DE602004003211T2

DE602004003211T2 - Paneelwandplatte für die Schlafkabine eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE602004003211T2
Application number: DE602004003211T
Authority: DE
Inventors: Andrew Scott; Joel D. Reed
Original assignee: International Truck Intellectual Property Co LLC
Current assignee: International Truck Intellectual Property Co LLC
Priority date: 2004-01-16
Filing date: 2004-03-29
Publication date: 2007-09-27
Anticipated expiration: 2024-03-30
Also published as: EP1555192B1; US20040169399A1; DE602004003211D1; ATE345257T1; EP1555192A1; US6935680B2

Description

HINTERGRUND
Schlafzellen, die entweder integriert in der Kabine oder getrennt von der Kabine einer Straßen-Zugmaschine sind, sind traditionell als Strukturen bzw. Anordnungen gestaltet worden, die eine eigene Einheit bilden. Diese Anordnungen werden dann angestrichen, und die Innenverkleidung und Einrichtungen werden eingebaut. Der Zweck des Schlafraums ist, Raum bzw. Platz für den Einbau von einem oder zwei Doppelstockbetten (bunk beds), zusammen mit einer Vielfalt von Schränken zur Ablage bereitzustellen. Die Verwendung eines Schlafraums in einem Lastkraftwagen erlaubt dem Fahrer bzw. der Fahrerin zu ruhen und zu schlafen, wenn er bzw. sie unterwegs und fern von zu Hause ist.
Als ein grundlegender Teil des Kabinenaufbaus, muß der Schlafraumbereich verschiedene Leistungsansprüche erfüllen, die mit dem geeigneten Betrieb des Fahrzeugs verbunden sind. Diese enthalten, sind aber nicht beschränkt auf die Minimierung von durch Paneelschwingung bzw. -vibration erzeugtem Lärm, die Fähigkeit, Belastungen auszuhalten, wenn es entsprechend der SAE empfohlenen Praktiken geprüft bzw. getestet wird, und die Dämmung des Innenraums vor außerordentlicher Wärme oder Kälte.
Die Innenverkleidung stellt eine dekorative Oberfläche zum Inneren des Schlafraumgehäuses (sleeper body) bereit und wird auch als ein Teil des Lärm- und Wärmedämmungssystems verwendet. Um die geeigneten Niveaus der Maßtreue und kosmetischen Qualität bereitzustellen, werden die Teile der Schlafraumstruktur und des Inneren unter Verwendung von hochqualitativen Werkzeugen hergestellt, die ebenso kostenträchtig herzustellen und zu warten sind.
Diese Erfindung hat zur Folge (entails), daß die Fahrzeug-Schlafraumpaneele aus Kunststoff-Metall-Hybridpaneelen hergestellt werden und daß diese leichtgewichtigen und starken Paneele in Fahrzeuge eingebaut werden. Dies erlaubt, daß Schlafraumverkleidungs-Komponenten unmittelbar an die Verbund-Strukturabschnitte der neuen Paneele eingebaut werden. Die Erfindung schließt eine neuartige Verwendung einer alten Technologie bei der Verwendung der Kunststoff-Metall-Hybridpaneele ein.
Die US 6,276,748 B1 offenbart eine mobile Straßen-Zugmaschine jeweils gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 8.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine mobile Straßen-Zugmaschine mit einem neuen Schlafraum von leichtgewichtiger Konstruktion bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch eine mobile Straßen-Zugmaschine jeweils gemäß der Ansprüche 1 und 8 gelöst.
ZUSAMMENFASSUNG
Die Erfindung umfaßt bzw. deckt die Anpassung bereits existierender Technologien für Kunststoff-Metall-Hybridmaterialien zur Konstruktion von Schlafraum-Seiten- und -Rückseitenpaneelaufbauten ab. Schlafraumpaneele werden traditionell aus zwei Elementen konstruiert, die Paneelaufbauten und die Innenverkleidung. Diese Erfindung verwendet ein geformtes (molded) Paneel zur Bereitstellung des Inneren der Struktur und der dekorativen Innenoberfläche. Dies erlaubt den inneren Komponenten, unmittelbar an die Verbund-Strukturpaneele montiert zu sein. Der resultierende Schlafraum weist einen stärkeren Eingriff bzw. eine stärkere Kopplung mit den montierten Komponenten, wie beispielsweise einem Schrank, und eine Verringerung der Teilezahl auf.
Einer der bestehenden Kunststoff-Metall-Hybridtechnologie-Prozesse, der die Implementierung dieser Erfindung berücksichtigt, ist in den U.S.-Patenten 5,190,803 und 5,842,265, auf welche bei dieser Anwendung bzw. Anmeldung vollinhaltlich Bezug genommen wird, beschrieben. Weitere Kunststoff-Metall-Hybridmaterialien existieren und können ebenso bei der Implementierung in dieser Erfindung Anwendung finden. Diese bisherigen Prozesse sind als Hybrid-Spritzgußtechnologie beschrieben worden und bringen zum Zeitpunkt des Formens metallische Verstärkungen in den Aufbau ein. Die normale Verwendung dieser bisherigen Prozesse lag ersichtlich nur bei Anwendungen, die nicht kritisch waren. Die Verwendung für ein Schlafraum-Inneres ist eine neue Anwendung, die signifikante Anforderungen von Qualität und Erscheinungsbild aufweist. Eine Ausführungsform kann die Verwendung eines metallischen Strukturpaneels für den Paneelaufbau mit Spritzguß-Kunststoffrippen für zusätzliche Festigkeit enthalten. Das Innenpaneel oder die innere Wand des Schlafraums kann auch im Verbund spritzgegossen sein, um den Innenpaneelaufbau zu befestigen. Die Verwendung des Hybrid-Spritzgußprozesses erlaubt die Verwendung von einfachen Metallverstärkungen, die innerhalb des Gehäusehohlraums versteckt sind und daher einfach mit einem Werkzeug bearbeitet werden können. Der Aufbau kann ebenso einen Form- bzw. Gußschaum (molded foam) enthalten, der den Hohlraum zwischen der inneren Oberfläche und dem äußeren Gehäusepaneel ausfüllt, wobei die erforderliche thermische und akustische Isolierung für den Schlafraum bereitstellt wird. Diese Aufbauten können nach dem Streichen aneinander und an die Bodenstruktur unter Verwendung eines mechanischen Verbindungselements und/oder eines Klebstoffs angebracht werden.
ZEICHNUNG
1 ist eine perspektivische Ansicht eines mobilen Fahrzeugs, wie beispielsweise eines Hochleistungs-Lastkraftfahrzeugs, das einen Schlafraum enthält, wie beispielsweise der Typ, der wenigstens eine Ausführungsform dieser Erfindung verwenden kann.
2 ist eine Teilschnittansicht des Fahrzeugs von 1.
3 ist eine weitere Schnittansicht des Fahrzeugs von 1, die eine Ansicht einer der Ausführungsformen der Erfindung bereitstellt.
4 ist eine perspektivische Ansicht eines Innenpaneel-Aufbaus der Ausführungsform der Erfindung, die im Fahrzeug von 1 dargestellt ist.
5 ist eine Draufsicht des Paneels von 4.
6 ist eine seitliche Detailansicht des Paneels von 4.
7 ist eine Explosionsansicht einer zweiten Ausführungsform eines Innenstruktur-Verbundpaneels und eines Innenverkleidungspaneels zusammen mit einem Außenpaneel und Innenverkleidungsschränken, die gemäß der Erfindung hergestellt sind.
8 ist eine Aufbauansicht des Schlafraumabschnitts eines mobilen Fahrzeugs.
9 ist eine vertikale Schnittansicht der integrierten Verstärkung und des Innen-Formteils des Fahrzeugs von 8.
10A ist eine geschnittenen Draufsicht des Anschlusses zwischen der integrierten Verstärkung und des Innen-Formteils und einem Rückaufbau des Schlafraums von 9.
10B ist eine geschnittene Draufsicht des Anschlusses zwischen der integrierten Verstärkung und des Innen-Formteils und einem Übergangsabschnitt zur Kabine des Schlafraums von 9.
11 ist eine Explosionsansicht einer zusätzlichen Ausführungsform eines Verstärkungs- und Innenverkleidungs-Verbundpaneels, das gemäß der Erfindung hergestellt worden ist.
BESCHREIBUNG
Das Innenseiten-Verstärkungs- und Innenverkleidungs-Verbundpaneel dieser Erfindung kann im Fahrzeug 101, das in den 1 bis 3 dargestellt ist, verwendet werden. Das Fahrzeug 101 weist ein Fahrgestell 102, das mit einer Fahrerkabine 103 gekoppelt ist, auf. Falls das Fahrzeug 101 ein Fahrzeug vom Überlandtyp (over the road type) ist, bei dem die Fahrer unterwegs ruhen müssen, weist das Fahrzeug einen Schlafraum 104 auf, der mit der Kabine 103 und dem Fahrgestell 102 gekoppelt ist. Der Schlafraum 104 weist ein Innenseiten-Verstärkungs- und Innenverkleidungs-Verbundpaneel 119 auf. Auf der gegenüberstehenden Seite des Schlafraums 104 gibt es ein Paneel von einer ähnlichen Gestalt. Innenschränke 118 oder Möbel, wie beispielsweise Schlafbetten, können unmittelbar an das Verstärkungs- und Innenverkleidungs-Verbundpaneel 119 montiert sein.
Das Verstärkungs- und Innenverkleidungs-Verbundpaneel 119 ist in den 4 bis 6 dargestellt. Das Paneel enthält ein metallisches inneres Strukturpaneel oder einen Mantel (shell) 122, das in eine Gestalt gepreßt ist, welche die Strukturseiten 123 enthält. Es kann einen Trägerkanal 127 vorhanden sein. Es sind spritzgegossene, Z-förmige Verstärkungs- und Trägerrippen 121 aus Kunststoff vorhanden, die idealerweise durch die Löcher im metallischen Strukturpaneel 122 eingespritzt werden. Die Rippen 121 sind in einem Zickzack-Muster am Verstärkungs- und Innerverkleidungs-Paneel 119 ausgebildet. Wo ein Trägerkanal 127 vorhanden ist, können die Verstärkungs- und Trägerrippen 121 entlang und quer zum Trägerkanal 127 mit Eingriff an diskreten Eingriffstellen 128 entlang dem Trägerkanal 127 gekoppelt sein. Diese diskreten Eingriffstellen 128 können mit den Kunststoff-Einspritzpunkten für den Spritzguß korrespondieren. Das Metall des inneren Strukturpaneels kann Zinkbeschichtete Stahlbleche und/oder Stahlbleche, die mit einer Grundierung und einem optionalen Adhäsions-Förderer bereitgestellt werden, sein, wobei unbehandelte, eloxierte Aluminiumbleche und/oder Aluminiumbleche, die mit einer Grundierung und einem optionalen Adhäsions-Förderer bereitgestellt werden, besonders geeignet sind. Teilkristalline Kunststoffe, wie beispielsweise Glasfaser-verstärktes Polyamid 6, Polyamid 6,6, Polybutylenterephthalat, Polyphenylensulfid oder Propen, sind geeignet als Kunststoffe zum Einspritzen in die Verstärkungsrippen 121. Diese Gestaltung bietet dem metallischen inneren Strukturpaneel 122 Festigkeit ohne das zusätzliche Gewicht, das eine traditionelle, getrennte metallische Verstärkung mit sich bringen würde. Gewicht ist für Lastzüge ein wichtiger Punkt bei Anwendungen, bei denen die Fahrzeuge an ihrer gesetzlichen Grenze arbeiten. Wenn 36,3 bis 45,4 kg (80 bis 100 Pfund) von jedem Schlafkabinen-Seitenpaneel entfernt werden können, dann kann der Fahrer eine zusätzliche Last von 72,6 bis 90,7 kg (160 bis 200 Pfund) befördern bzw. tragen, und da einige Vertragszahlungen auf Basis von Gewicht ausgestaltet sind, kann die Anwendung dieser Erfindung den Fahrern und Flottenmanagern beträchtliche Mengen an Geld auf einer jährlichen Basis sparen. Das Verstärkungs- und Verkleidungspaneel kann auch eine Verbund-Spritzguß-Innenverkleidungsfläche 125 enthalten. Die Schränke 118 und weitere Schlafraummöblierungen können an die Innenverkleidungsfläche 125 montiert sein, wobei eine Festigkeit erzielt wird, die vom Verstärkungs- und Verkleidungspaneel 119 von den Verstärkungsrippen 121 und dem metallischen inneren Strukturpaneel oder Mantel 122 herrührt.
7 ist eine Explosionsansicht einer zweiten Ausführungsform eines Innenstruktur- und Innenverkleidungs-Verbundpaneels 219 zusammen mit einem äußeren Paneel 211 und den Innenverkleidungsschränken 218A und 218B. Das äußere Paneel 211 kann die Öffnungen 231 für entweder Fenster- oder Zugangsbereiche enthalten. Das Struktur- und Innenverkleidungspaneel 219 bedarf korrespondierender Öffnungen 231A. Nach dem Stand der Technik würden die zusätzlichen Träger im Strukturpaneel aus Metall hergestellt werden, und es würde sich eine signifikante Zunahme des Paneelgewichts ergeben. Bei dieser Erfindung ergibt sich eine signifikante Gewichtsverminderung aufgrund der Verwendung von Kunststoff-Metall-Hybridmaterialien. Das Struktur- und Innenverkleidungspaneel 219 weist einen im allgemeinen metallischen Hohlblech-Trägerrahmen 223 auf, der entlang der Seiten und oberen Abschnitte des Paneels als auch benachbart zu den Öffnungen 231A verläuft. Es sind die Trägerkanäle 227A, 227B, 227C, 227D und 227E vorhanden. Die Trägerkanäle 227A, 227B, 227C, 227D und 227E enthalten die Verstärkungs- und Trägerrippenmatrizes 221A, 221B, 221C, 221D und 221E. Diese Verstärkungs- und Trägerrippenmatrizes 221A, 221B, 221C, 221D und 221E können aus zickzackförmigem Kunststoffmaterial hergestellt sein, das den Trägerkanälen und dem Struktur- und Innenverkleidungspaneel 219 Befestigung und Trägereigenschaften verleiht. Das Struktur- und Innenverkleidungspaneel 219 kann eine Innenverkleidungsfläche 225 enthalten, die eine innere Wandfläche von hoher Qualität für den Schlafraum 104 bereitstellt. Schränke oder weitere Innenmöblierungen 218A und 218B können unmittelbar an die Innenfläche 225 des Struktur- und Innenverkleidungspaneels 219 unter Verwendung herkömmlicher Befestigungselemente 226 durch die Montagelöcher 226A montiert werden. Noch einmal können das Metall und der Kunststoff des Struktur- und Innenverkleidungspaneels 219 unter Verwendung einer Kunststoff-Metall-Hybrid-Spritzguß-Technologie nach dem Stand der Technik gemeinsam ausgebildet werden.
Gemäß den 8, 9, 10A und 10B hat die Erfindung den Verbund des Seitenverstärkungsteils 319A mit dem inneren Seiten-Formverkleidungsteil 319B zur Folge (entails). Das äußere Seitenpaneel 311 würde an das Seitenverstärkungs-Verbundteil 319A und das innere Seiten-Formverkleidungsteil 319B gekoppelt werden. Der Schlafraum 104 könnte mit dem äußeren Seitenpaneel 311 zusammengebaut werden, und wobei das Seitenverstärkungs-Verbundteil 319A und das innere Seiten-Formverkleidungsteil 319B sowohl an den Schlafraum-Bodenaufbau 321 als auch an den Schlafraum-Rückaufbau 322 gekoppelt sind. Zudem könnte die Gestaltung den Verbund mit einem Schaumaußenteil 339 auf der Außenseite des Verstärkungsteils 319A enthalten. Dieser Schaum 339 auf dem Verbund-Seitenteil stellt eine Geräuschdämmung als auch eine thermische Isolierung für die Schlafraumeinheit 104 bereit. Der Verbund des Schaums 339 mit dem äußeren Abschnitt der Verstärkung 319A erlaubt eine strukturelle Unterstützung für diesen Geräuschdämpfer und thermischen Isolator. Der Verbund erlaubt einen Ein-Stück-Einbau bzw. -Montage während der Herstellung des Schlafraums 104.
Eine weitere Ausführungsform eines Verstärkungs- und Innenverkleidungs-Verbundpaneels 419 ist in 11 dargestellt. Das Verstärkungs- und Verkleidungspaneel 419 weist ein inneres Verkleidungsflächen-Paneel 425 und eine sich kreuzende Rippenmatrix 421A und 421B mit Rippen in abwechselnder Richtung auf. Das Verstärkungs- und Verkleidungspaneel 419 und die Rippen in abwechselnder Richtung 421A und 421B bestehen aus einem Kunststoff. Ebenso sind Metall-Träger-Verbundteile 423A und 423B und Fenster- oder Öffnungsrahmen 431A und 431B, die mit dem Verstärkungs- und Verkleidungspaneel 419 und den Rippen 421A und 421B in abwechselnder Richtung gekoppelt sind, vorhanden. Die Metall-Träger-Verbundteile 423A und 423B und die Fenster- oder Öffnungsrahmen 431A und 431B können durch einen Spritzgußprozeß, wie beispielsweise einen Kunststoff-Metall-Hybridprozeß, an den Kunststoffüberzug gekoppelt werden.
Wie es oben beschrieben worden ist, stellt die Schlafraumpaneel-Gestaltung dieser Erfindung und das Fahrzeug 101, bei dem das Schlafraumpaneel eingebaut ist, eine Reihe von Vorteilen bereit, von denen einige oben beschrieben worden sind und weitere, die der Erfindung innewohnend sind. Ebenso können Abwandlungen von der Schlafraumpaneel-Gestaltung dieser Erfindung und vom Fahrzeug 101, bei dem das Schlafraumpaneel eingebaut ist, vorgeschlagen werden, ohne von den hierin enthaltenen Lehren abzuweichen.

Claims

Mobile Straßen-Zugmaschine (101), mit: einem Fahrgestell (102), das mit einer Fahrerkabine (103) gekoppelt ist; einem Schlafraum (104), der mit der Kabine und dem Fahrgestell gekoppelt ist; wobei der Schlafraum Seitenwände hat; wobei die Schlafraum-Seitenwände ein äußeres Seitenpaneel enthalten; wobei das äußere Seitenpaneel mit einem Verstärkungs- und Innenverkleidungs-Verbundpaneel (119, 219, 319) gekoppelt ist; und wobei das Verstärkungs- und Innenverkleidungs-Verbundpaneel aus einem Kunststoff-Metall-Hybridmaterial besteht; dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungs- und Innenverkleidungs-Verbundpaneel aufweist: ein metallisches inneres Strukturpaneel (122), das in eine Gestalt gepreßt ist, die Strukturseiten enthält; einen Trägerkanal (127; 227), der mit dem inneren Strukturpaneel gekoppelt ist; und spritzgegossene, V-förmige Verstärkungs- und Trägerrippen (121, 221) aus Kunststoff die in einem Zickzack-Muster am Verstärkungs- und Innenverkleidungs-Paneel ausgebildet sind.
Straßen-Zugmaschine nach Anspruch 1, wobei: die Verstärkungs- und Trägerrippen durch Einspritzung durch Löcher im metallischen Strukturpaneel ausgebildet sind.
Straßen-Zugmaschine nach Anspruch 2, wobei: die Verstärkungs- und Trägerrippen entlang und quer zum Trägerkanal mit einem Eingriff an diskreten Eingriffstellen (128) entlang des Trägerkanals eingreifen; und die diskreten Eingriffstellen mit den Kunststoff-Einspritzpunkten zum Spritzgießen korrespondieren.
Straßen-Zugmaschine nach Anspruch 3, wobei: das innere Strukturpaneel aus Stahlblechen besteht; und der Kunststoff der Rippen teilweise kristalliner Kunststoff ist.
Straßen-Zugmaschine nach Anspruch 1, wobei: das äußere Paneel (211) Öffnungen (231) enthält und das Verstärkungs- und Innenverkleidungs-Paneel korrespondierende Öffnungen (231A) aufweist; das Verstärkungs- und Innenverkleidungs-Paneel einen metallischen Hohlblech-Trägerrahmen (223) hat, der entlang der Seiten und oberer Abschnitte des Verstärkungs- und Innenverkleidungs-Paneels als auch benachbart zu den Öffnungen im Verstärkungs- und Innenverkleidungs-Paneel verläuft; die Trägerkanäle (227A–227E) mit dem Verstärkungs- und Innenverkleidungs-Paneel gekoppelt sind; die Trägerkanäle Verstärkungs- und Trägerrippen-Matrizen (221A–221E) enthalten; und die Trägerrippen-Matrizen aus Zickzack-Kunststoffmaterial gefertigt sind, das den Trägerkanälen und dem Verstärkungs- und Innenverkleidungs-Paneel Aussteifung und Abstützung bereitstellt.
Straßen-Zugmaschine nach Anspruch 5, wobei: das Verstärkungs- und Innenverkleidungs-Paneel eine innere Verkleidungsfläche (225) enthält; und die innere Verkleidungsfläche eine innere Wandfläche hoher Qualität zur Montage des Schlafraums bereitstellt.
Straßen-Zugmaschine nach Anspruch 1 oder 6, mit: einem Isolierschaum (339) zwischen dem äußeren Seitenpaneel (311) und dem Verstärkungs- und Innenverkleidungs-Verbundpaneel (319).
Mobile Straßen-Zugmaschine (101), mit: einem Fahrgestell (102), das mit einer Fahrerkabine (103) gekoppelt ist; einem Schlafraum (104), der mit der Kabine und dem Fahrgestell gekoppelt ist; wobei der Schlafraum Seitenwände hat; wobei die Schlafraum-Seitenwände ein äußeres Seitenpaneel enthalten; wobei das äußere Seitenpaneel mit einem Verstärkungs- und Innenverkleidungs-Verbundpaneel (419) gekoppelt ist; wobei das Verstärkungs- und Innenverkleidungs-Verbundpaneel aus einem Kunststoff-Metall-Hybridmaterial besteht; dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungs- und Verkleidungs-Paneel ein inneres Verkleidungsflächen-Paneel (425) und eine sich kreuzende Rippenmatrix (421A, 421B) mit Rippen in abwechselnder Richtung hat; das Verstärkungs- und Verkleidungs-Paneel und die in abwechselnder Richtung vorliegenden Rippen aus einem Kunststoff bestehen; und das Verstärkungs- und Verkleidungs-Paneel Metall-Träger-Verbundteile (423A, 423B) hat, die mit dem Verstärkungs- und Verkleidungs-Paneel und den in abwechselnder Richtung vorliegenden Rippen gekoppelt sind.
Straßen-Zugmaschine nach Anspruch 8, wobei: das innere Strukturpaneel aus Stahlblechen besteht; und der Kunststoff der Rippen teilweise kristalliner Kunststoff ist.