DE102008054246A1

DE102008054246A1 - Rohbauträger

Info

Publication number: DE102008054246A1
Application number: DE200810054246
Authority: DE
Inventors: Heinz-Jürgen Geurtz
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2008-10-24
Filing date: 2008-10-24
Publication date: 2010-04-29

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rohbauträger einer Rohbaustruktur, insbesondere ein Rohbauträger in einem Kraftfahrzeug, wobei der Rohbauträger zumindest bereichsweise ein Biopolymer oder eine Mischung unterschiedlicher Biopolymere zur Verstärkung bzw. Aussteifung aufweist. Hierdurch kann zum einen eine Ökobilanz eines Kraftfahrzeuges verbessert und zugleich dessen Energieverbrauch aufgrund des geringen Gewichts gesenkt werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rohbauträger einer Rohbaustruktur. Die Erfindung betrifft außerdem ein, mit einem derartigen Rohbauträger ausgestattetes Kraftfahrzeug.
In modernen Kraftfahrzeugen werden bereits eine Vielzahl unterschiedlichster Werkstoffe, wie bspw. Kunststoffe, Metall, Holz, etc., verbaut, wobei durch ein wachsendes Umweltbewusstsein des Verbrauchers zunehmend auch die Verwendung nachwachsender Rohstoffe in den Fokus der Automobilindustrie rückt. Als insbesondere im Automobilbau verwendete nachwachsende Rohstoffe, sollen hier beispielhaft Sisal und Biopolymer, wie bspw. Lignin, genannt werden. Sisal wird dabei insbesondere in den Kraftfahrzeugsitzen verwendet, während das Biopolymer Lignin nahezu ausschließlich für Innenverkleidungsteile bzw. M-Elemente verwendet wird.
Aus der DE 10 2006 011 606 A1 ist bspw. ein ligninhaltiger Dämmstoff für ein Kraftfahrzeug bekannt, während in der EP 0 943 410 A1 die Herstellung von ligninhaltigen Dekorformteilen für einen Kraftfahrzeuginnenausbau offenbart ist. Weitere biopolymerhaltige Bauteile sind insbesondere aus der EP 1 129 139 B1 und aus der DE 100 65 550 A1 bekannt.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für einen Rohbauträger der gattungsgemäßen Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, welche insbesondere eine höhere Steifigkeit, ein verbessertes Crashverhalten und/oder ein verbessertes Schwingungsverhalten aufweist.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die bisher lediglich für Innenverkleidungsteile eingesetzten Biopolymere dazu zu verwenden, einen Rohbauträger einer Rohbaustruktur eines Kraftfahrzeugs zumindest bereichsweise zu verstärken bzw. auszusteifen. Biopolymere stellen dabei einen nachwachsenden Rohstoff dar, welcher somit eine äußerst günstige Ökobilanz aufweist. Darüber hinaus sind Biopolymere in modernen Laboren mit nahezu beliebigen Eigenschaften, insbesondere mit einem geringen Gewicht und einer hohen Festigkeit, herzustellen, so dass sie insbesondere für den Einsatz im Sportwagenbau prädestiniert erscheinen. Unter Biopolymeren werden dabei Polymere verstanden, die in der Natur vorkommen oder vorkommen könnten, wobei sie in enger gefasstem Sinne aus in der Natur vorkommenden Monomeren durch biologische Polymerisationsprozesse aufgebaut sind. Typische Biopolymere sind dabei Proteine, Peptide, Nucleinsäuren, Polysacharide, Lipide, Kutin, Sugerin oder Lignin. Durch einen erfindungsgemäß mittels Biopolymeren oder einer Mischung aus Biopolymeren ausgesteiften Rohbauträger lässt sich somit im Vergleich zu Aussteifungselementen aus Metall eine deutliche Festigkeitssteigerung bei gleichzeitig lediglich marginaler Gewichtszunahme erreichen. Da insbesondere das Gewicht maßgeblich verantwortlich für einen Energieverbrauch eines Kraftfahrzeugs ist, ist der Einsatz von leichten Werkstoffen von besonderer Bedeutung.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung, weist das Biopolymer Lignin auf. Lignin ist einer der Hauptbestandteile von Holz und phenolisches Makromolekül aus verschiedenen Monomer-Bausteinen sowie ein fester, farbloser Stoff, der in die pflanzliche Zellwand eingelagert wird und dadurch die Verholzung, dass heißt die Versteifung, der Zelle bewirkt. Lignin ist dabei neben der Zellulose der häufigste organische Stoff der Erde und damit kostengünstig für einen Biokunststoff einsetzbar. Mit dem Hauptbestandteil Lignin ist somit die Herstellung eines Biokunststoffs möglich, der einerseits die Vorteile von schadstoffarmem Holz und andererseits formbaren Kunststoff in sich vereint.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung, ist der Rohbauträger hohl ausgebildet, wobei der Hohlraum zur Verstärkung bzw. Aussteifung zumindest bereichsweise mit dem Biopolymer oder einer Mischung unterschiedlicher Biopolymere ausgefüllt ist. Aufgrund des geringen Gewichts eines Biopolymers im Vergleich zu Metall, kann durch das zumindest teilweise Verfüllen der Hohlräume von den Rohbauträgern eine deutliche Steifigkeitszunahme erzielt werden, während lediglich eine geringe Gewichtszunahme in Kauf genommen werden muss. Denkbar ist hierbei selbstverständlich, dass der Rohbauträger bzw. die Rohbaustruktur lediglich an kritischen Stellen mittels des erfindungsgemäßen Biopolymers verstärkt wird, wodurch das Verhältnis von gewonnener Steifigkeit zu zunehmendem Gewicht noch günstiger gestaltet werden kann. Da Biopolymere im Vergleich zu Metallen keine Korrosionserscheinungen aufweisen, können sie auch in korrosionsgefährdeten Bereichen des Kraftfahrzeugs problemlos eingesetzt werden.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Die einzige 1 zeigt einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Rohbauträger.
Entsprechend der 1, weist ein erfindungsgemäßer Rohbauträger 1 einer im Übrigen nicht gezeigten Rohbaustruktur eines Kraftfahrzeugs einen von Wänden 3 des Rohbauträgers 1 allseitig umschlossenen Hohlraum 2 auf. Dabei ist der gemäß der 1 gezeichnete Rohbauträger 1 mit einer senkrechten Trennlinie 4 in zwei, nämlich in eine linke und eine rechte Hälfte unterteilt, wobei der Hohlraum 2 links der Trennlinie 4 vollständig mit einem Biopolymer 5 verfüllt ist, während der Hohlraum 2 rechts der Trennlinie 4 lediglich bereichsweise mit einem Biopolymer versehen ist. Rechts der Trennlinie 4 ist dabei das Biopolymer 5 als Auskleidung für eine Innenwandung ausgebildet. Generell dient das Biopolymer 5 erfindungsgemäß zur Verstärkung bzw. Aussteifung des Rohbauträgers 1 sowie zur Schwingungsdämpfung.
Dabei kann, wie die 1 zeigt, das Biopolymer 5 den Hohlraum 2 vollständig ausfüllen oder lediglich bereichsweise, so dass insbesondere ein Auftrag des aussteifenden Biopolymers 5 an speziell auszusteifenden Bereichen denkbar ist. Als Biopolymer 5 kann hierbei bspw. Lignin eingesetzt werden, was ein natürliches Polymer ist und einen Hauptbestandteil von Holz bildet. Selbstverständlich können auch andere Biopolymere 5 zur Aussteifung bzw. Schwingungsreduzierung von Rohbaustrukturen in Kraftfahrzeugen verwendet werden, wie bspw. Lipide oder Sacharide.
Durch die aussteifende Wirkung des Biopolymers 5 kann dieses auch im Bereich einer Crashbox oder eines Deformationselements eingesetzt werden, so dass hier vorstellbar ist, dass der Rohbauträger 1 Bestandteil einer derartigen Crashbox oder eines derartigen Deformationselements ist. Neben der rein aussteifenden bzw. verstärkenden Wirkung, besitzt das Biopolymer 5 darüber hinaus den Effekt, Schwingungen zu dämpfen, so dass es auch im Bereich von Rohbauträgern 1 als Schwingungsdämpfer eingesetzt werden kann.
Generell sind Biopolymere, wie bspw. Lignin, in der Natur in nahezu beliebiger Menge vorhanden, so dass es sich hier nicht nur um einen nachwachsenden, sondern zugleich auch um einen kostengünstigen Werkstoff handelt. Im Vergleich zu anderen Werkstoffen, wie bspw. Metallen, weisen Biopolymere 5 darüber hinaus den Vorteil eines deutlich geringeren Gewichts auf, was insbesondere im Sportwagenbau von besonderem Vorteil ist. Mit dem Einsatz derartiger Biopolymere 5 im Fahrzeugbau lassen sich somit nicht nur dessen Ökobilanz verbessern, sondern zugleich auch ein Energieverbrauch senken, da sie – wie erwähnt – im Vergleich zu anderen Materialien, wie bspw. Metall, ein deutlich geringeres Gewicht aufweisen. Durch moderne Herstellungsverfahren lassen sich darüber hinaus die Eigenschaften derartiger Biopolymere nahezu beliebig an spezielle Anforderungen anpassen, wodurch ein breit einsetzbarer, kostengünstiger und ökologischer Werkstoff zur Verfügung steht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102006011606 A1 [0003]
- EP 0943410 A1 [0003]
- EP 1129139 B1 [0003]
- DE 10065550 A1 [0003]

Claims

Rohbauträger (1) einer Rohbaustruktur, insbesondere ein Rohbauträger (1) in einem Kraftfahrzeug, wobei der Rohbauträger zumindest bereichsweise ein Biopolymer (5) oder eine Mischung unterschiedlicher Biopolymere (5) zur Verstärkung bzw. Aussteifung aufweist.
Rohbauträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohbauträger (1) hohl ausgebildet ist, wobei der Hohlraum (2) zur Verstärkung bzw. Aussteifung zumindest bereichsweise mit dem Biopolymer (5) oder der Mischung unterschiedlicher Biopolymere (5) ausgefüllt ist.
Rohbauträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Biopolymer (5) Lignin aufweist.
Rohbauträger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, der Rohbauträger (1) als Crashbox oder als Deformationselement ausgebildet ist.
Rohbauträger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohbauträger (1) zumindest bereichsweise eine Biopolymerbeschichtung aufweist.
Rohbauträger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Biopolymer (5) oder die Mischung aus Biopolymeren (5) derart am Rohbauträger (1) angeordnet bzw. aufgebracht ist, dass dieser als Schwingungsdämpfer wirkt.
Kraftfahrzeug mit einem Rohbauträger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6.