NO974120L - Anordning ved kj°ret°y, samt fremgangsmÕte til fremstilling av dette - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en anordning ved kjøretøy, omfattende en metallisk ramme som utgjør den bærende del for et karosseri bygget opp av store karosserienheter i plast, fortrinnsvis termoplast og særlig farget termoplast, hvor rammen omfatter fra en bunnkonstruksjon oppadragende stolper for understøttelse av kjøretøyets karosseri og eventuelt også tak-/sidebjelker. Oppfinnelsen vedrører også en fremgangsmåte ved fremstilling av et kjøretøy av denne art.

Ved fremstillingen av kjøretøyer, og særlig biler baserer man seg idag i stor grad på oppbygging av karosserier ved sammensveising av plater og paneler til en enhet med en struktur som har nødvendig styrke og stivhet, til at karosseriet kan monteres sammen med et chassie, med fjærer og hjuloppheng og med innmontering av motor og øvrige deler. Denne byggemetode utgjør en betydelig videreutvikling fra den opprinnelige kjøretøy oppbygging, som bestod av en kraftig ramme, hvor paneler og karosserideler ble montert på rammen.

Utviklingen har i stor grad vært basert på utnyttelse av stål, ved plater som blir stanset ut som paneler og sveiset sammen på meget rasjonelle og effektive, robotiserte sammenstillingslinjer. Denne produksjonsmetode er således meget avansert med hensyn til styring og presisjon og er forbundet med meget høye investeringer. En slik fremstillingsmetode vil derfor kunne være hensiktsmessig og økonomisk forsvarbar ved fremstilling av store produksj onsvolumer.

Den videre utviklingstendensen går idag mot bygging av kjøretøyer og biler som både er mindre og lettere, og som fremfor alt skal kunne drives med et redusert energiforbruk for derved å redusere miljøbelastninger. Til dette formål utnyttes moderne materialer og nye produksjonsmetoder. Et videre trekk i denne utvikling er tendensen til å fremstille kjøretøyer eller biler som skal dekke et spesialbehov eller en markedsnisje, dvs. at de ikke er beregnet for universell anvendelse, f.eks. over lange strekninger. Slike "nisje"-kjøretøyer, som også betraktes som fremkomstmidler eller transportmidler vil vanligvis ikke tilfredsstille kravene til fremstilling i meget store produksjonsvolum, og det er derfor til slike kjøretøyer utviklet spesielle produksjonsmetoder og benyttet materialer som inntil nå ikke har vært vanlig utbredt i bilproduksjon.

Også ved slike kjøretøyer er det imidlertid meget viktig at kjøretøyet gir en tilstrekkelig høy sikkerhet for brukeren og det er derfor avgjørende at det også her er mulig å dimensjonere inn nødvendig styrke og deformasjonsforhold i konstruksjonen for å kunne imøtekomme moderne sikkerhetskrav.

Bruk av profiler, i f.eks. aluminium har vist seg å gi interessante

byggemetoder for fremtidig kjøretøyutvikling gjennom såkalt "space frames". Disse rammer er bygget opp ved at profilene er sammenbundet ved sveising, liming eller annen mekanisk festing. En slik ramme f.eks. i aluminium er lett i vekt og kan beregnes og dimensjoneres for å gi meget høy sikkerhet. For å kunne bygge opp et endelig kjøretøy må en videre bygge sammen paneler og karosserideler på denne rammen. Til dette kan brukes metall, eventuelt aluminiums paneler eller plastpaneler som påmonteres rammen på stort sett kjente måter. Selv om dette kan indikere et skritt tilbake mot konvensjonell byggeteknologi, hvor rammer ble benyttet, bare med den forskjell at det benyttes moderne materialer som aluminium og plast, samtidig som større sikkerhet er bygget inn i rammen, vil en slik byggemetode være av meget stor interesse også i de ovennevnte nye kjøretøytyper. En av grunnene til dette er at det er nødvendig med betydelig lavere investeringer for å kunne utvikle et kjøretøy på denne basis. Idag er metoden mest egnet for mindre produksjonsantall.

Slike bærende rammer kan også relativt enkelt bygges i stålkonstruksjon hvor så en enkel overflatebehandling må gjennomføres for korrosjonsbeskyttelse. Denne behandling er vesentlig forenklet i forhold til overflatebehandling av et tradisjonelt bilkarosseri, som etterpå skal lakkeres.

"Space frames" er et begrep for slike rammer som er bygget sammen av profiler med knutepunkter. Disse er benyttet i flere typer kjøretøy og har betydelig interesse. En stor utfordring er imidlertid å kunne oppnå en forenklet og rasjonell påbygging av karosserideler og paneler.

Det er tidligere kjent å benytte plast i karosserideler i forskjellige designvarianter i kombinasjon med en aluminiumsramme eller stålramme. I størst grad er polyester- eller epoksy-karosserideler blitt benyttet, men også andre typer plast er blitt benyttet, ved vakuum-forming, sprøytestøping eller hvor paneler fremkommer, ved lakkering og påmontering.

Eksempler på slike kjente konstruksjoner finner man f.eks. i DE 19500361 som viser en karosseri/rammekonstruksjon, hvor det bakre rammeparti og ytre takbøyler består av en del, som igjen er festet til et nedre gulvparti. Det ytre panel på baksiden er igjen festet utenpå denne. I EPO 584576 er det benyttet en ytre konstruksjon som utgjør selve kabinen, på hvilken det monteres en frontmodul, idet disse deler limes sammen. En tilsvarende konstruksjon, basert på en komplett kabin, er også beskrevet i EPO 547583.

I EP Patent 485457 og 697974 er det beskrevet metoder hvordan man kan bruke en metallramme i kombinasjon med store karosserideler som ved enkel utførelse kan utgjøre hele karosseriet.

Den foreliggende oppfinnelse har til hensikt å frembringe en ny sammensetningsform for et kjøretøy, hvor kjøretøykarosseriet kan fremstilles av store enheter i plast, fortrinnsvis termoplast og spesielt foretrukket av farget termoplast, hvor karosseridelene kan fremstilles også i mindre produksjonsserier og hvor disse på enkel og hurtig måte kan monteres på en kjøretøy-rammekonstruksjon, f.eks. av aluminium, på en enkel og hurtig måte uten bruk av kompliserte hjelpemidler.

Denne hensikt oppnås ifølge oppfinnelsen ved en anordning av den i innledningsvis nevnte art, som er kjennetegnet ved det som fremgår av patentkravene. Oppfinnelsen omfatter også en fremgangsmåte ved fremstilling av kjøretøy av denne art, hvilken fremgangsmåte er kjennetegnet ved det som fremgår av patentkrav 13.

Oppfinnelsen skiller seg fra de tidligere kjente utførelser og representerer en meget forenklet konstruksjon. Problemene med de tidligere kjente utførelser er at det er omstendelig og vanskelig å montere helstøpte karosserier eller store deler av karosseriet, da disse vanskelig lar seg integrere og montere i en prefabrikkert rammekonstruksjon.

I visse tilfeller er det behov for å dele rammekonstruksjon for å være i stand til å påmontere de store karosserielementene. Dette fører såvel til en ekstra arbeidsoperasjon ved rammemonteringen, men betyr også ofte en svekkelse av rammekonstruksjonen og fordyrende ledd for å sikre en forenklet montering og tilfredsstillende sikkerhet. Eksempelvis krever utførelsen i henhold til DE 19500361 påsveisede og integrerte metallplater i rammekonstruksjonen, da karosseripanelene kun gir kjøretøyet det ytre preg og utseende, uten en tett sammenhengende karosserimodul.

I den foreliggende oppfinnelse er det ønsket i støne grad å forene stil og ytre preg med nytte og funksjonsløsninger ved kombinasjon av en metallramme og plastpaneler. Dette gjøres på en måte hvor plastkarosseridelen innehar flere integrerte funksjoner enn kun å fremstå som et deksel med eksteriørmessig og visuell nytte. Det benyttes i tillegg en byggemetode hvor plastkarosseridelene innbefatter funksjoner som tetning og adskillelse av kjøretøyets indre og ytre miljø, og delene kan innbefatte elementer som hjulbuer, skjermer, etc., innfelte lys, tetningskanter, osv.

Et spesielt trekk ved oppfinnelsen er også at en kan bruke støpemetoder og materialer for fremstilling av karosseridelene, som eliminerer behovet for lakkering av karosseridelene. Lakkering er en uønsket operasjon av hensyn til miljøforhold og kostnader.

Ved en spesiell utførelse av oppfinnelsen er de fremre og bakre kjøretøy-karosserideler utformet overlappende, slik at det fremkommer en forsterket midtdel i kjøretøyet. Dette gir en ytterligere forsterkning og adskillelse mellom ytre og indre miljø, som kan være gunstig ved spesielle anvendelser.

Oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere ved hjelp av utførelseseksempler som er fremstilt på tegningene, som viser: Figur 1 i et helt skjematisk riss, oppbyggingen av anordningen i henhold til oppfinnelsen, med delene trukket fra hverandre, Figur 2 en annen utførelsesform for oppfinnelsen, sett i skjematisk horisontalsnitt, Figur 3 en utførelse svarende til figur 2 i et sidesnittriss, i forbindelse med en kabriolet-utførelse, og

Figur 4 kabriolet-utførelsen på figur 3 i et sideriss.

Tegningene er som nevnt ovenfor rent skjematiske fremstillinger, som kun er ment å illustrere hovedoppbyggingen av anordningen ifølge oppfinnelsen og fremgangsmåten ved fremstilling av denne. Det er på tegningene kun medtatt de elementer som er nødvendig for å illustrere den oppfinneriske idé, idet de øvrige trekk vil kunne varieres og vil være en teknikk som uten videre kan gjennomføres av en fagmann.

Figur 1 viser prinsippet for anordningen ifølge oppfinnelsen, idet enkelte av karosseridelene er trukket ut til siden, mens den ferdig sammensatte form er illustrert ved hjelp av stiplede linjer.

Basiselementet i konstruksjonen er en metallisk ramme, f.eks. en ramme av "space frame"-typen, som er betegnet med 1 og på hvilken det påmonteres de nødvendige mekaniske komponenter og systemer på en enkel og rasjonell måte. Rammen er åpen og enkel å komme til. Kjøretøyet kan således bygges opp med chassis-systemer foran og bak, motor og øvrige tekniske koblinger uten noen hindring av lukkede områder i rammen.

Avhengig av drivsystem, dvs. om motoren anbringes foran eller bak, eventuelt med elektrisk drift med behov for plassering av batterier, kan gulvsystemet 2 gjøres fleksibelt, slik at det kan gjøres plass til slike nevnte driftssystemer under kjøretøyet, f.eks. i området betegnet med 3. Gulvsystemet er betegnet med 2.

Et gulv 2 kan således festes til rammen, f.eks. på to nivåer for å gi rom og mulighet til å montere batterier under kjøretøyet i området ved 3. En slik konstruksjon vil en søke å legge det høye gulvnivå under setene 4.

På rammen er også kjøretøyets oppadragende stolper, som betegnes som A-og B-stolper, gitt henvisningstallene 5 og 6, montert, samt en takramme 7 for lukkede kjøretøyer. De oppadragende stolper er fortrinnsvis tilnærmet vertikalt anordnet, men kan også innta skråformet eller buede former, alt etter karosserikonstruksjonen.

Karosseriet er bygget opp i hovedsak av en bakre del 8, som utgjør en større karosseridel som innbefatter såvel de bakre sider, hjulbuer og skjermer, gulvparti og som så festes mot kjøretøyets B-stolper 6, eventuelt også andre punkter. I tilfellet kjøretøyet har 4 dører kan denne del 8 festes mot kjøretøyets såkalte C-stolper, idet B-stolpen derved blir en midtstolpe. Den fremre part 9 av kjøretøyet er utformet som et deksel som er åpent under, slik at det legges over motor og hjul og festes i området rundt kjøretøyets A-stolper 5. Innvendig vil man hensiktsmessig bygge opp en egen torpedovegg fra pedalsettet og opp mot dashbordet for å lukke og tette den indre kabin. Dette deksel 12 kan eventuelt også fremstå som utvidet del av platen i gulvet. Et løst tak 10 kan festes til rammen over vinduet, og dører påmonteres henholdsvis A- og B-stolper 5 og 6, eventuelt ved bruk av 3 stolper på hver side, mellom stolpene.

På figurene 2-4 er det illustrert en annen utførelse av oppfinnelsen, hvor de bakre og fremre deler 8 og 9 overlapper hverandre. Den bakre karosseridel 8 er derved utformet med den ytre formgiving og de ytre mål som kjøretøyet skal ha frem til området ved den bakre stolpe eller B-stolpen 6, mens kjøretøyets fremre karosseridel 9 strekker seg bakover med de ytre dimensjoner og utforming for kjøretøyet i området frem til A-stolpene 5. Den fremre del av den bakre karosseridel 8 er ved denne utførelse forlenget fremover på innsiden av stolpene 5 og 6, til det fremre område av kabinens indre og danner her en oppadragende eller forløpende vegg 11 mellom kabinens indre rom og det ytre tekniske rom eller motorrommet og kan her ende med et feste eller en tetning mot den nedre vindusramme 13. Denne del kan likeledes omfatte kjøretøyets dashbord eller underlaget for dashbord 12, slik det illustreres på figur 3.

Ved utnyttelsen av egnet plastmateriale og støpeteknologi kan en i den fremre del 9 innstøpe støtfangerdeksel, samt andre detaljer som grill, utdyping og festing for lykter, etc.

Dørene påmonteres som en senere del i monteringsprosessen og påfestes på den fremre stolpe 5 og låses i lukket tilstand mot stolpen 6. Et viktig trekk ved denne oppbygging er at en på enkel måte kan justere splitt-linjen mellom dør og bakre karosseridel ved å justere eller forskyve hengslingspunktet for døren på stolpen 5. Deretter kan en justere frontdelen mot en fremre dørlinje, slik at dette kommer i perfekt linje med døroppsplittingen.

Ved bruk av 3 stolper, dvs. både A-, B- og C-stolper vil man gå frem på tilsvarende måte, også ved montering av den bakre dør. På figur 1 er det illustrert en anordning ved et kjøretøy med en takkonstruksjon. Figur 4 illustrerer at den samme kjøretøyanordning også kan benyttes med en utforming uten tak.

Oppfinnelsen representerer en meget rasjonell og effektiv måte å bygge et kjøretøy på. Karosseridelene, henholdsvis foran og bak, dvs. 9 og 8 blir montert etter at alle mekaniske komponenter, chassie, fjærer, motor, etc. er montert på den åpne ramme. Disse kan lages av forskjellige typer plast ved forskjellige produksjonsmetoder som gir mulighet for å bygge tre- dimensjonale store deler. Et eksempel på en slik del er en rotasjonsstøpt del og eventuelt kan også vakuum-forming og blåsing benyttes ved gitte konstruksjonskriterier. Et foretrukket materiale er termoplast og særlig farget termoplast, men også andre plastmaterialer med lignende egenskaper kan benyttes.

Sammenbyggingen av plastkarosseridelene og metallkonstruksjonen gir mulighet for god tetning da det ikke er flere karosseripaneler som skal fuges sammen og tettes. Plastkantene kan eventuelt skyves inn og låses til metallkonstruksjonen, f.eks. ved klemvirkning. Til tross for at disse forholdsvis store karosserideler ikke danner noen strukturell styrke i konstruksjonen, har de en klar funksjonell effekt i å fremkomme til et komplett kjøretøy.

Oppfinnelsen er beskrevet rent skjematisk og det er f.eks. vist til at det også kan benyttes 3 stolper på hver side i stedet for 2. Anordningen kan innenfor rammen av kravene varieres på mange måter under bibeholdelse av hovedtrekkene, nemlig bruken av en stor konstruksjonsdel som fremre del og en stor konstruksjonsdel som bakre del, idet disse konstruksjonsdeler er utformet tre-dimensjonalt, noe som gir dem stor styrke og stivhet og derved frembringer et sikkert karosseri. Selve designen og utformingen vil kunne variere.

Claims (13)

1. Anordning ved kjøretøy, omfattende en metallisk ramme som utgjør den bærende del for et karosseri bygget opp av store karosserienheter i plast, fortrinnsvis termoplast og særlig farget termoplast, hvor rammen omfatter fra en bunnkonstruksjon oppadragende stolper for understøttelse av kjøretøyets karosseri, og eventuelt også tak-/sidebjeiker, karakterisert ved at kjøretøyets frontparti, dvs. den fremre karosseridel er utformet som en konstruksjonsdel støpt i et stykke og montert/festet i området ved rammens fremre stolpesett, og at kjøretøyets bakre karosseridel likeledes er en konstruksjonsdel støpt i et stykke og festet til den bakre stolpe, og at partiet mellom de fremre og bakre stolper, samt det overliggende takparti er dekket av plateelementer, dørelementer, osv., idet alle elementer er støpt som store elementer av plast.

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at det mellom stolpene er anordnet en ytterligere stolpe for montering av to dørelementer på hver side av kjøretøyet.

3. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at den bakre karosseridel er utformet med sidevegger, hjulbuer, bakdel og gulv i ett stykke.

4. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at den fremre karosseridel innbefatter støtfanger, sider, hjulbuer og panser, fortrinnsvis med åpning ned til motor, etc, for service og lignende.

5. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at rammekonstruksjonen er påmontert gulv, fortrinnsvis et metallisk gulv som er påsveiset, som strekker seg fra kjøretøyets bakre ende ved bakhjulene mot kjøretøyets torpedovegg og danner to nivåer, slik at drivsystem, batteri, tank eller lignende kan monteres under bilens høyeste gulvnivå.

6. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at kantene og eventuelt gulvdelen på den bakre karosseridel er styrt inn/låst mot en metallisk profil på rammekonstruksjonen, som danner feste og tetning mellom rammen og plastkarosseridelen.

7. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at den fremre karosseridel festes i front mot støtfangerdelen og ved den fremre stolpes nedre og øvre parti for dannelsen av en åpning for innsving av døren ved dennes åpning.

8. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at karosseridelene er ferdigbehandlet og farvet ved støpeprosessen, eventuelt at en eller flere karosserideler eller karosseriplater er lysgjennom-skinnelige.

9. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at den bakre karosseridel er forlenget forbi de bakre og fortrinnsvis også de fremre stolper, på innsiden av stolpen og ved forlengelse forbi de fremre stolper er avsluttet med en oppoverragende frontvegg, idet det i karosseridelen er utsparret de nødvendige åpninger for dører, etc.

10. Anordning ifølge krav 9, karakterisert ved at den på innsiden av stolpene, med kjørekarosseriets indre mål, fremadvendte del av kjøretøyets bakre del, innbefatter en øvre del som danner tetning og feste mot frontrutens nedre rammedel.

11. Anordning ifølge krav 9, karakterisert ved at den fremadvendte del eller frontpartiet av kjøretøyets bakre del innbefatter en øvre del som helt eller delvis danner kjøretøyets dashbord eller underlag for dette.

12. Anordning ifølge krav 9, karakterisert ved at den bakre karosseridel er støpt/formet i ett stykke sammen med kjøretøyets tak.

13. Fremgangsmåte ved fremstilling av et kjøretøy med en metallisk rammekonstruksjon, med oppadragende stolper i kjøretøyets sideområder og et karosseri av store konstruksjonselementer av plast, fortrinnsvis termoplast, særlig farget termoplast, karakterisert ved at det på den metalliske ramme fra kjøretøyets bakre endeområde på rammen monteres en plast-konstruksjonsdel i ett stykke, som festes til de bakre stolper og selve rammen, fortrinnsvis ved hjelp av klem-midler, at de ved bruk av en bakre karosseridel med forlengede sidepartier også foretas en festing til mulig midtstolper og fremre stolper, at deretter en fremre karosseridel monteres på tilsvarende måte fra frontsiden av kjøretøyet, at dører, vinduer, etc. monteres mellom stolpene og at eventuelle åpne takområder tildekkes med plateelementer, også av plast.