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Die Erfindung betrifft ein Unterbodenbauteil für ein Kraftfahrzeug, welches als flächiges Kunststoffbauteil ausgebildet und aus mehreren, fest verbundenen Kunststoffschichten aufgebaut ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug, welches wenigstens ein solches Unterbodenbauteil aufweist.
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Ein Unterbodenbauteil betreffender Art ist insbesondere ein sogenannter Unterfahrschutz. Die
DE 10 2012 109 892 A1 beschreibt eine Unterfahrschutzvorrichtung für Fahrzeuge zur ganzflächigen oder teilweisen Abdeckung der Fahrzeug-Unterseite, insbesondere in schädigungsgefährdeten Bereichen, die aus einer Mittelschicht in Zellstruktur mit die Mittelschicht verschließenden Deckschichten besteht. Die Mittelschicht und die Deckschichten können aus glasfaserverstärktem Kunststoff bestehen.
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Bei einem solchen Unterbodenbauteil resp. Unterfahrschutz handelt es sich um ein sicherheitsrelevantes Bauteil. Bei einer kritischen Beschädigung sollten das Unterbodenbauteil ausgewechselt sowie weitere Untersuchungen am Kraftfahrzeug vorgenommen werden.
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Das erfindungsgemäße Unterbodenbauteil des Patentanspruchs 1 ermöglicht eine einfache und eindeutige Detektion (Schadensdetektion) einer kritischen Beschädigung. Der nebengeordnete Patentanspruch 5 betrifft eine alternative Ausführungsmöglichkeit eines erfindungsgemäßen Unterbodenbauteils. Mit dem nebengeordneten Patentanspruch 10 erstreckt sich die Erfindung auch auf ein Kraftfahrzeug, insbesondere auf einen Personenkraftwagen oder auf ein leichtes Nutzfahrzeug, das wenigstens ein erfindungsgemäßes Unterbodenbauteil aufweist. Zusätzliche Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der nachfolgenden Erfindungsbeschreibung und den Figuren.
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Das erfindungsgemäße Kunststoff-Unterbodenbauteil ist aus mehreren (d. h. aus wenigstens zwei), fest verbundenen Kunststoffschichten aufgebaut. Eine bevorzugte erste Ausführungsmöglichkeit ist dadurch gekennzeichnet, dass (wenigstens) eine äußere Deckschicht dieses Unterbodenbauteils, insbesondere zumindest die bezüglich der Einbaulage untere Deckschicht, aus einem mehrlagigen (d. h. aus einem wenigstens zweilagigen) Laminat bzw. Deckschichtlaminat gebildet ist, wobei wenigstens eine innere bzw. innenliegende (d. h. nicht-äußere) Lage dieses Laminats bezüglich der äußeren Lage des Laminats zumindest bereichsweise in einer anderen Farbe (bzw. andersfarbig) ausgebildet ist, sodass im Beschädigungsfall des Unterbodenbauteils an der Beschädigungsstelle ein sichtbarer farblicher Kontrast entsteht bzw. gebildet wird.
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Die wenigstens eine andersfarbige innere Lage des als Deckschicht fungierenden Laminats weist in sich eine entsprechende Farbe auf, d. h., die Farbe wird nicht durch Lackieren oder Beschichten der betreffenden Lage aufgebracht. Die andersfarbige innere Lage (des Laminats) kann in einer Signalfarbe, typischerweise rot oder gelb, und/oder bezüglich der äußeren Lage (die insbesondere schwarz ist) in einer Kontrastfarbe ausgebildet sein. Kontrastfarben sind Farben, die das menschliche Auge, insbesondere auch bei schlechten Lichtverhältnissen, besonders gut voneinander unterscheiden kann.
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Die Lagen des als Deckschicht fungierenden Laminats sind bevorzugt aus endlosfaserverstärkten thermoplastischen Kunststoffen, insbesondere aus demselben thermoplastischen (Matrix)Kunststoff, gebildet. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die wenigstens eine andersfarbige innere Lage des Laminats eine entsprechend eingefärbte oder gegebenenfalls auch eine ungefärbte (bspw. weißfarbige) thermoplastische Matrix aufweist. Für die Herstellung des Laminats können bspw. als thermoplastische Halbzeuge bereitgestellte unidirektionale Tapes (thermoplastische UD-Tapes) oder dergleichen (wie bspw. Gelege, Gewebe, Gewirke, Matten etc.) verwendet werden, deren thermoplastische Matrixkunststoffe entsprechende Farben aufweisen und insbesondere entsprechend eingefärbt sind. Die UD-Tapes oder dergleichen (Gelege, Gewebe, Gewirke, Matten etc.) werden dann in der vorgesehenen Farbanordnung übereinandergelegt.
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Die Lagen des als Deckschicht fungierenden Laminats können auch aus endlosfaserverstärkten duroplastischen Kunststoffen gebildet sein, insbesondere unter Verwendung von Faser-Gelegen, -Geweben, -Gewirken, -Matten etc., deren duroplastische Matrixkunststoffe entsprechende Farben aufweisen und insbesondere entsprechend eingefärbt sind.
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Die Farbgebung der endlosfaserverstärkten Lagen ergibt sich also im Wesentlichen aus dem thermoplastischen oder duroplastischen Matrixkunststoff, der insbesondere entsprechend eingefärbt ist bzw. eingefärbt wird. Technische thermoplastische Kunststoffe und daraus vorgefertigte Halbzeuge sind häufig bereits schwarz eingefärbt, können aber auch in anderen Farben eingefärbt oder ungefärbt, quasi naturfarbig, insbesondere weiß, bezogen werden. Auch duroplastische Kunststoffe, insbesondere Harze, können eingefärbt bezogen oder eingefärbt werden.
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Bevorzugt befindet sich unter der als Laminat ausgebildeten Deckschicht eine aus Fließpressmasse, die insbesondere mit Kurz- und/oder Langglasfasern gefüllt ist (bspw. LFT-D), gebildete innere Schicht bzw. Innenschicht, die auch als Kernschicht bzw. Sandwichkern (zwischen zwei Deckschichten) ausgebildet sein kann, wobei diese Schicht sowohl bezüglich der äußeren Lage des Laminats bzw. Deckschichtlaminats als auch bezüglich der andersfarbigen inneren Lage des Laminats in einer anderen Farbe, insbesondere in einer Signal- und/oder Kontrastfarbe (s. o.), ausgebildet und vorzugsweise entsprechend eingefärbt ist. Bevorzugt handelt es sich um eine thermoplastische Fließpressmasse, insbesondere aus demselben thermoplastischen Kunststoff, der auch für die vorzugsweise vorgesehenen endlosfaserverstärkten thermoplastischen Lagen der Deckschicht verwendet wird (wie oben erläutert). Bei einer besonders starken Beschädigung des Unterbodenbauteils, die auch diese innere Schicht erfasst, entsteht ein zusätzlicher farblicher Kontrast. Die innere Schicht bzw. Innenschicht kann auch als geschäumte Schicht ausgebildet sein.
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Eine alternative zweite Ausführungsmöglichkeit des erfindungsgemäßen Kunststoff-Unterbodenbauteils ist dadurch gekennzeichnet, dass eine zwischen äußeren Deckschichten angeordnete Kernschicht vorgesehen ist, die bezüglich wenigstens einer der Deckschichten, insbesondere bezüglich der in Einbaulage unteren Deckschicht, zumindest bereichsweise in einer anderen Farbe ausgebildet ist, sodass im Beschädigungsfall des Unterbodenbauteils an der Beschädigungsstelle ein sichtbarer farblicher Kontrast entsteht.
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Die Deckschichten können aus faserverstärktem Kunststoff mit thermoplastischer und insbesondere mit duroplastischer Matrix (Matrixkunststoff) gebildet sein, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass der Matrixkunststoff, eingefärbt ist, insbesondere schwarz eingefärbt ist.
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Bevorzugt sind die äußeren Deckschichten aus einem mehrlagigen (d. h. aus einem wenigstens zweilagigen) Laminat bzw. Deckschichtlaminat gebildet, wobei die Lagen dieses Laminats eine einheitliche Farbe, insbesondere schwarz, aufweisen. Analog zu den vorausgehenden Erläuterungen können die Lagen des als Deckschicht fungierenden Laminats aus faserverstärkten, insbesondere endlosfaserverstärkten, thermoplastischen oder duroplastischen Kunststoffen gebildet sein.
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Die andersfarbige Kernschicht ist bevorzugt in einer Signalfarbe und/oder bezüglich der Deckschichten in einer Kontrastfarbe ausgebildet (s. o.). Bevorzugt ist der für die Kernschicht verwendete Kunststoff (s. u.) entsprechend eingefärbt (bspw. rot, gelb oder auch grün), kann aber auch ungefärbt (insbesondere weiß) sein.
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Die Kernschicht ist bevorzugt aus einem thermoplastischen Kunststoff (bspw. aus PET) gebildet. Die Kernschicht kann auch aus einem duroplastischen Kunststoff (bspw. aus duroplastischem PUR) gebildet sein. Die Kernschicht ist insbesondere als geschäumte Schicht ausgebildet.
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Bei einem erfindungsgemäßen Unterbodenbauteil können kritische Beschädigungen durch eine visuelle Sichtprüfung relativ einfach und eindeutig erkannt werden (ohne aktive Komponenten oder Sensoren).
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Bei einem erfindungsgemäßen Unterbodenbauteil handelt es sich insbesondere um einen Unterfahrschutz für eine Traktionsbatterie oder für einen Kraftstofftank, wobei dies auch ein Gasdrucktank oder ein Speichermodul mit mehreren Gasdrucktanks sein kann.
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Ein erfindungsgemäßes Unterbodenbauteil bzw. ein erfindungsgemäßer Unterfahrschutz weist bevorzugt eine Dicke, vorzugsweise eine im Wesentlichen homogene Dicke, von nicht mehr als 10 mm auf, wobei die Dicke insbesondere 5 mm bis 10 mm beträgt. Das erfindungsgemäße Unterbodenbauteil kann auch als dicker als 10 mm ausgebildet sein.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Die in den Figuren gezeigten und/oder nachfolgend erläuterten Merkmale können, auch unabhängig von bestimmten Merkmalskombinationen, allgemeine Merkmale der Erfindung sein und die Erfindung entsprechend weiterbilden.
- 1 zeigt in einer perspektivischen Darstellung ein erfindungsgemäßes Unterbodenbauteil.
- 2 zeigt in einer schematischen (nicht maßstabsgerechten) Schnittdarstellung eine bevorzugte erste Ausführungsmöglichkeit des Unterbodenbauteils der 1.
- 3 zeigt in einer schematischen (nicht maßstabsgerechten) Schnittdarstellung eine alternative zweite Ausführungsmöglichkeit des Unterbodenbauteils der 1.
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Bei dem in 1 gezeigten Unterbodenbauteil 100 handelt es sich beispielhaft um einen Unterfahrschutz für eine Traktionsbatterie, welche am Karosserieboden eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Das Unterbodenbauteil resp. der Unterfahrschutz 100 ist als flächiges Kunststoffbauteil ausgebildet und ist aus mehreren, fest miteinander verbundenen Kunststoffschichten aufgebaut.
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2 veranschaulicht eine erste Ausführungsmöglichkeit, bei der das Unterbodenbauteil 100 aus zwei Deckschichten 10, 20 und einer dazwischen befindlichen Kernschicht 30 aufgebaut ist. Die Deckschichten 10, 20 weisen bspw. eine Dicke von 1,0 mm bis 3,0 mm auf. Die Kernschicht 30 weist bspw. eine Dicke von 1,5 mm bis 3,0 mm auf. Die beiden Deckschichten 10, 20, zumindest jedoch die untere Deckschicht 20, sind als mehrlagige Laminate ausgebildet und umfassen mehrere Lagen 21, 22, 23, 24. (Die Anzahl von vier gezeigten Lagen ist nur beispielhaft und dient lediglich der Anschauung. Mitunter können bis zu zehn und mehr Lagen vorgesehen sein.) Die Lagen 21, 22, 23, 24 weisen bspw. eine Dicke von 0,2 mm bis 0,3 mm auf. Diese Lagen 21, 22, 23, 24 sind bevorzugt aus endlosfaserverstärkten thermoplastischen Kunststoffen gebildet. Die Kernschicht 30 ist bevorzugt aus einer thermoplastischen Fließpressmasse gebildet.
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Die äußere Lage 21 des unteren Deckschichtlaminats weist eine Farbe F1 auf, bspw. schwarz. Wenigstens eine innere Lage 22, 23 und/oder 24 des Laminats ist bezüglich der äußeren Lage 21 zumindest bereichsweise (d. h. zumindest dort, wo Beschädigungen zu erwarten sind) in einer anderen Farbe F2, insbesondere in einer Kontrastfarbe, ausgebildet. Das Unterbodenbauteil 100 weist somit im Querschnitt wenigstens zwei unterschiedliche Farben, insbesondere Kontrastfarben, auf.
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Im Beschädigungsfall entsteht an der Beschädigungsstelle B ein sichtbarer farblicher Kontrast, sofern die andersfarbige innere Lage 22, 23 und/oder 24 sichtbar wird. Mögliche Beschädigungen sind bspw. Abschürfungen, Kratzer, Knicke mit Abplatzungen und dergleichen, wobei auch sonst nicht erfassbare elastische Deformationen solche Beschädigungen hinterlassen können.
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Die inneren Lagen 22, 23 und/oder 24 können jeweils in einer anderen Farbe F2.2, F2.3 und F2.4 ausgebildet sein, sodass im Beschädigungsfall anhand der sichtbaren farblichen Kontraste der Beschädigungsgrad einfach festgestellt werden kann. Das Laminat der oberen Deckschicht 10 kann in gleicher Weise ausgebildet sein.
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Optional kann die Kernschicht 30 sowohl bezüglich der äußeren Lage 21 der Deckschicht 20 als auch bezüglich der andersfarbigen inneren Lage 22, 23 und/oder 24 in einer anderen Farbe F3, insbesondere in einer Kontrastfarbe, ausgebildet sein. Dadurch entsteht bei einer besonders starken Beschädigung des Unterbodenbauteils 100 an der Beschädigungsstelle B' ein zusätzlicher farblicher Kontrast. Die Lagen 21, 22, 23, 24 können auch gleichfarbig ausgebildet sein bzw. eine einheitliche Farbe F1 aufweisen, sodass die Schadensdetektion nur über die andersfarbige Kernschicht 30 erfolgt (siehe 3).
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3 veranschaulicht eine zweite Ausführungsmöglichkeit, bei der das Unterbodenbauteil 100 ebenfalls aus zwei Deckschichten 10, 20 und einer dazwischen befindlichen Kernschicht 30 aufgebaut ist. Die beiden Deckschichten 10, 20 sind bevorzugt aus faserverstärkten duroplastischen Kunststoffen gebildet, können aber auch gemäß 2 als mehrlagige Laminate, insbesondere als endlosfaserverstärkte thermoplastische Laminate, ausgebildet sein. Die Kernschicht 30 ist bevorzugt aus einem thermoplastischen Kunststoff (bspw. PET) oder aus einem duroplastischen Kunststoff (bspw. duroplastisches PUR) gebildet.
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Die äußeren Deckschichten 10, 20, insbesondere die untere Deckschicht 20, weisen eine Farbe F1 auf, bspw. weiß oder schwarz. Die Kernschicht 30 ist bezüglich der Deckschichten 10 und/oder 20 zumindest bereichsweise in einer anderen Farbe F3, insbesondere in einer Kontrastfarbe, bspw. grün oder weiß, ausgebildet. Dadurch entsteht bei einer Beschädigung des Unterbodenbauteils 100 an der Beschädigungsstelle B ein sichtbarer farblicher Kontrast.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012109892 A1 [0002]
