Literaturempfehlung gesucht: Kofferlagerung

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#1 Beitrag von **Weickenm** » 2016-11-30 1:52:27

Guten Abend,

ich habe mich jetzt quer durch das Forum gelesen um ein gewisses Maß an Theorie zu erlangen. Grob weiß ich was ich möchte, aber da ich aus meinen Fehlern gelernt habe weiß ich, dass ich ein Fan von Fachliteratur bin.

Worum es mir geht: Den Winter über den Koffer planen/berechnen um die Kofferlagerung berechnen zu können. Der Zwischenrahmen und der neue Koffer soll in den Semesterferien nach'm SS17 angegangen werden. Für Maschinenelemente 1& Maschinenelemente 2 habe ich den Roloff/Matek samt Formelsammlung. Darüber hinaus beschaffe ich mir die Aufbaurichtlinien vom Zetros. Die Aufbaurichtlinien von Magirus habe ich dankenswerterweise bereits auf CD bekommen und gelesen.

Meine Frage: es arbeitet hier ja durchaus der eine oder andere Ingenieur in der Automobilbranche. Hat einer von euch (und damit meine ich nicht nur die Ingenieure

) eine Literaturempfehlung für mich? Konkret geht es mir um die Auslegung (derzeit gehe ich von einem Sicherheitsfaktor von 4g aus) des Koffers samt Zwischenrahmen und der "Wippe" also das vordere Loslager.
Werkstoffkunde hab ich letztes Semester zufriedenstellend bestanden, von daher bin ich diesbezüglich auf der "sicheren" Seite.

Für jeden Tipp bin ich wirklich dankbar

Beste Grüße
Florian

PS: Angedacht ist eine Dreipunktlagerung mit Loslager vorne. Dieses werde ich dann mit 2 gegenläufigen Fahrerhausstoßdämpfern "abfangen"

#2 Beitrag von **schweiger** » 2016-11-30 10:23:37

Weickenm hat geschrieben:Dreipunktlagerung mit Loslager vorne

Vor Literaturanalyse und Berechnung kommen Begriffsdefinitionen und konstruktive Grundlagen. Mach doch mal eine vermaßte Zeichnung vom Fahrzeug, dem Kofferaufbau und der geplanten Lagerung, dass man sich das vorstellen kann.

#3 Beitrag von **Trolliger** » 2016-11-30 10:37:17

Von - HAYNES - gibt es ein tolles Buch in dem die verschiedenen Lagerungen und deren Zweck
gut beschrieben und bebildert ist.
Gibts bei Amazon.

#4 Beitrag von **DäddyHärry** » 2016-11-30 21:30:31

Ähm, verlegt Haynes noch im vier- oder schon im fünfstelligen Bereich???

#5 Beitrag von **Pirx** » 2016-11-30 22:01:55

Trolliger hat geschrieben:Von - HAYNES - gibt es ein tolles Buch in dem die verschiedenen Lagerungen und deren Zweck
gut beschrieben und bebildert ist.
Gibts bei Amazon.

Also ich finde bei Amazon nichts. Geht es etwas genauer? Danke.

Pirx

#6 Beitrag von **Pirx** » 2016-11-30 22:25:09

Hallo Florian!

Ich habe mich mit dem Thema (also Fachliteratur zur Aufbaulagerung auf geländegängigen LKW-Fahrgestellen) lange beschäftigt, aber nichts wirklich brauchbares gefunden. Am besten sind noch die diversen Aufbaurichtlinien, die ja Hinweise zur Materialauswahl, Dimensionierung und Gestaltung von Hilfsrahmen geben. Nur das Thema der Verbindung Hilfsrahmen-Fahrzeugrahmen für Geländefahrzeuge wird oft nur knapp bis gar nicht behandelt.

Trotzdem hier die Fachliteratur, die ich mir angeschafft habe:

1.) Vogel-Fachbuch Karosserietechnik, Horst Pippert, Vogel-Verlag, um 40,- EUR
Beanspruchungen, Berechnung und konstruktive Ausführung von Fahrgestellrahmen und Hilfsrahmen werden behandelt. 3- und 4-Punkt-Lager werden nur sehr kurz am Beispiel des Tankaufbaus erwähnt. Federlagerung kommt gar nicht vor.

2.) ATZ/MTZ-Fachbuch Nutzfahrzeugtechnik, Erich Hoepke, Wolfgang Appel et al, Vieweg-Verlag, um 80,- EUR (neueste Auflage)
Beanspruchungen, Berechnung und konstruktive Ausführung von Fahrgestellrahmen und Hilfsrahmen werden behandelt. Federlagerung und 3-Punkt-Lager werden nur sehr kurz erwähnt.

Wenn man sozusagen bei Null anfängt, sich Wissen anzueignen, sind diese Bücher (vor allem das Vogel-Fachbuch) evtl. eine Überlegung wert. Mir hat es nichts gebracht, die kurzen Anmerkungen zu den geländetauglichen Lagerungsarten haben meinen Wissensstand nicht erweitert, den Rest kannte ich schon.

Pirx

#7 Beitrag von **Weickenm** » 2016-11-30 23:48:11

Guten Abend,

danke für die Tipps. Demnächst kommt der Koffer runter (die Heckpumpe kommt raus und wird verkauft), da werde ich vom derzeitigen Ist-Zustand eine bemaßte Zeichnung anfertigen können. Bis dahin heißt es für mich das erstellte Lastenheft in eine Prinzipskizze umzuwandeln. Sobald der Rahmen vermessen ist kann ich dann die Prinzipskizze anpassen und in eine technische Zeichnung umwandeln.

Vielen Dank für die konkreten Buchempfehlungen, bin schon gespannt was sich an neuen Informationen erarbeiten lässt

Zu dem Buch aus dem HAYNES Verlag-gibt es hierzu bitte eine ISBN?

Beste Grüße
Florian

#8 Beitrag von **Weickenm** » 2017-09-07 19:29:48

Guten Abend,

ich möchte mal ein bisschen was aus meiner Recherche zurückgeben.
Ich hab mir das von Pirx empfohlene Buch vom Höpke besorgt. Das Buch gibt einen ziemlich guten Gesamtabriss zum Thema Nutzfahrzeugtechnik ab, aber das Thema geländegängiger Zwischenrahmen kommt wirklich kurz.

Daraufhin hab mich mal ein wenig umgesehen und konnte folgende Quellen ausfindig machen:

-Aufbaurichtlinien Scania
-Dr.-Ing. Karl Erz: "Über die durch Unebenheiten der Fahrbahn hervorgerufene Verdrehung von Straßenfahrzeugen
-Heiner Loop und Klaus Schubert: "Einfluß der konstruktiven Parameter eines Lastkraftwagens auf die Radlastdifferenzen im Gelände"
-Hans Beermann: "Torsion von Nutzfahrzeugrahmen mit offenen und geschlossenen Querschnittsprofilen"
-Horst Oehlschlaeger: "Einfluss der Knotenauslegung auf Verdrehsteife und -beanspruchungen von verwindungsweichen Nutzfahrzuegrahmen"
-Horst Oehlschlaeger: "Nachgiebige Knoten bei der Torsionsberechnung von Nutzfahrzeugrahmen aus offenen Profilen"
-Dr.-Ing. Walter Bergmann: "Die Gestaltfestigkeit von Lastfahrzeugrahmen, insbesondere bei Verwindungsgeanspruchungen"
-Prof. Dr. A. Thum: "Zur Beanspruchung von Lastfahrzeugrahmen"

Die Quellen sind teilweise aus '41, aber das tut ihnen ja nix ab

Beste Grüße
Florian

Edit:
Scania bietet online auch E-Lehrgänge an, dazu benötigt man aber Zugangsdaten...

#9 Beitrag von **Weickenm** » 2017-09-07 19:31:41

PS:
die meisten Quellen sollten über jede Unibib frei zugänglich sein. Die Veröffentlichungen sind hauptsächlich aus ATZ und VDI Zeitschriften. Liegen mir aber nur analog (also ausgedruckt) vor.

#10 Beitrag von **Weickenm** » 2017-10-11 21:37:56

Guten Abend,

es kennt nicht zufällig einer hier englischsprachige Fachliteratur zu dem Thema?

Würde mein Literaturverzeichnis abrunden

Beste Grüße
Florian

#11 Beitrag von **felix** » 2017-10-12 3:57:02

Hallo Florian,

Willkommen im richtigen Leben.

Selbst wenn du in der Literatur ein schrittweises Beispiel für eine Aufbauten-Lagerung findest, dann weicht bei deinem LKW irgend etwas ab, sodass es hinterher nicht funktioniert, obwohl du doch alles richtig gemacht hast...

Wenn du einen Balken berechnen kannst und weißt, was Dauerschwingungsfest bedeutet, bist du schon ganz gut aufgestellt.

Mit einer Stoßzahl von 4 bist du schon recht weit auf der sicheren Seite, die Literatur erwähnt eher Stoßzahlen von 1,5 .. 3 für gefederte Baugruppen. Aber letztlich würde ich mich grundsätzlich immer am Fahrzeug selbst orientieren und dabei eigene Mängel in der Verbreitung mit abschätzen. Was nützt es dir, 300 teure Kg Stahl mit dir herum zu fahren, die dir 7-Fache Sicherheit bieten, wenn der LKW darunter nur die Hälfte verträgt. Oder noch schlimmer: dir fliegt der viel zu teure und schwere Rahmen mit Aufbau in der nächsten Kurve in den Graben, weil es an 50 Gramm Schraube gefehlt hat.

Rechne doch einfach mal den Rahmen von deinem LKW durch (gleichmäßig verteilte Last, geh Mal von S355 aus) und schau, welche Sicherheiten eingeplant wurden. Dann schau doch mal, wie z.B. eine Achse am Rahmen befestigt ist. Nimm die Art der Befestigung im Verhältnis zur Achslast auch für deine Befestigungen. Diese Werte passen dann besser zu deinem LKW, als die Literatur je helfen kann.

Dann solltest du kosten (Gewicht, Bauhöhe, Fertigungsaufwand, Geld) gegenüber dem größten anzunehmenden Schaden ins Verhältnis setzen:

- Gefährdet ein Versagen des Bauteils direkt Menschenleben: Finger weg. Zum Beispiel Lenk oder Spurhebel. Ist das Bauteil leicht und kann es bei Versagen zu schweren Schäden kommen: doppelt so viel, wie original. Zum Beispiel Verschraubung des Aufbau mit dem Rahmen. Ist das Bauteil schwer und kommt es beim Versagen erst einmal nur zu Sachschäden, dann kann man knapp rechnen und sich am LKW selbst orientieren, z.B. der Rahmen selbst, der bei Überlast erst einmal nur verbiegt bzw. an einzelnen Stellen bricht.

Trau keiner Schweißnaht, deine Schrauben sind eventuell auch schlechter, als die vom Hersteller ect.

Und ganz wichtig: Denk die Konstruktion zu Ende. Was passiert bei Kurvenfahrt wenn der Rahmen sich verwindet, welche Bewegungen des LKW Rahmen muss die Lagerung erlauben usw. Bau dir vorher ein Modell aus Papier/Karton und verbiege es. Bau keine Doppelpassungen, Vierpunklagerungen verleiten dazu und erfordern elastische Elemente.

Gruß,
Felix

#12 Beitrag von **Weickenm** » 2017-10-12 13:12:20

Hi Felix,

danke dir für die Rückmeldung.
Ich habe hier einen ATZ Artikel eines Prof. Dr. A Thun aus dem Jahre '41 vorliegen. Dieser fordert:

Zur Berücksichtigung der zusätzlichen Belastungen aus Massenkräften oder Zwangsverformungen beim Fahren wird bei der Annahme der äußeren Belastung ein "Stoßzuschlag" von 40% (in manchen Fällen mehr) gerechnet

.

Jetzt empfiehlst du mir einen Stoßzuschlag von 400%. Kannst du das irgendwie belegen? Nicht, dass ich dein Wort nicht zu schätzen wüsste-im Gegenteil, aber eine Belegbarkeit wäre super

Auch für deine restlichen Ausführungen danke, die Tipps werde ich zu beherzigen wissen.
Nach der Exkrusion werde ich den Rahmen vermessen, ist eh nötig. Dann kann ich auch den Balken berechnen.

Beste Grüße
Florian

#13 Beitrag von **REDFOX** » 2017-10-12 13:48:46

Hallo Florian,

die Zahl "4" hat sich nicht der Felix ausgedacht, die kommt von Dir:

Weickenm hat geschrieben:...(derzeit gehe ich von einem Sicherheitsfaktor von 4g aus) ...

Viele Grüße,

Chris

#14 Beitrag von **felix** » 2017-10-12 14:27:12

Hallo Florian,

ATZ/MTZ-Fachbuch Nutzfahrzeugtechnik, Erich Hoepke, Wolfgang Appel et al, Vieweg-Verlag, wie schon von Pirx vorgeschlagen.

Ist aber wie bereits gesagt wenig relevant, eine Kette hat möglichst gleich stabile Glieder. Idealerweise Versagen der LKW-Hauptrahmen und dein Hilfsrahmen bei Überlast genau gleichzeitig, daher ist dein konkreter Rahmen bzw. die zugehörigen Aufbaurichtlinien die Grundlage.

Geh davon aus, das deine Qualitätssicherung für Verschraubungen, Schweißnähte ect. schlechter ist, als die des LKW-Herstellers, darum dort mehr Reserven schaffen, also mehr oder größere Schrauben, Knotenbleche, günstige Anordnung von Schweißnähten usw.

Gruß,
Felix

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#15 Beitrag von **Der Bonner** » 2017-10-12 14:40:45

Hallo Florian,
bei der Auslegung von Fahrgestellteilen betrachten Fahrzeug- und auch Aufbauhersteller das zu erwartende Belastungsprofil. Ein Fern LKW, der im Jahr 200.000 km auf Autobahnen unterwegs ist hat ein anderes Profil wie ein Baustellenfahrzeug. Ein Allrad LKW, der auch viel auf Pisten unterwegs ist, hat neben den "normalen" Lasten auch Belastungen aus Schwingungen zu verarbeiten. Deshalb gibt es auch keinen allgemein gültigen immer passenden Sicherheitszuschlag. Für die Beanspruchung für Deinen Gelände LKW bist Du bei den zu erwartenden niedrigen Fahrleistungen mit Felix Sicherheitsfaktor gut bedient. Es gibt Fahrzeughersteller, die bei Vordimensionierungen im Fahrgestell (wieder je nach Anwendungsfall) einen Faktor von 3,5 - 4 zugrunde legen. Nachher wird das Ganze dann mit FEM nachgerechnet und, wo möglich, optimiert.

Gruß
Horst

#16 Beitrag von **felix** » 2017-10-12 15:07:02

Moin,

na ja, 4g, jetzt lassen wir einmal die Kirche im Dorf! Bei Schwingungen < 1g (also Stoßzahl 2) hebt alles nicht befestigte ab und fliegt quer durchs Auto. Ich meine fliegen, abheben und irgendwo anders einschlagen, nicht verrutschen. Hand aufs Herz: Wie oft wird, auch bei hartem Einsatz, diese Grenze überschritten?

Wenn man nun das freie herumfliegen von Kaffeebecher und Beifahrer als !dauerhafte! Belastung annimmt, dann ist man schon weit vorn dabei.

Man darf die Stoßzahl nicht mit den Zuschlägen für die dauerhafte Schwingfestigkeit verwechseln! Die ist gut bekannt und kann sauber gerechnet werden.

Also statische Festigkeit mal Stoßzahl für den Lastfall mal Faktor für dauerhafte Schwingungslast.

Geht Mal davon aus, das der Faktor für die Schwingungsfestigkeit recht groß ist. Auch ein für Stoßzahl 1,2 ausgelegte Konstruktion wird einen Stoß von 3g (für den Fahrer ohne Gurte potentiell tödlich) überstehen - nur halt nicht 100.000 von diesen Stößen.

MlG,
Felix

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#17 Beitrag von **Weickenm** » 2017-10-12 16:58:54

Hallo,

REDFOX hat geschrieben:Hallo Florian,
Weickenm hat geschrieben:...(derzeit gehe ich von einem Sicherheitsfaktor von 4g aus) ...
Chris

ich hab nochmal nachgesehen, das steht tatsächlich im Lastenheft, danke dir! (Das war jetzt peinlich...

)

Den Hoepke habe ich bereits. Viele (nicht alle) meiner antiquarischen Quellen zitiert er auch.

Ich werde dann mal weiterlesen und zu verstehen versuchen^^

Beste Grüße
Florian

#18 Beitrag von **Der Bonner** » 2017-10-12 18:11:23

Hallo Florian,
bei der Auslegung von Fahrgestellteilen betrachten Fahrzeug- und auch Aufbauhersteller das zu erwartende Belastungsprofil. Ein Fern LKW, der im Jahr 200.000 km auf Autobahnen unterwegs ist hat ein anderes Profil wie ein Baustellenfahrzeug. Ein Allrad LKW, der auch viel auf Pisten unterwegs ist, hat neben den "normalen" Lasten auch Belastungen aus Schwingungen zu verarbeiten. Deshalb gibt es auch keinen allgemein gültigen immer passenden Sicherheitszuschlag. Für die Beanspruchung für Deinen Gelände LKW bist Du bei den zu erwartenden niedrigen Fahrleistungen mit Felix Sicherheitsfaktor gut bedient. Es gibt Fahrzeughersteller, die bei Vordimensionierungen im Fahrgestell (wieder je nach Anwendungsfall) einen Faktor von 3,5 - 4 zugrunde legen. Nachher wird das Ganze dann mit FEM nachgerechnet und, wo möglich, optimiert.

Moin,

... ich will das Thema nicht überstrapazieren. Nur noch mal der Klarheit wegen: ich spreche nicht von einem Stoßfaktor sondern von einem Sicherheitszuschlag bzw. Sicherheitsfaktor. Er beinhaltet alle besprochenen Einflüsse (ZB Stoßlast auf das rechte Vorderrad bei gleichzeitiger Bremsung in einer Linkskurve

) wie auch eingeleitete schwingende Belastungen auf einer Piste. Diese Belastungen sind über die Laufzeit evtl. für das Material schwerer zu ertragen als ein beherzter Achsstoß. Manche Hersteller schauen sich in der Vordimensionierung das mögliche Profil für das Fahrzeug an, rechnen die statische Last aus und sichern dann mit den o.a. Faktoren ab. Die beinhalten dann alles. Danach wird in einer FEM Rechnung wieder abgespeckt. Das ist für die erste Vordimensionierung erst mal einfacher und geht schneller als jeden möglichen Lastfall mit den jeweiligen Kombinationsmöglichkeiten zu betrachten. Wenn die ersten Datenmodelle vorliegen, kann dann einfach mit FEM optimiert werden (hier liegen dann die wichtigen Lastkollektive vor).

Die Kernaussage ist aber, dass die Faktoren von Felix deutlich näher an der Wirklichkeit liegen als die zitierten 40%.

Gruß
Horst

#19 Beitrag von **felix** » 2017-10-13 3:00:53

Hallo,

das Beispiel mit dem linken Vorderrad gefällt mir nicht, (@Horst: Bitte nicht übel nehmen

) weil das implizieren kann, wir sprächen hier von Teilen der Achse oder der Lenkung. Das ist nicht der Fall! Es geht ausschließlich um gefederte Bauteile!

Achse, Rad, Lenkung, Anhängerkupplung u.s.w. sind höchst Sicherheitsrelevante Bauteile, deren Versagen direkt zu schweren Unfällen führen kann. Hier gelten ganz andere Sicherheitsfaktoren. Es gibt Gesetzlich vorgeschriebene Richtlinien, wie die ausreichende Festigkeit nachgewiesen werden kann ("Bauartprüfungen"), das auch für FZ-Hersteller, die so etwas täglich machen. Für uns heißt das ganz einfach: Finger weg.

MlG,
Felix

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#20 Beitrag von **maxd** » 2017-10-13 8:30:12

felix hat geschrieben:Idealerweise Versagen der LKW-Hauptrahmen und dein Hilfsrahmen bei Überlast genau gleichzeitig,

Sollte der Hilfsrahmen nicht etwas früher versagen, um die Kabine schlimmstenfalls „zu opfern“ aber dadurch den Hauptrahmen zu entlasten und somit die Mobilität zu erhalten?

So im Sinne einer Sollbruchstelle?

—max

#21 Beitrag von **Der Bonner** » 2017-10-13 9:30:41

Hallo Zusammen,

@ Felix
...natürlich nehme ich Dir nichts krumm - solange es sachlich ist kann hier doch jeder seinen Beitrag bringen

Mit meinem Beitrag wollte ich nicht auf Lenkungs-, Brems-, Achs oder sonstige Teile dieser Art abzielen. Die Belastungen von der Straße (zwar nach Abzug der Energie , die die Federn und Dämpfer aufnehmen) werden aber in den Rahmen eingeleitet. Das ist nicht ohne. Daneben gibt es dann das Thema "Schwingungsbelastung".
Mir geht es nicht darum wer mehr oder weniger Recht hat - ich wollte das nur noch mal klarstellen.
Welchen Faktor man nun nimmt muss jeder in Abhängigkeit von seinem Belastungsprofil selber entscheiden. Hierbei finde ich Deine 1,5 - 3 immer noch richtiger als die 40%. Mehr möchte ich dazu nicht mehr schreiben.

@ Max
ja, eine wichtige Funktion des Hilfsrahmens ist es den Fahrgestellrahmen zu schützen.

Gruß
Horst

#22 Beitrag von **felix** » 2017-10-13 22:43:03

Hallo Max,

Stimmt, Eidechsen sind mit der Strategie ja auch sehr erfolgreich. Eventuell den Kofferabwurf von Fahrersitz aus auslösbar gestalten, um lästige Verfolger besser abschütteln zu können?

Sollte das ernst gemeint sein: Nein, ein herumfliegender Koffer sollte keine unschuldigen erschlagen!

MlG,
Felix

#23 Beitrag von **maxd** » 2017-10-13 23:23:10

Ja das war ernstgemeint.
Was ich so hier von Rahmenbrüchen gelesen habe - oder sonst wo erzählt bekommen habe - fliegen die Koffer ja nicht plötzlich im hohen Bogen vom Laster.
BeiÜberlast muss eine Stelle halt als erste nachgeben und ich dachte, es wäre nicht falsch, sich darüber Gedanken zu machen, welche das sein soll.

Wenn meine Hauptrahmen mit Faktor 4 gerechnet ist, was spricht dagegen den Zwischenrahmen mit 3,9 auszulegen? Dass ich das eh nicht so genau hin bekomme?

Fragt der ahnungslose

—max

#24 Beitrag von **felix** » 2017-10-14 8:23:15

Moin Max,

Sorry, wollte mich nicht über dich lustig machen! Nein, einen LKW Aufbau konstruiert man dauerhaft Schwingungsfest, auf das er bis zur Verschrottung sicher und stabil bleibt. Letztlich kann dir der Koffer bei einem Unfall durchaus das Leben retten indem er einen Stoß aufnimmt, der sonst das Führerhaus getroffen hätte.

Die weiche Stelle, wo dein LKW Überlasten abfedern kann, sind die Reifen und die Federung. Rahmen sind nicht als Federung geeignet. (Torsion ausgenommen)

Letztlich wäre es sogar eine hohe Kunst, den Koffer um 2,5% schwächer als den Rahmen zu konstruieren: Schon beim Stahl wird dir nur eine Mindestfestigkeit zugesagt - er kann auch durchaus bessere Eigenschaften haben. Eine definierte Bruchstelle ist viel aufwändiger zu konstruieren, als etwas, das zuverlässig hält.

MlG,
Felix

Allrad-LKW-Gemeinschaft