DE29705947U1

DE29705947U1 - Chassis für Fahrzeuge, insbesondere für LKW

Info

Publication number: DE29705947U1
Application number: DE29705947U
Authority: DE
Original assignee: Sommer Fahrzeugbau & Co GmbH
Current assignee: Sommer Fahrzeugbau & Co GmbH
Priority date: 1997-04-03
Filing date: 1997-04-03
Publication date: 1997-05-28
Anticipated expiration: 2007-04-04

Description

Patent- und Rechtsanwälte

Hansmann & VbGEslR

München — Frankfurt

Hansmann & Vogeser · Postfach 70 08 60 · 81308 München 81369 München Albert-Roj3haupter-StraJ3e Telefon: O 89/7 60 30 44 Telefax: 089/7695345 eMail: [email protected]

München:

Patentanwälte

Hansmann Axel*^A (bis 1995) Dipl.-Wirtsch.-Ing.

Vogeser Werner, Dipl.-Ing.** Liedl Christine, Dipl.-Chem.*' Alber Norbert *^A

Dipl.-Ing., Dipl.-Wirtsch.-Ing.

Strych Werner, Dr. rer. nat.*^A Müller, Gerald, Dipl.-Ing*

Frankfurt: Patent- und Rechtsanwalt am OLG Boecker Joachim, Dr.-Ing.,Dipl.-Ing.*^A

Rechtsanwalt am LG Beü Hans C, Dr.^A

* European Patent Attorneys

* European Trademark Representative

Ihr Zeichen
Your reference

Unser Zeichen Our reference

München, den

46061 Al /&zgr;

3. April 1997

Sommer Fahrzeugbau GmbH & Co

Rembrandtstr. 1-3

33649 Bielefeld

Chassis für Fahrzeuge, insbesondere LKW

Biuikverbinclungen München:

Bayerische Vereinsbank

BLZ 70020270 ■ KontO-Nr. 882495

Deutsche Bank

BLZ 700 70010 ■ Konto-Nr. 82/08050 Postbank München

BLZ 70010080 ■ Konto-Nr. 1633 97-802

I.D.Nr. (VA.T,Registration No.): DE 130497585

BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf ein Chassis, also ein tragendes Grundgerüst für Fahrzeuge, insbesondere für Sattelanhänger, Zuggabelanhänger, Zugmaschinen, etc..

Ein Fahrzeug-Chassis besteht in der Regel aus zwei parallel im Abstand nebeneinander, ins Längsrichtung des Fahrzeug verlaufenden, Längsträgern, die durch Querträger zu einem tragenden Rahmen verbunden werden. Dabei befinden sich - in der Aufsicht auf den Fahrzeug betrachtet - die Längsträger in der Regel nicht an der Außenseite, sondern etwas zur Mitte hin versetzt, während die Querträger sich nicht nur im Bereich zwischen den Längsträgern befinden, sondern auch außerhalb der Längsträger bis in die Nähe des seitlichen Randes des Fahrzeug. Dort befindet sich meist ein speziell gestaltetes Außenrahmenprofil, welches unterschiedlichen Zwecken, beispielsweise der Befestigung von Rungen, dem Einhaken einer Schiebeplane, dem Einhaken von Verzurrvorrichtungen für die Ladung etc. dienen kann.

Dabei sind die Längsträger des Chassis in der Regel die am massivsten ausgebildeten Teile, wobei meist Doppel-T-Profile verwendet werden, bei denen die beiden parallelen Endschenkel als horizontal verlaufende Ober- und Unterplatte eingesetzt werden. Als Querträger werden Z-, U- oder T-Profile verwendet.

Hinsichtlich der Materialwahl bestehen bei den meisten Chassis sowohl die Längsträger als auch die Querträger aus Stahl, und werden entweder direkt oder über Winkelbleche miteinander durch Verschweißen verbunden.

Ebenso sind Fahrzeug-Chassis bekannt, bei denen aus Gewichtsgründen, also zur Absenkung des Leergewichts und Erhöhung der Zuladung, sowohl die Längsträger als auch die Querträger aus Leichtmetall, beispielsweise Aluminium,

bestehen. Auch in diesem Fall werden Längs- und Querträger entweder direkt oder über Winkelbleche durch Verschweißen, Vemieten-/Verschrauben miteinander verbunden. Da Aluminium als Werkstoff wesentlich teuerer ist als Stahl, und wegen der geringeren Tragfähigkeit auch - bei gleicher Belastbarkeit in stärkerer Dimensionierung verwendet werden muß, sind derartige VoII-Aluminium-Chassis nur speziellen Anwendungsfällen vorbehalten.

Für eine ganze Reihe von Anwendungen ist es möglich - unter wirtschaftlichen Aspekten sozusagen als Mischkalkulation - ein Chassis aus zwei Materialien aufzubauen, wobei die primär tragenden Längsträger aus Stahl und die sekundär tragenden Querträger aus einem Leichtmetall wie etwa Aluminium bestehen. Dabei besteht die Schwierigkeit, daß Stahl und Aluminium nicht direkt miteinander verschweißt werden können, mithin die Verbindung der Längs- und Querträger nicht durch direktes oder indirektes Verschweißen erfolgen kann. Deshalb werden entweder an den stählernen Längsträgern stählerne Winkel angeschweißt, welche mit den Querträgern durch eine formschlüssige Verbindung, beispielsweise eine Durchsteckverbindung wie Vernieten oder Verschrauben, verbunden werden.

Ebenso kann an den aus Aluminium bestehenden Querträgern ein Aluminiumwinkel angeschweißt sein, der dann über eine entsprechende formschlüssige Verbindung, z. B. eine Durchsteckverbindung, mit dem stählernen Längsträger zu verbinden ist.

In beiden Fällen besteht das Problem darin, daß die formschlüssige Durchsteckverbindung zwischen dem Winkel und dem entsprechenden Längsoder Querträger die gesamte, vor allem durch den Raddruck eines Gabelstaplers, die Beladung und die fahrdynamische Verstärkung dieser Belastungskräfte erzeugten Kräfte als Scherkräfte aufnehmen muß. Weiterhin muß die formschlüssige Durchsteckverbindung auftretenden Rahmenverdrehungen standhalten.

Obwohl dabei rein rechnerisch ausreichend starke Schrauben bzw. Nieten verwendet werden, bedeutet dies, daß für die entsprechenden Winkel sowie die damit über die formschlüssige Durchsteckverbindung verbundenen Schenkel der Träger ausreichende Wandstärken sowie Querschnitte der Schrauben bzw. Nieten zur Verfugung stehen müssen, und damit diese Bauteile so groß und materialintensiv gewählt werden müssen, daß der Fahrgestellrahmen zu schwer und zu teuer wird.

Zusätzlich bedeutet dies, daß außer dieser formschlüssigen Durchsteckverbindung keine weitere Sicherheit für die zuverlässige Verbindung von Längsund Querträgern existiert, und z. B. die für die Verschraubung verwendeten Schrauben bzw. für die Nietverbindung verwendeten Nieten nur sehr schwer auf bereits beginnenden Dauerbruch hin untersucht werden können.

Somit steht im Falle des Bruches dieser Verbindung keine Sicherheit für die Aufrechterhaltung der Stabilität des Chassis zur Verfugung.

Es ist daher die Aufgabe gemäß der Erfindung, ein Chassis für Fahrzeuge, zu schaffen, bei dem Längs- und Querträger einerseits aus einem Stahlwerkstoff und andererseits aus einem Nicht-Eisenmetall bestehen, und die Verbindung zwischen den beiden Materialien, insbesondere zwischen Längs- und Querträgem, nicht ausschließlich durch eine formschlüssige Durchsteckverbindung gewährleistet wird.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Durch die nach unten gerichtete, horizontale Tragfläche des Querträgers, welche sich oberhalb des Verbindungsteiles, also z. B. eines Winkels befindet, welcher wiederum fest, insbesondere durch Verschweißen, mit dem Längsträger verbunden ist, wird die vorhandene Belastung nicht ausschließlich durch die

zwischen dem Winkel und dem Querträger vorhandene Durchsteckverbindung aufgenommen.

Insbesondere liegt die nach unten gerichtete Tragfläche des Querträgers auf dem Winkel auf, so daß die vorhandenen Kräfte über die gesamte Kontaktfläche zwischen Winkel und der Tragfläche des Querträgers übertragen werden können.

Es entsteht ein Formschluß bei vertikaler Belastung. Dabei handelt es sich insbesondere um die nach oben gerichtete Stirnfläche desjenigen Schenkels des Winkels, welcher parallel zum Querträger, also in Querrichtung des Fahrzeuges, verläuft.

Der Querträger ist dabei beispielsweise als Z- oder U-Profi! gestaltet, wobei die nach unten gerichtete Tragfläche theoretisch auch die Unterseite des oberen Horizontaischenkels des Z- oder U-Profiles sein könnte. Die Abstützung des Querträgers soll jedoch möglichst nahe am sogenannten Schubmittelpunkt des Profils stattfinden, also demjenigen Punkt, an dem Kräfte in das Profil quer zu dessen Längserstreckung eingeleitet werden können, ohne daß das Profil eine Verwindung erfährt. Dieser Schubmittelpunkt liegt jedoch bei einem U-Profil außerhalb des verbindenden Querschenkels des U-Profiles, und auch bei einem Z-Profil für das Belasten in Richtung des verbindenden mittleren Schenkels auf der vom frei endenden Schenkel, aus dessen Richtung die Belastung kommt, abgewandten Seite.

Bei Unterstützung der Unterseite des oberen Horizontalschenkels eines liegenden U- oder eines Z-Profiles mit vertikalem Mittelschenkel wäre dadurch ein Abstand des Krafteinleitungspunktes, also der Berührungsfläche zwischen dem Winkel und dem Profil des Querträgers, und dem Schubmittelpunkt vorhanden, wodurch ein Drehmoment erzeugt würde. Zusätzlich kann bei einem abstützenden Winkel an der Oberseite des Winkels keine Verschweißung gegenüber dem Längsträger vorgenommen werden, ohne daß dort eine Aussparung vorgenommen wird, da sonst Kollisionen mit dem Profil des Querträgers erfolgen.

Der Winkel würde damit sehr groß dimensioniert werden müssen, und aufwendig bearbeitet werden.

Statt dessen wird bevorzugt bei einem liegenden U- oder einem Z-Profil mit vertikalem Mittelsteg an dessen oberen Ende ein horizontaler Fortsatz ausgebildet, weicher in Gegenrichtung vom bereits vorhandenen oberen Vertikalschenkel des U- oder Z-Profiles abstrebt. Dieser Fortsatz ist dabei vorzugsweise über die gesamte Länge des Profils des Querträgers vorhanden, um dieses als kostengünstiges Strangpreßprofil herzustellen.

Die Unterstützung durch den Winkel erfolgt dabei möglichst nahe an dem vertikalen Steg des Profils des Querträgers, weshalb der Innenwinkel zwischen der nach unten gerichteten Tragfläche des Querträgers und dessen Vertikalschenkel spitzwinklig und möglichst wenig gerundet ausgebildet werden sollte.

Auch die Verwendung eines Doppel-T-Trägers als Querträger ist möglich, wobei dabei jedoch das Materialvolumen größer ist als bei Verwendung von Z- und U-Profilen.

Wenn kein Formschluß vorhanden ist, tritt in dem Winkel ein Drehmoment auf, welches über das labile Stegblech des Längsträgers aufgenommen werden muß. Die Schrauben bzw. Nieten müssen aus Montagegründen mit einem Abstand zum Stegblech angeordnet werden. Bei dem Vorhandensein eines Formschlusses stützt sich der Z- oder U-Querträger unmittelbar in der Nähe des Langträgerstegbleches ab. Die Schweißnahtbeanspruchung des Winkels ist wesentlich geringer.

Die horizontale, nach unten gerichtete und über dem Winkel angeordnete Tragfläche ist natürlich immer an demjenigen Bauteil, also Längs- oder Querträger, vorgesehen, welcher mit dem Winkel über eine formschlüssige Durchsteckverbindung, also insbesondere eine Niet- oder Schraubverbindung,

·&diams; .

verbunden ist. Nachfolgend wird wiederum davon ausgegangen, daß dies der Querträger ist.

Falls jedoch im montierten Zustand die nach unten gerichtete Tragfläche des Querträgers bereits in Kontakt mit der oberen Stirnfläche des Winkels steht, der aufgrund der Durchsteckverbindung mit dem aus Leichtmetall bestehenden Querträger seinerseits in der Regel aus Stahl besteht, um mit den stählernen Längsträgern verschweißt werden zu können, muß möglichst jede noch so kleine Relativbewegung zwischen dem stählernen Winkel und dem aus Aluminium oder aus einem anderen Leichtmetall bestehenden Querträger vermieden werden. Ist dies nicht der Fall, würde durch dynamische Schwingungen im Fahrbetrieb in kürzester Zeit der stählerne Winkel mit seiner Kontaktfiäche den aus Leichtmetall bestehenden Querträger durchtrennen.

Zu diesem Zweck ist auch bei Kontakt zwischen dem stählernen Winkel und der Tragfläche des aus Leichtmetall bestehenden Querträgers zusätzlich zwischen dem Winkel und dem Querträger eine Verbindung notwendig, die diese Relativbewegungen unterbindet.

In der Regel wird zu diesem Zweck der Vertikalschenkel des Querträgers mit dem zum Querträger parallel laufenden Schenkel des Winkels über eine formschlüssige Durchsteckverbindung, etwa eine Niet- oder Schraubverbindung, fest, also spielfrei und ohne daß eine Relativbewegung möglich ist, verbunden. Wenn wenigstens zwei solcher Durchsteckverbindungen zwischen dem Winkel und dem Querträger vorhanden sind, wird damit auch zuverlässig eine Relativbewegung zwischen der Tragfläche des Querträgers und der oberen Stirnfläche des Winkeis unterbunden.

Eine Ausführungsform gemäß der Erfindung ist nachfolgend anhand der Figuren näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine Schnittdarstellung durch das Chassis in Querrichtung und

Fig. 2 eine im rechten Winkel hierzu dargestellte Seitenansicht des Längsträgers.

Dabei zeigt Fig. 1 den Längsträger 5, der aus einem Doppel-T-Profil besteht und so eingebaut ist, daß sein verbindender Schenkel vertikal steht und die beiden parallelen Schenkel als obere und untere, horizontal verlaufende Platte 5a und 5b angesetzt sind.

Auf der oberen horizontalen Platte 5a liegt dann beispielsweise der aus Holzbrettern bestehende Ladeboden des Fahrzeugs auf.

Im vertikalen Schenkel des Querträgers ist ein entsprechend gestalteter Durchbruch 3 vorhanden, der besser in der Seitenansicht des Längsträgers 5 der Fig. 2 zu erkennen ist. Dabei ist ersichtlich, daß der Querträger 1 sowohl einen oberen Horizontaischenkei 1b als auch einen unteren Horizontalschenkel 1c aufweist, und sich durch den Längsträger 5, nämlich dessen vertikalen Schenkel, erstreckt, ohne mit diesem in Berührung zu stehen.

Der Querträger 1 besteht dabei aus einem Z-Profil, bei dem der mittlere Vertikalschenkel 1a im wesentlichen senkrecht steht und von diesem am oberen und unteren Ende in gegenüberliegende Richtungen im rechten Winkel der oberen Horizontalschenkel 1b und der unteren Horizontalschenkel 1c abstreben.

Zusätzlich strebt - fluchtend mit dem oberen Horizontalschenkel 1b - in die andere Richtung vom Vertikalschenkel 1a ein oberer Horizontalfortsatz 1d ab, dessen nach unten gerichtete Horizontalfläche eine Tragfläche 1e bildet.

Die Verbindung zwischen Längsträger 5 und Querträger 1 besteht darin, daß beide über einen Winkel 2 miteinander verbunden sind, der vertikal steht, und dessen einer Schenkel mit der Längsrichtung des Fahrzeugs also mit den Längsträgern 5 fluchtet, und dessen anderer Schenke! möglichst mit der Querrichtung, also den Querträgern 1, fluchtet.

Dabei liegt der längs gerichtete Schenkel am vertikalen Schenkel des Längsträgers 5 an und ist mit diesem verschweißt. Der Querschenkel 2a des Winkels 2 befindet sich unter dem Horizontalfortsatz 1d, und steht mit diesem in Kontakt, indem die nach unten gerichtete Tragfläche 1e dieses Horizontalfortsatzes 1d auf der oberen Stirnfläche des Querschenkels 2a des Winkels 2 aufliegt.

Um ein Anliegen des Vertikalschenkels 2a des Winkels 2 an dem Vertikalschenkel 1a des Z-Profiles zu ermöglichen, soii der Übergang zwischen dem Vertikalschenkel 1a des Z-Profiles und dessen Unterstützungsfläche 1e zumindest scharfkantig ausgebildet sein, vorzugsweise ist dort sogar eine horizontal in den Vertikalschenkel 1a hineinreichende Nut 11, unmittelbar übergehend in die Abstützfläche 1e, ausgebildet.
15

Die Auskragung des oberen Horizontalfortsatzes 1d des Querträgers 1 kann dabei größer sein als die Dicke des Querschenkels 2a des Winkels 2, und damit kann die Tragfläche 1e nicht nur auf dem Querschenkel 2a, sondern auch auf dem Längsschenkel aufliegen. Der größte Teil der wechselseitigen Berührungsfläche wird natürlich durch den Querschenkel 2a gebildet.

Der Winkel 2 ist in seiner Längserstreckung, also in der Vertikalerstreckung, kürzer ais die Höhe des Vertikalschenkels 1a des Querträgers 1, und steht mit dem unteren Horizontalschenkel 1c nicht in Verbindung oder in Kontakt.
25

Der Querschenkel 2a des Winkels 2 ist dagegen über zwei übereinander angeordnete Durchsteckverbindungen 4 mit dem vertikalen Schenkel 1a des Querträgers 1 z. B. verschraubt oder vernietet.

Am freien Ende des oberen Horizontalschenkels 1b erstreckt sich unter 90° ein vertikaler Fortsatz 1b' parallel zum Vertikalschenkel 1a geringfügig nach unten, welcher die Stabilität dieses oberen Horizontalschenkels 1b erhöht.

Wie Fig. 2 zeigt, ist der Durchbruch 3 größer als das Querschnittsprofil des hindurchgesteckten Querträgers 1, um einerseits das Hindurchstecken des Querträgers durch zwei oder mehr - in Blickrichtung der Fig. 2 hintereinanderliegende - Längsträger 5 zu erleichtern und andererseits auch zuverlässig einen Kontakt zwischen dem stählernen Längsträger 5 und dem aus Aluminium bestehenden Querträger 1 zu vermeiden. Zu diesem Zweck folgt die Kontur des Durchbruchs 3 nicht im Abstand der Außenkontur des Querträgers 1, sondern ist dieser lediglich angeglichen, um möglichst ohne Ecken und Biegungen auszukommen.

BEZUGSZEICHENLISTE

1	Querträger
1a -	Vertikalschenkel
1b -	Horizontalschenkel
1b' -	vertikaler Fortsatz
1c -	Horizontalschenkei
1d	Horizontalfortsatz
1e -	Tragfläche
2	Winkel
2a -	Querschenkel
2b -	Ausnehmung
3	Durchbruch
4	Durchsteckverbindung
5	Längsträger
5a	obere Platte
5b -	mittlere Platte
11	Nut

Claims

Sommer Fahrzeugbau GmbH & Co
46061 Al/z

Chassis für Fahrzeuge, insbesondere für LKW

SCHUTZANSPRÜCHE

und

Chassis für Fahrzeuge, insbesondere für Fahrzeug, mit wenigstens einem Längsträger (5), der aus Stahl besteht, wenigstens einem Querträger (1), die aus einem Nicht-Eisenmetall besteht

wenigstens je einem Verbindungsteil, mittels welchem der Querträger (1) und den Längsträger (5) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß

der Querträger (1) eine im wesentlichen horizontale, nach unten gerichtete Tragfläche (1e) oberhalb des Verbindungsteils aufweist,

der Querträger (1) mit seiner Tragfläche (1e) auf der oberen Stirnfläche des parallel zum Querträger (1) verlaufenden Querschenkels (2a) des Winkels (2) aufliegt.
2. Chassis nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Verbindungsteil ein Winke! (2) ist.
3. Chassis nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß

der Querträger (1) den Längsträger (5) durch einen entsprechend geformten Durchbruch (3) hindurch durchdringt.
4. Chassis nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (2) aus Stahl besteht und mit dem Längsträger (5) verschweißt ist.
5. Chassis nach einem der vorstehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, daß der Längsträger (2) aus einem U- oder Doppel-T-Profil besteht.
6. Chassis nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

der Querträger (1) aus Aluminium besteht. 15
7. Chassis nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

der Querträger (1) außer einem Vertikalschenkel (1a) wenigstens einen Horizontalfortsatz (1d) aufweist, dessen Unterseite die Tragfläche (1e) bildet. 20
8. Chassis nach einem Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß der Querträger (1) im wesentlichen als Z-Profil gestaltet ist, und der obere Horizontalfortsatz (1d) sich am oberen Ende des Vertikalschenkels (1a) in die vom oberen Horizontalschenkel (1 b) wegweisende Richtung erstreckt.
9. Chassis nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, daß sich am freien Ende des oberen Horizontalschenkels (1b) ein im 90° Winkel nach unten gekröpfter vertikaler Fortsatz (1b¹) anschließt.
10. Chassis nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß

der Querträger (1) mit dem Winkel (2) über wenigstens eine Durchsteckverbindung (4) formschlüssig verbunden äst.
11. Chassisnach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Durchsteckverbindung (4) eine Schraubverbindung ist.
12. Chassis nach Anspruch 12

dadurch gekennzeichnet, daß

die Durchsteckverbindung (4) eine Nietverbindung ist.
13. Chassis nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

der Querträger (1) mit seiner Tragfläche (1e) auf der Oberseite des Winkels (2) aufsitzt.
14. Chassis nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

eine Relativbewegung zwischen dem Winkel (2) und der Tragfläche (1e) durch spielfreie Verbindung des Winkeis (2) mit dem Querträger (1) unterbunden ist.
15. Chassis nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

der Übergang der nach unten gerichteten Tragfläche (1e) des Profils des Querträgers möglichst scharfkantig, insbesondere über eine in den Vertikalschenkei (1a) des Querträgers eintauchende, Nut (11) in die angrenzende Seitenfläche des Vertikalschenkeis des Profils des Querträgers übergeht.