DE10359524A1

DE10359524A1 - Support structure for a cab

Info

Publication number: DE10359524A1
Application number: DE2003159524
Authority: DE
Inventors: Stephan Dipl.-Ing. Kramb; Ingrid Lindemann; Oswald Dipl.-Ing. Saiber (FH); Karl-Heinz Dipl.-Ing. Schuller (FH)
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2003-12-18
Filing date: 2003-12-18
Publication date: 2005-07-14
Also published as: WO2005058676A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Tragstruktur für ein Fahrerhaus eines Nutzfahrzeugs mit mindestens einer Säule, die an beiden Enden mit in Fahrzeughochrichtung beabstandeten Trägern verbunden ist. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Säule an einem oberen und einem unteren Ende einen vergrößerten Querschnitt aufweist und mindestens eine Seitenfläche der Säule eine Krümmung mit einem stetigen Krümmungsverlauf aufweist. DOLLAR A Einsatz zur Verbesserung der Stabilität einer Tragstruktur für ein Fahrerhaus eines Nutzfahrzeugs.The invention relates to a support structure for a cab of a commercial vehicle with at least one column which is connected at both ends with spaced apart in the vehicle vertical direction carriers. DOLLAR A According to the invention it is provided that the column has an enlarged cross-section at an upper and a lower end and at least one side surface of the column has a curvature with a continuous curvature. DOLLAR A use to improve the stability of a support structure for a cab of a commercial vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft eine Tragstruktur für ein Fahrerhaus eines Nutzfahrzeugs mit mindestens einer Säule, die an beiden Enden mit in Fahrzeughochrichtung beabstandeten Trägern verbunden ist.The The invention relates to a support structure for a cab of a commercial vehicle with at least one column, connected at both ends with spaced in the vehicle vertical direction carriers is.

Aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift DE 8717616 U1 ist ein Türrahmen für Nutzfahrzeuge bekannt. Dieser Türrahmen verfügt über eine Verbindung zwischen einem Vertikal- und einem Horizontalträger. Für diese Verbindung wird das Hohlprofil des Vertikal- bzw. Horizontalträgers an einem Ende im Mittelteil seiner Seitenfläche ausgeschnitten, so dass zwei U-förmige Anschlussstücke entstehen, die zu einer aufgeweiteten Übergangskontur verformt werden. Durch eine Verbindung dieser Übergangskontur mit dem anderen Träger werden mehrdimensionale Spannungszustände im Verbindungsbereich verhindert. Darüber hinaus ist eine Ausführungsform beschrieben, bei der in die ausgeschnittenen Bereiche entsprechend konturierte Blechteile eingesetzt werden, um eine Verstärkung des ausgeschnittenen Trägers zu erreichen.From the German Utility Model DE 8717616 U1 is known a door frame for commercial vehicles. This door frame has a connection between a vertical and a horizontal beam. For this connection, the hollow profile of the vertical or horizontal support is cut out at one end in the middle part of its side surface, so that two U-shaped connecting pieces are formed, which are deformed into a widened transition contour. By connecting this transition contour with the other carrier, multi-dimensional stress states in the connection region are prevented. In addition, an embodiment is described in which correspondingly contoured sheet metal parts are used in the cut-out areas in order to achieve reinforcement of the cut-out support.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Tragstruktur zu schaffen, die einen sehr guten Kraftfluss zwischen zwei vertikal beabstandeten Trägern gewährleistet.task The invention is to provide a support structure that a very ensures good power flow between two vertically spaced carriers.

Erfindungsgemäß ist hierzu eine Tragstruktur für ein Fahrerhaus eines Nutzfahrzeuges mit mindestens einer Säule vorgesehen, die an beiden Enden mit in Fahrzeughochrichtung beabstandeten Trägern verbunden ist, bei der die Säule an ei nem oberen und einem unteren Ende einen vergrößerten Querschnitt aufweist und bei der mindestens eine Seitenfläche der Säule eine Krümmung mit einem stetigen Krümmungsverlauf aufweist.According to the invention is this a support structure for a cab of a commercial vehicle provided with at least one pillar, connected at both ends with spaced in the vehicle vertical direction carriers is where the pillar on egg nem upper and lower end an enlarged cross-section and at the at least one side surface of the column has a curvature with a continuous curvature having.

Eine Krümmung ist dabei beispielsweise als der Kehrwert des Radius eines Kreises definiert, der durch drei unendlich nah beieinanderliegende Punkte der Seitenfläche verläuft. Erfindungsgemäß weist mindestens eine der Seitenflächen der Säule eine Krümmung auf, wobei der Wert dieser Krümmung wenigstens abschnittsweise ungleich null ist. Der Verlauf der Krümmung ist erfindungsgemäß stetig, so dass keine Sprünge zwischen aneinander angrenzenden Bereichen bezüglich des Wertes der Krümmung vorhanden sind. Eine solche Säule mit an den Enden vergrößertem Querschnitt und einem stetigen Krümmungsverlauf der Seitenflächen ermöglicht einen sehr guten Kraftfluss zwischen den Trägern, mit denen die Säule verbunden ist. Dabei werden insbesondere Kräfte, die nicht parallel zur Mittelachse der Säule verlaufen, besser übertragen als von einer Säule, die einen konstanten Querschnitt aufweist und deren Querschnitt an den Enden nicht aufgeweitet ist. Als Mittelachse der Säule ist im Zusammenhang mit dieser Erfindung eine Achse zwischen den Mittelpunkten der beiden Stirnseiten der Säule zu verstehen. Bezüglich der Anordnung der Säule können abhängig von den zu erwartenden Belastungen der Träger und der Mittelachse der Säule sowohl eine Orientierung der Säule in Fahrzeughochrichtung als auch eine gegenüber der Fahrzeughochrichtung geneigte Orientierung zweckmäßig sein.A curvature is, for example, the reciprocal of the radius of a circle defined by three points that are infinitely close to each other the side surface runs. According to the invention, at least one of the side surfaces the column a curvature on, wherein the value of this curvature at least partially nonzero. The course of the curvature is according to the invention, so no jumps between adjacent areas with respect to the value of the curvature are. Such a pillar with enlarged cross section at the ends and a continuous curvature the side surfaces allows a very good flow of force between the straps to which the column is connected is. In particular, forces that are not parallel to the Central axis of the column run, better transmitted as from a pillar, which has a constant cross section and its cross section not widened at the ends. As the central axis of the column in the context of this invention, an axis between the centers the two end faces of the column to understand. In terms of the arrangement of the column can dependent from the expected loads of the carrier and the central axis of the Pillar both an orientation of the column in the vehicle vertical direction and one opposite the vehicle vertical direction inclined orientation be expedient.

In Weiterbildung der Erfindung ist eine der gekrümmten Seitenfläche gegenüberliegende Seitenfläche gerade ausgebildet.In Development of the invention is one of the curved side surface opposite side surface just trained.

In Weiterbildung der Erfindung ist eine der gekrümmten Seitenflächen gegenüberliegende Seitenfläche ebenfalls gekrümmt ausgebildet.In Development of the invention is one of the curved side surfaces opposite side surface also curved educated.

In Weiterbildung der Erfindung sind beide Seitenflächen symmetrisch zueinander ausgebildet.In Development of the invention, both side surfaces are symmetrical to each other educated.

Bei der Symmetrie kann es sich einerseits um eine Ebenensymmetrie handeln, wobei die Symmetrieebene von der Mittelachse der Säule und einer senkrecht auf einer Vorderseite der Säule stehenden Gerade aufgespannt wird, und andererseits um eine Achsensymmetrie handeln, wobei die Symmetrieachse durch eine senkrecht auf einer vorderen Fläche der Säule stehenden Gerade, die durch einen Mittelpunkt der Mittelachse der Säule verläuft, gebildet wird. Die symmetrische Ausbildung der Säule ist im Hinblick auf ein Kraftfluss zwischen dem oberen und dem unteren Träger besonders zweckmäßig. Darüber hinaus kann eine symmetrische Ausbildung die Zahl verschiedener Teile der Tragstruktur verringern, beispielsweise dann, wenn die Tragstruktur zwei symmetrisch im Fahrerhaus angeordnete Säulen vorsieht, für die bei nicht-symmetrischer Ausbildung der Säule zwei verschiedene Varianten vonnöten wären.at the symmetry may be a plane symmetry on the one hand, the plane of symmetry being from the central axis of the column and a perpendicular to a front of the column standing straight line is, and on the other hand act to a axis symmetry, the Symmetry axis through a perpendicular to a front surface of the Pillar standing Straight, which runs through a center of the central axis of the column formed becomes. The symmetrical design of the column is with regard to Force flow between the upper and lower carrier particularly appropriate. Furthermore can be a symmetrical training the number of different parts of the Reduce support structure, for example, if the support structure two symmetrically arranged in the cab columns, for the at non-symmetrical design of the column two different variants necessary would.

In Weiterbildung der Erfindung ist der Querschnitt der Säule U-förmig.In Further development of the invention is the cross section of the column U-shaped.

Eine solche Säule mit U-förmigem Querschnitt stellt nur geringe Anforderungen an die Herstellung. Die Säule kann vorzugsweise als Blechbiegeteil oder Blechpressteil hergestellt werden. Unter mechanischen Gesichtspunkten bietet eine Säule mit U-förmigem Querschnitt die Vorteile eines geringen Gewichtes sowie einer hohen Stabilität gegen Verbiegen. Als zweckmäßige Ausgestaltung ist darüber hinaus auch ein U-förmiger Querschnitt mit an den Enden der Schenkeln vorgesehenen Flanschen zweckmäßig. Mittels solcher Flansche kann die Säule mit einer Säulenrückwand oder einer Wand des Fahrerhauses verbunden werden.A such column with U-shaped Cross-section places only low demands on the production. The pillar can preferably be produced as a sheet metal bent part or pressed sheet metal part become. From a mechanical point of view provides a column with a U-shaped cross-section the advantages of low weight and high stability against Bend. As an expedient embodiment is beyond also a U-shaped cross-section with provided at the ends of the legs flanges appropriate. through such flanges can be the column with a column rear wall or be connected to a wall of the cab.

In Weiterbildung der Erfindung ist die Säule mit einer Seitenwand des Fahrerhauses so verbunden, dass die offene Seite des U-förmigen Querschnitts in Richtung der Seitenwand weist, so dass sie zusammen mit der Seitenwand ein geschlossenes Profil bildet.In Further development of the invention is the column with a side wall of Cab so connected that the open side of the U-shaped cross-section points in the direction of the side wall, so that it together with the side wall forms a closed profile.

Ein solches geschlossenes Profil erhöht die Stabilität der Säule, insbesondere gegen Torsionsbeanspruchung. Die so erreichte Stabilität ist mit der Stabilität eines entsprechenden Hohlprofils vergleichbar, wobei der Herstellungsaufwand deutlich geringer ist.One increased such closed profile the stability the column, especially against torsional stress. The stability achieved is with stability a corresponding hollow profile comparable, the production cost is significantly lower.

In Weiterbildung der Erfindung ist das obere Ende der mindestens einen Säule in einem Bereich mit einem horizontalen Querträger verbunden, in dem ebenfalls ein Dachspriegel des Dachs des Fahrerhauses mit dem Dachquerträger verbunden ist.In Further development of the invention is the upper end of at least one Pillar in an area connected to a horizontal cross member, in which also a roof bow of the roof of the cab connected to the roof cross member is.

Durch eine solche Anordnung ist ein besonders guter Kraftfluss zwischen dem Dachspriegel und der Säule gewährleistet. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn große Kräfte auf das Fahrerhaus wirken, damit diese nicht durch unkontrollierte Verformung des Fahrerhauses und unter damit verbundener Gefährdung des Fahrers absorbiert werden.By Such an arrangement is a particularly good power flow between the roof hoop and the pillar guaranteed. This is particularly important when large forces on The driver's cab does not work so that it is not caused by uncontrolled deformation of the driver's cab and with the risk to the driver associated with it become.

In Weiterbildung der Erfindung ist das untere Ende der mindestens einen Säule mit einem Längsträger der Tragstruktur verbunden.In Further development of the invention is the lower end of the at least one Pillar with a side member of the Support structure connected.

Diese Anordnung ermöglicht ein Ableiten der Kräfte, insbesondere jener Kräfte, die von einem Dachspriegel in die Säule eingeleitet werden.These Arrangement allows a derivation of the forces, especially those forces, which are introduced by a roof bow in the column.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen:Further Features and advantages of the invention will be apparent from the claims and the following description in conjunction with the drawings. In the drawings show:

1 eine perspektivische geschnittene Ansicht eines Fahrerhauses eines Nutzfahrzeugs, 1 a perspective sectional view of a cab of a commercial vehicle,

2 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Säule mit U-förmigem Querschnitt in einer ersten Ausführungsform, 2 a sectional view of a column according to the invention with a U-shaped cross section in a first embodiment,

3 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Säule mit U-förmigem Querschnitt in einer zweiten Ausführungsform und 3 a sectional view of a column according to the invention with a U-shaped cross-section in a second embodiment and

4 schematische Darstellungen verschiedener Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Säule in einer Frontansicht. 4 schematic representations of various embodiments of a column according to the invention in a front view.

1 zeigt eine perspektivische schematische Schnittansicht eines Fahrerhauses 10 eines Nutzfahrzeugs. Dessen Tragstruktur weist einen Längsträger 12, einen Dachquerträger 14, einen Dachspriegel 16 sowie eine in Fahrzeughochrichtung verlaufende Säule 18 auf, die den Längsträger 12 und den Dachquerträger 14 verbindet. Die Säule 18 ist mit dem Dachquerträger 14 im Bereich der Anschlussstelle des Dachspriegels 16 verbunden. Die Säule 18 hat einen U-förmigen Querschnitt, wobei an den Enden der beiden Schenkel, die Seitenteile 20a, 20b der Säule 18 bilden, Flansche 22 angeordnet sind. Mittels der Flansche 22 ist die Säule 18 mit einer Rückwand 24 verbunden. Der Querschnitt der Säule 18 entspricht dem der in 3 dargestellten Säule 42. 1 shows a perspective schematic sectional view of a cab 10 a commercial vehicle. Its support structure has a side rail 12 , a roof cross member 14 , a roof hoop 16 and a column running in the vehicle vertical direction 18 on that the side member 12 and the roof cross member 14 combines. The pillar 18 is with the roof cross member 14 in the area of the connection point of the roof bow 16 connected. The pillar 18 has a U-shaped cross section, wherein at the ends of the two legs, the side parts 20a . 20b the column 18 form, flanges 22 are arranged. By means of the flanges 22 is the pillar 18 with a back wall 24 connected. The cross section of the column 18 corresponds to the one in 3 represented column 42 ,

Das erste Seitenteil 20a der Säule 18 ist gekrümmt ausgebildet und weist eine konstante, konkave Krümmung auf. Das zweite Seitenteil 20b ist gerade, so dass die Fläche dieser Seite der Säule 18 plan ist. Am unteren Ende ist die Säule 18 mit dem Längsträger 12 verbunden. Am oberen Ende ist die Säule 18 mit dem Dachquerträger 14 verbunden. Der Dachspriegel 16 ist ebenfalls mit dem Dachquerträger 14 verbunden und so angeordnet, dass er lediglich geringfügig gegenüber der Säule 18 versetzt ist.The first side part 20a the column 18 is curved and has a constant, concave curvature. The second side part 20b is straight, so the area of this side of the column 18 plan is. At the bottom is the pillar 18 with the side member 12 connected. At the top is the pillar 18 with the roof cross member 14 connected. The roof hoop 16 is also with the roof cross member 14 connected and arranged so that it only slightly opposite the column 18 is offset.

Die dargestellte Struktur gewährleistet einen sehr guten Kraftfluss zwischen der Säule 18 und dem Längsträger 12 sowie zwischen der Säule 18 und dem Dachquerträger 14. Durch den größeren Querschnitt der Enden der Säule 18 ist eine besonders sichere Verbindung mit dem Längsträger 12 auf der einen Seite und dem Dachquerträger 14 auf der anderen Seite möglich. Insbesondere ist die Stabilität in Bezug auf solche Kräfte erhöht, die vom Dachquerträger 14 parallel zu dessen Haupterstreckungsrichtung auf die Säule wirken.The structure shown ensures a very good flow of force between the column 18 and the side member 12 and between the column 18 and the roof cross member 14 , Due to the larger cross-section of the ends of the column 18 is a particularly secure connection to the side member 12 on one side and the roof cross member 14 on the other side possible. In particular, the stability is increased in relation to such forces, the roof cross member 14 act on the column parallel to its main extension direction.

2 zeigt einen Querschnitt durch eine an einer Wand 30 des Fahrerhauses angeordnete Säule 32 in einer ersten Ausführungsform. Die Säule weist ein Vorderteil 34 sowie zwei Seitenteile 36 auf. An die Seitenteile 36 schließt sich jeweils ein Flansch 38 an, der flächig an der Wand 30 des Fahrerhauses anliegt. Die Seitenteile 36 sind in der Schnittebene parallel zueinander ausgerichtet und schließen mit dem Vorderteil 34 jeweils einen rechten Winkel ein. Die Flansche 38 sind von den Enden der Seitenteil 36 nach außen angeordnet und schließen mit den Seitenteilen 36 einen rechten Winkel ein. 2 shows a cross section through one on a wall 30 the cab arranged column 32 in a first embodiment. The column has a front part 34 as well as two side parts 36 on. To the side parts 36 each closes a flange 38 on, the flat on the wall 30 of the cab is applied. The side parts 36 are aligned in the cutting plane parallel to each other and close with the front part 34 each a right angle. The flanges 38 are from the ends of the side panel 36 arranged outwards and close with the side panels 36 a right angle.

Zusammen mit der Wand 30 des Fahrerhauses bildet die Säule 32 ein Hohlprofil, welches eine hohe Stabilität gegen Durchbiegung und Torsion aufweist.Together with the wall 30 of the cab forms the pillar 32 a hollow profile, which has a high stability against deflection and torsion.

3 zeigt eine an einer Wand 40 eines Fahrerhauses angeordnete Säule 42 in einer zweiten Ausführungsform. Die Säule 42 verfügt über ein Vorderteil 44 sowie zwei Seitenteile 46, welche mit dem Vorderteil 44 einen Winkel α von mehr als 90° einschließen. An die Seitenteile 46 sind Flansche 48 angeformt, welche parallel zur Wand 40 des Fahrerhauses ausgerichtet sind. Mittels dieser Flansche 48 ist die Säule 42 mit der Wand 40 des Fahrerhauses verbunden. 3 shows one on a wall 40 a cab arranged column 42 in a second embodiment. The pillar 42 has an advance the part 44 as well as two side parts 46 , which with the front part 44 include an angle α of more than 90 °. To the side parts 46 are flanges 48 formed, which parallel to the wall 40 of the cab are aligned. By means of these flanges 48 is the pillar 42 with the wall 40 connected to the cab.

Wie auch bei der Ausführungsform von 2 bildet bei dieser Ausführungsform die Säule 42 und die Wand 40 des Fahrerhauses ein Hohlprofil, welches eine hohe Stabilität gewährleistet.As with the embodiment of 2 forms the column in this embodiment 42 and the wall 40 the cab a hollow profile, which ensures high stability.

4 zeigt vier verschiedene Ausführungsformen einer Säule einer erfindungsgemäßen Tragstruktur sowie deren Ausrichtung gegenüber einer Fahrzeughochrichtung 60. 4 shows four different embodiments of a pillar of a support structure according to the invention and their orientation relative to a vehicle vertical direction 60 ,

Eine Säule 62 gemäß einer dritten Ausführungsform weist eine Mittelachse 64 auf, welche parallel zur Fahrzeughochrichtung 60 verläuft. Das rechte Seitenteil 66 der Säule 62 ist gekrümmt ausgebildet, wobei es eine konstante Krümmung aufweist. Das linke Seitenteil 68 der Säule 62 ist gerade ausgebildet.A column 62 according to a third embodiment has a central axis 64 on, which parallel to the vehicle vertical direction 60 runs. The right side part 66 the column 62 is curved, having a constant curvature. The left side part 68 the column 62 is currently being trained.

Bei einer Säule 70 gemäß einer vierten Ausführungsform ist die Mittelachse 72 ebenfalls parallel zur Fahrzeughochrichtung 60 ausgerichtet. Die Seitenteile 74, 76 dieser Säule 70 sind beide gekrümmt ausgebildet, wobei der Krümmungsverlauf unterschiedlich ist.At a pillar 70 According to a fourth embodiment, the central axis 72 also parallel to the vehicle vertical direction 60 aligned. The side parts 74 . 76 this column 70 Both are curved, the curvature being different.

Bei einer Säule 78 gemäß einer fünften Ausführungsform ist die Mittelachse 80 ebenfalls parallel zur Fahrzeughochrichtung 60 ausgerichtet. Die Seitenteile 82, 84 dieser Säule 78 sind gekrümmt ausgebildet, wobei sie einen symmetrischen Krümmungsverlauf aufweisen. Die Symmetrieebene ist dabei die Ebene, die von der Mittelachse 80 sowie einer senkrecht auf der Darstellungsebene stehenden Gerade aufgespannt wird.At a pillar 78 According to a fifth embodiment, the central axis 80 also parallel to the vehicle vertical direction 60 aligned. The side parts 82 . 84 this column 78 are curved, wherein they have a symmetrical curvature. The plane of symmetry is the plane from the central axis 80 and a straight line perpendicular to the plane of representation is spanned.

Die Säule 86 gemäß einer sechsten Ausführungsform weist eine Mittelachse 88 auf, die gegenüber der Fahrzeughochrichtung 60 um einen Winkel β gekippt ist. Beide achsensymmetrischen Seitenteile 88, 90 sind gekrümmt ausgebildet.The pillar 86 according to a sixth embodiment has a central axis 88 on, the opposite to the vehicle vertical direction 60 is tilted by an angle β. Both axisymmetric side parts 88 . 90 are curved.

Claims

Support structure for a cab ( 10 ) of a commercial vehicle with at least one column ( 18 ; 32 ; 42 ; 62 . 70 . 78 . 86 ), which at both ends with in vehicle vertical direction ( 60 ) spaced carriers ( 12 . 14 ), characterized in that the column ( 18 ; 32 ; 42 ; 62 . 70 . 78 . 86 ) at an upper and a lower end has an enlarged cross section and at least one side surface ( 20a . 20b ; 36 ; 46 ) of the column ( 18 ; 32 ; 42 ; 62 . 70 . 78 . 86 ) has a curvature with a continuous curvature.

Support structure according to claim 1, characterized in that one of the curved side surface ( 20a ; 66 ) opposite side surface ( 20b ; 68 ) is straight.

Support structure according to claim 1, characterized in that one of the curved side surface ( 74 . 82 ) opposite side surface ( 76 . 84 ) is also curved.

Support structure according to claim 3, characterized in that both side surfaces ( 74 . 76 . 90 . 92 ) are formed symmetrically to each other.

Support structure according to one of the preceding claims, characterized in that the cross-section of the column ( 18 ; 32 ; 42 ) is U-shaped.

Support structure according to claim 5, characterized in that the column ( 18 ; 32 ; 42 ) with a side wall ( 24 ; 30 ; 40 ) of the cab ( 10 ) is connected so that the open side of the U-shaped cross section in the direction of the side wall ( 24 ; 30 ; 40 ), so that together with the side wall ( 24 ; 30 ; 40 ) forms a closed profile.

Support structure according to one of the preceding claims, characterized in that the upper end of the at least one column ( 18 ) in an area with a horizontal roof cross member ( 14 ), in which also a roof bow ( 16 ) of the roof of the cab ( 10 ) with the roof cross member ( 14 ) connected is.

Supporting structure according to one of the preceding claims, characterized in that the lower end of the at least one column ( 18 ) with a side member ( 12 ) of the support structure is connected.