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Die
Erfindung betrifft einen Rahmenkopf für einen Fahrzeugrahmen
eines Lastkraftwagens der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
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Ein
derartiger Rahmenkopf ist beispielsweise bereits aus der
EP 0 972 700 A2 als
bekannt zu entnehmen und umfasst zwei seitliche Rahmenelemente,
welche an einem jeweils zugeordneten Rahmenlängsträger
des Fahrzeugrahmens befestigbar sind und auf welchen ein jeweiliger
Lagerbock einer Fahrerhauslagerung abgestützt ist.
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Im
Falle einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung des Fahrerhauses,
wie dies beispielsweise bei einem Auffahrunfall des Lastkraftwagens
auf die Pritsche eines anderen Lastkraftwagens der Fall sein kann,
sind die Lagerböcke der Stabilisatorschwinge derart befestigt
und/oder ausgebildet, dass sie im Frontalgriff gezielt nachgiebig
und/oder deformierbar sind.
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Als
nachteilig ist dabei der Umstand anzusehen, dass dieses Konzept
nicht übertragbar ist auf verschiedene Aussetzhöhen
und Lagerungsarten, also beispielsweise ob das Fahrerhaus über
Standardlager mit Gummidämpfern oder aber mit einer Luft-
oder Stahlfederung ausgestaltet ist. Aus diesem Grund müssen
beim vorliegenden Konzept für jede Fahrerhauslagerung separate
Lagerböcke geschaffen werden, welche die gezielte Nachgiebigkeit
bzw. die Deformation gewährleisten.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Rahmenkopf der eingangs
genannten Art zu schaffen, welcher universeller einsetzbar ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Rahmenkopf
sowie einen Fahrzeugrahmen mit einem solchen Rahmenkopf mit den
Merkmalen der Patentansprüche 1 bzw. 5 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen
und nichttrivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen
angegeben.
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Um
einen Rahmenkopf zu schaffen, welcher zur Bereitstellung einer gezielten
Deformation universell einsetzbar ist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen,
dass die Rahmenelemente jeweilige Deformationsbereiche aufweisen,
welche bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung unter Abbau
von Unfallenergie deformierbar sind. Mit anderen Worten ist es erfindungsgemäß vorgesehen,
im Unterschied zum Stand der Technik gemäß der
EP 0 972 700 A2 nicht die
Lagerböcke selbst nachgiebig bzw. deformierbar zu gestalten,
sondern die diese tragenden Rahmenelemente, welche ihrerseits in
Verlängerung der jeweiligen Rahmenlängsträger
des Fahrzeugrahmens angeordnet sind. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass
ein und derselbe Rahmenkopf bzw. ein und dieselben Rahmenelemente
für verschiedene Aufsitzhöhen und Lagerungsarten
der Fahrerhauslagerung eingesetzt werden können. So ist
es beispielsweise mit dem erfindungsgemäßen Rahmenkopf
möglich, eine entsprechende Deformation unter Absorption von
Unfallenergie im Bereich des Rahmenkopfes bereitstellen zu können,
welche unabhängig ist von der Frage, ob beispielsweise
eine Fahrerhauslagerung in Form von Standardlagern mit Gummidämpfern
vorgesehen ist, oder aber eine Luft- oder Stahlfederung.
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Erfindungsgemäß wird
somit mittels des Rahmenkopfs erreicht, dass insbesondere bei einem Frontalaufprall
des Lastkraftwagens auf ein höher positioniertes Hindernis,
wie dies beispielsweise die Pritsche eines anderen Lastkraftwagens
darstellt, eine optimale Sicherheit geschaffen ist, so dass die Anbindung
zwischen Fahrzeugrahmen bzw. Rahmenkopf und Fahrerhaus auch bei
erheblichen Kraftbeaufschlagungen erhalten bleibt, wobei eine entsprechende
Deformation unter Abbau von Unfallenergie im Bereich der Rahmenelemente
des Rahmenkopfes erfolgt.
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Die
Deformationsbereiche sind in weiterer Ausgestaltung der Erfindung
bevorzugt durch eine Schwächung, insbesondere eine Aussparung
oder dergleichen, innerhalb des jeweiligen Rahmenelements gebildet.
Auf diese Art und Weise sind die Deformationsbereiche bereitzustellen
und deren Deformations- bzw. Energieabsorptionsvermögen
dadurch einzustellen, dass die Aussparung oder dergleichen entsprechend
dimensioniert wird.
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Dabei
hat es sich in weiterer Ausgestaltung der Erfindung als vorteilhaft
gezeigt, wenn die Schwächung, insbesondere die Aussparung
oder dergleichen, in einem oberen Bereich des zugeordneten Rahmenelements
vorgesehen ist. Hierdurch kann zusätzlich erreicht werden,
dass die Fahrerhauslagerung bzw. die Lagerböcke um einen
entsprechenden Momentendrehpunkt im Falle einer unfallbedingten
Kraftbeaufschlagung gedreht werden, welcher relativ tief liegt,
so dass die Fahrerhauslagerung bzw. das Fahrerhaus in Richtung des
Fahrzeugrahmens bewegt wird.
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Weiterhin
vorteilhaft ist es, wenn die Deformationsbereiche vor einem Befestigungsbereich
des jeweiligen Rahmenelements an dem zugeordneten Rahmenlängsträger
angeordnet sind. Hierdurch sind am eigentlichen Fahrzeugrahmen bzw.
an dessen Rahmenlängsträger keine baulichen Veränderungen erforderlich.
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Die
vorstehend im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen
Rahmenkopf erläuterten Vorteile gelten in ebensolcher Weise
für den Fahrzeugrahmen gemäß Patentanspruch
5.
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Dieser
zeichnet sich in weiterer Ausgestaltung der Erfindung insbesondere
dadurch aus, dass eine Unterfahrschutzeinrichtung vorgesehen ist,
welche separat von dem Rahmenkopf an dem Fahrzeugrahmen abgestützt
ist. Hierdurch lässt sich auf besonders günstige
Weise gewährleisten, dass ein Lastpfad für die
Unterfahrschutzeinrichtung gewährleistet bleibt, wobei
im Bereich der Unterfahrschutzeinrichtung zum Abbau der Crashenergie
bei einer entsprechenden Gegenverkehrkollision insbesondere mit
einem Personenkraftwagen bevorzugt entsprechende Crashboxen vorgesehen
sind. Mit anderen Worten soll im Bereich der Unterfahrschutzeinrichtung
eine entsprechende Deformation unter Abbau von Aufprallenergie dadurch
erfolgen, dass die entsprechend dafür vorgesehenen Crashboxen
unter Längenverkürzung Energie abbauen, während
die Abstützung der Crashboxen nach hinten hin an den Fahrzeugrahmen
möglichst stabil bleiben soll.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in
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1 eine
ausschnittsweise Perspektivansicht auf einen Rahmenkopf eines zwei
Rahmenlängsträgers umfassenden Fahrzeugrahmens
eines Lastkraftwagens, welcher zwei seitliche Rahmenelemente umfasst,
welche am jeweils zugeordneten Rahmenlängsträger
befestigt sind und welche einen jeweiligen Lagerbock einer Fahrhauslagerung
tragen, wobei die Rahmenelemente die jeweilige Deformationsbereiche
aufweisen, welche bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung
unter Abbau von Unfallenergie deformierbar sind;
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2 eine
ausschnittsweise Seitenansicht auf das vordere Ende des Fahrzeugrahmens
und auf den Rahmenkopf, wobei insbesondere die konkrete Ausgestaltung
der durch jeweilige Aussparungen innerhalb der Rahmenelemente gebildeten
Deformationsbereiche erkennbar ist; und in
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3 eine
schematische Seitenansicht und eine schematische Draufsicht auf
den am vorderen Ende des Fahrzeugrahmens angeordneten Rahmenkopf
gemäß den 1 und 2,
wobei insbesondere jeweilige Kraftpfade erkennbar sind, über
welche aufprallbedingte Unfallkräfte bei einer Frontalkollision
des Kraftwagens mit einem höheren bzw. einem niedrigeren
Hindernis angedeutet sind.
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In
den 1 und 2 ist in einer ausschnittsweisen
Seitenansicht jeweils das vordere Ende eines Fahrzeugrahmens 10 eines
Lastkraftwagens erkennbar, welcher zwei sich in Fahrzeuglängsrichtung
erstreckende Rahmenlängsträger 12 umfasst,
welche über eine Mehrzahl von vorliegend nicht erkennbaren
Querträger zu einem Leiterrahmen verbunden sind.
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Am
vorderen Ende des Fahrzeugrahmens 10 ist ein Rahmenkopf 14 angeordnet,
welcher insbesondere zwei seitliche Rahmenelemente 16 umfasst, welche
an ihrem vorderen Ende über einen Querträger 18 miteinander
verbunden sind. Die Rahmenelemente 16 umfassen dabei einen
jeweiligen Befestigungsbereich 20, welcher sich mit dem
jeweils zugehörigen vorderen Ende des entsprechenden Rahmenlängsträgers 12 überdeckt,
so dass der jeweilige Rahmenlängsträger 12 mit
dem jeweiligen Rahmenelement 16 über eine Mehrzahl
von Schraubverbindungen verbunden werden kann.
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Des
Weiteren sind aus den 1 und 2 jeweilige
Lagerböcke 22 einer Fahrerhauslagerung 24 erkennbar,
an deren oberen Enden ein jeweiliger Lenker 26 einer Stabilisatorschwinge 28 gelagert sind.
Die Stabilisatorschwinge 28 ist dabei über eine jeweilige
Feder- und Dämpfereinheit 30 nach unten hin am
Rahmenkopf 14 abgestützt.
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Eine
Besonderheit des vorliegenden Rahmenkopfs 14 besteht nun
darin, dass die beiden Rahmenelemente 16 einen jeweiligen
Deformationsbereich 32 aufweisen, welcher bei einer unfallbedingten Kraftbeaufschlagung,
welche in 2 mit dem Pfeil F angedeutet
ist, unter Abbau von Unfallenergie deformierbar sind. Eine derartige
Kraftbeaufschlagung kann insbesondere entstehen, wenn der Lastkraftwagen
frontal auf ein höher gelegenes Hindernis wie beispielsweise
eine Pritsche, einen Kofferaufbau, eine Mulde oder dergleichen eines
Lastkraftwagens auftrifft. In diesem Fall erfolgt die Krafteinleitung – wie mit
dem Pfeil F angedeutet – oberhalb des Fahrzeugrahmens 10,
so dass bei bisher üblichen Lastkraftwagen die Gefahr bestehen
könnte, dass das Fahrerhaus entsprechend beaufschlagt und
derart relativ zum Fahrzeugrahmen 10 nach hinten bewegt
wird, dass in Folge der Relativbewegung zwischen dem Fahrerhaus
und dem Fahrzeugrahmen 10 die Fahrerhauslager sehr hoch
beansprucht und ein unerwünschtes Abreißen des
Fahrerhauses nicht ausgeschlossen werden konnte.
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Im
vorliegenden Fall führt eine derartige Kraftbeaufschlagung
(Pfeil F) zu einem Momenteneintrag in die Rahmenelemente 16 im
jeweiligen Deformationsbereich 32, welcher eine gezielte Nachgiebigkeit – unter
Absorption von Aufprallenergie – des jeweiligen Rahmenelements 16 bewirkt.
Hierdurch wird gezielt eine Nachgiebigkeit bzw. ein Deformationsvermögen
geschaffen, so dass die Fahrerhauslagerung 24 nicht übermäßig
beansprucht oder gar das Fahrerhaus abgerissen wird. Der jeweilige
Lagerbock 22 wirkt dabei als Momentenhebel, welcher die auf
die Fahrerhauslagerung 24 bzw. das Fahrerhaus einwirkende
Kraft entsprechend in das zugehörige Rahmenelement 16 und
in den entsprechenden Deformationsbereich 32 einleitet.
Diese Momenteneinleitung ist mit dem Pfeil M symbolisch angedeutet.
Mit anderen Worten erfolgt die Einbringung der Kraft F bzw. die
Einbringung des Moments M durch die jeweils steifen Lagerböcke 22.
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Aus
den 1 und 2 ist darüber hinaus erkennbar,
dass die Deformationsbereiche 22 im vorliegenden Fall durch
Schwächungen in Form von Aussparungen 34 des jeweiligen
Rahmenelements 22 gebildet sind, wobei die Aussparungen 34 in
einem oberen Bereich des jeweiligen Rahmenelements 16 vorgesehen
sind. Oberseitig der jeweiligen Aussparung 34 umfasst das
Rahmenelement einen jeweils zugeordneten Steg 36. Insbesondere
aus 2 ist darüber hinaus erkennbar, dass
der Deformationsbereich 32 bzw. die Aussparung 34 im
Konkreten direkt unmittelbar vor dem Befestigungsbereich 20 des
Rahmenelements 16 an dem Rahmenlängsträger 12 angeordnet
ist.
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In 3 ist
schließlich in einer schematischen Seitenansicht bzw. einer
schematischen Draufsicht der Rahmenkopf 14 gemäß den 1 und 2 dargestellt,
wobei neben der Kraft F, welche beim Aufprall des Lastkraftwagens
auf ein höheres Hindernis entsteht, eine weitere Kraft
mit den Pfeilen f angedeutet ist. Die Kraft f kann beispielsweise
auf den Lastkraftwagen einwirken, wenn dieser eine Frontalkollision
mit einem Personenkraftwagen oder einem sonstigen, niedrigeren Hindernis
eingeht. Um solche Kräfte f aufnehmen zu können,
ist vorliegend eine Unterfahrschutzeinrichtung 38 vorgesehen,
welche über einen Vorderfederbock 40 am Fahrzeugrahmen 10 abgestützt
ist. Der Vorderfederbock 40 wird dabei durch den jeweiligen
Rahmenlängsträger 12 zugeordnete Seitenteile 42 gebildet,
welche jeweils zwei Streben 44, 46 aufweisen,
welche oberseitig miteinander verbunden und in diesem Bereich unmittelbar
am zugehörigen Rahmenlängsträger 12 des Fahrzeugrahmens 10 befestigt
sind. Mit anderen Worten ist also der Vorderfederbock 40 bzw.
die Unterfahrschutzeinrichtung 38 nicht am Rahmenkopf 14,
sondern direkt am Fahrzeugrahmen 10 abgestützt.
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Nach
vorne hin stützen sich am Vorderfederbock jeweilige, unterhalb
der Rahmenelemente 16 angeordnete Crashboxen 48 ab,
an deren vorderen Enden ein Querträger 50 befestigt
ist, welcher lastverteilend in Fahrzeugquerrichtung verläuft.
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Die
Besonderheit der vorliegenden Unterfahrschutzeinrichtung liegt nun
darin, dass bei einer entsprechenden unfallbedingten Kraftbeaufschlagung
mit der Kraft f Energie verzehrt wird, indem die jeweiligen in Crashboxen 48 unter
Längenverkürzung kollabieren. Die Streben 44 und 46 bzw.
der gesamte Vorderfederbock 40 der Unterfahrschutzeinrichtung 38 ist
hingegen so konzipiert, dass dieser im Wesentlichen intakt bleibt
und stabil am Fahrzeugrahmen 10 abgestützt ist.
Mit anderen Worten bleibt der Lastpfad der Unterfahrschutzeinrichtung 38 auch bei
einem erheblichen Aufprall vollständig intakt, obwohl die
jeweiligen Deformationsbereiche 32 bzw. Aussparungen 34 innerhalb
des zugeordneten Rahmenelements 16 vorgesehen sind.
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Im
Bereich der Eintragungen der Kraft F ist ebenfalls der Lastpfad
eingetragen, über welchen die entsprechenden Kräfte übertragen
werden, wenn der Kraftwagen auf ein höheres Hindernis trifft.
In diesem Fall verläuft der Lastpfad durch den jeweiligen
Lagerbock 22 und das jeweilige Rahmenelement 16 zum jeweiligen
Deformationsbereich 32, welcher dann entsprechend unter
Energieabsorption deformiert wird.
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Insgesamt
ist somit erkennbar, dass das vorliegende Konzept unabhängig
von der Höhe und der Art der Fahrerhauslagerung eingesetzt
werden kann. Es wird eine gezielte Schwächung im LKW-Vorbau bzw.
am Rahmenkopf 14 erzeugt, welche dazu führt, dass
das Fahrerhaus bei einer erheblichen Kraftbeaufschlagung (Pfeil
F) nicht im Bereich der Fahrerhauslagerung 24 vom Fahrzeugrahmen 10 abreißen kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 0972700
A2 [0002, 0007]