DE2638440C3

DE2638440C3 - Überschlagschutzrahmen für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2638440C3
Application number: DE2638440A
Authority: DE
Inventors: Terrill Wayne Cedar Falls Ia. Woods (V.St.A.)
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 1975-09-15
Filing date: 1976-08-26
Publication date: 1978-10-26
Also published as: CA1056419A; IT1078323B; DE2638440A1; FR2323567B1; AR207920A1; ES451503A1; DE2638440B2; MX143468A; JPS5237319A; AU1357276A; JPS5924026B2; BR7606067A; FR2323567A1; US3985386A; GB1506355A

Description

8. Überschlagschutzrahmen nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikal und horizontal verlaufenden Teile des Pfostens (30,42,44,130,132) rechtwinklig zueinander verlaufend angeordnet sind.

9. Überschlagschutzrahmen nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstellen der horizontal verlaufenden Profilträger (30/?, 3Oi, 42L, 42/?, 44/?, 44L) in etwa mittig zwischen jeweils zwei vertikal verlaufenden Profilträgern (30L/, 42U, 44U) liegen.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Überschlagschutzrahmen für Kraftfahrzeuge, insbesondere für Schlepper nach dem Oberbegriff des Anspruches I. Bei einem bekannten Überschlagschutzrahmen für einen Schlepper (US-PS 37 87 085) sind die einzelnen vertikal verlaufenden Pfosten als Hohlprofilträger ausgebildet, die mit ihren unteren Enden an das Fahrgestell des Schleppers angeschlossen sind, während die oberen Enden der Pfosten durch ein horizontal verlaufendes Paeh miteinander verbunden sind. Pie einzelnen Verbindungsstellen der vertikal verlaufenden Pfosten liegen also zwischen der Unterseite des Daches und dem oberen Ende des entsprechenden Pfostens, Gerade ^r> diese Stelle ist besonders^ gefährdet, da bei starker Beanspruchung, z, B. beim Überschlagen des Schleppers an dieser Verbindungsstelle die maximale Zug- und Biegespannung auftritt. Daher kommt es häufig an diesen Verbindungsstellen zum Materialbrueh.

ίο Aus der US-PS 36 32 134 ist eine weitere Verbindungsstelle zwischen den horizontal verlaufenden Teilen und dem vertikal verlaufenden Teil der Rahmenkonstruktion eines Überschlagschutzrahmens bekannt. Die Verbindungsstelle besteht in diesem Fall aus einem einteiligen Winkelstück mit einem vertikal verlaufenden Ansatz und zwei horizontal verlaufenden Schenkeln, sowie aus einem y-förmigen Teil, an dessen Knickstelle eine nach hinten gerichtete Nase herausragt, die zwischen den horizontal und vertikal verlaufenden Teilen des Rahmens liegt. Winkelstück und y-förmiges Teil sind mit den Rahmenteilen fest verschweißt. Auch an dieser Verbindungsstelle tritt bei maximaler Zug- und Biegebeanspruchung die größte Belastung des Rahmens auf.

Die durch die Erfindung zu lösende Aufgabe wird in der vereinfachten Herstellung des Überschlagschutzrahmens gesehen, wobei die Lage der einzelnen Verbindungsstellen so gewählt ist, daß an ihnen die kleinste Zug- und Biegebeanspruchung auftritt.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Durch die besondere Ausbildung und Anordnung des Überschlagschutzrahmens ist es erstmals möglich, die dreiarmigen Eckslücke, bzw. Pfosten des Rahmens auf einfache Weise schnell und billig zu fertigen, da diese Eckstücke aus entsprechenden vorgefertigten Platten im Tiefziehverfahren oder durch Stanzen hergestellt werden können. Die Länge der einzelnen Träger wird grundsätzlich so groß gewählt, daß sie auch für die größten Fahrerkabinen ausreicht. Für kleinere Fahrerkabinen brauchen die Profilträger nur entsprechend gekürzt zu werden. Somit können die dreiarmigen Pfosten standardisiert werden, was zur Verbilligung der gesamten Fahrerkabine beiträgt. Ein weiterer wesentlieher Vorteil besteht darin, daß die Verbindungsstellen nunmehr in etwa mittig zwischen jeweils zwei vertikal verlaufenden Profilträgern der dreiarmigen Pfosten liegen. Somit liegen die Verbindungsslellen der einzelnen Profilträger an einer Stelle, wo die kleinsten Zug- und Biegebeanspruchungen auftreten. Ferner ist es möglich, den Querschnittsverlauf so zu wählen, daß an der Stelle größter Belastung der größte Querschnitt im Profil auftritt. Vorteilhaft ist es ferner, daß im Knotenpunkt der drei zu einem Teil geformten Profilträger keine Schweißstelle auftritt. Hierdurch werden die häufig an dieser Stelle auftretenden Materialbrüche vermieden. Der Überschlagschutzrahmen kann mit drei oder vier dreiarmigen Pfosten ausgerüstet werden. Ferner ist es vorteilhaft, daß die Teile, nachdem die einzelnen Eckstücke miteinander verschweißt worden sind, eine einteilige Rahmenkonstruktion bilden, die nur an ihren unteren Enden an das Fahrgestell des Schleppers angeschlossen zu werden brauchen. Dadurch ist der Einbau des

Ί5 Überschlagschutzrahmens einfacher als bisher.

Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß auch die unteren Enden der vertikal verlaufenden Profilträger über horizontal verlaufende

Profilträger verbunden sind, die genauso ausgebildet sind, wie die oberen Profilträger, Auch bei diesem Ausführungsbeispiel bestehen die Eckstücke uus dreiarmigen Pfosten. Die Pfosten können dabei die Form eines Y aufweisen. Da die Pfosten an ihren oberen "> Enden gabelförmig ausgebildet sind und die gabelförmigen Teile bzw. Profilträger in etwa horizontal verlaufen, lassen sie sich ohne weiteres mit zwei benachbarten Pfosten zu einer einteiligen Rahmenkonstruktion verbinden. Die einzelnen Profile können im Querschnitt U-förmig oder rechtwinklig ausgebildet sein.

Anhand der Zeichnung werden drei Ausführungsbeispiele einus Oberschlagschutzrahmens nach der Erfindung erläutert- Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Schlep- ΐϋ pers mit dem erfindungsgemäßen Überschlagschutzrahnien,

Fig.2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 gemäß Fig.l,

Fig.3 eine perspektivische Darstellung eines weiteren Überschlagschutzrahmens,

Fig.4 einen Schnitt entlang der Linie 4-4 gemäß Fig. 3 und

Fig.5 ein drittes Ausführungsbeispiel eines kastenförmig ausgebildeten Überschlagschutzrahmens, der mit einem Schlepper verbunden ist.

In der Zeichnung ist mit 10 ein Schlepper bezeichnet, der einen Vorderrahmen 12 und einen Hinterrahmen 14 aufweist, der durch ein Gelenk 16 mit dem Vorderrahmen verbunden ist. Vorder- und Hinterrahmen \? und 14 weisen je ein Getriebe zum Antrieb der Laufräderpaare 18 und 20 auf, die an querveriaufenden Achsen gelagert sind. Ein mit 22 bezeichneter Fahrerstand weist eine Fahrerplattform 23 auf, die vertikal oberhalb des Gelenkes 16 und den miteinander verbundenen Teilen des Vorderrahmens 12 und Hinterrahmens 14 angeordnet ist.

Der mit 24 bezeichnete Überschlagschutzrahmen ist mittels Befestigungselemente mit dem Vorderrahnien

12 verbunden, umgibt den Fahrerstand 22 vollständig -w und schützt bei ;inem Überschlagen des Schleppers die in ihm befindlichen Bedienungspersonen.

Der Überschlagschutzrahmen weist vier gleiche dreiarmige Pfosten 30 auf, die als vertikal verlaufende Profilträger 30f an ihrem oberen Ende gabelförmig r, ausgebildet sind und sich in einen rechten und linken horizontalen Profilträger 30/? und 3Oi. erstrecken. Der Pfosten 30 wird in vorteilhafter Weise aus einem flach ausgebildeten Material bzw. aus einer flachen Metallplatte geformt, die vorzugsweise zwischen 6,5 und ^Γ>υ

13 mm dick ist. Die flacht Metallplatte ist hierzu Y-förmig ausgebildet und wird dann mittels eines Stanzwerkzeug^ zu einem dreiarmigen Eckstück bzw. Pfosten mit einem offenen U-förmigen oder rechtwinkligen Querschnitt gebildet. (F i g. 2 und F i g. 4) v>

Der Vorteil der Formgebung des Pfostens 30, aus einer flachen Metallplatte besteht darin, daß für unterschiedlich breite und hohe Überschlagrahmen für unterschiedlich große Kraftfahrzeuge die gleichen Stanzwerkzeuge verwendet werden können. Um wi unterschiedlich große Überschlagschutzrahmen zu erhalten, brauchen lediglich die entsprechenden Profilträger auf eine bestimmte Länge gekürzt zu werden. Die gleichen Stanzwerkzeuge können auch zum Stanzen unterschiedlich dicker Metallplatten verwendet werden. ι·ϊ Mittels eines Abtrsnn- oder Abschneidvorganges können die Profilträger auf die gewünschte Länge gebracht werden. Die Erstellung des Überschlagschutzrahmens erfolgt durch Zusammenschweißen der ein/.elnen Profilträger 30/? und 3OiL eines ersten Pfostens 30 mit den entsprechenden Profilträgern 30(L und 30/? eines zweiten dreiarmigen Pfostens 30 bis insgesamt vier dreiarmige Pfosten bzw. Eckstücke ein nach unten offenes bzw, ein kastenförmiges Rahmenwerk mit vertikal verlaufenden Proifilträgern 3OL/bilden. Durch den hier geschilderten Zusammenbau der einzelnen Profilträger 3OL/, L, R wird gewährleistet, daß die Schweißstellen des Rahmenwerkes an den Stellen bzw. Ecken der geringsten Beanspruchung und nicht in den Knotenpunkten des Überschlagschutzrahmens, die den größten Belastungen ausgesetzt sind, liegen. Durch das nach unten offene Rahmenwerk ist eine größtmögliche Verformung im Bereich der Decke bzw. Eckstücke möglich.

An den unteren Enden der vier Profilträger 30L/ befinden sich die Anschlußstellen, bzw. Befestigungselemente 26, wobei zweckmäßigerweise Schwingungsisolierungselemente wie Gummielemente 34 verwendet werden, die in entsprechende Bohrung ->i der vertikal verlaufenden Profilträger 30L-' eingefulK¹. werden. Leicht herausnehmbare Bolzen 36 können dann in die entsprechenden Schwingungsisolierungselemente bzw. Gummibuchsen eingesetzt werden, um auf diese Weise den Überwrhlagschutzrahmen am Vorderrahmen 12 leicht und schnell montieren und demontieren zu können. Durch Verschraubung des Überschlagschutzrahmens 24 mit der Fahrerplattform 23 und letztlich mit dem Vorderrahmen 12 wird der Überschiagschutzrahmen unten abgeschlossen, und zu einem Gesamtrahmen vervollständigt. Da die dreischenkiigen Pfosten 30 lediglich an ihren oberen Enden miteinander fest verbunden sind, brauchen lediglich die unteren Enden der Profilträger 3OL/des Überschlagschutzrahmens 24 verschraubt zu werden. Auf diese Weise kann auf die unteren seitlichen Querstreben verzichtet werden, wodurch eine Gewichts- und Kostenersparung erzielt wird.

Durch die besondere Ausbildung des Überschlagschutzrahmens 24 und bei üblicher Lastverteilung am Rahm-.n, können maximale Biegemomente bei einem Überrollen an den gabelförmigen Stellen, bzw. an den Ecken des Überschlagschutzrahmens 24 auftreten, wobei die Belastung der vertikal verlaufenden Profilträger 3OL/ nach unten zu den Befesiigungseiementen 26 hin gleichmäßig abnimmt. Dadurch ist es möglich, die Querschnittsfläche des U-förmigen Profilträgers 3OL/im Bereich des unteren Endes relativ klein zu der des oberen Endes auszubilden. Gemäß Fig.l ist die Querschnittsfläche im Bereich der Ecken des Überschlagschutzrahmens 24 dreimal so groß wie die im Bereich des unteren Endes des Profilträgers 3OL/. Der unterschiedliche bzw. sich stetig ändernde Querschnitt der Pfosten führt dazu, daß die Pfosten bei einer Belastung, beispielsweise durch Überschlagen des Schleppers, einer ungleichmäßigen Belas:ungsverteilung ausgesetzt sind. Dies gilt nur im elastischen Bereich, in dem keine dauerhafte Verformung der Pfosten eintritt. Werden jedoi.ii die Pfosten über diesen Bereich hinaus belastet, in dem eine bleibende Verformung eintritt, so sind die Pfosten einer gleichmäß-gen Belastungsverteilung ausgesetzt.

Im Ausführungsbeispiel gemäß I-i g. 3 ist ein Überschlagschutzrahmen 40 dargestellt, der zwei unterschiedlich ausgebildete Pfosten 42 und 44 aufweist. Die dreischenkiigen Pfosten 42 bestehen jeweils aus einem vertikal verlaufenden Profilträger 42(7, der an seinem

oberen finde gabelförmig ausgebildet ist und einen rechten und linken Profilträger 42/f und 42/. aufweist. Die Pfosten 44 weisen je einen gekröpften Profilträger 44f/ auf, der ebenfalls an seinem oberen Finde gabelförmig ausgebildet ist und rechte und linke Profilträger 44/? und 44Z. aulweist. Die Formgebung der Profilträger 44L/erfolgt zweckmäßigerweise, bevor die dreischenkligen Pfosten 42 und 44 zusammengeschweißt werden.

in dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 3 werden die flach verlaufenden. Y-förmigen Platten ebenfalls in einen nach einer Seite hin offenen Profilträger umgeformt, dessen Querschnittsprofil rechtwinklig ausgebildet sein kann (F ig. 4). Dieses hat den Vorteil, dall beispielsweise Glasscheiben auf einfache Weise hinter den Schenkeln der Profilträger angebracht werden können.

In F'i g. 5 ist als weiteres Ausführungsbeispiel ein kastenförmiger Überschlagschut/.rahmen 124 dargestellt, der aus zwei unterschiedlichen Rahmenwerken 126 und 128 gebildet sind. Das Rahmenwerk 126 besteht aus vier gleichen miteinander verschweißten dreischenkligen Pfosten 130. die auf gleiche Weise wie eingangs beschrieben, hergestellt werden. Das Rahmenwerk 126 ist mit seinen vier Pfosten 130 an die vier Pfosten 132 des Rahmenwerkes 128 angeschweißt.

Dieses kastenförmige Rahmenwerk ist mit dem Vorderrahmen 12 durch vertikale Bolzen und Gummibuchsen verbunden. Die Buchsen, bzw. Bolzen sind hierzu durch die unteren Profilträger der Pfosten 132 geführt. Da der untere Teil der Pfosten 132 einwärts gekrümmt ist. gewinnt man genügend Abstand zu den l.aufradcrn 18 und 20des Schleppers 10.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Überschlagschutzrahmen für Kraftfahrzeuge insbesondere für Schlepper, mit mehreren untereinander durch horizontale Profilträger verbundenen vertikalen Pfosten, die mit ihren unteren Enden an das Kraftfahrzeug angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein jeder Pfosten (30,42, 44,130,132) als einteilig geformtes dreiarmiges Teil ausgebildet ist, das an seinem oberen und/oder unteren Ende sich gabelförmig erstreckende rechte und linke horizontale Profilträger (30/?, 30L, 42L, 42Ä, 44/?, 44LJ aufweist, wobei der rechte Profilträger (30/?, 42/?, 44R) des ersten Pfostens (30) an den linken Profilträger (30/, 42Z, 44Z.) des zweiten dreiarmigen Pfostens und der linke Profilträger des ersten Pfostens an den rechten Profilträger des dritten dreiarmigen Pfostens angeschlossen ist.

2. Überschlagschutzrahmen nach Anspruch i, dadurch gekeair^eichnet, daß der vertikal verlaufende Teil eines jeden dreiarmigen Pfostens (30,42,44, 130, 132) von oben nach unten gesehen sich im Querschnitt verändert.

3. Überschlagschutzrahmen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der vertikal verlaufende Teil eines jeden dreiarmigen Pfostens (30,42,44, 130, 132) von oben nach unten gesehen, sich im Querschnitt verjüngt

4. Überschlagschutzrahmen nach Anspruch I und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dreiarmigen Pfosten (30, 42, 44, 130, 132) im Querschnitt U-förmig oder rechtwinklig ausgebildet sind.

5. Überschlagschutzrahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß tr als kastenförmiges Rahmenwerk (126) ausgebildet ist.

6. Überschlagschutzrahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er aus drei oder vier dreiarmigen Pfosten (30,42,44,130,132) gebildet ist.

7. Überschlagschutzrahmen nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der vertikal verlaufende Teil zumindestens eines Pfostens (44) teilweise nach innen versetzt ist.