DaimlerChrysler AG
Fahrerhaus für ein Nutzfahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Fahrerhaus für ein Nutzfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 44 14 638 Cl ist eine Tragstangenanordnung zum Befestigen eines Anbauteiles an einem Fahrzeugdach bekannt. Die Tragstangenanordnung weist eine Tragstange auf, die entlang einem hohlem Rahmenprofil eines die Dachfläche am Umfang begrenzenden Dachrahmens angeordnet ist, und mit einer Festlegung der Tragstange am Dachrahmen über mindestens zwei einen Abstand voneinander aufweisenden Stützstellen, wobei das An- bauteil nahe einer Stützstelle an einem Haltemittel der Tragstange anbringbar ist. Damit durch die Tragstangenanordnung selbst keine nennenswerte Beeinträchtigung der Fahrtwindüberströmung des Fahrzeugdaches gegeben ist, verläuft die Tragstange nahezu über ihre gesamte Länge im Hohlquerschnitt des Dachrahmens .
Aus der DE 43 18 080 AI ist ein System für den Bau von Sonderfahrzeugen bekannt. Dabei ist die Fahrerkabine im Verlauf der B-Säule und ggf. eines Querschnitts des Fahrzeugdaches mit einem Verbindungsprofil für die verfugte Montage von Fahrzeugbauplatten in der Gestalt ausgeführt, dass die Fahrerkabine mit den Fahrzeugbauplatten verbunden ist und einen formschlüssigen Fahrzeugaufbau bildet, der durch die Verwendung von Fahrzeugbauplatten in unterschiedlichen Ausführungsführungen für verschiedene Funktionen oder Ausführungen des Fahrzeugs variierbar ist.
Aus der DE 43 02 489 C2 ist eine Fahrerhausbaureihe modularen Aufbaus für Lastkraftwagen mit Fahrerhäusern unterschiedlicher Längen-, Breiten- und Höhenabmessungen bekannt. Die Fahrerhäuser weisen eine für alle Baureihen einheitliche Tür sowie dazu angepasste Fahrerhausteile, wie Vorderwand, Rückwand, Seitenteile und Dachaufsatz auf, wobei Tür und Seitenteile in allen Varianten einstückig aus einem Grundkörper gefertigt sind. Die verschiedenen Dachaufsätze sind durch einen nach vorn offenen Dachrahmen lösbar oder nicht lösbar, mit einem einheitlichen Fahrerhausgrundkörper verbindbar, wobei zwischen Vorderwand, offenem Dachrahmen und Dachaufsatz eine mit einem Windschutzscheibenrahmen versehene hohe Windschutzscheibe eingefaßt ist.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für ein Fahrerhaus eingangs erwähnter Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, bei welcher insbesondere ein Fahrzeuginsasse in einem Crashfall besser geschützt ist.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst, vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einem Fahrerhaus mit einem ein Fahrerhausdach nach unten begrenzenden umlaufenden Dachrahmen sowie mit am Fahrerhausdach angeordneten und diesem formgebenden und gewölbten Spriegeln, welche mit einem jeweiligen Endbereich am Dachrahmen befestigt sind, den Dachrahmen mit nach außen offenen und dem Endbereich des jeweiligen Spriegels angepassten Ausnehmungen zu versehen. Dabei ist der jeweilige Endbereich des Spriegels in montiertem Zustand von außen in die Ausnehmung kraftübertragend eingesetzt. Der Dachrahmen besteht im Übrigen aus einem vorderen und einem hinteren Querträger sowie zwei seitlichen Längsträgern .
Durch die erfindungsgemäße Lösung wird eine besonders stabile Verbindung der Spriegel mit dem Dachrahmen und somit eine besonders robuste Ausführung eines Dachaufbaus erreicht. Durch die erfindungsgemäße Anbindung der Spriegel von außen am Dachrahmen wird zudem bei von außen anprallenden Lasten ein Abscheren der Spriegel an der Verbindungsstelle mit dem Dachrahmen verhindert. Herkömmliche Konstruktionen, bei denen die Endbereiche der Spriegel beispielsweise von innen oder von oben am Dachrahmen befestigt waren, wurden ab einer bestimmten Belastung abgeschert und konnten dadurch keine weitere Crashenergie durch Verformung aufnehmen. Bei der Erfindung hingegen wird ab einer bestimmten Belastung, beispielsweise bei einer Aufprallbelastung bei einem Verkehrsunfall, der Spriegel und ggf. der Dachrahmen deformiert, so dass deutlich mehr Energie durch die Konstruktion absorbiert werden kann und zugleich ein schützender Dachaufbau, wenn auch deformiert, erhalten bleibt. Dadurch kann gewährleistet werden, dass sich die Fahrsicherheit eines Fahrers innerhalb des Fahrerhauses im Crashfall deutlich erhöht.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kreuzen sich die Spriegel an Kreuzungspunkten, die als starre Knotenelemente ausgebildet sind. Durch die starren Knotenelemente wird eine gitterartige Struktur der Spriegel geschaffen und dadurch eine versteifte Konstruktion erzeugt. Die Knotenelemente bilden darüber hinaus Kraftverzweigungspunkte, an denen sich eingeleitete Kräfte umlenken lassen, so dass sich im Crashfall ein optimaler Kraftverlauf einstellt.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung sind die Spriegel in ihren Endbereichen und/oder den Kreuzungspunkten trapezförmig aufgeweitet. Hierdurch wird erreicht, dass die Spriegel an ihren Befestigungspunkten besonders widerstandsfähig und steif ausgebildet sind. Die trapezförmige Aufweitung bewirkt eine Erhöhung des Widerstandsmomentes bzw. Flächenträgheitsmomentes und sorgt dadurch für ein verbessertes Crashverhalten.
Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Ausnehmung zumindest teilweise komplementär zum Endbereich des jeweiligen Spriegels ausgebildet. Durch die komplementäre Ausbildung wird eine Formschlüssigkeit zwischen dem Endbereich des Spriegels und dem Dachrahmen erreicht, wodurch zusätzlich zur angewandten Verbindungstechnik, beispielsweise Schweißen, eine besonders gute Kraftübertragung zwischen Dachrahmen und Spriegel erzielt wird. Denkbar sind hierbei beispielsweise schwalbenschwanzartige Verbindungen.
Zweckmäßig ist zumindest eine der Ausnehmungen an einem oberen Endabschnitt einer A-Säule und/oder einer B-Säule und/oder einer Vertikalstrebe einer Fahrerhausrückwand angeordnet. Durch eine derartige Anordnung kann im Crashfall ein besonders günstiger Kraftverlauf erreicht werden, da die A- Säule, die B-Säule sowie die vertikalen Streben an der Fahrerhausrückwand hohe Steifigkeiten aufweisen. Bei einer Anordnung der Dachspriegel zwischen den beiden vorderen A- Säulen oder zwischen der A und B-Säule müsste eine einwirkende Kraft zunächst von der jeweiligen Säule über einen Abschnitt des Dachrahmens zum nächsten Spriegel geleitet werden. Dies wird durch die direkte Anbindung der jeweiligen Endbereiche an den genannten A-Säulen, B-Säulen oder vertikalen Streben der Fahrerhausrückwand vermieden.
Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist im Bereich der Ausnehmung jeweils ein Endbereich eines Spriegels mit dem oberen Endabschnitt einer A-Säule oder einer B-Säule oder einer Vertikalstrebe der Fahrerhausrückwand verbunden. Hierdurch wird das Fahrerhaus zusätzlich versteift und zugleich der Kraftfluss optimal von den Säulen bzw. Streben in die Spriegel oder umgekehrt eingeleitet. Denkbar ist hierbei, dass die A-Säulen, B-Säulen und/oder die vertikalen Streben der Fahrerhausrückwand ähnlich der Spriegel von außen an dem Dachrahmen angeordnet
sind, so dass eine besonders effiziente Krafteinleitung im Crashfall erreicht werden kann.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus den zugehörigen Figurenbeschreibungen anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
Dabei zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Fahrerhausdaches,
Fig. 2 einen in eine Ausnehmung am Dachrahmen eingesetzten Endbereich eines Spriegels.
Entsprechend Fig. 1 ist ein Dachbereich eines Fahrerhauses 1 für ein Nutzfahrzeug gezeigt, welches im wesentlichen aus einem umlaufenden Dachrahmen 3 sowie daran angeordneten nach oben gewölbten Spriegeln 4 gebildet ist. Der Dachrahmen 3 begrenzt dabei das Fahrerhausdach 2 nach unten und besitzt einen vorderen und einen hinteren Querträger sowie zwei seitliche Längsträger. Der Rahmen 3 ist auf das Fahrerhaus 1 aufgesetzt und mit diesem an einer nicht näher bezeichneten Frontwand, zwei Seitenwänden sowie einer Rückwand verbunden. Zusammen mit den Spriegeln 4 begrenzt der Dachrahmen 3 einen
wannenförmigen Dachaufbau, welcher beispielsweise als Stauraum genutzt werden kann.
Die dem Fahrerhausdach 2 formgebenden und gewölbten Spriegel 4 sind mit einem jeweiligen Endbereich 5 am Dachrahmen 3 befestigt. Dabei kann gemäß Fig. 1 vorgesehen sein, dass die Spriegel 4 zweifach gewölbt sind. Eine erste Wölbung ist dabei einer Kontur des wannenförmigen Dachaufbaus angepasst, wogegen eine zweite Wölbung bezüglich eines Querschnittes der Spriegel 4 vorgesehen ist, wodurch diese aufgrund eines dadurch erzielten höheren Widerstandsmomentes, deutlich steifer sind.
Zur Befestigung der Spriegel 4 am Dachrahmen 3 weist dieser nach außen offene und dem Endbereich 5 des jeweiligen Spriegels 4 angepasste Ausnehmungen 6 auf (vgl. auch Fig. 2). Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass der jeweilige Endbereich der Spriegel 4 im montierten Zustand von außen in die Ausnehmung 6 kraftübertragend eingesetzt ist. Dadurch wird erreicht, dass eine von hinten oder seitlich auf das Fahrerhaus 1 bzw. das Fahrerhausdach 2 aufprallende Last nicht zu einem Abreißen der Spriegel 4 in deren Endbereichen 5 vom Dachrahmen 3 führt. Vielmehr kann erreicht werden, dass die Spriegel 4 zur Energieabsorption herangezogen werden und durch entsprechende Deformation Crashenergie vernichten.
Gemäß Fig. 1 kreuzen sich die Spriegel 4 an Kreuzungspunkten 7, welche günstigerweise als starre Knotenelemente ausgebildet sind und dadurch eine Lastabtragung verbessern und zugleich die Steifigkeit des Fahrerhausdaches 2 erhöhen. Ziel der erfindungsgemäßen Lösung ist dabei, den Fahrzeuginsassen des Nutzfahrzeuges eine ausreichend große Kopffreiheit bei einem Fahrzeugcrash bereitzustellen und somit Unfallfolgen für die Fahrzeuginsassen, insbesondere Kopfverletzungen, zu vermeiden oder zumindest zu reduzieren.
Gemäß Fig. 1 ist dazu jeder Spriegel 4 mit dem einen Endbereich 5 λ an einem der Querträger und mit dem anderen Endbereich 5 Λ an einem der Längsträger des Dachrahmens 3 befestigt. Hierdurch entsteht eine gitterartige Struktur der Spriegel 4 oberhalb des Dachrahmens 3. Die Spriegel 4 stellen dabei ein Innenskelett des Fahrerhausdaches 2 dar, welches mit einer nicht dargestellten Haut, z.B. aus Blech oder Kunststoff überzogen wird, so dass das Skelett aus den Spriegeln 4 im fertig montierten Zustand des Fahrerhausdaches 2 nicht mehr zu sehen ist.
Um den Kraftfluss im Fahrzeugdach 2 beim Aufprall weiter zu optimieren ist vorgesehen, zumindest eine der Ausnehmungen 6 an einem oberen Endabschnitt einer A-Säule 8 und/oder einer B-Säule 9 und/oder einer Vertikalstrebe 10 einer nicht näher bezeichneten Fahrerhausrückwand anzuordnen. Günstigerweise ist dabei im Bereich der Ausnehmungen 6 jeweils ein Endbereich 5 eines Spriegels 4 mit dem oberen Endabschnitt der A- Säule 8 oder der B-Säule 9 oder der Vertikalstrebe 10 der Fahrerhausrückwand verbunden und gewährleistet dadurch eine besonders steife Anbindung des Fahrerhausdaches 2 an das Fahrerhaus 1.
Gemäß Fig. 1 verläuft ein erster Spriegel 4a von einer linken A-Säule 8a zu einer gegenüberliegenden rechten B-Säule 9b, während ein zweiter Spriegel 4b von der linken A-Säule 8a zu einer gegenüberliegenden rechten Vertikalschräge 10b an der Fahrerhausrückwand verläuft. Des Weiteren verläuft ein dritter Spriegel 4c von einer rechten A-Säule 8b über zwei Knotenelemente 7, 7 Λ zu einer gegenüberliegenden linken B- Säule 9a, während ein vierter Spriegel 4d von der rechten A- Säule 8b zu einer gegenüberliegenden Vertikalstrebe 10a an der Fahrerhausrückwand verläuft.
Gemäß Fig. 1 ist der Verlauf der einzelnen Spriegel 4b und 4d so gewählt, dass diese über ein vorderes Eck 11 des Fahrer-
hausdaches 2 geführt sind und somit das Fahrerhausdach 2 besonders in diesem Bereich aussteifen.
Zudem ist gemäß Fig. 1 zu erkennen, dass sowohl der Kreuzungspunkt 7, in welchem sich die Spriegel 4a und 4c kreuzen, als auch der Kreuzungspunkt 7λ, in welchem sich die Spriegel 4b und 4d kreuzen, bezogen auf eine Fahrerhausbreite mittig angeordnet sind. Der Kreuzungspunkt 7Λ , in welchem sich der Spriegel 4a und 4d kreuzen, als auch der Kreuzungspunkt 7λλλ, in welchem sich der Spriegel 4b und 4c kreuzen sind dagegen exzentrisch zur Mitte bezüglich der Fahrerhausbreite bzw. der Fahrerhausquerrichtung angeordnet .
Gemäß Fig. 2 ist der Endbereich 5 des Spriegels 4 trapezförmig aufgeweitet und besitzt eine Schwalbenschwanz ähnliche Form. Die Ausnehmung 6 ist dabei komplementär zum Endbereich 5 des Spriegels 4 ausgebildet, so dass ein kraft- und formschlüssiger Verbund zwischen dem Spriegel 4 und dem Dachrahmen 3 erzielt wird. Die gemäß Fig. 1 und 2 dargestellte Aufweitung der Endbereiche 5 der Spriegel 4 ist dabei rein exemplarisch zu sehen, so dass auch andere formschlüssige Ausgestaltungen der Endbereiche 5 sowie der komplementär dazu ausgebildeten Ausnehmungen 6 am Dachrahmen 3 denkbar sind.
Durch die gezeigten Ausgestaltungen der Erfindung wird somit ein deutlich steiferes Dach 2 erreicht, so dass größere Lasten, insbesondere bei einem Verkehrsunfall oder bei einer Verschiebung des Ladegutes in Richtung des Fahrzeugdaches 2, also einer Belastung des Fahrzeugdaches 2 mit einem großen Gewicht von hinten, nicht zu einem Abreißen der Endbereiche 5 der Spriegel 4 vom Dachrahmen 3 führen und somit zu einer Gefährdung eines Fahrzeuginsassen.
Zusammenfassend lassen sich die wesentlichen Merkmale der erfindungsgemäßen Lösung wie folgt charakterisieren:
Die Erfindung sieht vor, an einem Fahrerhausdach 2, welches nach unten durch einen umlaufenden Dachrahmen 3 begrenzt wird, formgebende und gewölbte Spriegel 4 vorzusehen, die in montiertem Zustand in am Dachrahmen 3 vorgesehene, nach außen offene und dem Endbereich 5 des jeweiligen Spriegels 4 ange- passte Ausnehmungen 6 von außen kraftübertragend eingesetzt sind. Dadurch wird ein besonders steifes Fahrerhausdach 2 geschaffen, so dass im Crashfall aufprallende Lasten besser abgeleitet werden können und dadurch der im Fahrzeug sitzenden Person zur Verfügung stehende Raum nicht eingeschränkt wird. Zur weiteren Steifigkeitserhöhung können die Spriegel 4 mit ihrem jeweiligen Endbereich 5 über den Dachrahmen 3 an einer A-Säule 8, einer B-Säule 9 oder einer Vertikalstrebe 10 einer nicht näher bezeichneten Fahrerhausrückwand verbunden werden. Die Kreuzungspunkte 7, 7 , 7ΛΛ und 7 Λ der Spriegel 4 können als starre Knotenelemente ausgebildet sein, so dass auch hierdurch eine Steifigkeitssteigerung des Fahrerhausdaches 2 und damit eine Steigerung der Fahrsicherheit erreicht werden kann .