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Die Erfindung betrifft einen Rahmen für ein Nutzfahrzeug nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Rahmen für Nutzfahrzeuge, beispielsweise Lastkraftwagen, Auflieger für Sattelzugmaschinen, Anhänger oder dergleichen sind üblicherweise in Leiterbauweise ausgeführt. Sie umfassen seitliche Rahmenlängsträger, welche gegen Fahrzeugachsen des Nutzfahrzeugs abgestützt sind. Die Rahmenlängsträger tragen den Aufbau des Kraftwagens sowie Konsolen für Aggregate, Betriebsmitteltanks und dergleichen. In Fahrzeugquerrichtung sind solche Rahmen mit Querträgern verbunden, so dass sich insgesamt eine leiterartige Struktur ergibt.
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Im Betrieb des Nutzfahrzeugs unterliegt der Rahmen oftmals hohen Biegebelastungen. Insbesondere bei Achsquerstößen werden hohe Biegemomente um die Fahrzeughochachse eingeleitet. Dies führt insbesondere bei Rahmen ohne Hilfsrahmen, wie beispielsweise bei Autotransportern oder Wechselpritschenfahrzeugen, zu hohen Belastungen von Rahmenlängsträgern, Querträgern und verstärkenden Knotenblechen.
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Um solche Belastungen zuverlässig abzustützen, sind üblicherweise besondere Verstärkungsmaßnahmen der Rahmenlängsträger und Einlagen notwendig. Oftmals müssen zudem verstärkte zusätzliche Sonderquerträger mit Knotenblechen eingesetzt werden. Dies ist jedoch aus Bauraumgründen oft nur schwer umsetzbar. Alternativ hierzu sind Verstärkungen seitens des Aufbaus des Nutzfahrzeugs möglich, was jedoch zu massiven Einschränkungen bezüglich der Gestaltungsfreiheit des Aufbaus führt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Rahmen nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 bereitzustellen, welcher besonders stabil und widerstandsfähig insbesondere bezüglich durch Achsquerstößen eingeleiteten Biegemomenten ist.
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Diese Aufgabe wird durch einen Rahmen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Ein solcher Rahmen für ein Nutzfahrzeug, insbesondere einen Lastkraftwagen, einen Auflieger für eine Sattelzugmaschine, einen Anhänger oder dergleichen, weist jeweilige Rahmenlängsträger auf, welche auf wenigstens einer Fahrzeugachse in einem Achsanbindungsbereich abgestützt sind. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass die Rahmenlängsträger über ein Schubelement miteinander verbunden sind, welches sich zumindest über eine überwiegende Länge des Achsanbindungsbereichs der Fahrzeugachse erstreckt. Ein derartiges Schubelement stützt im Gegensatz zu einem konventionellen Querträger somit die Rahmenlängsträger nicht nur punktuell gegeneinander ab, sondern vermag Kräfte zwischen den Längsträgern über einen deutlichen Längenbereich des Rahmens zu übertragen. Dies führt zur Entstehung eines Schubfeldes im Achsanbindungsbereich, durch welches Biegemomente insbesondere um die Fahrzeughochachse besonders gut aufgenommen werden können. Auf gewichts- und bauraumsparende Weise wird so ein Rahmen geschaffen, der insbesondere gegenüber Achsquerstößen besonders stabil und hoch beanspruchbar ist, ohne dass sich Einschränkungen bezüglich der Aufbaukonstruktion ergeben.
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Das Schubelement weist vorzugsweise zumindest die Breite des Rahmens auf, um so die gewünschte Abstützung erzielen zu können.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Schubelement mittels jeweiliger Winkelelemente mit den Rahmenlängsträgern verbunden. Dies ermöglicht eine gewichts- und bauraumsparende und gleichzeitig großflächige Anbindung zwischen Schubelement und Rahmenlängsträgern. Es ist dabei besonders zweckmäßig, wenn sich die Winkelelemente über die gesamte Länge des Anbindungsbereichs des Schubelements an die Rahmenlängsträger erstrecken, um die gewünschte großflächige Kraftverteilung zu ermöglichen, und damit das gewünschte Schubfeld zu schaffen.
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Vorzugsweise weisen die Winkelelemente einen sich über die Kante des jeweils zugeordneten Rahmenlängsträgers zu Fahrzeugquermitte erstreckenden Anbindungsflansch für das Schubelement auf. Dieser kann gegenüber üblicherweise verwendeten Anbindungswinkeln verbreitert sein, um die Krafteinleitung weiter zu verbessern.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Schubelement plattenförmig ausgebildet, sodass insbesondere in Richtung der Fahrzeughochachse nur wenig Bauraumbedarf besteht.
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Vorzugsweise weist das Schubelement ferner einen zentralen Beschnitt auf. Hierdurch kann bei Erhaltung der gewünschten Kraftübertragungsfähigkeit und der daraus resultierenden Momentenabstützung ein Rahmen mit besonders geringem Eigengewicht geschaffen werden.
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Im Folgenden wird die Erfindung und ihre Ausführungsformen anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Seitenansicht eines Heckbereichs eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Rahmens;
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2 den Rahmen gemäß 1 in der Draufsicht;
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3 ein Schubelement zur Verwendung in den Rahmen gemäß 1 und 2 und
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4 Winkelelemente zur Anbindung des Schubelements gemäß 3 an die Rahmenlängsträger des Rahmens gemäß 1 oder 2.
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Ein im Ganzen mit 10 bezeichneter Rahmen für ein Nutzfahrzeug umfasst zwei seitliche Rahmenlängsträger 12, die am Fahrzeugheck 14 mit einem Abschlussquerträger 16 verbunden sind. Der Rahmen 12 stützt sich auf eine Achse 18 des Kraftwagens ab, die über einen Anbindungsbereich 20 mit den Rahmenlängsträgern 12 verbunden ist. Am vorderen Ende des Achsanbindungsbereichs ist ein Verstärkungsquerträger 22 vorgesehen.
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Insbesondere bei Achsquerstößen werden im Achsanbindungsbereich 20 starke Biegemomente um die Fahrzeughochachse in den Rahmen 10 eingeleitet. Diese können allein durch den Verstärkungsquerträger 22 und den Abschlussquerträger 16 oftmals nicht hinreichend abgestützt werden, sodass aufwendige Verstärkungsmaßnahmen notwendig sind. Im Stand der Technik sind hier zusätzliche Querträger im Achsanbindungsbereich 20 Knotenbleche oder dergleichen üblich, die einen hohen Bauraumbedarf aufweisen und das Gewicht des Rahmens 10 nachteilig erhöhen.
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Um derartige Biegemomente auf einfache und bauraumsparende Weise abzustützen, ist im Rahmen 10 eine Schubplatte 24 vorgesehen, die sich über einen überwiegenden Längenanteil des Achsanbindungsbereichs 20 erstreckt und in diesem die Rahmenlängsträger 12 miteinander verbindet. Die Schubplatte 24 weist dabei im Wesentlichen die Breite des Rahmens 10 auf, ist plattenförmig ausgestaltet und weist zur Gewichtseinsparung einen zentralen Beschnitt 26 auf.
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Zur Anbindung der Schubplatte 24 an die Rahmenlängsträger 12 werden Winkelstücke 28 mit den Rahmenlängsträgern 12 und der Schubplatte 24 verschraubt. Die Schubplatte 24 weist dabei, wie in 3 zu erkennen, eine Mehrzahl von Schrauböffnungen 30 auf. Die Winkelelemente 28 weisen einen ersten Anbindungsflansch 32 auf, der über ein entsprechendes Lochraster mit den Rahmenlängsträgern 12 verschraubt wird. Ein zweiter Anbindungsflansch 34 verläuft senkrecht zum Anbindungsflansch 32 und erstreckt sich in Montagelage der Winkelelemente 28 von den Rahmenlängsträgern 12 nach innen zur Fahrzeugquermitte hin. Mit dem Flansch 34 wird die Schubplatte 24 verschraubt.
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Über die Schubplatte 24 ist eine schubfeste Verbindung der Rahmenlängsträger 12 realisiert, die in die Rahmenlängsträger eingeleitete Momente um die Fahrzeughochachse sehr gut aufnehmen kann. Die Schubplatte 24 benötigt nur geringen Bauraum und ist auf einfachste Weise an die Rahmenlängsträger 12 anzubinden. Hierzu können bereits vorhandene Rahmeneinlagen verwendet werden, die lediglich durch Verbreiterung des Flansches 34 die Form der Winkelelemente 28 erhalten. Insgesamt wird so eine äußerst leichte, bauraumsparende und kostengünstige Konstruktion für einen besonders stabilen Rahmen 10 erreicht.
