DE2120564B2 - Schutzrahmen fuer schlepper, traktoren und baumaschinen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Schutzrahmen für Schlepper, Traktoren und Baumaschinen, dessen Profile mit den hinteren Kotflügeln und/oder deren Versteifungsprofilen über Kupplungsglieder verbunden sind und der aus Vollprofilen aus legiertem Baustahl besteht, deren untere Enden formschlüssig von Kupplungsgliedern eingeschlossen sind, nach Patent 19 38 587.

Im Zuge der Rationalisierung werden in der Forst-, Bau- und in der Landwirtschaft zwecks Einsparung von Arbeitskräften mehr und mehr Schlepper, Traktoren und sonstige Baumaschinen eingesetzt Da diese Fahrzeuge zwangsläufig auch in unebenem Gelände eingesetzt werden müssen, ist es hierbei oftmals durch Umstürzen derselben zu schweren Unfällen gekommen, die nicht selten Todesopfer und Verletzte forderten.

Um hier Abhilfe zu schaffen, ist man seit einiger Zeit dazu übergegangen, diese Fahrzeuge mit sogenannten Schutzrahmen auszurüsten, die inzwischen auch von der Zulassungsbehörde zwingend vorgeschrieben wurden. Die Aufgabe dieser Schutzrahmen besteht darin, dem Fahrer und gegebenenfalls dem Beifahrer einen gegen äußere Einflüsse gesicherten Raum zu schaffen, in welchem sie das Unfallgeschehen möglichst unverletzt überstehen können.

Die bei einem Unfall auftretenden Kräfte sollen dabei keineswegs in dem Schutzrahmen gespeichert oder ungedämpft in die starren Bauteile des Schleppers übertragen werden, weil sie sonst Größenordnungen annehmen denen die Schtepperkonstruktion nicht mehr gewachsen ist. Hohes Widerstandsmoment in Verbindung jedoch mit einem hohen Maß an Verformbarkeit sind somit von großer Bedeutung.

Bei der Verformbarkeit des Materials sollten große Teile der eingeleiteten Energie und Stoßkräfte durch Umwandlung in Verformungsenergie vernichtet werden.

Bei den bisher bekannten Konstruktionen dieser Schutzrahmen wurden aus diesem Grunde Vollprofile oder Hohlprofile verwendet, die im Querschnitt entsprechend der jeweils auftretenden höchsten Belastung dimensioniert werden mußten. Dieses bedingte aber zwangsläufig sehr starke Profilquerschnitte, die den an sich bei Schleppern für den Fahrer schon begrenzten Raum noch mehr beengten.

Da außerdem neuerdings immer stärkere Antriebsmaschinen für entsprechend größere und schwerere Schlepper gefordert werden, verschlechtern sich nicht nur die Sichtverhältnisse für den Fahrer, sondern es erhöht sich auch durch die stärkeren Schutzrahmenprofile bedingt zwangsläufig das Gewicht des Schutzrahmens, was sich nachteilig auf die Leistung auswirkt Zusätzlich tritt beim Umsturz eine noch stärkere Belastung der Anlenkpunkte des Schutzrahmens ein.

Hier wurde gemäß dem Hauplpatent die Aufgabe gestellt, einen Schutzrahmen zu schaffen, der unter Vermeidung der erwähnten Nachteile ohne zusätzlichen Aufwand in der Lage ist, in einem gewissen Umfange Umsturzenergie ohne Verformung aufzunehmen, dagegen bei einer größeren Belastung durch Verformungsarbeit den weiteren Unfallablauf günstig beeinflußt, wobei seine Anlenkpunkte weitgehend entlastet werden.

Dieses Problem wurde nach dem Hauptpatent dadurch gelöst, daß der Schutzrahmen aus legierten Vollstahlprofilen besteht, die jedoch nicht oder nur schwer schweißbar sind und deren untere Enden daher formschlüssig von Kupplungsgliedern eingeschlossen sind. Die Vollstahlprofile können dabei vorzugsweise aus hochlegierten und vergüteten Baustählen hergestellt werden.

Diese Sonderstählen können im Rahmen ihrer Herstellt ig (Wärmebehandlung/Vergütung) ganz bestimmte Eigenschaften zugeordnet werden. So können sie im elastischen Verformungsbereich ein federstahlähnliches Verhalten aufweisen. Dieses hat den Vorteil, daß bei leichten Unfällen eine Kraftspeicherung eintritt, die als eine dem Bewegungsablauf des Unfalls entgegenwirkende Federkraft auftritt. Wird aber die Streckgrenze überschritten, so sind diese Sonderstähle in der Lage, auf ihrer gesamten Profilerstreckung eine wirksame Verformung aufzunehmen und dadurch die eigentlichen Kraftanlenkungspunkte zu entlasten. Durch die dünnen Profile ergibt sich zusätzlich eine Sichtverbesserung für den Fahrer.

Dieses hat die Fachwelt nicht erkannt, da sie der Ansicht war, daß legierte Baustähle wegen ihrer federnden Eigenschaften für den Einsatz als Schutzrahmen ungeeignet seien und höchsten-, das Unfallgeschehen durch die Federwirkung noch verschlimmern würden. Weiterhin wurde die Fachwelt auch durch den höheren Anschaffungspreis und zusätzlich dadurch vom Einsatz dieser Sonderstahl abgehalten, da diese Profile nicht oder nur schwer schweißbar sind und dadurch erhebliche Schwierigkeiten bei der Verbindung der Profile im Bereich ihrer Anschlußpunkte auftreten.

Es war wohl bereits bekannt (Zeitschrift »Kraftfahrzeugtechnik« 1963, Heft 12, Seiten 450 und 451), zur Dimensionierung von Fahrzeugprofilen im Leichtbau legierte Stähle zu verwenden. Die speziellen Probleme, wie sie bei der Konstruktion eines Schutzrahmens nach dem Hauptpatent und der vorliegenden Erfindung auftreten, werden jedoch nicht einmal am Rande erwähnt, da es in der Vorveröffentlichung um einen geringeren Verschleiß und eine erhöhte Lebensdauer geht, die aber bei dem Schutzrahmen nach der Erfindung keine Rolle spielen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird im Rahmen des Hauptpatentes eine besonders vorteilhafte Konstruktion des Schutzrahmens vorgeschlagen, die aus der Kombination folgender Merkmale besteht:

1. Die Vollprofile sind aus hochlegierten und vergüteten Baustählen hergestellt.

2. Die Voüprofile sind so angeordnet, daß ihre größte

Querschnittsausdehnung (χ) quer zur Fahrzeuglängsachse Hegt.

3. Die Vollprofile weisen einen rechteckigen Querschnitt auf.

Der Schutzrahmen nach der vorliegenden Erfindung weist nicht nur die im Hauptpatent genannten Vorteile auf, sondere trägt auch dem Umstand Rechnung, daß erfahrungsgemäß die Schlepper bei einem Unfall in den meisten Fällen seitlich umstürzen und hierbei der Schutzrahmen den höchsten Belastungen ausgesetzt ist. Aus diesem Grunde liegt die größte Querschnittsausdehnung der Vollprofile erfindungsgemäß quer zur Fahrzeuglängsachse.

Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung, die einige Ausführungsbeispiele zum Teil schematisch darstellt, näher erläutert.

Es zeigen:

F i g. 1 die perspektivische Ansicht eines schematisch dargestellten Schutzrahmens,

Fig. 2 als Einzelheit im Schnitt die formschlüssige Verbindung eines Profilfußes mit dem Kotflügel und dessen Versteifungsprofil,

Fig. 3 eine Ansicht gemäß Fig. 2, jedoch als Schweißverbindung ausgebildet und

Fig.4 einen Schnitt durch ein Vollprofil nach der 2; Linie A-ßderFig. 2.

In F i g. 1 ist ein käfigförmig ausgebildeter Schuurahmen schematisch angedeutet. Er besteht im wesentlichen aus einem vorderen U-förmigen Bügel t und einem hinteren U-förmigen Bügel la, die durch Längsprofile 1 b und 1 c miteinander verbunden sind. Die Längsprofile Ib und Ic können mit den U-förmigen Bügeln 1 und la durch Schweißen oder bei nur schwer oder nicht schweißbaren Stählen durch an sich bekannte Muffen verbunden werden. Am rechten unteren Ende des vorderen U-förmigen Bügels 1 ist eine Verbindung 7 mit dem Kotflügel 5 und dessen Versteifungsprofil 2 angedeutet, welches mit der nicht näher dargestellten Radachse verbunden ist.

F i g. 2 zeigt eine solche Verbindung 7 durch Formschluß, wobei es sich um den Anschluß eines Fußes Xddes vorderen U-förmigen Bügels 1 des käfigförmigen Schutzrahmen'; handelt. Der Fuß Ic/ist dabei beispielsweise durch Stauchung konisch ausgebildet und wird durch einen hülsenförmigen Bereich 3a eines Kupplungsgliedes 3, welches aus zwei Teilen besteht, umschlossen. Das Kupplungsglied 3 weist Flansche 3c auf, die als Anschlußstellen dienen. Als Anschluß sind hierbei beispielsweise Schrauben 4 vorgesehen.

Die hülsenförmigen, ebenfalls konisch ausgebildeten Bereiche 3a der Kupplungsglieder 3 sind so ausgebildet, daß die Außenflächen des Fußes \d im angezogenen Zustand der Schrauben 4 fest gegen die inneren Flächen der hülsenförmigen Bereiche 3a des Kupplungsgliedes 3 anliegen und die Abmessungen hierbei so gewählt sind, daß in fest angezogenem Zustand der Schrauben 4 die untere Fläche Ie fest gegen den Kotflügel 5 anliegt.

im dargestellten Beispiel ist das Kupplungsglied 3 beispielsweise unter Zwischenschaltung einer Verbindungsplatte 6 mit dem Kotflügel 5 und dem Versteifungsprofil 2 verbunden.

Anstelle der konischen Ausbildung des Fußes Id kann selbstverständlich auch jede beliebige andere, von dem Normalprofil abweichende Profilierung vorgesehen werden, wobei nur die entsprechenden zusammenwirkenden Kupplungsglieder korrespondierende Gegenlager aufweisen müssen. Dieses gilt insbesondere dann, wenn die einzelnen Profile des Schutzrahmens untereinander verbunden werden sollen, wobei die entsprechenden Verbindungsstellen dann über Manschetten form- und kraftschlüssig verbunden werden können. Diese Ausführung ist insbesondere bei solchen Baustählen vorgesehen, die nur ganz schwer oder praktisch überhaupt nicht schweißbar sind.

F i g. 3 zeigt eine Ausführung, bei welcher der Fuß Xd des vorderen U-förmigen Bügels 1, wie durch die Schweißnähte 10 angedeutet ist, mit einer Grundplatte 13 fest verbunden ist. Zur stabileren Abstützung sind hierbei zusätzliche Stützprofile 8 und 9 vorgesehen, die ebenfalls, wie durch Schweißnähte 6 und 11 angedeutet ist, einerseits mit dem Fuß \d und andererseits mit der Grundplatte 13 fest verbunden sind. Die Verbindung mit dem Versteifungsprofil 2 erfolgt hier ebenfalls, wie bereits in der F i g. 2 angedeutet, durch Schrauben 4.

Wie aus der Schnittahsicht gemäß Fig.4 ersichtlich ist, ist das eigentliche Profil im Querschnitt rechteckig ausgebildet, wobei die mit »x« angedeutete größte Querschnittsausdehnung quer zu der durch einen Pfeil 12 angedeuteten Fahrzeuglängsachse liegt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentanspruch: Schutzrahmen für Schlepper, Traktoren und Baumaschinen, dessen Profile mit den hinteren Kotflügeln und/oder deren Versteifungsprofilen über Kupplungsglieder verbunden sind und der aus Vollprofilen aus legiertem Baustahl besteht, deren untere Enden formschlüssig von Kupplungsgliedern eingeschlossen sind, nach Patent 19 38 587, ge- ίο kennzeichnetdurchdie Kombination folgender Merkmale:

1. Die Vollprofile sind aus hochlegierten vergüteten Baustählen hergestellt.

2. Die Vollprofile sind so angeordnet, daß ihre größte Querschnittsausdebnung (*) quer zur Fahrzeuglängsachse liegt.

3. Die Vollprofile weisen einen rechteckigen Querschnitt auf.

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