ᐅ Konstruktion und Bau von LKW-Hilfsrahmen mit Federlagerung

Jeder Allrad-LKW und erst recht jedes Expeditionsmobil benötigt im Gelände eine Entkopplung des Koffers vom Fahrgestell durch einen Hilfsrahmen am LKW. Nachdem durch Messungen an einem Allrad-Fahrgestell (MB 1019) ein minimaler Federweg von 15 cm ermittelt wurde, werden nachfolgend die Konstruktionszeichnungen für den Hilfsrahmen an meinem MB 1124 AF Expeditionsmobil dargestellt. Natürlich gemäß den Aufbaurichtlinien von Mercedes. Und mit Fotos von der Umsetzung.

Hilfsrahmen: Konstruktion für ein Expeditionsmobil

Auch an meinem LKW wird gemäß der Aufbaurichtlinie von Mercedes am Ende des Hilfsrahmens und damit hinter der Hinterachse ein Schublager montiert. Dieses Schublager übernimmt als Festlager die Längsfixierung des Montagerahmens gemäß Aufbaurichtlinie von Mercedes. Nachfolgend zeigt eine Zeichnung dieses Festlager (3) links am Ende des Fahrzeuges zwischen der hinteren Federaufnahme und dem Schlussquerträger. Da der Koffer bei mir selbsttragend ist, steht der Koffer über den Hilfsrahmen über. Letztlich befindet sich die Federverspannung (2) da, wo am Rahmen Platz ist. Dies ist bei mir auf der rechten Seite vor der vorderen Federaufnahme der Hinterachse. Dafür sitzt die Seitenführung (1) zwischen den Achsen am vorderen Ende des Hilfsrahmens.

Konstruktion Hilfsrahmen LKW - Expeditionsmobil: Seitenansicht des Zwischenrahmens (rot)

Hilfsrahmen am LKW – Expeditionsmobil: Konstruktion mit Seitenansicht des Zwischenrahmens (rot)

Koffer und Hilfsrahmen von unten gesehen

Die nächste Zeichnung zeigt meinen spezifischen Koffer von unten (grau) mit dem dazwischen geschobenen Hilfsrahmen am LKW (rot). Dieser Montagerahmen oder auch Zwischenrahmen war am LKW erforderlich, um den Koffer anzuheben und mehr Platz zwischen den Rädern und dem Koffer zu schaffen. Gleichzeitig wurde so auch nochmals die Trennung des Koffers vom LKW-Fahrgestell verbessert. Hierzu ist anzumerken, dass der Koffer original über eine Wippe verfügt, die in meinem sehr speziellen Fall jedoch im Normalbetrieb deaktiviert wird. Aufgrund des selbsttragenden Koffers konnte der Zwischenrahmen mit U-Profilen ausgeführt werden. Somit bleibt der Rahmen leicht und schmal. Allerdings würden Kastenprofile die Steifigkeit hier noch einmal erhöhen.

Option des Hilfsrahmens unter dem selbst tragenden Koffer

Konstruktion des Hilfsrahmens unter dem selbst tragenden Koffer des LKW

Wenn ein Shelter (Zeppelin, Dornier oder ähnliche) auf dem LKW-Rahmen montiert werden soll, müsste der Zwischenrahmen anders als bei meinem Koffer weiter auskragen. Gegebenenfalls auch nur im Bereich der Containerlocks.

Bau des Hilfsrahmens in der LKW-Werkstatt

Und so sieht der Hilfsrahmen dann in echt aus – es fehlt nur noch die Lackierung. Hier im Bild liegt der Hilfsrahmen auf dem Kopf. Hinten oben im Foto ist das hintere Ende des Zwischenrahmens mit den beiden Halterungen für das Festlager zu sehen. Gut zu erkennen sind die beiden seitlichen Aufnahmen für die Federn. Wegen der unterschiedlichen Einbausituation sind die Federaufnahmen versetzt.

Fertiger Hilfsrahmen für die Federlagerung

Fast fertiger Hilfsrahmen für die Federlagerung auf dem LKW

Das nächste Foto zeigt noch einmal ein Detail des hinteren Festlagers. Damit wird der Zwischenrahmen sicher auf dem LKW-Rahmen fixiert. Zudem werden mit diesem Festlager die längs wirkenden Schubkräfte aufgenommen. Hier im Foto liegt der Zwischenrahmen immer noch verkehrt herum. Unten ist eine Konsole (auch Schwalbe genannt) zu sehen. Daran wird später der Koffer verschraubt. Das überstehende Blech (im Foto oben) mit den 6 Bohrungen wird mit dem LKW-Rahmen fest verschraubt.

hinteres Festlager mit angeschweißter Schwalbe als Konsole für die Kofferbefestigung

Hinteres Festlager mit angeschweißter Schwalbe als Konsole für die Kofferbefestigung auf dem LKW

Übrigens sind die Baustellenfotos vom Zwischenrahmen eine Woche vor Gesamtfertigstellung und Urlaubsstart entstanden…

Funktion und Positionierung der Federn am Hilfsrahmen LKW

Weiterhin habe ich mir auch Gedanken über die konstruktiven Details zur Federlagerung bei einer Rahmenbreite von 85 cm (Mercedes LK Doka) gemacht und das Problem zeichnerisch veranschaulicht.

Konstruktion Hilfsrahmen LKW - Expeditionsmobil: Schnitt auf Höhe der Federlagerung

Konstruktion Hilfsrahmen LKW – Expeditionsmobil: Schnitt auf Höhe der Federlagerung

Federlager am Zwischenrahmen zwischen Federn und Tank (vorn rechts)

Federlager am Zwischenrahmen zwischen Federn und Tank (vorn rechts)

Den Federweg habe ich dabei festgelegt auf 15 cm. Dies entspricht einer maximalen Diagonalverwindung von ca. 50 cm. Dabei werden die Federn von Gewindestangen fixiert. Dadurch wird auch ein nachträgliches Nachstellen der Vorspannung ermöglicht. Weiterhin zeigt die Zeichnung, wie sich sich eine Diagonalverwindung von 50 cm mit einem maximalen Federweg von 15 cm bei einem 3 m langen Zwischenrahmen auswirkt.

Gezeichnet und eingebaut sind oben jeweils eine Druckfeder D-382 (Maximalkraft 1.778 N; Länge unbelastet: 135 mm / auf Block 75 mm) und unten jeweils eine Druckfeder D-384 (Maximalkraft 1.791 N; Länge unbelastet: 280 mm / auf Block 147 mm). Die Druckfedern habe ich bei Gutekunst mit ihren spezifischen Kennwerten ausgewählt und bestellt.

Das Foto zeigt die rechte Fahrzeugseite mit den beiden unbelasteten Federn.

Aufnahme der Querkräfte mit einer an den Kippwinkel angepassten Querführung

Auf die Seitenführungen wirken erhebliche Querkräfte, weil Hilfsrahmen LKW und Fahrzeugrahmen gegeneinander kippen. Das Problem lässt sich meines Erachtens nur mit etwa 10° gebogenen Seitenführungen lösen. Diese Führungen stabilisieren den Hilfsrahmen auf der aufliegenden Seite seitlich. Weiterhin ist gewährleistet, dass der Hilfsrahmen mit dem Koffer nach dem Abheben wieder sicher auf den Hauptrahmen geführt wird. Hingegen bedingen die meist verbauten, senkrechten Führungslaschen ein Drehmoment auf das hintere Festlager, das nicht gewünscht sein kann.

Konstruktion Hilfsrahmen am LKW - Expeditionsmobil: Aufnahme der Querkräfte

Konstruktion Hilfsrahmen am LKW – Expeditionsmobil: Aufnahme der Querkräfte

Eingebaut sehen die Seitenführungen dann wie auf dem nächsten Foto aus. Nunmehr sind die Seitenführungen des Zwischenrahmens mit dem LKW-Rahmen verschraubt. Dabei entspricht die überstehende Länge am Zwischenrahmen etwa dem maximalen Federweg an dieser Stelle. Unterhalb ist der 500-l-Dieseltank des LKW zu erkennen. Darüber liegt der schwarze Abwassertank.

Hilfsrahmen am LKW: Seitenführung des Zwischenrahmens eines Allrad-LKW‘s

Hilfsrahmen am LKW: Seitenführung des Zwischenrahmens eines Allrad-LKW‘s

Abnahme des Hilfsrahmens

Konstruktion und Bau des Zwischenrahmens erfolgten unter den Augen des für meine LKW-Werkstatt zuständigen Prüfingenieurs (a.a.S.). Derselbe hat dann auch die Abnahme und Eintragung problemlos durchgeführt. Letztlich war auch er es, der mich rechtzeitig auf den zu geringen Abstand zwischen Reifen und Koffer hingewiesen und so den Zwischenrahmen ins Spiel gebracht hat.

Ermahnungen

Dies ist eine Hobbyseite und keine offizielle Information eines Fahrzeugherstellers. Auch wenn es hier mehr Informationen und Details als in einer durchschnittlichen Aufbaurichtlinie gibt, sind alle Angaben und Details natürlich ohne Gewähr. Somit solltet ihr vor allem die spezifischen Besonderheiten meines Fahrzeugs beachten. Und dabei vor allem den seltenen Koffer mit integriertem Montagerahmen und Wippe.

Und hier geht’s weiter zu den Erfahrungen im Betrieb mit Verschränkungsfotos.

Alle Beiträge zum Zwischenrahmen

1. Kofferlagerung im Original
2. Analyse der Mercedes-Aufbaurichtlinien
3. Grundlagen für den Zwischenrahmen
4. Messung der Verwindung und Bemessung der Federlagerung
5. Konstruktion und Bau des Hilfsrahmens
6. Erfahrungen und Verbesserungsmöglichkeiten

Weiterhin sollten sich Käufer neuer oder gebrauchter Expeditionsmobile mit der Frage befassen, wie man Hilfsrahmen anschaut und Fehler der Aufbaulagerung erkennt.

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2 Antworten

  1. Barny sagt:

    Hi. Ich habe nur eine kurze Frage: Habt ihr den Rahmen noch lackiert? Oder wie funktioniert der Rostschutz?

    Barny

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