Schweißnahtberechnung / Vorgaben TüV Zwischenrahmen LAK2

[x-o]

Hallo zusammen,

ich bin in den letzten Vorbereitungen für das Schweißen des federgelagerten Zwischenrahmens für meinen LAK2. Geplant sind (Edit:)140x80x5mm Kastenprofile aus S355, auf denen Jost QT160 Containertraversen aufliegen.

Die Containertraversen und der Zwischenrahmen werden miteinander verschweißt und zusätzlich mit Knotenblechen 100x80x10 mit beidseitiger Kehlnaht verstärkt. Je Auflagepunkt werden vier Knotenbleche verwendet, insgesamt 16. In der technischen Zeichnung sind je Auflagepunkt jeweils nur zwei Knotenbleche dargestellt, es sind aber vier.

Da die Knotenbleche in der Hand nicht besonders spektakulär aussehen, habe ich zwei Schweißnahtberechnungen gemacht:

1. DIN EN 1993 (Zug und Schub): Gesamtkraft je Auflagepunkt 431 kN, Insgesamt 1724 kN
2. DIN 15018 (Kerbfall 4, Belastungsgruppe 6): Gesamtkraft je Auflagepunkt 52 kN, Insgesamt 208 kN

Die Berechnung berücksichtigt ausschließlich die über die Knotenbleche übertragenen Kräfte. Die Auflagefläche zwischen Längsträgern und Containertraversen wird jeweils einmal dichtgeschweißt.

Frage: Wie erfolgt die Abnahme beim TüV? Wie werden die Verbindungselemente geprüft?

VG Christian

[w3llschmidt]

Hmm, ich habe den Prüfer garnicht gefragt? Hätte ich das machen sollen?
Ich hab den ZR geschweisst, montiert und den LKW zur HU abgegeben.

Was machen die Knotenbleche? Gegen den Schub der Traversen auf dem Kastenprofil arbeiten?

Ich habe die Traversen eingelassen. Ich habe 140x70x6.

[x-o]

Der Rahmen sieht echt gut aus. Da schau ich mir gleich noch ein paar Details ab.

Genau, die Knotenbleche kommen als Winkel in die Ecken zwischen Längsträger und Containertraverse und sollen den Schub abfangen. Ich wollte die Containertraversen nicht einlassen, um etwas mehr Platz für die Verschränkung zu haben.

[w3llschmidt]

Ich wollte die Containertraversen nicht einlassen, um etwas mehr Platz für die Verschränkung zu haben.

Genau, deshalb hab ich 140 genommen und 40 eingelassen. Ich glaub die Traversen sind 80.

[w3llschmidt]

Weil ich den Schwalbenschwanz bei dir sehe. Zumindest bei MB steht in der ARL, den ZR bis über den Federb(l)ock und 15 Grad Abschrägung.

Nur als Anregung.

[x-o]

Die Längsträger des Zwischenrahmens entsprechen der ARL Iveco.

Ich habe gerade gesehen, dass sich oben ein Fehler eingeschlichen hat: Meine Längsprofile sind 140x80x5mm. Darauf sollen die Containertraversen liegen.

[Strom]

Moin.

Ich finde die Querrohre nahe der Traversen überflüssig, da die Traversen deren Aufgabe mit übernehmen können.
Zur Inspiritation hab ich mir mal Fahrgestelle von Wechselbrücken-LKW angeschaut, die müssen deutlich höhere Lasten tragen und sehen doch recht "einfach" konstruiert aus, evtl solltest du auch dort mal schauen.
Bei einem Container-Trailer hab ich mal großzügige Dreiecke zwischen Längsträgern und Traversen gesehen, auch das finde ich interessant ...

Gruß
Michael

[Bad Metall]

Hmm, ich habe den Prüfer garnicht gefragt? Hätte ich das machen sollen?
Ich hab den ZR geschweisst, montiert und den LKW zur HU abgegeben.

Was machen die Knotenbleche? Gegen den Schub der Traversen auf dem Kastenprofil arbeiten?

Ich habe die Traversen eingelassen. Ich habe 140x70x6.

Bild

Bild

Bild
Zuletzt geändert von w3llschmidt am 2025-10-05 14:13:08, insgesamt 1-mal geändert.
Gruss Henrik!

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Re: Schweißnahtberechnung / Vorgaben TüV Zwischenrahmen LAK2
#3 Ungelesener Beitrag von x-o » 2025-10-05 14:13:05

Der Rahmen sieht echt gut aus. Da schau ich mir gleich noch ein paar Details ab.

Genau, die Knotenbleche kommen als Winkel in die Ecken zwischen Längsträger und Containertraverse und sollen den Schub abfangen. Ich wollte die Containertraversen nicht einlassen, um etwas mehr Platz für die Verschränkung zu haben.
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Re: Schweißnahtberechnung / Vorgaben TüV Zwischenrahmen LAK2
#4 Ungelesener Beitrag von w3llschmidt » 2025-10-05 14:14:53

x-o hat geschrieben: ↑2025-10-05 14:13:05
Ich wollte die Containertraversen nicht einlassen, um etwas mehr Platz für die Verschränkung zu haben.
Genau, deshalb hab ich 140 genommen und 40 eingelassen. Ich glaub die Traversen sind 80.

Die hinteren Löcher des Festlager dienen zum Verschweißen mit den Längsträgern ...
So wie Dei Rahmen konstruiert ist wird das Koffergewicht auf die 4 Containerecken als Punktlast eingeleitet.
Bei einem angenommen Koffergewicht von z.B 3 Tonnen verteilt auf einer kleinen Fläche der Containerecken sind das fast 800 kg.
Bei Offroad und schnellen Wellblechpisten können Kräfte von etwas mehr als 3G auftreten, was Schwingungen bei den Quertraversen führt.
Bemerkbar macht sich das auch deutlich im Fahrverhalten.
Auch Dir habe ich empfohlen das Gewicht des Koffers nicht nur in den Ecken einzuleiten. Der Boden sollte auch auf den Längs und Querträgern
aufliegen, um Punktlasten und Lastspitzen zu vermeiden.
Nicht umsonst wird immer öfter der Nachweiß eines Fachbetriebes im Fahrzeugbau verlangt, da auch der Prüfer mit seiner Unterschrift das abnehmen muß
Fachwissen, Ausbildung und Erfahrung sind Vorraussetzung, die der Laie nicht unbedingt mitbringt.
Sorry, wenn ich das so deutlich sage...

Auch auf Youtube und in den socialen Medien wird mittlerweile viel Unwissenheit verbreitet und sollte kritisch hinterfragt werden.

Gruß Bernd

Gruß Bernd

[w3llschmidt]

Nicht umsonst wird immer öfter der Nachweiß eines Fachbetriebes im Fahrzeugbau verlangt, da auch der Prüfer mit seiner Unterschrift das abnehmen muß
Fachwissen, Ausbildung und Erfahrung sind Vorraussetzung, die der Laie nicht unbedingt mitbringt.
Sorry, wenn ich das so deutlich sage...

Hallo Bernd alles gut. Ich lerne gerne, danke für Deinen Hinweis

Mein Aufbau "schwebt" nicht frei zwischen den zwei Traversen, die Staplerlaschen des Aufbaurahmens liegen auf Gegenlagern des ZR.
Die Last liegt auch nicht auf 4 Ecken, sondern auf der ganzen Traverse.

Hier noch als Modell mit Item Profilen.

[Veit M]

Mal ein kurzer unqualifizierter Einwurf von meiner Seite.
Die LAK wurden original mit zwei einzelnen Traversen getragen die über Gummielemente mit dem Rahmen verschraubt waren.
Hat beim Militär gehalten. Der LAK selber ist ja schon sehr stabil.
Ciao
Veit

[x-o]

Moin.

Ich finde die Querrohre nahe der Traversen überflüssig, da die Traversen deren Aufgabe mit übernehmen können.
Zur Inspiritation hab ich mir mal Fahrgestelle von Wechselbrücken-LKW angeschaut, die müssen deutlich höhere Lasten tragen und sehen doch recht "einfach" konstruiert aus, evtl solltest du auch dort mal schauen.
Bei einem Container-Trailer hab ich mal großzügige Dreiecke zwischen Längsträgern und Traversen gesehen, auch das finde ich interessant ...

Gruß
Michael

Moin Michael,

Danke für den Tipp. Da habe ich auch schon geschaut. Der Unterschied ist, dass Containergestelle nicht so verwindungssteif ausgeführt sind. Und die sind für klassische Container, die am Boden vollflächig aufliegen.
Der LAK2 Koffer verwendet zwar klassische Containerlocks, der Boden ist aber schwebend (siehe Bild)

Letztlich geht es auch nicht mehr um die grundlegende Konstruktion, da alle Teile bereits gefertigt sind. Es ging eher darum, ob der TüV nochmal einen statischen oder dynamischen Schweißnahtnachweis benötigt.

[w3llschmidt]

Der LAK steht auch auf der ganzen Traverse ...

[w3llschmidt]

Beim BDF werden die Containeraufbauten auch nur in der Mitte abgestützt.
Ja, die gehen nicht ins Gelände.



(Quelle: www.darko-darming.de)

Man beachte auch den ZR des BW 6x6 Actros 15Tonners.
Die gehen in Gelände.



(Quelle: www.panzerbaer.de)

[Bad Metall]

Mal ein kurzer unqualifizierter Einwurf von meiner Seite.
Die LAK wurden original mit zwei einzelnen Traversen getragen die über Gummielemente mit dem Rahmen verschraubt waren.
Hat beim Militär gehalten. Der LAK selber ist ja schon sehr stabil.
Ciao
Veit

Hallo Veit
Beim LAK ist das ein Problem, den so zu unterstützen. Zeppelin und Dornier Shelter dankt Dir das.
Zwei Erfahrungen der letzten Monate. Eine Welt Reisen Koffer hängt schon ohne Ausbau der Boden um 1,5 cm durch. Der Andere ein Stahlrahmen GFK Koffer auf der orginal Pritsche eines HX 60
Locks sind 20 mm höher als der Stahlriffelblechboden und der Boden hängt mittig durch. Koffer ausgebaut mit ca. 4 t und verbiegt vorne die 1,5 T Pritsche nund die Ausleger um 1,5 cm nach unten.
Die Westroute ins südliche Afrika steht an. Unsere Erfahrungen, die wir seit vielen Jahren im südlichen Afrika gemacht haben. Schlecht gebaute Konstruktionen halten nur kurz. Gute gebaute deutlich länger,
aber nicht ewig. Verschraubungen lösen sich, es brechen Dinge ab die gut dimensioniert sind, Teile fallen ab, Gußteile brechen...
Wir können gerne mal die Tage telefonieren
Gruß Bernd

[Bad Metall]

Man beachte auch den ZR des BW 6x6 Actros 15Tonners.
Die gehen in Gelände.

Bild

(Quelle: www.panzerbaer.de)

Das sogenante Gelände ist bei uns sehr überschaubar und kein Maßstab, da großes Bergungsgerät breit steht, falls ein Problem auftritt.
Die Haltbarkeit zeigt sich auf Schlagloch und Wellblechpisten für ein Exmo und nicht auf Europas Straßen
An unserer Hecktüre unseres Alucap Toyotas das den Resevereiven mit 30 kg trägt. sind mittlerweile 8 dicke Aluscharniere vorher 3 durchgeschraubt.
Das obere Aludruckguss Schloß durch eine 12 mm Bolzen und 30x8 mm VA Flach mit dicken Stift ersetzt. Das untere wird nicht mehr getauscht, da nach kurzer Zeit defekt
Das Stahlschloß in der Mitte zum 3 mal gebrochen. ARB Stahlstoßstange abgefallen, Pritschenhalterung trotz Verstärkung 2 mal gebrochen....
Schrauben trotz Loctide verliert man



Gruß Bernd

[lura]

Da die Knotenbleche in der Hand nicht besonders spektakulär aussehen, habe ich zwei Schweißnahtberechnungen gemacht:

1. DIN EN 1993 (Zug und Schub): Gesamtkraft je Auflagepunkt 431 kN, Insgesamt 1724 kN
2. DIN 15018 (Kerbfall 4, Belastungsgruppe 6): Gesamtkraft je Auflagepunkt 52 kN, Insgesamt 208 kN

Die Berechnung berücksichtigt ausschließlich die über die Knotenbleche übertragenen Kräfte. Die Auflagefläche zwischen Längsträgern und Containertraversen wird jeweils einmal dichtgeschweißt.

Moin, Mal so zu Verständnis: 491 kN sind landläufig 49 t, 1724 kN roundabout 170 t. Für einen LAKIi, der vielleicht 4 t, bei 3G 12t wiegt.
2 Bleche 10 cm lang ergeben beidseitig verschweißt 400 mm Schweißnahtlänge. Bei 5 mm Kehlnaht stehen 2000mm² kraftübertragende Fläche zur Verfügung bei Sigma zul von 262 N/mm² kommt das dann hin.
Sigma vorh/ Sigma zul liegt etwas bei 0,0061. 1,0 wäre auch noch i.O. Das wird halten. Eine 2 mm Kehlnaht würde es auch tun.
Ich hätte die Berechnung bei der Begutachtung dabei und würde die bei Nachfrage vorlegen und erläutern. Und erklären, wer den Hilfsrahmen geschweißt hat. Besser wäre aber, das vorher zu klären.

[Lampenhalter]

Der LAK steht auch auf der ganzen Traverse ...

Jein. Im Normalzustand scheint Licht zwischen Traverse und Kofferstrebe durch, wenn man vom ungleichmäßig verteilten Dreck von 35 Jahren in der Mitte mal absieht:



Die Auflagepunkte an den Ecken sind etwa 5....10 mm höher als der Träger der Traverse selbst. Also absichtlich so gebaut.
Nebenbei bemerkt: Die Auflage der Traverse auf dem Hauptrahmen mit dem kurzen Stückchen Rechteckrohr hätte ich mir nicht getraut so zu konstruieren. Das liegt nicht einmal flächig auf dem Obergurt. Der LAK II auf dem Bild war mal sackschwer, da war eine komplette Werkstatt mit Anbaukran drin. Und das ist Serienfertigung eines staatlichen Karosseriewerks mit einem ganzen Rudel Ingenieure im Hintergrund und allen Möglichkeiten gewesen, für eine Armee. Hätte das anders gemusst, hätte man es anders gemacht. Die Konstruktion ist mit Sicherheit durch mehr Erprobung bis zur Belastungsgrenze und darüber hinaus gegangen, als wir es uns leisten können. Ob es für 250t km Rüttelpiste taugt - keine Ahnung (wobei es ja Reiseerfahrungen dazu gibt). Für mehrere tausend Kilometer schweres Gelände jenseits dessen, was ein gewöhnliches ExMo sieht, aber ziemlich sicher.

[steyermeier]

Moin.
Ich kenn eigentlich kein Container, BDF Brücke, fm2 , bei dem die Container Ecken für die locks nicht überstehen würden.

Ich denke, die Gefahr daß die Ecken nicht aufliegen, dann nicht richtig verriegelt werden können oder die Last unklar in der Mitte aufliegt und eventuell koppelt ist viel zu groß.
Dann würde ja auch ein Stapel ISO Container wackeln... Das will man nicht. Auch ein 40 fuß Container steht auf den Ecken... Und biegt sich dann eventuell auf 11,5m durch... Hauptsache die Ecken übertragen sauber die Last.
Bei meinem FM 2 biegt sich da nix durch.. trotz 100tsd km.
Die Traverse, die ich fürs Getriebe ausgeschnitten habe , schon... Die andere nicht.
Gruß Markus

[Tobi0106]

Zur ursprünglichen Frage ! Ich denke es wird eine rein optische Prüfung sein. Andere Möglichkeiten wird er nicht haben. Er wird wohl kaum mit einem röntgengerät ankommen.

Die schweißnähte richten sich nach der materialstärke bzw. Auch nach dem Material. Wenn dir eine Schweißnaht zu wenig ist, dann kannst noch 2 weitere darüber legen. Denk dabei aber immer an den schweißverzug.

[x-o]

Moin, Mal so zu Verständnis: 491 kN sind landläufig 49 t, 1724 kN roundabout 170 t. Für einen LAKIi, der vielleicht 4 t, bei 3G 12t wiegt.
2 Bleche 10 cm lang ergeben beidseitig verschweißt 400 mm Schweißnahtlänge. Bei 5 mm Kehlnaht stehen 2000mm² kraftübertragende Fläche zur Verfügung bei Sigma zul von 262 N/mm² kommt das dann hin.
Sigma vorh/ Sigma zul liegt etwas bei 0,0061. Das wird halten. Eine 2 mm Kehlnaht würde es auch tun.
Ich hätte die Berechnung dabei und würde die bei Nachfrage vorlegen und erläutern. Und erklären, eeer den Hilfsrahmen geschweißt hat. Besser wäre aber, das vorher zu klären.

Moin Lura,

Danke dass du die Diskussion wieder einfängst. Die 1724 kN sind ja statische Zug- und Schubbelastung gem. DIN EN 1993, wobei auch nicht alle vorhandenen Schweißnähte in jedem Lastfall wirken, sondern bei jeder Belastung nur der schwächste Weg zu berücksichtigen ist.

Deshalb habe ich zusätzlich die alte DIN 15018 bemüht, die für dynamisch schwellende und wechselnde Lasten gilt (galt). Ich habe den Worst-worst Case der DIN für Krane oder Eisenbahnbrücken genommen, wo für die Schweißnaht nur noch eine maximal übertragbare Spannung von 27 N/mm2 angesetzt wird und bei mir maximal 207 kN übertragbar sind.

Sicherheitstechnisch sind die 1724 kN z.B. für einen Unfall relevant. Bei einem Koffergewicht von 5000 kg kann eine maximale Beschleunigung von 345 m/s2 übertragen werden. Bei einem Frontalaufprall mit 60 km/h und 0,02 s bis zum totalen Stillstand wirkt eine Beschleunigung von 833 m/s2, also mehr als das doppelte. Selbst bei 30 km/h wirken noch 417 m/s2.

Wenn ich mir allerdings die gängigen Aufbauten im kommerziellen Nutzfahrzeugbereich anschaue, dann ist das alles noch wesentlich leichter gebaut.

Deshalb meine Frage zu Vorgaben beim TüV.

[Bahnhofs-Emma]

Hallo,

wie üblich, spätestens wenn mit der technische Weg zu aufwändig erscheint, nutze ich bevorzugt die organisatorische Variante. Mit einem guten Draht zum Prüfer frage ich in solchen Fällen den Prüfer meines Vertrauens und bekomme da eigentlich immer eine belastbare Antwort. Meistens kann ich mit dieser Antwort gut leben.

Ich empfehle daher ein vertrauensvolles Gespräch mit dem vorgesehenen Prüfer. Das schafft ungeahnte Klarheit.

Grüße
Marcus

[Pirx]

Meine Erfahrung:
Der Prüfer schaut sich das Konstrukt an, und wenn es ihm stabil genug erscheint, erteilt er seinen Segen.

Hat er Zweifel an der Belastbarkeit, wird er einen Festigkeitsnachweis (z.B. durch Berechnung) fordern, eventuell auch einen Fachkundenachweis des Schweißers.
Das kommt aber wohl doch eher selten vor, zumindest hört man nicht oft davon.

Pirx

[lura]

Sicherheitstechnisch sind die 1724 kN z.B. für einen Unfall relevant. Bei einem Koffergewicht von 5000 kg kann eine maximale Beschleunigung von 345 m/s2 übertragen werden. Bei einem Frontalaufprall mit 60 km/h und 0,02 s bis zum totalen Stillstand wirkt eine Beschleunigung von 833 m/s2, also mehr als das doppelte. Selbst bei 30 km/h wirken noch 417 m/s2.

Wenn ich mir allerdings die gängigen Aufbauten im kommerziellen Nutzfahrzeugbereich anschaue, dann ist das alles noch wesentlich leichter gebaut.

Deshalb meine Frage zu Vorgaben beim TüV.

So rechnet niemand und wenn Du das dem Prüfer erzählst ist der eher verwundert. Rechne die vorhandenen Belastungen mit den üblichen Sicherheitbewerten, lege zur Sicherheit nochmal Faktor 3 auf die Lastseite und das hält dann. Zumindest haben alle meine so gerechneten Konstruktionen gehalten.
Und vorher mit dem Prüfer ganz offen alles durchsprechen Das sind Menschen.

[x-o]

Ich hab jetzt einfach mal mit dem Prüfer telefoniert und meine Konstruktion durchgeschickt. Mal schauen was passiert.

[Veit M]

Leute, nicht alles überdimensionieren.
Stabil bauen ist ja ok, die Konstruktion muß aber auch elastisch sein.
Die originalen Gummielemente (Silentblocks) erlauben etwas Verwindung und nehmen Vibrationen raus.
Wir haben auch eine Motorlagerung für einen Rallytruck mit Silentblocks und hängender Montage gebaut, hat die Breslau überstanden.

Wichtig bei den Aufbauten ist im elastischen Bereich zu bleiben und die max. Zug- und Scherkräfte nicht zu überschreiten.
Bei Gummiblöcken dann eben entsprechend Fläche oder durchgeschraubte Varianten (vgl. Fahrwerksaufhängungen).
Bei Stahlkonstruktionen dann ggf. Loselager und Feder-Dämpfer-Konstruktion (gegen Schaukeln).

Ich denke mal die Konstruktion die da entworfen wird tut es.

Was Schraubensicherung angeht, ja, das hilft, ist aber noch ausbaufähig. Ich habe bei kritischen Verbindungen jetzt Keilzahnscheiben (Nordlock) im Einsatz, da bleiben auch die Verschraubungen der Steckachse fest. Siehe dazu auch den Junkers-Test.

Beim LAK reicht es den an den vier Locks aufzunehmen. Der ist sehr stabil da zusammenlaminiert. Mit Gewalt bekommt man natürlich alles hin aber man hat ja ein Gehirn was man nutzen kann.

Ciao
Veit

[sico]

Hallo Christian,
Die Prüforganisationen wie TÜV, Dekra etc. prüfen lediglich, ob das Fahrzeug der StVZO entspricht. In der StVZO wird kein Festigkeitsnachweis verlangt für Aufbauten am Fahrzeug. Dies liegt in der Verantwortung des Aufbau-Herstellers.
Festigkeitsnachweise sind jedoch nötig für sicherheitsrelevante Bauteile am Fahrgestell wie z.B. Bremsen, Zugeinrichtungen, Anhänge-Vorrichtungen und neuerdings auch hinterer Unterfahrschutz.
Das bedeutet, daß für den Hilfsrahmen als Teil des Aufbaues bei der technischen Abnahme kein Festigkeitsnachweis verlangt wird.

Nun zu den genannten Normen
Die DIN EN 1993 bezieht auf Stahlkonstruktionen im Hochbau. Das ist für den Fahrzeugbau nicht relevant.
Die DIN 15018 bezieht auf Stahlkonstruktionen im Kranbau. Auch dies Norm ist nicht relevant.

Relevant für Fahrzeugaufbauten sind ausschließlich die Aufbau-Richtlinien der Fahrzeug-Hersteller.

Zu den Lastannahmen:
Deine Lastannahmen sind unklar und nicht nicht nachvollziehbar. Weder in der Höhe der Last , noch in der Lastrichtung, noch für die Lastangriffspunkte.
Die Höhe der von dir angenommen Lasten erscheinet mit unrealistisch hoch.

Noch nicht berücksichtigt erscheint mir der Lastfall der Verwindung des Hilfsrahmens, sobald der LKW-Rahmen verwindet.
Hierbei werden in den Hilfsrahmen erhebliche Torsionsmomente eingeleitet, die zum einen eine Verformung des Hilfsrahmens erzeugen und zum anderen natürlich Spannungen.
Wo die Spannungen sich einstellen, welche Spannungsspitzen erzeugt werden, wie sich die Kerbwirkung an Schweißnähten auswirkt, das kann man nur mit einer FEM-Berechnung herausfinden. Dabei braucht es jedoch auch realistische und praxisnahe Lastannahmen.
Bei den Lastannahmen liegt die Kunst und am Ende die Beurteilung der zulässigen Höhe der Spannungen in dem gewählten Werkstoff.
Soviel als kurze Grundvorlesung zu dem hier im Forum immer wiederkehrenden Thema Hilfsrahmen.

LG
Sico