WO2002094642A1 - Tragstruktur eines fahrerhauses für ein nutzfahrzeug - Google Patents

Tragstruktur eines fahrerhauses für ein nutzfahrzeug Download PDF

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vehicle
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Herbert Fischer
Karl-Heinz Schuller
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Daimlerchrysler Ag
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    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D33/00—Superstructures for load-carrying vehicles
    • B62D33/06—Drivers' cabs

Definitions

  • the invention relates to a support structure of a driver's cab for a commercial vehicle according to the preamble of patent claim 1.
  • DE 198 02 092 AI discloses a support structure of a driver's cab for a commercial vehicle, which relates in particular to a floor structure of the driver's cab. Longitudinal beams are arranged below a floor slab on the side of the center tunnel, which are connected to each other by cross beams to stiffen the driver's cab.
  • such a driver's cab does not have the deformation areas in front of the passenger compartment in which the driver is located, which are common in the passenger car area, for example formed by the engine compartment, so that occupant protection in the commercial vehicle area must be achieved by means of additional measures.
  • the vehicle structure carrying the driver's cab can be equipped with deformation areas, as described for example in DE 38 27 923 AI. These measures primarily serve as underrun protection in the event of a collision with a passenger car.
  • the cross member is arranged approximately at the level of the lower boundary of the windscreen, so that the longitudinal member sections projecting upward unite cover a large area in the front.
  • the longitudinal beams are formed by two hollow profiles or open U-profiles running parallel to one another, which are shown in cross-section as a double U-profile. Together with the upper floor slab and with a sandwich floor arranged below the hollow profiles or with a striking plate, closed box profiles are created which produce a honeycomb-like structure and thus stiffen the floor assembly.
  • the longitudinal beam sections protruding beyond the base plate can form a stable supporting structure with the front wall in such a configuration of the longitudinal beams.
  • the longitudinal beam sections projecting upwards are additionally connected to one another by an end wall, thereby further stiffening the support structure.
  • the hollow profiles are closed by the front wall, so that closed box profiles are also created in the area of the front of the cab.
  • the longitudinal members are advantageously arranged in the floor assembly in such a way that vehicle components can be attached to the longitudinal members in a simple manner. For this purpose, mounting options are provided to which different vehicle components can be connected.
  • connection element for a motor vehicle seat can be provided in the cavity between the two parallel hollow profiles of each longitudinal member. This has the advantage that the driver of the commercial vehicle is positioned at the safest point in the event of a frontal impact. No additional mounting brackets are required for the vehicle-fixed mounting of a foot pedal mechanism on the long support sections that are extended upwards.
  • a driver's cab warehouse can also be integrated into the transition area, so that the driver's cab is supported on the vehicle support structure of the commercial vehicle.
  • FIG. 2 is an enlarged view of the long beam course according to FIG. 1,
  • FIG. 3 sectional view along line III-III in Fig. 2 and
  • driver's cab 1 shows a driver's cab 1 with a supporting structure 2 in a perspective view obliquely from behind.
  • the driver's cab 1 is constructed in mirror image with respect to the vehicle center plane, so that the following versions of the left driver's cab half can be transferred to the right driver's cab half.
  • the support structure 2 is essentially formed by A-pillars 3, B-pillars 4, a roof structure 5 which closes the cab upwards and a floor assembly 6.
  • the A pillars 3 are in their upper area by a roof cross member 7 and the B pillars 4 by a roof cross member 8 connected with each other. Together with a roof spar 9 which extends from the A pillar 3 to the B pillar 4, the roof cross members 7 and 8 form the torsionally rigid roof structure 5, which is closed at the top by a roof plate 10.
  • the floor group 6 comprises two inner long beams 12 arranged in mirror image and a base plate 14 delimiting the floor group 6 to the interior 13.
  • the outer long beam 11 connects the A pillar 3 to the B pillar 4, so that a side wall opening 15 results with the roof spar 9.
  • the outer long beam 11 is convexly curved in its rear area, so that a wheel house 16 is formed.
  • a cow air cover 17 is arranged in the center, which projects beyond the base plate 14 into the interior 13 of the driver's cab 1.
  • the inner long beam 12 is of an angular design and extends from the front 18 to the rear wall 19 over the entire length of the driver's cab 1.
  • the long beam 12 is designed as a double U-profile and is formed by two parallel hollow profile beams which are open at the bottom 20 and 21 formed (see. Fig. 3).
  • the long beam 12 has a curved transition area 22 which merges into a long beam section 23 projecting over the base plate 14.
  • the upwardly extending long beam section 23 forms a right angle with the horizontally extending long beam 12.
  • the free end of the protruding long support section 23 is connected to a cross member 24 connecting the A-pillars 3.
  • the cross member 24 forms the lower limit for the front window opening 25 in the front 18.
  • the area below the cross member 24 is one Front wall 26 covered to the outside, which extends over the entire width of the vehicle and is attached to the A-pillars 3 with its outer boundary edges.
  • FIG. 2 shows the angular longitudinal beams 12 in an enlarged section of the support structure 2 from FIG. 1.
  • Fastening means 27 are provided on the outer sides of the upwardly projecting longitudinal beam sections 23, which are used for mounting a foot pedal assembly 28 in the vehicle, which can be of any design and is therefore only indicated by two pedals 29 and 30.
  • the cross section illustrated in FIG. 3 of the longitudinal beam 12 is suitable for accommodating an indicated connection element 32 for a motor vehicle seat, not shown, in the rail-shaped cavity 31 which results in the center.
  • the driver's cab 1 is mounted on a vehicle support structure (not shown) in the transition area 22 of the side members 12.
  • the torque-resistant design of the transition area 22 enables integration of a driver's cab bearing 34 (indicated by dash-dotted lines) into the side members 12, which thus also supports the driver's cab 1 on the vehicle support structure serve. It is irrelevant whether the cab 1 is tiltable or fixed on the vehicle support structure.
  • the longitudinal member 12 is formed by two parallel open U-profiles 35 and 36, which are connected in their front area by the end wall 26.
  • a driver's cab mounting 38 can be fastened to the side walls of the U-profiles 35 and 36, which is only indicated here.
  • the embodiment of the side member 12 shown in FIG. 4 is in principle also suitable for connecting a driver's seat, so that the side members are stiffened in this case by the striking plate or base plate 33 already mentioned in FIG. 3.

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Abstract

Um eine Tragstruktur (2) eines Fahrerhauses (1) für ein Nutzfahrzeug mit unterhalb einer zur Bodengruppe (6) gehörenden Bodenplatte (14) angeordneten Längsträgern (12), die durch mindestens einen Querträger (24) miteinander verbunden sind, zu schaffen, welche den Insassenschutz im Fahrerhaus verbessert, wird vorgeschlagen, dass sich die Längsträger (12) winkelförmig nach oben über die Bodenplatte (14) hinaus erstrecken, wobei die freien Enden der nach oben abstehenden Längsträgerabschnitte (23) an den Querträger angeschlossen sind.

Description

Tragstruktur eines Fahrerhauses für ein Nutzfahrzeug
Die Erfindung betrifft eine Tragstruktur eines Fahrerhauses für ein Nutzfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
In der DE 198 02 092 AI ist eine Tragstruktur eines Fahrerhauses für ein Nutzfahrzeug offenbart, die insbesondere eine Bodenkonstruktion des Fahrerhauses betrifft. Dabei sind unterhalb einer Bodenplatte seitlich des Mitteltunnels Längsträger angeordnet, die zur Versteifung des Fahrerhauses durch Querträger miteinander verbunden sind.
Bekanntermaßen verfügt ein derartiges Fahrerhaus nicht über die im PKW-Bereich üblichen -beispielsweise durch den Motorraum gebildeten- Verformungsbereiche vor der Fahrgastzelle, in der sich der Fahrer befindet, so dass der Insassenschutz im Nutzfahrzeugbereich über ergänzende Maßnahmen erzielt werden muss.
So kann die das Fahrerhaus tragende Fahrzeugstruktur mit Verformungsbereichen ausgestattet sein, wie das beispielsweise in der DE 38 27 923 AI beschrieben ist. Diese Maßnahmen dienen vornehmlich als Unterfahrschutz bei Kollisionen mit Personenkraftwagen .
Bei Kollisionen von zwei Nutzfahrzeugen muss die Tragstruktur des Fahrerhauses und nicht die Fahrzeugstruktur einen Großteil der wirkenden Kräfte aufnehmen, was mit der in der oben bereits genannten DE 198 02 092 AI nicht optimal erfolgen kann. Treffen Kräfte oberhalb der Bodenkonstruktion auf das Fahrerhaus, wie das beispielsweise bei einem Aufprall eines Nutzfahrzeugs auf einen Pritschenwagen möglich ist, können diese nur durch die vordere Stirnwand bzw. über die A-Säulen in die Tragstruktur weitergeleitet werden. Die Stirnwand kann diese Funktion nur bedingt erfüllen.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung eine Tragstruktur für ein Fahrerhaus von Nutzfahrzeugen zu entwickeln, das unter Beibehaltung der versteifenden Bodenkonstruktion den Insassenschutz im Fahrerhaus verbessert.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Um eine Versteifung der Tragstruktur eines Fahrerhauses zu erreichen, sind Längsträger, die unterhalb einer zur Bodengruppe gehörenden Bodenplatte angeordnet sind, über die Bodenplatte hinaus verlängert, so dass sich in einer Seitenansicht des Fahrerhauses eine winkelförmige Gestalt der Längsträger ergibt. Die nach oben abstehenden, über die Bodenplatte hinausragenden Längsträgerabschnitte der Längsträger sind an ihren freien Enden durch einen Querträger miteinander verbunden, wobei der Querträger an die Tragstruktur angeschlossen ist. Dadurch ergibt sich ein steifer Verbund der Tragstruktur des Fahrerhauses, so dass insbesondere die Vorderfront des Fahrerhauses für einen Frontalaufprall besonders versteifend ausgebildet ist. Bei auf die Vorderfront des Fahrerhauses wirkenden Aufprallkräften können diese durch die nach oben abstehenden Längsträgerabschnitte aufgenommen und direkt in die Bodengruppe weitergeleitet werden, so dass eine Intrusion der Stirnwand vermieden werden kann.
Je höher der Querträger in der Vorderfront angeordnet ist, desto besser können Aufprallkräfte aufgenommen und weitergeleitet werden. In einer Ausführung ist der Querträger etwa auf Höhe der unteren Begrenzung der Frontscheibe angeordnet, so dass die nach oben abstehenden Längsträgerabschnitte einen großen Bereich in der Vorderfront abdecken. Durch eine Anbin- dung des Querträgers an die A-Säulen des Fahrerhauses entsteht um den Fahrer eine steife Zelle, die den Insassenschutz maßgeblich verbessert.
In einer Ausführungsform sind die Längsträger durch zwei parallel zueinander verlaufende Hohlprofile oder offene U- Profile gebildet, die sich im Querschnitt als Doppel-U-Profil darstellen. Zusammen mit der oberen Bodenplatte und mit einem unterhalb der Hohlprofile angeordneten Sandwichboden oder mit einem Schließblech entstehen geschlossene Kastenprofile, die eine wabenähnliche Struktur erzeugen und damit die Bodengruppe versteifen. Die über die Bodenplatte hinausragenden Längsträgerabschnitte können bei einer derartigen Ausgestaltung der Längsträger mit der Stirnwand eine stabile Tragstruktur bilden.
Die nach oben abstehenden Längsträgerabschnitte werden durch eine Stirnwand zusätzlich miteinander verbunden und damit die Tragstruktur weiter versteift. Zudem werden die Hohlprofile durch die Stirnwand geschlossen, so dass auch im Bereich der Vorderfront des Fahrerhauses geschlossene Kastenprofile entstehen.
Vorteilhafterweise sind die Längsträger so in der Bodengruppe angeordnet, dass Fahrzeugkomponenten in einfacher Art an den Längsträgern befestigt werden können. Dazu sind Befestigungsmöglichkeiten vorgesehen, an die unterschiedliche Fahrzeugkomponenten angeschlossen werden können.
So kann im Hohlraum zwischen den zwei parallel verlaufenden Hohlprofilen jedes Längsträgers ein Anschlusselement für einen Kraftfahrzeugsitz vorgesehen sein. Das hat den Vorteil, dass der Fahrer des Nutzfahrzeugs an der sichersten Stelle bei einem Frontalaufprall positioniert ist. Für die fahrzeugfeste Lagerung eines Fußhebelwerks an den nach oben verlängerten Langstragerabschnitte werden keine zusatzlichen Anbmdungstrager benotigt.
Mit einer momentensteifen Ausbildung des Ubergangsbereiches zwischen den Langstragern und den nach oben abstehenden Langstragerabschnitten kann ein Fahrerhauslager mit in den U- bergangsbereich integriert werden, so dass eine Abstutzung des Fahrerhauses an der Fahrzeugtragstruktur des Nutzfahrzeugs erfolgt .
Weitere Vorteile sowie eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung erläutert:
Fig. 1 Tragstruktur eines Fahrerhauses eines Nutzfahrzeugs in eine perspektivischen Ansicht schräg von hinten,
Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht des Langstragerverlaufs gemäß Fig. 1,
Fig. 3 Schnittdarstellung gemäß Linie III-III in Fig. 2 sowie
Fig. 4 Schnittdarstellung gemäß Linie IV-IV in Fig. 2.
In Fig. 1 ist ein Fahrerhaus 1 mit einer Tragstruktur 2 in einer perspektivischen Ansicht schräg von hinten dargestellt. Das Fahrerhaus 1 ist bezuglich der Fahrzeugmittenebene spiegelbildlich aufgebaut, so dass die folgenden Ausfuhrungen zur linken Fahrerhaushalfte auf die rechte Fahrerhaushalfte übertragbar sind.
Die Tragstruktur 2 wird im wesentlichen durch A-Saulen 3, B- Saulen 4, einer das Fahrerhaus nach oben abschließenden Dachkonstruktion 5 sowie einer Bodengruppe 6 gebildet.
Die A-Saulen 3 sind in ihrem oberen Bereich durch einen Dach- quertrager 7 und die B-Saulen 4 durch einen Dachquertrager 8 miteinander verbunden. Zusammen mit einem sich von der A- Saule 3 zur B-Saule 4 erstreckenden Dachholm 9 bilden die Dachquertrager 7 und 8 die verwindungssteife Dachkonstruktion 5, die durch ein Dachblech 10 nach oben verschlossen wird.
Die Bodengruppe 6 umfasst neben den zwei spiegelbildlich angeordneten äußeren Langstragern 11 zwei spiegelbildlich angeordnete innere Langstrager 12 sowie eine die Bodengruppe 6 zum Innenraum 13 begrenzende Bodenplatte 14.
Der äußere Langstrager 11 verbindet die A-Saule 3 mit der B- Saule 4, so dass sich mit dem Dachholm 9 eine Seitenwandoff- nung 15 ergibt. Der äußere Langstrager 11 ist in seinem hinteren Bereich konvex geschwungen, so dass ein Radhaus 16 gebildet wird.
Am vorderen Abschluss der Bodengruppe 6 ist eine Kuhlluftabdeckung 17 mittig angeordnet, die über die Bodenplatte 14 hinaus in den Innenraum 13 des Fahrerhauses 1 ragt.
Der innere Langstrager 12 ist winkelförmig ausgebildet und erstreckt sich von der Vorderfront 18 bis zur Ruckwand 19 u- ber die gesamte Lange des Fahrerhauses 1. Der Langstrager 12 ist als Doppel-U-Profil ausgebildet und wird durch zwei parallel verlaufende, nach unten offene Hohlprofiltrager 20 und 21 gebildet (vgl. Fig. 3) .
Im Bereich der Vorderfront 18 weist der Langstrager 12 einen gekrümmten Ubergangsbereich 22 auf, der in einen über die Bodenplatte 14 überstehenden Langstragerabschnitt 23 übergeht. Der sich nach oben erstreckende Langstragerabschnitt 23 bildet mit dem horizontal verlaufenden Langstrager 12 einen rechten Winkel. Das freie Ende des überstehenden Langstrager- abschnitts 23 ist an einen die A-Saulen 3 verbindenden Querträger 24 angeschlossen. Der Querträger 24 bildet die untere Begrenzung für die Frontscheibenoffnung 25 in der Vorderfront 18. Der Bereich unterhalb des Querträgers 24 ist mit einer Stirnwand 26 nach außen abgedeckt, die sich über die gesamte Fahrzeugbreite erstreckt und dazu mit ihren äußeren Begrenzungskanten an den A-Säulen 3 befestigt wird. Es ergibt sich also durch die Verbindung der überstehenden Längsträgerabschnitte 23 mit dem Querträger 24 eine fachwerkähnliche Struktur der Vorderfront 18, die über die Längsträger 12 unmittelbar mit der Bodengruppe 6 in Verbindung stehen.
In Fig. 2 sind die winkelförmigen Längsträger 12 in einem vergrößerten Ausschnitt der Tragstruktur 2 aus Fig. 1 gezeigt .
An den nach oben abstehenden Längsträgerabschnitten 23 sind an den Außenseiten Befestigungsmittel 27 vorgesehen, die für die fahrzeugfeste Lagerung eines Fußhebelwerks 28 dienen, das beliebig gestaltet sein kann und daher lediglich durch zwei Pedale 29 und 30 angedeutet ist.
Der in Fig. 3 veranschaulichte Querschnitt des Längsträgers 12 ist geeignet, in dem sich mittig ergebenden schienenförmi- gen Hohlraum 31 ein angedeutetes Anschlusselement 32 für einen nicht dargestellten Kraftfahrzeugsitz unterzubringen. Wie ebenfalls aus Fig. 3 hervorgeht bildet der Längsträger 12 mit seinem Doppel-U-Profil zusammen mit der auf der Oberseite befestigten Bodenplatte 14 und einem an der Unterseite angebrachten Schließblech 33 eine äußerst stabile Wabenstruktur.
Kommt es nunmehr zu einem Frontalaufprall, bei dem Kräfte gemäß Pfeil F auf die Vorderfront 18 wirken, werden diese durch den Querträger 24 sowie durch die nach oben abstehenden Längsträgerabschnitte 23 aufgenommen. Der Kraftfluss erfolgt dann aufgrund der winkelförmigen Ausbildung der Längsträger 12 über den Übergangsbereich 22 in die Bodengruppe 6 der Tragstruktur 2. Das heißt, der Fahrer ist durch die Anbindung seines Sitzes im Hohlraum 31 des Doppel-U-Profils des Längsträgers 12 so positioniert, dass er bei einem Frontalaufprall durch die Tragstruktur der Vorderfront 18 optimal geschützt ist .
Die Lagerung des Fahrerhauses 1 an einer nicht dargestellten Fahrzeugtragstruktur erfolgt im Übergangsbereich 22 der Längsträger 12. Die momentensteife Ausbildung des Übergangsbereichs 22 ermöglicht eine Integration eines - strichpunktiert angedeuteten- Fahrerhauslagers 34 in die Längsträger 12, die somit auch als Abstützung des Fahrerhauses 1 an der Fahrzeugtragstruktur dienen. Es ist dabei ohne Belang, ob das Fahrerhaus 1 kippbar oder fest auf der Fahrzeugtragstruktur gelagert ist.
In Fig. 4 ist eine Ausführungsform für die Ausbildung der Längsträger 12 in einem horizontalen Schnitt durch das Fahrerhaus dargestellt. Dabei wird der Längsträger 12 durch zwei parallel verlaufende offene U-Profile 35 und 36 gebildet, die in ihrem vorderen Bereich durch die Stirnwand 26 verbunden sind. In dem durch die U-Profile 35 und 36 gebildeten Hohlraum 37 kann eine Fahrerhauslagerung 38 an den Seitenwänden der U-Profile 35 und 36 befestigt sein, die hier lediglich angedeutet dargestellt ist.
Die in Fig. 4 dargestellte Ausführung des Längsträger 12 ist grundsätzlich auch zur Anbindung eines Fahrersitzes geeignet, so dass die Versteifung der Längsträger in diesem Fall durch das in Fig. 3 bereits erwähnte Schließ- oder Bodenblech 33 erfolgt .

Claims

DaimlerChrysler AGPatentansprüche
1. Tragstruktur eines Fahrerhauses für ein Nutzfahrzeug mit unterhalb einer zur Bodengruppe gehörenden Bodenplatte angeordneten Langstragern, die durch mindestens einen Querträger miteinander verbunden sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass sich die Langstrager (12) winkelförmig nach oben u- ber die Bodenplatte (14) hinaus erstrecken, wobei die freien Enden der nach oben abstehenden Langstragerab- schnitte (23) an den Querträger (24) angeschlossen sind.
2. Tragstruktur nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Querträger (24) unterhalb einer Frontscheiben- offnung (25) angeordnet ist und die vorderen A-Saulen (3) miteinander verbindet.
3. Tragstruktur nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass jeder Langstrager (12) durch zwei etwa parallel zueinander verlaufende, nach unten offene Hohlprofile (20, 21) gebildet wird.
4. Tragstruktur nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass im Bereich der nach oben abstehenden Langstragerab- schnitte (23) die offenen Hohlprofile (20, 21) mit einer in Fahrzeugquerrichtung vor den Langstragerabschnitten (23) angeordneten Stirnwand (26) ein geschlossenes Kastenprofil bilden.
5. Tragstruktur nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Langstrager (12) Befestigungsmoglichkeiten (27, 32) für Fahrzeugkomponenten (28) aufweisen.
6. Tragstruktur nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zwischen den zwei parallel verlaufenden Hohlprofilen (20, 21) ein Anschlusselement (32) für einen Kraftfahrzeugsitz integriert ist.
7. Tragstruktur nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass ein Fußhebelwerk (28) an den nach oben abstehenden Langstragerabschnitten (23) fahrzeugfest gelagert ist.
8. Tragstruktur nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass ein zwischen den Langstragern (12) und den nach oben abstehenden Langstragerabschnitten (23) angeordneter U- bergangsbereich (22) momentensteif ausgebildet ist.
9. Tragstruktur nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass im Ubergangsbereich (22) eine Anbindung (34) des Fahrerhauses (1) an eine Fahrzeugtragstruktur des Nutzfahrzeugs erfolgt.
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