DE19802632B4 - Nutzfahrzeug - Google Patents

Abstract

Nutzfahrzeug mit einem Fahrzeugrahmen (11) und einem Fahrerhaus (12), das am Fahrzeugrahmen (11) vorn um eine Querachse (13) kippbar angelenkt und hinten elastisch an einem einen horizontalen Quergurt (171) mit daran sich beidseitig fortsetzenden, vertikal schräg zum Fahrzeugrahmen (11) verlaufenden Schenkeln (172) aufweisenden Brückenquerträger (17) abgestützt und verriegelt ist, dessen Schenkelenden am Fahrzeugrahmen (11) befestigt sind, wobei die Verriegelung des Fahrerhauses (12) an einer Traverse vorgenommen ist, die sich auf zwei voneinander beabstandet am Brückenquerträger (17) gehaltenen Federungs- und Dämpfungselementen (20) abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß der Brückenquerträger (17) ein Hutprofil mit obenliegendem Rücken und nach unten weisenden Schenkeln besitzt und daß die Traverse als U-Schiene (19) ausgebildet ist, die in dem Quergurt (171) mit nach oben offenem U-Profil einliegt und mit ihrem Profilrücken auf den Federungs- und Dämpfungselementen (20) aufliegt.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Nutzfahrzeug der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung.
• Bei einem bekannten Nutzfahrzeug mit kippbarem Fahrerhaus ( DE 27 01 521 A1 ) ist das Fahrerhaus vorn mit zwei Lagern auf einem torsionssteifen Hilfsrahmen gelagert, der drei Befestigungspunkte aufweist, und zwar einen an der Frontseite des Fahrerhauses etwa im Bereich der neutralen Fahrzeugrahmenlängsachse und zwei an der Rückseite des Fahrerhauses an den Fahrzeuglängsträgern, wobei die Befestigungspunkte bevorzugt als elastische Lager, z.B. als Metallgummilager ohne definierte Drehachse, ausgebildet sind. Die Befestigung des Fahrerhauses hinten auf dem Hilfsrahmen erfolgt über zylindrische Schraubendruckfedern.
• Bei einem ebenfalls bekannten Nutzfahrzeug mit kippbarem Fahrerhaus ( DE 21 58 484C3 ) sind zur hinteren elastischen Abstützung und Verriegelung des Fahrerhauses zwei beidseitig der lotrechten Längsmittelebene angeordnete Verriegelungszapfen vorgesehen, deren jeder durch das freie Ende der Kolbenstange eines über eine Konsole mit dem Fahrzeugrahmen verbundenen Federbeins gebildet ist. Ein senkrecht zu der Achse des Federbeins verschiebbarer Schieber besitzt an seinem gabelförmigen Ende eine Anlaufschräge, mit welcher er beim Verriegeln den Verriegelungszapfen hintergreift. Das Verschieben des Schiebers erfolgt über einen manuell zu bedienenden Zahnsegmenthebel. Eine zusätzliche Sicherung gegen ein unbeabsichtigtes Abkippen des Fahrerhauses wird durch einen zusätzlichen Hakenhebel erreicht, der drehbar an dem Fahrerhaus angelenkt ist. Der Hakenhebel wird mit Hilfe einer Feder in seiner Ruhelage belastet. In dieser Ruhelage liegt sein unteres, hakenartiges Ende unterhalb eines nach unten weisenden Schenkels eines an der Konsole angebrachten Armes.
• Bei einem bekannten Nutzfahrzeug der eingangs genannten Art ( DE 21 29 050 A ) sind die beiden Federungs- und Dämpfungselemente zur Abstützung der Traverse als Lenker ausgebildet, die einerseits an jeweils einer von zwei von den Schenkeln des Brückenquerträgers wegstehenden Laschen und andererseits an der Traverse angelenkt sind, wobei die Anlenkung an der Traverse mittels sog. "Silent-Blocks" vorgenommen ist. Die Ausrichtung der Lenker ist so vorgenommen, daß ihre Längsachsen sich in einem gemeinsamen Punkt schneiden. Durch diese Aufhängung des Fahrerhauses an dem Brückenquerträger werden Torsionsbewegungen des Fahrzeugrahmens nicht auf das Fahrerhaus übertragen. Erforderlich ist dazu aber ein genügend großer Abstand der am Fahrerhaus festgelegten Traverse von dem Quergurt des Querträgers.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Nutzfahrzeug der eingangs genannten Art die hintere Fahrerhausabstützung mit Verriegelung bauraumsparend und fertigungstechnisch kostengünstig zu gestalten, wobei zugleich wesentliche Verbesserungen im Energieverzehrverhalten bei Frontallaufprall durch bewusste konstruktive Einbeziehung der hinteren Fahrerhauslagerung in den Crashverlauf erzielt werden sollen.
• Die Aufgabe ist bei einem Nutzfahrzeug der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichenteil des Patentanspruchs 1 gelöst.
• Das erfindungsgemäße Nutzfahrzeug hat den Vorteil, daß durch die Profil-in-Profil-Anordnung von Quergurt und U-Schiene und durch die Anordnung der die U-Schiene abstützenden Federungs- und Dämpfungselemente am Brückenquerträger eine bauraumsparende hintere Fahrerhausabstützung geschaffen wird, die kostengünstig herstellbar ist und zudem noch die Möglichkeit der leichten Austauschbarkeit der Federungs- und Dämpfungselemente bietet, um z.B. die Fahrerhausabstützung von einer 6Hz-Komfortlagerung auf eine 13Hz-Standardlagerung und umgekehrt umzustellen. Damit können aus einer Fertigungslinie sowohl Standard- als auch Komfortlagerung gebaut werden, was die Fertigungskosten weiter senkt.
• Außerdem ist durch die erfindungsgemäße konstruktive Gestaltung die hintere Fahrerhausabstützung mit in den Energieabbau bei einem Frontalaufprall einbezogen, so daß die erfindungsgemäße konstruktive Gestaltung einen entscheidenden Zuwachs an passiver Sicherheit mit sich bringt. Durch die Profil-in-Profil-Anordnung und die massive Einbindung der Fahrerhausverriegelung fahrerhaus- und rahmenseitig in diese Anordnung sowie durch das Einbinden der Federungs- und Dämpfungselemente wird die kinetische Energie direkt in Verformungsenergie umgewandelt. Beim Frontalaufprall wird das Fahrerhaus über die vordere Lagerung nach hinten geschoben, wobei über die Fahrerhausverriegelung in der U-Schiene diese durch ihre elastische Verbindung mit den Federungs- und Dämpfungselementen an den hinteren Schenkel des Quergurt des Brückenquerträgers gedrückt wird. Damit kann der Brückenquerträger bis hin zum Fahrzeugrahmen ohne Abriß einzelner Elemente verformt werden und dabei wirkungsvoll Energie abbauen.
• Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Nutzfahrzeugs mit zweckmäßigen Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen.
• Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist jedes Federungs- und Dämpfungselement in einem Lagerbügel aufgenommen und jeweils ein Lagerbügel nahe eines Brückenpfeilers des Brückenquerträgers befestigt. Diese Anordnung ergibt bauraumgünstige Abmessungen des Brückenquerträges, da die rechte und linke obere Ecke unterhalb des Brückenquerträgers ausgenutzt werden und keine voluminösen Teile im Bereich der Quergurtmitte vorhanden sind, wo ohnehin das hier liegende Ende des Motors des Nutzfahrzeugs wenig Spielraum für den Einbau von zusätzlichen Konstruktionselementen zuläßt.
• Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
• 1 ausschnittweise eine perspektivische Darstellung eines Nutzfahrzeugs mit Fahrerhaus, teilweise schematisiert,
• 2 eine Vorderansicht eines Brückenquerträgers für die hintere Fahrerhauslagerung im Nutzfahrzeug gemäß 1, teilweise schematisiert,
• 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in 2,
• 4 eine perspektivische Darstellung eines Federungs- und Dämpfungselements mit Lagerbügel am Brückenquerträger gemäß 2.
• Das in 1 mit seinem vorderen Abschnitt perspektivisch dargestellte Nutzfahrzeug, z.B. Lastkraftwagen, weist einen Fahrzeugrahmen 11 mit zwei Längsträgern 111, 112 und eine Fahrzeugkabine oder ein Fahrerhaus 12 auf, das am Fahrzeugrahmen 11 vorn um eine Querachse 13 kippbar angelenkt und hinten elastisch abgestütz und verriegelt ist.
• In 1 ist das Fahrerhaus 12 mit einem Teil der Rohbaufestigkeitsstruktur der Bodengruppe 14 mit zwei Längsträgern 141 und 142, die an der Fahrerhausrückwand über einen Rückwandquerträger 143 miteinander verbunden sind, dargestellt. Die beiden Längsträger 141, 142 sind an ihrem vorderen Ende in an den Rahmenlängsträgern 111 und 112 des Fahrzeugrahmens 11 ausgebildeten Lagerstellen 15, 16 um die Querachse 13 über entsprechende Lagerelemente schwenkbar gelagert. Der Rückwandquerträger 143 ist vorzugsweise ein Hutprofil, dessen Rücken hier nach unten weist (3). Unter dem Rückwandquerträger 143 ist in seiner Lage relativ zum Fahrerhaus 12 mittig und symmetrisch ein rahmenseitiger Brückenquerträger 17 angeordnet, der zur Realisierung einer elastischen Abstützung und Verriegelung des Fahrerhauses 12 am Fahrzeugrahmen 11 dient. Der Brückenquerträger 17 besteht aus einem horizontal angeordneten Quergurt 171 mit vertikal schräg nach unten zum Fahrzeugrahmen 11 verlaufenden Schenkeln 172 mit als Flansch 173 ausgebildeten Enden, womit er über entsprechende Befestigungselemente, z.B. Schraubverbindungen 18, an die Rahmenlängsträger 111 und 112 montiert ist. Vorzugsweise ist der Brückenquerträger 17 als Hutprofil mit rundum außenliegenden Rücken und nach innen offenen Schenkeln ausgebildet. In den Quergurt 171 ist eine Schiene 19 mit nach oben offenem U-Profil eingelegt, die sich mit ihrem Profilrücken 191 auf zwei voneinander beabstandet am Brückenquerträger 17 gehaltenen Federungs- und Dämpfungselementen 20 abstützt. Die Federungs- und Dämpfungselemente 20 sind jeweils in einem Lagerbügel 21 aufgenommen. Die Lagerbügel 21 sind jeweils in den am Übergang des Quergurts 171 zu den vertikalen Schenkeln 172 gebildeten Ecken beidseitig am Brückenquerträger 17 befestigt. Die Lagerbügel 21 sind in 1 im Querschnitt und ein Lagerbügel ist in 3 in Seitenansicht und in 4 in perspektivischer Ansicht dargestellt. Die Lagerbügel 21 sind U-förmig ausgebildet, wobei das Federungs- und Dämpfungselement 20 jeweils am Quersteg 211 des Lagerbügels 21 befestigt ist und die beiden Schenkel 212 des Lagerbügels 21 an ihren freien Schenkelenden am Quergurt 171 des Querträgers 17 verschweißt sind (3). Der Quersteg 211 weist auf einer Seite für die Montage des Federungs- und Dämpfungselements 20 einen horizontalen Freiraum 213 auf. Die Federungs- und Dämpfungselemente 20 sind für eine 13Hz-Standardlagerung als Standardgummimetallfedern und für eine 6Hz-Komfortlagerung vorzugsweise als Hydrofedern ausgebildet. Durch Auswechseln der Lagerbügel 21 oder nur der Federungs- und Dämpfungselemente 20 in den Lagerbügeln 21 können in einer Fertigungslinie problemlos sowohl Komfortlagerungen als auch Standardlagerungen realisiert werden.
• Zur Verriegelung des Fahrerhauses 12 am Brückenquerträger 17 ist an der im Brückenquerträger 17 einliegenden U-Schiene 19 im Freiraum zwischen den Profilschenkeln des U-Profils ein Fahrerhausverschluß 22 angeordnet, der einen fahrerhausseitigen Verschlußbolzen 23 form- und kraftschlüssig über seinen bekannten Schließmechanismus aufnimmt. Der Verschlußbolzen 23 ist zusammen mit einem Verstärkungsprofil 24 mittig in den Rückwandquerträger 143 der Fahrerhausbodengruppe eingeschweißt und steht auf der Unterseite des Rückwandquerträgers 143 vor. Das Verstärkungsprofil 24 besitzt einen U-förmigen Querschnitt und ist in das Hutprofil des Rückwandquerträgers 143 so eingesetzt, daß die beiden Profilrücken voneinander abgekehrt sind und eine kastenprofilartige Verstärkung in diesem Bereich erreicht wird. Der Verschlußbolzen 23 ist durch zwei miteinander fluchtende Durchbrüche 25, 26 in den Profilrücken von Rückwandquerträger 143 und Verstärkungsprofil 24 hindurchgeführt und darin verschweißt (3). Der Verschlußbolzen 23 trägt an seinem freien Ende einen radial überstehenden, haubenförmigen Verschlußzapfen 231 mit einer ringförmigen Hintergreifungsfläche 232 für den Fahrerhausverschluß 22. Im Quergurt 171 des Brückenquerträgers 17 ist ein Fangtrichter 27 für den Verschlußzapfen 231 ausgebildet, und fluchtend zu dem Fangtrichter 27 ist im Profilrücken 191 der U-Schiene 19 eine Durchtrittsöffnung 28 vorgesehen. Der Fahrerhausverschluß 22 wird nach Hindurchtreten des Verschlußzapfens 231 durch die Öffnung 28 in bekannter Weise über die Hintergreifungsfläche 232 am Verschlußbolzen 23 und seinen Schließmechanismus form- und kraftschlüssig verriegelt.
• Das Fahrerhaus 12 ist zusätzlich mittels eines Fanghakens 30 am Querträger 17 gegen Kippen gesichert. Wie in 2 dargestellt ist, ist der Fanghaken 30 an einem der vertikalen Schenkel 172, vorzugsweise auf der fahrbahnabgewandten Seite, schwenkbar gelagert und greift mit seinem hakenförmigen Freiraum 301 in eine am Rückwandquerträger 143 der Bodengruppe 14 abstehende Öse 31. Der Fanghaken 30 wird von einer Zugfeder 32, die einerseits am Schenkel 172 und andererseits an einem Ausleger 302 des Fanghakens 30 befestigt ist, in Eingriffstellung mit der Öse 31 gehalten. Zum Lösen der Zusatzverrieglung muß der Fanghaken 30 gegen die Kraft der Zugfeder 32 in Richtung Pfeil 33 in 2 manuell geschwenkt werden.

Claims (9)

1. Nutzfahrzeug mit einem Fahrzeugrahmen (11) und einem Fahrerhaus (12), das am Fahrzeugrahmen (11) vorn um eine Querachse (13) kippbar angelenkt und hinten elastisch an einem einen horizontalen Quergurt (171) mit daran sich beidseitig fortsetzenden, vertikal schräg zum Fahrzeugrahmen (11) verlaufenden Schenkeln (172) aufweisenden Brückenquerträger (17) abgestützt und verriegelt ist, dessen Schenkelenden am Fahrzeugrahmen (11) befestigt sind, wobei die Verriegelung des Fahrerhauses (12) an einer Traverse vorgenommen ist, die sich auf zwei voneinander beabstandet am Brückenquerträger (17) gehaltenen Federungs- und Dämpfungselementen (20) abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß der Brückenquerträger (17) ein Hutprofil mit obenliegendem Rücken und nach unten weisenden Schenkeln besitzt und daß die Traverse als U-Schiene (19) ausgebildet ist, die in dem Quergurt (171) mit nach oben offenem U-Profil einliegt und mit ihrem Profilrücken auf den Federungs- und Dämpfungselementen (20) aufliegt.
2. Nutzfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Federungs- und Dämpfungselement (20) in einem Lagerbügel (21) aufgenommen ist, dessen Quersteg (211) einen von einer Seite her eingebrachten horizontalen Freiraum (213) aufweist, und daß jeweils ein Lagerbügel (21) an der am Übergang des Quergurts (171) zu den vertikalen Schenkeln (172) gebildeten Ecke beidseitig am Brückenquerträger (17) befestigt, vorzugsweise verschweißt, ist.
3. Nutzfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verriegelung des Fahrerhauses (12) ein Fahrerhausverschluß (22) in dem zwischen den Profilschenkeln der U-Schiene (19) vorhandenen Freiraum angeordnet ist, der einen fahrerhausseitigen Verschlußbolzen (23) form- und kraftschlüssig aufnimmt.
4. Nutzfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußbolzen (23) mittig in einem in einem Rückwandquerträger (143) aufgenommenen Verstärkungsprofil (24) befestigt ist und auf der Unterseite des Rückwandquerträgers (143) vorsteht.
5. Nutzfahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückwandquerträger (143) einen vorzugsweise als Hutprofil und das Verstärkungsprofil (24) einen U-förmig ausgebildeten Querschnitt aufweisen und mit voneinander abgekehrten Profilrücken ineinandergesetzt sind und daß der Verschlußbolzen (23) durch miteinander fluchtende Durchbrüche (25, 26) in den beiden Profilrücken von Rückwandquerträger (143) und Verstärkungsprofil (24) hindurchtritt und darin verschweißt ist.
6. Nutzfahrzeug nach einem der Ansprüche 3–5, dadurch gekennzeichnet, daß im Profilrücken des Quergurts (171) ein Fangtrichter (27) zum Aufnehmen und in der U-Schiene (19) eine damit fluchtende Öffnung (28) zum Durchtritt des Verschlußbolzens (23) ausgebildet ist.
7. Nutzfahrzeug nach einem der Ansprüche 3–6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußbolzen (23) an seinem freien Ende einen radial überstehenden, haubenförmigen Verschlußzapfen (231) mit rückwärtiger, planer Hintergreifungsfläche (232) aufweist.
8. Nutzfahrzeug nach einem der Ansprüche 1–7, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrerhaus (12) zusätzlich mittels eines Fanghakens (30) am Querträger (17) gegen Kippen gesichert ist.
9. Nutzfahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Fanghaken (30) an einem vertikalen Schenkel (172) des Brückenquerträgers (17), vorzugsweise an der fahrbahnabgewandten Seite, schwenkbar gelagert ist und mit seinem hakenförmigen Freiraum (301) in eine vom Rückwandquerträger (143) des fahrerhausseitigen Rahmens (14) abstehende Öse (31) unter der Kraft einer Schwenkfeder (32) eingreift.