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Die Erfindung betrifft einen Kraftwagen mit einem Tragrahmen und einem mit dem Tragrahmen verbundenen Aufbau gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Nutzfahrzeuge wie Transporter oder Lastkraftwagen, aber auch Wohnmobile, weisen üblicher Weise eine Rahmenbauweise mit einem Tragrahmen auf, auf welchem ein Aufbau aufgesetzt ist. Ein Fahrerhaus bzw. eine Fahrerkabine ist dabei Teil des Aufbaus, welches bzw. welche jedoch gegebenenfalls – wie dies beim Lastkraftwagen der Fall ist – separat ausgestaltet ist. Ein solcher Kraftwagen ist beispielsweise in der
DE 21285 A offenbart, welcher einen Geräteträger mit Unterflurmotor und Unterflurantrieb umfasst, der einen Holmenrahmen mit lösbaren Trägerholmen zur Befestigung von Geräten aufweist.
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Der Tragrahmen, welcher gelegentlich auch als Chassis bezeichnet wird, ist dabei so konzipiert, dass er auch ohne die Befestigung des Aufbaus den im Fahrbetrieb auftretenden Belastungen gewachsen ist. Zur Realisierung dieser Steifigkeit sind kosten- und insbesondere gewichtsintensive Maßnahmen zur Aussteifung des Tragrahmens vorgesehen, die zu einem hohen Gewicht des Kraftwagens führen. Wird dann noch der Aufbau mit dem Tragrahmen verbunden, so weist der Kraftwagen üblicher Weise ein sehr hohes Gewicht auf.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kraftwagen der eingangs genannten Art zu schaffen, welcher ein geringeres Gewicht aufweist.
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Diese Aufgabe wird durch einen Kraftwagen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Um einen Kraftwagen der eingangs angegebenen Art zu schaffen, welcher auch dann ein besonders geringes Gewicht aufweist, wenn der Aufbau mit dem Tragrahmen verbunden ist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Tragrahmen zum Erreichen einer eine Fahrtauglichkeit des Kraftwagens bewirkenden Struktursteifigkeit durch den Aufbau ausgesteift ist.
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In einem Ausgangszustand, in welchem der Aufbau nicht mit dem Tragrahmen verbunden ist, weist der Tragrahmen demgegenüber eine wesentlich geringere Steifigkeit auf, welche im Fahrbetrieb des Kraftwagens üblicherweise auftretenden Belastungen nicht gewachsen ist. Dies bedeutet, dass der Kraftwagen im Ausgangszustand zwar rollfähig sein kann, jedoch nicht fahrtauglich bzw. fahrfähig ist, da die Steifigkeit des Tragrahmens zu gering ist. Ist der Aufbau hingegen mit dem Tragrahmen – insbesondere reversibel lösbar – verbunden, so wird eine hinreichende Struktursteifigkeit des Tragrahmens erreicht, so dass dieser den im Fahrbetrieb auftretenden maximalen Belastungen gewachsen ist. Dies bedeutet, dass der selbsttragend ausgebildete Aufbau eine mittragende Funktion hat und den Tragrahmen aussteift, wenn der Aufbau mit dem Tragrahmen verbunden ist. Der Aufbau wird somit als Verstärkung genutzt, so dass auf bisher übliche Verstärkungselemente, welche den Tragrahmen bereits im Ausgangszustand aussteifen, verzichtet werden und somit ein geringeres Gewicht erreicht werden kann.
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Zum Erreichen der besagten Struktursteifigkeit kann der Tragrahmen beispielsweise Rahmenelemente, insbesondere Längsträger, aufweisen, welche eine geringere Dimensionierung haben, welche durch entsprechende korrespondierende Rahmenelemente, insbesondere Längsträger, des Aufbaus zu ergänzen sind, um die erwünschte Struktursteifigkeit des Tragrahmens insgesamt zu erreichen. Auch wäre es denkbar, den Tragrahmen mit offenen Profilen zu gestalten, welche durch korrespondierende Profile auf Seiten des Aufbaus beispielsweise zu geschlossenen Kastenprofilen ergänzt werden können. Im Ergebnis jedenfalls soll erreicht werden, dass die Steifigkeit des Tragrahmens durch den Aufbau entsprechend erhöht wird, um die für den Fahrbetrieb erwünschte bzw. nötige Struktursteifigkeit zu erhalten.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Längsträger jeweils längenverstellbar sind. Hierdurch sind unterschiedliche Längen des Tragrahmens darstellbar, so dass der Tragrahmen an die sich beispielsweise in ihrer Länge voneinander unterscheidenden Aufbauten angepasst werden kann.
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Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die Längsträger jeweils wenigstens zwei Längsträgerteile umfassen, welche teleskopartig ineinander gelagert und zum Längenverstellen relativ zueinander verschiebbar sind. Die Längenverstellbarkeit ist hierdurch bauraum- und gewichtssparend realisiert, da Einsatzteile, welche zwischen die Längsträgerteile eingesetzt werden, um diese zu verlängern, vermieden werden können.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht einen Motor, beispielsweise eine Verbrennungskraftmaschine, vor, mittels welchem korrespondierende Räder des Kraftwagens über eine einerseits mit dem Motor und andererseits mit den Rädern zumindest mittelbar gekoppelte Welle antreibbar sind. Die Welle weist dabei eine Längenverstelleinrichtung auf, mittels welcher die Welle in ihrer Länge zusammen mit den Längsträgern verstellbar ist. Mit anderen Worten kann die Welle die Längenverstellung der Längsträger mit ausführen, ohne dass unterschiedliche Wellen vorgesehen werden müssen.
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Die Längenverstelleinrichtung der Welle kann eine Längsverzahnung umfassen, über welche in Fahrzeuglängsrichtung relativ zueinander verschiebbare Wellenteile der Welle drehfest miteinander gekoppelt sind. Alternativ oder zusätzlich kann die Längenverstelleinrichtung wenigstens ein Einsatzteil umfassen, welches zwischen zwei Wellenteile der Welle eingesetzt wird, um die Welle in Fahrzeuglängsrichtung zu verlängern und über welches Drehmomente zwischen den Wellenteilen übertragen werden.
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Die reversibel lösbare Verbindung des Aufbaus mit dem Tragrahmen ermöglicht es in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung, den Aufbau gegen einen anderen, unterschiedlichen Aufbau auszutauschen und somit bedarfsweise unterschiedliche Aufbauten schnell und einfach mit dem Tragrahmen verbinden zu können. Somit kann der Kraftwagen flexibel an jeweilige Verwendungszwecke angepasst werden.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:
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1 eine schematische und perspektivische Explosionsdarstellung eines Kraftwagens in Form eines Transporters, welcher einen Tragrahmen umfasst, welcher mit einem vom einer Mehrzahl von Aufbauten reversibel lösbar zu verbinden ist, wobei durch das Verbinden mit dem Aufbau die endgültige Struktursteifigkeit des Tragrahmens erreicht wird;
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2 eine schematische Seitenansicht des Kraftwagens;
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3a–d jeweils eine schematische Seitenansicht eines mit dem Tragrahmen verbindbaren Aufbaus; und
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4 ausschnittsweise eine schematische Längsschnittansicht des Kraftwagens entlang einer in 1 gezeigten Schnittlinie A-A.
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1 zeigt einen Kraftwagen 10 in Form eines Transporters mit einem Tragrahmen 12, welcher auch als Chassis bezeichnet wird. Der Tragrahmen 12 umfasst zwei in Fahrzeugquerrichtung voneinander beabstandete Trägerelemente 14, 16 in Form von Längsträgern, welche über wenigstens zwei Querträger 18, 20 miteinander verbunden sind. Am Tragrahmen 12 ist eine Hinterachse 24 mit jeweiligen Hinterrädern 22 sowie eine Vorderachse 28 mit jeweiligen Vorderrädern 26 gehalten.
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Ferner ist am Tragrahmen 12 ein Fahrerhaus 30 – beispielsweise unter Vermittlung einer nicht erkennbaren Fahrerhauslagerung – abgestützt. Das Fahrerhaus 30 begrenzt auch einen Motorraum zumindest teilweise, in welchem ein Motor zum Antreiben des Kraftwagens 10 angeordnet ist. Dazu ist eine einerseits mit dem Motor und andererseits mit den Hinterrädern 22 zumindest mittelbar gekoppelte Gelenkwelle, beispielsweise in Form in einer Kardanwelle, vorgesehen.
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In 1 ist auch ein Aufbau 32 für den Kraftwagen 10 erkennbar, welcher in einem sich in Fahrzeuglängsrichtung an das Fahrerhaus 30 nach hinten anschließenden Stützbereich 34 des Tragrahmens 12 abgestützt ist. Dabei ist der Aufbau 32 selbsttragend ausgebildet und mit dem Tragrahmen 12 reversibel lösbar zu verbinden. Zum Darstellen dieser reversibel lösbaren Verbindung wird der Aufbau 32 mit dem Tragrahmen 12 beispielsweise verschraubt. Alternativ dazu kann eine Schnellverschlusseinrichtung vorgesehen sein, mittels welcher der Aufbau 32 vorzugsweise ohne zusätzliches Werkzeug mit dem Tragrahmen 12 auf einfache und schnelle Weise verbindbar und von diesem zerstörungsfrei zu lösen ist.
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Wie aus 2 erkennbar ist, sind am Aufbau 32 symbolische Haken 36 angeordnet, welche in korrespondierende Aufnahmen 38 am Tragrahmen 12 eingeführt werden können. Durch die Haken 36 und die korrespondierenden Aufnahmen 38 kann auch eine Verrastung des Aufbaus 32 am Tragrahmen 12 vorgesehen werden. Des Weiteren sind am Fahrerhaus 30 entsprechende Befestigungsmittel 40 angeordnet, welche in korrespondierenden Aufnahmen 42 am Aufbau 32 aufgenommen werden und eine sichere Befestigung des Aufbaus 32 am Kraftwagen 10 gewährleisten.
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Um das Gewicht des Kraftwagens 10 auch in dem Zustand, in dem der Aufbau 32 mit dem Tragrahmen 12 reversibel lösbar verbunden ist, besonders gering zu halten, weist der Tragrahmen 12 in einem Ausgangszustand, in welchem der Aufbau 32 nicht mit dem Tragrahmen 12 verbunden ist, eine Steifigkeit auf, welche üblicherweise im Fahrbetrieb auftretenden Belastungen nicht gewachsen ist. Dies bedeutet, dass der Kraftwagen 10 im Ausgangszustand gegebenenfalls rollfähig ist und somit rangiert werden kann, jedoch ist der Kraftwagen 10 im Ausgangszustand aufgrund der nur sehr geringen Steifigkeit des Tragrahmens 12 nicht fahrtauglich.
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Erst das Verbinden des Aufbaus 32 mit dem Tragrahmen 12 bewirkt eine Aussteifung des Tragrahmens 12 und somit dessen hinreichend hohe Struktursteifigkeit, so dass der Kraftwagen 10 erst infolge dieser Aussteifung seines Tragrahmens 12 fahrbar bzw. fahrtauglich ist.
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Zur Realisierung eines besonders geringen Gewichts des Tragrahmens 12 kann dieser zumindest im Wesentlichen aus Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung hergestellt sein. Um gegenüber der Ausgestaltung aus Aluminium höhere aufzunehmende Traglasten realisieren zu können, kann der Tragrahmen 12 zumindest im Wesentlichen aus einem Stahl gebildet sein. Zur Realisierung noch höherer Traglasten können entsprechende Verstärkungen vorgesehen sein, die den Tragrahmen 12 aus Stahl verstärken.
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An einer Stirnseite 44 des Aufbaus 32, welche dem Fahrerhaus 30 zugewandt ist, ist vorliegend ein optionales Dichtungselement 46 angeordnet. Mittels des Dichtungselements 46 ist der Aufbau 32 in seinem am Tragrahmen 12 befestigten Zustand gegen eine korrespondierende, dem Aufbau 32 zugewandte Stirnseite des Fahrerhauses 30 abgedichtet.
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Wie aus 1 und 2 zu erkennen ist, ist der Aufbau 32 als geschlossener Kasten- oder Kofferaufbau ausgebildet, welcher einen Stauraum für Transportgut begrenzende, seitliche Wandungen 48, eine vordere Wandung 50 sowie ein Dach 52 umfasst. Die Wandungen 48, 50 und das Dach 52 sind jeweils eigensteif ausgebildet und miteinander verbunden. Zudem ist ein eigensteifes Bodenelement vorgesehen, welches mit den Wandungen 48, 50 fest verbunden ist und eine Ladefläche für das Transportgut bereitstellt.
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Auf einer der vorderen Wandung 50 gegenüberliegenden Rückseite ist wenigstens eine Ladetür vorgesehen, welche zwischen einer Schließstellung und wenigstens einer Offenstellung verschwenkbar ist und über welche der Stauraum zugänglich ist.
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3a–d zeigen unterschiedliche Ausführungsformen des Aufbaus 32. Der Unterschied zwischen dem Aufbau 32 gemäß 3a und dem Aufbau 32 gemäß 3b besteht beispielsweise in unterschiedlichen Innenausbauten, so dass die äußerlich zumindest im Wesentlichen gleichen Aufbauten 32 für unterschiedliche Zwecke verwenden lassen. Gemäß 3c ist der Aufbau 32 als Pritschenaufbau ausgebildet, wobei die Ladefläche in Fahrzeughochrichtung nach oben zumindest bereichsweise offen ist.
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Gemäß 3d ist der Aufbau 32 in Fahrzeuglängsrichtung wesentlich länger als die anderen Aufbauten 32. Die Aufbauten 32 gemäß 3a–d sind dabei allesamt selbsttragend ausgebildet und wahlweise in dem Transportbereich 34 anordenbar und mit dem Tragrahmen 12 verbindbar. Dabei steifen die Aufbauten 32 in ihrem jeweiligen, mit dem Tragrahmen 12 verbundenen Zustand den Tragrahmen 12 zumindest bis zum Erreichen der die Fahrtauglichkeit des Kraftwagens 10 bewirkenden Steifigkeit aus. Auf diese Weise ist es möglich, ein besonders geringes Gewicht des Kraftwagens 10 mit einem der Aufbauten 32 zu realisieren und gleichzeitig den Kraftwagen 10 besonders flexibel an unterschiedliche Verwendungszwecke modular anpassen zu können. Mit anderen Worten ist durch den Kraftwagen 10 und die unterschiedlichen Aufbauten 32 ein Modulbaukasten gebildet, mittels welchem der Kraftwagen 10 an unterschiedliche Verwendungszwecke angepasst werden kann. Dabei weist – wie vorab beschrieben – erst der Gesamtverbund aus dem Tragrahmen 12 und dem entsprechenden Aufbau 32 die hinreichende, die Fahrtauglichkeit gewährleistende Steifigkeit auf. Da die Aufbauten 32 selbsttragend ausgebildet sind und eine entsprechende Eigensteifigkeit aufweisen, gewährleisten sie eine entsprechende Schwingungssteifigkeit des Tragrahmens 12 und sind im Gesamtverbund aus Kraftwagen 10 und Aufbau 32 mittragend. Darüber hinaus sind sie übereinander stapelbar, so dass sie platzsparend gelagert werden können.
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4 veranschaulicht eine Längenverstellbarkeit der Längsträger 14, 16, wodurch der Tragrahmen 12 an unterschiedliche Längen der Aufbauten 32 angepasst werden kann.
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Die Längsträger 14, 16 umfassen dabei jeweils wenigstens zwei Längsträgerteile 54, 56, welche teleskopartig verschiebbar sind. Um die Längsträgerteile 54, 56 aneinander zu fixieren, sind jeweilige Schrauben 58 vorgesehen, welche über jeweilige Schrauböffnungen 60, 62 der Längsträgerteile 54, 56 mit diesen verschraubt werden können. Dabei weist das vordere Längsträgerteil 54 mehrere, in Fahrzeuglängsrichtung voneinander beabstandete Schrauböffnungen 62 auf, mittels welchen die Längsträgerteile 54, 56 in unterschiedlichen Längsstellungen relativ zueinander fixierbar sind.
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Die reversibel lösbare Verbindung der Aufbauten 32 mit dem Tragrahmen 12 ermöglicht auch eine besonders schnelle Beladung des Kraftwagens 10. Hierzu wird der mit dem Tragrahmen 12 verbundene Aufbau 32 gelöst und gegen einen entsprechenden anderen, bereits mit Transportgut bestückten Aufbau 32 ausgetauscht. Dies bedeutet, dass nicht erst gewartet werden muss, bis der mit dem Tragrahmen 12 verbundene Aufbau 32 entladen worden ist, um den Kraftwagen mit neuem Transportgut zu beladen. Bei dem Austausch der Aufbauten 32 kann dabei die Längenverstellung des Tragrahmens 12 durchgeführt werden, um somit den Tragrahmen 12 an die unterschiedlich langen Aufbauten 32 anzupassen.
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Die Gelenkwelle zum Antreiben der Hinterräder 22 weist eine Längenverstelleinrichtung auf, mittels welcher die Gelenkwelle in ihrer Länge zusammen mit den Längsträgern 14, 16 verstellbar ist. Um eine solche Längenverstelleinrichtung zu vermeiden, kann auch anstelle des Hinterradantriebs ein Vorderradantrieb des Kraftwagens 10 vorgesehen sein, so dass die Kardanwelle entfallen kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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