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Die Erfindung betrifft ein faserverstärktes Bauelement für einen Wohnwagen, wobei die Faserverstärkung nachwachsende Naturfasern umfasst. Die Erfindung betrifft auch einen Wohnwagen mit verbesserten Sicherheitseigenschaften umfassend die erfindungsgemäßen faserverstärkten Bauelemente.
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HINTERGRUND UND STAND DER TECHNIK
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Unter „Wohnwagen“ wird allgemein ein nicht zum Fahrerhaus gehörender Teil eines Fahrzeugs verstanden, der Sitze, Betten oder andere Möbel enthalten kann. Ein Wohnwagen ist grundsätzlich für Freizeit-, Urlaubs- und Campingzwecke bestimmt, so dass von den Fahrgästen erwartet wird, dass sie sich nur im Wohnwagen aufhalten, wenn dieser nicht gefahren wird. Der Wohnwagen hat deshalb auch keinen eigenen Antrieb und wird in der Regel mit einem Fahrerhaus verknüpft. Unfälle mit Passagieren im Wohnwagen sind jedoch leider ein häufiges Unfallereignis.
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Wohnwägen sind in unterschiedlichen Formen erhältlich, zum Beispiel als Alkoven-, Liner-, integrierte und teilintegrierte Wohnwägen. Diesen Wohnwägen ist gemein, dass die Hersteller die Fahrgestelle mit Führerhäusern oder nur Fahrgestelle getrennt von den Wohnwägen erwerben. Diese werden dann mit den Wohnwägen als Aufbau/Anbau verknüpft. Sicherheitsstandards für separate Wohnwägen liegen derzeit weit unter denen der Fahrerhäuser oder anderer Personenkraftwagen.
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Beim Bau der Wohnwägen werden meist leichte Materialien verwendet, um deren Gewicht und den Brennstoffbedarf zum Bewegen dieser gering zu halten. Beispiele solcher Materialien sind Holzfachwerke, Alu-Sandwich und/oder GFK-Monocoques. XPS-Schäume, EPS-Schäume oder PU-Schäume werden auch mit GFK-Platten (glasfaserverstärkte Kunststoff-Platten) zu Sandwiches aufgebaut und eingesetzt. Diese Materialien sind auf geringes Gewicht und Witterungsbeständigkeit ausgelegt. Ihre mechanischen Eigenschaften sind aber unzureichend für eine Verwendung zum Schutz von Passagieren. Sie bieten den Insassen deshalb bei einem Unfall einen geringen bis gar keinen Schutz.
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Darüber hinaus werden die in diesen Anwendungen genutzten Werkstoffe in der Regel auch nach ihrer leichten Verarbeitbarkeit ausgewählt, um die Herstellungskosten niedrig zu halten. Wo zusätzliche Materialien zur Verbesserung der Festigkeit der Wohnwagenkonstruktion verwendet wurden, stammten diese in der Regel aus nicht erneuerbaren Quellen wie Aramid.
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Im technischen Bereich des Fahrzeugbaues gibt es ein allgemeines Vorurteil gegen die Verwendung von Naturmaterialien, da sie als ungeeignet für Fertigungsverfahren, wie das Strangpressen, Spritzgießen und Tiefziehen von Fahrzeugteilen im großen Maßstab angesehen werden. Es ist ein Verdienst der Erfinder, gezeigt zu haben, dass Naturmaterialien insbesondere auf Basis von Flachs mit den genannten Verfahren sehr gut bearbeitet werden können.
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DE 10 2007 026 638 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von hitzebeständigen Bauelementen aus nachwachsenden Rohstoffen, wobei die Bauelemente im Fahrzeugbau eingesetzt werden können. Die hier verwendeten nachwachsenden Rohstoffe sind Stroh von Getreide, Raps, Lein, Hanf, Reis und dergleichen in zerkleinerter Form. Diese natürlichen Rohstoffe fungieren nicht selbst als Verstärkung. Stattdessen müssen zusätzliche Verstärkungselemente verwendet werden. Der offenbarte Herstellungsprozess erfolgt durch Formen, wobei die Teile dann an der Luft getrocknet werden. Die Teile sind hauptsächlich als Isolationsschichten und nicht als Schutzelemente ausgelegt und weisen daher nicht die erforderlichen mechanischen Eigenschaften auf, um Insassen eines Wohnwagens bei einem Unfall zu schützen.
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Die Bereitstellung eines Bauelements für den Bau von Wohnwägen, das sowohl einen hohen Anteil an nachwachsenden Rohstoffen als auch zweckmäßige mechanische Eigenschaften aufweist, wäre daher von Vorteil. Es wäre auch vorteilhaft, ein solches Bauelement bereitzustellen, das durch herkömmliche Serienprozesse in diversen Formen hergestellt werden kann.
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AUFGABE DER ERFINDUNG
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein faserverstärktes Bauelement für einen Wohnwagen bereitzustellen, wobei die Faserverstärkung nachwachsende Naturfasern umfasst. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen Wohnwagen mit verbesserten Sicherheitseigenschaften umfassend die mittels Naturfasern faserverstärkten Bauelemente bereitzustellen.
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DETAILLIERTE BECHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen und in der Beschreibung beschrieben.
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In einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung ein faserverstärktes Bauelement für einen Wohnwagen, wobei die Faserverstärkung nachwachsende Naturfasern umfasst. Überraschenderweise hat es sich erwiesen, dass durch die Verwendung von Naturfasern anstelle von Kohlefasern, Aramidfasern und Glasfasern Bauelemente hergestellt werden können, die eine ausreichende Festigkeit aufweisen und gleichzeitig nachhaltiger sind. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass solche Bauelemente besonders geeignet sind, Stöße zu absorbieren, so dass sie Deformationszonen in oder an einem Wohnwagen bilden können.
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Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass Bauelemente mit Naturfasern durch Tiefziehen hergestellt werden können. Durch Tiefziehen können die Kosten der Bauelemente stark gesenkt werden. Je nach der gewünschten Form des Teils können auch andere Verfahren angewandt werden.
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Die Naturfasern werden vorzugsweise aus der folgenden Gruppe ausgewählt: Flachsfasern, Rattanfasern, Jutefasern, Sisalfasern, Wolle, Baumwolle, Hempfasern, Kenaffasern, AmpliTex und Mischungen derselben. Hierbei werden Flachsfasern besonders bevorzugt.
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Die Nachhaltigkeit der Bauelemente kann noch weiter verbessert werden, indem die Naturfasern durch ein Recyclingverfahren gewonnen werden. Vor allem das Recycling von Kleidung, insbesondere von Denim, hat sich als geeignet erwiesen. Die so entstandenen Bauelemente haben neben einer hohen Festigkeit auch überraschende Isolationseigenschaften gezeigt. Andere bevorzugte Recyclingverfahren umfassen das Recycling von Säcken, Planen, Teppichen und Matratzen.
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Es kann auch bevorzugt sein, dass das faserverstärktes Bauelement weiterhin einen Biopolymer umfasst, vorzugsweise Polymilchsäure oder Zellulose. Alternativ oder zusätzlich können die Bauelemente einen Anteil von synthetischen Fasern aufweisen.
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Das faserverstärkte Bauelement ist vorzugsweise durch Strengpressung, Spritzgießen oder Tiefziehen hergestellt. Ein Tiefziehverfahren ist für dünne, gebogene und/oder lagenförmige Bauelemente besonders geeignet. Es wird besonders bevorzugt, dass die naturfaserverstärkten Bauelemente lagenförmig sind, wobei sie Deformationszonen an Außen-, Innen- oder Zwischenwänden bilden können.
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Das faserverstärkte Bauelement bildet vorzugsweise einen Sockel, einen Quer- / Längsträger, eine verstärkende Lage für eine Innen- oder Außenwand, ein Winkelelement und/oder eine Zwischenwand eines Wohnwagens. Diese Bereiche haben sich im Falle eines Aufpralls als besonders kritisch erwiesen, so dass die sie bildenden Bauteile bevorzugt aus naturfaserverstärkten Bauelementen bestehen sollten. Es ist auch möglich, dass die gesamte Kabine des Wohnwagens aus naturfaserverstärkten Bauelementen besteht.
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Die Naturfasern eines faserverstärkten Bauelementes können vorteilhafterweise gewebt sein. Die Naturfasern eines einzigen Bauelements können auch in Lagen angeordnet sein. Es ist dabei besonders bevorzugt, dass die Faserorientierung zwischen benachbarten Lagen unterschiedlich ist, wobei ein Winkel von 45° - 135° besonders bevorzugt ist. Die 1 zeigt schematisch eine Faserorientierung von zwei Faserschichten, 1 und 2, wobei die Fasern jeder Schicht etwa orthogonal zur nächsten Schicht angeordnet sind. Zusätzlich oder alternativ können mehrere lagenförmige Bauelemente zusammen verwendet werden, sodass die Faserorientierung zwischen benachbarten Bauelementen wechselnd ist.
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Es wird bevorzugt, dass ein naturfaserverstärktes Bauelement wabenförmig ist. Diese Form hat sich als besonders mechanisch stabil erwiesen, sodass es die Sicherheit eines Wohnwagens überraschend verbessern kann.
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In einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung einen Wohnwagen umfassend ein erfindungsgemäßes faserverstärktes Bauelement. Es ist besonders vorteilhaft, dass das naturfaserverstärkte Bauelement ein Teil einer Deformationszone ist. Die Deformationszone kann vorzugsweise dazu eingerichtet sein, einen Seitenaufprall und/oder einen Heckaufprall abzumildern oder ganz oder teilweise zu absorbieren.
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Der Wohnwagen im Sinne der Erfindung umfasst vorzugsweise einen vorderen und einen hinteren Bereich. Der vordere Bereich befindet sich näher an dem Fahrerhaus und definiert sich üblicherweise in Bezug auf eine vorgesehene Hauptfahrtrichtung. Es ist bevorzugt, dass eine Außenwand des vorderen Bereichs eine Vielzahl von naturfaserverstärkten Bauelementen umfasst. Zusätzlich oder alternativ ist es auch bevorzugt, dass eine Außenwand des hinteren Bereichs eine Vielzahl von naturfaserverstärkten Bauelementen umfasst. Die naturfaserverstärkten Bauelemente sind vorzugsweise lagenförmig und übereinanderliegend angeordnet. Es ist besonders vorteilhaft, dass der vordere Bereich eine größere Anzahl an lagenförmigen naturfaserverstärkten Bauelementen umfasst.
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Auf dieser Weise kann der vordere Bereich eine Deformationszone umfassen. Dies ist in einem Aspekt der Erfindung wünschenswert, weil sich im vorderen Bereich eines Wohnwagens häufiger Sitze, Liegen oder ähnliches befinden, auf denen sich ein Fahrgast aufhalten kann. Im hinteren Bereich befinden sich eher Kücheneinrichtungen oder Gepäck. Bei der Verteilung der mechanischen Eigenschaften des Wohnwagens werden daher die Fahrgäste bevorzugt. In einem anderen Aspekt der Erfindung umfasst auch der hintere Bereich eine Deformationszone, insbesondere wenn im hinteren Bereich Sitzbänke oder Betten oder ähnliche Möbel positioniert sind.
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Es ist besonders vorteilhaft, wenn der Wohnwagen eine Zwischenwand umfasst. Die Zwischenwand ist vorzugsweise an einem Übergang vom vorderen zum hinteren Bereich des Wohnwagens quer zur Fahrtrichtung angeordnet. Es ist besonders bevorzugt, dass die Zwischenwand ein naturfaserverstärktes Bauelement umfasst. Dies kann genau wie für die Außenwände lagenförmig sein.
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Weiterhin umfasst der Wohnwagen vorzugsweise ein Winkelelement. Dieses kann so geformt sein, dass es waagerecht in einem Winkel zwischen zwei Wänden, z. B. den Außenwänden oder einer Außenwand und der Zwischenwand, liegt. Es ist besonders bevorzugt, dass das Winkelelement dreieckig ist. Das Winkelelement kann auch vertikal oder diagonal zwischen der Decke und/oder dem Boden und einer Seitenwand angeordnet sein. Das Winkelelement ist vorzugsweise ein erfindungsgemäßes naturfaserverstärktes Bauelement.
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Es kann auch bevorzugt werden, dass der Wohnwagen Quer- und Längsträger zwischen dem Boden einer Kabine und dem Radgestell umfasst. Diese umfassen vorzugsweise Deformationszonen, zum Beispiel um einen Seiten- oder Heckaufprall ganz oder teilweise zu absorbieren. Die Deformationszonen werden vorzugsweise durch die naturfaserverstärkte Bauelemente gebildet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007026638 A1 [0007]
