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Die
Erfindung betrifft einen Fahrzeugrahmen für ein Kraftfahrzeug nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus
der gattungsbildenden Druckschrift
DE 31 51 280 A1 ist ein Fahrzeugrahmen, insbesondere für Omnibusse,
bekannt, der gebildet wird aus einem vorderen Rahmenendteil, einem
hinteren Rahmenendteil und einem gegenüber diesen tieferliegenden Rahmenmittelteil.
Die Rahmenendteile sind mit senkrecht verlaufenden Streben versehen,
die zum Anschluss des Rahmenmittelteiles in dessen Ebene liegende
Anschlussstellen zur Ausnahme eine Rahmenoberteiles bzw. eines Bodenrahmens
aufweisen.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, einen flach bauenden Rahmen für ein Kraftfahrzeug
darzustellen, der kostengünstig
herstellbar und leicht für
verschiedene Fahrzeugtypen variierbar ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe dadurch gelöst,
dass das Hinterachsmodul eine als Baugruppe ausgeführte Hinterachstragstruktur
aufweist, mit zwei Rahmenlängsträgern, einem
Querrohr an dem links und rechts jeweils ein Längslenker oder Schräglenker
gelagert ist und einem Achsquerträger. Die Gruppierung einiger
Bauteile zu feststehend aufgebauten Baugruppen hat den Vorteil,
dass die Baugruppe ohne Veränderungen
in unterschiedliche Fahrzeugrahmen verbaut werden kann. Dabei können beispielsweise
Bohrungen und Befestigungen für
die Baugruppe bei allen Rahmenvarianten gleich gestalten werden.
Dies erlaubt eine große
Rahmenvielfalt, reduziert die Bauteilevielfalt und verringert den
Entwicklungs- und Montagekosten. Der erfindungsgemäße Fahrzeugrahmen
ist besonders für Wohnmobile
und Fahrzeuge mit Niederflurkofferaufbauten geeignet. Bei derartigen
Fahrzeugen liegt im beladenen Zustand die Hauptlast auf der Hinterachse.
Daher muss die Hinterachse besonders belastbar ausgelegt werden.
Die erfindungsgemäße Baugruppe
ist selbsttragend und damit in sich besonders stabil.
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In
einer Ausführungsform
ist die Hinterachstragstruktur als vormontierbare Baugruppe ausgeführt, die
in den Fahrzeugrahmen einsetzbar ist. Dadurch ist die Baugruppe
separat herstellbar. Da die Baugruppe für verschiedene Fahrzeugrahmen
einsetzbar ist, kann sie unabhängig
von der Rahmenfertigung vorproduziert werden. Ein weiterer Vorteil
liegt darin, dass die so vormontierte Baugruppe in den bereits zusammengebauten
Leiterrahmen eingesetzt und mit dem Leiterrahmen verbunden werden
kann.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
weist das Hinterachsmodul Versteifungsstreben auf, die das Querrohr
mit den Rahmenlängsträgern und/oder einem
weiteren Querträger
verbinden. Dadurch ergibt sich ein stabiler Dreiecksgitterverbund.
Dieser Dreiecksgitterverbund ist besonders verwindungssteif. Dies
ist besonders dann ein Vorteil, wenn die Hinterachse angetrieben
ist, wodurch sich durch die Kraftübertragung zusätzliche
Torsionsbelastungen für
den hinteren Fahrzeugrahmen ergeben.
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In
einer alternativen Ausführungsform
ist eine weitere Hinterachse vorgesehen. Das hat den Vorteil, das
sich die Hinterachsbelastung auf zwei Achsen verteilen kann. Diese
zusätzliche
Hinterachse ist bevorzugt als nicht angetriebene Längslenkerachse
ausgeführt.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
ist eine mehrteilige Gelenkwelle für einen Heckantrieb vorgesehen.
Wie bereits erläutert
ist insbesondere bei Wohnmobilen der Heckantrieb vorteilhaft, da
die Hauptlast des beladenen Wohnmobils auf der Hinterachse liegt.
Bei einem Wohnmobil oder Fahrzeugen mit ähnlicher Ladungsverteilung,
bei denen die größte Last
im Fahrzeugaufbau und nicht im Fahrerhaus liegt, besteht der Vorteil
eines Heckantriebs in der durch die Lastverteilung bedingten guten Traktion.
Die gilt insbesondere auch dann, wenn solche Fahrzeuge auf unbefestigtem
Untergrund rangieren müssen.
Verbunden hiermit ist im entsprechenden Fall auch die bessere Eignung
des Heckantriebs für
einen Anhängerbetrieb.
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Eine
mehrteilige Gelenkwelle hat den Vorteil, dass zur Darstellung verschieden
langer Fahrzeugrahmen und unterschiedlicher Radstände nur
eines der Gelenkwellenteile ausgetauscht werden braucht. Dabei können die
Lagerpunkte am Fahrzeug für
unterschiedliche Gelenkwellen gleich gewählt werden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
weist die mehrteilige Gelenkwelle einen vorderen Gelenkwellenteil
mit zwei Gleichlaufgelenken auf. Damit lassen sich die durch die
Rahmenabsenkung verursachten Niveauunterschiede der Gelenkwelle
ohne Einsatz eines teueren und insbesondere auch schweren Ausgleichgetriebes überwinden.
Das hintere der beiden Gleichlaufgelenke sitzt dabei bevorzugt platzgünstig kurz
vor der Rahmenabsenkung an einem Querträger. Dieser Querträger stabilisiert
zugleich den Bereich der Rahmenabsenkung.
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In
einer günstigen
Ausführungsform
weist die mehrteilige Gelenkwelle einen hinteren Gelenkwellenteil
mit zwei Kreuzgelenken auf. Kreuzgelenke sind kostengünstiger
als Gleichlaufgelenke. Sie sind aber nur bedingt einsetzbar, wenn
die Gelenkwellenteile nicht in einer Flucht zueinander ausgerichtet sind,
sondern in einem Winkel zueinander stehen. Daher setzt eine vorteilhafte
erfindungsgemäße Lösung im
vorderen Bereich zur Überwindung
des durch die Rahmenabsenkung bedingten Niveauunterschiedes Gleichlaufgelenke
und im hinteren Bereich, wo das Rahmenniveau in der Regel gleich bleibt,
die kostengünstigen
Kreuzgelenke ein.
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In
einer alternativen Ausführungsform
weist die mehrteilige Gelenkwelle einen hinteren Gelenkwellenteil
mit zwei Gleichlaufgelenken auf. Damit ist auch an dieser Stelle
ein Winkel zwischen den Gelenkwellenteilen kompensierbar. Dies kann
beispielsweise dann nötig
werden, wenn die Rahmenabsenkung sehr groß ist.
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In
einer weiteren Ausführung
weisen die beiden Rahmenlängsträger des
Hinterachsmoduls jeweils einen Rahmenunterzug mit einem Durchtritt
für eine
Radantriebswelle auf. Die beiden Rahmenlängsträger sind über ein Querrohr miteinander
verbunden, an dem das Differential der angetriebenen Hinterachse über einen
Halter befestigt ist. Die Rahmenlängsträger weisen jeweils einen Durchtritt
für die
vom Differential ausgehenden Radantriebswellen auf. Der Rahmenunterzug
ist unterhalb des Durchtritts für
die Radantriebswelle angeordnet. Der Rahmenunterzug dient dazu,
die durch den Durchtritt entstandene Schwachstelle des Rahmenträgers zu kompensieren.
Damit ist ein Durchtritt für
die Radantriebswellen darstellbar, ohne dass gleichzeitig der Rahmen
an dieser Stelle geschwächt
ist.
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Weitere
Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus der Beschreibung und den
Zeichnungen hervor. Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen vereinfacht dargestellt und
in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 einen
Fahrzeugrahmen in perspektivischer Gesamtansicht,
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2 eine
perspektivische Detailansicht eines in einen Fahrzeugrahmen integrierten
Hinterachs-Moduls,
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3 eine
perspektivische Ansicht einer Trägeranordnung
eines Hinterachs-Moduls mit Versteifungsstreben,
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4 ein
Fahrzeugrahmen in Seitenansicht geschnitten.
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1 zeigt
einen Fahrzeugrahmen eines Kraftfahrzeuges. Der dargestellte Fahrzeugrahmen ist
als Leiterrahmen ausgeführt.
Ein solcher Leiterrahmen besteht aus Rahmenlängsträgern, die über Querträger miteinander verbunden sind.
Der in 1 dargestellte Leiterrahmen weist drei Abschnitte
auf, ein Fahrerhausunterbau-Modul 1, an dass sich ein Mittelmodul 2 anschließt, welches
mit einem Hinterachsmodul 3 verbunden ist.
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Das
Fahrerhausunterbau-Modul 1 weist im hinteren Bereich einen
Querträger 33 auf,
der die Rahmenlängsträger des
Fahrerhausunterbau-Modul 1 miteinander verbindet. Dieser
Querträger 33 dient zur
Stabilisierung des Leiterrahmens und zur Abstützung und Befestigung der Rückwand des
Fahrerhauses 25 (4). In 1 ist
kurz hinter dem Querträger 33 ein
weiterer Querträger 5 angeordnet.
Er dient der Verstärkung
des Übergangsbereichs
zwischen Fahrerhausunterbau-Modul 1 und Mittelmodul 2.
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Im Übergangsbereich
zwischen Fahrerhausunterbau-Modul 1 und Mittelmodul 2 weisen
die beiden Rahmenlängsträger des
Fahrerhausunterbau-Moduls 1, wie in 1 und 4 dargestellt, eine
Rahmenabsenkung 4a bzw. 4b auf. In der dargestellten
Ausführungsform
ist die Rahmenabsenkung 4a, 4b so gestaltet, dass
der waagerechte Rahmenlängsträger des
Fahrerhausunterbau-Moduls 1 in Richtung Mittelmodul 2 nach
unten abknickt und anschließend
mit einem entgegengerichteten Knick wieder in die Waagerechte abknickt.
Die Rahmenabsenkung 4a, 4b kann aber auch als
Schräge
oder als S-förmige
Biegung gestaltet sein. Dabei ist es die Aufgabe der Rahmenansenkung 4a, 4b,
das Fahrerhausunterbau-Modul 1 mit dem tiefer liegenden
Mittelmodul 2 zu verbinden. Durch die Rahmenabsenkung ist
es möglich,
einen flach bauenden Fahrzeugrahmen mit Doppelboden darzustellen.
Die hinter dem Fahrerhaus angeordnete Rahmenabsenkung ist so ausgelegt,
dass der obere Teil des Doppelbodens auf gleicher Höhe wie der
Fahrerhausboden angeordnet werden kann und mit diesem eine ebene
Bodenfläche
bildet. Dadurch entsteht vom Ende der Fahrerhauses bis zum Ende
des Fahrzeugs ein Doppelboden als Stauraum, ohne dass das Fahrzeug
höher baut
und seinen Schwerpunkt ungünstig
verlagert. Durch diese Rahmenabsenkung ist auch ein niedriger Seiteneinstieg
in den Fahrzeugaufbau darstellbar, wie er bei einem Wohnmobil vorteilhaft
ist.
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Das
Mittelmodul 2 ist gemäß 1 mit
zwei Rahmenlängsträgern 6a, 6b ausgebildet,
wobei der Rahmenlängsträger 6a mit
der Rahmenabsenkung 4a und der Rahmenlängsträger 6b mit der Rahmenabsenkung 4b des
Fahrerhausunterbau-Moduls 1 verbunden ist. Die Rahmenlängsträger 6a, 6b sind über einen
Querträger 7 und
ggf. auch den Querträger 5 miteinander
verbunden.
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In
der Nähe
der Querträger 5 und 7 sind
an der Außenseite
des Rahmenlängsträgers 6b zwei Tankhalter 28a und 28b angeordnet.
In der in 1 sind die Tankhalter 28a und 28b so
gestaltet, dass der Tank 27 mit seiner Bördelkante
in Führungsnuten der
Tankhalter 28a, 28b eingeschoben werden kann und
in diesen geführt
ist.
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Zwischen
den Rahmenlängsträgern 6a und 6b ist
eine Auspuffanlage 26 angeordnet.
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In
der in 1 und 2 dargestellten Form sind die
Rahmenlängsträger 6a und 6b bis
zum hinteren Ende des Fahrzeugrahmens durchgängig. Im Bereich hinter dem
Querträger 7 ist
an den Rahmenlängsträgern 6a und 6b das
Hinterachsmodul 3 befestigt.
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Dort,
wo das Hinterachs-Modul 3 an den Rahmenlängsträgern 6a und 6b angeordnet
ist, weisen die Rahmenlängsträger 6a und 6b,
in der in 2 dargestellten Ausführungsform,
Ausnehmungen auf. In 2 sind diese Ausnehmungen dort
vorgesehen, wo beim Einsetzen des Hinterachs-Moduls 3 ein
Querrohr 9 und ein Durchtritt 31a bzw. 31b des Hinterachs-Moduls 3 positioniert
sind.
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In
eine alternativen Ausführungsform
sind die Rahmenlängsträger 6a, 6b im
Bereich des Hinterachsmoduls 3 unterbrochen.
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In
einer weiteren Ausführungsform
enden die Rahmenlängsträger 6a und 6b dort,
wo sie mit dem vorderen Ende der Rahmenlängsträger 8a, 8b verbunden
sind.
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2 zeigt
das Hinterachsmodul 3 mit zwei Rahmenlängsträgern 8a und 8b,
wobei der Rahmenlängsträger 8a mit
dem Rahmenlängsträger 6a und der
Rahmenlängsträger 8a mit
dem Rahmenlängsträger 6b verbunden
ist. Die Rahmenlängsträger 8a und 8b sind über das
Querrohr 9, den Querträger 10, den
Achsquerträger 23 und
den Querträger 32 miteinander
verbunden. Dabei ist das Querrohr 9 und der Achsquerträger 23 unabdingbar.
Die Querträger 10 und 32 hingegen
dienen der zusätzlichen
Stabilisierung und können
ggf. durch andere Maßnahmen wie
z. B. einen stärker
ausgelegten Achsquerträger 23 ersetzt
werden.
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Am
Querrohr 9 sind Halterungen zur Befestigung von zwei Schräglenkern 24a, 24b angeordnet (1 und 2).
Die Schräglenker 24a, 24b weisen
in ihrem hinteren Bereich eine Federaufnahme, einen Radträger und
eine Befestigung für
einen Stoßdämpfer auf.
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Die
in der Federaufnahme angeordnete Feder stützt sich oben an einem Federhalter
ab. Der Federhalter ist in 1 und 2 als
gebogenes Blech ausgeführt,
das am Rahmenlängsträger 8a bzw. 8b befestigt
ist. Auf dieser Höhe
sind die Rahmenlängsträger 8a und 8b durch
den Achsquerträger 23 miteinander
verbunden. Der Federhalter ist in Verlängerung dieses Achsquerträgers 23 angeordnet.
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Der
Stoßdämpfer ist
in seinem oberen Bereich über
eine Stoßdämpferhalterung
am Rahmenlängsträger 8a bzw. 8b befestigt.
Die Stoßdämpferhalterung
ist in Verlängerung
des Querträgers 10 angeordnet.
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In
der in 1 und 2 dargestellten Ausführungsform
ist hinter dem Achsquerträger 23 ein zusätzlicher
Querträger 32 angeordnet.
Dieser weitere Querträger 32 dient
der zusätzlichen
Verstärkung des
Hinterachsbereichs.
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In
einer besonderen Ausführungsform
ist, wie in 1 dargestellt, eine weitere
Hinterachse 30 vorgesehen, der ein zweites Paar Hinterräder zugeordnet
sind. Bei der in 1 dargestellten Hinterachse 30 handelt
es sich um eine Längslenkerachse.
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3 zeigt
eine Variante des Hinterachs-Moduls 3 mit Versteifungsstreben 11.
Dabei ist das Querrohr 9 über als Querstreben ausgeführte Versteifungsstreben 11 auf
der Höhe
des Querträgers 10 mit
den Rahmenlängsträgern 8a und 8b verbunden.
Es ergibt sich zusammen mit dem Querträger 10 ein insbesondere
horizontal steifer Gitterverband. Damit wird der Leiterrahmen gegen
Parallelverschiebungen versteift. Vorteil dieser Anordnung ist eine
Verstärkung
der besonders belasteten Bereichs der Hinterachse. Dies ist bei
einer angetriebenen Hinterachse in erhöhtem Maße vorteilhaft, da in diesem
Fall die Belastung des Hinterachsbereichs durch die Wirkung der
Antriebskräfte
nochmals vergrößert ist.
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In
der in 3 dargestellten Ausführungsform sind die Versteifungsstreben 11 y-förmig ausgebildet.
Eine vergleichbare Wirkung wird erzielt, wenn die Versteifungsstreben 11 v-förmig ausgebildet sind.
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In
einer alternativen Ausführungsform
sind die Versteifungstreben 11 als gerade Streben ausgeführt, die
v oder x-förmig
zueinander angeordnet sind.
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In 1 ist
der Fahrzeugrahmen mit einer Gelenkwelle für einen Hinterradantrieb dargestellt. Die
Anordnung der Gelenkwelle am Fahrzeugrahmen ist in 4 genauer
dargestellt.
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4 zeigt
einen erfindungsgemäßen Fahrzeugrahmen
in einer geschnittenen Seitenansicht so, dass die Gelenkwelle, die
Querträger
sowie die rechten Rahmenlängsträger des
Fahrzeugrahmens sichtbar sind. Links ist in 4 ist das
rechte Vorderrad angedeutet. In einem Abstand dazu ist schematisch die
Rückwand
des Fahrerhauses 25 eingezeichnet.
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In
der in 1 und 4 dargestellten Ausführungsform
erstreckt sich die Gelenkwelle vom Fahrerhausunterbau-Modul 1 bis
hin zum Hinterachsmodul 3. Dort wo die Gelenkwelle vorne
an das nicht dargestellte Getriebe eines nicht dargestellten Motors
angebunden ist, weist die Gelenkwelle ein vorderes Gleichlaufgelenk 12 auf
(4). Das Gleichlaufgelenk 12 ist mit einem
vorderen Gelenkwellenteil 13 verbunden, das in einem hinteren Gleichlaufgelenk 14 endet.
An das hintere Gleichlaufgelenk 14 schließt sich
der mittlere Gelenkwellenteil 16 an.
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Der
mittlere Gelenkwellenteil 16 ist am Querträger 5 über ein
Zwischenlager 15 drehbar gelagert. In 4 ist
dieses Zwischenlager 15 in der Nähe des Gleichlaufgelenks 14 angeordnet.
Ein Vorteil dieser Anordnung liegt in der damit verbundenen guten Schwingungsdämpfung.
Der mittlere Gelenkwellenteil 16 endet in einem Gelenk 17.
Dieses Gelenk 17 ist in 4 als Gleichlaufgelenk
dargestellt.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
wird das Gelenk 17 jedoch als Kreuzgelenk ausgeführt. Diese
Lösung
ist kostengünstiger
als ein Gleichlaufgelenk.
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Hinter
dem Gelenk 17 ist der hintere Gelenkwellenteil 19 angeordnet.
Der hintere Gelenkwellenteil 19 ist schwingungsgünstig nahe
dem Gelenk 17 mit Hilfe eines Zwischenlagers 18 am
Querträger 7 gelagert.
Der hintere Gelenkwellenteil 19 en det in einem Gelenk 20.
In 4 ist das Gelenk 20 als Gleichlaufgelenk
dargestellt.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist das Gelenk 20 jedoch kostengünstig als Kreuzgelenk ausgeführt.
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Das
hintere Gelenk 20 verbindet die Gelenkwelle mit dem Differential 22.
Eine Aufhängung 21 für das Differential 22 befindet
sich am Querrohr 9.
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Wie
in 4 dargestellt, ist das Differential 22 über zwei
Radantriebswellen mit den Radträgern der
Schräglenker 24a, 24b verbunden
(siehe auch 1). Dazu ist jedem der Rahmenlängsträger 8a und 8b ein
Durchtritt 31a, 31b für eine Radantriebswelle vorgesehen.
Dort wo der Durchtritt 31a, 31b für die Radantriebswelle
vorgesehen ist, weist der Rahmenlängsträger 8a, 8b einen
Rahmenunterzug 29a, 29b auf. Der Rahmenunterzug 29a, 29b kompensiert die
durch den Durchtritt 31a, 31b entstandene Schwachstelle
am Rahmenlängsträger 8a, 8b.
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Zusätzlich ist
der Bereich nahe des Durchtritts 31a, 31b durch
die Querträger 10 und 32 stabilisiert.
Der Querträger 10 ist
senkrecht zur Fahrbahn ausgerichtet. Der Querträger 32 ist ebenso
wie der Achsquerträger 23 parallel
zur Fahrbahn ausgerichtet. Dabei ist der Achsquerträger 23 oberhalb
des Durchtritts 31a, 31b angeordnet und der Querträger demgegenüber nach
hinten unten versetzt. Durch diese Anordnung der Querträger 23 und 32 zueinander
ergibt sich auch eine räumliche
Stabilisierung der Rahmenlängsträger 8a, 8b zueinander.
Diese räumliche
Stabilisierung wird durch die Ausrichtung und Anordnung des Querträgers 10 noch
verstärkt.