DE68909570T2 - Kabinenstruktur für ein schweres Motorfahrzeug. - Google Patents
Kabinenstruktur für ein schweres Motorfahrzeug.Info
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Kabinenstruktur für ein schweres Motorfahrzeug, bei dem sich die Kabine in einer vorderen Position auf dem Rahmen befindet.
- Strukturen dieser Art umfassen im wesentlichen einen Boden, zwei Seiten, eine Front und eine hintere Wand und sind konstruiert durch normales Verwenden von Schweißen zur starren Verbindung von Strukturelementen, die jeweils hergestellt sind durch Verbinden einer Anzahl von Blechelementen relativ komplizierter Form. Die Strukturelemente, die auf diese Weise gebildet werden, sind mit Verbindungsteilen versehen, die so geformt sind, daß sie Querglieder, Längsglieder oder Streben bilden, und sie sind so montiert, daß sie entsprechende Teile der angrenzenden Strukturelemente überlagern und entweder die Möglichkeit bieten, daß sie miteinander verbunden werden oder hohe Steifigkeit und mechanische Festigkeit der Struktur ergeben. Kabinenstrukturen, die gebildet sind durch Verbinden von Strukturelementen, haben zahlreiche Nachteile.
- Erstens ist zum Konstruieren von Kabinen ein und derselben Serie, aber für Fahrzeuge mit unterschiedlichen Abmessungen, eine große Anzahl von Strukturelementen erforderlich, da jedes nur für eine Kabine bestimmter Abmessungen verwendet werden kann, und daher kann jede Kabine der Serie nur hergestellt werden durch Verwendung einer bestimmten Kombination von Strukturelementen.
- Außerdem sind in bestimmten Fällen die mechanische Festigkeit und Steifigkeit der erzielten Konstruktion nicht sehr hoch, insbesondere wegen der großen Anzahl der Verbindungszonen zwischen den verschiedenen Metallelementen, die die Strukturelemente umfassen.
- Wiederum sind die erzielten Kabinen sehr kompliziert wegen der Form der betreffenden Strukturelemente, und langwierige Arbeiten fallen bei ihrer Konstruktion an. In dieser Beziehung ist jedes Strukturelement mit den zuvor erwähnten Verbindungselementen versehen, und diese müssen in ihren korrekten gegenseitigen Positionen gehalten werden, wenn die verschiedenen Elemente verbunden werden. Insbesondere ist es mit derartigen Strukturelementen sehr schwierig und in einigen Fällen unmöglich, die Kabinenmontage unter Verwendung von Schweißrobotern zu automatisieren.
- Schließlich sind Lagerung und Transport dieser Strukturelemente wegen inrer Größe nicht einfach.
- In Design Engineering Nr. 2, Februar 1982, Seite 22, London, GB; "Integrated components reduce redundancy and weight in truck cab", wird eine Kabinenstruktur für schwere Kraftfahrzeuge des Typs beschrieben, bei dem die Kabine in einer vorderen Position auf dem Rahmen angeordnet ist; die Struktur umfaßt im wesentlichen einen Boden, zwei Seiten, eine Front und eine hintere Wand, wobei jede der beiden Seiten eine geschlossene Umgebung für eine Tür bildet und der Boden erzielt wird durch ein erstes Strukturelement mit einer ersten Wand, die den Boden bildet, und einer zweiten Wand im wesentlichen senkrecht zu der vorhergehenden, die den unteren Teil der Front bildet.
- Eine Kabine dieser Art hat keine hohe mechanische Festigkeit, insbesondere in Verbindung mit den Verbindungszonen zwischen den verschiedenen Elementen der Kabine, und kann nicht in einfacher Weise modifiziert werden zur Erzielung von Fahrzeugen unterschiedlicher Dimensionen. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kabinenstruktur dieser Art zu schaffen, die ohne die zuvor erwähnten Nachteile ist und insbesondere zusammengesetzt ist aus nur einer geringen Anteil von Strukturelementen, die verwendet werden können zur Konstruktion von Kabinen unterschiedlicher Dimensionen, die automatisch montierbar ist durch Schweißroboter und die eine hohe mechanische Festigkeit und Steifigkeit aufweist.
- Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Kabinenstruktur für schwere Kraftfahrzeuge des Typs, bei dem die Kabine in einer vorderen Position auf dem Rahmen angeordnet ist, welche Struktur im wesentlichen einen Boden, zwei Seiten, eine Front und eine hintere Wand umfaßt, wobei die beiden Seiten eine geschlossene Umgebung für eine Tür bilden und der Boden erzielt wird durch ein erstes Strukturelement, das mit einer ersten Wand versehen ist, die den Boden bildet, und einer zweiten Wand, die im wesentlichen senkrecht zu der vorgenannten verläuft und den unteren Teil der Front bildet; gekennzeichnet durch:
- - ein zweites Strukturelement, das mit einem rechtwinkligen Rahmen versehen ist, der den oberen Teil der Front bildet, und einer Wand, die im wesentlichen senkrecht zu dem Rahmen verläuft und den vorderen Teil des Kabinendaches bildet;
- - ein drittes und viertes Strukturelement, die jeweils einen Rahmen umfassen, der mit zwei senkrechten Streben und zwei Längsgliedern versehen ist, und die zwei tiefgezogene, einteilige Wände umfassen, die miteinander verbunden sind und eine rohrförmige Konstruktion bilden und die mit einer Seitenplatte versehen sind, die an dem Rahmen befestigt ist, wobei jede der Seitenplatten zwei tiefgezogene Wände umfaßt, die miteinander verbunden sind;
- - wobei das zweite Strukturelement zwei rohrförmige Arme umfaßt, an denen die Wand des zweiten Strukturelements befestigt ist und die jeweils so angeordnet sind, daß sie über den entsprechenden Längsgliedern des Rahmens des dritten und vierten Strukturelements liegen und an diesen zu befestigen sind;
- - wobei die Seitenplatten jedes dritten und vierten Strukturelements eine senkrechte Strebe umfassen, die an der hinteren senkrechten Kante der entsprechenden Seitenplatte befestigt ist und in einer Ebene senkrecht zu derjenigen liegt, in der die Platte angeordnet ist, wobei jede der senkrechten Streben mit einer entsprechenden senkrechten Kante eines fünften Strukturelements verbindbar ist, das die hintere Wand bildet;
- - wobei die Wand des zweiten Strukturelements, die oberen Längsgliedern der Rahmen des dritten und vierten Strukturelements und die obere Kante des fünften Strukturelements mit Kanälen versehen sind, die, wenn die Strukturelemente miteinander verbunden sind, einen ersten kontinuierlichen Sitz für die Kanten einer ersten Dachplatte bilden, die an der Struktur zu befestigen ist.
- Die Struktur der vorliegenden Erfindung wird weiter verdeutlicht werden anhand der Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung, die anschließend unter Bezugnahme auf die beigefügt Zeichnung erfolgt, in der:
- Fig. 1 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Kabinenstruktur der Erfindung ist, bei der die konstituierenden Strukturelemente sichtbar sind;
- Fig. 2 ein Schnitt durch ein erstes Strukturelement entlang der Linie II-II in Fig. 1 ist;
- Fig. 3 ein Schnitt durch ein zweites Strukturelement entlang der Linie III-III in Fig. 1 ist;
- Fig. 4 und 5 Schnitte entsprechend Fig. 3 sind, jedoch andere Bestandteile der Fahrzeugkabine zeigen;
- Fig. 6 und 7 Schnitte durch andere Strukturelemente entlang der Linie VI-VI in Fig. 4 vor und nach dem Verbinden der beiden Strukturelemente sind;
- Fig. 8 und 9 Schnitte durch andere Strukturelemente entlang der Linie VIII-VIII in Fig. 1 jeweils vor und nach ihrem Verbinden sind;
- Fig. 10 ein analoger Schnitt zu Fig. 9 ist, jedoch andere hinzugefügte Strukturteile zeigt;
- Fig. 11 ein Schnitt durch zwei Strukturelemente entlang der Linie X-X in Fig. 1 ist.
- Die Struktur der Erfindung, die perspektivisch in Fig. 1 gezeigt ist, ist konstruiert zur Bildung einer Kabine für ein schweres Kraftfahrzeug, bei dem die Kabine in einer vorderen Position auf dem Rahmen angeordnet ist, und umfaßt im wesentlichen einen Boden 1, zwei Seiten 3 und 4, eine Front 4 und eine hintere Wand 5. Diese Struktur umfaßt im wesentlichen fünf Strukturelemente, die perspektivisch in Fig. 1 in Explosionsdarstellung sichtbar sind, in der sie noch nicht miteinander zur Bildung der Kabine verbunden sind. Ein erstes Strukturelement, das mit 6 bezeichnet ist, ist mit einer ersten Wand 7 versehen, die den Boden 1 bildet, und einer zweiten Wand 8, die im wesentlichen senkrecht zu der letzteren verläuft und den unteren Teil der Front 4 bildet. Ein zweites Strukturelement, das mit 9 bezeichnet ist, ist mit einem rechtwinkligen Rahmen 10 versehen, der den oberen Teil der Front 4 bildet, und einer Wand, die im wesentlichen senkrecht zu dem Rahmen 11 verläuft und den vorderen Teil des Kabinendaches bildet. Ein drittes und viertes Strukturelement 14 und 15 umfaßt jeweils einen Rahmen 16, der mit zwei senkrechten Streben 17 und zwei Längsgliedern 18 versehen ist, die eine geschlossene Umgebung für eine nicht gezeigte Tür bilden; jedes der beiden Strukturelemente 14 und 15 umfaßt weiterhin eine Seitenplatte 19, die an dem Rahmen 16 befestigt ist und bildet auf diese Weise eine der Seiten 2,3 der Struktur.
- Die Struktur der Erfindung umfaßt außerdem ein fünftes, im wesentlichen flaches Strukturelement 20, das die Rückwand 5 der Struktur bildet.
- Wie klar aus Fig. 6 und 7 hervorgeht, umfaßt die Seitenplatte 19 eine senkrechte Strebe 23, die an der hinteren senkrechten Kante 24 der Seitenplatte befestigt ist. Die Strebe ist im wesentlichen in einer Ebene vorgesehen, die senkrecht zu derjenigen der Platte 19 liegt und mit derjenigen zusammenfällt, in der das fünfte Strukturelement 20 (Fig. 7) angeordnet ist. Jede der Streben 23 ist vorgesehen zur Verbindung mit einer entsprechenden senkrechten Kante 25 (Fig. 6) des Strukturelements 20.
- Die Wand 11 des zweiten Strukturelements 9, die Längsglieder 18 des Rahmens 16 des dritten und vierten Strukturelements 14 und 15 und die obere Kante 26 (Fig. 1) des fünften Strukturelements 20 sind mit Kanälen 27 versehen, die, wenn die Strukturelemente miteinander verbunden werden, einen kontinuierlichen ringförmigen Sitz bilden. Dieser Sitz kann die Kanten 28 (Fig. 4) einer Dachplatte 29 aufnehmen, die an der Struktur zu befestigen ist. Die Dachplatte wird zweckmäßigerweise aus Kunststoffmaterial hergestellt und kann mit der Struktur durch Aufbringen einer angemessenen Menge eines Klebstoffs in den Sitzen 27, die die Form von Kanälen aufweisen, und Auflegen der Kanten 28 der Dachplatte auf die gebildete Klebstoffschicht verbunden werden.
- Die Wand 11 des zweiten Strukturelements 9 umfaßt weiterhin Kanäle 30 (Fig. 1,3,4 und 5), die in Verbindung mit dem Kanal 27 des dritten, vierten und fünften Strukturelements 14,15 und 20 stehen, so daß ein weiterer kontinuierlicher Sitz für die Kanten 33 (Fig. 5) einer weiteren Dachplatte 34 gebildet wird, die an der Struktur zu befestigen ist zur Bildung eines Gehäuses 35 für ein Bett 36 zusammen mit der Struktur, das im wesentlichen oberhalb der Wand 11 angeordnet ist, wie klar aus Fig. 5 hervorgeht.
- Die Wand 11 wird in geeigneter Weise versteift durch ein Profil 39 (Fig. 3,4 und 5), das an der unteren Oberfläche der Wand angebracht wird.
- Der Rahmen 10 (Fig. 1) des zweiten Strukturelements 9 umfaßt zweckmäßigerweise wenigstens zwei tiefgezogene Wände 37 und 38 (Fig. 3), die miteinander zur Bildung eines rohrförmigen Rahmens verbunden sind. Ebenso umfaßt der Rahmen 16 (Fig. 1) des dritten und vierten Strukturelements 14 und 15 zwei tiefgezogene Wände 42 und 43 (Fig. 6 und 9), die jeweils aus einem Stück bestehen und miteinander zur Bildung eines rohrförmigen Rahmens verbunden sind. Zwei der Schnitte durch den Rahmen, der auf diese Weise gebildet wird, sind sichtbar in Fig. 6, 7 und 9. Die Seitenplatte 19, die ein Teil der Strukturelemente 14 und 15 bildet, umfaßt weiterhin zwei tiefgezogene Wände 44,45 (Fig. 6 und 7), die miteinander in der in den Figuren dargestellten Weise verbunden sind.
- Das fünfte Strukturelement 20 (Fig. 6 und 7) umfaßt im wesentlichen eine flache mittlere Wand 46, zwei senkrechte Flansche 47 und 48, die an jeder senkrechten Kante 49 der Wand 46 befestigt sind und so ausgebildet sind, daß sie an einer entsprechenden senkrechten Strebe 23 des dritten und vierten Strukturelements 14 und 15 befestigbar sind, wie es in Fig. 6 und 7 gezeigt ist. Die Flansche jedes Paares haben eine unterschiedliche Breite, und jede der senkrechten Streben 23 hat einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt, dessen offene Seite (in Fig. 6 mit 50 bezeichnet) in Richtung des hinteren Teils der Kabine gerichtet ist. Der Flansch 48 weist die größere Breite auf und liegt über der offenen Seite und verschließt diese, wie aus Fig. 7 hervorgeht. Der Rahmen 10 (Fig. 1) des zweiten Strukturelements 9 umfaßt zwei rohrförmige Arme 51, an denen die Wand 11 befestigt ist. Jeder der Arme liegt über einem entsprechenden Längsglied 18 des Rahmens 16 des dritten und vierten Strukturelements 14 und 15 und ist an diesem befestigt. Wie aus Fig. 9 hervorgeht, wird jeder Arm 51 auch erzielt durch Zusammenfügen der beiden Wände 52 und 53. Das Verfahren zur Verbindung der Wand 52 mit der Wand 53 ist schematisch in Fig. 8 gezeigt.
- Die beschriebene Struktur besteht nur aus wenigen Strukturelementen, die leicht miteinander verbunden werden können und eine sehr einfache Form aufweisen. Die Struktur eignet sich zur Bildung von Kabinen ein und derselben Serie, die konstruiert sind für Fahrzeuge unterschiedlicher Dimensionen.
- In dieser Beziehung kann der selbe Rahmen 16 in allen Kabinen der Serie verwendet werden und Türen der selben Dimensionen aufweisen, und die Strukturelemente 14 und 15, die die Kabinenseiten bilden, werden erzielt, indem lediglich unterschiedlich dimensionierte Seitenplatten mit den Rahmen verbunden werden. Im Falle von Kabinen von Serien mit unterschiedlichen Breiten können außerdem die Strukturelemente 20, die die Rückwand 5 der Kabine bilden, hergestellt werden durch einfache Verwendung von mittleren Wänden 46 (Fig. 6 und 7) unterschiedlicher Breite, während die anderen Komponenten der Strukturelemente und insbesondere die Flansche 47 und 48 für alle Kabinen der Serien gleichbleiben können.
- Die Struktur kann in einfacher Weise verwendet werden für unterschiedliche Aufbaukonstruktionen. Wenn sie nur zur Bildung eines flachen Daches 29 (Fig. 4) vorgesehen ist, ist es notwendig, die Dachplatte auf der Struktur zu befestigen, wie es in Fig. 4 gezeigt ist, indem eine angemessene Schicht Klebstoff zwischen die Kanten 28 und die Kanäle 27 gebracht wird. Wenn die Kabine mit einem Dach 34 zu versehen ist, das ein Gehäuse 35 bildet, wie es in Fig. 5 gezeigt ist, können die Kanten 33 der Dachplatte in den Kanälen 30 und 27 angebracht werden.
- Die mechanische Festigkeit und Steifigkeit der erzielten Struktur sind sehr hoch. In dieser Beziehung bestehen die verschiedenen Strukturelemente nur aus wenigen Wänden, die miteinander verbunden sind und eine Kastenform aufweisen. Insbesondere besteht, wie es beschrieben wurde, jeder Rahmen 16 der Strukturelemente 14 und 15 nur aus der äußeren Seitenwand 42 und einer inneren Seitenwand 43, deren jede aus einem einzigen Teil gebildet ist. Da die Verbindungszonen zwischen den verschiedenen Blechelementen, die die Strukturelemente bilden, in der Anzahl gering sind, und da die Verbindung zwischen ihnen im wesentlichen entlang ihrer senkrechten Kanten erfolgt, sind die mechanische Festigkeit und Steifigkeit der Anordnung sehr hoch.
- Die Strukturelemente, die die Struktur umfaßt, sind sehr einfach und von geringer Gesamtgröße, so daß sie in einfacher Weise transportiert und gelagert werden können. Insbesondere weisen sie keine Verbindungselemente komplizierter Form auf, die von den Elementen vorstehen. Vielmehr können die Verbindungselemente direkt auf entsprechende Verbindungselemente angrenzender Strukturelemente aufgelegt werden. Daraus ergibt sich der Vorteil, daß die Elemente leicht miteinander verbunden werden können, insbesondere durch automatische Montage unter Verwendung von Schweißrobotern.
Claims (6)
1. Kabinenstruktur für ein schweres Motorfahrzeug, bei dem sich die Kabine
in einer vorderen Position auf dem Rahmen befindet, welche Struktur im
wesentlichen einen Boden (1), zwei Seiten (2,3), eine Front (4) und eine
Rückwand (5) umfaßt. wobei die beiden Seiten eine geschlossene Umgebung für
eine Tür bilden und der Boden gebildet wird durch ein erstes strukturelles
Element (6), das mit einer ersten Wand (7) versehen ist, die den Boden
bildet, und einer zweiten Wand (8), die im wesentlichen senkrecht zu der
ersten steht und den unteren Teil der Front bildet,
gekennzeichnet durch
- ein zweites strukturelles Element (9) mit einem rechtwinkligen Rahmen
(10), der das obere Teil der Front bildet, und eine Wand (11), die im
wesentlichen senkrecht zu dem Rahmen steht und das vordere Teil des
Kabinendaches bildet,
- ein drittes und viertes strukturelles Element (14,15), das jeweils einen
Rahmen (16) umfaßt, der mit zwei Säulen (17) und zwei längsgerichteten
Gliedern (18) versehen ist und zwei tiefgezogene Teilwände (42,43) umfaßt,
die zur Bildung einer rohrförmigen Konstruktion miteinander verbunden und
mit einer Seitenplatte (19) versehen sind, die an dem Rahmen befestigt ist,
wobei jede der Seitenplatten zwei tiefgezogene Wände (44,45) umfaßt, die
miteinander verbunden sind,
- welches zweite strukturelle Element (9) zwei rohrförmige Arme (51)
umfaßt, an denen die Wand (11) des zweiten strukturellen Elements (9)
befestigt ist und die über den entsprechenden längsgerichteten Gliedern (18)
des Rahmens (16) des dritten und vierten strukturellen Elements (14,15)
liegen und an diesen befestigt sind,
- welche Seitenplatte (19) jedes der dritten und vierten strukturellen
Elemente (14,15) eine Säule (23) umfaßt. die an der hinteren senkrechten
Kante (24) der jeweiligen Seitenplatte (19) befestigt und in einer Ebene
angeordnet ist, die senkrecht zu derjenigen verläuft, in der die Platte an jeder
der Säulen angebracht ist, die mit einer entsprechenden senkrechten Kante
(25) eines fünften strukturellen Elements (20), das die Rückwand bildet,
verbindbar sind,
- wobei die Wand (11) des zweiten strukturellen Elements (9), das obere
längsgerichtete Glied (18) des Rahmens (16) des dritten und vierten
strukturellen Elements (14,15) und der obere Rand (26) des fünften strukturellen
Elements (20) mit Kanälen (27) versehen sind, die nach dem Verbinden der
strukturellen Elemente einen ersten kontinuierlichen Sitz für die Ränder
(28) einer ersten Dachplatte (29) bilden, die an der Struktur zu befestigen
ist.
2. Struktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand (11)
des zweiten strukturellen Elements weitere Kanäle (30) in Verbindung mit
den zuvor erwähnten Kanälen (27) der dritten, vierten und fünften
strukturellen Elemente (14,15,20) aufweist, so daß ein zweiter kontinuierlicher Sitz
für die Ränder (33) einer zweiten Dachplatte (34) gebildet ist, die an der
Struktur zu befestigen ist und mit dieser ein Gehäuse (35) für ein Bett (36)
zu bilden vorgesehen ist.
3. Struktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Seitenwand (11) des zweiten strukturellen Elements (9)
durch einen Träger (39) versteift ist, der an der unteren Oberfläche der
Wand befestigt ist.
4. Struktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Rahmen (10) des zweiten strukturellen Elements (9)
wenigstens zwei tiefgezogene Wände (37,38) umfaßt, die miteinander zur
Bildung eines rohrförmigen Rahmens verbunden sind.
5. Struktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das fünfte strukturelle Element (20) eine im wesentliche flache
Mittelwand (40) und zwei senkrechte Flansche (47,48) umfaßt, die an den
senkrechten Kanten (49) der Wand befestigt und so angeordnet sind, daß sie
an einer entsprechenden Säule (23) des dritten und vierten strukturellen
Elements (14,15) befestigt werden können.
6. Struktur nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Flansche
(47,48) jedes Paares eine unterschiedliche Breite aufweisen, daß jede der
Säulen (23) im wesentlichen einen U-förmigen Querschnitt aufweist, dessen
offene Seite (50) zur Rückseite der Kabine gerichtet ist, wobei der Flansch
(48) jedes der Paare eine größere Breite aufweist und über der offenen Seite
liegt.
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