DE10300394A1

DE10300394A1 - Rahmenvorderteil für ein Nutzfahrzeug

Info

Publication number: DE10300394A1
Application number: DE2003100394
Authority: DE
Inventors: Richard Dipl.-Ing. Rosnauer; Wolfgang Dipl.-Ing. Seidl (FH)
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2003-01-09
Filing date: 2003-01-09
Publication date: 2004-07-22
Anticipated expiration: 2023-01-10
Also published as: DE10300394B4

Abstract

Ein Rahmenvorderteil für ein Nutzfahrzeug, das mit zwei Längsträgern (2) eines Fahrzeugtragrahmens verbindbar ist, mit einem vorderen Querträger mit Befestigungselementen für die Verbindung mit den beiden Längsträgern (2) versehen ist und eine Unterfahrschutzeinrichtung aufweist, soll modular zur Verwendung möglichst vieler Gleichteile zur Ausbildung unterschiedlicher Fahrzeugvarianten ausgebildet sein. DOLLAR A Zu diesem Zweck zeichnet sich ein solches Rahmenvorderteil durch folgende Merkmale aus DOLLAR A - der Querträger besteht in Fahrzeugquerrichtung aus einem die Befestigungselemente für das Verbinden mit den Längsträgern (2) enthaltenden Quer-Mittelteil (1) und mit diesem verbindbaren Seitenteilen (3), DOLLAR A - das Mittel- und die beiden Seitenteile (1; 3) sind zu einem stabilen Verbundteil verbindbar ausgebildet, DOLLAR A - die Seitenteile (3) sind als sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckende Rahmenbauteile zur Aufnahme von Ein- und Anbauteilen verschiedenster Art ausgebildet, DOLLAR A - eine Unterfahrschutzeinrichtung ist integrierter Bestandteil des aus Mittel- und Seitenteilen (1; 3) zusammengesetzten vorderen Querträgers.

Description

Die Erfindung betrifft ein Rahmenvorderteil für einen Lastkraftwagen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein solches Rahmenvorderteil ist aus DE 44 28 101 A1 bekannt. Der vordere Querträger erstreckt sich dort praktisch über die gesamte Fahrzeugbreite und dient unter anderem als Träger für einen daran befestigten, als Querbalken ausgebildeten Unterfahrschutz. Soweit im Querträgerseitenbereich Anbauteile wie beispielsweise insbesondere ein Fahrerhauseinstieg anzubringen sind, sind dort einzelne Halteelemente vorgesehen, die keine einheitliche Tragstruktur bilden und daher nicht oder nur äußerst wenig zur Gesamtfestigkeit und Steifigkeit des Rahmenvorderteiles beitragen. Insbesondere müssen für unterschiedliche Fahrzeuge, das heißt speziell unterschiedliche Fahrerhausbreiten insgesamt unterschiedliche vordere Querträger und Unterfahr-Schutzbalken eingesetzt werden. Auch die Halteelemente im Seitenbereich des vorderen Querträgers für An- und Einbauteile sind für unterschiedliche Fahrerhausbreiten jeweils unterschiedlich zu gestalten.

Die Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, einerseits ein gattungsgemäßes Rahmenvorderteil kompakt und stabil bei einem möglichst geringen Gewicht auszubilden und zum anderen eine Modulbauweise zu schaffen, bei der für unterschiedliche Fahrzeugtypen, das heißt leichte und schwere Nutzfahrzeuge einschließlich Baustellensonderfahrzeuge und/oder Fahrzeuge mit unterschiedlich breiten Fahrerhäusern möglichst viele Gleichteile verwendet werden können.

Gelöst wird dieses Problem in erster Linie bereits durch die Ausführung eines gattungsgemäßen Rahmenvorderteiles nach den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Zweckmäßige und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche, auf die nachfolgend noch näher eingegangen wird.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, insbesondere den vorderen Querträger aus einem zentralen Mittelteil und an dieses ansetzbaren Querträger-Seitenteilen zu einem integrierten Bauteil zusammenfügen zu können, bei dem sämtliche miteinander verbundenen Teile gemeinsam zur Trag- und Festigkeitsfunktion beitragen. Ferner ist zu dem gleichen Zweck der Unterfahrschutz in dieses zusammenbaubare Bauteil integriert und trägt damit ebenfalls zu dessen Trag- und Steifigkeitsfunktion bei. Bei bezüglich der Belastbarkeit unterschiedlichen Fahrzeugtypen einerseits und/oder unterschiedlich breiten Fahrzeugen, das heißt insbesondere unterschiedlichen Fahrerhausbreiten, andererseits können gleiche oder unterschiedliche Querträger-Mittelteile mit gleichen oder verschiedenen Querträger-Seitenteilen je nach Bedarf kombiniert werden. Um mit verschiedenen Teilen unterschiedliche Querträgerbreiten erreichen zu können, können gleiche Querträger-Seitenteile mit unterschiedlichen Seitenüberständen an gleichen oder unterschiedlichen Querträger-Mittelteilen befestigt werden.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass das Querträger-Mittelteil U-förmig mit einem in Fahrzeughochachse unten verlaufenden, rahmenförmigen U-Bogen ausgebildet ist und bei dem ferner an der Front des vorderen U-förmigen Querträgers zwischen dessen U-Schenkeln außer den Seitenteilen auch noch ein starres, unterschiedlich ausbild bares Querverbindungselement einsetzbar ist. Hierdurch ist es möglich, festigkeits- und steifigkeitsmäßig unterschiedliche Querverbindungselemente, wie sie beispielsweise in unterschiedlicher Form für Straßen-Nutzfahrzeuge und Baustellen-Nutzfahrzeuge erforderlich sind, einsetzen zu können. Bei leichten Nutzfahrzeugen kann gegebenenfalls auf ein Querverbindungselement ganz verzichtet werden oder dieses Element kann bereits fester Bestandteil des Querträger-Mittelteiles sein.

Ein großer Vorteil kann zusätzlich dadurch erreicht werden, dass ein U-förmig ausgebildeter Fahrschemel mit in Fahrzeughochachsrichtung verlaufenden U-Schenkeln und einer rahmenförmigen Ausbildung des U-Bogens mit einer parallel zur Fahrzeugbodenebene ausgerichteten Rahmenebene mit dem Querträger-Mittelteil im Bereich von dessen Befestigung an den Längsträgern fest verbindbar ist.

Mit einem solchen Fahrschemel ist es möglich, eine Einzelradaufhängung ausschließlich an diesem Bauteil vorzunehmen. Dies ermöglicht eine Vormontage der Einzelradaufhängung einschließlich der erforderlichen Dreiecklenker und deren Justage bereits an dem Fahrschemel. An dem Fahrschemel sind bei einer Einzelradaufhängung darüber hinaus die Federbeine anbringbar und auch der zu den Radlenkern führende Teil der Lenkung ist an dem Fahrschemel montier- und insbesondere vor einem Einsatz des Fahrschemels in das Rahmenvorderteil vormontierbar.

Bei schweren Nutzfahrzeugen ist es möglich, die Befestigung des Querträger-Mittelteiles mit den Längsträgern über dazwischen eingesetzte, besonders tragfähige und steife Konsolen zu verbinden. Diese steifen Konsolen können bis in die Frontpartie des Querträgers verlaufen und damit ein insgesamt hochfestes und steifes Rahmenvorderteil bilden.

Die Befestigung der einzelnen Modulbauteile untereinander kann durch Verschrauben, Nieten, Verschweißen oder gegebenenfalls auch hochfestes Verkleben erfolgen. Die jeweils zu treffende Auswahl hängt davon ab, ob und gegebenenfalls in welchem Maße eine einfache Demontage und Remontage zu beispielsweise Reparaturzwecken gewünscht wird.

Ganz herausragende Vorteile bietet die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Querträger-Seitenteile. Diese sind erfindungsgemäß als Multifunktionsteile in dem Sinne ausgebildet, dass sie zur Aufnahme verschiedenster Anbau- und Einbauteile dienen wie beispielsweise Scheinwerfer, Fahrerhauseinstiegshilfe, Bugschürze, Luftfilter, Waschwasserbehälter, Lenkungskomponenten oder dergleichen. Die der Frontseite eines Seitenteiles in Fahrzeuglängsrichtung entgegengesetzte Seite kann ferner äußerst zweckmäßig als eine geschlossene, Kotflügelteilfunktion ausübende Wand ausgebildet sein. Insgesamt können die Seitenteile in einer Gehäuse-/Rahmenstruktur ausgebildet sein und damit als integriertes Bauteil in idealer Weise gute Trag- und Steifigkeitsfunktionen ausüben. Darüber hinaus können diese Teile gleichzeitig in hervorragender Weise als Crashelemente dienen. Insoweit ist die gesamte erfindungsgemäße Rahmenvorderteilkonstruktion eine unter Crashaspekten gute und wirksame Konstruktion.

Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen sind in der Zeichnung dargestellt.

In dieser zeigen in jeweils perspektivischer und teilweise explosionsartiger Darstellung

1 einen ersten Überblick in Explosionsdarstellung über Variationen eines Rahmenvorderteils eines Nutzfahrzeuges mit einem Tragstrukturkonzept in einer erfindungsgemäßen Basisform,

2 ein Rahmenvorderteil mit Teilen aus 1 in einer ersten Ausführungsform,

3 ein Rahmenvorderteil mit Teilen aus 1 in einer zweiten Ausführungsform,

4 ein Rahmenvorderteil mit Teilen aus 1 in einer dritten Ausführungsform,

5 ein Rahmenvorderteil in Explosionsdarstellung in einer gegenüber der Basisausführung nach 1 komplexeren Ausführung mit zusätzlichen Modulbauteilen,

6 eine Explosionsdarstellung eines Bausatzes nach 5 mit einem Spezialteil zur Ausbildung eines Rahmenvorderteils für ein Baustellenfahrzeug,

7 eine Zusammenbaudarstellung des Bausatzes nach 5,

8 eine Zusammenbaudarstellung des Bausatzes nach 6,

9 jeweils die Seitenansicht vergleichsweise nebeneinandergestellter Nutzfahrzeuge, einmal in einer Straßenausführung (links) und zum andern in einer Baustellenausführung (rechts),

10 ein Rahmenvorderteil mit einem zugehörigen explosionsartig dargestellten Fahrschemel,

11 einen Zusammenbau der Bauteile aus 10.

Die Basiselemente eines Modulbausatzes für ein Rahmenvorderteil für ein Nutzfahrzeug zeigt in einer Explosionsdarstellung die 1. Der linke Teil der Darstellung bezieht sich auf Bauteile für ein Fahrzeug mit einer großen Fahrerhausbreite, während die rechts abgebildeten Bauteile für ein Fahrzeug mit kleiner Fahrerhausbreite bestimmt sind. Nachfolgend werden Modulbauteile für jeweils diese beiden Fahrerhausbreiten beschrieben, wobei Teile großer Breite jeweils mit einem Bezugszeichen mit einem zweifachen Indexstrich versehen sind, während die Bauteile kleinerer Breite durch Bezugszeichen mit jeweils lediglich einem Indexstrich bezeichnet sind. Eine große Breite kann beispielsweise eine Fahrerhausbreite von 2.300 mm und eine kleine Breite eine Fahrerhausbreite von 2.100 mm sein. Soweit in der nachfolgenden Beschreibung die einzelnen Modulbauteile mit indexfreien Bezugszeichen belegt sind, so können damit Bauteile für große oder kleine Breiten gemeint sein, wobei sich die spezielle Zuordnung gegebenenfalls jeweils aus den in der Zeichnung indexbelegten Bezugszeichen ergibt.
Ein Querträger-Mittelteil 1 ist zur Bildung eines Rahmenvorderteiles eines Nutzfahrzeuges mit Längsträgern 2 des Fahrzeugrahmens fest verbindbar. Mit dem Querträger-Mittelteil 1 zu einem vorderen Querträger des Rahmenvorderteils verbindbar sind zwei Seitenteile 3. Diese Seitenteile sind rahmenförmig ausgebildet und beinhalten Elemente für einen Fahrerhauseinstieg eines auf dem Rahmenvorderteil aufzusetzenden Fahrerhauses sowie einen Kotflügel 4.
2 zeigt einen Zusammenbau der Modulteile nach 1 mit einem schmalen Querträger-Mittelteil 1' und schmalen Seitenteilen 3'.
Bei dem Zusammenbau nach 3 sind miteinander verbunden ein schmales Querträger-Mittelteil 1' mit breiten Seitenteilen 3''.
Bei dem Zusammenbau nach 4 sind miteinander verbunden ein breites Querträger-Mittelteil 1'' mit jeweils einem breiten Seitenteil 3''.
Bei der Rahmenvorderteilausbildung nach 5 sind als Modulbauteile zusätzlich vorgesehen ein Fahrschemel 5 in U-förmiger Ausbildung mit einem geschlossenen Basisrahmen 5 sowie ein im Frontbereich des Querträger-Mittelteiles austauschbares Verbindungselement 7.
Bei der Ausführung nach 6, die im Gegensatz zu derjenigen nach 5 nicht für ein Straßen-, sondern für ein Baustellenfahrzeug bestimmt ist, ist ein spezielles, für ein Baustellenfahrzeug vorgesehenes Verbindungselement 7 vorhanden. Bei beiden Ausführungen nach 5 und 6 sind gegenüber der Basisausführung nach 1 zwischen den Rahmen-Längsträgern 2 und dem Querträger-Mittelteil 1 jeweils eine beispielsweise aus Guss bestehende, hochfeste Konsole 13 zwischengeschaltet. Diese Konsolen 13 können zur Befestigung der Fahrerhauslagerung einschließlich eines zugehörigen Kippzylinders dienen und auch Basisteil für eine Abschleppvorrichtung sein.
Jeweils einen Zusammenbau der Modulteile nach den 5 und 6 zeigen die 7 und 8. Der Fahrschemel 5 ist speziell über seinen Basisrahmen 6 beim Verbinden mit dem Querträger-Mittelteil 1 formschlüssig in dieses integriert.
Der Vergleich der Einbausituationen der Rahmenvorderteile nach den 7 und 8 zeigt in 9, dass bei dem Baustellenfahrzeug kein mit dem Straßenfahrzeug vergleichbarer Unterfahrschutz ausgebildet ist. Dies beruht darauf, dass bei Baustellenfahrzeugen kein entsprechender Unterfahrschutz erforderlich ist und auch zur Einsatzbeweglichkeit dieser Fahrzeuge nicht wünschenswert ist.
Die 10 und 11 zeigen, wie die einzelnen Komponenten einer Einzelradaufhängung einschließlich unteren und oberen Dreiecklenkern 8, 9 sowie einem Federbein 10 und Lenkungsteilen 11 an dem Fahrschemel 5 angebaut sein können. Mit den in der 10 sichtbaren Füßen 12, die von dem Basisrahmen 6 des Fahrschemels 5 ausgehen, erfolgt eine Anbindung des Fahrschemels 5 innerhalb des Querträger-Mittelteiles 1 an dieses.
Die Konsolen 13 können insbesondere in der dargestellten weise Gussteile sein, jedoch auch in gewichtsoptimierter Weise als Blech-Guss-Kombinationen realisiert werden. In den Fällen, in denen die Konsolen 13 bis in die Frontpartie des Rahmenvorderteiles ragen, können diese jeweils einen Knotenpunkt zur Befestigung des Verbindungselementes 7 und des Querträger-Mittelteiles an die Längsträger 2 des Fahrzeugrahmens sein. Bei gewichts- und kostensensiblen Fahrzeugen in einer leichten Bauweise können aufgrund der geringen Belastung die Konsolen 13 in der Regel entfallen. Die Funktionen dieser Konsolen 13 werden dann von den übrigen Basismodulteilen des Rahmenvorderteiles übernommen.
Ein erfindungsgemäßer Fahrschemel 5 erlaubt es, dessen Schnittstelle an den übrigen Bereich des Rahmenvorderteiles von der Anbindung der Radlenker (8, 9) zu trennen. Dies erlaubt eine Montage einer voreingestellten Einzelradaufhängung sowie die Realisierung einer einheitlichen Schnittstelle bei unterschiedlichen Vorderachsvarianten ohne Auswirkungen auf die einzelnen Fahrwerkseigenschaften.
Die einzelnen Modulbauteile werden so dimensioniert, dass sie in zusammengebautem Zustand die gesetzlichen Anforderungen bezüglich Unterfahrschutz erfüllen. Darüber hinaus können auch zukünftige gesetzliche Anforderungen bezüglich Crashverhalten/Knautschzone in diesem erfindungsgemäßen Konzept ideal berücksichtigt werden.

Claims

Rahmenvorderteil für ein Nutzfahrzeug, das mit zwei Längsträgern eines Fahrzeugtragrahmens verbindbar ist, mit einem vorderen Querträger mit Befestigungselementen für die Verbindung mit den beiden Rahmen-Längsträgern versehen ist und eine Unterfahrschutzeinrichtung aufweist, gekennzeichnet durch die Merkmale – der Querträger besteht in Fahrzeugquerrichtung aus einem die Befestigungselemente für das Verbinden mit den Längsträgern (2) enthaltenden Mittelteil (1) und mit diesem verbindbaren Seitenteilen (3), – das Mittel- und die beiden Seitenteile (1; 3) sind zu einem stabilen Verbundteil verbindbar ausgebildet, – die Seitenteile (3) sind als sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckende Rahmenbauteile zur Aufnahme von Ein- und Anbauteilen verschiedenster Art ausgebildet, – eine Unterfahrschutzeinrichtung ist integrierter Bestandteil des aus Mittel- und Seitenteilen (1; 3) zusammengesetzten vorderen Querträgers.
Rahmenvorderteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittelteil (1) des vorderen Querträgers U-förmig mit einem in Fahrzeughochachse unten verlaufenden, rahmenförmigen U-Bogen ausgebildet ist und dass ferner an der Front des vorderen U-förmigen Querträgers zwischen dessen U-Schenkeln außer den an den Außenseiten dieser U-Schenkel angebrachten Seiten teilen (3) unterschiedlich ausgebildete, starre Quer-Verbindungselemente (7) einsetzbar sind.
Rahmenvorderteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein U-förmig ausgebildeter Fahrschemel (5) mit in Fahrzeughochachsrichtung verlaufenden U-Schenkeln und einer rahmenförmigen Ausbildung des U-Bogens mit einer parallel zur Fahrzeugbodenebene ausgerichteten Rahmenebene mit dem Querträger-Mittelteil (1) im Bereich von dessen Befestigung an den Längsträgern (2) fest verbindbar ist.
Rahmenvorderteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrschemel (5) zur Aufnahme der für eine Einzelradaufhängung erforderlichen Bauelemente einschließlich Lenkungsteilen und in der Form von Federbeinen ausgebildeten Federelementen dient.
Rahmenvorderteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Längsträgern (2) und dem Querträger-Mittelteil (1) je Längsträger (2) eine unterschiedlich gestaltbare Verbindungs-Konsole (13) einfügbar ist.
Rahmenvorderteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Querträger-Seitenteile (3) als Multifunktionsträgerteile ausgebildet sind.
Rahmenvorderteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein in Fahrzeugrichtung hinten zu liegen kommender Bereich der Seitenteile (3) als Teilelement eines Kotflügels (4) ausgebildet ist.
Rahmenvorderteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Fahrerhauseinstiegshilfen integrierter Bestandteil der Querträger-Seitenteile (3) sind.