CH685049A5

CH685049A5 - Lightweight vehicle

Info

Publication number: CH685049A5
Application number: CH330191A
Authority: CH
Inventors: Max Horlacher
Original assignee: Max Horlacher
Priority date: 1991-11-13
Filing date: 1991-11-13
Publication date: 1995-03-15

Abstract

The vehicle cab (K), consisting of fibre-reinforced plastic, of the lightweight vehicle has a recess (1) which runs all around at the level of its belt line, in which recess (1) a ring which is assembled from bars (2) made of a shock-absorbing material and corner elements is inserted connected by techniques such as soldering, bonding or welding. The bars (2) comprise a honeycomb structure made of parallel tubular cells whose axes are approximately perpendicular to the surface of the passenger cab (cabin, compartment). The bars form an extremely lightweight and effective protection of the passenger cab against the effects of external mechanical forces. <IMAGE>

Description

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Beschreibung description

Die Erfindung betrifft ein Leichtbaufahrzeug mit einer Fahrgastkabine und einer an dieser angeordneten Stossfangvorrichtung. The invention relates to a lightweight vehicle with a passenger cabin and a bumper device arranged thereon.

Eine der Schwierigkeiten bei der Konstruktion von Leichtbaufahrzeugen, bei denen es sich in der Regel um Elektromobile aus Kunststoff handelt, besteht in der Konzeption eines wirksamen Schutzes der Fahrgastkabine gegen äussere mechanische Einwirkungen, insbesondere infolge eines Zusam-menstosses oder dergleichen. Herkömmliche Stoss-fangvorrichtungen in Form von Stossstangen sind in der Regel relativ massiv und entsprechend schwer und ausserdem bezüglich ihrer Montage nicht an die Erfordernisse von Kunststoffkonstruktionen an-gepasst. One of the difficulties in the construction of lightweight vehicles, which are usually plastic electric vehicles, is the design of effective protection of the passenger cabin against external mechanical influences, in particular as a result of a collision or the like. Conventional bumper devices in the form of bumpers are generally relatively solid and correspondingly heavy and, moreover, are not adapted to the requirements of plastic constructions in terms of their assembly.

Durch die vorliegende Erfindung soll nun diese Schwierigkeit beseitigt und ein Leichtbaufahrzeug der gattungsgemässen Art dahingehend verbessert werden, dass es über einen an moderne Kunststoffbauweisen konstruktiv optimal angepassten, wirksamen und dabei dennoch extrem leichten Schutz gegen äussere mechanische Einwirkungen verfügt. By means of the present invention, this difficulty is now to be eliminated and a lightweight vehicle of the generic type is to be improved in such a way that it has an effective, yet extremely light protection against external mechanical influences, which is optimally adapted to modern plastic construction methods.

Das erfindungsgemässe Leichtbaufahrzeug, das diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe löst, ist im unabhängigen Patentanspruch beschrieben. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. The lightweight vehicle according to the invention, which solves this object on which the invention is based, is described in the independent patent claim. Further advantageous configurations result from the dependent claims.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Leichtbaufahrzeugs anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen: An exemplary embodiment of a lightweight vehicle according to the invention is explained in more detail below with reference to the drawing. The drawing shows:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Leichtbaufahrzeugs, 1 is a side view of a lightweight vehicle,

Fig. 2 einen vertikalen Längsschnitt durch das Fahrzeug nach der Linie II-II der Fig. 3, 2 shows a vertical longitudinal section through the vehicle along the line II-II of FIG. 3,

Fig. 3 einen Horizontalschnitt durch das Fahrzeug nach der Linie III-III der Fig. 1 und 2 und Fig. 3 is a horizontal section through the vehicle along the line III-III of Figs. 1 and 2 and

Fig. 4 eine Detailskizze zur Erläuterung des Aufbaus eines stossabsorbierenden Balkens. Fig. 4 is a detailed sketch to explain the structure of a shock absorbing bar.

Der grundsätzliche Aufbau des erfindungsgemässen Leichtbaufahrzeugs geht aus den Fig. 1 und 2 hervor. Es umfasst eine auf vier Rädern R montierte Fahrgastkabine K, an bzw. in welcher sämtliche Komponenten des Fahrzeugs angeordnet und befestigt sind. Die Fahrgastkabine besteht im wesentlichen aus zwei Teilen, nämlich einem Bodenteil B und einem Oberteil 0. Der Bodenteil B trägt alle für den Antrieb und die Bedienung des Fahrzeugs erforderlichen Teile sowie die Inneneinrichtung. Der Oberteil O bildet den eigentlichen Fahrgastraum und enthält Fenstern und Türen. Beide Teile B und O der Fahrgastkabine K bestehen abgesehen von lokalen Verstärkungen praktisch ausschliesslich aus faserverstärktem Kunststoff. Insofern entspricht das erfindungsgemässe Leichtbaufahrzeug herkömmlichen Fahrzeugen dieser Art und bedarf daher keiner näheren Erläuterung. The basic structure of the lightweight vehicle according to the invention is shown in FIGS. 1 and 2. It comprises a passenger cabin K mounted on four wheels R, on or in which all components of the vehicle are arranged and fastened. The passenger cabin essentially consists of two parts, namely a bottom part B and an upper part 0. The bottom part B carries all the parts required for driving and operating the vehicle, as well as the interior. The upper part O forms the actual passenger compartment and contains windows and doors. Apart from local reinforcements, both parts B and O of the passenger cabin K practically consist exclusively of fiber-reinforced plastic. In this respect, the lightweight vehicle according to the invention corresponds to conventional vehicles of this type and therefore requires no further explanation.

Das neue am erfindungsgemässen Leichtbaufahrzeug besteht in der besonderen Ausgestaltung seiner Stossfangvorrichtung S. Wie insbesondere aus Fig. 2 hervorgeht, ist der Oberteil O der Fahrgastkabine K an seinem unteren Rand, also etwa auf der Höhe der Gürtellinie des Fahrzeugs, mit einer rundum laufenden kanalförmigen Einbuchtung 1 etwa rechteckigen Querschnitts versehen, in der Balken 2 aus einem unter Deformation stossabsorbierenden Material angeordnet sind. Die Balken 2, die einen im wesentlichen etwa rechteckigen Querschnitt aufweisen, liegen im wesentlichen über ihre gesamte Länge am Boden der Einbuchtung 1 und damit am Oberteil O der Fahrgastkabine K flächig auf und sind eingeklebt. Ihre senkrecht zum Boden der Einbuchtung 1 und damit im wesentlichen auch senkrecht zur Oberfläche der Fahrgastkabine K in diesem Bereich gemessene Dicke beträgt etwa 6-10 cm, vorzugsweise etwa 8 cm. Die Balken 2 ragen zu etwa einem Viertel bis zu einem Drittel ihrer Dicke aus der Einbuchtung heraus. The new thing about the lightweight vehicle according to the invention consists in the special design of its bumper device S. As can be seen in particular from FIG. 2, the upper part O of the passenger cabin K is at its lower edge, that is to say approximately at the level of the belt line of the vehicle, with a channel-shaped indentation running all around 1 provided approximately rectangular cross-section, in which beams 2 made of a shock-absorbing material are arranged. The bars 2, which have a substantially approximately rectangular cross section, lie substantially over their entire length on the bottom of the indentation 1 and thus on the upper part O of the passenger cabin K and are glued in place. Their thickness measured perpendicular to the bottom of the indentation 1 and thus essentially also perpendicular to the surface of the passenger cabin K in this area is approximately 6-10 cm, preferably approximately 8 cm. The bars 2 protrude from the indentation by about a quarter to a third of their thickness.

Die Balken 2 sind, wie aus Fig. 4 hervorgeht, vorzugsweise aus einer Wabenstruktur gebildet, welche aus einer Vielzahl von parallelen röhrenförmigen Zellen 21 besteht. Die einzelnen Zellen haben vorzugsweise einen etwa kreisförmigen Querschnitt. Die Wabenstruktur wird üblicherweise durch Verkleben von dünnen Röhren aus Kunststoff hergestellt. Wabenstrukturen dieser Art sind im Handel in verschiedenen Abmessungen erhältlich. Sie weisen in Richtung der Achsen ihrer röhrenförmigen Zellen eine relativ hohe Steifigkeit und hohe schockabsorbierende Wirkung auf. As can be seen from FIG. 4, the bars 2 are preferably formed from a honeycomb structure which consists of a multiplicity of parallel tubular cells 21. The individual cells preferably have an approximately circular cross section. The honeycomb structure is usually produced by gluing thin plastic tubes. Honeycomb structures of this type are commercially available in various dimensions. They have a relatively high rigidity and a high shock-absorbing effect in the direction of the axes of their tubular cells.

In den Balken 2 sind die Zellen 21 der Wabenstruktur so orientiert, dass sie im wesentlichen etwa senkrecht zum Boden der Einbuchtung 1 bzw. der Oberfläche der Fahrgastkabine K stehen. In den Fig. 2 und 3 ist dies deutlich erkennbar. Wie aus Fig. 3 weiter hervorgeht, ist an jeder Fahrzeugseite ein Balken 2 vorgesehen. Vier Eckstücke 3 bilden die Verbindung zwischen je zwei Balken 2 und schliessen das Ganze zu einem rundum laufenden Ring. In the bars 2, the cells 21 of the honeycomb structure are oriented such that they are substantially perpendicular to the floor of the indentation 1 or the surface of the passenger cabin K. This can be clearly seen in FIGS. 2 and 3. As can further be seen from FIG. 3, a bar 2 is provided on each side of the vehicle. Four corner pieces 3 form the connection between two beams 2 and close the whole to an all-round ring.

Die aus den Balken 2 und Eckstücken 3 gebildete Stossfangvorrichtung ist, wie aus der Zeichnung erkennbar, im Bereich der grössten Horizontalerstreckung der Fahrgastkabine K angeordnet, wo er-fahrungsgemäss die grösste Wahrscheinlichkeit für eine äussere mechanische Krafteinwirkung besteht. Durch die stossabsorbierende Ausbildung der Balken 2 wird der Impakt unter Deformation der Balken stark gedämpft und aufgrund der flächigen Verbindung mit der Fahrgastkabine auf eine grössere Fläche verteilt, so dass die Beschädigungsgefahr für die letztere erheblich reduziert wird. Praktische Crash-Tests haben gezeigt, dass eine mit der beschriebenen Stossfangvorrichtung ausgestattete Fahrgastzelle üblicher Bauart einen Aufprall auf ein festes Hindernis mit Geschwindigkeiten von bis zu 30-40 km/h ohne substantielle Beschädigung überstehen kann. The bumper device formed from the beams 2 and corner pieces 3 is, as can be seen from the drawing, arranged in the area of the greatest horizontal extent of the passenger cabin K, where, according to experience, there is the greatest likelihood of an external mechanical force. The impact-absorbing design of the beams 2 greatly dampens the impact under deformation of the beams and spreads them over a larger area due to the flat connection to the passenger cabin, so that the risk of damage to the latter is considerably reduced. Practical crash tests have shown that a passenger cell of the usual type equipped with the bumper device described can withstand an impact with a fixed obstacle at speeds of up to 30-40 km / h without substantial damage.

Optimaler Schutz der Fahrgastkabine wird durch den beschriebenen rundumlaufenden Ring aus stossabsorbierenden Balken erzielt. Es versteht sich jedoch, dass die Balken auch nur an der Vorder-und/oder Hinterseite des Fahrzeugs angeordnet sein können. Ferner müssen die Balken nicht unbedingt versenkt angeordnet sein, wenngleich sich dies als optimal erwiesen hat. Die Balken lassen Optimal protection of the passenger cabin is achieved by the described all-round ring made of shock-absorbing beams. However, it goes without saying that the bars can also be arranged only on the front and / or rear of the vehicle. Furthermore, the bars need not necessarily be sunk, although this has proven to be optimal. Leave the bars

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sich aufgrund ihrer einfachen Bearbeitbarkeit sehr leicht als gestalterisches Element in die Gesamtkonzeption einbeziehen. Ferner versteht es sich, dass die Balken nicht unbedingt als Wabenstruktur mit im Querschnitt kreisförmigen Zellen ausgebildet sein müssen. Wesentlich ist lediglich, dass sie in Richtung senkrecht zur Oberfläche der Fahrzeugkabine eine gute schockabsorbierende Wirkung aufweisen. Die angeführten Wabenstrukturen sind jedoch aufgrund ihrer hohen Wirksamkeit bei gleichzeitig extrem geringem Gewicht extrem zweckmässig. Nach einem Aufprall lassen sich die Balken relativ leicht ersetzen. are easy to incorporate into the overall concept as a design element due to their easy workability. Furthermore, it goes without saying that the beams do not necessarily have to be designed as a honeycomb structure with cells which are circular in cross section. It is only essential that they have a good shock-absorbing effect in the direction perpendicular to the surface of the vehicle cabin. However, the honeycomb structures mentioned are extremely useful due to their high effectiveness and extremely low weight. After an impact, the beams are relatively easy to replace.

Claims

1. Lightweight vehicle with a passenger cabin (K) and a bumper device (S) arranged thereon, characterized in that the bumper device consists of at least one bar (2) made of a shock-absorbing material under deformation, which is in direct contact essentially over its entire length with the passenger cabin (K).

2. Lightweight vehicle according to claim 1, characterized in that the bar (2) is a honeycomb structure consisting of a plurality of parallel tubular cells (21), the tubular cells (21) being arranged substantially perpendicular to the surface of the passenger cabin (K) are.

3. Light vehicle according to claim 2, characterized in that the tubular cells (21) of the beam (2) have a substantially circular cross section.

4. Light vehicle according to one of claims 2 or 3, characterized in that the bar (2) consists of plastic.

5. Light vehicle according to one of claims 2-4, characterized in that the tubular cells (21) of the bar (2) are glued together.

6. Lightweight vehicle according to one of claims 1-5, characterized in that the bar (2) in a channel-shaped indentation (1) of the passenger cabin (K) is arranged at least partially sunk.

7. Lightweight vehicle according to one of claims 1-6, characterized in that the bar (2) is integrally connected, in particular glued, substantially over its entire length to the passenger cabin (K).

8. Lightweight vehicle according to one of claims 1-7, characterized in that the thickness measured perpendicular to the surface of the passenger cabin (d) of the beam (2) is 6-10 cm, preferably about 8 cm.

9. Light vehicle according to one of claims 1-8, characterized in that the passenger cabin (K) is provided all around with shock-absorbing beams (2) which are joined together via corner pieces (3) to form a substantially closed ring.

40. Light vehicle according to one of claims 1-9, characterized in that the passenger cabin (K) consists essentially of fiber-reinforced plastic.

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