Fahrzeugrahmen für ein Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugrahmen für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der gattungsbildenden Druckschrift DE 31 51 280 AI 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.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen flach bauenden Rahmen für ein Kraftfahrzeug darzustellen, der kostengünstig herstellbar und leicht für verschiedene Fahrzeugtypen variierbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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 o-
der 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 bela- denen 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.
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.
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 zu-
sätzliche Torsionsbelastungen für den hinteren Fahrzeugrahmen ergeben.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
In einer weiteren Ausführung weisen die beiden Rahmenlängsträger des Hinterachsmoduls jeweils einen Rahmenunterzug mit einem Durchtritt für eine Radantriebswelle auf. Die beiden Rahmenlängstrager 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.
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:
Fig. 1 einen Fahrzeugrahmen in perspektivischer Gesamtansicht ,
Fig. 2 eine perspektivische Detailansicht eines in einen Fahrzeugrahmen integrierten Hinterachs-Moduls,
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Trägeranordnung eines Hinterachs-Moduls mit Versteifungsstreben,
Fig. 4 ein Fahrzeugrahmen in Seitenansicht geschnitten.
Fig. 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 Fig. 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 .
Das Fahrerhausunterbau-Modul 1 weist im hinteren Bereich einen Querträger 33 auf, der die Rahmenlängsträger des Fahrer-
hausunterbau-Modul 1 miteinander verbindet . Dieser Querträger 33 dient zur Stabilisierung des Leiterrahmens und zur Abstützung und Befestigung der Rückwand des Fahrerhauses 25 (Fig. 4) . In Fig. 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.
Im Übergangsbereich zwischen Fahrerhausunterbau-Modul 1 und Mittelmodul 2 weisen die beiden Rahmenlängsträger des Fahrerhausunterbau-Moduls 1, wie in Fig. 1 und Fig. 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 Rahmen- ansenkung 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.
Das Mittelmodul 2 ist gemäß Fig. 1 mit zwei Rahmenlängsträgem 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.
In der Nähe der Querträger 5 und 7 sind an der Außenseite des Rah enlangsträgers 6b zwei Tankhalter 28a und 28b angeordnet. In der in Fig. 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.
Zwischen den Rahmenlängsträgern 6a und 6b ist eine Auspuff- anläge 26 angeordnet.
In der in Fig. 1 und Fig. 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 .
Dort, wo das Hinterachs-Modul 3 an den Rahmenlängsträgern 6a und 6b angeordnet ist, weisen die Rahmenlängsträger 6a und 6b, in der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform, Ausnehmungen auf. In Fig. 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.
In eine alternativen Ausführungsform sind die Rahmenlängsträger 6a, 6b im Bereich des Hinterachsmoduls 3 unterbrochen.
In einer weiteren Ausführungsform enden die Rahmenlängsträger 6a und 6b dort, wo sie mit dem vorderen Ende der Rahmenlängsträger 8a, 8b verbunden sind.
Fig. 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 Achsguerträger 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.
Am Querrohr 9 sind Halterungen zur Befestigung von zwei Schräglenkern 24a, 24b angeordnet (Fig. 1 und Fig. 2) . Die Schräglenker 24a, 24b weisen in ihrem hinteren Bereich eine Federaufnahme, einen Radträger und eine Befestigung für einen Stoßdämpfer auf .
Die in der Federaufnahme angeordnete Feder stützt sich oben an einem Federhalter ab. Der Federhalter ist in Fig. 1 und Fig. 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.
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.
In der in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Ausführungsform ist hinter dem Achsquerträger 23 ein zusätzlicher Querträger 32 angeordnet. Dieser weitere Querträger 32 dient der zusätzlichen Verstärkung des Hinterachsbereichs.
In einer besonderen Ausführungsform ist, wie in Fig. 1 dargestellt, eine weitere Hinterachse 30 vorgesehen, der ein zweites Paar Hinterräder zugeordnet sind. Bei der in Fig. 1 dargestellten Hinterachse 30 handelt es sich um eine Längslenkerachse.
Fig. 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 des 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.
In der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform sind die Versteifungsstreben 11 y-förmig ausgebildet. Eine vergleichbare Wirkung wird erzielt, wenn die Versteifungsstreben 11 v- förmig ausgebildet sind.
In einer alternativen Ausführungsform sind die Versteifungstreben 11 als gerade Streben ausgeführt, die v oder x-förmig zueinander angeordnet sind.
In Fig. 1 ist der Fahrzeugrahmen mit einer Gelenkwelle für einen Hinterradantrieb dargestellt . Die Anordnung der Gelenkwelle am Fahrzeugrahmen ist in Fig. 4 genauer dargestellt.
Fig. 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 Fig. 4 ist das rechte Vorderrad angedeutet. In einem Abstand dazu ist schematisch die Rückwand des Fahrerhauses 25 eingezeichnet.
In der in Fig. 1 und Fig. 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 (Fig. 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.
Der mittlere Gelenkwellenteil 16 ist am Querträger 5 über ein Zwischenlager 15 drehbar gelagert. In Fig. 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 Fig. 4 als Gleichlaufgelenk dargestellt.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Gelenk 17 jedoch als Kreuzgelenk ausgeführt. Diese Lösung ist kostengünstiger als ein Gleichlaufgelenk.
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 endet in einem Gelenk 20. In Fig. 4 ist das Gelenk 20 als Gleichlaufgelenk dargestellt.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Gelenk 20 jedoch kostengünstig als Kreuzgelenk ausgeführt.
Das hintere Gelenk 20 verbindet die Gelenkwelle mit dem Differential 22. Eine Aufhängung 21 für das Differential 22 befindet sich am Querrohr 9.
Wie in Fig. 4 dargestellt, ist das Differential 22 über zwei Radantriebswellen mit den Radträgern der Schräglenker 24a, 24b verbunden (siehe auch Fig. 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.
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 Fahr-
bahn 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.