DE19750981A1 - Rahmen für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Rahmen für Kraftfahrzeuge, insbesondere Nutzfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Für Nutzfahrzeuge, insbesondere für Wohnwagen bestimmte Rahmen der eingangs genannten Art sind aus der DE-OS 29 30 036 bekannt. Der jeweilige Fahrzeugrahmen ist dabei aus einem Vorder- und einem Hinterrahmen zusammengesetzt, und beide Rahmenteile weisen jeweils seitliche Rahmenlängsträger auf. Der Vorderrahmen nimmt zwischen seinen Rahmenlängsträgern den Motor auf, weist eine der Motorlänge etwa entsprechende Gesamtlänge auf und ist in einem daran anschließenden Übergangsbereich mit den Rahmenlängsträgern des Hinterrahmens verbunden, die bei bezüglich ihrer unteren Tragzone bündiger Lage zu den Rahmenlängsträgern des Vorderrahmens Bestandteil eines Leiterrahmens sind, der als Hinterrahmen insgesamt leichter als der Vorderrahmen ausgebildet ist. Dabei sind im Stegbereich der Rahmenlängsträger des Hinterrahmens langlochförmige Aussparungen vorgesehen, die als Durchstecköffnungen für ein Achsträgerrohr dienen, das Torsionsfedern aufnimmt, auf denen über Kurbeln die Räder der entsprechenden Achse angeordnet sind. Das geschilderte Rahmenkonzept dient dazu, für Selbstfahrer-Wohnwagen einen Triebkopf zur Verfügung zu stellen, mit dem sich Aufbauten unterschiedlicher Art und Größe verbinden lassen, wobei der die Aufbauten tragende Hinterrahmen bezüglich Größe und Gestaltung der Aufbauten diesen auch durch entsprechende Anordnung der Achse angepaßt werden kann.

Es sind weiter aus der EP 0723904 A1 als Hybridträger ausgebildete Rahmenträger, insbesondere für Fahrzeuge bekannt, die einen zwischen einer oberen und einer unteren, jeweils gurtförmigen Tragzone einen Stegbereich aufweisen und bei denen der obere und der untere Traggurt zu dem den Stegbereich bildenden Teil des Längsträgers aus unterschiedlichem Material aufgebaut ist. Der Stegbereich ist dabei insbesondere aus einem faserverstärkten kunststoffmaterial hergestellt, und zwar durch kopfseitiges aneinanderfügen zweier W-förmiger Profile, die bezüglich ihrer außenliegenden Schenkel im zusammengesetzten Zustand parallel zueinander liegen und jeweils durch das entsprechende Gurtteil überdeckt sind, das als im Querschnitt U-förmiges Blechprofil ausgebildet und mit den Stegprofilen verklebt ist. Durch eine solche Trägergestaltung soll eine hohe Festigkeit bei geringem Gewicht erreicht werden, um Leichtbaukonzepte im Fahrzeugbau realisieren zu können.

Weiter ist es aus der DE-OS 25 55 107 bekannt, Kraftfahrzeugrahmen in Leiterbauweise aus durch Hohlprofile gebildeten Längsträgern aufzubauen, die nach der Ober- oder Unterseite offen sind, also U-förmigen Querschnitt aufweisen und die in ihren Stege mit Durchgangsbohrungen versehen sind, durch welche die Querträger hindurchführbar sind. Die rohrförmigen Querträger bestehen dabei jeweils aus einem Mittelteil und zwei Endteilen, wobei bezogen auf den fertigen Rahmen Mittelteile und Endteile jeweils von gegenüberliegenden Seiten in den Rahmenlängsträger so eingesteckt sind, daß sie zwischen den Schenkeln des Rahmenlängsträgers miteinander zu verbinden sind. Mittelteil und Endteile sind dabei jeweils mit einem Bund versehen, der die Einstecktiefe in den Rahmenlängsträger durch Anlage an dessen jeweiligem Schenkel begrenzt, was sich insbesondere bei der Verwendung abtragender Schweißverfahren, wie beispielsweise dem Abbrennstumpfschweißen als zweckmäßig erweist. Die Abbrennaht liegt verdeckt durch das Rahmenprofil und es ist aus vorgefertigten Profilen ohne großen maschinellen Aufwand möglich, Rahmen relativ großer Festigkeit in jeweils gewünschter Konfiguration herzustellen.

Die Erfindung zielt auf eine Rahmenbauweise für Kraftfahrzeuge ab, die sich insbesondere für niederflurige Fahrzeuge eignet und für solche Fahrzeuge auch in Verbindung mit herkömmlichen Starrachsen mit Vorteil einsetzbar ist, wobei eine einfache Anpaßbarkeit an unterschiedliche Belastungsverhältnisse und an unterschiedliche Raumverhältnisse erreicht werden soll.

Erreicht wird dies durch die Merkmale des Anspruches 1, wobei durch die Ausbildung des Längsträgers als gebautem Längsträger sowohl Traggurte unterschiedlicher Festigkeit bezogen auf den jeweiligen Träger, wie auch zum Aufbau verschiedener Träger Verwendung finden können und wobei durch die Verwendung unterschiedlicher Stegteile wie auch durch Verwendung von Stegteilen in unterschiedlicher Anzahl entsprechende Anpassungen an Belastungs- und Raumverhältnisse vorgenommen werden können. Insbesondere ist es auf diese Weise auch möglich, die Gurte der Längsträger bezogen auf jeweils zur Verwendung kommende Achskörper und im Hinblick auf vorgesehene Federwege entsprechend anzuordnen, d. h. Rahmenverhältnisse zu realisieren, bei denen der Achskörper sich zwischen Obergurt und Untergurt hindurch erstreckt, bei bezogen auf die jeweils angestrebten Federwege ausreichendem Spiel.

Als Ober- bzw. Untergurte können bevorzugt Winkelprofile Verwendung finden, insbesondere L-förmige Winkelprofile, die in ihrem kurzen, in Einbaulage aufrechten Schenkel eine entsprechende Lochrasterung aufweisen, so daß sowohl Zwischenelemente als Stegteile wie auch entsprechende Achshalterungen in der gewünschten Weise angeordnet werden können. Stegteile können dabei gleichzeitig auch Zusatzfunktionen im Hinblick auf die Achshalterung oder im Hinblick auf die Befestigung sonstiger Fahrzeugteile übernehmen, wobei das erfindungsgemäße System insbesondere auch als Baukastensystem mit hoher Variabilität einsetzbar ist, das mit wenigen Teilen auskommt. Bezüglich Obergurt bzw. Untergurt ist es auch möglich, Profile zur Erhöhung der Festigkeit quasi in doppelter Anordnung zu verwenden, so daß sich unterschiedliche Festigkeitsanforderungen nicht unbedingt in der Bereitstellung von Profilen unterschiedlicher Stärken äußern müssen. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Längsträger macht es insbesondere auch in vorteilhafterweise möglich, Federelemente zwischen Achskörper bzw. den Achskörper zugeordneten Konsolen und dem Obergurt in Form von Luftfederelementen derart anzuordnen, daß in Fahrzeugquerrichtung weitgehende Überdeckungen bestehen, so daß ein geringer seitlicher Raumbedarf erreicht wird.

In Verbindung mit einer Stückelung der die Gurte bildenden Profile ist es auch möglich, gezielte örtliche Versteifungen zu schaffen oder auch Zugangsmöglichkeiten in den Zwischenraum zwischen Obergurt und Untergurt, so daß ein Achseinbau nicht nur von den Enden her möglich ist, sondern auch durch Einsetzen über Durchbrechungen des jeweiligen Gurtes, die nach dem Achseinbau jeweils wieder tragend verschlossen werden können.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen. Ferner wird die Erfindung im Rahmen der nachfolgenden Erläuterung eines Ausführungsbeispieles noch mit weiteren Einzelheiten dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematisierte Seitenansicht der Achsanordnung gemäß Fig. 2, und

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine schematisierte Darstellung der Anordnung einer Starrachse in Verbindung mit einem gemäß der Erfindung ausgestalteten Rahmen.

In den Darstellungen ist beispielsweise der rückwärtige Endbereich eines Nutzfahrzeuges 1 in Niederflurbauweise gezeigt, wobei die Darstellung auf das Endteil des Rahmens 2 und der in diesem Bereich angeordneten Achse 3 mit Rädern 4 beschränkt ist.

Der Rahmen, der hier stark schematisiert dargestellt ist, umfaßt seitliche Rahmenlängsträger 5 und 6, die jeweils aus einem Obergurt 7 und einem Untergurt 8 aufgebaut sind, wobei Obergurt 7 und Untergurt 8 mit verhältnismäßig großem Abstand zueinander übereinander liegen und über Stegteile 9 als Zwischen- und Abstandselemente verbunden sind.

Die Rahmenlängsträger 5, 6 sind über Obergurt 7, Untergurt 8 und Stegteile 9 als sogenannte gebaute Längsträger aufgebaut, wobei es sich als zweckmäßig erweist, U- oder L-förmige Profile, bevorzugt L-förmige Profile zu verwenden, und zwar in einer Anordnung mit bei zusammengebauten Rahmenlängsträger 5 bzw. 6 aufeinander zugerichteten kurzen Schenkeln 10, 11, wobei diese aufrechten und gegeneinander gerichteten Schenkel 10, 11 bevorzugt mit einem Lochraster mit Löchern 12, 13 versehen sind, der eine wahlweise Anbringung der als Zwischenelemente dienenden Stegteile 9 sowie auch sonstiger Fahrzeug-, insbesondere aber Rahmen- und Fahrwerksteile ermöglicht, so beispielsweise in Verbindung mit einem auf diesen Verwendungszweck hin ausgebildeten Stegteil 9 als Tragteil für entsprechende Achsführungselemente. Als solche Achsführungselemente sind für die als Starrachse ausgebildete Achse 3 mit einem Achskörper 14 untere Längslenker 15,16 vorgesehen, die in Fahrtrichtung F vom Achskörper 14 nach vorne ragen und die durch die Arme eines U-förmigen Stabilisators 17 gebildet sind, dessen Steg 18 in Fahrzeugquerrichtung verläuft und im Bereich des Untergurtes 8 bevorzugt an entsprechenden Stegteilen 9 gelagert ist. Während der Stabilisator 17 das untere Führungselement für die Achse bildet, ist als oberes Führungselement ein Dreieckslenker 19 vorgesehen, dessen bezogen auf die Fahrtrichtung F vordere basisseitige Anlenkungspunkte im wesentlichen oberhalb des Stegteiles 18 des Stabilisators 17 liegen, bevorzugt bei Anlenkung an einem Stegteil 9, das auch die Lagerung für den Stabilisator 17 aufnimmt. Die Spitze des Dreieckslenkers 19 ist am Achskörper 14 über eine entsprechende Konsole 20 angelenkt, wobei diese Konsole vom Achskörper 14 nach oben bis in den Bereich des Obergurtes 7 ragt, derart, daß der Dreieckslenker 19 ebenso wie der Stabilisator 17 in der Konstruktionslage im wesentlichen in Horizontalebenen liegen.

Der Achskörper 14 erstreckt sich, geführt über den Stabilisator 17 und den Dreieckslenker 19 zwischen Obergurt 7 und Untergurt 8, durch den offenen Stegbereich der Rahmenlängsträger 5 und 6 und trägt an den über die seitlichen Rahmenlängsträger 5 und 6 hinausragenden freien Enden die Räder 4. Zur federnden Abstützung des Achskörpers 14 sind im Ausführungsbeispiel Luftfederbälge 21, 22 vorgesehen, die in Fig. 1 durch die Darstellung einer Feder schematisch angedeutet sind, und die zwischen einer rahmenseitigen und einer dem Achskörper 14 zugeordneten Abstützung liegen, wobei die Abstützung des Federbalges 21 gegenüber dem Achskörper 14 in Fig. 1 durch die Darstellung einer Konsole 23 symbolisch veranschaulicht ist.

Rahmenseitig erfolgt die Abstützung der Luftfederbälge 21, 22 gegen die liegenden, längeren Schenkel der im Querschnitt L-förmigen Obergurte 7 der Rahmenlängsträger 5, 6, bzw. diesen zugeordnete Stützelemente.

Die Montage der Achse 3 mit dem Achskörper 14 kann ausgehend vom jeweils freien Ende erfolgen, wobei zwischen Achskörper 14 und jeweiligem Ende der Rahmenlängsträger 5, 6 liegende Stegteile 9 nach Montage der Achse eingefügt werden können. Dies ist sowohl für Hinterachsen wie auch für Vorderachsen von Fahrzeugen möglich.

Weitere Möglichkeiten im Rahmen der Erfindung bestehen darin, die Rahmenlängsträger 5, 6 zumindest im Bereich der jeweiligen Achse auch bezüglich des Obergurtes oder des Untergurtes, insbesondere bezüglich des Untergurtes gebaut auszuführen, d. h. den jeweiligen Rahmenlängsträger im Bereich dieses Gurtes zu unterbrechen und nach Einbau der jeweiligen Achse durch Einbau eines Zwischenstückes zu komplettieren.

Entsprechende Zusatz- oder Zwischenstücke machen es auch möglich, den Rahmenlängsträger an jeweils gewünschten Stellen entsprechend zu verstärken.

Darüber hinaus können die Rahmenlängsträger auch insgesamt aus Teilabschnitten aufgebaut werden, die in Längsrichtung der Rahmenlängsträger einander mehr oder weniger überlappend aufeinander folgend angeordnet sind, wobei, entsprechend standardisiertes Lochmaß vorausgesetzt, für solche gebauten Ober- bzw. Untergurte von gebauten Rahmenlängsträgern ebenfalls nur wenige standardisierte Bauteile notwendig sind.

Die erfindungsgemäße Lösung gestattet es in Anpassung an den jeweiligen Verwendungszweck Rahmenlängsträger unterschiedlicher Längsträgersteghöhe zu gestalten, wobei durch die Wahl der Steghöhe auch die Rahmenlängsträger­ beanspruchung entsprechend beeinflußt werden kann, da diese mit zunehmender Steghöhe bezogen auf eine vorgegebene Belastung abnimmt. Dies bietet auch die Möglichkeit der Verwendung von Leichtbauwerkstoffen, so beispielsweise Aluminium, was für solche gebaute Rahmenlängsträger eine zusätzliche Gewichtsreduzierung bedeutet.

Da die erfindungsgemäße Gestaltung die Anordnung der Achse mit zwischen Obergurt 7 und Untergurt 8 liegendem Achskörper 14 ermöglicht, lassen sich auch bei über ihre Länge durchgehend geradlinig verlaufenden Rahmenlängsträgern sehr geringe Rahmenhöhen erreichen, wobei je nach Verwendungszweck die Steghöhe der Rahmenlängsträger auch auf die Größe des Achskörpers 14 abgestimmt werden kann. Die erfindungsgemäße Lösung bietet darüber hinaus auch günstige Möglichkeiten zur Anbringung der Federelemente, so insbesondere von Luftfedern, wobei diese weitgehend im Überdeckungsbereich zu den Obergurten und Untergurten angeordnet sein können, und zwar ebenfalls im Stegbereich zwischen diesen, so daß sich durchgehend flache Ladeflächen verwirklichen lassen, gegebenenfalls mit zwischen den Rahmenlängsträgern vorgesehenen Mulden.

Es versteht sich, daß die erfindungsgemäße Ausbildung eines Leichtbaurahmens für Niederflurfahrzeuge auch in Verbindung mit anderen Achsanordnungen möglich und vorteilhaft ist, wobei auch in bekannter Weise Einzelradführungen verwirklicht werden können.

Stegteile 9 können auch für beide Längsträger 5, 6 zusammengefaßt und über einen Querträger 24 verbunden sein, wie dies endseitig in Fig. 2 dargestellt ist. Dies ermöglicht mit geringem Befestigungsaufwand, d. h. ohne Zusatzaufwand die Queraussteifung des Rahmens 2 und die Befestigung von Anschlußelementen, Luftbehältern etc. in herkömmlicher Form.

Claims (17)

1. Rahmen für Kraftfahrzeuge, insbesondere Nutzfahrzeuge in Niederflurbauweise mit zumindest einer Achse, in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden, seitlichen Rahmenlängsträgern und jenseits der Außenseiten der Längsträger liegenden Rädern, die über einen Achskörper getragen sind, der den zwischen oberer und unterer Tragzone liegenden Stegbereich der Längsträger durchsetzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsträger (5, 6) als gebaute Längsträger ausgebildet sind, bei denen die Tragzonen durch eigenständige Bauteile in Form eines Obergurtes (7) und eines Untergurtes (8) gebildet und über Zwischenelemente als Stegteile (9) verbunden sind.

2. Rahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (3) als Starrachse ausgebildet ist und mit ihrem Achskörper (14) zwischen Obergurt (7) und Untergurt (8) hindurchgreift.

3. Rahmen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Stegteile (9) als Halterungen für der Achse (3) zugeordnete Führungselemente (Stabilisator (17), Dreieckslenker (19)) ausgebildet sind.

4. Rahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß den Achskörper (14) abstützende Federelemente (21, 22) in den Raum zwischen Obergurt (7) und Untergurt (8) eingreifen.

5. Rahmen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (21, 22) jeweils zwischen einer vom Achskörper (4) auskragenden Konsole (23) und dem Obergurt (7) liegen.

6. Rahmen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Konsole (23) zwischen Obergurt (7) und Untergurt (8) liegt.

7. Rahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gurt (Obergurt (7), Untergurt (8)) U-förmigen Querschnitt aufweist.

8. Rahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gurt (Obergurt (7), Untergurt (8)) L-förmigen Querschnitt aufweist.

9. Rahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gurt als Zugang zum Stegbereich einen herausnehmbaren Gurtabschnitt aufweist.

10. Rahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gurt aus Teilstücken zusammengesetzt ist.

11. Rahmen nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gurt unter Verwendung von Teilstücken unterschiedlicher Festigkeit und/oder unterschiedlicher Werkstoffe zusammengesetzt ist.

12. Rahmen nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß Obergurt und Untergurt im Anschlußbereich zweier Teilstücke eines Gurtes über ein Zwischenelement verbunden sind.

13. Rahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einen Längsträger (5 bzw. 6) bildenden Teile (Obergurt (7), Untergurt (8), Stegteil (9)) miteinander lösbar verbunden sind.

14. Rahmen nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die einen Längsträger bildenden Teile miteinander verschraubt sind.

15. Rahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Stegteile (9) der Längsträger (5, 6) über Querträger (24) verbunden sind.

16. Rahmen nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß Stegteile (9) und Querträger (24) einstückig verbunden sind.

17. Rahmen nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß Stegteile und Querträger zu einem Kastenprofil verbunden sind.