DE2850349A1

DE2850349A1 - Strukturelement fuer einen isolierenden aufbau von nutzfahrzeugen

Info

Publication number: DE2850349A1
Application number: DE19782850349
Authority: DE
Inventors: Albert Arthur Braithwaite; Tony Stanley Smith
Original assignee: Freight Bonallack Ltd
Current assignee: Alcan Chemicals Ltd
Priority date: 1977-11-21
Filing date: 1978-11-20
Publication date: 1979-05-23
Also published as: DK507578A; NL7811413A; IT1108697B; IT7869647A0; IE47486B1; BE872021A; US4271238A; LU80552A1; FR2409446A1; IE782180L; FR2409446B3

Description

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf eine temperaturisolierende Struktur für einen temperaturisolierenden Aufbau von Nutz fahr zeugen.

Wenn im Zusammenhang mit der Erfindung auf den Aufbau von Nutzfahrzeugen Bezug genommen wird, so ist dabei nicht nur an Aufbauten und Aufbauteile gedacht, die permanent Teile von Fahrzeugen bilden, sondern auch an Aufbauten und Aufbauteile, die lösbar mit einem Fahrzeugfahrgestell verbindbar sind.

In der GB-PS 1140267 der gleichen Anmelderin ist ein Aufbau für Nutzfahrzeuge beschrieben, der eine Rahmenstruktur aufweist, die temperaturisolierende Seitenwände trägt. Die Rahmenstruktur trägt auf ihren umfang verteilt mehrere Säulen. Jede Säule besteht aus einem inneren und einem äußeren Rahmenelement aus einer Leichtmetall-Legierung, zwischen denen und mit ihnen verbunden ein vorgeformtes, temperaturisolierendes, nichthygroskopisches Material angeordnet ist. Die eigentlichen Seitenwände schließen innere und äußere Wandplatten ein, die zwischen den vertikalen Säulen eingesetzt sind und deren Zwischenraum mit temperaturisolie-

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rendein Material in Tafelform ausgefüllt ist. Das nichthygroskopische Isoliermaterial zwischen den Rahmenelementen der vertikalen Säulen hat eine höhere Kompressionsfestigkeit als das nicht hygroskopische Material zwischen den inneren und äußeren Wandplatten und bildet eine Dampfsperre zwischen den Tafeln aus diesem Material.

In der GB-PS 1 258 030 der gleichen Anmelderin ist eine Weiterentwicklung oder Modifikation der Lösung gemäß der GB-PS 1 140 267 beschrieben, bei der die Säulen aus einem inneren und einem äußeren Rahmenelement bestehen und zwischen diesen Rahmenelementen ein Körper aus Polyurethan angeordnet ist, der in der entsprechenden Abmessung aus Tafeln ausgeschnitten und mit flüssigem Polyurethan mit den Rahmenelementen verklebt ist.

Es hat sich gezeigt, daß die auf diese Weise ausgebildeten bzw. aufgebauten Säulen verschiedene Nachteile aufweisen. Zunächst ist das Ausschneiden des Polyurethankörpers in der notwendigen Abmessung aus Tafeln ein zeitraubendes und kostspieliges Verfahren. Darüber hinaus ergeben sich beim Ausschneiden der Polyurethankörper aus Polyurethanplatten trotz größter Sorgfalt Pertigungstoleranzen, die Anlaß dafür sind, daß die Polyurethankörper nicht im Bereich ihrer gesamten Oberflächen zuverlässig mit den Rahmenelementen der Säulen

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verbindbar sind. Der so teilweise fehlende Kontakt zwischen Polyurethankörper und Rahmenelementen führt zu einer entsprechend unzureichenden Verklebung zwischen den verschiedenen Bauteilen der Säulen und somit zu einer unzureichenden Festigkeit der Säulen.

Insbesondere aus diesem Grund, aber auch aus anderen Gründen hat sich die Festigkeit der Säulen insbesondere für den Fall als unzureichend erwiesen, daß auf die Säulen große Belastungen aufgebracht werden müssen, wenn beispielsweise zwischen dem Boden und dem Dach des Fahrzeugaufbaues ein von den Säulen getragener Zwischenboden eingesetzt werden soll. Ein Material, das allen möglichen, auch maximalen Belastungen der Säulen Rechnung tragen würde, hätte dagegen keine ausreichende Temperaturisoliereigenschaft. Schließlich hat es sich gezeigt, daß bei hohen mechanischen Belastungen der Säulen in Verbindung mit den im Fahrzeugbetrieb unvermeidbaren Schwingungen die Klebung zwischen Polyuretiiankörper und Rahmenelementen sich zu lösen beginnen, was zu einer weiteren Verringerung der Belastbarkeit der Säulen führt. Dieses Problem ist besonders dann gegeben, wenn Mittel zur Sicherung der Ladung im Bereich zwischen dem vorderen und hinteren Fahrzeugende zwischen einander gegenüberliegenden Aufbauseitenwänden angeordnet sind. Zur Sicherung der Ladung können beispielsweise Kabel oder Bänder vorgesehen sein, die zwischen den

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Seitenwänden des Fahrzeugaufbaues gespannt sind und die Seitenwände auf Zug beanspruchen. Diese Zugbeanspruchungen neigen dazu, die inneren Rahmenelemente der Säulen beider Seitenwände gegeneinander zu ziehen, von den äußeren Rahmenelementen wegzuziehen und die Verbindung zwischen den Rahmenelementen und den Zwischenkörpern unzulässig zu beanspruchen und schließlich zu lösen.

Zur Lösung der aufgezeigten Probleme wird erfindungsgemäß eine Struktur zur Verwendung bei einem temperaturisolierenden Aufbau von Nutzfahrzeugen vorgeschlagen, die durch folgende Merkmale gekennzeichnet ist: ein inneres Rahmenelement aus Metall; ein äußeres Rahmenelement aus Metall; mehrere starre Distanzstücke aus Plastikmaterial, die kraftübertragend mit dem inneren und dem äußeren Rahmenelement verbunden sind; eine Masse aus an Ort und Stelle aufgeschäumtem und erhärtetem, tragfähigem Starrschaum, der die Distanzstücke umgibt und mit den Rahmenelementen verbunden ist.

Unter dem Ausdruck "an Ort und Stelle aufgeschäumt" wird im Zusammenhang mit der Erfindung verstanden, daß die Schaumkomponenten in flüssigem zustand in den Bereich zwischen den Rahmenelementen eingegeben werden und im Aufschäumen diesen Bereich lückenlos ausfüllen und dabei die Distanzstücke so gleichmäßig umgeben, wie sie an den Rahmenelmenten anliegen.

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Mit einem solchen Strukturelement gemäß der Erfindung, das als Wandsäule oder als Boden- oder Dachteil verwendbar ist, ist ein sehr gut tragendes Bauelement aufgezeigt, weil die starren und in Last übertragender Verbindung mit den Rahmenelementen stehenden Distanzstücke die übertragung von Belastungen zwischen den Rahmenelementen unterstützen und demzufolge das Strukturelement festigen. Der Starrschaum hat dabei nicht nur eine entsprechende Funktion, sondern steift die Distanzstücke aus, so daß diese die Aufgabe bei vertretbaren Abmessungen und vertretbarem Materialaufwand erfüllen können. Beim Aufschäumen und Aushärten an Ort und Stelle geht der Schaum einen engen Kontakt und eine innige Verbindung mit den Distanzstücken und den Rahmenelementen ein. Die gesamte Struktur zeichnet sich durch erheblich größere Festigkeit und Belastbarkeit vor den bekannten Lösungen aus.

Darüber hinaus stehen bei einer bevorzugten Lösung die Distanzstücke in mechanischer, spielfreier, sicherer Verbindung mit den Rahmenelementen, so daß Vibrations- und ähnliche Kräfte, die die Rahmenelemente an sich voneinander trennen könnten, mittels der Distansstücke völlig zwischen den Rahmenelementen übertragen werden. Das bedeutet, daß ein Minimum an Schwingungskräften durch die Verbindung zwischen dem Schaum und den Rahmenelementen übertragen

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werden muß. Das bedeutet eine erhebliche Verringerung der Belastung der Klebung zwischen Schaum und Rahmenelementen und entsprechend wird die Gefahr einer Zerstörung der Klebung verringert, so daß die Rahmenelemente dauerhaft flächig gestützt sind.

Schließlich können die Zahl und Anordnung der Distanzstücke und ihr Abstand voneinander währead der Fertigung der erfindungsgemäßen Struktur 'entsprechend ihrem Einsatzsweck verändert bzw» frei gextfählt werden» Eine Dachstruktur beispielsweise wird im allgemeinen nur wenig belastet und wird deswegen bei der erfindungsg©mäß©a. Ausbildung mit relativ wenigen D is tanz stücken auskommen, x^ährend eine Wandsäule relativ; mehr Distanzstücke aufweisen wird. Auch kann die Abmessung und/oder die Zahl d@r Distansstücks innerhalb bestimmter Bereiche gegenüber anderen Bereichen vergrößert werden, um lokalen höheren Belastungen der Struktur Rechnung tragen zu können haw» di© Struktur örtlich zu verstärken=

Die oben erläuterten und weitere Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aa Hand der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles der Erfindung verdeutlicht. In der Zeichnung ist ein Horizontalschnitt durch eine erfiadungsgemäß ausgestaltete Wandsäule dargestellt.

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Die Säule enthält zwei Metailelemente 1_f2 in der Form von zwei extrudierten Aluminiuniprofileno Das Element 1 hat im vorliegenden Fall den Querschnitt eines unten offenen Hutprofiles , dessen Oberseite zwischen zwei Seitenflanschen 3,4 liegt, die ihrerseits wieder einen hutförmigen Querschnitt haben, wobei die Nutinnenseiten einander zugekehrt sind. Das Metallelement 2 ist ebenfalls ein extrudiertes Aluminiumpsöfil. Es hat den Querschnitt eines hohlen offenen Rechteckes, dessen offene Seit® nach unten gerichtet und damit dem Metall©l©m@at 1 zugekehrt ist» Im Bereich des offenen Endes sind an äi© Profilseiten mit ihren offenen Seiten einander zugekehrte Nuten 5 angeformt_o Im Einbausustand liegt das Element 1 im Bereich dar Außenseite des Aufbaues eines Mufczfahrseuges, währ©ad das Element 2 im Bereich seiner Is3ä<3s,E«iit® liegt ο Dia Elemente sind mit Aussparungen versehen ρ so daß isaeee und äußere Verkleidungsplatten des Fataseugaufbaues zwischen je zw&± benachbarten Säulen befestigt werden könnenο Bei einem für die Erfindung typischen Fahrzeugaufbau habsn die Elsmsate 1,2 eiae Läage von annähernd 2^5 ra uad sind sie so ausgestaltet, daß sie mit ihren Eaden am Dach, bzw« Boäsa eiaes geschlossenen Fahrzeugaufbaues befestigt werden können.

Die Element© 1,2 sind durch Distanzstücke oder Einsätze δ aus synthetischem Piastilsmaterial miteinander verbunden«.

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Jedes Distanzstück hat den Querschnitt eines hohen regelmäßigen Rechteckes, an dem an jeder Ecke eine Leiste 7 angesetzt ist, die in eine der Nuten (5) der Elemente 1,2 eingreift. Die Distanzstücke sind an ihren beiden Enden offen. Die Distanzstücke 6 sind so steif, daß sie ohne Verformungen die im Betrieb aufnehmenden Belastungen aufnehmen können. Sie bestehen aus geeignetem Plastikmaterial, beispielsweise PVC. Die genaue Lastaufnahmecharakteristik der Distanzstücke wird durch die erforderliche mechanische Festigkeit der Säulen bestimmt. Es ist jedoch festzustellen, daß für jeden bestimmten Querschnitt die Steifigkeit jedes Distanzstückes von seiner Länge abhängig ist und daher die Steifigkeit bzw. Widerstandsfähigkeit der Distanzstücke durch Verändern der Länge der verwendeten Abschnitte ausgewählt werden kann.

Die Zahl und Anordnung der verwendeten Distanzstücke bestimmt sich aus der Bestimmung der benötigten Charakteristik der fertigen Säule. Soll eine Säule lediglich das Dach eines geschlossenen Fahrzeugaufbaues tragen und der Fixierung von dessen Wandplatten dienen, so haben sich bis zu 4 Distanzstücke mit je etwa 60 mm Länge als ausreichend erwiesen. Bei größeren Belastungen können mehr und/oder längere Distanzstücke verwendet werden. In extremen Fällen kann für jede Säule ein Distanzstück zweckmäßig sein, das sich über die

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ganze innere Länge der Rahmenelemente erstreckt. Nach dem Zusammenbau der Rahmenelemente aus Metall und der Distanzstücke aus Kunststoff, wird dieses Halbzeug in eine nicht gezeichnete Spannvorrichtung eingegeben, um zwischen den Rahmenelementen einen geschlossenen Hohlraum zu bilden, in dem sich die Distanzstücke befinden. In diesen Hohlraum werden die flüssigen Schaumkomponenten eingegeben und zum Aufschäumen gebracht. Ein hierfür geeigneter Schaumstoff besteht aus zwei Anteilen Polyurethan, das an Ort und Stelle aufschäumt und nach dem Erhärten eine fertige Dichte von 32 kg/m³ hat.

Die Kontur der Form bzw. Spannvorrichtung ist so gewählt, daß die Schaumkontur etwa nach der Linie 8 der Zeichnung verläuft. Wenn die Schaumreaktanten aufgeschäumt sind und der Schaum erstarrt ist, so liegt insgesamt eine Struktur vor, die eine steife Säule mit einem im wesentlichen rechteckigen Querschnitt bildet. Die Rahmenelemente 1,2 sind dabei an einander gegenüberliegenden Außenseiten der Säule angeordnet. Der Schaum selbst ist nicht hygroskopisch und bildet so Dampfsperren zwischen benachbarten Wandflächen eines fertigen Fahrzeugaufbaues. Um eine Dampfsperre zwischen benachbarten Flächen des fertigen Fahrzeugaufbaues zu ermöglichen, sind die Außenflächen des Schaumes vorzugsweise mit einer wasserabweisenden bzw. wasserdichten Schicht aus

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Bitumen beschichtet. Um das Herausnehmen der fertigen Säule aus der Form zu unterstützen, sollte die Form mit einem geeigneten Materialfilm ausgekleidet sein, beispielsweise Polyäthylen, der von den fertigen Säulen abgestreift wird, wenn diese aus der Form herausgenommen sind.

Die den Fahrzeugaufbau komplettierenden Wandteile und Platten aus isolierendem Material können zwischen den Säulen eingebaut werden, wie es .in der GB-PS 1 140 267 beschrieben ist.

Es soll noch darauf hingewiesen werden, daß während des Zusammenbaues der Rahmenelemente mit den Distanzstücken die Distanzstücke dadurch an ihrer Stelle gehalten werden, daß die Rippen 7 in den Nuten an den einen Enden eingreifen, wobei die Distanzstücke in ihre richtige Position geschoben werden können. Sind die Distanzstücke in ihre richtige Position geschoben, so können die Nuten zu beiden Seiten der Distanzstücke eingedrückt werden, um Bewegungen der Distanzstücke relativ zu den Rahmenelementen zu verhindern und so eine zuverlässige Fixierung zwischen Rahmenelementen und Distanzstücken zu gewährleisten.

Zusammenfassend kann die Erfindung als eine temperaturisolierende Säule oder dergleichen definiert werden, um

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einen temperaturisolierenden Aufbau für Fahrzeuge zu bilden. Die Säule oder dergleichen weist ein inneres und ein äußeres metallisches Rahmenelement 1,2 auf, die durch mehrere, gegebenenfalls kurze lastübertragende Plastikeinsätze 6 miteinander verbunden sind. Die Plastikeinsätze sind von einem starren Polyurethanschaum eingekapselt, der an Ort und Stelle zum Aufschäumen gebracht worden ist und dabei eine klebende Verbindung mit den Rahmenteilen 1,2 eingeht. In der Zeichnung ist die Kontur des entstehenden Schaumkörpers durch den Linienzug 8 dargestellt. Die Plastikeinsätze bzw. Distanzstücke 6 gewährleisten eine ausreichende mechanische Festigkeit der Säule insbesondere gegen Kräfte, die die Rahmenelemente voneinander separieren wollen.

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Claims

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Anmelder; FREIGHT BONALLAGK LIMITED, Liberator Road,

Ftfers Lane, Norwich, Norfolk NR6 6ET, England

Titel: Strukturelement für einen isolierenden Aufbau

von Nutzfahrzeugen

Patentansprüche

1.J Strukturelement für einen isolierenden Aufbau von Nutzfahrzeugen, das innere und äußere Rahmenelemente aus Metall und eine diese miteinander verbindende, gegen Temperatur isolierende Struktur aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die gegen Temperatur isolierende Struktur steife Distanzstücke (6) aus

Plastik aufweist, die mit jedem der Rahmenelemente (1,2) kraftübertragend verbunden sind, sowie eine Masse aus an Ort und Stelle aufgeschäumtem Starrschaum, der die Distanzstücke umgibt und im Aufschäumen und Erstarren eine Klebverbindung mit den Rahmenelementen eingeht.

2, Strukturelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzstücke (6) mechanisch fest mit den Rahmenelementen (1,2) verbunden sind.

ο Strukturelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Rahmenelement (1,2) ein Paar von nach innen

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gerichteten Nuten aufweist und daß die Distanzstücke (6) ein Paar Zungen (7) aufweisen, die in die Nuten der Rahmenelemente eingreifen.

4. Strukturelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Fixieren der Distanzstücke (6) gegenüber den Rahmenelementen (1,2) vor der Bildung des Starrschaumes die Seitenwände zumindest einiger Nuten seitlich der Distanzstücke eingedrückt worden sind.

5. Strukturelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzstücke (6) einen regelmäßigen Querschnitt haben und von einem entsprechend profilierten Stangenmaterial abgelängt sind.

6. Strukturelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich ein Distanzstück (6) entsprechender Länge über die gesamte Länge der Rahmenelemente (1,2) erstreckt.

7. Strukturelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es als Säule eines Fahrzeugaufbaues auf seinem gesamten Umfang einschließlich der Rahmenelemente (1,2) von Starrschaum umgeben ist mit

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der Ausnahme von Auflageflächen für die Außen- und Innenseite der Aufbauseitenwände.

8. Strukturelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzstücke (6) hohl und an den Enden offen sind, um das Aufschäumen des Starrschaumes im gesamten Bereich zwischen den Rahmenelementen (1,2) nicht zu behindern.

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