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Die Erfindung bezieht sich auf ein Gitterwerk gestell für Kraftfahrzeuge,
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besondere für Autobusse, das die Aufnahme jeder Maschinenvorrichtung
während der Herstellung des Kraftfahrzeuges ermöglicht, welche im Verlauf der Herstellung,
nach dem Einbau dieser Maschinenvorrichtungen zur Fahrfähigkeit aus eigener Energiequelle
erforderlich sind.
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Die Ausbildung des erfindungsgemäßen Gitterwerkgestelles ermöglicht
zugleich die Ausbildung des modernsten Fahrgastraumes oder Laderaums mit flacher
niedriger Bodenebene.
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Das erfindungsgemäße Gitterwerkgestell ist zur Ausbildung sowohl von
zweiachsigen als auch von Kraftfahrzeugen mit mehr als zwei Achsen geeignet.
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Es sind zahlreiche Ausführungsformen von Gitterwerkgestellen bekannt,
an welche Kasten gerippe verschiedenen Typs montiert sind und welche die Ausbildung
einer sog. selbsttragenden Karosserie ermöglichen.
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Der allgemein bekannte Typ der Gestellkonstruktionen ist aus zwei
Längsträgern annähernd gleicher Festigkeit und aus diese Längsträger in beliebiger
Teilung kreuzenden und an der Seitenwand der Karosserie angeschlossenen Querträgern
ausgebildet. Sowohl die Quer träger als auch die Längsträger sind mit Gitterstäben
verstärkt. Die Verbindung der Längsträger mit den Gitterstäben kann durch Schweißungen,
Nieten und eventuell Schrauben erfolgen.
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Die Längsträger und Querträger tragen gemeinsam die Belastung der
Maschineneinrichtungen des Kraftfahrzeuges und der Einrichtungen im Fahrgastraum,
weiterhin die von der Straßenfläche her wirkenden Belastungen, sowie die aus der
Nutzlast und dem Gewicht der Fahrgäste stammende Belastungen. Die lasttragenden
Elemente bzw. deren konstruktive Anordnung sind aufgrund der Größe der so entstehenden
Forderungen bzw. Belastungen dimensioniert.
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Als Beispiel soll erwähnt werden, daß aufgrund der bei Autobussen
mit einer Rollmasse von 12-26 t und mit hoher Bodenebene üblichen Inanspruchnahme
und mit der üblichen Gestellanordnung im allgemeinen ein Gitterwerk mit einer Boden
ebene von 800-900 mm zum Erreichen der günstigen Festigkeitsverhältnisse gebaut
werden kann.
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Es ist eine allgemeine Praxis, daß die auftretenden Biege- und Drehmomente
von den Längsträgern und Querträgern dieser Kraftfahrzeuge in einander ergänzender
Weise über entsprechende Festigkeitsverbindungen in das Seitengestell eingeleitet
werden. Dadurch werden auch die anderen Elemente der Karosserie des Kraftfahrzeuges,
gegebenenfalls des Autobusses, in die Lastaufnahme eingeschaltet.
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Mit solchen Gestellkontruktionen, bei denen der Abstand zwischen den
unteren und oberen Stäben des Längsträgers relativ groß ist, ist die Ausbildung
einer die modernen Ansprüche erfüllenden niedrigen Bodenebene nicht möglich. Der
weitere Nachteil dieser Gestellkonstruktion besteht darin, daß der Platzbedarf der
in das Gestell einzubauenden, zum Betrieb des Kraftfahrzeuges bzw. des Autobusses
erforderlichen Hauptmaschinen einheiten nur dadurch berücksichtigt werden konnte,
daß an der Montagestelle der konstruktiven bzw. der Maschineneinheiten die erforderlichen
Festigkeitsparameter nicht zu gewähren waren.
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Infolgedessen waren die Gestelle in sich nicht fahr fähig, weil sie
nicht über alle zur Fahrtüchtigkeit erforderlichen Tragkonstruktionen verfügten.
Die Fahrtüchtigkeit solcher Kraftfahrzeuge bzw. Autobusse konnte nur über den Aufbau
des kompletten Autobusses erreicht werden. Dieses Problem stellte diejenige Zwangsbedingung
während der Herstellung von Kraftfahrzeugen bzw.
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Autobussen, daß die in sich nicht fahrfähig montierten Gestelle zwischen
den verschiedenen Montagestationen mittels gesonderter Transporteinrichtungen oder
Schleppmittel gefördert werden mußten, wodurch der Zeit- und Kostenaufwand bei der
Herstellung wesentlich erhöht wurde. Über eine derartige Gestellkonstruktion verfügten
beispielsweise die A utobusfa milien IKARUS 260 und IKARUS 280.
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Eine bekannte Ausführungsform eines Gitterwerk gestells erstrebte
die oben beschriebenen Nachteil zu beseitigen und zwar dadurch, daß die Höhe der
aus dem Gitterwerk gebildeten Längs- und Querträger im Vergleich zu den früheren
Konstruktionen vermindert, die Längs- und Querträger durch Gitterstäbe verstärkt
und das Gestell mit einem unteren und oberen Gurt versehen wurden. Dadurch war die
Ausbildung eines Fahrgastraumes mit niedriger Bodenebene von 700-800 mm ermöglicht.
Der prinzipielle Aufbau dieses Gitterwerkgestelles ist zu der herkömmlichen Konstruktion
der Gitterwerk gestelle mit
hoher Boden ebene ähnlich, jedoch erhöhten
sich die Fstigkeitsanforderungen bei diesen Kraftfahrzeugen infolge der Profile
mit kleineren Höhenabmessungen des Gitterwerkes in bedeutendem Ausmaß. Dieser erhöhte
Festigkeitsbedarf ist selbstverständlich, weil die diversen Belastungen des Kraftfahrzeugs
bzw. Autobusses unverändert blieben; deshalb mußte die Gestellkonstruktion verstärkt
werden: Aus diesem Zweck wurden größere Gitterstabquerprofile verwendet und festere
Konstruktionsmaterialien eingebaut und es wurde unbedingt notwendig, auch derartige
Versteifungen der Gestellkonstruktion zu verwenden, von denen ein Teil in den Fahrgastraum
hineinragt. Infolgedessen wurde der Fahrgastraum oder Laderaum zwangsläufig geteilt,
in vielen Fällen waren quergerichtete Treppen eingebaut, und in einigen Fällen war
zur Unterbringung der zum Betrieb erforderlichen Maschineneinheiten auch die Ausbildung
von Brücken im Fahrgastraum notwendig. Ein weiterer Nachteil der oben beschriebenen
Lösung besteht darin, daß die Längsträgerelemente im Vergleich zu ihren Höhenabmessungen
zu lang und dadurch verhältnismäßig elastisch wurden und auf die Einwirkung der
auftretenden Belastungen eine stärkere als die zugelassene Deformation erfuhren.
Bei diesen Konstruktionen können die Längsträger infolge der niedrigen Profile nicht
mehr in eine einzige Gerade fallen; in ihrer Spurlinle ist eine stufenartige Versetzung
erforderlich und die Festigkeitsparameter sind in der Umgebung dieser Versetzungspunkte
nicht mehr entsprechend. Eine eine derart großen Festigkeitsbeanspruch ung a usgesetzte
Stelle ist beispielsweise die Umgebung der Fahrwerke und deren Anschlußstellen.
Die niedrige Boden ebene erfordert zugleich zur Ausbildung eines Fahrgastraumes
mit relativ tiefliegender Bodenebene auch eine neuartige Anordnung des Fahrwerkes,
weil die im Motorraum auftretenden großen Massenkräfte in der Umgebung des Motorraumes
eine Mehrbeanspruchung der Gestellkonstruktion verursachen. Bei den bekannten Lösungen
war die Aufnahme bzw. das Ausgleichen dieser Beanspruchungen durch einen Zusammenbau
mit der Rückwand des Kraftfahrzeuges bzw. des Autobusses möglich, was aber erst
beim Aufbauen der Karosserie erfolgen konnte, und zwar bei der Befestigung der Karosserie
auf dem Gestell. Auf diese Weise war das Gestell nicht von selbstfahrender Konstruktion,
wodurch die früher beschriebenen Nachteile entstanden sind. Ein derartiges Gitterwerk
gestell ist unter anderem im Autobus Typ IKARUS 190 und im Daimler-Benz Autobus
Typ 0 300 zu finden und nahezu alle Autobusse mit niedriger Bodenebene und mit Heckmotor
haben eine ähnliche Konstruktion.
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Verallgemeinert sind die Nachteile der oben erwähnten konstruktiven
Merkmale sowohl für einfache Fahrzeuge, als auch für Gelenkfahrzeuge, also auch
für die Gelenkautobusse der Typen SKARUS 280, IKARUS 286 und der MAN gültig.
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Zielsetzung unserer Erfindung ist eine derartige konstruktive Ausbildung
des Gitterwerkgestelles für Kraftfahrzeuge mit niedriger Bodenebene, vorzugsweise
für Autobusse mit einem einen großen Personendurchsatz ermöglichenden Fahrgastraum,
daß die folgenden Anforderungen erfüllt werden: - die Möglichkeit zur Ausbildung
von flachem Boden neben niedriger Bodenebene, gegebenfalls unter Verwendung der
standard gemäßen bzw. zulässigen Steigung der Bodenebene.
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- Eine derartige Ausbildung der Längs- und Querträger, daß die Gitterkonstruktion
mit kleinerem Profil an den Stellen größerer Festigkeitsbeanspruchung in sich bereits
den erhöhten Beanspruchungen entspricht und die Ausbildung eines selbstfahrenden
Gestelles ermöglicht.
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- Eine derartige Ausbildung der Heckmotorautobusse zur Sicherung der
Selbstfahrtüchtigkeit, daß die Sitzträger der hinteren Sitzreihe an dem Motorraum
fest - zum Lastabtragen geeignet - an den Längsträgern des Gestelles befestigt sind
und dadurch bei Verwendung entsprechender Konsolen die Aufhängung des Motors und
der Maschinenhilfseinrichtungen am Gestell erreicht werden können. Das Ziel ist
es, die in der Umgebung des Motorraumes bisher verwendeten schwierig ausbildbaren
Querträger ganz weglassen zu können und daß die Festigkeitsbeanspruchung der Längsträger
günstiger wird.
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- Eine weitere Verminderung der Beanspruchungen der Längsträger des
Gestelles dadurch, daß der Anschluß der Achsen an den Krafteinleitungspunkten des
eine hohe Belastung bedeutenden Fahrwerkes ohne zusätzliche Biege-und Scherbeanspruchungen
gelöst wird.
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Die Ausbildung des erfindungsgemäßen Gitterwerkgestelles beruht insbesondere
auf der Erkenntnis, daß dann, wenn die Längs- und Querträger der im Kraftfahrzeugbau,
insbesondere im Autobusbau breit verwendeten Gitterwerkgestelle den Festigkeitsverhältnissen
entsprechend aus mehreren Teilen hergestellt
werden, die stark beanspruchten
Stellen hoher Festigkeit zweckmäßig mit einer ziel gerichteten Verwendung der bereits
vorhandenen Querträger ausgebildet werden können. Die Anschlußpunkte des hinteren
Fahrwerkes werden auf die Längsträger gesetzt und am Gestell wird ein als Reihensitzträger
dienender Querträger in lasttragfähiger Weise so befestigt, daß dieser die Längsträger
entlastet. Dadurch wird erreicht, daß das erfindungsgemäße Gitterwerkgestell geeignet
ist, Autobusse mit selbstfahrendem Gestell und langer Lebensdauer zu bauen, welche
mit einem einen großen Personenstrom ermöglichenden, bequemen Fahrgastraum mit niedriger
Bodenebene versehen sind und welche hinsichtlich der Festigkeit günstig ausgebildet
sind.
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Die Erfindung betrifft also ein Gitterwerk gestell für Kraftfahrzeuge,
insbesondere für Autobusse, welche über eine niedrige Längs- und Querträgerprofilhöhe
verfügen, wobei die Bodenebene des Fahrgastraumes von der oberen Fläche der Längsträger
gebildet wird, die Boden ebene des Fahrgastraum es in Richtung des Heckmotors ansteigt,
das Gitterwerk gestell zum Einbau der Maschineneinheiten und anderer, für den Betrieb
erforderlicher Einheiten geeignet ausgebildet ist und die Gitterkonstruktionselemente
der lasttragenden Längsträger mit dem Reihensitzträger durch Schweißungen verbunden
sind. Die Weiterentwicklung besteht insbesondere darin, daß der obere Längsträgerstab
und der untere Längsträgerstab des rechten Längsträgerrahmens und des linken Längsträgerrahmens
an Stellen größter Belastung aus einem einzigen geraden Teil, an Stellen geringerer
Belastung mit stufenartiger Versetzung des rechten Längsträgerrahmens und des linken
Längsträgerrahmens ausgebildet sind, und daß die Querträger an den Stellen der stufenartigen
Versetzung als Kraftübertragungselement ausgebildet sind.
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Das erfindungsgemäße Gitterwerkgestell kann auch derart ausgebildet
werden, daß der Reihensitzträger der hinteren Sitzreihe oberhalb des Motorraumes
in lastträgerfähiger Weise an den oberen Längsträgerstäben befestigt sind und daß
der Reihensitzträger als Querträger ausgebildet ist.
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Das hintere Laufwerk ist vorzugsweise derart ausgebildet, daß dessen
Krafteinleitungspunkte, insbesondere dessen hinteren Krafteinleitungspunkte, in
der unmittelbaren Umgebung der vertikalen Ebene des rechten Längsträgerrahmens und
des linken Längsträgerrahmens angeordnet sind.
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Das erfindungsgemäße Gitterwerk gestell bildet eine für die Aufnahme
und Befestigung sowohl des Motors, als auch aller Maschinenhaupteinheiten geeignete
konstruktive Einheit, wodurch das Gestell mit dem eingebauten Motor und den Maschinenha
upteinheiten eine selbstfahrende Baueinheit bildet.
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Die wichtigsten Vorteile des erfindungsgemäßen Gitterwerkgestelles
sind wie folgt: - Neben niedriger Bodenebene kann ein flacher Boden, gegebenenfalls
mit der standardgemäß zugelassenen Bodensteigung im Fahrgastraum ausgebildet werden.
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- Infolge des geringen Querschnittes der verwendeten Längs- und Querträger
wurden die hinsichtlich der Festigkeit stark beanspruchten Stellen dieser Konstruktionselemente
in bedeutendem Maße dadurch verstärkt, daß sowohl die Querträger, als auch die Längsträger
aus mehreren Teilen hergestellt sind, und daß infolge der flachen Ausbildung des
Fahrgastraumes der zum Einbauen der Maschineneinheiten erforderliche Raumbedarf
durch Brechen der Spurlinie der Längsträger, das heißt durch deren stufenartige
Versetzung derart gewährleistet ist, daß das Momentübertragungselement an den Stellen
der stufenartigen Versetzung durch die Querträger gebildet sind. Durch diese konstruktive
Ausbildung sind gegenüber den bisher bekannten Ausführungsformen günstigere Festigkeitsparameter
und wesentlich bessere Raumausnützungsmöglichkeiten für den Einbau des Motors und
der Maschineneinheiten erreicht. Eine derartige Ausbildung der Längs- und Querträger
mit seitlich gestuftem Verlauf (stufenartige Versetzung) kann auch asymmetrisch,
d.h.
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bei nur einem Längsträger verwendet werden.
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Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Gitterwerkgestelles
liegt darin, daß die in das Gitterwerkgestell eingebauten Motor- und Maschineneinheiten
auch vor dem Aufbauen der Karosserie des Kraftfahrzeuges, insbesondere des Autobusses,
die Selbstfahrfähigkeit des Gestells nicht beeinträchtigen, wodurch das Fördern
des Kraftfahrzeuges, insbesondere Autobusses während seiner Herstellung zwischen
den verschiedenen Montageeinheiten aufgrund seiner Selbstfahrfähigkeit keine gesonderte
Transporthilfseinrichtung benötigt, und die zu deren Betrieb nötigen investitions-
und Arbeitsaufwände entfallen können.
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Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Gitterwerkgestelles liegt
darin, daß die Belastungsinanspruchnahme der Längsträger dadurch vermindert wurde,
daß der Anschluß der Achsenabstützpunkte des eine große Belastung bedeutenden Fahrwerkes
keine Biege- und Scherbeanspruchungen verursacht.
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Das erfindunsgemäße Gitterwerkgestell wird nachstehend anhand einer
möglichen Ausführungsform mit Hilfe der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig.
1 den allgemeinen Aufbau des erfindungsgemäßen Gitterwerkgestelles schematisch in
Seitensicht, und Fig. 2 den allgemeinen Aufbau des erfindungsgemäßen Gitterwerkgestelles
in Draufsicht.
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In Fig. 1 sind die zur Ausbildung des erfindungsgemäßen Gitterwerkgestelles
wesentlichen Konstruktionselemente und deren allgemeine Anordnung dargestellt. Die
Bodenebene des Fahrgastraumes ist von dem oberen Rand der oberen Längsträgerstäbe
1 des Gestells bestimmt und der der Straßenfläche zugewendete Grenzträger des Autobusses
wird von dem unteren Rand der unteren Längsträgerstäbe 2 gebildet. Zwischen dem
oberen Längsträgerstab und dem unteren Längsträgerstab 2 sind die in entsprechendem
Teilungsabstand schräg bzw. vertikal verlaufende Gitterstäbe 3 angeordnet. In der
Umgebung eines Radkastens 4 ragen die oberen Längsträgerstäbe 1 dem Raumbedarf der
Räder entsprechend aus der Ebene des oberen Längsträgerstabes 1 nach oben heraus.
Am entsprechend ausgebildeten Ansatz des oberen Längsträgerstabes 1 und des untere
Längsträgerstabes 2 ist ein Motorraum 5 angebaut. Oberhalb des Motorraumes 5 ist
ein Reihensitzträger 6 angeordnet, welcher zugleich als Querträger des Gitterwerkgestelles
ausgebildet ist.
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Aus den Fig. 1 und 2 ist es ersichtlich, daß von je einem oberen Längsträgerstab
1 und einem unteren Längsträgerstab 2 die Trägerelemente eines rechten Längsträgerrahmens
7 und eines linken Längsträgerrahmens 8 gebildet werden. Der obere Längsträgerstab
1 und der untere Längsträgerstab 2 sind von Querträgern 9 umnommen. Die Krafteinleitungspunkte
eines hinteren Fahrwerkes 10 sind am unteren Längsträgerstab 2 des rechten Längsträgerrahmens
7 und des linken Längsträgerrahmens 8 über eine Konsole angeschlossen. Der
obere
Krafteinleitungspunkt des hinteren Fahrwerkes 10 ist am oberen Längsträgerstab 1
des rechten Längsträgerrahmens 7 und des linken Längsträgerrahmens 8 über die Konsole
12 angeschlossen. Der Abstand zwischen den in Fig. 2 durch Kreise angegebenen Kraftelnleitungspunkten
des Fahrwerkes 10 ist für dessen hinteren beiden Krafteinleitungspunkte, die unmittelbar
an den Längsträgerrahmen 7 und 8 liegen, kleiner als für die beiden vorderen Krafteinleitungspunkte.
Der rechte Längsträgerrahmen 7 und der linke Längsträgerrahmen 8 sind an ihrer Oberseite
in der Umgebung des Motorraumes, vom Heckteil des Fahrzeuges aus betrachtet, nach
vorn abfallend geneigt. Die Querträger 9 und der rechte Längsträgerrahmen 7, weiterhin
der linke Längsträgerrahmen 8 können abwechselnd aus einem oder mehreren Teilen
hergestellt werden. Demgemäß sind die oberen Stäbe 21 und die unteren Stäbe 22 der
Querträgerrahmen 9 in Knotenpunkten 13 und 14 infolge der großen Belastungsbeanspruchung
aus einem Teil ausgebildet, und verlaufen durch die Knotenpunkte 13 und 14 in gerader
Linie. Durch die Knotenpunkte 15, 16 und 17 verläuft der linke Längsträgerrahmens
8 in gerader Linie und ist aus einem Teil gefertigt, wogegen die Querträger 9 von
geteilter Ausbildung sind. In Knotenpunkten 18,19,20 sind der rechte Längsträgerrahmen
7 und der linke Längsträgerrahmen 8 jeweils stufenartig zur Längsachse des Gestells
hin versetzt. Der linke Längsträgerrahmen 8 setzt sich im Knotenpunkt 18 unmittelbar
hinter dem hinteren Radkasten 4 vom Motorraum 5 aus betrachtet sowohl bei dem oberen
Längsträgerstab 1 als auch bei dem unteren Längsträgerstab 2 stufenweise nach außen
versetzt fort.
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In den Knotenpunkten 19 und 20 unmittelbar hinter dem vorderen Radkasten
4 sind der obere Querstab 21 und der untere Querstab 22 des dort befindlichen Querträgerrahmens
9 von geradem Verlauf und aus einem Teil gefertigt, wogegen sich die oberen Längsträgerstäbe
1 des rechten Längsträgerrahmens 7 und des linken Längsträgerrahmens 8 aus separaten
Teilen gefertigt in gerader Linie, jedoch die unteren Längsträgerstäbe 2 stufenweise
nach innen versetzt fortsetzen. Bei großer Belastungsbeanspruchung sind die Gitterwerklängsträger
jeweils aus einem Teil, mit geradem Verlauf, wogegen die Strecken geringerer Belastung
aus mehreren konstruktiven Elmenten ausgebildet sind. Der Querträger ist in den
Knotenpunkten von mehreren Konstruktionselementen derart übergeführt, daß die Lastaufteilung,
bzw. ein Teil der Belastung jeweils durch denjenigen Querträger 9 aufgenommen wird,
bei dem der stufenweise Lastwechsel erfolgt.
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Das stufenweise Brechen des Verlaufs der Längsträger in Zonen geringerer
Belastung schafft für das vordere und das hintere Laufwerk bzw. die Luftfederböcke
Raum, ohne den Verlauf des oberen Längsträgerstabes 1 zu brechen und für diese im
Fahrgastraum zusätzlich Raum zu schaffen.
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