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Rahmenausbruch reparieren: Wie? (FJ CRUISER)

Verfasst: 7. November 2012 03:30
von Don Matías
Hola:

Am Sonntag, dem 28. Oktober 2012, fuhren wir in der Absicht, den UTURUNCU, einen erloschenen Vulkan mit einer Gipfelhoehe von 6'010 m ue. NN, zu bezwingen, von TUPIZA nach QUETENA CHICO, eine Strecke (Piste) von 291 km, die wir in neun Stunden inkl. Pausen zuruecklegten. Der Weg bis in Gipfelnaehe soll bis zirka 5'700 m ue. NN noch befahrbar sein, er wurde einst fuer eine Schwefelmine knapp unter dem Gipfel angelegt.

Am Montag, dem 29. Oktober 2012, musste ich bei der routinemaessigen Fahrzeugkontrolle zwei Oelflecken unter dem Vorderwagen und einen Oelverlust von zika 1,5 Litern konstatieren. Nach Demontage der zwei "Bauchpanzer", ergab sich folgendes Schadensbild:

https://picasaweb.google.com/1169312547 ... q229Zb_6QE

Offenbar hatten es die TOYOTA-Ingenieure vermocht, die Motoraufhaengung auf der Beifahrerseite konstruktiv so zu gestalten, dass sie aus dem Chassis herausbricht, bevor der grosse Gummipuffer reisst; d. h., Design und Materialguete chassisseitig wurden gemeinsam erfolgreich zu ihrem absoluten Minimum gefuehrt. (FJ CRUISER 2008, 36'000 Meilen, unfallfrei.)

¿Wie kann man diesen Schaden so beheben, dass er zukuenftig nicht erneut auftreten wird? - Jede Idee ist willkommen!*


Muchas gracias & muchos saludos,

don Matías.

*) Die von mir konstruierte Getriebeaufhaengung (Beifahrerseite) an meinem FJ40, Bj. 1978:

https://picasaweb.google.com/1169312547 ... 5864239442

Díe haelt!

Re: Rahmenausbruch reparieren: Wie? (FJ CRUISER)

Verfasst: 7. November 2012 08:31
von Colt
Ohne jetzt da konkret eine Idee zur Reperatur zu haben: Echt KRASSES Bauteilversagen! So hab ich das noch nirgends gesehen. Und schon gar nicht an einem so neuen Fahrzeug!

Jetzt hab ich doch eine Idee:
Wenn du da reparierst mußt du das auf jeden Fall großflächig abstützen. Also würde ich die Motoraufnahme komplett heraustrennen, das Loch Rautenförmig ausschneiden (nicht bis in die Biegung vom Rahmenprofil schneiden!), das Loch flicken. Damit hast du die Tragfähigkeit vom Rahmen wieder hergestellt.
Dann eine große rautenförmige Stahlplatte mit min 5mm überlappend auf die geflickte Stelle schweissen (auch in der Fläche die Platte anbohren und durch die Bohrungen anschweissen. Dann die Motoraufnahme um das Maß der Stahlplatte kürzen und auf die zusätzlichen Stahlplatte schweißen. Dadurch bekommst eine bessere Lastverteilung. Ach ja, Motor muss dazu natürlich angehoben werden...

Viel Erfolg bei der Reperatur!
Marc

Re: Rahmenausbruch reparieren: Wie? (FJ CRUISER)

Verfasst: 7. November 2012 08:40
von Schmotzhand
Hallo Don,
würde es so machen wie Colt geschrieben hat, Rautenblech ins Loch einpassen...davor kannst du noch ein kleines Blech einsetzen, das beide Rahmenschalen miteinander verbindet, so geht die Kraft nicht nur aufs innere Blech sondern wird mit aufs äußere übertragen. Danach würde ich ein 4mm Blech auf eine länge von ca.250-400mm abkanten (am besten mit dem passenden Radius zum Rahmen und wenns geht sogar als U-Schale). Dieses Teil, wie Colt schon schreibt, mit ausreichend Löcher an den Rahmen schweißen.

Um sicher zu gehen würde ich über die eigentliche Motorhalterung auch eine Schale schweißen und evtl. noch links und rechts vom Motorhalter ein Knotenblech/Stützblech.

So wie es ausschaut hast du's dem Auto gut eingeschenkt...schau dir pingelich genau den ganzen Rahmen an, mich würde nicht wundern wenn andere Aufnahmen auch schon am Ende sind.

Gutes gelingen,
Gruß Schmotzi

Re: Rahmenausbruch reparieren: Wie? (FJ CRUISER)

Verfasst: 7. November 2012 09:07
von Romain
Hola Don Matias, hmmm auch wenn du es nicht hören willst : der Vorbesitzer hat definitiv irgendwo dein Auto als Racer und Weitspringer miss- oder gebraucht. Unfallfrei ist er bei dir, aber vorher?
Der Bruch an deinem Gepäckträger und jetzt am Rahmen weisen darauf hin dass da irgendwo Vorbelastungen sind. Die Amiforen waren sich schon bei deinem Gepäckträger sicher dass da etwas mehr im Busch war wie heftige Privatnutzung.
Baujahr 2008, da müssten sich ja mittlerweile mehrere Autos mit dem Schadensbild gezeigt haben, eventuell auch bei den J12. Sowohl J12, J15 wie auch FJ Cruiser laufen ja mittlerweile in diversen Rallyraids. Maxtrax hat einen FJC laufen, wenn dann müssten ja bei denen noch häufiger sowas zu sehen sein.
(J12 oder J15 weil ja der FJC Rahmen sich an diese anlehnt)

Re: Rahmenausbruch reparieren: Wie? (FJ CRUISER)

Verfasst: 7. November 2012 10:22
von HJ61-Freak
Hola Matias!

Wie bekannt stellen die Pisten Boliviens an das Material extrem hohe Ansprüche, insbesondere diejenigen im Altiplano! Der Schaden ist aus meiner Sicht typisch, denn das auf dem Foto sichtbare Schadensbild mit der zackigen Bruchkante zeigt ganz klar einen Ermüdungsbruch im Bereich der rahmenseitigen Schweißnaht, was grundsätzlich erstmal kein Hinweis auf eine Vorschädigung oder Überbeanspruchung ist, sondern primär auf einen Konstruktions- oder Produktionsfehler hindeutet. Hier haben mit hoher Wahrscheinlichkeit Dauerschwingungen verbunden mit falscher Materialwahl und/oder falscher Wahl des Fügeverfahrens zum Materialbruch geführt. Vor Durchführung einer wie auch immer gearteten Reparatur sollte also der Bereich des Rahmens, in welchem sich der Bruch ereignet hat, genauestens inspiziert werden und auf mögliche weitere Schwachstellen betreffend Material und Konstruktion untersucht werden.

Angesichts des Schadensbildes tendiere ich eher zu einer geschraubten Lösung, wobei der Rahmen im Bereich der Verschraubung sicherlich verstärkt werden müsste. Ich würde die Verschraubung durch beide Rahmenseiten durchführen und rahmeninnenseitig Hülsen zur Abstützung der Schraubkräfte verwenden (so wie bei der Befestigung des Lenkgetriebes am J6, beim J4 ist es glaub ich genauso). Ich würde allerdings den Rahmen nicht zu massiv an der kaputten Stelle verstärken, weil dann gegegebenfalls die Bruchstelle nur verlagert wird. Hier ist Augenmaß gefordert. Insbesondere kannst Du m. E. die Erkenntnisse vom J4 aufgrund der meines Wissens nach anderen Rahmenkonstruktion nicht ohne weiteres auf den FJ übertragen. Die Rahmenträger am J4 haben einen geringen Außendurchmesser bei relativ hoher Wandstärke. Beim FJ meine ich ist es genau umgekehrt: Größerer Außendurchmesser bei geringerer Wandstärke.

Ich würde also den Motorträger vom Rahmenreststück trennen und ihn auf eine solide 10mm-Stahlplatte schweißen. Dann den Rahmen sauber mit guten Stahlmaterial (Feinkornstahl, z.B. ST52-3 oder QStE380TM oder QStE500TM) in gleicher Wandstärke wie das Originalmaterial instandsetzen, dabei die Hülsen nicht vergessen. Dabei würde ich zunächst das Loch im Rahmen mit einem rautenförmigen Reparaturstück auf Stoß zuschweißen. Darüber dann überlappend ein weiteres, größeres Reparaturblech mit identischer Stärke einsetzen und dabei Punktschweißung sowie Rautenform - wie bereits geschildert - bevorzugen. Das Motorlager samt 10mm-Platte dann mit vier M12-Schrauben der Festigkeit 10.9 und selbstsichernden Muttern befestigen. Ob Du außen auf den Rahmen im Bereich der Schrauben auch eine Verstärkung aufschweißt musst Du entscheiden.

Als Fügeverfahren dürfte wohl MAG-Schweißen angesagt sein. Die Betriebe mit entsprechenden Equipment im Raum Cochabamba sind Dir ja bekannt. :wink:

Gruß

Florian

Re: Rahmenausbruch reparieren: Wie? (FJ CRUISER)

Verfasst: 7. November 2012 21:53
von Don Matías
Hola:

1. Besten Dank fuer alle Ideen! Sowie der Motor ausgebaut worden sein wird, koennen wir die Rahmengeometrie auch beurteilen und dann auf beiden Seiten Abhilfe schaffen, dabei werden dann auch die Achsaufnahmen gruendlich untersucht und die Kabine auf Karrosserierisse inspiziert: Die Relativbewegungen der Seitentueren zueinander floessen der Rueckbankpassagieren Furcht ein, ausserdem stoert das Quieken der Gummidichtungen maechtig.

2.
Schmotzhand schrieb:
"So wie es ausschaut hast du's dem Auto gut eingeschenkt."

Ich bin den Wagen jetzt rund 11'000 Meilen gefahren, davon sicher ein gutes Drittel auf hiesigen Pisten. Da die Distanzen im Land (BRD mal drei) gross sind, und zwischen A und B haeufig einfach nichts ist, kann man bei den Tagesetappen nicht troedeln. Auf den im Altiplano und im Tiefland ubiquitaeren Waschbrettpisten fahre ich zwischen 90km/h und 110 km/h (FJ40 70 km/h - 85 km/h), wobei der Wagen im kritischen Geschwindigkeitsbereich 40 km/h bis 60 km/h wie ein Hase hoppelt, dabei springt auch die obere Armaturenbrettabdeckung samt ihren Instrumenten munter. Auf 100 km Strecke hat der Wagen auch bestimmt einmal alle vier Hufe in der Luft.

Auch auf den asphaltierten Strassen gibt es nicht selten Schlaglochserien oder Stufen, die der Wagen wegstecken muss. Wenn er das nicht aushaelt, ist es eben kein Gelaendewagen.

3.
Romain schrieb:

"Der Bruch an deinem Gepäckträger und jetzt am Rahmen weisen darauf hin dass da irgendwo Vorbelastungen sind. Die Amiforen waren sich schon bei deinem Gepäckträger sicher dass da etwas mehr im Busch war wie heftige Privatnutzung."


Der Dachgepaecktraeger - eigentlich Dachzeltbasis - wurde nie beladen, er war mit Aluminiumriffelblech beplankt, auf dem das ARB-Dachzelt errichtet werden sollte, das man mir originalverpackt ebenfalls zum Kauf anbot. Auch die Leiter zum Dach zeigt keinerlei Trittspuren. Unbenutzt waren ausserdem: Seitenmarkise, HIGHLIFT, Spaten, Seilwinde. Am gesamten Unterboden und an den Rockrails waren keinerlei Spuren von Aufsetzern. - Habe ich mir auch noch nicht geleistet.

Die Montageschienen auf dem Dach waren uebrigens auch an mehreren Stellen gebrochen ...

Ein Dachgepaecktraeger MADE IN BOLIVIA, der auf den LAND CRUISERN der Tourveranstalter montiert ist, wird bei Abreise von TUPIZA oder UYUNI mit drei Benzinkanistern à 70 L ~ 160 kg beladen, dann kommt die "Kueche" mit Gasflasche(n) à ~ 20 kg hinzu und schliesslich das Gepaeck der Tourteilnehmer, und die Touren gehen ausschliesslich ueber Pisten. Dás ist heftige Nutzung.

4. Vor vier Wochen bei uns zu Gast: Ehepaar, Ersteigentuemer, 105'er mit 150'000 km, ARB-Stosstange ohne Seilwinde, Fahrer Dipl.-Ing. > 60 Jahre, kein Draufgaenger sondern Staatsdiener i. R. -> Stosstangenaufhaengung im Naturpark AMBORÓ sauber durchgebrochen. (Hier von Don José geschweisst und verstaerkt.)

5. Wir fahren hier nicht aus Jux und Dollerei schlechte Strecken - wir muessen sie nehmen, es gibt keine anderen. Auch auf dem Weg zu unserem Domizil (knapp neun Kilometer Luftlinie vom Stadtzentrum CBB) sind die letzten vier Kilometer deftige Piste, auf der es immer einige kernige Schlaege setzt.

6. Quintessenz: Schlichte jedoch extrem rasche Materialermuedung infolge konstruktiver Fehlauslegung.

Mehr Fotos, wenn wir von unserer zweiten Reiseetappe (Tiefland) zurueck sind, die uebermorgen mit dem zuverlaessigeren FJ40 angegangen werden wird.

Muchos saludos,

don Matías.

Re: Rahmenausbruch reparieren: Wie? (FJ CRUISER)

Verfasst: 7. November 2012 23:30
von HJ61-Freak
Zusammenfassend läßt sich wie immer feststellen:

On-Road in Bolivia ist materialmordender als Off-Road im Rest der Welt!

Don Matías hat geschrieben:Ein Dachgepaecktraeger MADE IN BOLIVIA, der auf den LAND CRUISERN der Tourveranstalter montiert ist, wird bei Abreise von TUPIZA oder UYUNI mit drei Benzinkanistern à 70 L ~ 160 kg beladen, dann kommt die "Kueche" mit Gasflasche(n) à ~ 20 kg hinzu und schliesslich das Gepaeck der Tourteilnehmer, und die Touren gehen ausschliesslich ueber Pisten. Dás ist heftige Nutzung.

Bitte nicht unerwähnt lassen, dass die Fahrzeuge konsequent mit 7 Personen besetzt, nicht jünger als Baujahr 98 sind (allenthalben werden auch noch FJ60 gesichtet!) und diese Strapazen nahezu wöchentlich ertragen müssen!

Der weltweit legendäre Ruf des LC wurde durch den J4 begründet, durch J5 und J6 gefestigt und ab 1990 durch alle Nachfolgemodelle konsequent durch Toyota demontiert! :roll:

Gruß

Florian

Re: Rahmenausbruch reparieren: Wie? (FJ CRUISER)

Verfasst: 8. November 2012 00:17
von Don Matías
Hola:

HJ61-Freak alias Florian schrieb:

"... allenthalben werden auch noch FJ60 gesichtet! ..."


Nachdem der FJ CRUISER in QUTENA CHICO auf dem NISSAN CONDOR mit dreiteiliger Frontscheibe verstaut worden war, wurden wir (Freund Bernd, Partnerin Marlene, Fuehrer Don Eulogio und ich) von einem Tourfahrzeug, das wir aus TUPIZA nach QUETENA CHICO beordert hatten, von dort nach UYUNI transportiert - fuenfeinhalb Stunden Nachtfahrt mit

TOYOTA LANDCRUISER Modell 60, Bj. 1986, Motor 3F;
an Bord Fahrer, fuenf Erwachsene, ein Kleinkind.


Dann reiste der FJ CRUISER auf einem VOLVO FH12 von UYUNI ueber HUARI (165 km ueble calamina) und ORURO nach CBB, waehrend wir (ohne Fuehrer) von "meinem" Mechaniker nebst Kopilot, aus CBB angereist, mit einem NISSAN PATROL Y60, Baujahr < 1998, die 712 km von UYUNI via POTOSÍ (alles asphaltiert) und ORURO in einem naechtlichen Gewaltritt hinter uns brachten.

Die beiden LKW-Chauffeure/Eigner hatte Marlene "auf der Strasse" aufgegabelt. - (An die horrenden Kosten der gesamten Aktion moechte ich nicht erinnert werden.)

Das Aergerlichste an der ganzen Affaere ist, dass mein langjaehriger Freund Bernd eigens nach BOLIVIEN (erster Besuch 2007/8) gekommen ist, um mit uns in einem vollen Monat und in aller Gemuetsruhe eine grosse "VUELTA DE BOLIVIA" (geplante Route gut 4'000 km) zu unternehmen. - Fulminant vereitelt.

Muchos saludos,

don Matías.

Re: Rahmenausbruch reparieren: Wie? (FJ CRUISER)

Verfasst: 8. November 2012 11:46
von HJ61-Freak
Don Matías hat geschrieben:TOYOTA LANDCRUISER Modell 60, Bj. 1986, Motor 3F;
an Bord Fahrer, fuenf Erwachsene, ein Kleinkind.

Sag ich doch, am J6 kommt man nicht vorbei, wenn man über einen richtigen LC debattiert! Mein Vater pflegt ebenfalls einen flotten Fahrstil und der Dienst-J6 im Jemen war in einer langen Reihe von Dienstfahrzeugen (u. a. auch ein G-Modell) bislang das einzige, welches die Dienstzeit meines Erzeugers überlebt hat, wenn auch zum Schluss optisch arg lädiert.

Don Matías hat geschrieben:Das Aergerlichste an der ganzen Affaere ist, dass mein langjaehriger Freund Bernd eigens nach BOLIVIEN (erster Besuch 2007/8) gekommen ist, um mit uns in einem vollen Monat und in aller Gemuetsruhe eine grosse "VUELTA DE BOLIVIA" (geplante Route gut 4'000 km) zu unternehmen. - Fulminant vereitelt.

Nun ja, es werden hier in Mitteleuropa gerne Individualreisen mit - fraglichen - Expeditionscharakter angeboten und hierfür orentlich Geld kassiert. In Deinem Fall war die Tour zum höchsten, vermutlich noch befahrbaren Pass der Welt absolut expeditiv, leider für das gewählte Vehikel wohl zu expeditiv. Trotzdem hat Dein Freund erleben dürfen, was im Rahmen einer Tour mit wahrem Expeditionscharakter eben auch passieren kann: Man scheitert! Ich finde, dass läßt die ganze Angelegenheit in einem anderen, besseren Licht erscheinen. Ärgerlich bleibt es natürlich trotzdem irgendwie.

Gruß

Florian

Re: Rahmenausbruch reparieren: Wie? (FJ CRUISER)

Verfasst: 8. November 2012 16:12
von lexhortensia
Hallo Don.
Wie das zu reparieren ist haben verschiedene Herren schon richtig beschrieben.
Wenn ich den Schaden sehe würde es mich persönlich als Dickblechschweißer mal wieder richtig herausfordern.
Solche Arbeiten machen mir richtig Spaß.
Zumal wenn es nachher drei mal so stabil ist wie vorher.
In den guten alten Zeiten haben wir Rahmen zusammengeröstet, da hat sogar der TÜV gestaunt.
Leider wohne ich in Frankfurt und kann nicht zur Hilfe eilen.
Aber ich denke das es in Bolivien gute Schweißer gibt die virtuos mit der Elektrode umgehen können.
Gruß und viel Erfolg
MIKE !

Re: Rahmenausbruch reparieren: Wie? (FJ CRUISER)

Verfasst: 8. November 2012 16:20
von schlachtwerk
hallo matthias,
blöde sache mit dem rahmen, aber alles machbar, in bolivien eher als hier würde ich vermuten...

kann es aber sein das dein supercharger mitauslöser des bruchs war?
keine ahnung was der trd blower wiegt, meiner aus dem mustang hat ca 35kg, ist nen 2,3l saleen,
gehe davon aus das der charger von toyota nicht viel leichter sein wird...

eine gute 10-? % zunahme gewichtszunahme auf der aufnahme, dazu der spiegelglatte bolivianischer asphalt :(
könnte schon dazu beigetragen haben....

gruß und viel erfolg
thomas

Re: Rahmenausbruch reparieren: Wie? (FJ CRUISER)

Verfasst: 8. November 2012 17:17
von Don Matías
¡Hola!

1. In Abwandlung vieler aehnlicher Verballhornungen TOYOTA als Akronym aufgefasst:

Try out your own trash Akio*!

*) http://de.wikipedia.org/wiki/Akio_Toyoda

2.
schlachtwerk schrieb:

"kann es aber sein das dein supercharger mitauslöser des bruchs war?"


Der Supoercharger aus dem Hause TRD hoechstselbst sollte nicht der Ausloeser gewesen sein, denn die Masse geht nur linear in die Belastung ein, waehrend die Dynamik/Geschwindigkeit mit ihrem Quadrat zu Buche schlaegt:

1/2 x m x v²

Ich habe seit 2006 hier schon die tollsten Schaeden (keine Unfaelle) an allen moeglichen Vehikeln gesehen, ein Ausbruch aus dem Chassis war nie darunter. Ich bleibe dabei: Eklatanter Konstruktionsfehler.

Muchos saludos,

don Matías.

Re: Rahmenausbruch reparieren: Wie? (FJ CRUISER)

Verfasst: 1. Dezember 2012 05:59
von Don Matías
Hola,

die Maschine ist ausgebaut, die neuen Fotos dort:

https://picasaweb.google.com/1169312547 ... 6816824050

Das Schadensbild auf der Fahrerseite bestaetigt die Diagnose "Ermuedungsbruch infolge konstruktiver Fehlauslegung"; sie wird weiter durch die Risse in den Innenkotfluegeln erhaertet.

Unter "fj cruiser frame cracking" findet man aus den U.S.A. viel Lesestoff zu diesem Thema und auch zu den "inner fenders". (Die Brueche sollen auch an anderen Modellen mit aehnlicher Fehlkonstruktion aufgetreten sein.)

Fortsetzung folgt.

Muchos saludos,

don Matías.

Re: Rahmenausbruch reparieren: Wie? (FJ CRUISER)

Verfasst: 1. Dezember 2012 09:33
von Colt
:shocked: :shocked: :shocked:

Re: Rahmenausbruch reparieren: Wie? (FJ CRUISER)

Verfasst: 1. Dezember 2012 09:40
von lexhortensia
Hallo, erschreckend die Bilder.
So etwas darf einfach nicht passieren.
Gruß MIKE .