DE202004020468U1

DE202004020468U1 - Fahrgestell

Info

Publication number: DE202004020468U1
Application number: DE202004020468U
Authority: DE
Original assignee: Mtb Baustoffhandelsgesellschaft Mbh & Co KG; Mtb Baustoffhandelsgmbh & Co K
Current assignee: Mtb Baustoffhandelsgesellschaft Mbh & Co KG; Mtb Baustoffhandelsgmbh & Co K
Priority date: 2004-11-23
Filing date: 2004-11-23
Publication date: 2005-06-23
Anticipated expiration: 2014-11-24

Abstract

Fahrgestell, bestehend aus einem Rahmen (1), an dem Fahrzeugachsen und gegebenenfalls ein Aufbau befestigt ist, wobei das Fahrgestell aus einem Carbon-Faser-Verbundwerkstoff besteht, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrgestell für einen Motorwagen eines LKW ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrgestell, bestehend aus einem Rahmen, an dem Fahrzeugachsen und gegebenenfalls ein Aufbau befestigt ist, wobei das Fahrgestell aus einem Carbon-Faser-Verbundwerkstoff besteht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrgestell zu schaffen, welches äußerst leichtgewichtig gestaltet ist, so dass die Nutzlast des entsprechenden Fahrzeugs vergrößert ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, dass das Fahrgestell für einen Motorwagen eines LKW ausgebildet ist.
Entgegen der herkömmlichen Technik werden nicht Leiterrahmen mit Längsträgern und Querversteifungen sowie eine aufgelegte Verbundplatte vorgesehen, sondern der Rahmen wird einheitlich aus Carbon-Faser-Verbundwerkstoff (CFK) gefertigt, so dass ein einfaches, sehr leichtgewichtiges Bauteil als Rahmen zur Verfügung gestellt ist.
Bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass die Carbon-Fasern des Verbundwerkstoffes mit Harz getränkt und der so gebildete Werkstoff ausgehärtet ist.
Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass der Rahmen aus Formteilen zusammengefügt ist, die aus CFK bestehen.
Eine besonders bevorzugte Weiterbildung wird darin gesehen, dass die den Rahmen bildenden Formteile jeweils aus mehreren Lagen CFK bestehen, die multidirektional zueinander ausgerichtet sind.
Hierbei können mehrere aus CFK-Werkstoff übereinander gelegt und miteinander durch Wärmeeinwirkung verbunden werden, wobei die Fasern der Lagen multidirektional zueinander ausgerichtet sind, so dass eine hohe Tragfähigkeit des Rahmens erreicht ist.
Eine besonders bevorzugte Weiterbildung wird darin gesehen, dass der Rahmen aus einer etwa U-förmigen Oberschale und einem etwa U-förmigen Unterteil jeweils in Form eines mehrlagigen CFK-Formteiles besteht, wobei die Oberschale und das Unterteil mit einander entgegen gerichteten Schenkeln zusammengesetzt und miteinander verbunden sind, so dass zwischen Oberschale und Unterteil ein Hohlraum gebildet ist.
Durch diese Ausbildung wird ein äußerst stabiler Kasten-Rahmen erzeugt. Die Schenkel der U-förmigen Teile sind im Wesentlichen gleich lang ausgebildet und können zur Erzielung von unterschiedlichen Traglasten und für unterschiedliche Fahrzeugtypen unterschiedlich lang ausgebildet werden, so dass das den Rahmen bildende Hohlteil unterschiedliche Höhe aufweist.
Bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass die Schenkel von Oberschale und Unterteil miteinander verbunden sind, insbesondere stoffschlüssig durch Verschmelzung, Verklebung und/oder Verschweißung.
Um die Stabilität noch zu verbessern, kann vorgesehen sein, dass die Schenkel des Unterteils an ihrem freien Ende abgewinkelt sind, vorzugsweise rechtwinklig voneinander weg gerichtet, die Basis des Unterteils über die Schenkel seitlich vorragt und die Oberschale mit ihrer Basis auf die abgewinkelten Enden flächig aufgelegt und mit diesen verbunden ist sowie mit ihren gegebenenfalls ebenfalls abgewinkelten oder auch nicht abgewinkelten Schenkeln an den vorragenden Enden der Basis des Unterteils anliegt und mit dieser im Anlagebereich verbunden ist.
Durch diese Ausbildung wird im Bereich der nebeneinander angeordneten Schenkel des Unterteils und der Oberschale jeweils noch ein Hohlraum erzeugt, wodurch die Traglast weiterhin verbessert wird.
Ebenfalls zur Verbesserung der Traglast kann vorgesehen sein, dass die freien Enden der Schenkel des Unterteils beidseitig Abwinklungen aufweisen und im Querschnitt eine T-Form bilden, auf deren Querhaupt die Basis der Oberschale aufgelegt und mit dieser verbunden ist.
Zum Zwecke der Gewichtserleichterung kann vorgesehen sein, dass die Oberschale und/oder das Unterteil in ihrer Basis Lochungen aufweisen.
Bevorzugt kann auch vorgesehen sein, dass die Oberschale in ihren Schenkeln Ausnehmungen aufweist.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung wird darin gesehen, dass die Ausnehmungen etwa dreieckig in wechselweise entgegengesetzter Ausrichtung sind.
Eine vorteilhafte Weiterbildung wird darin gesehen, dass bei einem Fahrgestell für ein Kippfahrzeug die Kippwellenaufnahme am Rahmen insbesondere an der Oberschale am in Fahrtrichtung hinteren Endbereich angeformt ist.
Es entfällt hierdurch die separate Ausbildung der Kippwellenaufnahme und deren Befestigung an dem Fahrgestell, da erfindungsgemäß die Kippwellenaufnahme integraler Bestandteil der Oberschale oder der Unterschale ist. Des Weiteren wird hierdurch eine weitere nicht unerhebliche Gewichtsersparnis erreicht.
Aus dem gleichen Grunde kann bevorzugt vorgesehen sein, dass am Rahmen, insbesondere an der Basis des Unterteils, mindestens ein Achsbock angeformt oder befestigt, insbesondere angeschraubt ist, der aus Metall oder vorzugsweise aus CFK-Verbundwerkstoff besteht.
Dabei kann vorgesehen sein, dass Achsböcke paarweise zur Aufnahme je einer Achse vorgesehen sind.
Zudem kann hierbei vorgesehen sein, dass die Achsbockpaare jeweils durch eine Traverse verbunden sind, die vorzugsweise aus CFK-Verbundwerkstoff besteht.
Auch kann vorgesehen sein, dass bei luftgefedertem Fahrgestell die Luftbalgaufnahme(n) am Rahmen angeformt sind.
Eine bevorzugte Weiterbildung wird darin gesehen, dass der Rahmen, insbesondere der aus U-förmigen Teilen zusammengesetzte Rahmen, mindestens einen Hohlraum aufweist, der durch Verschlussplatten oder -klappen verschlossen ist und in dem Aggregate, zum Beispiel Steuerungsteile, Luftbehälter, geschützt angeordnet sind, wobei von den Aggregaten Stutzen abgehen, die von der Außenseite, insbesondere Unterseite des Rahmens zugänglich sind und vorzugsweise verwechslungsfrei konturierte Form aufweisen, wobei die Stutzen vorzugsweise an den Verschlussplatten oder -klappen angeordnet sind.
Im Hohlraum des Fahrwerkes können Abteile gebildet sein und gegebenenfalls mit Kappen oder Platten verschlossen sein, die zur Aufnahme von Aggregaten, beispielsweise Steuerungsteilen oder Luftbehältern dienen.
Um einen unverwechselbaren Anschluss von entsprechenden Anschlussteilen zu gewährleisten, kann dabei vorgesehen sein, dass die Stutzen verwechslungsfrei konturierte Form aufweisen.
Zudem kann bevorzugt vorgesehen sein, dass bei einem Sattelzugfahrzeug am in Fahrtrichtung hinteren Ende des Rahmens eine Sattelplatte angeordnet ist, vorzugsweise aus CFK-Verbundwerkstoff angeformt ist.
Eine bevorzugte Weiterbildung, die auch als selbständig erfinderisch angesehen wird, wird darin gesehen, dass auf dem Rahmen ein Aufbau, insbesondere eine Transportmulde, angeordnet ist, der oder die aus CFK-Verbundwerkstoff besteht.
Bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass die Transportmulde mindestens im Bereich ihrer Seitenwände doppellagig unter Einschluss eines Hohlraumes ausgebildet ist.
Hierbei kann in an sich bekannter Weise vorgesehen sein, dass der Hohlraum einen Abgaseinlass am in Fahrtrichtung vorderen Endbereich und einen Abgasauslass am hinteren Endbereich aufweist.
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass am Rahmen oder an der Transportmulde eine Heizung gegebenenfalls mit Wärmetauscher angeordnet ist, die oder der mit dem Hohlraum zwischen den Seitenwänden oder mit Hohlprofilen der Seitenwände oder des Bodens der Transportmulde verbunden ist, um den Boden und/oder die Transportmulde, insbesondere deren Seitenwände, zu beheizen.
Bevorzugt ist zudem vorgesehen, dass am als Kastenrahmen ausgebildeten Rahmen die Aufnahmen für den Motor, das Getriebe, den Antriebsstrang und die Federung des Fahrzeugs integriert ausgebildet sind.
Auch kann vorgesehen sein, dass die Radkästen des Fahrzeugs als Bestandteile des Kastenrahmens ausgebildet sind.
Der Motor, das Getriebe, der Antriebsstrang und weitere Funktionsteile können vorzugsweise in den Kastenrahmen integriert sein, so dass diese Teile innerhalb des vom Kastenrahmen umschlossenen Raumes liegen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und im Folgenden näher beschrieben. Es zeigt:
1 ein Fahrgestell eines Motorwagens mit Motor, Antriebsstrang und Achsen in Seitenansicht;
2 desgleichen in Draufsicht;
3 eine Variante in der Ansicht gemäß 1 gesehen;
4 desgleichen von vorn gesehen;
5 desgleichen in Draufsicht.
In der Zeichnung sind Fahrgestelle für einen Motorwagen eines LKW gezeigt. Dieses Fahrgestell besteht aus einem Rahmen 1 an dem beispielsweise Fahrzeugachsen und gegebenenfalls ein Aufbau befestigt ist.
Der Rahmen 1 besteht aus Teilen, die aus Carbon-Faser-Verbundwerkstoff gefertigt sind. Dabei werden die Carbonfasern des Verbundwerkstoffes mit Harz getränkt und laminiert, wobei die so gebildeten Vorprodukte in Autoklaven erhitzt werden, so dass der Verbundwerkstoff ausgehärtet ist. Dabei besteht der Rahmen aus zum Beispiel zwei Formteilen, die jeweils aus CFK bestehen. Die den Rahmen bildenden Formteile sind jeweils aus mehreren Lagen von CFK gefertigt, wobei eine Vielfach-Anordnung entsprechender Lagen übereinander vorgesehen ist und eine multidirektionale Ausrichtung der Fasern zueinander vorgesehen ist.
Vorzugsweise besteht der Rahmen 1 aus einer etwa U-förmigen Oberschale und einem etwa U-förmigen Unterteil. Die Oberschale und das Unterteil sind mit einander entgegen gerichteten Schenkeln zusammengesetzt und miteinander verbunden, so dass zwischen der Oberschale und dem Unterteil ein Hohlraum gebildet ist. Gemäß der Erfindung können die Schenkel der Oberschale und die Schenkel des Unterteils ineinander liegen und miteinander stoffschlüssig verbunden sein.
Am Rahmen, insbesondere an der Basis des Unterteils können Achsböcke angeformt oder als separate Bauteile befestigt, insbesondere angeschraubt sein. Die Achsböcke sind jeweils paarweise zur Aufnahme einer Achse vorgesehen. Dabei sind die Achsbockpaare jeweils durch eine Traverse miteinander verbunden. Die Traverse kann aus Metall oder vorzugsweise auch als CFK-Verbundwerkstoff bestehen.
Durch den entsprechenden Aufbau des Rahmens kann in den zwischen der Oberschale und dem Unterteil gebildeten Hohlraum, der gegebenenfalls durch betätigbare Verschlussplatten oder -klappen zugänglich gemacht wird, eine Anordnung von Aggregaten installiert werden, die demzufolge geschützt innerhalb des Hohlraumes angeordnet sind. Die Aggregate können über die Verschlussklappen oder dergleichen zugänglich sein, wobei auch die Verschlussplatten oder -klappen durchdringende Anschlussstutzen, vorzugsweise in verwechslungsfreier Konturierung vorgesehen sind, so dass entsprechende Anschlussteile in einfacher Weise installiert werden können.
In dem Hohlraum kann zum Beispiel der Motor 20 in Längsrichtung oder in Querrichtung eingebaut werden, sowie das Getriebe und ebenso der Antriebsstrang 21.
Am hinteren Ende des Fahrgestells ist ein Unterfahrschutz vorgesehen, der gegebenenfalls und vorzugsweise ebenfalls aus CFK besteht.
Die Erfindung stellt somit ein Fahrgestell für LKW-Motorwagen zur Verfügung, welches äußerst stabil und dennoch sehr leichtgewichtig ist, wobei eine erhebliche Gewichtsersparnis erreicht wird. Hierdurch werden die transportierbaren Nutzlasten erheblich angehoben, so dass sich der Mehraufwand nach kurzer Zeit amortisiert, der durch die Herstellung des Rahmens aus Karbonfaser-Verbundwerkstoff resultiert.
An dem Rahmen 1 kann auch das Führerhaus 22 befestigt werden, welches vorzugsweise ebenfalls aus CFK-Werkstoff besteht.
Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel.
Alle neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.

Claims

Fahrgestell, bestehend aus einem Rahmen (1), an dem Fahrzeugachsen und gegebenenfalls ein Aufbau befestigt ist, wobei das Fahrgestell aus einem Carbon-Faser-Verbundwerkstoff besteht, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrgestell für einen Motorwagen eines LKW ausgebildet ist.
Fahrgestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Carbon-Fasern des Verbundwerkstoffes mit Harz getränkt und der so gebildete Werkstoff ausgehärtet ist.
Fahrgestell nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (1) aus Formteilen zusammengefügt ist, die aus CFK bestehen.
Fahrgestell nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die den Rahmen (1) bildenden Formteile jeweils aus mehreren Lagen CFK bestehen, die multidirektional zueinander ausgerichtet sind.
Fahrgestell nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (1) aus einer etwa U-förmigen Oberschale und einem etwa U-förmigen Unterteil jeweils in Form eines mehrlagigen CFK-Formteiles besteht, wobei die Oberschale und das Unterteil mit einander entgegen gerichteten Schenkeln zusammengesetzt und miteinander verbunden sind, so dass zwischen Oberschale und Unterteil ein Hohlraum gebildet ist.
Fahrgestell nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel von Oberschale und Unterteil miteinander verbunden sind, insbesondere stoffschlüssig durch Verschmelzung, Verklebung und/oder Verschweißung.
Fahrgestell nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel des Unterteils an ihrem freien Ende abgewinkelt sind, vorzugsweise rechtwinklig voneinander weg gerichtet, die Basis des Unterteils über die Schenkel seitlich vorragt und die Oberschale mit ihrer Basis auf die abgewinkelten Enden flächig aufgelegt und mit diesen verbunden ist sowie mit ihren gegebenenfalls ebenfalls abgewinkelten oder auch nicht abgewinkelten Schenkeln an den vorragenden Enden der Basis des Unterteils anliegt und mit dieser im Anlagebereich verbunden ist.
Fahrgestell nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Enden der Schenkel des Unterteils beidseitig Abwinklungen aufweisen und im Querschnitt eine T-Form bilden, auf deren Querhaupt die Basis der Oberschale aufgelegt und mit dieser verbunden ist.
Fahrgestell nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberschale und/oder das Unterteil in ihrer Basis Lochungen aufweisen.
Fahrgestell nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberschale in ihren Schenkeln Ausnehmungen aufweist.
Fahrgestell nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen etwa dreieckig in wechselweise entgegengesetzter Ausrichtung sind.
Fahrgestell nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Fahrgestell für ein Kippfahrzeug die Kippwellenaufnahme am Rahmen (1) insbesondere an der Oberschale am in Fahrtrichtung hinteren Endbereich angeformt ist.
Fahrgestell nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass am Rahmen (1), insbesondere an der Basis des Unterteils, mindestens ein Achsbock angeformt oder befestigt, insbesondere angeschraubt ist, der aus Metall oder vorzugsweise aus CFK-Verbundwerkstoff besteht.
Fahrgestell nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass Achsböcke paarweise zur Aufnahme einer Achse vorgesehen sind.
Fahrgestell nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsbockpaare jeweils durch eine Traverse verbunden sind, die vorzugsweise aus CFK-Verbundwerkstoff besteht.
Fahrgestell nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass bei luftgefedertem Fahrgestell die Luftbalgaufnahme(n) am Rahmen (1) angeformt sind.
Fahrgestell nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (1), insbesondere der aus U-förmigen Teilen zusammengesetzte Rahmen, mindestens einen Hohlraum aufweist, der durch Verschlussplatten oder -klappen verschlossen ist und in dem Aggregate, zum Beispiel Steuerungsteile, Luftbehälter, geschützt angeordnet sind, wobei von den Aggregaten Stutzen abgehen, die von der Außenseite, insbesondere Unterseite des Rahmens (1) zugänglich sind und vorzugsweise verwechslungsfrei konturierte Form aufweisen, wobei die Stutzen vorzugsweise an den Verschlussplatten oder -klappen angeordnet sind.
Fahrgestell nach den Ansprüchen 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Sattelzugfahrzeug am in Fahrtrichtung hinteren Ende des Rahmens (1) eine Sattelplatte angeordnet ist, vorzugsweise aus CFK-Verbundwerkstoff angeformt ist.
Fahrgestell nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Rahmen (1) eine Bodenplatte und/oder ein Aufbau, insbesondere eine Transportmulde, angeordnet ist, der oder die aus CFK-Verbundwerkstoff besteht.
Fahrgestell nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportmulde mindestens im Bereich ihrer Seitenwände doppellagig unter Einschluss eines Hohlraumes ausgebildet ist.
Fahrgestell nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum einen Abgaseinlass am in Fahrtrichtung vorderen Endbereich und einen Abgasauslass am hinteren Endbereich aufweist.
Fahrgestell nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass am Rahmen (1) oder an der Transportmulde eine Heizung gegebenenfalls mit Wärmetauscher angeordnet ist, die oder der mit dem Hohlraum zwischen den Seitenwänden der Transportmulde verbunden ist, um die Transportmulde, insbesondere deren Seitenwände zu beheizen.
Fahrgestell nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass am als Kastenrahmen ausgebildeten Rahmen (1) die Aufnahmen für den Motor (20), das Getriebe, den Antriebsstrang (21) und die Federung des Fahrzeugs integriert ausgebildet sind.
Fahrgestell nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Radkästen des Fahrzeugs als Bestandteile des Kastenrahmens ausgebildet sind.