DE4428101A1 - Rahmenkopf für einen Tragrahmen eines Lastkraftwagens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Rahmenkopf für einen Tragrahmen eines Lastkraftwagens, der mit zwei Längsträgern des Tragrah­ mens kraftübertragend verbindbar ist, und der mit einem Front­ querträger sowie mit zwei Rahmenanschlußstücken zur Anbindung an die Längsträger versehen ist, wobei dem Frontquerträger ein Koppelmaul zugeordnet ist.

Aus der DE 40 06 418 A1 ist ein Lastkraftwagen mit einem Trag­ rahmen bekannt, der einen Rahmenkopf in Form eines Vorderwagen­ moduls aufweist. Der Vorderwagenmodul ist mit den Enden der beiden Rahmenlängsträger verbunden. Der Vorderwagenmodul weist einen Querträger sowie zwei Rahmenanschlußstücke auf, mittels derer er mit den Rahmenlängsträgern verbindbar ist. Dem Quer­ träger des Vorderwagenmoduls sind Kühler-Gebläse-Einheiten vor­ gelagert.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Rahmenkopf der eingangs ge­ nannten Art zu schaffen, der einen vergrößerten Bauraum in Fahrzeuglängsrichtung bereitstellt, sowie einen einfachen Auf­ bau und eine hohe Stabilität verbunden mit einer Gewichtsopti­ mierung aufweist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Frontquerträger mit einen zu den Tragrahmen nach hinten offenen Blechprofil ver­ sehen ist, in das das Koppelmaul als getrenntes Bauteil, insbe­ sondere als Schmiedeteil, von einer Rückseite her einsetzbar ist, und das auf einer Vorderseite auf Höhe der Position des Koppelmaules mit einem Durchtritt versehen ist. Die Integration des Koppelmaules bewirkt zum einen eine Verstärkung des Blech­ profiles und damit eine erhöhte Stabilität, und zum anderen wird die eigentliche Ankopplungsfunktion des Koppelmaules direkt im Frontquerträger erzielt, ohne daß zusätzliche Halte­ rungen o. ä. benötigt werden. Da das Koppelmaul im Frontquer­ träger integriert ist, ist es möglich, den Frontquerträger im vordersten Bereich direkt an der Front des Fahrerhauses des Lastkraftwagens anzuordnen. Dadurch wird hinter dem Frontquer­ träger zwischen den beiden Längsträgern des Tragrahmens in Fahrzeuglängsrichtung ein erheblich vergrößerter Bauraum be­ reitgestellt. Die Ausgestaltung des Frontquerträgers als nach hinten offenes Blechprofil mit dem integrierten Koppelmaul ist für Lastkraftwagen bis zwanzig Tonnen Gesamtgewicht geeignet.

In Ausgestaltung der Erfindung entspricht die maximale Tiefe des Koppelmaules etwa der Tiefe des Blechprofils. Dadurch er­ hält der Frontquerträger im Bereich des Koppelmaules Kasten­ form, die eine erhöhte Stabilität bewirkt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist ein von der Rück­ seite her an das Blechprofil des Frontquerträgers ansetzbares Deckblech vorgesehen, das mit dem Blechprofil zu einem ge­ schlossenen Kasten verschweißbar ist. Diese Ausgestaltung ist für Lastkraftwagen mit einem Gesamtgewicht von mehr als zwanzig Tonnen geeignet, da der Frontquerträger dadurch eine geschlos­ sene Kastenform und somit eine weiter erhöhte Stabilität auf­ weist. Das Deckblech erstreckt sich dabei über die gesamte Länge des Blechprofils.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung besteht jedes Rahmenan­ schlußstück aus zwei kastenförmig zusammengeschlossenen Bautei­ len, wobei ein äußeres Bauteil aus einem schlagzähen Werkstoff hergestellt ist und ein inneres Bauteil mit mehreren Aufnahmen für Funktionsträger versehen ist, die einstückig an dem Bauteil an- oder ausgeformt sind. Dadurch ergibt sich für jedes Rahmen­ anschlußstück eine hohe Stabilität, durch die eine gute Kraft­ übertragung zwischen dem Frontquerträger und den Rahmenlängs­ trägern gewährleistet ist. Durch die Kombination der beiden Bauteile ist es zum einen möglich, die Rahmenanschlußstücke an die jeweils gewünschten Ausführungsformen des Lastkraftwagens anzupassen und zum anderen durch die Kombination verschiedener Materialien die technischen Eigenschaften der Rahmenanschluß­ stücke zu verbessern.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung, die anhand der Zeichnungen dargestellt sind.

Fig. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung eine Ausfüh­ rungsform eines erfindungsgemäßen Rahmenkopfes, der an zwei Längsträgern eines Tragrahmens eines Last­ kraftwagens angeschlossen ist,

Fig. 2 in vergrößerter Explosionsdarstellung einen Front­ querträger des Rahmenkopfes nach Fig. 1,

Fig. 3 in vergrößerter Explosionsdarstellung ein Rahmenan­ schlußstück zur Anbindung des Rahmenkopfes nach Fig. 1 an die Längsträger des Tragrahmens,

Fig. 4 in einer Explosionsdarstellung ein weiteres Rahmenan­ schlußstück ähnlich Fig. 3, das für eine weitere Aus­ führungsform eines Rahmenkopfes vorgesehen ist,

Fig. 5 einen Schnitt durch den Frontquerträger nach Fig. 1 entlang der Schnittebene V in Fig. 1,

Fig. 6 einen weiteren Schnitt durch den Frontquerträger nach Fig. 1 entlang der Schnittebene VI in Fig. 1,

Fig. 7 einen Schnitt durch einen weiteren Frontquerträger ähnlich Fig. 1 auf Höhe der Schnittebene nach Fig. 5, bei dem das offene Blechprofil des Frontquerträgers durch ein Deckblech geschlossen ist,

Fig. 8 den Frontquerträger nach Fig. 7 in einem Schnitt ent­ sprechend der Schnittebene nach Fig. 6,

Fig. 9 einen Schnitt durch das in Fahrtrichtung gesehene linke Rahmenanschlußstück nach Fig. 1 entlang der Schnittebene IX,

Fig. 10 das Rahmenanschlußstück nach Fig. 9, jedoch entlang der Schnittebene X nach Fig. 1,

Fig. 11 einen Schnitt durch ein weiteres Rahmenanschlußstück nach Fig. 4, auf Höhe der Schnittebene IX nach Fig. 1, und

Fig. 12 einen Schnitt durch das Rahmenanschlußstück nach Fig. 11 auf Höhe der Schnittebene X nach Fig. 1.

Ein Rahmenkopf nach Fig. 1 ist Teil eines Tragrahmens eines Lastkraftwagens. Der Tragrahmen des Lastkraftwagens weist zwei sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckende Längsträger (1) auf, an deren vorderen Stirnenden der Rahmenkopf befestigt ist. Der Rahmenkopf weist einen Frontquerträger (2) auf, der sich über die Fahrzeugbreite bis über die beiden Längsträger (1) hinaus erstreckt. Der Frontquerträger (2) ist mit Hilfe von zwei Rah­ menanschlußstücken (3) an den beiden Längsträgern (1) befe­ stigt. An den unteren Enden der beiden Rahmenanschlußstücke (3) ist mit Hilfe von Halterungen (9) ein Frontunterfahrschutz (5) angeordnet. Aus Übersichtlichkeitsgründen ist dabei die in Fahrtrichtung linke Halterung (9) lediglich teilweise darge­ stellt, wodurch auf dieser Seite ein Verstärkungsprofil (26) erkennbar ist. Auf beiden Seiten sind an den Frontquerträger (2) zwei Seitenprofilteile (6) angeschlossen, die mit dem Frontquerträger (2) vernietet sind. Der Frontquerträger (2) sowie der Frontunterfahrschutz (5) bilden die Vorderfront des Lastkraftwagens, so daß in Fahrtrichtung hinter dem Frontquer­ träger (2) zwischen den beiden Längsträgern (1) ein großer Bau­ raum für Kühl- und Antriebsaggregate zur Verfügung steht. Der Frontquerträger (2) weist ein U-förmiges Blechprofil auf (Fig. 2), das nach hinten zu den beiden Längsträgern (1) hin offen ist. In der die Fahrzeugfront bildenden Vorderseite des Blech­ profils (12) ist in der Fahrzeugmitte eine etwa rechteckige Aussparung vorgesehen, durch die ein von der Rückseite her in das Blechprofil (12) eingesetztes Koppelmaul (4) zugänglich ist. Das Koppelmaul (4) stellt bei der dargestellten Ausfüh­ rungsform ein zum Blechprofil (12) getrenntes Bauteil, und zwar ein Schmiedeteil, dar.

An die beiden seitlichen Rahmenanschlußstücke (3) ist auf Höhe der beiden Längsträger (1) jeweils eine nach außen abragende Strebe (7) zur Fahrerhauseinstiegbefestigung sowie zur Kot­ flügelhalterung vorgesehen. Beide Rahmenanschlußstücke (3) sind zudem in einem oberen Bereich mit Aufnahmestreben (11) für eine Fahrerhauslagerung versehen. Der Rahmenkopf nach Fig. 1 ist für Lastkraftwagen unter zwanzig Tonnen vorgesehen, bei dem zur Verstärkung des Blechprofiles (12) des Frontquerträgers (2) lediglich der relativ breite, glockenähnliche Körper des Kop­ pelmaules (4) herangezogen wird. Bei der Ausführungsform nach Fig. 2, bzw. nach den Fig. 7 und 8, ist das Blechprofil (12) des Frontquerträgers (2) auf seiner Rückseite durch ein Deck­ blech (13) verschlossen. Sowohl das Koppelmaul (4) als auch das Deckblech (13) sind jeweils mit dem Blechprofil (12) ver­ schweißt. Die verschiedenen Schweißnähte sind mit den Bezugs­ zeichen (30) versehen. Das Deckblech (13) erstreckt sich über nahezu die gesamte Länge des Blechprofiles (12). Das Deckblech (13) ist auf Höhe der nach hinten ragenden Kuppel des glocken­ artigen Koppelmaules (4) mit einer quadratischen Aussparung (14) versehen, durch die eine formschlüssige Positionierung des Deckbleches (13) relativ zum Koppelmaul (4) ermöglicht ist. Durch die Kombination aus Deckblech (13) und Blechprofil (12) ergibt sich für den Frontquerträger (2) eine Kastenbildung, die eine hohe Stabilität des Frontquerträgers (2) gewährleistet. Eine ähnliche Kastenbildung wird auch bereits bei der Ausbil­ dung des Frontquerträgers (2) nach den Fig. 1, 5 und 6 im Be­ reich des Koppelmaules (4) erzielt, da die maximale Tiefe des Koppelmaules (4) etwa der Tiefe des Blechprofiles (12) ent­ spricht und ein umlaufender Rand des Koppelmaules (4) gegenüber der Vorderseite des Blechprofiles (12) etwas zurückversetzt ist. Die hohe Stabilität der Ausführung des offenen Frontquer­ trägers (2) nach den Fig. 1, 5 und 6 wird daher durch die Inte­ gration des Koppelmaules (4) in das Blechprofil (12) des Front­ querträgers (2) erzielt. Zu beiden Seiten des Koppelmaules (4) weist die Vorderseite des Blechprofiles (12) des Frontquerträ­ gers (2) jeweils eine Einbuchtung (10) zur Aufnahme der Stoß­ fängerbefestigung auf. Die Ränder des Blechprofiles (12) sind auf einer Oberseite und einer Unterseite jeweils rechtwinklig nach außen abgebogen, wodurch sich die Steifigkeit des Blech­ profils (12) weiter erhöht.

Um einen Kupplungsbolzen durch das in den Frontquerträger (2) integrierte Koppelmaul (4) hindurchzuschieben, sind in der Oberseite und in der Unterseite des Blechprofils (12) zwei Durchtritte (18) vorgesehen, die koaxial zu zwei Durchtritten (28) im Koppelmaul (4) ausgerichtet sind. Der Frontquerträger (2) weist in seinen Seitenbereichen mehrere kreisrunde Durch­ brüche (15, 16, 17) auf, wobei die Durchbrüche (15 und 16) zur Befestigung der beiden Rahmenanschlußstücke (3) mit Hilfe von Nieten und die Durchbrüche (17) zur seitlichen Befestigung der beiden Seitenprofile (6) vorgesehen sind.

Die beiden Rahmenanschlußstücke (3) sind spiegelsymmetrisch, im übrigen jedoch identisch aufgebaut. Die nachfolgende Beschrei­ bung des in Fahrtrichtung linken Rahmenanschlußstückes gilt daher in gleicher Weise für das in Fahrtrichtung rechte Rahmen­ anschlußstück (3). Jedes Rahmenanschlußstück (3) ist aus einem inneren Bauteil (20) und einem äußeren Bauteil (19) zusammenge­ setzt (Fig. 3, 9 und 10). Das äußere Bauteil (19) stellt ein Blechbiegeteil dar, das sich von der Höhe des Längsträgers (1) aus bis zum Frontunterfahrschutz (5) nach unten erstreckt. Das innere Bauteil (20) stellt ein längliches Sphärogußprofil dar, über dessen Fläche verteilt mehrere Abstützzapfen (21) ange­ formt sind. Die Abstützzapfen (21) sind im wesentlichen zylind­ risch, wobei die dem Blechbiegeteil (19) zugewandten Stirn­ seiten alle in einer gemeinsamen Ebene liegen. Beim Gegenein­ anderdrücken der beiden Bauteile des Rahmenanschlußstückes (3), sind das Blechbiegeteil (19) und das Sphärogußprofil (20) ent­ lang einer vertikalen Fahrzeuglängsebene in Anlage. Da das Sphärogußprofil (20) eine offene Kastenform mit stegartig ab­ ragenden Rändern aufweist, wird durch das Zusammensetzen der beiden Bauteile (19 und 20) eine Kastenbildung des Rahmenan­ schlußstückes (3) erzielt.

Alle Abstützzapfen (21) sind mit koaxialen Bohrungen versehen. Das äußere Bauteil (19) weist auf Höhe dieser Bohrungen ent­ sprechende Löcher auf, so daß die beiden Bauteile (19 und 20) mit Hilfe von Schrauben oder Nieten stabil miteinander verbind­ bar sind. Sowohl das Sphärogußprofil (20) als auch das Blech­ biegeteil (19) weisen auf gleicher Höhe jeweils eine Aussparung (22 bzw. 23) für den Durchtritt von Kabelbäumen auf. Das innere Bauteil (20) weist in einem vorderen Stirnbereich zwei stabile Anschlußstücke (34) auf, die mit zu den Durchbrüchen (15) im Blechprofil (20) korrespondierenden Bohrungen zur Vernietung mit dem Blechprofil (12) versehen sind. In gleicher Weise weist das äußere Bauteil (19) in seinem vorderen Stirnbereich einen stabilen Anschlußwinkel (27) auf, der mit den Durchbrüchen (16) im Blechprofil (12) entsprechenden Bohrungen zur Befestigung an dem Frontquerträger (2) versehen ist. An den Anschlußwinkel (27) schließt nach hinten die Aufnahmestrebe (11) an, an deren Unterseite ein Stützwinkel (24) zur Erhöhung der Stabilität der Aufnahmestrebe (11) angeschweißt wird.

Mit dem äußeren Bauteil (19) ist zudem ein Aufnahmeteil (25) für einen Querträger und zusätzlich für einen Lenkerbock bei Volluftfederfahrzeugen sowie ein Verstärkungsprofil (26) zur Halterung des Frontunterfahrschutzes (5) verbindbar. Auch das Verstärkungsprofil (26) ist U-förmig ausgeführt und ist mit seiner offenen Seite gegen den plattenförmigen Bereich des äußeren Bauteiles (19) gerichtet, so daß auch in diesem Bereich eine Kastenbildung zur Erhöhung der Stabilität erzielt wird. Wie aus den Fig. 3 und 10 weiterhin erkennbar ist, ragen die Abstützzapfen (21) auf Höhe des Längsträgers (1) zusätzlich auch zur gegenüberliegenden Seite, nämlich zur Wandung des Längsträgers (1) hin ab, so daß auch zum Längsträger (1) hin eine stabile Abstützung erreicht wird.

Das Rahmenanschlußstück (3a) nach den Fig. 4, 11 und 12 ent­ spricht vom Aufbau her im wesentlichen dem Rahmenanschlußstück (3) nach den Fig. 3, 9 und 10. Auch hier ist ein äußeres Bau­ teil (19a) in Form eines Blechbiegeteiles mit einem inneren Bauteil (20a) in Form eines Sphärogußprofils kastenförmig zu­ sammengefügt. Dieses Rahmenanschlußstück (3a) ist jedoch für Lastkraftwagen ohne Frontunterfahrschutz vorgesehen, weswegen das äußere Bauteil (19a) nicht über das innere Bauteil (20a) vertikal nach unten verlängert ist.

In gleicher Weise sind weitere Ausführungen von Rahmenanschluß­ stücken vorgesehen, die für die Aufnahme eines Kühlerschutz­ querträgers entsprechend modifiziert sind. Die wesentliche Idee, ein äußeres und ein inneres Bauteil aus unterschiedlichen Materialien mit verschiedenen technischen Eigenschaften kasten­ förmig zusammenzusetzen, ist jedoch bei allen Ausführungsformen gleich. Bevorzugt sind drei Ausführungen des erfindungsgemäßen Rahmenkopfes, wobei eine erste für Volluftfederfahrzeuge zur Aufnahme von vorderen Lenkern und eines Frontunterfahrschutzes dient. Diese Ausführung ist in Fig. 1 dargestellt. Für Blatt­ federfahrzeuge ist der Rahmenkopf zur Aufnahme der Vorderfeder und des Frontunterfahrschutzes ausgebildet. Ist ein Blattfeder­ fahrzeug ohne Frontunterfahrschutz vorgesehen, so ist zusätz­ lich - wie beschrieben - eine entsprechende Aufnahme für den Kühlerschutzquerträger als zusätzlicher Funktionsträger vorge­ sehen. Außerdem sind bei allen Ausführungen die Rahmenanschluß­ stücke mit Aufnahmen von Funktionsträgern wie Kühlerlagern und Kotflügelhalterungen versehen.

Claims (7)

1. Rahmenkopf für einen Tragrahmen eines Lastkraftwagens, der mit zwei Längsträgern des Tragrahmens kraftübertragend verbind­ bar ist, und der mit einem Frontquerträger sowie mit zwei Rah­ menanschlußstücken zur Anbindung an die Längsträger versehen ist, wobei dem Frontquerträger ein Koppelmaul zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Frontquerträger (2) mit einem zu dem Tragrahmen nach hinten offenen Blechprofil (12) versehen ist, in das das Kop­ pelmaul (4) als getrenntes Bauteil, insbesondere als Schmiede­ teil, von einer Rückseite her einsetzbar ist und das auf einer Vorderseite auf Höhe der Position des Koppelmaules (4) mit einem Durchtritt (29) versehen ist.

2. Rahmenkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Blechprofil (12) im wesentlichen U-förmig ist.

3. Rahmenkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Tiefe des Koppelmaules (4) etwa der Tiefe des Blechprofils (12) entspricht.

4. Rahmenkopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein von der Rückseite her an das Blechprofil (12) des Frontquerträgers (2) ansetzbares Deckblech (13) vorgesehen ist, das mit dem Blechprofil (12) zu einem geschlossenen Kasten ver­ schweißbar ist.

5. Rahmenkopf nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Rahmenanschlußstück (3, 3a) aus zwei entlang einer vertikalen Fahrzeuglängsebene kastenförmig zusammengeschlosse­ nen Bauteilen (19, 20; 19a, 20a) besteht, wobei ein äußeres Bauteil (19, 19a) aus einem schlagzähen Werkstoff hergestellt ist und ein inneres Bauteil (20, 20a) mit mehreren Aufnahmen für Funktionsträger versehen ist, die einstückig an dem Bauteil (20, 20a) an- oder ausgeformt sind.

6. Rahmenkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Bauteil (19, 19a) aus Blech hergestellt ist und das innere Bauteil (20, 20a) ein Guß- oder Schmiedeteil dar­ stellt.

7. Rahmenkopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Bauteil (19, 19a) für die Halterung eines Front­ unterfahrschutzes (5) nach unten verlängert ist.