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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugteilstruktur für einen Verstauraum einer Fahrzeugkarosserie und umfasst wenigstens eine Wanneneinrichtung mit wenigstens einem Wannenkörper zur Aufnahme von Verstaugut.
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Solche Fahrzeugteilstrukturen sind beispielsweise als Gepäckwannen im Vorderwagenbereich (bei Fahrzeugen mit Heckmotor) bzw. im Hinterwagenbereich (bei Fahrzeugen mit Frontmotor) der Fahrzeugkarosserie verbaut. Häufig sind die Gepäckwannen aus Kunststoff und im Bereich des Gepäckwannenbodens oft stark verstrebt ausgeführt, um die jeweiligen Steifigkeitsanforderungen bei Belastung zu erfüllen und die maximale Durchbiegung des Bodens zu reduzieren.
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Demgegenüber ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fahrzeugteilstruktur zur Verfügung zu stellen, welche sich für einen Leichtbau eignet und zugleich besonders gute mechanische Eigenschaften aufweist. Zugleich sollen vorzugsweise auch ökologische Aspekte in Hinblick auf Nachhaltigkeit und Rohstoffnutzung verbessert werden.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Fahrzeugteilstruktur mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der allgemeinen Beschreibung und der Beschreibung des Ausführungsbeispiels.
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Die erfindungsgemäße Fahrzeugteilstruktur ist für einen Verstauraum einer Fahrzeugkarosserie vorgesehen und ausgebildet. Die Fahrzeugteilstruktur umfasst wenigstens eine Wanneneinrichtung mit wenigstens einem Wannenkörper zur Aufnahme von Verstaugut. Dabei umfasst der Wannenkörper wenigstens zwei Wannenabschnitte, welche aus unterschiedlichen Werkstoffen gefertigt und in tragender Weise miteinander verbunden sind. Insbesondere sind wenigstens ein erster Wannenabschnitt und wenigstens ein zweiter Wannenabschnitt vorgesehen. Insbesondere stellen die Wannenabschnitte jeweils wenigstens einen Teil der strukturellen Integrität des Wannenkörpers bereit. Es ist möglich, dass die wenigstens zwei Wannenabschnitte den Wannenkörper bilden. Dabei ist wenigstens der wenigstens eine erste Wannenabschnitt aus einem Holzwerkstoff gefertigt, sodass der Holzwerkstoff einen Teil der strukturellen Integrität des Wannenkörpers bereitstellt. Insbesondere ist der Holzwerkstoff ein integraler und tragender Bestandteil des Wannenkörpers.
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Die erfindungsgemäße Fahrzeugteilstruktur bietet viele Vorteile. Einen erheblichen Vorteil bietet der teilweise aus Holzwerkstoff bestehende Wannenkörper. Besonders vorteilhaft ist auch der Einsatz des Holzwerkstoffs als tragendes Bauteil und nicht als ein bloßes Dekorteil oder dergleichen. Das bietet die Verwendung von nachwachsenden Rohstoffen auch für Strukturbauteile und sogar im Leichtbau und ermöglicht somit die Reduktion des C02-Fußabdrucks der Fahrzeugteilstruktur. Zugleich weist der Wannenkörper durch den Holzwerkstoff besonders vorteilhafte mechanische Eigenschaften auf, beispielsweise aufgrund der massespezifischen Festigkeit und Steifigkeit des Holzes. So kann z. B. eine Gewichtsersparnis für den Wannenkörper gegenüber reinen Kunststoffbauteilen erzielt werden. Insgesamt bietet die Erfindung eine nachhaltige und zugleich mechanisch verlässliche Wanneneinrichtung in Leichtbauweise.
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Es ist bevorzugt und vorteilhaft, dass der wenigstens eine erste Wannenabschnitt und der wenigstens eine zweite Wannenabschnitt wenigstens teilweise überlappend aneinandergrenzen. Insbesondere stellen der erste und der zweite Wannenabschnitt dadurch wenigstens einen Überlappungsabschnitt bereit, welcher wenigstens aus den wenigstens zwei unterschiedlichen Werkstoffen besteht. Insbesondere sind im Überlappungsabschnitt der Holzwerkstoff und wenigstens ein anderer Werkstoff und vorzugsweise ein Kunststoffwerkstoff angeordnet. Insbesondere sind die unterschiedlichen Werkstoffe im Überlappungsabschnitt wenigstens einlagig und/oder auch mehrlagige übereinander und/oder durchmischt angeordnet. Insbesondere sind die Werkstoffe im Überlappungsabschnitt fest und vorzugsweise stoffschlüssig miteinander verbunden. Ein solcher Überlappungsabschnitt bietet eine besonders vorteilhafte Einbindung von tragenden Holzbauteilen.
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Vorzugsweise ist der wenigstens eine erste Wannenabschnitt an seinen Schmalseiten wenigstens teilweise und insbesondere vollständig von dem wenigstens einen zweiten Wannenabschnitt umgeben. Insbesondere ist der erste Wannenabschnitt an seinen Schmalseiten von dem Werkstoff des zweiten Wannenabschnitts umgeben. Das bietet eine besonders vorteilhafte tragende Einbindung des Holzwerkstoffs. Insbesondere umfasst der erste Wannenabschnitt eine in den Innenraum des Wannenkörpers gewandte Hauptfläche und eine nach außen gewandte Hauptfläche. Die Schmalseiten erstrecken sich dabei zwischen den beiden Hauptflächen.
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Es ist bevorzugt und vorteilhaft, dass sich der wenigstens eine erste Wannenabschnitt wenigstens teilweise über einen Boden und/oder wenigstens teilweise über eine Seitenwandung des Wannenkörpers erstreckt. Insbesondere umgibt die Seitenwandung den Boden und erstreckt sich vom Boden aus in Richtung einer Beschickungsöffnung der Wanneneinrichtung. Beispielsweise kann sich der erste Wannenabschnitt wenigstens teilweise über einen vorderen und/oder hinteren und/oder linken und/oder rechten Teil der Seitenwandung erstrecken.
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Der Holzwerkstoff umfasst vorzugsweise wenigstens ein Echtholz oder besteht aus einem solchen. Insbesondere ist das Echtholz einlagig oder auch mehrlagig im Holzwerkstoff angeordnet. Insbesondere ist der erste Wannenabschnitt einlagig oder mehrlagig aus Echtholz gefertigt. Der erste Wannenabschnitt kann wenigstens ein Stück gewachsenes Echtholz umfassen oder daraus bestehen. Möglich und bevorzugt ist auch, dass der erste Wannenabschnitt wenigstens ein Echtholzbauelement umfasst oder durch ein solches bereitgestellt wird. Ein Echtholzbauelement kann beispielsweise als eine Platte ausgebildet sein, welche mehrere nebeneinander und/oder übereinander gefügte und beispielsweise verleimte Echtholzschichten aufweist. Der erste Wannenabschnitt kann auch zwei oder drei oder mehr miteinander fest verbundene Echtholzbauelemente umfassen.
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Als Echtholz ist beispielsweise Buche, Eiche, Fichte, Tanne, Balsaholz und/oder Bambusholz vorgesehen. Möglich sind auch andere geeignete und vorzugsweise nachhaltig verfügbare Echtholzsorten. Es können auch zwei oder mehr Echtholzsorten kombiniert sein.
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Der Holzwerkstoff ist vorzugsweise bei einem bestimmungsgemäßen Gebrauch der Fahrzeugteilstruktur sichtbar angeordnet. Beispielsweise befindet sich der Holzwerkstoff auf einer unverdeckten Innenseite des Wannenkörpers. Möglich und bevorzugt ist auch, dass der Holzwerkstoff bei einem bestimmungsgemäßen Gebrauch der Fahrzeugteilstruktur nicht sichtbar unterhalb einer Auskleidung angeordnet ist. Eine solche Auskleidung kann beispielsweise als ein Teppich und/oder eine Beschichtung ausgebildet sein.
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Möglich ist auch, dass der Holzwerkstoff wenigstens abschnittsweise unterhalb des zweiten Wannenabschnitts angeordnet ist. Möglich ist auch ein Schichtaufbau aus dem Holzwerkstoff in Kombination mit dem Werkstoff des zweiten Wannenabschnitts. Der Holzwerkstoff kann zwischen dem Werkstoff des zweiten Wannenabschnitts sein und/oder der Werkstoff des zweiten Wannenabschnitts kann zwischen dem Holzwerkstoff sein. In allen Ausgestaltungen kann vorgesehen sein, dass wenigstens eine Hauptfläche des ersten Wannenabschnitts wenigstens teilweise mit dem Werkstoff des zweiten Wannenabschnitts überzogen ist. Möglich ist auch, dass der Holzwerkstoff zu einem erheblichen Teil oder sogar (im Wesentlichen) vollständig in den Werkstoff des zweiten Wannenabschnitts eingebettet ist. Bevorzugt ist aber auch, dass die Seitenflächen des ersten Wannenabschnitts zu einem erheblichen Teil und insbesondere im Wesentlichen vollständig (insbesondere zumindest außerhalb des Überlappungsabschnitts) freiliegen.
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In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass der wenigstens eine zweite Wannenabschnitt aus einem Kunststoffwerkstoff gefertigt ist. Vorzugsweise ist der zweite Wannenabschnitt aus einem unverstärkten Kunststoff gefertigt. Bevorzugt und vorteilhaft ist auch, dass der zweite Wannenabschnitt aus einem faserverstärkten Kunststoff gefertigt ist. Besonders bevorzugt umfasst der zweite Wannenabschnitt einen Faserverbundkunststoff oder besteht aus einem solchen.
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Als Kunststoff ist vorzugsweise ein Thermoplast und beispielsweise Polypropylen oder Polyamid oder eine andere geeignete Kunststoffart vorgesehen. Möglich ist auch, dass als Kunststoff ein Duroplast vorgesehen ist. Der Kunststoff kann unverstärkt oder kurzfaserverstärkt oder langfaserverstärkt oder auch endlosfaserverstärkt ausgebildet sein. Als Verstärkungsfasern sind vorzugsweise Kohlenstofffasern, Aramidfasern, Glasfasern, Basaltfasern und/oder Naturfasern vorgesehen. Möglich sind auch andere geeignete Fasern bzw. ein anderes geeignetes Matrixmaterial.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass der wenigstens eine erste Wannenabschnitt einstückig mit dem wenigstens einen zweiten Wannenabschnitt verbunden ist. Insbesondere sind die beiden Wannenabschnitte fest und vorzugweise nicht zerstörungsfrei lösbar miteinander verbunden. Die Wannenabschnitte können stoffschlüssig verbunden sein.
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In einer besonders bevorzugten und vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der wenigstens eine erste Wannenabschnitt während eines Urformens und/oder Umformens des zweiten Wannenabschnitts mit dem zweiten Wannenabschnitt verbunden wurde. Beispielsweise wird der zweite Wannenabschnitt mittels eines Gießverfahrens aus einem Kunststoffwerkstoff urgeformt und dabei zugleich mit dem Holzwerkstoff des ersten Wannenabschnitts verbunden.
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Vorzugsweise ist die Wanneneinrichtung, besonders bevorzugt wenigstens der Wannenkörper, durch wenigstens ein Spritzgussverfahren mit wenigstens einem aus dem Holzwerkstoff bestehenden Einleger gefertigt. Insbesondere weist der Wannenkörper dadurch eine Holz-Kunststoff-Hybridbauweise auf. Insbesondere wird der zweite Wannenabschnitt durch das Spritzgussverfahren urgeformt. Insbesondere wird der erste Wannenabschnitt durch den Einleger gebildet. Insbesondere erfolgt ein Umgießen bzw. Umspritzen des Einlegers wenigstens an den Schmalseiten für den ersten Wannenabschnitt. Es ist möglich, dass der Wannenkörper durch einen anderen geeigneten Kunststoffurformprozess bzw. Kunststoffumformprozess unter Einbindung des Holzwerkstoffs gefertigt ist.
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Die Wanneneinrichtung umfasst insbesondere wenigstens eine Montagestruktur. Insbesondere dient die Montagestruktur zur Anbindung des Wannenkörpers an die Fahrzeugkarosserie und/oder zur Anbindung weiterer Fahrzeugbauteile an die Wanneneinrichtung. Insbesondere ist eine dauerhafte Anbindung der Wanneneinrichtung an die Fahrzeugkarosserie vorgesehen. Die dauerhafte Anbindung kann lösbar oder auch nicht (zerstörungsfrei) lösbar ausgebildet sein.
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Insbesondere ist der Wannenkörper mittels der Montagestruktur direkt oder mittelbar an eine Tragstruktur der Fahrzeugkarosserie anbindbar. Dazu können Befestigungsmittel und zum Beispiel Schrauben vorgesehen sein. Möglich sind auch andere für den Fahrzeugbau geeignete Fügearten. In allen Ausgestaltungen ist bevorzugt, dass die Wanneneinrichtung zur festen und dauerhaften Anbindung an die Fahrzeugkarosserie geeignet und ausgebildet ist.
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Die Montagestruktur ist vorzugsweise aus wenigstens einem Kunststoffwerkstoff gefertigt. Die Montagestruktur kann aus einem unverstärkten oder einem faserverstärkten Kunststoff gefertigt sein. Vorzugsweise ist die Montagestruktur aus dem gleichen Werkstoff wie der zweite Wannenabschnitt gefertigt. Bevorzugt ist die Montagestruktur einstückig mit dem zweiten Wannenabschnitt und/oder mit dem ersten Wannenabschnitt und vorzugsweise mit dem gesamten Wannenkörper verbunden.
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Die Montagestruktur ist insbesondere als ein den Wannenkörper wenigstens abschnittsweise umgebender Flanschabschnitt ausgebildet. Der Flanschabschnitt weist insbesondere Anbindungspunkte zur Befestigung des Wannenkörpers an der Fahrzeugkarosserie auf. Die Montagestruktur ist insbesondere an einem eine Beschickungsöffnung des Wannenkörpers umgebenden Bereich angeordnet.
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Die Wanneneinrichtung ist vorzugsweise dazu geeignet und ausgebildet, in einem Rohbauzustand der Fahrzeugkarosserie in die Fahrzeugkarosserie eingesetzt zu werden. Insbesondere kann die Wanneneinrichtung im Rohbauzustand direkt an die Fahrzeugkarosserie gefügt werden. Insbesondere kann die Wanneneinrichtung vor einem Lackieren der Fahrzeugkarosserie eingesetzt werden.
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Bevorzugt ist auch, dass die Wanneneinrichtung dazu geeignet und ausgebildet ist, in eine bereits lackierte Fahrzeugkarosserie während einer Fahrzeugmontage eingesetzt zu werden.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Wanneneinrichtung wenigstens zwei zueinander beabstandet angeordnete erste Wannenabschnitte. Die Wanneneinrichtung kann auch eine Mehrzahl derart angeordneter erster Wannenabschnitte umfassen. Insbesondere sind die ersten Wannenabschnitte dabei mittelbar durch den wenigstens einen zweiten Wannenabschnitt miteinander verbunden. Insbesondere sind die ersten Wannenabschnitte jeweils wenigstens an den Schmalseiten wenigstens teilweise und vorzugsweise vollständig von einem Werkstoff des zweiten Wannenabschnitts umgeben. Beispielsweise kann der Wannenkörper an einem Boden und an einer Seitenwandung jeweils einen oder mehrere erste Wannenabschnitte aufweisen. Das ermöglicht eine besonders großflächige und zugleich besonders stabile Einbindung des Holzwerkstoffes.
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Es können auch wenigstens zwei zweite Wannenabschnitte vorgesehen sein, welche durch einen oder mehrere erste Wannenabschnitte miteinander verbunden sind. Insbesondere sind die ersten Wannenabschnitte jeweils einstückig ausgebildet. Insbesondere sind die ersten Wannenabschnitte einstückig mit dem wenigstens einen zweiten Wannenabschnitt verbunden. Insbesondere sind alle Wannenabschnitte des Wannenkörpers einstückig verbunden. Insbesondere ist der Wannenkörper einstückig ausgeführt.
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Die Wannenabschnitte sind insbesondere als Flächenbauteile ausgebildet. Dabei können die Wannenabschnitte Krümmungen und/oder Erhebungen und/oder Ausnehmungen aufweisen. Insbesondere stellen die Wannenabschnitte zusammen den Wannenkörper bereit.
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Die Wanneneinrichtung kann eine Bodenstruktur in einer Karosserieöffnung bilden. Das bietet einen besonders vorteilhaften Leichtbau, da auf einen Boden unterhalb des Wannenkörpers verzichtet werden kann. Möglich ist aber auch, dass die Wanneneinrichtung zusätzlich zu einer bereits vorhandenen Bodenstruktur der Fahrzeugkarosserie vorgesehen ist. Beispielsweise kann die Wanneneinrichtung eine aus Blech geformte Mulde auskleiden.
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Die Fahrzeugteilstruktur kann weitere Bauteile umfassen, welche beispielsweise für die Funktion oder Anbindung der Wanneneinrichtung vorgesehen sind. Die Fahrzeugteilstruktur kann wenigstens eine Klappe umfassen, welche zum Verschließen der Wanneneinrichtung dient.
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In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass die Wanneneinrichtung zum Einbau in einen Vorderwagen und/oder Hinterwagen und/oder Mittelwagen ausgebildet ist. Insbesondere ist die Wanneneinrichtung als eine Gepäckwanne für einen Kofferraum ausgebildet.
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Die Anmelderin behält sich vor, ein Kraftfahrzeug mit einer Fahrzeugteilstruktur zu beanspruchen, wie sie zuvor beschrieben wurde. Dabei ist die Wanneneinrichtung insbesondere in einer Fahrzeugkarosserie des Kraftfahrzeugs verbaut.
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Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Ausführungsbeispielen, die im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert werden.
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In den Figuren zeigen:
- 1 eine stark schematisierte Darstellung einer erfindungsgemäßen Fahrzeugteilstruktur in einer perspektivischen Ansicht; und
- 2-4 stark schematisierte Darstellungen weiterer erfindungsgemäßer Fahrzeugteilstrukturen in perspektivischen Ansichten.
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Die 1 zeigt eine erfindungsgemäße Fahrzeugteilstruktur 1 mit einer Wanneneinrichtung 2 in einem hier nur skizzenhaft angedeuteten Verstauraum 10 einer Fahrzeugkarosserie 20. Die Wanneneinrichtung 2 umfasst einen Wannenkörper 3 zur Aufnahme von Verstaugut und beispielsweise Gepäck oder anderen Dingen, die in einem Kofferraum transportiert werden können. Die Wanneneinrichtung 2 kann daher auch als Gepäckwanne bezeichnet werden. Der Wannenkörper umfasst hier einen Boden 43 und eine sich vom Boden 43 in Richtung der Beschickungsöffnung erstreckende Seitenwandung 53.
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Die Wanneneinrichtung 1 kann zum Beispiel in einem Verstauraum 10 eines Vorderwagens der Fahrzeugkarosserie 20 eines Fahrzeugs mit Heckmotor oder Mittelmotor untergebracht werden. Die Wanneneinrichtung 2 kann aber auch ebenso vorteilhaft in einem Hinterwagen eingebaut werden, wenn dort der Kofferraum vorgesehen ist.
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Die Wanneneinrichtung 2 umfasst hier eine als Flanschabschnitt 16 ausgebildete Montagestruktur 6. Darüber kann die Wanneneinrichtung 2 beispielsweise an der Fahrzeugkarosserie 20 im Rohbauzustand oder auch als separates Montageteil nach einem Lackieren der Fahrzeugkarosserie 20 beispielsweise mittels Schrauben montiert werden.
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Der Flanschabschnitt 16 ist hier in einem oberen Bereich des Wannenkörpers 3 angeordnet und umgibt eine Beschickungsöffnung. Der Flanschabschnitt 16 ist hier mit Ausnehmungen und Verstärkungsstrukturen ausgestattet, welche eine passgenaue Integration in bzw. an die Fahrzeugkarosserie bieten.
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Der Wannenkörper 3 ist hier in einer Holz-Kunststoffspritzguss-Hybridbauweise gefertigt. Dazu wird beispielsweise der Holzwerkstoff 4 als Einleger bei einem Spritzgussverfahren eingesetzt.
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Der Wannenkörper 3 umfasst hier einen ersten Wannenabschnitt 13 aus einem Holzwerkstoff 4 und einen zweiten Wannenabschnitt 23 aus einem Kunststoffwerkstoff 14. Die Wannenabschnitte 13, 23 sind einstückig verbunden. Der erste Wannenabschnitt 13 erstreckt sich hier über den Boden 43 und über einen Teil einer (in Bezug auf eine bestimmungsgemäße Einbauposition) hinteren Seitenwandung 53. Als Holzwerkstoff 4 können hier zum Beispiel verschiedene Echtholzarten wie zum Beispiel Buche, Eiche, Fichte, Tanne, Balsaholz oder auch Bambusholz verwendet werden.
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Als Kunststoffwerkstoff 14 ist hier beispielsweise ein faserverstärkter oder auch ein unverstärkter Kunststoff vorgesehen. Dabei umgibt der Kunststoffwerkstoff 14 den ersten Wannenabschnitt 13 vollständig entlang seiner Schmalseiten 33. Die Werkstoffe 4, 14 der Wannenabschnitte 13, 23 sind hier teilweise überlappend angeordnet, sodass sich Überlappungsabschnitte 5 ergeben. Die Überlappungsabschnitte 5 bestehen somit teilweise aus dem Holzwerkstoff 4 und teilweise aus dem Kunststoffwerkstoff 14.
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Der Holzwerkstoff 4 des ersten Wannenabschnitts 13 dient hier als ein mittragendes Element bzw. Strukturbauteil. Durch die entsprechend guten mechanischen Eigenschaften und beispielsweise die massespezifische Festigkeit und Steifigkeit des Holzes in Kombination mit der Einbindung in den Kunststoffwerkstoff 14 ergibt sich ein besonders stabiler und zugleich gewichtsoptimierter Wannenkörper 3. So werden hier solche Bereiche aus dem nachwachsenden Rohstoff Holz gefertigt, welche sonst aus Gewichts- und Stabilitätsgründen aus Kunststoff bestehen würden.
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In den 2 bis 4 sind Fahrzeugteilstrukturen 1 mit Anordnungen des ersten und zweiten Wannenabschnitts 13, 23 für eine vorteilhafte Holz-Kunststoff-Hybridbauweise beispielhaft gezeigt.
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Die 2 zeigt eine Anordnung des ersten Wannenabschnitts 13 im Wannenkörper 3, durch welche die hintere Seitenwandung 53 im Wesentlichen aus Holz besteht.
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In der 3 sind die vordere Seitenwandung 53 und ein in Fahrzeugfahrtrichtung links liegender Bereich der Seitenwandung 53 als erster Wannenabschnitt 13 ausgebildet. Dabei ist gut zu erkennen, dass an den Ecken bzw. Stoßbereichen Überlappungsabschnitte 5 vorgesehen sind. Durch die Überlappungsabschnitte 5 werden die beiden Wannenabschnitte 13, 23 zuverlässig miteinander verbunden, sodass der Holzwerkstoff 4 besonders gut zur strukturellen Integrität des Wannenkörpers 3 beitragen kann.
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In der 4 ist eine Ausgestaltung gezeigt, bei welcher der Wannenkörper 3 zwei voneinander beabstandete erste Wannenabschnitte 13 aufweist. Ein erster Wannenabschnitt 13 stellt hier den Boden 43 bereit. Der andere erste Wannenabschnitt 13 erstreckt sich hier etwa mittig entlang eines Teils der Seitenwandung 53. Zwischen den beiden ersten Wannenabschnitten 13 ist ein zweiter Wannenabschnitt 23 aus Kunststoffwerkstoff 14 vorgesehen.
