DE202011002853U1 - Self-supporting motor vehicle body made of sandwich panels - Google Patents

Abstract

Eine Selbsttragende Kraftfahrzeug Karosserie dadurch gekennzeichnet, dass diese überwiegend aus flachen Verbundstoff Leichtbauplatten, so genanten Sandwichplatten gebaut ist, die zu einem dreidimensionalen Gebilde zusammen befestigt werden.A self-supporting motor vehicle body characterized in that it is built mainly of flat composite lightweight panels, so-called sandwich panels, which are fastened together to form a three-dimensional structure.

Description

Das Technische GebietThe technical area

Die Gebrauchsmusteranmeldung betrifft das Gebiet Kraftfahrzeugkarosseriebau. Es zielt vor allem auf das Segment kleinste und kleine Personenkraftfahrzeuge sowie kleine Transporter. Die hier vorgestellte Idee ist, diese Selbsttragenden Karosserien vollständig, oder fast vollständig aus flachen Leichtbauplatten, so genannten Sandwich Platten zu fertigen.The utility model application relates to the field of motor vehicle body construction. It mainly targets the segment of smallest and small passenger vehicles as well as small vans. The idea presented here is to make these self-supporting bodies completely, or almost completely, from flat lightweight panels, so-called sandwich panels.

Der bisherige Stand der TechnikThe current state of the art

Es gibt eine Vielzahl von verschiedenen KFZ Karosseriebau Arten. Es gibt Karosserien die auf einem tragenden Rahmen aufgebaut werden und die Selbsttragenden Karosserien. Die Karosserieteile der industriell gefertigten Selbsttragenden Konstruktionen sind in der Regel aus gestanzten und geformten Blechen gefertigt und zusammengesetzt. Das betrifft sowohl die tragenden Profile wie auch alle Außenhaut-, und sonstige Teile. Zum Teil werden auch Formteile aus unterschiedlichen Kunststoffen verwendet.There are a variety of different car body shop types. There are bodies built on a supporting frame and the self-supporting bodies. The body parts of the industrially manufactured self-supporting structures are usually made of stamped and shaped sheets and assembled. This applies to both the supporting profiles as well as all outer skin, and other parts. Partly molded parts made of different plastics are also used.

Die Teile der Außenhaut der Fahrzeuge werden grundsätzlich aus Formteilen gefertigt um einerseits die nötige Steifheit-Festigkeit und andererseits die angestrebte Design Gestaltung des Fahrzeugs zu erreichen. Ausnahme bilden hier die Koffer Aufbauten aus Verbundstoff Sandwichplatten die bei „praktisch orientierten” Fahrzeugen Verwendung finden (LKW mit Transportkoffer, Wohnmobile etc). Diese Sandwich Aufbauten bilden jedoch nie die gesamte Karosserie-Struktur bei diesen Autos. Sie werden auf den Rahmen des Fahrzeugs aufgesetzt oder bilden ein Teil der Karosserie Struktur. Damit haben sie sehr begrenzte, oder oft gar keine tragende Funktion.The parts of the outer skin of the vehicles are basically made of molded parts on the one hand to achieve the necessary stiffness-strength and on the other hand, the desired design design of the vehicle. Exception here are the suitcases made of composite sandwich panels that are used in "practically oriented" vehicles (trucks with carrying cases, motorhomes etc). However, these sandwich structures never form the entire body structure of these cars. They are placed on the frame of the vehicle or form part of the bodywork structure. Thus they have very limited, or often no supporting function.

Es gibt Fahrzeuganhänger mit Transport Koffer aus Verbundstoff Platten. Hier kann es verschiedene Ausführungen mit unterschiedlich ausgeprägten tragender Rolle des Koffers. Dieses Thema wird hier nicht weiter untersucht und behandelt, da sich der erfinderische Anspruch dieser Anmeldung ausschließlich auf motorbetriebene Fahrzeuge erstreckt.There are vehicle trailers with transport suitcases made of composite panels. Here it may be different versions with different pronounced carrying role of the suitcase. This subject will not be further investigated and dealt with here since the inventive claim of this application extends exclusively to motor vehicles.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Ausgangspunkt der Erfindung ist die Schaffung einer sehr leichten Konstruktion eines Stadtfahrzeuges. Es soll sehr leicht sein und eine möglichst „quadratische” Form haben um maximalen Innenraumvolumen bei kleinen Außenmassen zu erreichen. Darüber hinaus sollte die Karosserie ohne industriellen, hohen maschinellen Aufwand und Technologie zu fertigen sein. Die Leichtbau Sandwich Platten aus Verbundstoffen eignen sich zum diesen Zweck besonders da sie bei flacher Form sehr hohe Festigkeit bei geringem Gewicht bieten. So kann auf spezielle Formteile verzichtet werden. Zudem sind diese Platten mit modernen Sägemaschinen, unkompliziert, präzise zu verarbeiten.The starting point of the invention is the creation of a very lightweight construction of a city vehicle. It should be very light and have a possible "square" shape in order to achieve maximum interior volume with small exterior masses. In addition, the body should be finished without industrial, high mechanical complexity and technology. The lightweight sandwich panels made of composite materials are suitable for this purpose, especially since they offer very high strength and low weight in a flat shape. So can be dispensed with special moldings. In addition, these plates with modern sawing machines, uncomplicated, precise to work.

Die quadratische Erscheinungsform des Fahrzeugs wird hier von der konstruktiven und gestalterischen Einschränkung zum Rang des gewollten „geometrischen” Designs erhoben. Der Anwendungsbereich des Fahrzeuges sollte hauptsächlich die Großstadt sein (also geringe Geschwindigkeiten) deshalb spielt die aerodynamische Gestaltung der Karosserie eine marginale Rolle.The square appearance of the vehicle is here elevated from the constructive and design restriction to the rank of the desired "geometric" design. The scope of application of the vehicle should be mainly the city (ie low speeds) therefore, the aerodynamic design of the body plays a marginal role.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Die Erfinderische Idee besteht darin, dass man eine Selbsttragende Fahrzeugkarosserie aus Leichtbau Sandwichplatten baut. Gemeint sind Verbundstoffplatten aus GFK, Kunststoff oder Aluminium oder Kombination dessen, mit einem Kern aus Hartschaum oder Wabenstruktur (Honeycomb). Diese Platten verbunden zur einen dreidimensionalen Struktur bilden sowohl die tragende Struktur wie auch Außenhaut des Fahrzeugs. Öffnungen für Fenster und Türen werden einfach aus den flachen Fahrzeugwänden (Platten) ausgeschnitten. In den Stellen wo besonders große Belastungen auftreten wie Motor- und Rad Aufhängungen können kleine Hilfsrahmen, Motorträger etc. eingesetzt werden.The inventive idea is that you build a self-supporting vehicle body made of lightweight sandwich panels. This refers to composite panels made of GRP, plastic or aluminum or a combination thereof, with a core of rigid foam or honeycomb (honeycomb). These panels connected to a three-dimensional structure form both the load-bearing structure as well as the outer skin of the vehicle. Openings for windows and doors are simply cut out of the flat vehicle walls (panels). In places where particularly high loads occur, such as engine and wheel suspensions, small subframes, engine mountings, etc. can be used.

Ausführung BeispielExecution example

Die Größe und das Design des Fahrzeugs können variieren abhängig von Konstruktiven Aufgaben wie Verwendungszweck des Fahrzeugs oder ästhetische Anspruch.The size and design of the vehicle may vary depending on design tasks such as intended use of the vehicle or aesthetic requirement.

Hier wird ein Beispiel dargestellt, bei dem die Merkmalle der Konstruktion besonders hervorgehoben werden. Es ist ein zweisitziges kleinst PKW im sehr „eckigen” Design.Here is an example in which the features of the construction are highlighted. It is a two-seat car in the very "square" design.

Der Boden und das Dach bestehen aus zusammen verbundenen Platten (1) die alle gleiche Breite haben. Diese Platten sind an zwei identische Seitenteile befestigt (11 und 12 auf 2). Die Seitenteile sind ebenso aus flachen Sandwichplatten, die mit Ausschnitten für Türen, Seitenfenster und Räder versehen sind. Front des Fahrzeugs ist auch eine Sandwichplatte im unteren Bereich und darüber ein Rahmen aus Alu Vierkantprofilen mit darin eingeklebter Frontscheibe 13 (3). Vorderes Teil des Daches ist aus geformtem durchsichtigem Kunststoff 14 um die Sicht des Fahrers nach oben zu erweitern. Hinterseite des Fahrzeugs ist im unteren Bereich aus einer Platte und oben ein Alurahmen mit Plexi Scheibe die auch als Heckklappe dient. Der Motor ist im Heck des Autos als eine Einheit mit der Radaufhängung ausgeführt und an die Plattenkarosserie verschraubt. Vorderradaufhängung wird bevorzugt wie in einem Quad ausgeführt, d. h. Doppelquerlenker und Federbeine werden an einem Kasten Rohrrahmen befestigt, der wiederum an Platen 1. Und 3. (1) verschraubt wird. Die Platten 6 und 7 (1) bilden die Flächen auf die direkt die Sitzpolsterung montiert wird (die Sitze haben keinen eigenen Rahmen), die Platte 4 den Boden des Fahrgastraumes und Platten 2 und 8 sind Ablageflächen. Die Platte 10 des Daches, die für ein Autodach besondere Festigkeit bietet, ist als direkte Ablagefläche für das Dachgepäck gedacht.The floor and the roof consist of interconnected panels ( 1 ) which all have the same width. These panels are attached to two identical side panels ( 11 and 12 on 2 ). The side panels are also made of flat sandwich panels, which are provided with cutouts for doors, side windows and wheels. Front of the vehicle is also a sandwich panel in the lower area and above a frame of aluminum square sections with glued in windscreen 13 ( 3 ). Front part of the roof is made of molded transparent plastic 14 to extend the driver's view upwards. The rear of the vehicle is in the lower part of a plate and above an aluminum frame with Plexi disc which also serves as a tailgate. The engine is made in the rear of the car as a unit with the suspension and bolted to the plate body. Front suspension is preferably carried out as in a quad, ie double wishbones and struts are attached to a box tubular frame, which in turn to Platen 1 , And 3 , ( 1 ) is screwed. The plates 6 and 7 ( 1 ) form the surfaces on which the seat upholstery is mounted directly (the seats do not have their own frame), the plate 4 the floor of the passenger compartment and panels 2 and 8th are storage areas. The plate 10 The roof, which offers special strength for a car roof, is intended as a direct storage area for the roof luggage.

Die Türen des Fahrgastraumes sind nicht dargestellt, da sie unterschiedlichste Bauweise und Gestaltung haben können.The doors of the passenger compartment are not shown, since they can have very different construction and design.

3 und 4 zeigen schematische Ansichten des (kleinst-)Fahrzeuges mit wichtigsten Abmessungen. 3 and 4 show schematic views of the (smallest) vehicle with the most important dimensions.

Claims (4)

Eine Selbsttragende Kraftfahrzeug Karosserie dadurch gekennzeichnet, dass diese überwiegend aus flachen Verbundstoff Leichtbauplatten, so genanten Sandwichplatten gebaut ist, die zu einem dreidimensionalen Gebilde zusammen befestigt werden.A self-supporting motor vehicle body characterized in that it is built mainly of flat composite lightweight panels, so-called sandwich panels, which are fastened together to form a three-dimensional structure. Eine Selbsttragende Fahrzeugkarosserie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sandwichplatten sowohl bei den tragenden Konstruktion wie auch bei Außenwänden des Fahrzeugs verwendet werden so dass zum Großteil keine zusätzlichen Verkleidungsteile für die Außenhaut des Fahrzeugs benötigt werden.A self-supporting vehicle body according to claim 1, characterized in that the sandwich panels are used both in the supporting structure as well as in the outer walls of the vehicle so that for the most part no additional trim parts for the outer skin of the vehicle are needed. Eine Selbsttragende Fahrzeugkarosserie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich hier um Sandwich Leichtbauplatten handelt die entweder Hartschaum Kern oder Wabenstruktur Kern (Honeycomb) haben und beidseitig eine Deckungsschicht haben und diese Platten aus den Werkstoffen Kunststoff oder Aluminium oder Kombination von verschiedenen Kunststoffen und/oder Aluminium bestehen.A self-supporting vehicle body according to claim 1, characterized in that it is here sandwich lightweight panels which have either hard foam core or honeycomb core (honeycomb) and both sides have a covering layer and these plates made of plastic or aluminum or a combination of different plastics and / or aluminum. Eine Selbsttragende Fahrzeugkarosserie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Platten durch bekannte Techniken wie Kleben, Verschrauben oder Vernieten oder Kombination von diesen, zu einer Selbsttragenden Karosserie Konstruktion verbunden werden.A self-supporting vehicle body according to claim 1, characterized in that the individual plates are connected by known techniques such as gluing, screwing or riveting or combination of these, to a self-supporting body construction.

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