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Patentanmeldung "Hilfsrahmen für Fahrzeuge, insbesondere
Kraftfahrzeuge"
Die Erfindung betrifft einen Hilfsrahmen für Fahrzeuge, ins-besondere
Kraftfahrzeuge, deren Fahrgestellrahmen vorzugs-
weise auf Verwindung
beansprucht wird, wobei die Längsträger
des Hauptrahmens ein offenes Profil
aufweisen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hilfsrahmen
zu schaffen, der es ermöglicht, die Drehspannungen, die Ins-
besondere
bei der Fahrt über unebenes Gelände auf den Fahrgestellrahmen
wirken, auf die einzelnen Teile des Rahmens
gleichmäßig zu verteilen und
Spannungsspitzen zu verhindern. Gleichzeitig soll der Hilfsrahmen leicht
einzubauen und aus-
zuwechseln sein.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der
Hilfs-
rahmen aus zwei Längsträgern mit geschlossenem, vorzugsweise
kantenförmigem
Profil und zumindest einem mit den Längsträgern
fest verbundenen
Querträger mit verdreh- oder biegefestem
Querschnitt besteht und daß der
Hilfsrahmen lösbar mit dem Haupt.
rahmen verbunden ist, wobei die Längsträger
des Hilfsrahmens
zumindest auf einem Teil ihrer Länge innerhalb des
Profils der
Hauptrahmen-Längsträger liegen.
Durch diese
Ausbildung und Anordnung des erfindungsgemäßen
Hilfsrahmens werden die aus
der Verwindung des Fahrgestell-
rahmens in dessen Teilen sich ergebenden
Drehspannungen,
die insbesondere auftreten, wenn ein geländegängiges Fahr-zeug
über sehr unebenes Gelände fährt und z. B. nur zwei,
diagonal zueinander
stehende Räder das hauptsächliche Fahr-
zeuggewicht tragen, auf diese einzelnen
Teile gleichmäßig verteilt und Spannungsspitzen in besonders gefährdeten
Tei-
len verhindert. So werden die Drehmomente in den Hauptrahmen-Längsträgern,
die infolge ihres offenen Profils nur ein ver-
hältnismäßig geringes Drehmoment
bis zum Erreichen der Beulgrenze aufnehmen können, herabgesetzt, während
die Dreh-
spannungen in den Längs- und Querträgern des Hilfsrahmens
durch deren entsprechende Dimensionierung derart aufeinander abgestimmt
werden, daß bei den zu erwartenden Belastungen
des Rahmens eine Angleichung
der Spannungen in den Teilen des
Hilfsrahmens stattfindet.
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Weiterhin bringt die Anordnung des erfindungsgemäßen
Hilfs-
rahmens den Vorteil, daß dieser gesondert hergestellt und
eingebaut
werden kann, wodurch besonders bei Serienfertigung Kostenersparnisse
entstehen. Außerdem ist es möglich, den
Hilfsrahmen mit geringem Aufwand
auszuwechseln, wenn er eine
Beschädigung aufweist oder eine
Änderung in der Belastung
des Fahrgestellrahmens auftritt, z. B.
wenn am Fahrzeug Vor-
bauarbeitsgeräte angebracht werden sollen.
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Die Befestigung des Hilfsrahmens am Hauptrahmen läßt
sich dann
besonders günstig durchführen, wenn die Befestigungselemente,
insbesondere
Schraubverbindungen, für andere mit dem Haupt-
rahmen verbundene Teile,
z. B. Federböcke oder Lenkanschlüsse,
gleichzeitig als Befestigungselemente
für den Hilfsrahmen am Hauptrahmen dienen.
Ein weiteres
Merkmal der Erfindung besteht darin, daß der Querträger mit verdrehfestem Querschnitt
die Hilfsrahmen-Längsträger durchstößt, wobei die Ränder der Durchstoßungslöcher
in Richtung zur Fahrzeugmitte hin umgebogen und mit dem Querträger verschweißt sind.
Durch diese Verschweißung des Querträgers mit den Seitenwänden der Längsträger ist
eine sichere Übertragung der auftretenden Kräfte und Momente zwischen Quer- und
Längsträgern gewährleistet. Gleichzeitig wird durch das Einbiegen des äußeren Lochrandes
verhindert, daß der Querträger oder die äußere Schweißnaht nach außen über die äußere
Seitenwand des Längsträgers hinausragen.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung besteht jeder
Hilfsrahmen-Längsträger aus zwei Halbschalen, die durch Längsschweißungen miteinander
verbunden sind. Damit wird sowohl die Herstellung der Längsträger als auch deren
Zierbindung mit dem Querträger erleichtert.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Hilfsrahmens dargestellt. Dabei zeigen: Fig. 1 den Hilfsrahmen als vorderen Teil
eines Fahrgestellrahmens, Fig. 2 einen Schnitt durch den Hilfsrahmen nach der Linie
II-II in Fig. 1 in größerem Maßstab und Fig. 3 einen Teilschmitt gemäß Fig. 2 mit
geschweißtem Längsträger.
Gemäß Fig. 1 sind von dem Hauptrahmen
die Längsträger 1 in einem Teil ihrer Länge sowie ein Querträger 2 dargestellt.
Die Längsträger 1 weisen ein U-förmiges Profil auf, wobei die offene Seite zur Fahrzeug-Längsachse
3 hinweist. Der Querträger 2 hat einen rohrförmigen Querschnitt und dient als Versteifung
des Hauptrahmens in dessen mittleren Bereich. Die Enden des Querträgers 2 sind mit
Verbindungsstücken 4 fest verbunden, die an den Innenseiten der Mittelstege der
Längsträger 1 anliegen und mit diesen lösbar verbunden sind. In der Nähe der vorderen
Enden der Längsträger 1 sind mit Hilfe der Schrauben 5 die beiden Federböcke 6,
die der*Abstützung der nicht dargestellten vorderen Fahrzeugfedern dienen, an den
Mittelstegen der Längsträger 1 befestigt. Die bisher beschriebene .Anordnung ist
an sich bekannt und nicht Gegenstand der Erfindung.
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Der Hilfsrahmen,' der im wesentlichen aus zwei kastenförmigen Längsträgern
7, einem rohrförmigen Querträger 8 und einem zweiten Querträger 9 mit U-förmigem
Profil besteht, ragt mit etwa zwei Drittel der Länge seiner Längsträger@-7 über
den Hauptrahmen nach vorne hinaus, während die Längsträger 7 mit dem übrigen Drittel
ihrer Länge innerhalb der Hauptrahmen-Längsträger 1 liegen und dabei die Innenseiten
sowohl der Mittel- als auch der Seitenstege berühren., Falls die angestrebte Spannungsverteilung
im Hauptrahmen es erfordert, ist ' es jedoch möglich, den Hilfsrahmen an jede beliebige
Stelle des Hauptrahmens zu setzen, so daß die Hilfsrahmen-Lä.ngsträger 7 auch in
ihrer gesamten Länge innerhalb der Hauptrahmen-Längsträger 1 liegen können.
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Die Längsträger 7 gemäß Fig. 1 sind mit Hilfe der die Federbööke
6 tragenden Schrauben 5 lösbar mit dem Hauptrahmen vorbunden.
Hinter
diesen Schrauben 5 verringert sich die Breite der Längsträger 7 stetig bis kurz
vor ihrem Ende, an dem die beiden seitlichen Stege aneinanderliegen und durch jeweils
eine weitere
Schraube 10 mit den Hauptrahmen-Längsträgern 1 verbunden sind.
Der etwa in der Mitte des Hilfsrahmens befindliche Querträger 9, der über zwei Winkelbleche
11 mit den Längsträgern 7 lösbar verbunden ist, nimmt die aus der Federung und der
Lenkung herrührenden Kräfte auf und kann gleichzeitig der Befestigung von Fahrzeugteilen,
wie beispielsweise Motor und Kühler, dienen.
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Der Querträger 8 verbindet die beiden Längsträger 7 kurz vor deren
vorderen Ende. Wie in Fig. 2 näher dargestellt, sind sowohl die äußeren wie die
inneren Stege mit dem Querträger 8 verschweißt, wobei die Stege im Bereich des Querträgers
8 zur Fahrzeug-Längsachse 2 hin umgebogen sind. Die Größe der in den Längsträgern
7 und dem Querträger 8 auftretenden Drehspannungen läßt sich durch eine entsprechende
Wahl in der Größe der Querschnittsflächen dieser Träger 7, 8 beeinflussen, So ist
es möglich, durch eine Vergrößerung des Querschnitts des Querträgers 8 die Drehspannung
in den Längsträgern 7 zu vermindern. Wie in Fig. 3 dargestellt, ist es möglich,
die Längsträger 7 aus jeweils zwei Halbschalen 7a, 7b anzufertigen, wodurch sich
die Herstellung der Längsträger 7 bedeutend vereinfacht. Die beiden Halbschalen
7a, 7b überlappen sich jeweils am unteren und oberen Steg und sind durch eine Längaschweißung
miteinander verbunden. Es ist auch möglich, zunächst nur die eine Halbschale 7a
mit dem Querträger 8 zu verbinden und erst danach die beiden Halbschalen 7a,
7b miteinander zu verschweißen. Dadurch kann die
Schweißverbindung
des Querträgers 8 mit der Halbschale 7a beid-
seitig durchgeführt werden,
außerdem wird die zweite Halbschale
7b des Längsträgers 7 nicht mehr auf
Tarsion beansprucht.