DE19504127A1 - Fahrzeugkarosserie und Verfahren zu deren Zusammenbau - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugkarosserie und ein Verfahren zu deren Zusammenbau. Fahrzeugkarosserien, die aus an einem Fahrzeug montierten Rahmen-Elementen aufgebaut sind, an denen wiederum Platten angebracht sind, sind bereits bekannt, beispielsweise aus den französichen Patentschriften FR-A-2 436 057 und FR-A-1 475 508 und aus der amerikanischen Patentschrift US-A-4 221 426.

Bei solchen Fahrzeugkarosserien ergibt sich das Problem, daß sie wegen der Rahmenelemente und der Platten verhältnismäßig schwer sind, was die Treibstoffkosten für ein solches Fahrzeug erhöht, und wodurch relativ stärkere umweltschädliche Emissionen ausgestoßen werden. Weiter ist der Aufbau solcher Fahrzeugkarosserien zeitaufwendig und kompliziert, wobei dieses Vorgehen viel Raum in der Werkstatt beansprucht und hohe Anforderungen an das Fachkönnen der Arbeitnehmer stellt.

Weiter ist die Gestaltung dieser Art von Fahrzeugkarosserien zum Großteil von den Rahmenelementen abhängig.

Die amerikanische Patentschrift US-3 551 014 beschreibt Fahrzeugkarosserien, in denen Platten mittels einer Anzahl dünnwandiger Verbindungselemente zusammengehalten sind.

Der Zusammenbau solcher Karosserien ist ein kompliziertes Vorgehen, dies wegen der Anzahl der Bauteile, die zusammengebaut werden müssen, und dies erfordert ebenfalls ein hohes Maß an Fachkönnen der Arbeiter.

Ein Sandwich-Element für den Aufbau eines Doppelwandsystems mit glatter Oberfläche für Lastwagen ist aus der deutschen Patentschrift 38 37 890 bekannt.

Die Probleme, die bei diesem "Sandwich"-Element auftreten, sind die, daß wegen der zurückgedrehten rohrartigen Form der Plattenverbindungen die erforderliche Stabilität und Festigkeit nur bei einer Doppelwandstruktur, nämlich dem "Sandwich"-Element, einer Fahrzeugkarosserie erhalten werden.

Eine einwandige Karosserie mit der in DE 38 39 890 beschriebenen Plattenverbindung wäre nicht stark genug für eine Fahrzeugkarosserie, da die Verbindungsprofile der Platten in einer Weise übereinander passen, bei der relativ viel Raum freigelassen wird, wodurch eine Platte nicht fest von der anderen Platte gehalten würde und höchstwahrscheinlich weiterschieben könnte.

Wegen dieser zurückgedrehten rohrartigen Form der Plattenverbindungen, entstehen Probleme beim Einspritzen von Füllmaterial um diese Verbindungen herum, wodurch Räume zwischen den Wänden nicht korrekt gefüllt wären, was zu Isolationsproblemen und zu einer relativ schlechten Festigkeitsverteilung auf die Wände führt.

Weiter ist das Auswechseln von Platten oder Plattenabschnitten mit diesem "Sandwich"-Element kompliziert, da die zurückgedrehten rohrartigen Formen der Verbindungsprofile es erschweren, diese auszuschneiden und durch neue zu ersetzen. Dadurch würde Beschädigung der Wände und eine Verringerung der Wandfestigkeit und der Stabilität eintreten können.

Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, eine selbständige, selbsttragende Fahrzeugkarosserie eines Rahmens zu schaffen, wobei eines oder mehrere der vorgenannten Probleme abgefangen werden können. Nach der vorliegenden Erfindung wird eine Fahrzeugkarosserie erstellt, die wenigstens zwei Platten umfaßt, wobei jede Platte wenigstens teilweise aus synthetischem Material hergestellt ist und wobei wenigstens ein im wesentlichen empfangendes U-förmiges Profil integral mit einer ersten Platte mit dem Rand von wenigstens einem herausragenden Ende integral mit einer zweiten Platte koppelt, das mit dem im wesentlichen empfangenden U-förmigen Profil Kontakt macht, so daß die Platten verbunden sind, um sich gegenseitig zu unterstützen.

Als Folge des Aufbaus der Fahrzeugkarosserie aus mehr als einer synthetischen Platte, wird eine erhebliche Verringerung des erforderlichen Arbeitsraums erzielt. Der Fahrzeugaufbau nach der vorliegenden Erfindung bleibt leichtgewichtig und hat eine ausreichende Schlagzähigkeit und Festigkeit.

Wegen seines leichten Gewichts wird eine erhebliche Verringerung des Treibstoffverbrauchs des Fahrzeugs erhalten. Weiter braucht ein Fahrer wegen des niedrigen Gewichts nicht über einen LKW-Führerschein zu verfügen. Ebenfalls wird eine Verringerung der Kraftfahrzeugsteuer erhalten. Das Lenken eines solchen Fahrzeugs wird ebenfalls erleichtert.

Da die Platten mittels eines herausragenden Teils koppeln, das mit dem im wesentlichen U-förmigen Profil für die Aufnahme Kontakt macht, wird eine starke Verbindung zwischen den Platten herbeigeführt. Wegen dieser Formen ist der Ersatz von Platten oder Plattenabschnitten einfach, wodurch wenig Beschädigung und Verringerung der Festigkeit/Stabilität der Karosserie auftritt. Auf diese Weise wird eine sehr effektive, elegante und einfache Art und Weise der Befestigung einer Platte an einer anderen geboten, wobei eine Karosserie mit einer Länge von etwa 2,20 bis 16,00 m mit einem Gewicht von beispielsweise etwa 200-300 kg erhalten wird und wobei der Bedarf an herkömmlichen Befestigungsmitteln wie Schrauben und Bolzen vermieden wird.

Befesgigungsmittel können hinzugefügt werden, die das herausragende Ende mit dem im wesentlichen U-förmigen Profil für die Aufnahme festkoppeln müssen, wobei das befestigende Mittel vorzugsweise Leim ist. Somit ist die Befestigung der Platten zusammen leicht auszuführen, wobei der Leim die zusätzlichen Vorteile bietet, daß sowohl das Gewicht des Fahrzeugs gering bleibt, als auch der Umstand, daß die Platten entlang ihren vollständig profilierten Rändern konstant aneinander befestigt werden.

Ein drittes Plattenteil kann an derselben Seite mit einer zusammen befestigten ersten und zweite Platte befestigt sein, um auf diese Weise einen Freiraum zwischen den zusammen befestigten ersten und zweiten Platten und der dritten Platte zu erstellen, wobei der Freiraum erwünchtenfalls genutzt werden kann, vorzugsweise aber im wesentlichen mit Isolationsmaterial gefüllt ist.

Da ein herausragendes Ende mit dem im wesentlichen U-förmigen Profil zur Aufnahme Kontakt macht, werden im wesentlichen keine Räume mit schwierigen Ecken zwischen den verbundenen Platten und solchen dritten Plattenteilen freigelassen, wodurch das Verfüllen mit einzuspritzendem Isolationsmaterial verhindert würde.

Somit kann eine Fahrzeugkarosserie für unterschiedliche Bedürfnisse erstellt werden.

Die Platten sind vorzugsweise aus Pre-pack- Epoxidharz hergestellt. Die Platten sind vorzugsweise in einer Form ausgeformt.

Indem die Platten in einer Form ausgeformt werden, dies statt des Aufbaus der Karosserie aus Glasfaserschichten, ist eine kennzeichnende Verringerung der Materialverschwendung erzielt worden, wobei darüber hinaus die Gesundheitsgefährdung für den Glasfaserverarbeiter verringert worden ist. Die Ausformung der Platte durch eine Form bietet ebenfalls die Vorteile der Herstellung der Platten von nahezu konstantem Gewicht und gleichwertigen Materialeigenschaften. Eine merkwürdige Verringerung des Arbeitsraums ist damit erzielt, wodurch eine größere Arbeitseffizienz erlangt worden ist. Im gegenseitig zum manuellen Aufbau der Karosserie ist die Formung der Platten mit einer Form weniger umweltbelastend, dies wegen einer verringerten Verschwendung. Weiter ist eine kürzere Zeit erforderlich, um solche Karosserien herzustellen, wodurch eine verbesserte Kosteneffizienz erhalten ist.

Nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren für den Aufbau einer Karosserie aus den vorgenannten Platten geboten, das das Aneinanderbefestigen von wenigstens zwei in einer Form ausgeformten Platten umfaßt, wobei die herausragenden Enden und die empfangenden U-förmigen Profile mit Leim befestigt werden, wonach die aneinander befestigten Platten auf einem Fahrzeug angebracht werden. Auf diese Weise ist ein leichtgewichtiger, in etwa 200 kg schwerer, attraktiver Karosserieaufbau geschaffen, der von Platten gebildet wird, die eine Dichte von etwa 2 bis etwa 4 mm aufweisen, wobei die Karosserie eine sehr gute Schlagzähigkeit und eine sehr gute Festigkeit aufweist, welche Karosserie sich leicht zusammenbauen läßt ohne dabei viel Arbeitsraum in Anspruch zu nehmen.

Ausführungsformen der Erfindung werden nunmehr als Beispiel und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei:

Fig. 1 eine Ansicht eines Fahrzeugs, versehen mit einer Vorzugsausführungsform der Fahrzeugkarosserie nach der vorliegenden Erfindung bietet.

Fig.2 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der Fahrzeugkarosserie von Fig. 1.

Fig. 3 ist eine Draufsicht im Querschnitt der Seitenplatten 6, 8, 10 aus der Fig. 2, beim Zusammenfügen dieser Platten.

Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht, der Innenwand der Farzeugkarosserie aus Fig. 3.

Fig. 5-9 zeigen weitere Ausführungsformen der Erfindung, alle in der Draufsicht und mit Seitenplatten im Querschnitt.

In Fig. 1 wird eine Fahrzeugkarosserie 1 gezeigt, die einen sich über das Führerhaus 4 hinweg erstreckenden Vorabschnitt umfaßt, die sogenannte "Spiegelbox", die ebenfalls in einer nicht dargestellten Ausführungsform aus mehreren Elementen gebildet werden kann und eine flache Frontwand hat, von dem drei Seitenplatten 6, 8 und 10 sichtbar sind und einen hinteren Abschnitt 12, der mit einem Spoiler 14 versehen ist.

Die auseinandergezogene Ansicht in der Perspektive von Fig. 2 zeigt, in welcher Weise, die jeweiligen Platten 6, 8 und 10 aus der Fig. 1 und die Abschnitte 2, 12 zusammengefügt werden, um den Fahrzeugaufbau von Fig. 1 zu bilden. Es wird angemerkt, daß eine Hecktür und drei Seitenplatten nicht sichtbar sind. Die Seitenplatten 6, 8 und 10 werden zusammengefügt, indem die Platten aneinander angreifen und aneinander verleimt werden. Platte 6 weist eine Reihe von Konturen 24 auf, die eine Reihe von Profilen bilden, die sich an der Oberseite zur Unterseite zu deren rechten Seite erstrecken. Platte 8 ist mit einem nicht gezeigten Abschnitt versehen, der an den Konturen 24 von Platte 6 angreift, um die beiden Platten aneinander zu fügen. Platte 8 und 10 und Platte 10 und hinterer Abschnitt 12 werden auf dieselben Weise zusammengefügt, wie der vordere Abschnitt 12 und die Platte 6. Der obere Rand der Seitenplatten 6, 8 und 10 sind gekrümmt, um die Dachplatten 16, 28, 20 und 22 um den vorderen Abschnitt 2 angreifen zu lassen, die Seitenplatten 6, 8, 10 beziehungsweise die hintere Platte 12. Die Dachabschnitte 16, 18, 20 haben an einer Seite einen Schlitz (zum Beispiel Schlitz 25 von Platte 18) und an der anderen Seite einen Vorsprung (zum Beispiel Vorsprung 26 von Kanal 20). Zu erkennen ist, daß die Kontur 24 einen Schlitz 26 aufnimmt, um die Platten 18 und 20 miteinander zu befestigen. Die Dachplatten 16 und 18, 20 und 22 werden auf dieselbe Weise zusammengestellt wie der vordere Abschnitt 2 an Dachplatte 16, um ein glattes Dach zu bilden. Als Beispiel greift Schlitz 25 an dem gekrümmten Konturenabschnitt 28 der Platte 8 an, um eine Dachplatte 18 an Seitenplatte 8 anzufügen. Der vordere Abschnitt 2, Dachplatten 16, 20 und 22 werden an die Seitenplatten 6, 8 beziehungsweise 10 angefügt, und in derselben Weise erfolgt dies bei dem hinteren Abschnitt 12. Seitenplatte 6 ist teilweise weggebrochen, um Isolationsmaterial zu zeigen.

Fig. 3 zeigt Platten 6, 8 und 10 aus der Fig. 1 und 2, die aneinander befestigt sind. Platte 8 ist auf Platte 6 durch ein senkrecht gegenüber der Platte 8 stehendes Ende 32 angebracht, dessen Rand 33 mit einem integral mit der Platte 6 empfangenden U-förmigen Profil 34 Kontakt macht, und auf diese Weise darin gegriffen wird.

Ein umgekehrtes U-förmiges Profil 36 der Platte 6 empfängt auf dieselbe Weise ein senkrecht gegenüber dieser inneren Wandplatte 38 herausragendes Ende 35 mittels seines Randes 37.

Zwischen zwei Verstärkungs-U-Profilen 40 beziehungsweise 42, die in Reihe mit dem U-förmigen Profil 34 gelegen sind, ist ein Versteifungsabschnitt 44 an Platte 6 befestigt.

Dieser Versteifungsabschnitt ist mit Löchern 46 versehen, von denen eines sichtbar ist. Diese Löcher werden zum Anbringen von Montagenelementen in der Fahrzeugkarosserie verwendet. Das Endteil 48 der Platte 6 ist in einer Ebene mit der Innenfläche der Platte 8 gelegen, an der es verleimt ist. Platte 8 ist auf dieselbe Weise an Platte 10 wie die Platte 6 auf Platte 8 befestigt, während die Innenwandplatte 50 in derselben Weise an den Platten 6 beziehungsweise 8 befestigt ist, wie die Innenwandplatte 8 an Platte 6 und einer weiteren, nicht dargestellten, Platte. Isolationsmaterial 30 beziehungsweise 51 ist in dem Freiraum zwischen den Innenwandplatten und den Außenwandplatten angebracht.

Fig. 4 zeigt weiter Schreiben 60, die dazu verwendet werden, den Versteifungsabschnitt 44 an den Platten zu verschrauben.

In Fig. 5 hat eine erste Platte 62 eine Kontur 64. Platte 66 ist in derselben Weise an Platte 62 mittels eines Vorsprungs 68 von Platte 66 befestigt, der mit einem empfangenden U-Profil 70 von Platte 62 Kontakt macht, in derselben Weise wie Platte 8 mit Platte 6 aus Fig. 3, um für die Befestigung Sorge zu tragen. Ein im Querschnitt tieferes U-förmiges Versteifungsprofil 72, das mit dem empfangenden U-förmigen Profil 70 in Reihe gelegen ist, ist mit einem Füllungsteil versehen, beispielsweise Holz oder Aluminium, das sich entlang seiner Innenfläche erstreckt. Dieses Füllungsteil 74 wird zur Unterstützung von Schrauben verwendet, die durch die Fläche 78 dieses Versteifungs-U-Profil 72 in das Füllungsteil 74 hineingeschraubt werden können, um beispielsweise Stützen an der Innenseite der Fahrzeugkarosserie zu befestigen. Der Endabschnitt 80 der Platte 62 erstreckt sich flach an der Platte 66 und ist an dieser Platte mit Leim befestigt.

Fig. 6 zeigt zwei Platten 82 und 84, die aneinander in derselben Weise befestigt sind, wie die Platten 66 und 62 aus der Fig. 5 und die Platten 8 und 6 aus der Fig. 3. Fig. 6 zeigt eine Variation der Ausführung der vorliegenden Erfindung, wie sie in Fig. 5 gezeigt ist, wobei ein U-förmiges Versteifungsprofil 86 mit einem empfangenden U-förmigen Profil 87 in Reihe gelegen ist, wobei dieses U-förmige Versteifungsprofil im Querschnitt weniger tief ist als das von Platte 63 und nicht mit einem Füllungsteil versehen ist.

Fig. 7 zeigt zwei Platten 92, 94, die aneinander gefügt sind. Platte 92 hat eine Kontur 96, von der drei im wesentlichen U-förmige Profile 97, 98 und 100 in Reihe gelegen sind. Der Rand 103 des vorspringenden Endes 105 der Platte 94 ist im Angriff mit dem im wesentlichen empfangenden U-förmigen Profil 97, wobei dieses herausragende Ende 105 mit der Platte 94 im Register gelegen ist. Ein im wesentlichen V-förmiges Versteifungsstück 106 ist mit Platte 94 verleimt und in dem Profil 98. Die Profile 98 und 100 sind mit Füllungsteilen ausgestattet, wie in Fig. 5. Diese Ausführungsform bietet eine vergrößerte Schlagzähigkeit und Festigkeit und eine große Anzahl von Stellen auf der Innenseite der Fahrzeugkarosserie, woran Stützen befestigt werden können.

Fig. 8 zeigt zwei Platten 108, 110, die in derselben Weise wie die Platten 92 und 94 aus der Fig. 8 befestigt sind. Bei dieser Ausführungsform gibt es statt drei tieferer U-Profile in Reihe nur zwei.

Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei die Platte 114 an der Platte 116 mit einem im Querschnitt V-förmigen Versteifungsstück 118 von Platte 116 festgesetzt ist, das senkrecht gegenüber dem Rand 117 des Endes 119 von Platte 116 steht. Dieses V-förmige Versteifungsstück 118 hat die Form eines hohlen Trapezes im Querschnitt, worin Füllungsteile aus beispielsweise Holz oder Aluminium anwesend sein können.

Der Endabschnitt 124 von Platte 116 liegt in einer Ebene mit der Platte 114, sofern daran verleimt.

Beim Zusammenbau der Karoserie werden die Platten, beispielsweise Platten 114 und 116 aud der Fig. 9 aneinander verleimt. Während des Aushärtens des Leims werden vorzugsweise Schrauben 126 durch den Aufnahmeabschnitt 122 von Platte 114 verleimt, bis in Füllungsteil 122 hinein. Dies hält die Platten an ihrer Position während des Aushärtens des Leims. Diese Schrauben 126 können nach dem Aushärten des Leims entfernt werden.

Nach einer gewissen Zeit, beispeilswiese 5-10 Minuten, wird der Unterdruck und der Überdruck weggenommen und kann die insgesamt ausgeformte Platte aus der Form herausgenommen werden.

Die in Rede stehende Erfindung ist nicht auf die vorstehend illustrierte und beschriebene Ausführungsform beschränkt. Innerhalb der Zielrichtung der nachfolgenden Patentansprüche, ist eine große Anzahl von Modifizierungen und Variationen vorstellbar.

Claims (13)

1. Fahrzeugkarosserie, die wenigstens zwei Platten umfaßt, wobei jede Platte wenigstens teilweise aus synthetischem Material hergestellt ist und wobei wenigstens ein im wesentlichen empfangendes U-förmiges Profil integral mit einer ersten Platte mit dem Rand von wenigstens einem herausragenden Ende integral mit einer zweiten Platte koppelt, das mit dem im wesentlichen empfangenden U-förmigen Profil Kontakt macht, so daß die Platten verbunden sind, um sich gegenseitig zu unterstützen.

2. Fahrzeugkarosserie nach Anspruch 1, wobei das herausragende Ende im wesentlichen senkrecht gegenüber der zweiten Platte steht.

3. Fahrzeugkarosserie nach Anspruch 1, wobei das herausragende Ende im wesentlichen im Register mit der zweiten Platte gelegen ist.

4. Fahrzeugkarosserie nach Anspruch 3, wobei wenigstens ein im wesentlichen V-förmiges Versteifungsstück im wesentlichen senkrecht gegenüber dem herausragenden Ende steht, das auf der ersten Platte in der Nähe dieses herausragenden Endes angebracht ist.

5. Fahrzeugkarosserie nach einem der vorigen Ansprüche, wobei das im wesentlichen U-förmige Profil mit wenigstens einem weiteren im wesentlichen U-förmigen Versteifungsprofil in Reihe liegt.

6. Fahrzeugkarosserie nach Anspruch 5, wobei ein drittes Pult an derselben Seite einer aneinander befestigten ersten und zweiten Platte mittels des Rands eines ersten herausragenden Endes der dritten Platte befestigt ist, die mit einem im wesentlichen umgekehrt empfangenden U-förmigen Profil Kontakt macht, integral mit der ersten Platte, um so einen Freiraum zwischen den aneinander befestigten ersten und zweiten Platten und der dritten Platte zu bewirken.

7. Karosserie nach Anspruch 6, wobei der Freiraum im wesentlichen mit Isolationsmaterial gefüllt ist.

8. Fahrzeugkarosserie nach Anspruch 7, wobei wenigstens ein Versteifungsabschnitt zwischen den umgekehrten empfangenden U-förmigen Profilen auf der ersten Platte angebracht ist.

9. Karosserie nach einem der vorigen Ansprüche, weiter Befestigungsmittel umfassend, die die herausragenden Enden und die empfangenden U-förmigen Profile festkoppeln müssen.

10. Karosserie nach Anspruch 9, wobei das Befestigungsmittel Leim ist.

11. Karosserie nach Anspruch 10, wobei die Platten aus Pre-Pack-Epoxidharz hergestellt sind.

12. Karosserie nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die Platten aus einem Stück hergestellt werden.

13. Verfahren zum Aufbau einer Karosserie, welches Verfahren das Aneinanderbefestigen von wenigstens zwei in einer Form hergestellten Pulten nach einem der Ansprüche 1 bis einschließlich 12 umfaßt, wobei die herausragenden Enden und die empfangenden U-förmigen Profile mit Leim befestigt werden, wonach die aneinander befestigten Platten auf einem Fahrzeug angebracht werden.