DE1952196A1 - Fahrzeugkarosserie und Verfahren zur Herstellung - Google Patents

Fahrzeugkarosserie und Verfahren zur Herstellung

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DE1952196A1
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DE
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vehicle
parts
shaping
molded
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DE19691952196
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English (en)
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Rawlings James Earl
Birchwood Jon Michael G Samuel
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Diva Cars Ltd
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Diva Cars Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D29/00Superstructures, understructures, or sub-units thereof, characterised by the material thereof

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)

Description

  • Fahrzeugkarosserie und Verfahren zur Herstellung Die Erfindung betrifft Landkraftfahrzeuge, insbesondere mit Fftektromotor angetriebene Autos und leichte Lieferwagen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Chassis- bzw. eine Chassis-Karosserie-Kons-truktion zu schafen, die ein besonders geringes Gewicht (zur Leijtungseinsparung und zur Erhöhung des Aktionsradius) aufweist und die robust, steif und einfach herzustellen ist, inbesondere ohne Anwendung teurer Fertigungswerkzeuge.
  • Die Erfindung geht aus von einer Karosserie für Landkraftfahrzeuge, insbesondere Elektrofahrzeuge, mit einem Fahrzeug-Bodenteil und einer Plattform für weitere Fahrzeugteile.
  • Bei einer derartigen Karosserie besteht die Erz in dung darln, daß ein erstes und ein zweites schalenförmiges Hauelement vorgesehen sind, die ineinander angeordnet fest miteinander verbunden und beide aus Kunstharz enthaltendem Material hergestellt sind.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist gekennzeichnet durch Falten-Formgebung eines synthetischen, Kunstharz enthaltenden Materiales und durch Befestigen zweier derart geformter Bauelemente miteinander, wobei einer innerhalb des anderen angeordnet wird. Das verwendete Kunstharz ist hierbei ein thermoplastisches Material.
  • Der Ausdruck "?alten-Formgebung" bedeutet, daß Gestaltungsverfahren vorgesehen sind, bei denen die Vakuum-Formgebung ein Verfahrensschritt ist. Dieses Verfahren verwendet die ihm eigenen billigen Formen im Gegensatz zu denen, die zur Spritzgußformung oder anderen Kunststoff-Formgebungsverfahren verwendet werden; außerdem vermeidet man die bei Spritzgußformung großer Bauteile, z.B. Karosserien, bestehende Notwendigkeit zur Vorwärmung und Druckbeaufschlagung der benö-tigten Kunststoffmenge.
  • Polypropylen erscheint als geeignetes Material zur Formung des Bauelementes. Es wird in große Platten bzw, Bahnen vorgeformt und dann falten-verformt. Vorzugsweise wird jedoch ABS-Kopolymer verwendet, insbesondere das unter dem Handelsnamen ROYALEX käufliche Material, das einen ABS-Sandwic-h und ein wärme-aktiviertes Schäumungsmitel enthält.
  • Bei Anwendung der Falten-Formgebung wird das Verfahren bevorzugt, bei dem die ABS-Sandwich-Platte auf die benötigte Zeit und Temperatur vorgewärmt wird, bis die Füllung schaumig wird, wodurch sich die Pla-tte insbesondere in ihrer Dicke ausdehnt; dann wird die warme, weiche Platte auf oder in einer Preß- oder Vakuum-Form falten-verformt. Dies gestattet ein Tiefziehen. Um sowohl den Arbeitsvorgang zu beschleunigen als auch eine exakte Formgebung zu erhalten, können Formungsgesenke gegen die Falten gepreßt werden, wodurch die Herstellung unterstützt wird. Wenn der Bauteil abgekühlt und ausgehärtet ist, wird er für den Zusammenbau herausgenommen.
  • Beim Zusammenbau werden die beiden gefowten Stücke zusammengesetzt und fest verbunden, beispielsweise durch Klebe- oder Bindemittel. Beide Teile können im Bereich ihrer Ränder und auch an anderen Stellen miteinander fest verbunden werden. In dem Pormgebungsschritt können Ansätze und Bohrungen gebildet werden, an denen anschliessend die Bauteile befestigt werden.
  • Wenn die Karosserie und das Chassis durch diese Verfahrenaschritte gebildet sind, kann das komplette Fahrzeug an gewissen Bereichen drei ggf. parallele Material schichten aufweisen, deren jede Oberflächenteile aus ABS und dazwischen verfestigte Schaum-Sandwich-FüAlungen aufweisen. Hierdurch ergibt sich eine große Festigkeit und Steifigkeit. Im Falle eines späteren Schadens, z.B. bei Benutzung des Fahrzeugs, falls die Oberfläche nicht gebrochen, sondern nur eingebeult ist (was wahrscheinlich ist), können die original vakuum-geformten Konturen außerdem durch leichte Wärmeanwendung wieder hergestellt werden.
  • Die Karosserieschale wird komplett geformt, d.h. als ein geschlossener hohler Körper; anechließend wird auf eingekerbten Linien entlanggeschnitten, die bei der Formgebung vorgesehen werden, wodurch Seiten- und Hecktüren anfallen, Fensteröffnungen und dgl. vorgesehen werden; dann werden Verkleidungen oder Finish-Bauelemente rund um den Schnitt, z.B. die Sägekante, angebracht und andere Bauteile montiert, z.B. die Lampen in anderen, dafür vorgesehenen Öffnungen. Die Türen werden dann in einem Formgebungsschritt verformt; sie können wiederum mit Verkleidungen, Dichtungen und dgl. vervollständigt sowie außerdem möglicherweise mit Lichtern, Klinken und dgl.
  • versehen werden, bevor sie wieder mit der Karosserieschale zusammengebaut werden. Wesentliche Flächenanteile, die unerwünscht sind (z.B. die für die Fensteröffnungen), können in einem Original-Formgebungsschritt in andere Bauteile, beispielsweise in Radkappen, geformt und anschließend ausgesägt oder -geschnitten werden.
  • Die zwei Platten, die die Karosserie bilden, enthalten eine untere Platte, die das Äußere des Fahrzeugs bildet, und eine obere Platte, die wenigstens den Bodenteil des Fahrzeugs und möglicherweise auch Teile der Fahrzeug-Seitenwände bildet. Alle konkaven und konvexen Teile, wie für Radkappen und dgl. werden im Vakuum-Formgebungsschritt geformt. Weiterhin kann das Kunststoff-Material eine gemaserte, gekörnte oder andere fertig eingearbeitete Oberfläche aufweisen, die bei der Formgebung erzielt wird, wodurch die Nachbearbeitung verringert oder eliminiert wird.
  • Nachfolgend wird ein AusSiihrungsbeispiel der Brfindung an Hand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen Fig.1 einen schematischen Grundriß einer Form; Fig.2-4 schematische Längsschnitte durch eine Form mit einem Bauteil in drei verschiedenen Formungsstadien; Fig.5 eine Perspektivansicht eines geformten Bauteiles von einer Autokarosserie; Fig.6 und 7 ähnliche Ansichten wie Fig.5 von anderen Bauteilen einer Autokarosserie; Fig.8 eine auseinandergezogene und teilweise gebrochene Perspektivansicht des kompletten Autos; Fig.9 eine vergrößerte, perspektivische Teilansicht einer Befestigungsstelle; Fig. 10 eine Perspektivansicht eines kompletten Autos.
  • Fig.1 zeigt eine Form im. Grundriß, die zur Formgebung des in Fig.6 dargestellten Teiles dient. -Oberhalb der Form sind mehrere Sätze hydraulischer oder pneumatischer Stempel vorgesehen, die so eingerichtet sind, daß sie (beispielsweise durch Absenken) innerhalb der Formvertiefung angeordnet werden können. Diese Stempel sind zu FormgebunIsblö.cken zusammengekoppelt. Es sind jedoch nur einige davon in Fig.l veranschaulicht.
  • Im Folgenden soll nun das erfindungsgemäße Verfahren tjeschrieben werden. Ks beginnt mit einer ROYALEX (ABS-Kopolymer)-Sandwich-Plat-te, die in einem Ofen erwärmt wurde, so daß die ABS-Deckschichten der Sandwich4lat-te bis zu einem Thermoplastizitätsgrad (z.B. 1600 C) erhitzt sind, der für eine Falten-Formgebung geeignet ist, und daß die Füllung wärmeaktiv wird, wodurch sie schäumig wird und sich ausdehnt. Die Platte 15 wird auf die Form 16 gelegt (siehe Figur 2) und biegt sich in die in Fisur 3 als Vollinie dargestellte Lage durch. Ein erster Basisformgebungsblock 17 wird dann in die Form abgesenkt, wodurch die Sandwich-Platte auf den Boden der Vertiefung gedrückt oder in ihrem Zug nach unten unterstützt wird (vgl. gestrichelte Linie in Fig.3). Die weiteren Formgebungsbiöcke 18 werden dann durch ihre Stempel verschoben, so daß die Platte der Kontur der Form, insbesondere den Ecken, Ilinterschnitten und dgl., angepaßt wird, Während der ganzen Zeit oder einer bestimmten Zeitdauer ist die Formvertiefung über Plattenventile gegenüber der Atmosphäre geöffnet und während wenigstens einer gewissen Zeitdauer wird durch einen Ventilator Luft abgesaugt, so daß Vakuum die Formgebung unterstützt.
  • Einige Bereiche der Platte können vor ihrer Formgebung so ausgestaltet werden, daß sie wenigstens an einer Seite einen Leder- oder anderen Materialeindruck erwecken.
  • Die Form kann aus Holz, Metall oder anderen Materialien hergestellt sein. Ihre Oberfläche kann im Bereich der Vertiefung zwangsläufig gekühlt sein, wodurch das Abkühlen und Aushärten des Ma-terials in der form-definierten Gestalt beschleunigt wird.
  • Nach dem Abkühlen und Aushärten werden die Stempel zuriickgezogen. Der Formkörper wird aus der Form herausgenonimen, indem er zunächst an seinen Hinterschnitten eingehängt wird, falls welche vorgesehen sind. Abfallteile werden dann beispielsweise mittels einer Säge ausgeschnitten, obwohl im allgemeinen jeder große Abschnitt, der nicht für das Fertig-teil benötigt wird, zur Bildung eines separaten Teiles verwendet wird, beispielsweise für eine Tür, die Heckklappe, Radkappen oder dgl.
  • Die Teile der Fig.5,6 und 7, die die komplette Karosserie und das Chassis bilden, sind alle auf die gleiche Art geformt. Die für die Teile verwendeten Platten sind bereits in der benötigten Weise eingefärbt, so daß das fertig zusammengesetzte Fahrzeug nicht mehr gespritzt oder bezogen werden muß oder daß zumindest nur ein Minimum dieser Verfahrensschritte erforderlich ist.
  • Der Teil der Fig.6 wird mit dem Teil der Fig.7 zusammengesetzt, wodurch sich eine doppelwandige Baugruppe ergibt, die aus dem Bodenteil, dem Heckteil und der vorderen Trennwand besteht. Das veransc-haulichte erfindungsgemäße Fahrzeug ist für elektrischen Antrieb mittels elektrischer Batterien gedacht, die vorne und hinten im Fahrzeug, außerhalb des Fahrgastraumes, in eingearbeiteten Kästen 20 angeordnet sind (vgl. Fig.8). Die Batterien sowie die notwendigen Steuerschalter sind durch nichtdargestellte Sammelschienen miteinander verbunden, die auf dem Teil der Fig.7 sowie zwischen ihm und dem Teil der Fig.7 beispielsweise dort liegen, wo die Linie 21 verläuft (vgl. Fig.7). Das Material schützt und isoliert daher die Starkstrom-Leitungen3 die Sammelschenen werden jedoch zusätzlich in ihrer Lage gehalten, vorzugsweise durch eine Matte aus Glasfiber oder ähnlich verstärktem Kunstharz, die darübergelegt und mit dem unteren Teil verbunden wird. Die Sammelschienen können dann die Steifigkeit und Pestigkeit des Chassis verstärken.
  • Die Teile werden an ihren übereinandergreifenden Stellen rundherum durch Elebemittel zusammengehalten, vorzugsweise durch einen Kunstharzkleber, wie z.B. einer geeigneten Sorte von ARALDITE (eingetragenes Warenzeichen).
  • Aus den Teil der Fig.5 ist Teil 25 herausgeschnitten, wodurch ein Türrahmen gebildet ist; Teil 26 bildet eine Art Motorhaulew Teil 27 einen Schutzteil und durch Herausschneiden der Teile 28 und 29 ergeben sich Öffnungen für Fenster und Windschutzscheibe. Wahlweise können das Dach und die Seitenwände durch die gleichen (oder andere) Techniken individuell gefertigt und zusammengesetzt sein, um den fertigen oberen Karosserieteil herzustellen (vgl.
  • Fig.5). Dieser Karosserieteil überlappt die unteren Karosserieteile der Fig.6 und 7, so daß im Bereich der am leichtesten verletzbaren Mittellinie des Fahrzeugs drei etwa parallel mit Abstand zueinander angeordnete Wände vorgesehen sind (siehe gebrochene Darstellung in Fig.8), was zur Wärme- und Geräuschisolierung sowie zur Sicherheit beiträgt. Obwohl das betreffende Material (ROYALEX) im Palle eines Schadens, z.B. durch Zusammenstoß bei einem Unfall nachgiebig ist, wodurch es auf Stoßbeanspruchung elastisch reagiert, kann es jedoch im Falle einer Beule durch Anwendung von Wärme wieder hergestellt werden, es sei denn, der Schaden hat die Oberfläche zerbrochen.
  • Die Lenkung, die Aufhängung, der Antrieb, das elektrische Zubehör, die Bremse und andere Teile des Fahrzeugs können herkömmlicher Art sein. Im allgemeinen ist es bei den gestaltenden und formgebenden Verfahrensschritten möglich, Ansatze oder Träger an den Teilen vorzusehen, um mit ihnen andere Teile zu verbolzen oder zu -verschrauben.
  • Es werden jedoch bevorzugt Montagepunkte mittels scheibenförmiger Dübel vorgesehen, die Schraubengewinde-Einsätze aufweisen und die durch Drehung mit der ROYALEX-Platte verschweißt werden. In den Platten wird dabei ein Loch von etwas kleinerem Durchmesser als der Bügel vorgesehen, der Dübel wird dann koaxial zum Loch ausgerichtet und in Drehung versetzt, wodurch auf Grund der Reibung Wärme entwikkelt wird und eine lokale Schmelzung des ABS auftritt; daraufhin sinkt der Dübel'in das Loch bis er bündig ist; beim Aufhören der Drehbewegung schmilzt der Dübel in seine Lage ein. Fig.9 zeigt einen solchen Dübel in seiner Endlage.
  • Während sich die obige Beschreibung auf die Verwendung von ABS-Platten einer bestimmten Sorte bezog sowie auf ein besonderes Herstellungsverfahren, können die gleichen konstruktionstechnischen Eigenschaften erreicht werden, wenn z.B. Bauteile aus glasfaserverstärktem Kunstharz verwendet werden oder Mischgebilde, d.h. Elemente beider Arten und verschiedener Herstellungsverfahren; außerdem können sie mit anderen Arten von Bauteilen kombiniert werden.

Claims (1)

  1. Patentansprüche
    Karosserie für Landkraftfahrzeuge, insbesondere Elektrov fahrzeuge, mit einem Fahrzeug-Bodenteil und einer Plattform für weitere Fahrzeugbauteile, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein erstes und ein zweites schalenförmiges Bauelement vorgesehen sind, die ineinander angeordnet fest miteinander verbunden und beide aus Kunstharz enthaltendem Material hergestellt sind.
    2.) Karosserie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein drittes gleichartiges Bauelement mit der Karosserie verbunden ist und mit dieser eine Basis-Karosseriewanne bildet.
    7.) Karosserie nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauelemente durch ein Verfahren hergestellt sind, das eine Falten-Formgebung einschließt.
    4.) Karosserie nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauelemente aus einem ABS-Kopolymer hergestellt sind.
    5.)')Verfahren zur Herstellung einer Fahrzeug-Karosserie, insbesondere für ein Elektrofahrzeug, mit einem Fahrzeug-Rodenteil und einer Plattform für weitere Bauteile, gekennzeichnet durch Falten-Formgebung eines synthetischen, Kunstharz enthaltenden Materiales und durch Befestigen zweier derart geformter Bauelemente miteinander, wobei einer innerhalb des anderen angeordnet wird.
    6.) Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Bauelement innerhalb einer Form unter Paltenbildung geformt und durch Formgebungsblöcke in die Formkontur gedrückt wird.
    7.) Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauelemente außerdem mit Vakuum geformt werden.
    L e e r s e i t e
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0142581A1 (de) * 1981-07-06 1985-05-29 Paul F. Bonfilio Kraftfahrzeug mit Baukastenartiges Fahrgestell und Karosserie
EP0184177A2 (de) * 1984-12-05 1986-06-11 Heinrich Huss Karosserie
EP0217522A1 (de) * 1985-09-13 1987-04-08 Heron Power Limited Drei- oder vierrädriges Kraftfahrzeug

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