DE3916065A1 - Kofferaufbau fuer nutzfahrzeuge (lkw) - Google Patents
Kofferaufbau fuer nutzfahrzeuge (lkw)Info
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Description
Die Erfindung betrifft einen Kofferaufbau für Last
kraftwagen.
Derartige Koffer sind seit langem bekannt. Ursprüng
lich wurden Aufbauten aus Stahlblech oder aus einer
Stahl-Holz-Verbundkonstruktion gefertigt. Das hohe Ge
wicht derartiger Konstruktionen und die dadurch geringe
Nutzlast der Lastkraftwagen führte bald zu verschiedenen
Versuchen, derartige Koffer aus anderem Material herzu
stellen. Ein erster, naheliegender Schritt war der Ersatz
des Stahles durch Aluminium, wobei jedoch dieser Aus
tausch die Kosten stärker erhöhte, als er das Gewicht
verringerte.
Namhafte Gewichtsreduzierungen gelangen, als Koffer
aus Sandwichelementen aufgebaut wurden. Solche Sandwich
elemente bestehen aus je einer inneren und äußeren Deck
schicht und einem tragenden Kern aus Hartschaum. Die
Deckschichten können dabei aus Kunststoff oder aus Metall
bestehen. Es ist auch möglich, mehrere Deckschichten vor
zusehen. Es wurden Produktionsverfahren zur Herstellung
großformatiger Verbundplatten entwickelt, doch zeigte es
sich, daß trotz verschiedener Verbesserungsvorschläge die
mechanischen Eigenschaften bei Platten, die ökonomisch
einsetzbar waren, nicht ausreichten, um zu zufriedenstel
lenden Koffern zu gelangen.
Es war daher in der Folge ein Hauptziel der Entwick
lung die großformatigen, teuren Sandwichelemente durch
kleinere, preiswerte Platten zu ersetzen und die zur Ver
bindung dieser Platten erforderlichen Verbindungselemente
gleichzeitig zur Erhöhung der statischen Festigkeit
heranzuziehen. Es liegt in der Natur dieser Lösung, daß
die Versteifungs- und Verbindungselemente ein wesentlich
größeres Flächengewicht aufweisen, als die von ihnen ge
haltenen Platten, wodurch ein guter Teil des Gewichtsvor
teils der Sandwichkoffer wieder aufgezehrt worden ist.
Bei Verwendung metallischer Verbindungselemente -
und fast alle verwendeten Verbindungselemente bestanden
aus Metall - wirkten diese als unerwünschte Kälte- bzw.
Wärmebrücken und machten die so hergestellten Koffer für
eine ganze Reihe von Anwendungen ungeeignet oder nur nach
weiteren Adaptionen geeignet.
Bei den heute, besonders im Lebensmitteltransport,
zwingend vorgeschriebenen wärmeisolierten Koffern von
LKW's hat sich im Laufe der Zeit herausgestellt, daß
durch Alterung der Isolierung deren Wärmedämmleistung zu
rückgeht. Bereits 1970 wurden in einem internationalen
Übereinkommen betreffend den zwischenstaatlichen Trans
port leicht verderblicher Lebensmittel und die dafür vor
gesehenen Beförderungsmittel, die Forderung erhoben, daß
die Kühlkoffer im Neuzustand einen um 30% höheren k-Wert
(Maß für die Isolierung) aufweisen müßten, als eigentlich
erforderlich wäre. Nur damit sei sichergestellt, daß ein
Kühlkoffer auch nach sechs Jahren Lebensdauer über eine
ausreichende Wärmedämmung verfügt.
Der durch dieses Übereinkommen bedingte Isolierauf
wand wirkt sich nicht nur bei den Anschaffungskosten un
angenehm aus, sondern verringert, da die Erhöhung des k-
Wertes fast ausschließlich über eine Erhöhung der Iso
lierschichtdicke erreicht wird, auch das zur Verfügung
stehende Ladevolumen während der gesamten Lebensdauer des
Kühlkoffers.
Ein Gebiet, auf dem mechanisch widerstandsfähige und
gut wärmeisolierende Bauteile mit niedrigem Flächenge
wicht seit langer Zeit gefragt sind, ist der Flugzeugbau.
Auf diesem Gebiet ist es seit längerem üblich, sogenannte
Wabenstrukturen zu verwenden. Dabei wird ein Zentralele
ment in Form einer Bienenwabe, deren Wände zumindest an
nähernd rechtwinkelig auf die Oberflächen des Elementes
stehen, auf beiden Seiten mit einer Beschichtung verse
hen.
Die zumeist aus Aluminium bestehenden Waben und die
meistens ebenfalls aus Leichtmetall bestehenden beidsei
tigen Beschichtungen verfügen naturgemäß über so gut wie
keine Wärmedämmung, sind jedoch mechanisch wesentlich wi
derstandsfähiger als es das Volumen und Gewicht einer
solchen Struktur vermuten laßt.
Um auch eine gewisse Wärmedämmung zu erzielen und um
solche Strukturen stärker als bis dahin möglich formen zu
können, schlägt die US-PS 40 54 477 vor, eine solche Wa
benstruktur zuerst einseitig mit einem relativ undehnba
ren flächigen Material zu verkleben, dann so in die ge
wünschte Form zu bringen, daß dieses Material auf der
konvexen Seite ist, anschließend gegebenenfalls von der
noch offenen Seite mit einem Isolierschaum od.dgl. zu
füllen und schließlich auf der konkaven Seite ebenfalls
mit einer Abdeckschichte zu verkleben. In der Folge wer
den die beiden Schichten abgezogen, sodaß der ausgehär
tete Klebstoff die Aluwaben von der Umgebung abschirmt.
Dann wird eine endgültige Innen- und Außenschicht an den
entsprechenden Seiten aufgeklebt.
Durch diese Zweistufenverklebung wird die Bildung
von Wärmebrücken zwischen der inneren und der äußeren Be
schichtung über die Metallwaben verhindert. Darüberhinaus
sorgt die relativ undehnbare Außenschichte während des
Verformens dafür, daß die Zugkräfte, die beim Verformen
auf der konvexen Seite der Platte in der Plattenebene
auftreten, von dieser Schichte und nicht von den Waben
aufgenommen werden, wodurch die Waben im großen und gan
zen unverletzt überleben. Die daraus resultierende stär
kere Stauchung der Waben auf der Innenseite ist mecha
nisch wesentlich unbedenklicher als das bis dahin immer
auftretende Zerreißen der Waben an der Außenseite.
Die Druckschrift bezieht sich nur auf die Herstel
lung eines solchen Verbundmaterials, bringt als Beispiel
für seine Verwendung die Herstellung einer Flugzeugtüre
und erwähnt als weitere Anwendungsgebiete den Fahrzeug-
und Containerbau.
Obwohl in dieser Druckschrift von der verbesserten
Wärmedämmung gesprochen wird, ist diese bei weitem nicht
hinreichend um im regulären Kühlfrachtverkehr für eine
ökonomisch sinnvolle Isolierung zu sorgen. Im Flugzeug,
in dem genügend Abwärme zur Verfügung steht, ist es ein
leichtes, den Wärmeverlust durch die im Vergleich zur Ge
samtaußenfläche kleinen Türöffnung auszugleichen, es muß
nur sichergestellt sein, daß an und in der Tür weder Kon
densation noch Anfrieren von Feuchtigkeit aus der Umge
bungsluft erfolgt, und daß die Innenfläche der Tür nicht
so kalt ist, daß es für Passagiere und Besatzungsmitglie
der beim Berühren und Handhaben unangenehm ist.
Im Gegensatz zu diesen Lehren der US-PS 40 54 477
hat es sich bei Versuchen des Anmelders völlig überra
schend herausgestellt, daß die dort geoffenbarte Waben
struktur zwar keine für LKW's brauchbare Isolierung,
dafür aber ein nahezu ideales Tragelement für einen Kof
feraufbau darstellt, das an seiner Innenseite mit einer
dem jeweiligen Benutzungszweck des LKW's angepaßten Iso
lierung versehen werden kann. Als besonders vorteilhaft
hat sich dabei ergeben, daß der tragende Aufbau und die
Isolierung bei der Herstellung von ein- und demselben
Team hergestellt und zusammengebaut werden kann, da so
wohl die Isolierung als auch der Aufbau in die Kunst
stofftechnologie fallen. Das leichte Gewicht, die Korro
sionfreiheit und die leicht an die vorgegebenen Randbe
dingungen anzupassende Beschichtung erlauben die Herstel
lung eines wartungsfreien, leichten und doch stabilen
Koffers, an dessen Innenseiten ebenso leicht und einfach
standardisierte Wärmedämmelemente oder speziellen Kunden
wünschen angepaßte Spezialelemente angebracht werden
können.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen,
daß die Isolierung auch aus einer Wabenkonstruktion,
vorzugsweise aus Kunststoff oder beschichtetem bzw. im
prägniertem Papier besteht, die flächig mit der Tragwa
benkonstruktion verbunden wird. Dadurch wird eine Verbin
dung zwischen tragender Wand und Isolierung erreicht, die
alle mechanischen und thermischen Forderungen vorbildlich
erfüllt.
Dies liegt einerseits in der flächigen Verbindung,
die jegliche Konvektion zwischen den Konstruktionsteilen
des Aufbaues verhindert und am ähnlichen Aufbau der bei
den Schichten, die somit auf mechanische Belastungen
gleichartig reagieren und dadurch Spannungsspitzen ab
bauen.
In einer vorteilhaften Variante, in der der Aufbau
bei praktisch gleichbleibender Stabilität und weiter
verringertem Gewicht über verbesserte Wärmedämmeigen
schaften verfügt, ist vorgesehen, daß der Raum zwischen
den Wabenwänden vor und während des Aufbringens der zwei
ten Deckschichte evakuiert wird und auch nach Fertigstel
lung der Platte luftleer bleibt, wodurch ein Effekt ähn
lich dem bei Thermosflaschen auftritt.
Bei dieser Variante wird die Isolierung zwar räum
lich in die Tragkonstruktion gelegt, sie besteht aber
dennoch unabhängig von ihr. Dies erkennt man daran, daß
beim Lufteintritt in alle Waben zwar der Isoliereffekt
verloren geht, die mechanische Stabilität aber uneinge
schränkt gewahrt bleibt.
Besonders bei dieser Variante ist es vorteilhaft,
zwei oder mehrere dünne Wabenelemente mittels luftdichter
Zwischenlagen flächig miteinander zu verkleben, wodurch
die mechanische Stabilität, insbesondere dann weiter
erhöht werden kann, wenn dabei die Knotenpunkte der einen
Wabenstruktur mit dem Wabenmittelpunkt der benachbarten
Wabenstruktur zusammenfallen. Überraschenderweise ist
eine solche Konstruktion auch gegenüber mechanischen
Beschädigungen bei weitem nicht so empfindlich, wie ur
sprünglich angenommen, da die Wände der Waben bei Ver
letzung einzelner Waben den zwischen ihnen auftretenden
Druckunterschied auch auf Dauer ertragen können.
Es wurde überraschenderweise gefunden, daß bei Ver
wendung von zwei oder mehreren Wabenkonstruktionen, die
flächig miteinander verklebt sind, besonders in den Be
reichen starker Krümmung eine mechanische Widerstands
kraft erreicht wird, die wesentlich größer ist als bei
Verwendung nur einer, entsprechend dickeren Wabenplatte.
Der Verstärkungseffekt ist auch stärker als es der ent
sprechend vermehrten Anzahl an Deckschichten entspricht
und geht vermutlich darauf zurück, daß in diesem Bereich
durch die Herabsetzung der Wabenstärke die Deformationen
wesentlich geringer als bei dickeren einlagigen Waben
sind.
Die Erfindung schlägt in einer vorteilhaften Ausge
staltung daher vor, besonders in den Bereichen, in denen
das Kofferdach in die Kofferseitenwände und diese inein
ander übergehen, mehrschichtige Wabenkonstruktionen zu
verwenden.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher er
läutert.
Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Koffer im
Schnitt senkrecht auf die Fahrzeuglängsachse;
Fig. 2 zeigt einen Wabenkörper mit durchsichtig ge
zeichneter oberer Abdeckung und
Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch einen zweischichti
gen, fertigverklebten Wabenkörper.
Ein in seiner Gesamtheit mit 1 bezeichneter Koffer
ist auf mehreren Querträgern 2 eines LKW's aufgebaut. Auf
dem Querträger 2 ist eine Bodengruppe 3 angeordnet, die
über Tragelemente 4 auch die Seitenwände 5 trägt. Die Bo
dengruppe und die Seitenwände bestehen, wie auch die
Decke 6 des Koffers, aus einer Sandwichkonstruktion, deren
zentrales Element eine Wabenplatte darstellt, wie sie aus
den Fig. 2 bzw. 3 ersichtlich ist.
Im Inneren des Koffers ist auf Distanzhaltern 6, die
vorzugsweise großflächig mit der inneren Oberfläche der
Sandwichkonstruktion verklebt sind und die bevorzugt aus
wärmedämmendem Material bestehen, eine Abdeckung 8 ange
ordnet.
Eine den Kundenwünschen angepaßte Isolierung 7 wird
entlang der Innenseite der Wabenkonstruktion aufgebracht
und mittels der Abdeckung 8 an ihrem Platz gehalten. Wenn
die Isolierung über zumindest eine mechanisch genügend
feste Außenseite verfügt, kann die Halteplatte 8 selbst
verständlich entfallen und die Isolierung wird nur im Be
reich der Distanzhalter 6 mit passenden Verbindungsele
menten mit diesen verbunden.
Zurrleisten 9 können passenderweise ebenfalls an den
Distanzhaltern befestigt werden, die in diesem Falle auch
die Haltekräfte für das Ladegut in die tragende Wabenkon
struktion einleiten.
Am Fußboden des Fahrzeuginnern ist ebenfalls eine
Wabenplatte 10 vorgesehen, die gegebenenfalls stärker
sein kann als die Wände und die Decke um den Belastungs
spitzen, die durch aufgestapeltes Transportgut entstehen
können, auszuhalten oder die aus einer mehrschichtigten
Konstruktion besteht oder auch über eine mechansich hoch
feste Innenverkleidung verfügt.
Die für diesen Fahrzeugaufbau erfindungsgemäß ver
wendete Wabenplatte wird anhand der Fig. 2 und 3 näher
erläutert. Fig. 2 zeigt eine solche Wabenplatte 20, bei
der die einzelnen Wände 21 der Waben ebenso zu sehen
sind, wie die untere und die obere Deckschicht 22, die
mit den Endkanten 23 der Wabenwände 21 passend verklebt
sind, wobei in Fig. 2 die obere Deckschicht durchsichtig
gezeichnet wurde, um die Konstruktion erkennen zu lassen.
Die Klebstellen 24 wurden nur an einigen Stellen in der
vordersten Wabenreihe durch Verstärken der Linien 23
angedeutet, doch erfolgt die Klebung selbstverständlich
entlang aller Kanten 23 an der Wabenober- und der Waben
unterseite.
In Fig. 3 ist eine bevorzugte Ausgestaltung der ver
wendeten Wabenplatte 30 dargestellt. Bei dieser Ausge
staltung ist das Innere 31 der Waben evakuiert, wodurch
die erfindungsgemäß verwendete Platte nicht nur mechani
sche Aufgaben für den erfindungsgemäßen Koffer übernehmen
kann, sondern auch über wesentlich verbesserte thermische
Eigenschaften verfügt. Um Verletzungen für die Isolier
wirkung harmlos zu gestalten, ist die Platte zumindest
doppelschichtig ausgebildet, wobei in der Innenschichte
32 eine Deckschicht aus glasfaserverstärktem Kunststoff
vorgesehen ist, wodurch die mechanische Festigkeit und
der Widerstand gegen Beschädigungen weiter steigt. Außen
und innen können herkömmliche Deckschichten 33, 33′,
beispielsweise aus Aluminium verwendet werden. Die Höhe
der Waben 34, 34′ wurde in Fig. 3 gleich hoch gezeichnet,
doch ist es selbstverständlich möglich, verschieden hohe
Waben zu verwenden.
Die erfindungsgemäße Konstruktion erlaubt es, bei
einfachstem Aufbau, und wenn man von der Ausführungsform
mit den evakuierten Waben absieht, mit einfachen Werkzeu
gen und Vorrichtungen einen Koffer zu schaffen, dessen
mechanische Eigenschaften gleich oder besser sind, als
die mechanischen Eigenschaften bisher bekannter Koffer,
wobei das Gewicht weiter reduziert wird und die tragenden
Teile im Gegensatz zu den bisher verwendeten tragenden
Teilen günstige thermische Eigenschaften aufweisen. Darü
berhinaus ist durch die saubere Aufteilung der mechani
schen und thermischen Aufgaben auf zwei verschiedene
Strukturen, eine leichte und billige Anpassung an Spe
zialaufgaben und Einsatzgebiete möglich. Da die Isolie
rung keinerlei tragende Eigenschaften aufweisen muß, ist
es möglich auf die bei der sonstigen Sandwichbauweise
zumeist verwendeten chlorierten und/oder fluorierten
Kohlenwasserstoffe zu verzichten und im Hinblick auf die
zu transportierenden Güter und die Umwelt unbedenkliche
Isolierungen, beispielsweise aus Steinwolle, Glaswolle
etc. zu verwenden.
Claims (6)
1. Kofferaufbau für Lastkraftwagen, mit einer Trag
konstruktion zur Erzielung der notwendigen mechanischen
Festigkeit und einer innerhalb der Tragkonstruktion vor
gesehenen Isolierung, dadurch gekennzeichnet, daß die
Tragkonstruktion eine an sich bekannte, beidseitig mit
mindestens einer Deckschichte (22, 33, 33′) versehene
Wabenplatte (20) ist.
2. Kofferaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Isolierung (7) eine mit der Wabenplatte
(20) flächig verbundene, vorzugsweise verklebte, Waben
platte (20, 30) ist, deren Waben (34, 34′) aus einem
schlecht wärmeleitenden Material bestehen, wobei gegebe
nenfalls die Hohlräume der Wabenplatte (30) evakuiert
sind.
3. Kofferaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Hohlräume der Wabenplatte (20) eva
kuiert sind.
4. Kofferaufbau nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Wabenplatte (20) aus zumindest zwei
Wabenschichten (34, 34′) besteht, wobei vorzugsweise die
Zwischenschicht(en) (32) eine Lage aus glasfaserverstärk
tem Kunststoff aufweist.
5. Kofferaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß zumindest in den Bereichen
starker Krümmung, insbesondere beim Übergang vom Dach des
Koffers in die Wände und in den Ecken die Wabenplatte
(20) aus zumindest zwei Wabenschichten (34, 34′) besteht,
die einzeln verformt und anschließend flächig verbunden
worden sind.
6. Kofferaufbau nach Anspruch 4 oder 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Mittelachsen der Waben einer
Schichte mit den Knotenlinien der Waben zumindest einer
Nachbarschichte fluchten.
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DE19893916065 DE3916065A1 (de) | 1989-05-17 | 1989-05-17 | Kofferaufbau fuer nutzfahrzeuge (lkw) |
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DE3916065A1 true DE3916065A1 (de) | 1990-11-22 |
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DE (1) | DE3916065A1 (de) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1989
- 1989-05-17 DE DE19893916065 patent/DE3916065A1/de not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |