DE10252475A1 - Double-shell bodywork structure with a metal main frame for a motor vehicle comprises inner and outer plastic shells whose front and rear end sections are shaped as three-dimensional ellipsoidal elements - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugkarosserie in zweischaliger Bauweise nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a motor vehicle body in two-shell construction according to the preamble of the claim 1.
Aus der Praxis ist es seit langem bekannt, Kraftfahrzeuge in Modulbauweise herzustellen, wobei beispielsweise die Fahrzeugfront, das Fahrzeugheck, die Fahrgastzelle und ggf. von diesen gesondert das Chassis als eigenständige Module hergestellt und nachfolgend montiert werden.It has been in practice for a long time known to manufacture motor vehicles in modular design, for example the front of the vehicle, the rear of the vehicle, the passenger compartment and possibly of these, the chassis is manufactured separately as separate modules and can be installed below.
Mit den Druckschriften
Des Weiteren sind einfachste Lösungen von Fahrzeugen
in Modulbauweise offenbart, die ihrerseits eine aus einem oder mehreren
Modulen zusammengesetzte Basisplattform aufweisen, auf der dann unterschiedlich
ausgebildete Aufbauten, wie Fahrgastzellen und Ladeflächen, aufmontiert
werden können
(
Weiterhin sind unterschiedlichste
Zusammenstellungen der Module an sich bekannt. Die
All den vorstehenden Lösungen ist gemein, daß durch diese die Möglichkeit eröffnet ist, für eine komplette Baureihe die verschiedensten Fahrzeugtypen mit unterschiedlichsten Heck- und/oder Frontformen, Fahrgastzellen und Radabständen herzustellen. Als nachteilig ist jedoch der hohe Fertigungsaufwand zur Herstellung solcher Fahrzeuge, insbesondere der Karosserien derselben, sowie das hohe Gewicht durch die maßgeblich verarbeiteten metallenen Werkstoffe, wie insbesondere Stahl, zu bewerten, welches mit einem hohen Kraftstoffverbrauch einhergeht. Fernerhin weisen diese Karosserien überwiegend eine sogenannte Schachtelform auf, die bei hoher Beanspruchung zum Kollabieren neigt.All of the above solutions are common that by this the possibility open is for a complete series of different vehicle types with different Manufacture rear and / or front shapes, passenger compartments and wheelbases. However, the high manufacturing outlay for manufacturing is disadvantageous such vehicles, in particular their bodies, and the high weight by the decisive processed metal materials, such as steel in particular evaluate which is associated with high fuel consumption. Furthermore, these bodies predominantly have a so-called Box shape that tends to collapse under heavy use.
Um vorstehenden Mißständen effektiv zu begegnen, wurde in der Folge vorgeschlagen, für Kraftfahrzeugkarosserien in Modulbauweise Werkstoffe aus Kunststoff zu verwenden. Eine solche Kraftfahrzeugkarosserie ist dem Informationsprospekt der Firma DaimlerChrysler, Hightech Report 99, S. 86 – 89, "Werkstoffe / Kunststoffkarosserie; Schweres Gerät für leichte Formen", zu entnehmen. Danach ist die Kunststoffkarosserie zweischalig und in Fahrzeuglängsrichtung geteilt ausgebildet (linke und rechte Hälften), um nachfolgend zusammengefügt und auf einem leiterähnlich aufgebauten Stahlrohrchassis befestigt zu werden. Für die Kunststoffkarosserie werden polymere Verbundwerkstoffe empfohlen, die beispielsweise mittels Spritzgußmaschinen verarbeitet werden können. Im Zwischenraum zwischen der inneren und äußeren Schale können an prädestinierten Stellen Versteifungselemente eingebracht werden. Diese Lösung stellt zwar einen wesentlichen Fortschritt im Automobilbau dar, jedoch wird der erforderliche Aufwand für den Personenschutz insbesondere im Front- und Heckbereich noch als erheblich eingeschätzt. Infolge der Tatsache, daß sowohl der Front- als auch der Heckbereich der Innen- und Außenschale jeweils aus zwei längs zusammenzufügenden Schalenelementen besteht und demgemäß ein unterbrochener Faserverlauf in der Struktur der besagten Bereiche zu verzeichnen ist, ist der Eigenwiderstand der Kunststoffkarosserie im Falle eines Front- oder Heckaufpralls in diesen Bereichen als nicht ausreichend einzuschätzen. Auch die planen Flächen, insbesondere im Frontbereich, tragen nicht zu der gewünschten hohen Stabilität der Gesamtkonstruktion im Falle eines Crashs bei. Im Ergebnis sind, wie bereits oben erwähnt, im Front- und Heckbereich weitere Verstärkungselemente anzuordnen.To cope with abuses above to counter was subsequently proposed for motor vehicle bodies to use modular plastic materials. Such Motor vehicle body is the information brochure of the company DaimlerChrysler, Hightech Report 99, pp. 86 - 89, "Materials / Plastic Body; Heavy device for light Shapes ". The plastic body is then double-skinned and in the vehicle's longitudinal direction split formed (left and right halves) to be subsequently joined together and on like a ladder assembled tubular steel chassis to be attached. For the plastic body polymer composites are recommended, for example by means of injection molding machines can be processed. In the space between the inner and outer shell can predestined Make stiffening elements introduced. This solution poses represents a significant advance in automotive engineering, however the effort required for the personal protection especially in the front and rear area as considerably assessed. Due to the fact that both the front and the rear area of the inner and outer shell each of two shell elements to be joined together exists and accordingly an interrupted The grain in the structure of said areas is recorded, is the inherent resistance of the plastic body in the case of a Front or rear impact in these areas is considered insufficient assess. Also the flat areas, especially in the front area, do not contribute to the desired high stability the overall construction in the event of a crash. As a result, as mentioned above, to arrange additional reinforcement elements in the front and rear area.
An dieser Stelle setzt die nachfolgend beschriebene Erfindung an.At this point, the following sets described invention.
Ausgehend von einer Kraftfahrzeugkarosserie in zweischaliger Bauweise, deren Schalen (Innen- und Außenschale) aus Kunststoff vorgefertigt sind, ist es Aufgabe der Erfindung den Insassenschutz noch weiter zu verbessern, nämlich derart, daß im Falle eines Frontal- und/oder Heckcrashs ein erhöhter Schutz gegen Verformung und Eindringen der Schalen der Kraftfahrzeugkarosserie in die gebildete Fahrgastzelle gewährleistet ist. Ferner soll die Kraftfahrzeugkarosserie einfach in der Herstellung und kostengünstig sein.Starting from a motor vehicle body in two-shell construction, the shells (inner and outer shell) are prefabricated from plastic, it is an object of the invention to improve the occupant protection even more, namely in such a way that in the event of a frontal and / or rear crash an increased protection against Deformation and penetration of the shells of the motor vehicle body into the passenger compartment formed is ensured. Furthermore, the motor vehicle body should be simple to manufacture and free be inexpensive.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe in Verbindung mit den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß sowohl die Innenschale als auch die Außenschale wenigstens zum Frontende und Heckende hin nach Art eines ellipsoiden Raumkörpers ausgebildet sind. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind Innenschale und Außenschale wenigstens in einer Ebene quer zur Kraftfahrzeuglängsrichtung geteilt ausgebildet.According to the invention, the task is related solved with the features in the preamble of claim 1 in that both the inner shell as well as the outer shell at least towards the front end and rear end in the manner of an ellipsoidal spatial body are. In a particularly advantageous embodiment of the invention are inner shell and outer shell at least in one plane transverse to the longitudinal direction of the motor vehicle divided trained.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Grundrahmen aus wenigstens einem Längsträger sowie wenigstens einem mit demselben fest verbundenen und in einer Ebene quer zur Kraftfahrzeuglängsrichtung angeordneten umlaufenden Rahmenelement besteht, wobei sich zumindest die quergeteilte Innenschale am Grundrahmen direkt abstützt und zweckmäßiger Weise fest am umlaufenden Rahmenelement angeschlossen ist. Die Außenkontur der quergeteilten Innenschale in der Trennebene derselben entspricht dabei wenigstens bereichsweise der Außenkontur des umlaufenden Rahmenelements.Another embodiment of the invention provides before that Base frame made of at least one side member and at least one with the same firmly connected and in a plane transverse to the longitudinal direction of the motor vehicle arranged circumferential frame element, with at least the cross-divided inner shell directly supported on the base frame and expedient way is firmly connected to the surrounding frame element. The outer contour the cross-divided inner shell in the parting plane corresponds to the same the outer contour of the peripheral frame element at least in some areas.
Weiter wird im Sinne der Erfindung vorgeschlagen, daß Innenschale und Außenschale zumindest bereichsweise einen Hohlraum ausbildend, voneinander beabstandet sind.Further in the sense of the invention suggested that inner shell and outer shell forming a cavity at least in regions, spaced apart from one another are.
Der Hohlraum zwischen Innenschale und Außenschale kann dabei zumindest bereichsweise mit einem Kunststoff- und/oder Metallschaum ausgeschäumt sein. Ebenso können in demselben zur beispielsweise Aufnahme von Spannungsspitzen an prädestinierten Stellen Karosserieverstärkungselemente angeordnet sein. Weiterhin bietet es sich an, in dem Hohlraum Kabel- und Steuerungsstränge zu verlegen respektive anzuordnen.The cavity between the inner shell and outer shell can at least in some areas with a plastic and / or Foamed metal foam his. You can also in the same for, for example, recording voltage peaks at predestined Make body reinforcement elements be arranged. It also lends itself to and control lines to relocate or arrange.
Eine weitere erfindungsgemäße Maßnahme sieht vor, daß die vorerwähnten Karosserieverstärkungselemente flächen- und/oder stabförmig und aus Kunststoff oder Metall, wie Stahl, Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, ausgebildet sind, wobei metallene Karosserieverstärkungselemente auch IHU-Profile sein können.Another measure according to the invention provides before that aforementioned Body reinforcement elements area- and / or rod-shaped and made of plastic or metal, such as steel, aluminum or one Aluminum alloy, are formed with metal body reinforcement elements IHU profiles can also be.
Wie die Erfindung weiter vorsieht, sind dem Grundrahmen weitere tragende Karosseriebauteile, wie eine Antriebsblockaufnahme, Vorder- und Hinterachsaufnahmen Türaufnahmen u.ä. sowie nichttragende Karosseriebauteile, wie Türen, Front- und Heckdeckel, Schwellerabdeckungen, ein Schalttafelträger, Sitzelemente, Stoßfänger u. ä. zugeordnet, wobei der Grundrahmen und die weiteren tragenden Karosseriebauteile aus Stahl- und/oder Aluminiumguß und/oder einer Aluminiumgußlegierung und/oder Stahl- und/oder Aluminiumprofilen gefertigt sind. Auch hier kann es angezeigt sein, die Stahl- und/oder Aluminiumprofile als IHU-Profile auszuführen.As the invention further provides are the basic frame further load-bearing body components, such as one Drive block admission, front and rear axle admission door admission etc. such as non-load-bearing body components, such as doors, front and rear lids, Sill covers, a dash panel support, seat elements, bumpers and. assigned., the base frame and the other load-bearing body components Cast steel and / or aluminum and / or an aluminum casting alloy and / or steel and / or aluminum profiles are made. Also here it can be indicated the steel and / or aluminum profiles run as IHU profiles.
Wie die Erfindung noch vorsieht, bestehen nichttragende Karosseriebauteile aus Leichtmetall und/oder Kunststoff und/oder aus einer Sandwichstruktur aus vorgenannten Werkstoffen, denen ggf. auch Verstärkungselemente zugeordnet sein können. Als geeigneter Kunststoff wird ein thermoplastischer Verbundkunststoff vorgeschlagen.As the invention also provides are non-load-bearing body components made of light metal and / or Plastic and / or from a sandwich structure from the aforementioned Materials to which reinforcing elements may also be assigned can. A suitable thermoplastic is a thermoplastic composite proposed.
Wie die Erfindung schließlich noch vorsieht, sind Bauteile aus Kunststoff untereinander und mit den tragenden und nichttragenden Karosseriebauteilen mittels mechanischer Verbindungsmittel verbunden und/oder verklebt.Finally, like the invention provides, components made of plastic with each other and with the load-bearing and non-load-bearing body components by means of mechanical Connection means connected and / or glued.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dem Vorderwagen und ggf. dem Hinterwagen zur noch weiteren Verbesserung des Insassenschutzes jeweils ein Crashmodul in Form eines Aluminium- oder Kunststoffhohlkörpers, gefüllt mit einer Hohlkugelstruktur aus Kunststoff oder gesintertem Metall, zuzuordnen. Ebenso ist es zur Verbesserung des Insassenschutzes angezeigt, die Fensterelemente aus Kunststoff auszuführen, wobei diese insbesondere einen Polycarbonat-Kern aufweisen und mit einer zähen und schlagfesten Kunststoffhaut beschichtet sind.In a further advantageous embodiment the invention proposes the front car and possibly the rear car to further improve occupant protection Crash module in the form of an aluminum or plastic hollow body, filled with a hollow sphere structure made of plastic or sintered metal, assigned. It is also advisable to improve occupant protection the window elements made of plastic, these in particular have a polycarbonate core and with a tough and impact-resistant plastic skin are coated.
Weiter wird vorgeschlagen, in ausgewählte Bauteile der Kraftfahrzeugkarosserie aus Kunststoff diverse Leuchtelemente, wie Leuchtdioden o.ä., Sensoren, wie Abstandswarnsensoren o.ä. und/oder andere fahrzeugspezifische Aggregate und Einrichtungen respektive Zusatzbauteile zu integrieren, vorzugsweise einzugießen.It is also proposed in selected components the vehicle body made of plastic, various lighting elements, such as light emitting diodes or the like, Sensors such as distance warning sensors or the like and / or other vehicle specific To integrate units and equipment or additional components, preferably pour in.
Schließlich wird noch vorgeschlagen, daß die Innenkontur und/oder Außenkontur der Innenschale und/oder der Außenschale eine strukturierte Oberfläche für An- und/oder Einbauten aufweisen.Finally, it is suggested that the Inner contour and / or outer contour the inner shell and / or the outer shell a structured surface for and / or have internals.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:The invention is illustrated below an embodiment shown schematically in the drawings explained in more detail. It demonstrate:
Gemäß den
Erfindungsgemäß sind sowohl die Innenschale
Um der Kraftfahrzeugkarosserie die
erforderliche Grundsteifigkeit zu verleihen, ist der Grundrahmen
Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit,
ausgewählte
Bauteile des Grundrahmens
In der näher gezeigten und bevorzugten
Ausführungsform
umfaßt
der Grundrahmen
Wie den Zeichnungen weiter zu entnehmen ist,
sind Innenschale
Die ebenfalls quergeteilte Außenschale
In dem gebildeten Hohlraum zwischen
Innenschale
Ebenso kann es angezeigt sein, in
den Hohlraum in prädestinierten
Bereichen der Krafffahrzeugkarosserie, beispielsweise im Bereich
von Säulenelementen
(vorliegend A-, B- und/oder C-Säulen
Zur Fixierung respektive Realisierung
einer festen Verbindung zwischen der Innenschale
Durch die Verwendung von besagten Schäumen kann besonders vorteilhaft die Weiterleitung von Vibrationen und Schall in die Fahrgastzelle unterbunden bzw. maßgeblich vermindert werden. Ebenso ist als Nebeneffekt eine ausgezeichnete Wärmeisolierung der Fahrgastzelle zu verzeichnen.By using said Foam the transmission of vibrations and Noise in the passenger compartment can be prevented or significantly reduced. As a side effect, there is also excellent thermal insulation of the passenger compartment to be recorded.
In den Zeichnungen sind außerdem weitere wesentliche
tragende Karosseriebauteile, wie eine Antriebsblockaufnahme
Auch vorstehende tragende Karosseriebauteile sind überwiegend aus Stahl- und/oder Aluminiumguß und/oder einer Aluminiumgußlegierung und/oder aus Stahl- und/oder Aluminiumprofilen, welches ebenfalls IHU-Profile sein können, gefertigt.Also protruding load-bearing body components are predominant made of cast steel and / or cast aluminum and / or an aluminum casting alloy and / or made of steel and / or aluminum profiles, which also IHU profiles could be, manufactured.
Für
die nichtragenden Karosseriebauteile bieten sich dagegen insbesondere
Leichtmetalle und/oder Kunststoff und/oder Sandwichstrukturen aus
diesen Werkstoffen, denen gegebenenfalls nicht näher dargestellte Verstärkungselemente
zugeordnet sind, an. Gerade bei der Deckelkonstruktion (Front-,
Heckdeckel
Was die zu verwendenden Kunststoffe anbelangt, haben sich insbesondere thermoplastische Verbundkunststoffe bewährt, welche an sich bekannte fieberglas- und/oder kohlefaserverstärkte Polyethylen-Terephtalate (PET), Polypropylen/Polystyroen- oder Polypropylen/Polymethyl-Metacrylate sein können.As for the plastics to be used , thermoplastic composites have become particularly important proven, which known per se fiberglass and / or carbon fiber reinforced polyethylene terephthalates (PET), polypropylene / polystyrene or polypropylene / polymethyl metacrylate could be.
Kunststoffbauteile werden bevorzugter Weise miteinander verklebt. Die Verbindung derselben mit gegebenenfalls tragenden und nichttragenden Karosseriebauteilen aus metallenen Werkstoffen kann mittels mechanischer Verbindungsmittel, wie Schrauben, Niete oder Klinche und/oder durch Klebung erfolgen, wobei auch an sich bekannte Steckverbindungen in Verbindung mit einer Klebung eine nicht unwesentliche Rolle spielen können.Plastic components are more preferred Way glued together. The connection of the same with if necessary load-bearing and non-load-bearing body components made of metal Materials can be attached using mechanical fasteners such as screws, Rivets or clinches and / or done by gluing, also on known plug connections in connection with an adhesive can play a significant role.
Um den Insassenschutz noch weiter
zu erhöhen,
kann dem Vorder- und ggf. Hinterwagen, vorzugsweise im Bereich der
Stoßfänger
Dem Insassenschutz dient des Weiteren
die besondere Ausgestaltung der nicht in ihrer Einzelheit näher dargestellten
Fensterelemente
Zur Verringerung der Kosten, insbesondere des Montageaufwandes, können fernerhin in ausgewählte Bauteile der Kraftfahrzeugkarosserie aus Kunststoff diverse Leuchtelemente, wie Leuchtdioden o.ä., Sensoren, wie Abgtandswarnsensoren o.ä. und/oder andere fahrzeugspezifische Aggregate und Einrichtungen respektive Zusatzbauteile, wie Elektronikbauteile, integriert, vorzugsweise eingegossen sein.To reduce costs, especially the Assembly effort, can furthermore in selected Components of the motor vehicle body made of plastic, various lighting elements, such as light emitting diodes or the like, Sensors such as distance warning sensors or the like and / or other vehicle specific Units and facilities or additional components, such as electronic components, integrated, preferably cast in.
Es ist beispielsweise denkbar, daß die Stoßfänger
Ebenso wird durch die Erfindung mit
erfaßt, daß die Innenkontur
und/oder Außenkontur
der Innenschale
Für
den Fachmann ist sicherlich leicht nachvollziehbar und wird durch
die Erfindung mit erfaßt, daß der Grundrahmen
Zusammenfassend ist festzustellen, daß vorstehend beschriebene Kraftfahrzeugkarosserie aufgrund ihrer besonderen Gestaltung und der verwendeten Werkstoffe einen hohen Insassenschutz gewährleistet sowie einfach in der Herstellung und insbesondere bei Serienfertigung kostengünstig ist. Ein Großteil der verwendeten Module kann von Zulieferern vorgefertigt und ggf. mit Zusatzbauteilen und Aggregaten bestückt zur Endmontage bereitgestellt werden.In summary it can be stated that above described vehicle body due to its special design and the materials used ensure high occupant protection as well as easy to manufacture and especially in series production economical is. A big part the modules used can be prefabricated by suppliers and if necessary equipped with additional components and units for final assembly.
Auch auf besondere Designvorstellungen, insbesondere was die Farbe der Außenhaut anbelangt, kann unproblematisch reagiert werden, da lediglich der verwendete Kunststoff entsprechend eingefärbt werden muß.Also on special design ideas, in particular what the color of the outer skin can be reacted to without problems, since only the used plastic must be colored accordingly.
Fernerhin ist im Vergleich mit herkömmlichen Karosserien mit überwiegend metallenen Bauteilen, insbesondere auch metallenen Beplankungen, ein erheblicher Gewichtsvorteil zu verzeichnen, der mit entsprechender Kraftstoffersparnis und demgemäß verringerter Umweltbelastung einhergeht. Was den ökologischen Aspekt dieser Erfindung weiter angeht, sind Großteile der verwendeten Bauteile und Materialien, insbesondere auch der Kunststoffe, wie PET, völlig unproblematisch wiederverwertbar.Furthermore, compared to conventional bodies with mostly metal components, in particular also metal cladding, a considerable weight advantage to be recorded, with the corresponding Fuel economy and accordingly reduced Environmental pollution. As for the ecological aspect of this invention further on are large parts the components and materials used, especially the Plastics, like PET, completely easily recyclable.
Claims (19)
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DE2002152475 DE10252475A1 (en) | 2002-11-12 | 2002-11-12 | Double-shell bodywork structure with a metal main frame for a motor vehicle comprises inner and outer plastic shells whose front and rear end sections are shaped as three-dimensional ellipsoidal elements |
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Publications (1)
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DE10252475A1 true DE10252475A1 (en) | 2004-05-27 |
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