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Title:
CAB SUPPORT STRUCTURE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/058676
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a support structure for a utility vehicle cab (10) comprising at least one column (18, 32, 42, 62, 70, 78, 86), both ends of which are connected to supports that are spaced apart in the vertical direction (60) of the vehicle. According to the invention, said column is provided with an enlarged cross section at a top and a bottom end while at least one lateral surface (20a, 20b, 36, 46) of the column is provided with a bend that progresses steadily. The invention is used for improving the stability of a support structure for a utility vehicle cab.

Inventors:
KRAMB STEPHAN (DE)
LINDEMANN INGRID (DE)
SAIBER OSWALD (DE)
SCHULLER KARL-HEINZ (DE)
Application Number:
PCT/EP2004/012961
Publication Date:
June 30, 2005
Filing Date:
November 16, 2004
Export Citation:
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Assignee:
DAIMLER CHRYSLER AG (DE)
KRAMB STEPHAN (DE)
LINDEMANN INGRID (DE)
SAIBER OSWALD (DE)
SCHULLER KARL-HEINZ (DE)
International Classes:
B62D33/06; (IPC1-7): B62D33/06; B62D25/04
Domestic Patent References:
WO2001070557A12001-09-27
Foreign References:
US6607239B12003-08-19
DE19644200A11998-04-30
Attorney, Agent or Firm:
Schwarz, Michael (Intellectual Property Management IPM-C106, Stuttgart, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Tragstruktur für ein Fahrerhaus (10) eines Nutzfahr zeugs mit mindestens einer Säule (18 ; 32 ; 42 ; 62,70, 78,86), die an beiden Enden mit in Fahrzeughochrich tung (60) beabstandeten Trägern (12,14) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Säule (18 ; 32 ; 42 ; 62,70, 78,86) an einem oberen und einem unteren Ende einen vergrößerten Querschnitt aufweist und mindestens eine Seitenfläche (20a, 20b ; 36 ; 46) der Säule (18 ; 32 ; 42 ; 62,70, 78,86) eine Krümmung mit einem stetigen Krümmungsverlauf aufweist.
2. Tragstruktur gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine der gekrümmten Seitenfläche (20a ; 66) gegenüber liegende Seitenfläche (20b ; 68) gerade ausgebildet ist.
3. Tragstruktur gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine der gekrümmten Seitenfläche (74,82) gegenüberlie gende Seitenfläche (76,84) ebenfalls gekrümmt ausge bildet ist.
4. Tragstruktur gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass beide Seitenflächen (74,76, 90,92) symmetrisch zuein ander ausgebildet sind.
5. Tragstruktur gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Säule (18 ; 32 ; 42) uförmig ist.
6. Tragstruktur gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Säule (18 ; 32 ; 42) mit einer Seitenwand (24 ; 30 ; 40) des Fahrerhauses (10) so verbunden ist, dass die offene Seite des uförmigen Querschnitts in Richtung der Seitenwand (24 ; 30 ; 40) weist, so dass sie zusammen mit der Seitenwand (24 ; 30 ; 40) ein geschlossenes Pro fil bildet.
7. Tragstruktur gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das obere Ende der mindestens einen Säule (18) in einem Bereich mit einem horizontalen Dachquerträger (14) ver bunden ist, in dem ebenfalls ein Dachspriegel (16) des Dachs des Fahrerhauses (10) mit dem Dachquerträger (14) verbunden ist.
8. Tragstruktur gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das untere Ende der mindestens einen Säule (18) mit ei nem Längsträger (12) der Tragstruktur verbunden ist.
Description:
Tragstruktur für ein Fahrerhaus Die Erfindung betrifft eine Tragstruktur für ein Fahrerhaus eines Nutzfahrzeugs mit mindestens einer Säule, die an bei- den Enden mit in Fahrzeughochrichtung beabstandeten Trägern verbunden ist.

Aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift DE 8717616 Ul ist ein Türrahmen für Nutzfahrzeuge bekannt. Dieser Türrahmen verfügt über eine Verbindung zwischen einem Vertikal-und einem Horizontalträger. Für diese Verbindung wird das Hohl- profil des Vertikal-bzw. Horizontalträgers an einem Ende im Mittelteil seiner Seitenfläche ausgeschnitten, so dass zwei U-förmige Anschlussstücke entstehen, die zu einer auf- geweiteten Übergangskontur verformt werden. Durch eine Ver- bindung dieser Übergangskontur mit dem anderen Träger wer- den mehrdimensionale Spannungszustände im Verbindungsbe- reich verhindert. Darüber hinaus ist eine Ausführungsform beschrieben, bei der in die ausgeschnittenen Bereiche ent- sprechend konturierte Blechteile eingesetzt werden, um eine Verstärkung des ausgeschnittenen Trägers zu erreichen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Tragstruktur zu schaf- fen, die einen sehr guten Kraftfluss zwischen zwei vertikal beabstandeten Trägern gewährleistet.

Erfindungsgemäß ist hierzu eine Tragstruktur für ein Fah- rerhaus eines Nutzfahrzeuges mit mindestens einer Säule vorgesehen, die an beiden Enden mit in Fahrzeughochrichtung beabstandeten Trägern verbunden ist, bei der die Säule an einem oberen und einem unteren Ende einen vergrößerten Querschnitt aufweist und bei der mindestens eine Seitenflä- che der Säule eine Krümmung mit einem stetigen Krümmungs- verlauf aufweist.

Eine Krümmung ist dabei beispielsweise als der Kehrwert des Radius eines Kreises definiert, der durch drei unendlich nah beieinanderliegende Punkte der Seitenfläche verläuft.

Erfindungsgemäß weist mindestens eine der Seitenflächen der Säule eine Krümmung auf, wobei der Wert dieser Krümmung we- nigstens abschnittsweise ungleich null ist. Der Verlauf der Krümmung ist erfindungsgemäß stetig, so dass keine Sprünge zwischen aneinander angrenzenden Bereichen bezüglich des Wertes der Krümmung vorhanden sind. Eine solche Säule mit an den Enden vergrößertem Querschnitt und einem stetigen Krümmungsverlauf der Seitenflächen ermöglicht einen sehr guten Kraftfluss zwischen den Trägern, mit denen die Säule verbunden ist. Dabei werden insbesondere Kräfte, die nicht parallel zur Mittelachse der Säule verlaufen, besser über- tragen als von einer Säule, die einen konstanten Quer- schnitt aufweist und deren Querschnitt an den Enden nicht aufgeweitet ist. Als Mittelachse der Säule ist im Zusammen- hang mit dieser Erfindung eine Achse zwischen den Mittel- punkten der beiden Stirnseiten der Säule zu verstehen. Be- züglich der Anordnung der Säule können abhängig von den zu erwartenden Belastungen der Träger und der Mittelachse der Säule sowohl eine Orientierung der Säule in Fahrzeughoch- richtung als auch eine gegenüber der Fahrzeughochrichtung geneigte Orientierung zweckmäßig sein.

In Weiterbildung der Erfindung ist eine der gekrümmten Sei- tenfläche gegenüberliegende Seitenfläche gerade ausgebil- det.

In Weiterbildung der Erfindung ist eine der gekrümmten Sei- tenflächen gegenüberliegende Seitenfläche ebenfalls ge- krümmt ausgebildet.

In Weiterbildung der Erfindung sind beide Seitenflächen symmetrisch zueinander ausgebildet.

Bei der Symmetrie kann es sich einerseits um eine Ebenen- symmetrie handeln, wobei die Symmetrieebene von der Mit- telachse der Säule und einer senkrecht auf einer Vordersei- te der Säule stehenden Gerade aufgespannt wird, und ande- rerseits um eine Achsensymmetrie handeln, wobei die Symmet- rieachse durch eine senkrecht auf einer vorderen Fläche der Säule stehenden Gerade, die durch einen Mittelpunkt der Mittelachse der Säule verläuft, gebildet wird. Die symmet- rische Ausbildung der Säule ist im Hinblick auf ein Kraft- fluss zwischen dem oberen und dem unteren Träger besonders zweckmäßig. Darüber hinaus kann eine symmetrische Ausbil- dung die Zahl verschiedener Teile der Tragstruktur verrin- gern, beispielsweise dann, wenn die Tragstruktur zwei sym- metrisch im Fahrerhaus angeordnete Säulen vorsieht, für die bei nicht-symmetrischer Ausbildung der Säule zwei verschie- dene Varianten vonnöten wären.

In Weiterbildung der Erfindung ist der Querschnitt der Säu- le U-förmig.

Eine solche Säule mit U-förmigem Querschnitt stellt nur ge- ringe Anforderungen an die Herstellung. Die Säule kann vor- zugsweise als Blechbiegeteil oder Blechpressteil herge- stellt werden. Unter mechanischen Gesichtspunkten bietet eine Säule mit U-förmigem Querschnitt die Vorteile eines geringen Gewichtes sowie einer hohen Stabilität gegen Ver- biegen. Als zweckmäßige Ausgestaltung ist darüber hinaus auch ein U-förmiger Querschnitt mit an den Enden der Schen- keln vorgesehenen Flanschen zweckmäßig. Mittels solcher Flansche kann die Säule mit einer Säulenrückwand oder einer Wand des Fahrerhauses verbunden werden.

In Weiterbildung der Erfindung ist die Säule mit einer Sei- tenwand des Fahrerhauses so verbunden, dass die offene Sei- te des U-förmigen Querschnitts in Richtung der Seitenwand weist, so dass sie zusammen mit der Seitenwand ein ge- schlossenes Profil bildet.

Ein solches geschlossenes Profil erhöht die Stabilität der Säule, insbesondere gegen Torsionsbeanspruchung. Die so er- reichte Stabilität ist mit der Stabilität eines entspre- chenden Hohlprofils vergleichbar, wobei der Herstellungs- aufwand deutlich geringer ist.

In Weiterbildung der Erfindung ist das obere Ende der min- destens einen Säule in einem Bereich mit einem horizonta- len Querträger verbunden, in dem ebenfalls ein Dachspriegel des Dachs des Fahrerhauses mit dem Dachquerträger verbunden ist.

Durch eine solche Anordnung ist ein besonders guter Kraft- fluss zwischen dem Dachspriegel und der Säule gewährleis- tet. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn große Kräfte auf das Fahrerhaus wirken, damit diese nicht durch unkontrollierte Verformung des Fahrerhauses und unter damit verbundener Gefährdung des Fahrers absorbiert werden.

In Weiterbildung der Erfindung ist das untere Ende der min- destens einen Säule mit einem Längsträger der Tragstruktur verbunden.

Diese Anordnung ermöglicht ein Ableiten der Kräfte, insbe- sondere jener Kräfte, die von einem Dachspriegel in die Säule eingeleitet werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. In den Zeichnungen zei- gen : Fig. 1 eine perspektivische geschnittene Ansicht eines Fahrerhauses eines Nutzfahrzeugs, Fig. 2 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Säule mit U-förmigem Querschnitt in einer ersten Ausfüh- rungsform, Fig. 3 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Säule mit U-förmigem Querschnitt in einer zweiten Ausfüh- rungsform und Fig. 4 schematische Darstellungen verschiedener Ausfüh- rungsformen einer erfindungsgemäßen Säule in einer Frontansicht.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische schematische Schnittan- sicht eines Fahrerhauses 10 eines Nutzfahrzeugs. Dessen Tragstruktur weist einen Längsträger 12, einen Dachquerträ- ger 14, einen Dachspriegel 16 sowie eine in Fahrzeughoch- richtung verlaufende Säule 18 auf, die den Längsträger 12 und den Dachquerträger 14 verbindet. Die Säule 18 ist mit dem Dachquerträger 14 im Bereich der Anschlussstelle des Dachspriegels 16 verbunden. Die Säule 18 hat einen U- förmigen Querschnitt, wobei an den Enden der beiden Schen- kel, die Seitenteile 20a, 20b der Säule 18 bilden, Flansche 22 angeordnet sind. Mittels der Flansche 22 ist die Säule 18 mit einer Rückwand 24 verbunden. Der Querschnitt der Säule 18 entspricht dem der in Fig. 3 dargestellten Säule 42.

Das erste Seitenteil 20a der Säule 18 ist gekrümmt ausge- bildet und weist eine konstante, konkave Krümmung auf. Das zweite Seitenteil 20b ist gerade, so dass die Fläche dieser Seite der Säule 18 plan ist. Am unteren Ende ist die Säule 18 mit dem Längsträger 12 verbunden. Am oberen Ende ist die Säule 18 mit dem Dachquerträger 14 verbunden. Der Dachspriegel 16 ist ebenfalls mit dem Dachquerträger 14 verbunden und so angeordnet, dass er lediglich geringfügig gegenüber der Säule 18 versetzt ist.

Die dargestellte Struktur gewährleistet einen sehr guten Kraftfluss zwischen der Säule 18 und dem Längsträger 12 so- wie zwischen der Säule 18 und dem Dachquerträger 14. Durch den größeren Querschnitt der Enden der Säule 18 ist eine besonders sichere Verbindung mit dem Längsträger 12 auf der einen Seite und dem Dachquerträger 14 auf der anderen Seite möglich. Insbesondere ist die Stabilität in Bezug auf sol- che Kräfte erhöht, die vom Dachquerträger 14 parallel zu dessen Haupterstreckungsrichtung auf die Säule wirken.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch eine an einer Wand 30 des Fahrerhauses angeordnete Säule 32 in einer ersten Aus- führungsform. Die Säule weist ein Vorderteil 34 sowie zwei Seitenteile 36 auf. An die Seitenteile 36 schließt sich je- weils ein Flansch 38 an, der flächig an der Wand 30 des Fahrerhauses anliegt. Die Seitenteile 36 sind in der Schnittebene parallel zueinander ausgerichtet und schließen mit dem Vorderteil 34 jeweils einen rechten Winkel ein. Die Flansche 38 sind von den Enden der Seitenteil 36 nach außen angeordnet und schließen mit den Seitenteilen 36 einen rechten Winkel ein.

Zusammen mit der Wand 30 des Fahrerhauses bildet die Säule 32 ein Hohlprofil, welches eine hohe Stabilität gegen Durchbiegung und Torsion aufweist.

Fig. 3 zeigt eine an einer Wand 40 eines Fahrerhauses angeordnete Säule 42 in einer zweiten Ausführungsform. Die Säule 42 verfügt über ein Vorderteil 44 sowie zwei Seitenteile 46, welche mit dem Vorderteil 44 einen Winkel a von mehr als 90° einschließen. An die Seitenteile 46 sind Flansche 48 angeformt, welche parallel zur Wand 40 des Fahrerhauses ausgerichtet sind. Mittels dieser Flansche 48 ist die Säule 42 mit der Wand 40 des Fahrerhauses verbunden.

Wie auch bei der Ausführungsform von Fig. 2 bildet bei dieser Ausführungsform die Säule 42 und die Wand 40 des Fahrerhauses ein Hohlprofil, welches eine hohe Stabilität gewährleistet.

Die Figuren 4a bis 4d zeigen vier verschiedene Ausführungsformen einer Säule einer erfindungsgemäßen Tragstruktur sowie deren Ausrichtung gegenüber einer Fahrzeughochrichtung 60.

Eine Säule 62 gemäß einer dritten Ausführungsform weist eine Mittelachse 64 auf, welche parallel zur Fahrzeughochrichtung 60 verläuft. Das rechte Seitenteil 66 der Säule 62 ist gekrümmt ausgebildet, wobei es eine konstante Krümmung aufweist. Das linke Seitenteil 68 der Säule 62 ist gerade ausgebildet.

Bei einer Säule 70 gemäß einer vierten Ausführungsform ist die Mittelachse 72 ebenfalls parallel zur Fahrzeughochrichtung 60 ausgerichtet. Die Seitenteile 74,76 dieser Säule 70 sind beide gekrümmt ausgebildet, wobei der Krümmungsverlauf unterschiedlich ist.

Bei einer Säule 78 gemäß einer fünften Ausführungsform ist die Mittelachse 80 ebenfalls parallel zur Fahrzeughochrich- tung 60 ausgerichtet. Die Seitenteile 82,84 dieser Säule 78 sind gekrümmt ausgebildet, wobei sie einen symmetrischen Krümmungsverlauf aufweisen. Die Symmetrieebene ist dabei die Ebene, die von der Mittelachse 80 sowie einer senkrecht auf der Darstellungsebene stehenden Gerade aufgespannt wird.

Die Säule 86 gemäß einer sechsten Ausführungsform weist ei- ne Mittelachse 88 auf, die gegenüber der Fahrzeughochrich- tung 60 um einen Winkel ß gekippt ist. Beide achsensymmet- rischen Seitenteile 88,90 sind gekrümmt ausgebildet.