AT6797U2 - Modul einer sicherheitszelle für transport- bzw. verkehrsmittel - Google Patents

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AT6797U2
AT6797U2 AT0001904U AT192004U AT6797U2 AT 6797 U2 AT6797 U2 AT 6797U2 AT 0001904 U AT0001904 U AT 0001904U AT 192004 U AT192004 U AT 192004U AT 6797 U2 AT6797 U2 AT 6797U2
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Modul einer Sicherheitszelle eines Transport- bzw. Verkehrsmittels, beispielsweise eines Kraftfahrzeuges, eines Schiffes oder Flugzeuges u. dgl., und ist dadurch gekennzeichnet, dass es aus einem zumindest aus drei geschlossenen, einander durchdringenden, biegesteif ausgeführten Rahmenebenen (5, 7, 8, 13, 14, 15, 16, 20, 21, 22, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 44, 45, 46, 49, 50, 51, 52, 59, 60, 61, 62) aufgebautem Rahmen besteht, welche mindestens drei Rahmenebenen (1, 2, 3, 5, 7, 8, 13, 14, 15, 16, 20, 21, 22, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 44, 45, 46, 49, 50, 51, 52, 59, 60, 61, 62) kraftschlüssig verbunden sind und drei einander schneidende Ebenen bilden, die miteinander einen vorzugsweise rechten Winkel einschließen, wobei vorzugsweise vertikale Abschnitte (4, 4) der Rahmenebenen (1, 2, 3, 5, 7, 8, 13, 14, 15, 16, 20, 21, 22, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 44, 45, 46, 49, 50, 51, 52, 59, 60, 61, 62) die äußeren Kanten des Moduls bilden und wobei in der Ebene zumindest einer der Rahmenebenen (1, 2, 3, 5, 7, 8, 13, 14, 15, 16, 20, 21, 22, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 44, 45, 46, 49, 50, 51, 52, 59, 60, 61, 62) mindestens ein/e als Kraftträger ausgeführte/r Druckring bzw. -ellipse (6, 6, 6, 11, 12) biegesteif und kraftschlüssig angeordnet ist und/oder zwei einander durchdringende, miteinander kraftschlüssig verbundene und einen vorzugsweise rechten Winkel einschließende Streben (23, 24, 47, 48, 64, 65) vorgesehen sind.

Description


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   Die Erfindung betrifft ein Modul einer Sicherheitszelle eines Verkehrs- und 
Transportmittels, beispielsweise eines Kraftfahrzeug, eines Schiff- oder Flugzeuges u dgl , die in konstruktiv einfacher Art hergestellt werden kann und eine wesentliche Erhöhung der Sicherheit der in der Fahrgastzelle befindlichen Personen und/oder Ladung ermöglicht 
Dadurch kann bei der Verwendung der erfindungsgemass hergestellten Sicherheitszelle im 
Kraftfahrzeugbereich eine Erhohung der Sicherheit im Falle von Unfällen ermöglicht werden, bei Verwendung im Schiffs- und Flugzeugbau wird eine Erhöhung der 
Biegesteifigkeit und Stabilität erreicht Durch die Verteilung der einwirkenden Kräften als auch Stosskrafte über die kraftschlussig ausgefuhrten Verbindungen und Ableitung in dem geschlossenen System kommt es zur Rückführung der aufgenommenen Energie,

   was die positive Wirkung der Reduzierung zur Folge hat. Dies ermöglicht mit einem Minimum an 
Material und Gewicht ein Maximum an Festigkeit und damit Wirtschaftlichkeit zu erzielen. Die erfindungsgemass hergestellten Module sind im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass sie beliebiger Grosse, Form oder Dimension ausgebildet sein können. 



   Dadurch ergibt sich auf einfachste Weise die Herstellung von nahezu allen Formen der 
Geometrie. 



   Die in der DE 4204826 dargelegte Erfindung bezieht sich auf Zwischenstücke als 
Stangenpressprofilteile zwischen   Hohlprofilen.   Durch diese soll eine verstärkte Aufnahmefähigkeit bzw. Übertragung von Kräften zwischen den Hohlprofilen gewährleistet sein Hauptaugenmerk bei dieser Erfindung ist die Verstärkung in den Verbindungen, keinesfalls ist eine geschlossene Sicherheitszelle vorhanden, es wird von in Höhenrichtung versetzt angeordneten Hohlprofilen gesprochen. 



  Bei der in der DE 4208408 dargelegten Erfindung handelt es sich um eine um die Fahrgastzelle angebrachtes Zugelement, welches insbesondere für seitliche oder schräg seitliche Stosse konstruiert ist, wobei die Kräfte über Umlenkpunkte als Zugkraft weitergeleitet werden. Keinesfalls ist hier ein, das ganze Fahrzeug umfassendes, in sich geschlossenes Sicherheitssystem vorhanden 

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In der DE 3933417 wird erfindungsgernäss vorgeschlagen eine Verstärkung in Form von übereinander angeordneten Blechlagen mit Zwischenlagen aus Glasfasermatten und/oder 
Bindemitteln aus Kunststoff herzustellen 
Die in der DE 3420771 dargelegte Sicherheitszelle bezieht sich lediglich auf einen verstärkten Ausbau einer Passagierzelle Die entsprechenden Träger sind nicht formschlüssig miteinander verbunden,

   weiters liegt kein erfindungsgemässes in sich geschlossenes System vor. Die bei einem Aufprall entstehende Energie kann keinesfalls direkt abgeleitet werden, die Profile sind versetzt angeordnet 
Die in der DE 4116832 zwischen dem Vorderwagen und der Fahrgastzelle angeordneten 
Stirnwand dient insbesondere zur Erhöhung der Torsionssteifigkeit als auch zur 
Vermeidung der Übertragung von störenden Resonanzen in den Fahrgastraum 
Die DE 3427537 schlägt eine Erhöhung der Knicksteifigkeit, insbesondere bei stark geneigt verlaufenden Windschutzscheiben eines Cabriolets in Form einer im Gefahrenfall ausfahrenden Servoeinrichtung vor. 



   In der WO 91/12164 zeigt lediglich auf der Türöffnung eines Cabrio-Fahrzeuges eine U- förmige in die Chassis hinein reichende Verstärkung. Der U-förmige Teil dient lediglich als Verstärkung der Karoserie Bisher bekannt gewordene Konstruktionen verwendeten Längsträger mit vorderen und hinteren Endteilen bei den Knautschzonen, teilweise mit Verstärkungen oder mit eingebauten Sollknickstellen. So wurde auch versucht, durch Zufügen,   Ausfüllen   und/oder Ausschäumen der Hohlräume mit diversen Füllmaterialen eine Möglichkeit zur Aufnahme von Energie zu schaffen. Bei den bekannten Konstruktionen enden die Längsträger entweder direkt vor der Fahrgastzelle oder sind in abgesetzten Winkeln angeordnet.

   Um die Schäden an Personen zu vermeiden, musste bekanntermassen   -eine   weitere Bearbeitung der Träger erfolgen, um die entsprechenden Sollbruchstellen einzubauen. 

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   Weiters wurden, wie aus der Schweizer Patentschrift CH 577 909 bekannt, Bauteile entwickelt, die aus Hohlkörpern bestehen, welche mindestens teilweise mit verschiedenen 
Füllmaterialien, vorzugsweise mit Kunststoffschaum, ausgefüllt waren, um durch deren plastische Verformung im Querschnitt eine optimale Energieaufnahme zu erreichen Diese 
Bauteile können vorzugsweise zwischen den Befestigungselementen der Stossstange, dem 
Lenksystem, der Dachsaule u dgl angebracht werden. Durch die bekannte erfindungsgemässe Vorrichtung soll durch Verformung des ausgeschäumten Hohlkörpers bei einem Aufprallunfall in Langsrichtung die Energie aufgefangen werden. Diese 
Hohlkörper werden bevorzugt bei den Stossdampfern als auch bei den Kotflügeln eingebaut Es ist mit Hilfe dieser eingebauten Bauteile jedoch nur möglich, Stosse mit einer relativ geringen Geschwindigkeit abzufangen.

   Eine Weiterleitung der entstandenen 
Energie ist jedoch nicht vorgesehen. Das zur Füllung vorgesehene vorzugsweise 
Kunststoffmaterial ist lediglich zur gleichmassigen Faltenbildung der Wandung vorhanden, die aufgenommene Energie im Falle eines starken Aufpralles, Unfalles und/oder Stosses, abgesehen von Zusammenstössen beim Ausparken und/oder im Stadtverkehr, endet mit allen Kräften hinter dem Fullmaterial nach wie vor in den Wanden der Hohlkörper in einer Spannungsspitze und der folgenden, unkontrollierbaren und gefährlichen Entladung.

   Eine wirksame Energieaufnahme -verteilung -ableitung - verzehr ist durch das vorgeschlagene System nicht vorgesehen Allen bisher bekannten Erfindungen ist gemeinsam, dass zur Erhohung der Sicherheit lediglich Teillösungen angeboten wurden Es sind einerseits nur Träger vorgesehen, die in Form von abgesetzten Winkeln verbunden sind, respektive andererseits aus Bauteilen, die lediglich in Teilen des Fahrzeuges, dem Stossdämpfer, den Kotflügeln, eingebaut sind Auch kann in der in den meisten Fahrzeugen eingebauten Bodenplatte die aufgenommene Energie nicht verringert werden Im Falle eines Aufpralles werden Kräfte frei, die, abgesehen von einer mechanischen Deformierung zu einer massiven Gefährdung der im Inneren befindlichen Personen fuhrt Die bei dem Unfall aufgenommene Energie steht, nachdem sie Teile des Fahrzeuges durchquert hat,

   ohne weitere   Ableitungsmoglichkeit   vor 

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 dem Fahrgastraum Dort wird sie an die Luft im Inneren weitergegeben und trifft, absolut ungebremst, auf den Fahrgast, was, je nach Schwere des Aufpralles, zu massiven 
Schädigungen fuhren kann. Offenkundig ist die bei einer entsprechen hohen Stosskraft entstehende zunachst hohe, im allgemeinen schädliche Verformungsspitze beziehungsweise die Bildung von gefährlichen unperiodischen Spannungsspitzen, die über die Bodenplatte auf den im Inneren befindlichen Fahrgast direkt übermittelt wird. 



   Aufgrund der Formel P = m. v ist eine Quantifizierung der Belastung, die während eins 
Aufpralls auf einen Menschen einwirken, aufgrund von fehlenden Richtwerten und unzähligen, extrem variierenden Faktoren im Falle eines Aufpralles nicht möglich. Es kann lediglich eine qualitative Bewertung erfolgen, die auf Grundgesetzen basiert, wobei als 
Grundlage die bereits vorhandenen Berechnungen von Ausbreitungen von Wellen und 
Schwingungen in bekannten Materialien genommen werden, um in Folge, die Nachteile der bisher verwendeten Herstellungssysteme zu vermeiden und dem zeitgemässen Stand der 
Technik entsprechen sollen. 



   Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein einfach wirtschaftlich herstellbares und konstruktiv unkompliziertes Modul einer Sicherheitszelle zu schaffen, um den bisherigen 
Sicherheitsstandard zu verbessern und die entstandene, unperiodische Spitzenspannung in eine periodische Stossenergie bzw. Wellen umzuwandeln, aufzunehmen, zu verteilen, abzuleiten, rückzukoppeln, zu verzehren und dadurch zu minimieren, um damit die Sicherheit der im Inneren der Sicherheitszelle befindlichen Personen und/oder Güter zu erhöhen. Dadurch können die Nachteile der herkömmlichen Systeme vermieden werden. 



  Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass jedes Modul jeweils aus einem in einem wenigstens aus zwei Ebenen sich durchführen, miteinander vorzugsweise einen rechten Winkel einschliessenden, wenigstens zwei Ebenen bildenden, geschlossenen biegesteifen ausgeführten Rahmenebenen, welche kraftschlüssig verbundenen sind, wobei vorzugsweise vertikale Abschnitte die äusseren Kanten des Moduls bilden und daran, mindestens ein als Kraftträger ausgeführten Druckring bzw.

   -ellipse, wobei es in den 

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Anschlusspunkten des/ der Druckringe/s untereinander als auch mit dem Rahmen zu einer optimalen Verteilung der Energie in das alle Bestandteile des Modul kommt, der in jeder 
Achse ausgerichtet sein kann, besteht, wobei erfindungsgemäss die Kraftübertragung in vorteilhafter Weise erfolgt, wodurch eine konstruktiv einfache und einfach herstellbare 
Grundform einer Sicherheitszelle geschaffen wird, die in unterschiedlichsten Bereichen der 
Verkehrs- und Transportmittelindustrie, z B Fahrzeuge, Schiffe, Flugzeuge als auch 
Raumflugkörper u. dgl eingesetzt werden kann.

   Diese Module der Sicherheitszellen sind als standfeste, formfeste und formschlussig aneinander und gegebenenfalls übereinander zusammenzusetzende Skelett-Elemente ausgebildet 
Eine weitere, bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass die 
Grundform des Moduls jeweils aus mindestens zwei durchführenden, kraftschlüssig verbundenen, miteinander einen vorzugsweise rechten Winkel einschliessenden, Streben bestehen, die einen wenigstens aus zwei Ebenen bestehenden, geschlossenen biegesteifen 
Rahmen bilden, die als Kraftträger ausgeführt sind, wobei vorzugsweise vertikale Abschnitte die äusseren Kanten des Moduls bilden und daran mittlere, vorzugsweise horizontale Abschnitte an ihren Enden durch einen geschlossenen Rahmen, Kranz oder Ring miteinander verbunden sind,

   wodurch eine konstruktiv einfache und einfach herstellbare Grundform einer Sicherheitszelle geschaffen wird, die in unterschiedlichsten Bereichen der Verkehrs- und Transportmittelindustrie, z. B. Fahrzeuge, Schiffe, Flugzeuge u. dgl eingesetzt werden kann. 



  Falls erforderlich, konnen die erfindungsgemäss hergestellten Module der Sicherheitszellen als standfeste, formfeste und formschlüssig aneinander und übereinander zusammenzusetzende Skelett-Elemente ausgebildet. Eine Kombination der genannten Ausführungsformen ist im Bedarfsfall auf einfache Art und Weise möglich, um die statischen und wirtschaftliche Erfordernisse zu erhohen, beispielsweise im Schiffsbau zur Erreichung von grossraumigen Ladeflachen als auch im Fiugzeugbau zur Erhöhung der Stabilität bzw Biegesteifigkeit. Zur Erreichung von grossen Flächen ist es 

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 erfindungsgemäss vorgesehen, eine Kombination der Module sowohl übereinander als auch nebeneinander   durchzuführen.   



   Es kann auch auf die Verwendung von Zwischenelementen verzichtet werden, sodass horizontal nahezu beliebig grosse Flächen geschaffen werden können, die nur die im 
Wesentlichen vertikalen Abschnitte der einzelnen Raumelemente unterbrochen sind. Das ist ein Vorteil, beispielsweise für den Schiffsbau oder Grossraumflugzeuge. Durch das erfindungsgemässe Modulsystem sind somit beliebige Konstruktionsformen und-höhen ohne grossen Aufwand realisierbar. 



   Die Höhe der Raumelemente und die Lage bzw. Anordnung der mittleren horizontalen 
Abschnitte können in Bezug auf die Höhe als auch Lage beliebig verändert werden. Die 
Verbindung einzelner Raumelemente kann hierbei im Wesentlichen in beliebiger geometrischer Form erfolgen, wobei beispielsweise für Deckenplatten Rechteck-Polygon- oder Kreisformen gewählt werden können, wodurch sich beliebige Design- und 
Gestaltungsfreiheit ergibt und derart durch Aneinanderordnung einer Mehrzahl von 
Raumelementen verschiedene Grundrissformen übereinander oder nebeneinander gestaltet werden können, so dass das System für beliebige Zweck- und Nutzkonstruktionen beispiellos günstig einsetzbar werden kann, sowohl für die Passagier- Cargo- oder 
Fährschiffbauindustrie. 



  Bei Ausführung der erfindungsgemässen Module muss darauf geachtet werden, dass in den Anschlusspunkten bzw. Verbindungsstellen sowie den Modulbestandteilen keine maximalen Biegemomente bzw. maximalen Quer- und/oder Scherkräfte auftreten dürfen, wobei durch statische Berechnungen sowie die Herstellung die entsprechend vorgeschriebenen Stabilitäts- und Festigkeitseigenschaften erzielt werden muss. 



  Weiters lässt sich bei dem erfindungsgemässen Modul durch Ausbildung jedes Raumelements als geschlossene Rahmenebene eine entsprechende Verringerung der 

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 massgebenden Biegemomente - insbesondere beispielsweise durch Vorsehen eines mittleren, im Wesentlichen vertikalen Abschnittes, der in Form von kraftschlüssig und biegesteif, sich vorzugsweise rechtwinkelig kreuzenden, verbundenen Streben ausgeführt ist, erzielen Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemassen Systems ist die Vereinfachung der statischen Berechnungen aufgrund der Symmetrie, Parallelität und   Verbindungsausführung   der das Modul bildenden Elemente 
Dadurch, dass erfindungsgemäss jedes Raumelement jeweils aus mindestens zwei durchführenden, miteinander einen vorzugsweise einen rechten Winkel einschliessenden, wenigstens zweistockige,

   geschlossene Rahmenebene gebildet ist, ergibt sich eine konstruktiv einfache und einfach herstellbare Grundform, welche durch Kombination einer 
Mehrzahl im Wesentlichen prismatisch ausgebildeten Raumelementen die Ausbildung von unterschiedlichsten Formen von Karosserien bzw Kombinationen von Karosserierahmen und unterschiedlichsten Grundrissen, Dimensionen und/oder Formen ermöglicht, die ein 
Skelett, beispielsweise die Karosserie bzw die kombinierte Rahmen- Karosserie für 
Fahrzeuge, insbesondere fur Kraftfahrzeuge darstellt. 



  Zur weiter Verbesserung des erfindungsgemäss vorgeschlagenen Modules der Sicherheitszelle wird eine Vorrichtung zur Stosskraftablenkung vorgeschlagen, wobei durch die Schaffung einer augenblicklichen und nahezu zeitgleich einwirkenden Kraft im rechten Winkel zur angreifenden Kraft die Resultierende der Kraftvektoren eine Verringerung und Umlenkung der Stossenergie respektive Ableitung der angreifenden Stossenergie vom Fahrgastraum, vorzugsweise nach unten, bietet.

   Diese Vorrichtung kann vorzugsweise im vorderen Bereich des Fahrzeuges im Motorraum im oberen Teil der Chassis angebracht werden und besteht aus einem den Stoss aufnehmenden Mechanismus, Sicherungselemente für die Reparatur, einem beweglichen, parallelen Teil des Moduls, einem fixe Aussenzylinder, einem variablen Innenzylinder mit Feder Eine Erweiterung durch Erhöhung der Anzahl der Zylinder- und Federelemente ist möglich. 

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   Eine besonders vorteilhafte   Ausfuhrungsform   des erfindungsgemässen Moduls sieht vor, dass das Modul mit dämpfenden Mitteln versehen werden kann, z. B Hydraulikzylinder. 



   Einerseits können die Hydraulikzylinder dazu verwendet werden, um Kräfte aufzunehmen andererseits kann damit die Lange eines Moduls variiert werden. Letzteres dient dazu, um das Modul zu verkürzen oder zu verlängern, z. B. um die Fahrzeuglange zu variieren., unter Beibehaltung der erforderlichen statischen Vorschriften 
Durch die erfindungsgemässe Ausfertigung ist es möglich, beispielsweise bei 
Kraftfahrzeugen die herkömmliche Bodenplatte bzw. Chassis auf ein material- und   gewichtsmässiges   Minimum zu reduzieren, da die Module in der Horizontalen und 
Vertikalen eigenstabil und damit selbsttragend ausgeführt sind.

   Durch die Verteilung der 
Stosskräfte über die kraftschlüssig ausgeführten Verbindungen und Ableitung in dem geschlossenen System kommt es zur Rückführung der aufgenommenen Energie, was die positive Wirkung der Reduzierung zur Folge hat Dies ermöglicht die Reduzierung des 
Eigengewicht beispielsweise des Fahrzeuges als auch der Herstellungskosten und - aufwandes.

   Es ist jedoch beim Einbau der Bodenplatte darauf zu achten, dass die energieableitenden-verzehrenden Fähigkeiten des Moduls nicht negativ beeinflusset werden beispielsweise durch den Ausführung der Bodenplatte in Kunststoff oder 
Isolierung der Streben,   Druckririge   oder Druckellipsen Bei den Überlegungen des Einsatzes der erfindungsgemässen Sicherheitszelle bei Schiffen wurden die Befolgung und Einhaltung der üblichen Sicherheitsnormen und - bestimmungen, wie beispielsweise den Einbau von Schotten u. dgl. berücksichtigt, ebenso die verstärkte Ausführung von Boden- oder Deckenplatten. 



  Zur Vereinfachung der Herstellung als auch zur Verringerung des Gewichtes ist es möglich, die Konstruktion eines Moduls mit den erfindungsgemäss vorgeschlagenen Raumelementen in konstruktiv einfacher Weise unter Beibehaltung der erforderlichen Stabilität und Berücksichtigung der entsprechenden Vorschriften, mit normierten Konstruktionselementen unterschiedlicher Materialien, herzustellen, welche auch mit einer 

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Auswahl von Kunststoffverbundkonstruktionen mit erhartendem Kunststoff bzw 
Kombinationskonstruktionen   durchzufuhren   Diese können beispielsweise aus Kunststoff, 
Metall oder verschiedenen Stahlprofilarten sowie leichten Legierungen,

   wie beispielsweise   Aluminium   oder verstärkten Hohlprofilen bestehen Selbstverständlich ist auch hier auf die 
Beibehaltung aller vorbestimmter und notwendiger konstruktions- und   stabiiitatsbedingten   
Kräfte und Momente notwendig. Empfehlenswerterweise können diese nachträglich beispielsweise mit selbst erhärtenden Materialien, z. B Kunststoff oder dergleichen   verfullt   werden, was auch unter anderem zu einer Erhöhung des Steifigkeit und 
Formhaltung im Falle von Branden bei vergleichsweise niedrigem Gewicht fuhren kann 
Dies ist insbesondere fur die Ausführung in der Schiffs- als auch Flugzeugindustrie von 
Bedeutung, wo Bruttoregistertonnen nicht uberschritten werden dürfen.

   Bei der 
Verwendung der erfindungsgemäss vorgeschlagenen Konstruktion wird das Eigengewicht des Schiffes reduziert unter Beibehaltung der erforderlichen Stabilität, die 
Nettoregistertonnen der Ladung können dadurch vorteilhaft erhöht werden. Bei der 
Verwendung des erfindungsgemäss vorgeschlagenen Moduls im Flugzeugbau kann durch 
Beibehaltung des Gesamtgewichtes des Flugzeuges eine höhere Betankung und damit grössere Reichweite erzielt werden Ebenso ist es mit der erfindungsgemässen Ausführung möglich, beispielsweise bei Tankschiffe oder Schiffen, die zur Transport von gefährlichen Gutem verwendet werden, auf konstruktiv einfache Bauweise und unter geringem Gewichtsaufwand unter Beibehaltung der erforderlichen statischen Vorschriften, eine Innen-Sicherheitszelle herzustellen. 



  Augenfällig ist der Vorteil, dass die erfindungsgemäss ausgestatteten Modul- Sicherheitszellen in unterschiedlichsten Formen hergestellt und diese Formen miteinander kombiniert werden Dadurch ist es möglich, auf einfache Art beispielsweise an unterschiedlichen Stellen entsprechende Öffnungen vorzusehen Naturgemäss kann auch auf die Verwendung von Zwischenelementen und/oder Trennelementen verzichtet werden Durch das erfindungsgemasse Modul-System sind somit beliebige Zkelettformen und - hohen ohne grossen Aufwand realisierbar 

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Dies lässt sich besonders für die Herstellung von Roll-off-roll-on-Schiffen einsetzen 
Ebenso lassen sich durch die Kombination der erfindungsgemässen Module auf einfache und sichere Art und Weise Zu- und Abfahrtsrampen als auch Aufzüge mit Ein- und 
Ausfahrtstoren einbauen.

   Dies ist besonders in der Schiffbauindustrie, auch in 
Grossraumflugzeugindustrie, oder in den Einbau in den Rumpf eines Flugzeuges oder 
Mehrgeschossflugzeuges von Vorteil. 



   Durch die vorliegende Erfindung sind den Einfällen bei der Einsatzmöglichkeiten kaum 
Grenzen gesetzt. So ist auch vorstellbar, die Erfindung dazu einzusetzen, schwimmende 
Parkdecks oder schwimmende Einkaufszentren, selbstverständlich auch in Kombination, zu schaffen. Dies durch die mögliche Flexibilität bei Beibehaltung der statischen 
Erfordernisse und wesentlich geringerem Gewicht. 



   Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von in den beigeschlossenen 
Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die möglichen Ausführungsformen sind nicht auf die gezeigten Module beschränkt, es ist auch möglich, die gezeigten Module miteinander oder untereinander zu kombinieren. 



   Die Fig. 1 bis 4 zeigen Beispiele von Raumelementen in schematischer, schräg von oben gesehene Darstellung. Die zweiebenigen geschlossenen Rahmenebenen sind mit 1, 2 und 3 bezeichnet, die Druckellipsen ist mit 6 bis 6" bezeichnet, wobei mit 4 bezeichnete 
Abschnitte im wesentlichen in vertikaler Richtung verlaufen. Die Abschnitte können jedoch auch geneigt angeordnet werden, um schräge bzw. geneigte 
Konstruktionsabschnitte zu erzielen oder um pyramidenartige bzw. konische 
Raumelemente und Konstruktionen zu erhalten. Mit 5, 5 und 5" sind Abschnitte der 
Rahmenebenen bezeichnet , welche im Wesentlichen horizontal verlaufen, die jedoch ebenfalls geneigt angeordnet werden können. 



   Mit 3 sind die geschlossenen Rahmen bezeichnet, welche das Ende der Abschnitte 5 der 
Rahmenebenen verbindet. Diese Rahmen sind mit 1 und 2 dargestellt. 

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In der Fig 5 ist darstellt wie man die Stabilität und die Standfestigkeit eines erfindungsgemässen Moduls einer Sicherheitszelle durch der Einbau einen zusätzlichen
Rahmenebene 7 oder 8 erhöhen kann Mit 6 wird ein Druckring, mit 11 und 12
Druckellipsen dargestellt. 



   In den Fig. 6 bis 18 ist dargestellt, wie auf konstruktiv einfach Art durch nahezu unendliche Variationen- und   Losungsformen   der erfindungsgemässen Modulelemente beispielsweise die Herstellung eines Autos, Schiffs oder Flugzeuges vielfach erleichtert wird. 



   In den Fig 19 bis 24 ist ersichtlich, wie in einfacher Weise beispielsweise eine einmodulige Rahmen-Karosserie mit einer Druckellipse entworfen, berechnet und erzeugt werden kann
Durch die gleiche Lange und die Parallelität und damit günstige
Konstruktionsbedingungen für die Ausbildung der durchführenden Kreuzungspunkte der
Konstruktionsteile ist eine wirtschaftliche Konstruktion möglich. 



  In der Fig 25 ist eine grundlegende Darstellung der Vorteile des durch die erfindungsgemassen Module hergestellten Fahrzeuges ersichtlich. Zur besseren Verteilung bzw Weiterleitung der entstandenen Stoss- bzw Aufprallkräfte, die insbesondere den unteren Bereich des Fahrzeuges betreffen, wurde in die Elemente, die den Rahmen 16 des Fahrzeuges bilden, im Bodenbereich mittels dem Einbau von Streben 15 Druckringe bzw Druckellipsen 6'" eingebaut, wobei die Ausnehmungen fur Räder 17 ersichtlich sind. Die angreifenden Kräfte werden insbesondere über die Druckellipsen bzw Druckringe 6'" und uber die kraftschlussig verbundenen Langsrahmen 14 und   Querrahmen   13 in Form eines Hohlraumresonator-Effektes von unperiodischen Spitzenspannungen zu periodischen Resonanzwellen, die abgeleitet,   ruckgeführt,   verzehrt und dadurch minimiert werden. 



  In der Fig 26 ist eine weitere Ausfuhrungsform des erfindungsgemässen Moduls dargestellt, wobei die Anschlusspunkten der Rahmenebene 21mit der der Rahmen 20 und 22 mittels 

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 zweier Streben 23 und 24, die die Funktion der Druckringe, um die Kräfte der
Anschlusspunkten der Rahmen 20, 21und 22 zu übernehmen, ersetzt. Die Fig. 27 ist eine weitere Entwicklung der Fig. 26 um die Stabilität und Festigkeit der Fig. 25 zu erhöhen. 



   In den Fig.28 bis 38 ist eine Darstellung von die Herstellung einen einmoduliges Auto ähnlich zu das in die   Fig. 19-24   beschrieben ist, die Druckellipse wurde jedoch durch
Streben, die sich im Bodenbereich des Fahrzeuges befinden, ersetzt 
In den Fig. 39 - 41 werden ebenfalls zweimodulige Fahrzeuge mit Streben dargestellt. 



   In den Fig. 42 bis 49 werden beispiele eines dreimoduligen Fahrzeuges dargestellt, wobei die Vorteile des Energieverzehres nach wie vor erhalten bleibt. Die Herstellung kann durch die Ausführung in verschiedenen Modulen erleichtert werden. Die biegesteife und standfeste Verbindung zwischen den Modulen wird beispielsweise durch nieten, schrauben oder schweissen ermöglicht. 



   In den Fig. 50 und   51  wird eine mögliche   Ausfiihrungsform   dargestellt. Die Dämpfung der aufgenommenen Energie kann durch die eingebauten Hydraulikzylinder vergrössert werden, auch ist durch Einbau dieser Zylinder auf einfache Weise die Variation der Grösse des Moduls möglich. In der Fig. 52 wird die Ausführung dieser Hydraulikzylinder dargestellt In der Fig   53   wird eine mögliche Ausführungsform beim Einbau der   erfindungsgemäss   vorgeschlagenen Hydraulikzylinder gezeigt. Der Einbau wird vorzugsweise im rückwärtigen Bereich des Fahrzeuges hinter den Rädern vorgenommen. 



  In Fig. 54 wird eine Vorrichtung zur   Stosskraftablenkung   zur Verbesserung des Modules der Sicherheitszelle dargestellt, wobei durch die Schaffung einer augenblicklichen und nahezu zeitgleich einwirkenden Kraft im rechten Winkel zur angreifenden Kraft die Resultierende der Kraftvektoren eine Verringerung und Umlenkung der Stossenergie respektive Ableitung der angreifenden Stossenergie vom Fahrgastraum, vorzugsweise nach unten, bietet Mit 33 wird die Chassis des Fahrzeuges dargestellt, 33' zeigt die Fahrtrichtung an. 34 bis 36 und 39 sind Bestandteile des den Stoss aufnehmenden 

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Mechanismus, 37 und 38 sind Sicherungselemente 40 stellt einen beweglichen, parallelen
Teil des Moduls dar 41 ist der fixe Aussenzylinder, 42 der variable Innenzylinder, in welchen mit 43 eine Feder eingebaut ist.

   Eine Erweiterung durch Erhöhung der Anzahl der
Zylinder- und Federelemente ist möglich. 



   In der Fig 55 ist eine weitere Ausfuhrungsform des erfindungsgemässen Moduls dargestellt, wobei die Anschlusspunkten der Rahmenebene 44 mit den Rahmen 46 und 45 mittels zweier Streben 47 und 48, die die Funktion der Druckringe, um die Kräfte der
Anschlusspunkten der Rahmen 44,45 und 46 zu übernehmen, ersetzt.

   Diese
Ausfuhrungsform kann bevorzugt im Schiffsbau verwendet werden, da durch die vorgeschlagene Ausfuhrungsform eine vorteilhafte Vergrösserung der Dimensionen möglich ist, unter Verbesserung der geforderten Stabilitat 
In der Fig. 56 ist eine weitere Erhohung der Stabilität des in Fig. 55 beschriebenen Moduls, welche in einfacher und wirtschaftlicher Weise zur Schaffung von Schiffen mit einem
Doppelwandsystem zur Erhohung der Sicherheit verwendet werden konnen, unter der vorteilhaften Abschragung der Seitenkanten, dargestellt In der Fig. 57 ist ersichtlich, wie in einfacher Weise eine Optimierung der Stabilität und Festigkeit erreicht werden kann. Es ist auch möglich, an den oberen und unteren Enden des Modules einen Druckring oder eine Druckellipse einzubringen. 



  In den Fig. 58 bis 67 sind vorgeschlagene Anwendungsmöglichkeiten der vorgeschlagenen Module in dem Schiffbau dargestellt, wobei die Möglichkeit des Einbaues von Öffnungen, Rampen u.dgl ersichtlich ist. 



  In Fig. 68 wird eine weitere Ausfuhrungsform dargestellt, in welcher die Streben vorzugsweise durch Druckringe oder Druckellipsen zur Herstellung von Grossraumschiffen, Tankschiffen, u dgl ersetzt werden 

 <Desc/Clms Page number 14> 

 
Bei den in Fig. 55 bis Fig. 69 dargestellten Module können zur Vereinfachung als auch zur 
Verringerung des Gewichtes in der Herstellung normierten Konstruktionselementen unterschiedlicher Materialien sowie Kombinationen verwendet werden, so beispielsweise 
Kombinationen aus Kunststoff, Metall oder verschiedenen Stahlprofilarten sowie leichten 
Legierungen, wie beispielsweise Aluminium oder verstärkten Hohlprofilen, welche nachträglich mit selbsterhärtenden Materialien, z B Kunststoff ausgefüllt werden können um die Steifigkeit und Formhaltung des Moduls zu erhöhen z.

   B. beim Einsatz in der 
Herstellung von Roll-off-roll-on-Schiffen, der Grossraumflugzeugindustrie, zur Herstellung von schwimmenden Parkdecks oder schwimmende Einkaufszentren. 



   In Fig. 69 wird ein Modul zur für extremen Beanspruchungen, vor allem auch im Bereich der Herstellung von Raumschiffen dargestellt, wobei, wie bei Fig 57 an den oberen und unteren Enden Druckringe oder Druckellipsen angebracht werden können. 



   Die Fig. 70 bis 75 zeigen Beispiele von Raumelementen in schematischer, schräg von oben    gesehene Darstellung. Es handelt sich hierbei um erweiterte Ausführungsformen der Fig. 1   bis 4, wobei Rahmenelemente, um den Einsatz in der Flugzeugbautechnik zu ermoglichen, in vorteilhafterweise oval, ringförmig ausgeführt sind. Mindestens zwei der die Rahmen bildenden Streben müssen sich vorzugsweise rechtwinkelig kreuzend, durchführend ausgefertigt sein. Die dritte Ebene wird durch einen oval oder ringförmig ausgebildeten Rahmen mit durchdringenden, sich vorzugsweise rechtwinkelig kreuzenden Innenstreben ausgeführt. Nicht dargestellt wurde die Ausführungsform zum Einsatz in der Konstruktion der Tragfläche, wobei die Oberfläche des gebogenen Rahmens des Moduls konvex, die Unterseite konkav ausgebildet sein kann. 



  In Fig. 76 wird die mögliche Verwendung in der Flugzeugbautechnik dargeboten. 57 zeigt den Einbau von Druckellipsen in der horizontalen, 58 den Einbau von Druckellipsen in der vertikalen Ebene. Weiters werden wichtigsten die Kraftmomente, die auf die Tragfläche einwirken, mittels Pfeilen dargestellt. Fig. 77 zeigt die Seitenansicht einer Tragfläche mittels der erfindungsgemäss vorgeschlagenen Module. Ebenso ist eine Ausführung der Unterseite der Tragfläche in konkaver Weise möglich Fig. 77'. 

 <Desc/Clms Page number 15> 

 



   Die Fig. 78 zeigt eine raumliche Darstellung der Verbindung des Rumpfes mit den 
Tragflächen. 



   Fig 79 zeigt eine erweiterte Ausführungsform des Moduls, wie in Fig. 72 dargestellt, wobei vorzugsweise in den Rahmen 59 zur Erhohung der Stabilität Druckringe 60 eingesetzt werden, und im Vergleich zu Fig. 72 ein ovalen oder kreisförmigen Rahmen 61 eingesetzt wird. Der Rahmen 62 wird, wie aus Fig. 80 ersichtlich, modulübergreifend über das komplette Flugzeug an der Ober und Unterseite in der Langsachse über Bug und Heck in geschlossener Ausführung, ausgebildet wird. Fig. 81 bis 83 zeigt verschiedene Perspektiven eine Flugzeuges unter Verwendung der erfindungsgemässen Module, wie in den Fig 70 bis 79 beschrieben sind. 



  Fig 84 und 85 zeigt ein erfindungsgemässes Modul wie in Fig 79 beschrieben, wobei in anderer Ausführungsform der Druckring 60 oder 60' durch durchführende Streben 64 oder 65 ersetzt sind. 



  Fig 86 zeigt eine räumliche Darstellung eines Flugzeuges unter Verwendung der erfindungsgemass vorgeschlagenen Module, wobei eine Kombination der Fig. 84 und 85 ausgeführt wurde, wie durch die Streben 64' und 65, ersichtlich ist. 



  Die Fig. 87 bis 89 zeigen unterschiedliche Perspektiven der Herstellung eines Flugzeuges mittels der erfindungsgemäss vorgeschlagenen Module, wie unter Fig 86 beschrieben.

Claims (11)

  1. ANSPRÜCHE 1. Modul einer Sicherheitszelle eines Transport- bzw. Verkehrsmittels, beispielsweise eines Kraft- fahrzeuges, eines Schiffes oder Flugzeuges u. dgl., dadurch gekennzeichnet, dass es aus einem zumindest aus drei geschlossenen, einander durchdringenden, biegesteifausgeführten Rahmen- ebenen (1, 2, 3, 5,7, 8, 13,14, 15, 16, 20, 21, 22, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 44, 45, 46, 49, 50, 51,52, 59, 60, 61,62) aufgebauten Rahmen besteht, welche mindestens drei Rahmenebenen (1, 2, 3, 5, 7,8, 13,14, 15, 16, 20, 21, 22, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 44, 45, 46, 49, 50, 51, 52, 59, 60,61,62) kraftschlüssig verbunden sind und drei einander schneidende Ebenen bilden, die mit- einander einen vorzugsweise rechten Winkel einschliessen, wobei vorzugsweise vertikale Ab- schnitte (4, 4') der Rahmenebenen (l, 2, 3, 5, 7, 8, 13, 14, 15, 16, 20, 21, 22, 25, 26, 27, 28,
    29, 30, 31 44, 45, 46, 49,50, 51,52, 59,60, 61,62) die äusseren Kanten des Moduls bilden und wo- bei in der Ebene zumindest einer der Rahmenebenen 1 2,3, 5,7, 8,13, 14,15, 16, 20, 21, 22, EMI16.1 ist und/oder zwei einander durchdringende, miteinander kraftschlüssig verbundene und einen vorzugsweise rechten Winkel einschliessende Streben (23, 24, 47, 48, 64,65) vorgesehen sind.
    (Fig. 1-18, 26, 27)
  2. 2. Modul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es selbsttragend ist.
  3. 3. Modul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Karosserie bzw. eine kombi- nierte Rahmen- Karosserie für Fahrzeuge, insbesondere für Kraftfahrzeuge, aus mindestens ei- nem Modul besteht. (Fig. 19 bis 25)
  4. 4. Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es aus Hohlprofilen aufgebaut ist, die aus Metall, insbesondere Leichtmetall, oder aus Kunststoff oder aus Metall- Kunststoff-Kombinationen, beispielsweise mit selbsterhärtendem Kunststoff gefüllten Metall- Hohlprofilen, bestehen.
  5. 5. Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Streben der Rahmen- ebenen (1, 2,3, 5,7, 8,13, 14,15, 16, 20, 21, 22, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 44, 45, 46, 49, 50, 51, 52,59, 60,61,62) oder die Streben (23, 24, 47, 48, 64,65) zur Variation ihrer Ausmasse <Desc/Clms Page number 17> oder zum Abfedern von Stössen mit dämpfenden Vorrichtungen, z. B. Hydraulikzylindern (32), versehen sind. (Fig. 50 bis 53)
  6. 6. Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwei im Wesentlichen parallele und voneinander beabstandete Rahmenelemente (33, 40) ausschliesslich durch zumin- dest ein Federelement, z. B.
    Druckfederelement, Luftfederelement oder dgl., und zumindest ein weiteres Element (70) verbunden sind, wobei das weitere Element (70) im ursprünglichen Zu- stand den Abstand der Rahmenelemente (33, 40) sicher stellt und bei einer Stosseinwirkung die Verbindung zwischen den Rahmenelementen (33, 40) mechanisch löst. (Fig. 54)
  7. 7. Modul nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rahmenelemente (33, 40) im We- sentlichen horizontal angeordnet und senkrecht voneinander beabstandet sind.
  8. 8. Modul nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Element (70) aus einem im Wesentlichen U-förmigen, horizontal verschiebbar am Rahmenelement (33) angeord- neten Teil (71) und einem am Rahmenelement (40) fest angeordneten Halteelement (36) be- steht, wobei die beiden Schenkel (34, 39) des U-förmigen Teils (71) unterschiedliche Längen aufweisen und ein Schenkel (39) des U-förmigen Teils (71) im Halteelement (36) horizontal verschiebbar und lösbar geführt ist.
  9. 9. Modul nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass am Schenkel (34) des U-förmigen Teils (71) eine vorgespannte Druckfeder (35) angeordnet ist, die am freien Ende des Schenkels (34) und an einem am Rahmenelement (33) zur Führung des Schenkels (34) vorgesehenen Füh- rungselement (72) abgestützt ist.
  10. 10. Modul nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Element (70) mit einer die lösbare Verbindung zwischen dem Schenkel (39) und dem Halteelement (36) sperren- den Sicherungsvorrichtung ausgestattet ist.
  11. 11. Modul nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitsvorrichtung aus einer am Schenkel (39) vorgesehenen Öffnung (38) und einem Sicherungsstift (37), beispielsweise in Form eines Schlüssels, besteht.
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