DE19750981C2 - Rahmen für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

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

Ein Rahmen der vorgenannten Art ist aus der DE 17 55 811 A be­ kannt und weist Längsträger mit einem Obergurt und einem Unter­ gurt auf, die als Tragbalken insbesondere durch Hohlprofile ge­ bildet sind, welche über ebenfalls bevorzugt als Hohlprofile ausgebildete Streben miteinander verbunden sind. Tragbalken und Streben sind unlösbar durch elektrische Widerstandsschweißung verbunden. Insgesamt gesehen liegt ein kastenförmiger Tragrah­ men vor, dessen den Längsträgern zugehörige Tragbalken über Querstreben jeweils zu einem Trägerrost verbunden sind, so dass der Rahmen im Endzustand eine in sich starre und nicht demon­ tierbare Baueinheit bildet.

Aus der DE 29 30 036 A1 sind Fahrzeugrahmen für Nutzfahrzeuge, insbesondere Wohnwagen, bekannt, die aus einem Vorder- und ei­ nem Hinterrahmen zusammengesetzt sind und bei denen beide Rah­ menteile jeweils seitliche Rahmenlängsträger aufweisen. 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 be­ züglich ihrer unteren Tragzone bündiger Lage zu den Rahmen­ längsträgern des Vorderrahmens Bestandteile eines Leiterrahmens sind, der als Hinterrahmen insgesamt leichter als der Vorder­ rahmen ausgebildet ist. Dabei sind im Stegbereich der Rahmenlängsträger des Hinterrahmens langlochförmige Aussparungen vor­ gesehen, die als Durchstecköffnungen für ein Achsträgerrohr dienen, das Torsionsfedern aufnimmt, auf denen über Kurbeln die Räder der entsprechenden Achse angeordnet sind. Das geschilder­ te Rahmenkonzept dient dazu, für Selbstfahrer-Wohnwagen einen Triebkopf zur Verfügung zu stellen, mit dem sich Aufbauten un­ terschiedlicher 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 ausgebil­ dete Rahmenträger, insbesondere für Fahrzeuge bekannt, die zwi­ schen 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 faserverstärk­ ten 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 25 55 107 A1 bekannt, Kraftfahrzeugrah­ men in Leiterbauweise aus durch Hohlprofile gebildeten Längs­ trägern aufzubauen, die nach der Ober- oder Unterseite offen sind, also U-förmigen Querschnitt aufweisen und die in ihren Stegen 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 Rahmen­ längsträgers miteinander zu verbinden sind. Mittelteil und End­ teile sind dabei jeweils mit einem Bund versehen, der die Ein­ stecktiefe in den Rahmenlängsträger durch Anlage an dessen je­ weiligem Schenkel begrenzt, was sich insbesondere bei der Ver­ wendung abtragender Schweißverfahren, wie beispielsweise dem Abbrennstumpfschweißen als zweckmäßig erweist. Die Abbrennnaht liegt verdeckt durch das Rahmenprofil und es ist aus vorgefer­ tigten Profilen ohne großen maschinellen Aufwand möglich, Rah­ men relativ großer Festigkeit in jeweils gewünschter Konfigura­ tion 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 An­ passbarkeit 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 unter­ schiedlicher Stegteile wie auch durch Verwendung von Stegteilen in unterschiedlicher Anzahl entsprechende Anpassungen an Bela­ stungs- und Raumverhältnisse vorgenommen werden können. Insbe­ sondere ist es auf diese Weise auch möglich, die Gurte der Längsträger bezogen auf jeweils zur Verwendung kommende Achs­ körper 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 finden Winkelprofile Verwendung, ins­ besondere L-förmige Winkelprofile, die in ihrem kurzen, in Ein­ baulage aufrechten Schenkel eine entsprechende Lochrasterung aufweisen, so daß sowohl Zwischenelemente als Stegteile wie auch entsprechende Achshalterungen in der gewünschten Weise an­ geordnet werden können. Stegteile können dabei gleichzeitig auch Zusatzfunktionen im Hinblick auf die Achshalterung oder im Hinblick auf die Befestigung sonstiger Fahrzeugteile überneh­ men, 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 er­ findungsgemäße Ausgestaltung der Längsträger macht es insbeson­ dere 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 Pro­ file 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 Achs­ einbau 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 ei­ nem gemäß der Erfindung ausgestalteten Rahmen.

In den Darstellungen ist beispielsweise der rückwärtige Endbe­ reich eines Nutzfahrzeuges 1 in Niederflurbauweise gezeigt, wo­ bei 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, um­ faßt 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 Ab­ standselemente 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 Profi­ le, bevorzugt L-förmige Profile zu verwenden, und zwar in einer Anordnung mit bei zusammengebauten Rahmenlängsträgern 5 bzw. 6 aufeinander zugerichteten kurzen Schenkeln 10, 11, wobei diese aufrechten und gegeneinander gerichteten Schenkel 10, 11 bevor­ zugt 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 ausgebil­ deten 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 Achs­ körper 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 ba­ sisseitige Anlenkungspunkte im wesentlichen oberhalb des Steg­ teiles 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 Achskör­ per 14 über eine entsprechende Konsole 20 angelenkt, wobei die­ se 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 Abstüt­ zung des Achskörpers 14 sind im Ausführungsbeispiel Luftfeder­ bälge 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 Abstüt­ zung liegen, wobei die Abstützung des Federbalges 21 gegenüber dem Achskörper 14 in Fig. 1 durch die Darstellung einer Konso­ le 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 Steg­ teile 9 nach Montage der Achse eingefügt werden können. Dies ist sowohl für Hinterachsen wie auch für Vorderachsen von Fahr­ zeugen 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, ins­ besondere 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 mög­ lich, den Rahmenlängsträger an jeweils gewünschten Stellen ent­ sprechend zu verstärken.

Darüber hinaus können die Rahmenlängsträger auch insgesamt aus Teilabschnitten aufgebaut werden, die in Längsrichtung der Rah­ menlängsträger einander mehr oder weniger überlappend aufeinan­ der folgend angeordnet sind, wobei, ein entsprechend standardi­ siertes 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 Rahmenlängsträgerbeanspruchung 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 Rahmenlängs­ träger eine zusätzliche Gewichtsreduzierung bedeutet.

Da die erfindungsgemäße Gestaltung die Anordnung der Achse mit zwischen Obergurt 7 und Untergurt 8 liegendem Achskörper 14 er­ möglicht, lassen sich auch bei über ihre Länge durchgehend ge­ radlinig verlaufenden Rahmenlängsträgern sehr geringe Rahmenhö­ hen erreichen, wobei je nach Verwendungszweck die Steghöhe der Rahmenlängsträger auch auf die Größe des Achskörpers 14 abge­ stimmt werden kann. Die erfindungsgemäße Lösung bietet darüber hinaus auch günstige Möglichkeiten zur Anbringung der Federele­ mente, so insbesondere von Luftfedern, wobei diese weitgehend im Überdeckungsbereich zu den Obergurten und Untergurten ange­ ordnet sein können, und zwar ebenfalls im Stegbereich zwischen diesen, so daß sich durchgehend flache Ladeflächen verwirkli­ chen 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 kön­ nen.

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

Claims (10)

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

2. Rahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für einen Gurt (Obergurt 7, Untergurt 8) ein Winkelprofil U-förmigen Querschnitts vorgesehen ist.

3. Rahmen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für einen Gurt (Obergurt 7, Untergurt 8) ein Winkelprofil L-förmigen Querschnitts vorgesehen ist.

4. Rahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gurt aus Teilstücken zusammengesetzt ist und als Zugang zum Stegbereich einen herausnehmbaren Gurtabschnitt aufweist.

5. Rahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gurt aus Teilstücken unterschiedlicher Festigkeit und/oder unterschiedlicher Werkstoffe und/oder in gedoppelter Anordnung zusammengesetzt ist.

6. Rahmen nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß Obergurt (7) und Untergurt (8) im Anschlußbereich zweier Teilstücke eines Gurtes über ein Stegteil verbunden sind.

7. Rahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die lösbare Verbindung zwischen den einen Längsträger bildenden Teilen (Obergurt 7, Untergurt 8, Stegteile 9) durch Schraubverbindungen gebildet ist.

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

9. Rahmen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Stegteile (9) und Querträger (24) einstückig verbunden sind.

10. Rahmen nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß Stegteile und Querträger zu einem Kastenprofil verbunden sind.