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Die Erfindung betrifft ein Straßenfahrzeug mit einer Karosserie, lenkbaren Rädern und einem verbrennungsmotorischen und/oder elektromotorischen Antrieb.
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Derartige Straßenfahrzeuge sind bekannt.
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So wird in der
DE 10 2011 105 371 B4 eine selbsttragende Karosserie für ein elektromaschinen- und/oder brennkraftmaschinenbetriebenes Kraftfahrzeug vorschlagen, die eine wannenartige Kunststoff-Außenschale und eine Kunststoffinnenschale aufweist, die durch eine Sandwichstruktur miteinander verbunden sind, wobei die Außen- oder die Innenschale aus mehreren Kunststoffschalenteilen bestehen.
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Der Stand der Technik bietet darüber hinaus einige Anregungen speziell für Elektrofahrzeuge, ohne eine komplexe Lösung vorzuschlagen.
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So wird z. B. in der
CN 102 530 008 A ein Chassis für ein Elektrofahrzeug beschrieben, das einen vom Fahrzeugfront- bis in den Fahrzeugheckbereich reichenden Hohlkastenträger aufweist, der die Batterien aufnimmt.
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Eine Reihe von Herstellern von Elektroautos sind den Weg der Anpassung von Serienfahrzeugen bzw. des Umbaus von Serienfahrzeugen gegangen oder schlagen Lösungen vor, die sowohl für Elektrofahrzeuge als auch für brennkraftmaschinenangetriebene Fahrzeuge geeignet sein sollen, was die möglichen baulichen Veränderungen, die z. B. aus dem Wegfall von Motorblock, Kraftstofftank und Pumpe, Anlasser, Lichtmachine, Abgasanlage resultieren könnten, stark einschränkt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Straßenfahrzeug vorzuschlagen, das
- • eine Crash-freundliche Ausgestaltung aufweist,
- • einen tiefen Schwerpunkt besitzt,
- • sich durch eine Leichtbauweise der Karosserie auszeichnet
- • einen optimalen Stauraum für Lasten besitzt, und das
- • verbrennungsmotorisch und/oder elektromotorisch antreibbar sein soll.
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Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 1, vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Beim erfindungsgemäßen Straßenfahrzeug mit einer Karosserie und mit an der Karosserie aufgehangenen Hinterrädern und lenkbaren Vorderrädern, wobei die Vorder- und/oder Hinterräder antreibbar sind, und wobei die Karosserie einen vorderen Abschnitt, eine Fahrgastzelle mit Sitzen und ein Heckteil zur Lastaufnahme aufweist, zeichnet sich dadurch aus, dass am heckseitigen Ende der Fahrgastzelle quer zur Fahrzeuglängsrichtung ein U-Querträger angeordnet ist, der nach oben oder unten offen oder zu öffnen ist und sich oberhalb des Querträgers die Sitze befinden.
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Diesem bevorzugt karosseriebodenseitig angeordneten Querträger kommt, wie noch zu zeigen sein wird, eine zentrale Bedeutung für die Realisierung der erfindungsgemäßen Aufgabenstellungen zu.
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So ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen, dass die Karosserie des Straßenfahrzeuges bodenseitig in der Fahrgastzelle oder beginnend im vorderen Abschnitt und in der Fahrgastzelle einen durchgehenden mittig in Karosserielängsrichtung angeordneten Kasten- oder U-Längsträger besitzt, der am heckseitigen Ende mit dem U-Querträger symmetrisch fest verbunden ist, so dass die beiden Träger einen T-Träger bilden.
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Durch diese Anordnung werden frontseitige Crashkräfte sicher an der Fahrgastzelle vorbeigeleitet.
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Bei einer derartigen Ausgestaltung der Karosserie sind die Sitze bevorzugt an einem Sitzrahmen angeordnet, der in Fahrzeuglängsrichtung verschiebbar am Querträger und/oder am Kasten- oder U-Längsträger angeordnet ist. Der Sitzrahmen ist in Fahrzeuglängsrichtung in verschiedenen Positionen feststellbar und mindestens die Sitzfläche der Sitze ist kippbar gegenüber dem Sitzrahmen angeordnet.
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Die Aufhängung der Hinterräder, die beim erfindungsgemäßen Straßenfahrzeug am Querträger und/oder einem anderen Teil der Karosserie vorgenommen ist, ist bevorzugt jeweils eine Schwinge, vorzugsweise eine gezogene Schwinge, oder eine gemeinsame Verbundlenkerachse.
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Alternativ können die Hinterräder jeweils an einem Radträger angeordnet sein, wobei der Radträger mit dem Querträger verbunden ist oder Bestandteil eines anderen Teils der Karosserie ist.
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Das Heckteil des Straßenfahrzeuges besteht aus einem an der Heckseite der Fahrgastzelle und/oder des Querträgers angeordneten kofferartigen oder wannenartigen Anbau oder aus einer Bodenplatte jeweils mit einer Bodenfläche. Dabei sollte die Bodenfläche des Heckteils mindestens die Größe einer Europoolpallette besitzen.
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Dadurch, dass der Längsträger mit dem am Ende der Fahrgastzelle angeordneten Querträger abschließt, ist die Bodenfläche eben und steht die ganze Fahrzeughöhe zur Lastaufnahme zur Verfügung.
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Weiter sieht eine vorteilhafte Ausgestaltung vor, dass Seitenstabilisatoren der Hinterräder am Boden des Heckteils und/oder am Querträger und/oder an einem Kragteil des Querträgers angeordnet sind.
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Bei einer vorteilhafte Ausführung des erfindungsgemäßen Straßenfahrzeuges besteht mindestens die Wandung der Fahrgastzelle aus einer schalenförmigen Schaumstruktur und/oder einer schalenförmigen Sandwichstruktur und/oder einer doppelwandigen Struktur aus Außenschale und Innenschale oder einer Gitterstruktur mit Verkleidung, wobei die Wandung mindestens mit dem Querträger verbunden ist.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die doppelwandige Struktur der Heckseite der Fahrgastzelle gebildet ist durch die Innenschale der Fahrgastzelle und eine Außenwand des Heckteils. Bevorzugt umfasst bei dieser Ausführung die Außenschale der Fahrgastzelle das Heckteil jeweils mindestens seitlich.
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Bei einer anderen Ausführung ist vorgesehen, dass die Wandungen der Fahrgastzelle und des Heckteils aus einer gemeinsamen schalenförmigen Schaumstruktur und/oder einer gemeinsamen schalenförmigen Sandwichstruktur und/oder einer gemeinsamen doppelwandigen Struktur aus Außenschale und Innenschale oder einer gemeinsamen Gitterstruktur mit Verkleidung bestehen, wobei die Wandungen mindestens mit dem Querträger verbunden sind.
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Bei einer doppelwandigen Struktur aus Außen- und Innenschale sind diese bevorzugt aus Spitzguss hergestellt, vorzugsweise ein Polyarylamid Compound Kunststoff oder ein Verbundmaterial aus Kohlenstofffasern und Polymerharzen. Diese liefern eine hohe Biegefestigkeit, sehr gute Oberflächenbeschaffenheit, geringe Schwindung, eine sehr geringe Kriechneigung und splittern nicht.
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Vorteilhaft ist es, wenn die doppelwandige Schale der Fahrgastzelle und/oder der Fahrgastzelle und des Heckteils mit Abstandshaltern zwischen den Schalen versehen sind. Diese Abstandshalter sind vorzugsweise an mindestens einer der Schalen angeformt.
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Ferner sieht eine Ausgestaltung vor, dass die schalenförmige Schaumstruktur und/oder die schalenförmige Sandwichstruktur und/oder die doppelwandige Struktur aus der Außenschale und der Innenschale aus zwei Halbschalen gebildet ist, die durch eine in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Naht miteinander verbunden sind.
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Die beiden Vorderräder sind beim erfindungsgemäßen Straßenfahrzeug in einer vorteilhaften Ausführung beidseitig an einem Vorderachsmodul angeordnet, wobei der Vorderachsmodul im vorderen Abschnitt der Karosserie am Kasten- oder U-Längsträger befestigt ist.
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Die Vorderräder können auch beidseitig im vorderen Abschnitt am Längsträger oder an symmetrisch am Längsträger angeordneten seitlichen Verstärkungen angeordnet sein.
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Weiter sieht eine Ausgestaltung vor, dass der vordere Abschnitt der Karosserie von der Fahrgastzelle durch einen flächenförmigen Frontquerträger als ein gesondertes Teil der Karosserie getrennt ist, wobei der Frontquerträger mit der Wandung der Fahrgastzelle verbunden ist.
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Ist das Straßenfahrzeug ein Elektrostraßenfahrzeug, werden dessen Energiespeicher im Querträger, im Querträger und im Längsträger und/oder auf oder in der Bodenfläche der Heckteils angeordnet.
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Dabei sollten die in dem Querträger und/oder in dem Kasten- oder U-Längsträger angeordneten Energiespeicher durch Klappen abdeckbar sein.
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Die in dem Querträger und/oder in dem Kasten- oder U-Längsträger angeordneten Energiespeicher können je nach Ausführung von oben oder von unten in die Träger eingesetzt sein.
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Bei manuell austauschbaren Akkumulatoren als Energiespeicher erfolgt der Einsatz in den oder die Träger von oben.
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Dadurch, dass die Sitze bei einer bevorzugten Ausführung an einem Sitzrahmen angeordnet sind, der in Fahrzeuglängsrichtung verschiebbar am Querträger und/oder am Kasten- oder U-Längsträger angeordnet ist und die Sitzfläche der Sitze mindestens kippbar gegenüber dem Sitzrahmen befestigt sind, sind die Klappen und damit die Energiespeicher leicht zugängig, so dass problemlos ein Austausch der Energiespeicher vorgenommen werden kann.
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Der elektromotorische Antrieb der Vorderräder und/oder der Hinterräder wird durch Radnabenmotore vorgenommen.
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Alternativ kann der elektromotorische Antrieb der Hinterräder auch durch Elektromotore vorgenommen werden, die jeweils beidseitig am Querträger oder einem anderen Teil der Karosserie angeordnet sind oder durch einen Elektromotor, der in der Fahrgastzelle oder dem Heckteil angeordnet ist, wobei der oder die Elektromotore über eine Getriebekette mit den jeweiligen Hinterrädern verbunden sind.
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Das vorgeschlagene Straßenfahrzeug vereint in sich in vorteilhafter Weise eine crashfreundliche Konstruktion, denn auftretende Frontalkräfte werden durch den T-Träger-Anordnung hinter die Fahrgastzelle geleitet und die vorgesehen Wandstrukturen der Fahrgastzelle bieten optimalen Schutz für die Fahrzeuginsassen.
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Durch die Wandstrukturen ist weiter das Kriterium des Leichtbaus erfüllt und ist ein hohes Maß an Wärmeisolation gegeben, so dass die zu Kühlungszwecken benötigte Energie gering gehalten werden kann.
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Bei Elektrostraßenfahrzeugen ist die Anordnung der Energiespeicher, vorzugsweise austauschbare Akkumulatoren, zumindest im Querträger und symmetrisch zur Fahrzeugmitte platzoptimiert und sichert bei der vorgesehenen symmetrischen Anordnung zum Längsträger eine stabile Fahrzeuglage bei tiefem Schwerpunkt.
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Natürlich ist auch möglich, zum Aufladen der Akkumulatoren einen Verbrennungsmotor einzusetzen, der dann z. B. mit im Heckteil angeordnet ist.
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Die vorgeschlagenen konstruktiven Merkmale können auch bei einem Straßenfahrzeug genutzt werden, das ausschließlich durch einen Verbrennungsmotor angetrieben wird. Der entsprechende Motor ist dann front- oder heckseitig in bekannter Weise anzuordnen.
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Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels für ein Elektrostraßenfahrzeug erläutert werden. Es zeigen:
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1 eine Seitenansicht des Elektrostraßenfahrzeuges,
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2 das Fahrzeug aufgeschnitten in einer Draufsicht und
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3 eine Ansicht von hinten ohne Hecktür.
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1 zeigt in einer Seitenansicht das Modell eines Elektrostraßenfahrzeuges mit seiner Karosserie 1 und mit den an der Karosserie 1 aufgehangenen lenkbaren Vorderrädern 5 und mit den elektromotorisch durch jeweils einen Radnabenmotor 8 antreibbaren Hinterrädern 6.
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Die Karosserie 1 ist gegliedert in einen vorderen Abschnitt 2, wo die Vorderräder 5 angeordnet sind und der weiter die Funktion der Aufnahme und Weiterleitung von Crashkräften erfüllt, eine Fahrgastzelle 3 mit Sitzen 11 für vorzugsweise Fahrer und Beifahrer und ein Heckteil 4 zur Lastaufnahme.
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Bei dieser Modelldarstellung wurde auf am Kastenlängsträger 9 im vorderen Abschnitt 2 noch anzuordnende Verkleidungs- und Windleitteile, eine Stoßstange usw. verzichtet, da es um den Grundaufbau geht.
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Die Fahrgastzelle 3 besteht aus einer doppelwandigen Schale 13, 14 aus Kunststoff, hier mit einer Zwischenlage aus einer Sandwichstruktur 15, die mit Ausnehmungen für Türen und Scheiben sowie mit Befestigungspunkten für Anbauteile ausgerüstet ist.
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Das Heckteil 4 ist ein an der Heckseite der Fahrgastzelle 3 angeordneter kofferartiger Anbau mit mindestens einer Hecktür.
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2 zeigt das Modell des Straßenfahrzeugs waagerecht aufgeschnitten in der Linie M-M der 1 in einer Draufsicht. Hier wird sichtbar, dass die Karosserie 1 bodenseitig im vorderen Abschnitt 2 und in der Fahrgastzelle 3 einen durchgehenden mittig in Karosserielängsrichtung angeordneten Kastenlängsträger 9 besitzt, an dem am heckseitigen Ende in der Fahrgastzelle 3 ein nach oben in die Fahrgastzelle 3 offener U-Querträger 10 fest und symmetrisch angeordnet ist, so dass die beiden Träger 9, 10 einen T-Träger bilden.
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Im Querträger 10 und in einem Abschnitt des Längsträgers 9 in der Fahrgastzelle 3 sind die herausnehmbaren Energiespeicher 12 eingesetzt.
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Der Längsträger ist dazu in diesem Abschnitt geöffnet ausgeführt.
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Weiter sind am Querträger 10 oberhalb der Energiespeicher die Sitze 11 angeordnet. Da die Energiespeicher 12 durch Klappen abdeckbar sind, ist es vorteilhaft, wenn die Sitze 11 an einem Sitzrahmen angeordnet sind, der in Fahrzeuglängsrichtung verschiebbar am Querträger 10 und/oder am Kasten- oder U-Längsträger 9 angeordnet und in Fahrzeuglängsrichtung in verschiedenen Positionen feststellbar ist und die Sitzflächen der Sitze 11 mindestens kippbar am Sitzrahmen angeordnet sind.
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Ersichtlich ist, dass die Fahrgastzelle 3 aus einer doppelwandigen Schale 13, 14 aus Kunststoff mit einer Zwischenlage aus einer Sandwichstruktur 15 besteht, die mit dem Längs- und dem Querträger 9, 10 verbunden ist.
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Abstandshalter, die bevorzugt an einer oder beiden Schalen 13, 14 angeformt sind, zwischen den beiden Schalen 13 und 14 können die Stabilität und Festigkeit der Fahrgastzelle 3 weiter erhöhen. Die Abstandshalter können zusätzlich zur Sandwichstruktur angeordnet sein oder alternativ. Es sind auch Ausführungen möglich, wo auf Abstandshalter und eine Sandwichstruktur gänzlich verzichtet wird.
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Die Außen- und die Innenschale 13, 14 der Fahrgastzelle 3 sind aus Spitzguss hergestellt, vorzugsweise ein Polyarylamid Compound Kunststoff oder ein Verbundmaterial aus Kohlenstofffasern und Polymerharzen.
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Die Vorderräder 5 sind beidseitig im vorderen Abschnitt 2 am Längsträger 9, einem am Längsträger 9 angeordneten Vorderachsmodul oder wie hier dargestellt an symmetrisch am Längsträger 9 angeordneten seitlichen Verstärkungen aufgehangen. Derartige Verstärkungen können auch Querträger sein, so dass die Trägerstruktur dann doppel-T-förmig ist.
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Die Hinterräder 6 sind beidseitig außen am Querträger 10 mittels jeweils einer gezogenen Schwinge 7 befestigt.
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Die Draufsicht zeigt ferner die große Bodenfläche 17 des als kofferartiger Anbau ausgeführten Heckteils 4. Diese sollte mindestens die Größe einer Europoolpallette besitzen.
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3 zeigt eine Ansicht des Elektrostraßenfahrzeuges von hinten, links ohne Heckteil 4 und mit aufgeschnittener Fahrgastzelle 3 und aufgeschnittenem Querträger 10 und rechts mit dem als kofferartiger Anbau ausgeführten Heckteils 4 ohne Hecktür.
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In der linken Darstellung wird so deutlich, dass im Querträger 10 die Energiespeicher 12 angeordnet sind. Weiter ist erkennbar, dass die Fahrgastzelle 3 aus einer doppelwandigen Schale 13, 14 mit einer Zwischenlage aus einer Sandwichstruktur 15 besteht.
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Die dem Anbau zugewandte Seite der Fahrgastzelle 3 weist hier Querversteifungen 16 auf. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn die Fahrgastzelle 3 und das Heckteil 4 aus einer gemeinsamen doppelwandigen Schale 13, 14 bestehen. Verwindungen der Karosserie 1 wird so entgegengewirkt und die Steifigkeit der Karosserie erhöht.
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Ist die Fahrgastzelle 3 heckseitig durch die Schalen 13, 14 geschlossen, sind diese Querversteifungen nicht notwendig oder können minimiert werden.
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Bei einer bevorzugten Ausführung wird die doppelwandige Struktur der Heckseite der Fahrgastzelle 3 gebildet durch die Innenschale 14 der Fahrgastzelle 3 und die Außenwand des angeflanschten Heckteils 4, wobei die Außenschale 13 der Fahrgastzelle 3 das Heckteil 4 jeweils mindestens seitlich umfasst.
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Weiter wird kenntlich gemacht, dass mindestens die doppelwandige Schale 13, 14 der Fahrgastzelle 3 aus zwei Halbschalen 18, 19 gebildet ist, die durch eine in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Naht miteinander verbunden sind.
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Gut erkennbar ist auch, dass die gesamte Höhe des als kofferartiger Anbau ausgeführten Heckteils zur Lastaufnahme zur Verfügung steht. Ebenso ist der Schwerpunkt der Lastaufnahme straßennah.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- selbsttragende Karosserie
- 2
- vorderer Karosserieabschnitt
- 3
- Fahrgastzelle
- 4
- Heckteil
- 5
- Vorderräder
- 6
- Hinterräder
- 7
- Schwinge
- 8
- Radnabenmotor
- 9
- Längsträger
- 10
- Querträger
- 11
- Sitze
- 12
- Energiespeicher/Akkumulatoren
- 13
- Außenschale
- 14
- Innenschale
- 15
- Sandwichstruktur
- 16
- Querversteifung
- 17
- Bodenfläche des Heckteils
- 18
- Halbschale
- 19
- Halbschale
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011105371 B4 [0003]
- CN 102530008 A [0005]
