@Jürgen,

ich mach mal ein neues Thema auf, damit wir den Wohnkabinenbeitrag nicht zerlabern.

Das Thema Rahmenverstärkung ist nicht so ohne weiteres zu beantworten, zumindest nicht in ein paar Zeilen, weil man da sehr tief in die Theorie muss. Das kann man besser von Angesicht zu Angesicht, wo man auch mal eine Skizze machen kann, das ist meist verständlicher. Da kann ich dir dann auch erklären, warum eine Luftferder Gift für den Rahmen ist, wenn man sie nicht richtig anwendet. Und sei gewiss, der Leie weiß gar nicht was richtig oder falsch ist.

Ich versuche es aber trotzdem mal, mit einfachen Worten zu beschreiben.

Der Rahmen wurde mal berechnet. Heute macht man das im Computer, da gibt es tolle Programme für.
Da werden ganz viel Lastfälle und Lastfallkombinationen ermittelt und dann im Rechner berechnet.

Nach dieser Phase sieht der Rahmen so aus, wie er jetzt ist. Er ist in sich homogen und kann die angedachten Belastungen (Plus einem Sicherheitsbetrag) schadlos überstehen.
Die Normalbelastungen übersteht er ein Autolebenlang (je nach dem, welche Zeit ihm der Hersteller andenkt, nennt man das Zeitfestigkeit). Mit Dauerfestigkeit wird im Automobilbau nicht gerechnet, zumindest ist mir das nicht bekannt. Die außergewöhnlichen Belastungen sind zum Bsp. überladen oder in ein tiefes Schlagloch fahren. Diese Belastungen muss der Rahmen überstehen, ohne zu verformen, oder zu reißen oder gar zu brechen.

Jetzt wird der Fahrzeug bis auf 3,5 t und nicht mehr, wie ursprünglich mit 3,1 t belastet. Damit dürfte der Sicherheitsbetrag aufgebraucht sein und die Sicherheit gegen Schäden geht auf S=1 oder sogar kleiner. Da bin ich mir sicher, deshalb hört man immer wieder von Rahmenbrüchen.

Um dem vorzubeugen, wird der Rahmen verstärkt. Das ist im Prinzip aus zweierlei Gründen sehr zweifelhaft.

Das Verformungsvermögen des Rahmens wird geändert. Die hintere Partie wird versteift, vor der Blattfeder bleibt aber alles so. Aber genau da brechen die Rahmen immer. Diese Risse an der Stelle kommen aber nicht von der Überladung, sondern von der nun an dieser Stelle erhöhten Biegung. Wie gemerkt, hinten ist alles steif, da kann sich nichts verformen, die Last ist aber da, also muss der Rest des Rahmens die Verformung aus der Belastung ertragen. Somit ist der Rahmen nicht mehr homogen. Es gibt steife und weniger steife Bereiche. Das ist wie mit der Kette. Die ist nur so stark, wie das schwächste Glied. Durch die Änderung der Steifigkeit kann es sogar sein, dass der Rahmen an Stellen überlastet wird, die vorher völlig unkritisch waren.

Eine Schweißnaht ist eine Kerbe. Geschweißte Bereiche haben nicht mehr die Festigkeit des Grundwerkstoffes. Die geht dramatisch zurück, ganz besonders bei Kehlnähten. Und das sind alles Kehlnähte.

Wer eine solche Rahmenverstärkung macht, sollte das nie ohne eine ausführliche Festigkeitsberechnung machen. Mal einfach so drauf los ist recht blauäugig. An dieser Stelle hilft auch Erfahrung nicht weiter oder nur bedingt. Das muss man berechnen und auswerten. Nur so kann erkannt werden, wo am Rahmen eine hoch belastet Zone ist. Da sollte ich nähmlich nicht schweißen, sondern in einem Bereich, wo die Auslaastung klein ist. Wie gemerkt, eine Schweißnaht setzt die Festigkeit des ursprünglichen Rahmenwerkstoffs herab.

Und dann zum Schweißen selber. Der Rahmen wird mittels kaltumformen hergestellt. Darurch sind im Werkstoff jede Menge Eigenspannungen, die bis über die Strreckgrenze gehen. Anschließend wird er zusammengeschweißt und alle möglichen Halter werden angeschweiß. Das erhöht weiter das Eigenspannungsniveau. Weil das alles schon recht kritisch ist, ist das schweißen im kalt verformten Bereich unzulässig, wenn der Rahmen anschließend nicht Spannungsarm geglüht wird. Beides wird aber bei einer nachträglichen Verstärkung gemacht. Es wird im kalt verformten Berecih geschweißt und anschließend nicht spannungsarm geglüht. Ergo noch mehr Spannungen. Dann kommt hinzu, das nach dem, Schweißen durch die Erwärmung der Werkstoff schrumpft. Das erzeugt im eigentlichen Rahmen und seinen Schweißnähten noch mehr Eigenspannungen.

Das nächste ist der Werkstoff. Ich darf rein rechtlich nur dann schweißen, wenn ich weiß, welcher Grundwerkstoff vorliegt. Keine Ahnung, ob das die Umbauer alle wissen. Ich bezweifle es! Nur wie wollen die den Schweißzusatzwerkstoff festlegen, wenn sie nicht wissen, was sie eigentlich verschweißen? Selbst wenn der Rahmen aus einem niederfestem, gutmütigem Werkstoff besteht, kann es sein, dass einzelne Halter aus hochfestem Material bestehen, der bei Erwärmung einen Teil seiner Festigkeit verliert.

Wenn ich das alles nicht weiß, sollte ich die Finger davon lassen.

Und genau an der Stelle verstehe ich die TÜV Ingenieure nicht!!! Für jeden Mist wollen sie Nachweise oder tragen bestimmte Dinge gar nicht ein. Aber bei einem so sensiblem Ding, wie dem Rahmen interessiert das keinen. Finde ich das sehr blauäugig.

Gruß, René

Super interessantes Thema.
Ich werde Dir bei Zeiten meine Informationen und Erfahrungen mitteilen.
Materialprüfung der Fahwerksverstärkung inklusive.

Gruß Jörg

Moin Jürgen,

solche Brüche treten nicht sofort auf. Es ist ein Zeitfestigkeitsproblem. Erhöhe ich die Belastung, verringere ich die Zeitfestigkeit. Wie gesagt, wirklich dauerfest ist so ein Rahmen nicht. Irgendwann sind die ertragbaren Schwingspiele erreicht und es bildet sich ein Riss. Üblicherweise sollte das aber wesentlich länger dauern als der Rest der Komponenten hält.

Mir erschließt sich auch die Rahmenverstärkung nicht wirklich, wenn man mal schaut, wie die Lasten in den Rahmen eingeleitet und dann über die Blattfeder zur Achse weitergeleitet werden.

Die Biegung des Rahmens zwischen den Blattfedern ist minimal. Das ist unkritisch, bis der Rahmen so weit durchfedert, dass er auf dem Gumipuffer anliegt. Dann bildet sich plötzlich ein langer Hebelarm. Wenn man da mal anständig durch ein Bodenwelle knallt, verformst du den Rahmen. Er würde aber nicht brechen, sondern einfach nur verbiegen.

Und jetzt kommt die Luftfeder ins Spiel. Die wirkt genau so, als würde der Rahmen ständig auf dem Gummipuffer (Endanschlag) aufliegen. Und je strammer die Lufe aufgepumpt wird, desto kritischer wird das, weil sie immer weniger federt. Das bedeutet, das plötzlich der Rahmen an einer Stelle belastet wird, die niemals dafür vorgesehen war. Das wissen auch die Prüfingenieuere, deshalb vordern sie an der Stelle die Rahmenverstärkung. Damit ist der Ramen an der Stelle stabil. Aber, die Belastung ist ja trotzdem da, die muss ja irgenwie abgeleitet werden. Und jetzt muss man sich wieder das Gesamtsystem Rahmen/Blattfeder anschauen. Da ist ja quasi kein Auflager dazwischen (natürlich nur idealisiert), was einem Hebel bilden könnte. Wenn du hinten runter drückst, federt die Blattfeder ein. Da ist es quasi egal, wie hoch die Last ist. Das quasi hebelfrei System funktioniert bis die Blattfeder an ihre Grenzen kommt und auf Block geht. Dann hast du natürlich plötzlich den langen Hebelarm hinten. Luftder hinten rein und du hast nun ständig eine gewisse Hebelwirkung.
Nun musst du dir das wie eine Wippe vorstellen. Die Luftfeder ist der Drehpunkt der Wippe. Der hintere Rahmenbereich wurde verstärkt und ist steif. Der schiebt natürlich alles in den vorderen weichen Bereich weiter.
Und der nächste Bereich ist dort, wo die Rahmenverstärkung endet. Dort wird ein hoher Steifigkeitssprung erzeugt. Und dieser Bereich ist ja eh schon gebeutelt, weil dort die Blattfeder ihr Lager hat.

Wie gesagt, die Risse sind keine Gewaltbrüche, sondern das Ergbnis vieler einzelner Schwingungen. Je größer die Schgwingungsamplitude wird oder je höher die Schwingungsfrequenz wird, desto schneller ist die Zeitfestigkeitsgrenze erreicht.

Kommen wir nun mal zur Ladung/ der eigentlichen Kabine mit ihrem Alkoven. Die ist natürlich auch sehr ungünstig. Hinten gibt es einen Überhang und vorn gibt es einen Überhang (Alkoven). Jetzt sagen die Hersteller immer, die sind gewichtsoptimiert, quasi ausbalanciert. Stimmt, sind sie. Aber, das ist eigentlich Gift für unseren Rahmen, weil einmal angeregt, schwingt das System ohne das besonders viel Energie nötig ist. Kann man wunderbar immer sehen, wenn man mal an ein einem PU mit Wohnkabine vorbeifährt. Das Ding ist am schwingen, das man Angst bekommt. Und das killt den Rahmen. Diese Schwingungen erzeugen ja eine Biegeschwingung im Rahmen, die ohne Kabine weit weniger stark ausgeprägt wäre. Ich konnte damals meine ExKab alleine mit meitem kleinen Finger zum schwingen bringen, so das der Alkoven ca. 1,5 cm nach oben und unten ausgeschlagen ist. Und das kam nicht weil die Kabine nicht fest war, sondern weil es war die Reaktion des Rahmens. Wei kann man dem nun entgegenwirken? Ganz einfach, man muss ds System "verstimmen". Spricht der Alkoven muss ab oder zumindst so leicht wie möglich werden. Ich habe bei meiner Excab damals das Bett nicht mehr zusammengebaut und habe die Bettsachen nach hinten gelegt. Damit war es deutlcih besser.
Letzten Endes habe ich mich von diesem Konzept verabschiedet und habe ohne Alkoven gebaut. Damit war das Thema vom Tisch.

Gruß, René

Sehr gutes und wichtiges Thema René.

Gerade letzte Woche wurde ich im PU Forum von Stefan und Jürgen belächelt, als ich von einem Lastverteilungsplan in Verbindung mit Wohnkabinen sprach.

Von nachträglichen Verstärkungen an Rahmen oder Federung, oder gar einer Auflastung halte ich überhaupt nichts! Entweder kauft man gleich passend oder besser gleich größer mit entsprechender Reserve, gerade im Bezug auf Wohnkabinen.

Vielleicht hab ich auch nicht so viel Ahnung, aber als Transportunternehmer schon Wissen und Erfahrung, wie mit Lasten umzugehen ist und eins ist sicher, ich fahre 1t Gewicht lieber mit einem Fahrzeug was 1,5t Nutzlast hat, als mit einem Fahrzeug welches 1t Nutzlast hat.

So kaufe ich z.B. meine 3,5 t Sprinter-Pritschenfahrzeuge auf Grund der erhöhten Aufbauten (Plane und Spriegel) mit einer ab Werk dafür konfigurierbaren verstärkten Vorderachse und einer zweistufigen Federung mit Wankstabilisierung an der Hinterachse.

Gruß Mario

...nicht gelächelt, nur geschmunzelt

Manch einer könnte allerdings ein wenig Plan gebrauchen, wenn man sieht, was an Kabinen auf eine DoKa gesetzt werden....



Gruß Stefan

Da geb ich dir recht Stefan...

Gruß, René