsrichtung an den ersten Längenbereich anschließendem zweiten Längenbereich als konventioneller Rahmen, insbesondere Leiterrahmen, ausgebildet ist.
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Es wurde ferner gefunden, dass der erfindungsgemäße Tragrahmen mit den dreieckigen Querelementen eine besonders vorteilhafte Montage und Demontage von Energiespeichern zum Speichern von elektrischer Energie ermöglicht. Derartige Energiespeicher wie beispielsweise Akkumulator-Pakete können beispielsweise in Fahrzeugquerrichtung und somit von der Fahrzeugseite oder Fahrzeugflanke aus montiert und demontiert, das heißt ein- und ausgebaut werden. Ferner ist es möglich, derartige Energiespeicher in Fahrzeughochrichtung und somit beispielsweise von der Fahrzeugunterseite aus ein- und auszubauen, ohne an den Fahrzeugflanken verbaute Komponenten entfernen zu müssen. Ferner kann ein hinreichender Verformungsraum für Seitenunfälle dargestellt werden, sodass in dem Verformungsraum ein besonders hoher Betrag an Unfallenergie absorbiert werden kann. Beispielsweise bei Achsen mit radnahen Antrieben können Motorantriebe mit besonders großem Durchmesser und somit mit besonders hoher Leistung verwendet werden. Außerdem ist der Einsatz von Antriebsachsen mit Zwillingsbereifung möglich. Der erfindungsgemäße Tragrahmen eignet sich auch besonders vorteilhaft in Verbindung mit alternativen Antrieben, so zum Beispiel in Verbindung mit Brennstoffzellen, da solche alternativen Antriebe besonders vorteilhaft und bauraumgünstig an den Tragrahmen angebunden werden können. Außerdem können das Gewicht und die Kosten des erfindungsgemäßen Tragrahmens im Vergleich zu herkömmlichen Tragrahmen reduziert werden.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in:
- 1 eine schematische Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen Tragrahmens gemäß einer ersten Ausführungsform für ein Nutzfahrzeug;
- 2 eine schematische Vorderansicht eines Querelements des Tragrahmens;
- 3 eine weitere schematische Perspektivansicht des Tragrahmens, welcher mit Anbauteilen bestückt ist;
- 4 eine schematische Perspektivansicht des Tragrahmens gemäß einer zweiten Ausführungsform;
- 5 eine schematische Vorderansicht des Tragrahmens;
- 6 eine schematische Perspektivansicht des Tragrahmens gemäß einer dritten Ausführungsform;
- 7 eine schematische Vorderansicht des Tragrahmens gemäß 6; und
- 8 eine schematische Perspektivansicht des Tragrahmens gemäß einer vierten Ausführungsform.
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In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt in einer schematischen Perspektivansicht eine erste Ausführungsform eines Tragrahmens 10 für ein Nutzfahrzeug, insbesondere für einen Nutzkraftwagen. Der Tragrahmen 10 umfasst eine Mehrzahl von Längsträgern 12 sowie eine Mehrzahl von Querelementen 14, welche mit den jeweiligen Längsträgern 12 verbunden sind. Dadurch sind die Längsträger 12 über die Querelemente 14 miteinander verbunden.
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Um nun Anbauteile wie beispielsweise Achsen und Energiespeicher, insbesondere zum Speichern von elektrischer Energie, besonders vorteilhaft an den Tragrahmen 10 anbinden zu können, ist das jeweilige Querelement 14 - wie besonders gut in Zusammenschau mit 2 erkennbar - in einer senkrecht zur Längserstreckungsrichtung des Tragrahmens 10 verlaufenden, gedachten Ebene dreieckförmig ausgebildet. Dabei ist die Längserstreckungsrichtung des auch als Rahmens bezeichneten Tragrahmens 10 in 1 durch eine Doppelpfeil 16 veranschaulicht, wobei in vollständig hergestelltem Zustand des Nutzfahrzeugs die Längserstreckungsrichtung des Tragrahmens 10 mit der Fahrzeuglängsrichtung zusammenfällt. Da die zuvor genannte, gedachte Ebene senkrecht zur Längserstreckungsrichtung und somit zur Fahrzeuglängsrichtung verläuft, wird die Ebene durch die Fahrzeughochrichtung und durch Fahrzeugquerrichtung aufgespannt.
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Besonders gut aus 2 ist erkennbar, dass das jeweilige Querelement 14 eine dreieckige Form aufweist. Um das Gewicht des jeweiligen Querelements 14 gering zu halten, weist das jeweilige Querelement 14 eine Durchgangsöffnung 18 auf, deren Durchtritts- beziehungsweise Durchgangsrichtung in Längserstreckungsrichtung des Tragrahmens 10 und somit in Fahrzeuglängsrichtung verläuft.
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Wie ferner besonders gut aus 2 erkennbar ist, ist der jeweilige Längsträger 12 in einem jeweiligen Eckbereich 20 des jeweiligen Querelements 14 an dieses angebunden. Außerdem ist es bei dem in den Fig. veranschaulichten Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass sich das jeweilige Querelement 14 in Fahrzeughochrichtung nach unten verjüngt, sodass zwei der Längsträger 12 als obere Längsträger und einer der Längsträger 12 als unterer Längsträger ausgebildet ist. Bei dem in den Fig. veranschaulichten Ausführungsbeispiel sind die Längsträger 12 jeweils als Profile, insbesondere als offene Profile, ausgebildet. Dabei sind die oberen Längsträger 12 als L-Profile ausgebildet, während der untere Längsträger 12 als Hutprofil ausgebildet ist. Da die Längsträger 12 als offene Profile ausgebildet sind, weisen diese jeweils einen offenen Querschnitt auf, welcher jedoch durch das jeweilige Querelement 14 geschlossen sein kann. Dabei sind andere Profile ohne weiteres denkbar. In dem unteren Eckbereich 20 weist das jeweilige Querelement 14 beispielsweise eine weitere Durchgangsöffnung 22 auf, welche von dem jeweils unteren und als Hutprofil ausgebildeten Längsträgern 12 durchdrungen ist. Dabei ist der untere Längsträger 12 in der Durchgangsöffnung 22 an das Querelement 14 angebunden.
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3 zeigt eine Halteanordnung 24 von Anbauteilen 26 an dem Tragrahmen 10, bei welcher die Anbauteile 26 an dem Tragrahmen 10 gehalten sind. Das jeweilige Anbauteil 26 ist beispielsweise als Energiespeicher zum Speichern von elektrischer Energie ausgebildet, wobei der jeweilige Energiespeicher beispielsweise als Akkumulator-Paket ausgebildet ist. In 3 veranschaulicht ein erster Doppelpfeil 28 eine erste Montagerichtung, entlang welcher die Anbauteile 26 an dem Tragrahmen 10 montiert und von dem Tragrahmen 10 demontiert werden können. Ferner veranschaulicht in 3 ein zweiter Richtungspfeil 30 eine senkrecht zur ersten Montagerichtung verlaufende zweite Montagerichtung, entlang welcher die Energiespeicher beziehungsweise Anbauteile 26 alternativ oder zusätzlich an dem Tragrahmen 10 montiert oder von dem Tragrahmen 10 demontiert werden können. Beispielsweise verläuft die erste Montagerichtung in Fahrzeugquerrichtung, wobei die zweite Montagerichtung in Fahrzeughochrichtung verläuft. Somit ist es beispielsweise möglich, die Anbauteile 26 von der Fahrzeugflanke und/oder von unten an dem Tragrahmen 10 zu montieren und von dem Tragrahmen 10 zu demontieren, sodass beispielsweise die Anbauteile 26 insbesondere in Fahrzeughochrichtung eingebaut und ausgebaut werden können, ohne dabei seitliche, an dem Tragrahmen 10 gehaltene Komponenten demontieren zu müssen.
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Außerdem sind aus 3 Achsen 32 und 34 erkennbar, welche an dem Tragrahmen 10 gehalten sind. Die Achse 32 ist dabei eine Vorderachse, wobei die Achsen 34 Hinterachsen sind. Dabei weist zumindest eine der Achsen 34 eine Zwillingsbereifung auf, welche aufgrund der dreieckigen Ausgestaltung der Querelemente 14 besonders bauraumgünstig an dem Tragrahmen 10 montiert werden kann.
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Insbesondere ist bei wenigstens einer der Achsen 32 und 34, insbesondere bei der Achse 32, eine Einzelradaufhängung vorgesehen. Diese Einzelradaufhängung ist besonders gut aus 5 erkennbar. Die Einzelradaufhängung umfasst dabei jeweilige Radlenker 36, welche beispielsweise einerseits gelenkig an jeweilige Radträger 38 und andererseits gelenkig an das jeweilige Querelement 14 angebunden sind. Außerdem ist aus 5 besonders gut die genannte Zwillingsbereifung erkennbar. Des Weiteren ist in 5 durch einen Doppelpfeil 40 ein insbesondere in Fahrzeughochrichtung verlaufender, nutzbarer Freiraum beziehungsweise Bauraum gezeigt, welcher zur Anordnung der Anbauteile 26 beziehungsweise der Achsen 32 und 34 genutzt werden kann. Dieser durch den Doppelpfeil 40 veranschaulichte Bauraum ist bei dem Tragrahmen 10 wesentlich größer als bei herkömmlichen Leiterrahmen, sodass ein besonders großer Bauraum für die Achsen 32 und 34 und insbesondere für die Anbauteile 26 zur Verfügung steht. Dadurch können beispielsweise besonders große Speicherkapazitäten der Energiespeicher geschaffen werden, sodass eine besonders große Reichweite dargestellt werden kann, über welche das Nutzfahrzeug mittels elektrischer Energie und somit elektrisch angetrieben werden kann. Außerdem kann aufgrund des großen zur Verfügung stehenden Bauraums eine besonders hohe Leistungsfähigkeit von Antrieben zum Antreiben der Achsen 32 beziehungsweise 34 geschaffen werden.
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4 zeigt eine zweite Ausführungsform des Tragrahmens 10. Bei der zweiten Ausführungsform sind die Längsträger 12 und die dreieckigen Querelemente 14 in einem ersten Längenbereich 42 des Tragrahmens 10 angeordnet, wobei sich in Längserstreckungsrichtung des Tragrahmens 10, insbesondere nach hinten, an den ersten Längenbereich 42 ein zweiter Längenbereich 44 des Tragrahmens 10 anschließt. Dabei verlaufen beispielsweise die zwei oberen Längsträger 12 auch in dem zweiten Längenbereich 44. Der untere Längsträger 12 verläuft nicht in dem zweiten Längenbereich 44, da die dreieckigen Querelemente 14 nicht in dem zweiten Längenbereich 44 vorgesehen sind. Ferner sind in dem zweiten Längenbereich 44 weitere Längsträger 46 des Tragrahmens 10 vorgesehen, wobei in dem Längenbereich 44 durch die oberen Längsträger 12 und die Längsträger 46 ein konventionelles Rahmenkonzept gebildet ist. Somit können beispielsweise in dem Längenbereich 44 herkömmliche Komponenten wie beispielsweise herkömmliche Achsen vorteilhaft an den Tragrahmen 10 angebunden werden. Die Längsträger 12 und 46 sind dabei als separat ausgebildete Komponente ausgebildet und beispielsweise über zumindest eines der Querelemente 14 miteinander verbunden. Dabei sind beispielsweise insbesondere die Längsträger 46 über jeweilige Adapter an das wenigstens eine Querelement 14 angebunden.
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6 und 7 zeigen eine dritte Ausführungsform des Tragrahmens 10. Dabei ist der untere der Längsträger 12 als U-Profil ausgebildet und weist somit eine U-Form mit geöffneten Schenkeln auf, wobei das jeweilige Querelement 14 in die U-Form eingreift und direkt ohne zusätzliches Knotenblech an den unteren Längsträger 12 angebunden ist. In diesem Fall kann beispielsweise der untere Längsträger 12 als Kabelkanal genutzt werden.
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8 zeigt eine vierte Ausführungsform des Tragrahmens 10. Das Querelement 14 ist dabei so ausgeführt, dass es, neben seinen sonst üblichen Eigenschaften, auch Bestandteil einer als Schutzeinrichtung, Abschirmung und/oder Gehäuse ausgebildeten Einrichtung 48 ist.
