DE19517854A1

DE19517854A1 - Fahrzeug mit einer mehrteiligen Karosserie

Info

Publication number: DE19517854A1
Application number: DE1995117854
Authority: DE
Inventors: Oleg Klicka
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-05-16
Filing date: 1995-05-16
Publication date: 1996-11-21

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug, insbesondere einen motorisch angetriebenen PKW mit einer mehrteiligen Karosserie nach dem Ober begriff des Anspruches 1.

Derartige Fahrzeuge besitzen grundsätzlich ein Chassis, auf dem eine Karosserie befestigt ist. Um hierbei den Fahrzeuginsassen ein leichtes Einsteigen zu ermöglichen, wurde hier schon vereinzelt vorgeschlagen, Teile der Karosserie nach oben verschwenkbar auszu gestalten.

Zum Beispiel wurden in den 50er-Jahren Kabinenroller angeboten, bei denen das Fahrzeugdach um eine in Fahrtrichtung angeordnete Achse seitlich ausklappbar war, um ein Besteigen zu ermöglichen. Darüber hinaus sind auch im Sportwagenbereich Modelle bekannt, die über Flügeltüren verfügen. Bei keiner dieser Ausführungsformen ist jedoch eine Anpaßbarkeit der verschwenkbaren Teile an den Platzbedarf im Innenraum vorgenommen worden.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, durch Verstellung des Fahrzeugoberteils gemäß den jeweiligen Anforderungen im Fahrzeuginnern des Fahrzeugs den Luft widerstand zu optimieren.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Hierzu besitzt das Fahrzeug einen Stellmechanismus zur Überführung des Oberteils der Karosserie in verschiedene Positionen, der am Fahrzeugvorderteil um eine Achse verschwenkbar ist. Der Luftwider stand berechnet sich bekanntlich zu

W_L = c_w × A × ϕ × v²/2

mit:
W_L Luftwiderstand c_w Luftwiderstandsbeiwert
A Gesamtquerschnitt
ϕ Luftdichte
v Geschwindigkeit.

Außer dem heutzutage im Windkanal optimierten c_w-Wert geht in diese Formel auch die Anströmfläche ein. Nun ist aber bekannt, daß die meisten Fahrzeuge lediglich vom Fahrer selbst bewegt werden. Im übrigen benötigt eine f5%-Frau schon allein aufgrund ihrer Statur weniger Raum als ein m95%-Mann. Insofern kann ohne Beeinträchtigung des Komforts das Oberteil der Karosserie an die jeweilige Statur der Fahrzeuginsassen und an die Anzahl der Fahrzeuginsassen angepaßt werden. Allein die Differenz zwischen f5%-Frauposition und m95%- Mannposition beträgt etwa 14% des Gesamtquerschnittes A. Bereits bei einem Kleinwagen mit einer Länge von 2 m bis 3 m ergibt sich zudem als Unterschied zwischen der Besetzung mit einer f5%-Frau gegenüber einer Besetzung des Fahrzeuges mit 4 Personen eine Differenz von etwa 30% der Querschnittsfläche A. Bedenkt man ferner, daß der Luftwiderstand W_L bei 100 km/h etwa 80% des Gesamtwider standes WG ausmacht, so läßt sich auf diese Weise eine Kraftstoff reduzierung erzielen, die insbesondere den Gepflogenheiten der Industriegesellschaften entgegenkommt, wonach die meisten Fahrzeuge eben nur mit einer Person besetzt sind.

Bei einer Ausgestaltung nach den Ansprüchen 2 bis 3 wird nun nur noch der untere Teil der Seitenscheiben versenkt. Dies ist zwar einerseits durch die Verschwenkbarkeit des Oberteils der Karosserie bedingt, hat aber andererseits auch den Vorteil, daß die bei geöff neten Seitenscheiben auftretenden Verwirbelungen durch die Anordnung der Seitenscheiben erheblich reduziert werden.

Nach einer Ausgestaltung gemäß Anspruch 4 ist dennoch die Überroll sicherheit gewährleistet, da der Stellmechanismus so fixierbar ist, daß er auch diesen Ansprüchen genügt. Dies kann durch eine ent sprechende Auswahl der Verstellmechanismen gewährleistet werden, auf was später noch einzugehen ist.

Die Verstellbarkeit hat nun den Nachteil, daß sich je nach Verstellung ein unterschiedlicher Spalt zwischen Oberteil und Karosserieunterteil einstellt. Dieser kann jedoch durch elastische Mittel oder auch durch Gleitbleche zuverlässig verschlossen werden, so daß hierdurch keine zusätzlichen Strömungswiderstände geschaffen werden.

Das somit ohnehin bereits verstellbare Oberteil kann zum Besteigen und Öffnen des Fahrzeugs nach vorne ausgeschwenkt werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Das mit einer durchschnittlichen Person besetzte Fahrzeug in Seitenansicht,

Fig. 2 das Fahrzeug gemäß Fig. 1 bei Besetzung mit zwei hintereinander sitzenden Fahrzeuginsassen,

Fig. 3 das Fahrzeug bei Besetzung mit einer kleinen Person,

Fig. 4 das Fahrzeug mit aufgeklapptem Karosserieoberteil.

Das Fahrzeug ist vorzugsweise ein motorisch angetriebener Personen kraftwagen, wobei der Antrieb durchaus auch über einen Elektroan trieb erfolgen kann. Der Einsatz bei anderen Fahrzeugen ist denkbar. Das Fahrzeug besitzt ein Chassis und eine darauf angeordnete mehr teilige Karosserie. Die Karosserie nimmt zumindest die Fahrzeug insassen P1, P2, P3, P4 auf. Von der Karosserie sind Karosserieteile um wenigstens eine im wesentlichen horizontale Achse 2 gegenüber dem Karosserieunterteil 3 nach oben verschwenkbar. Die horizontale Achse 2 ist dabei am Vorderteil 4 des Fahrzeugs quer zur Fahrtrichtung angeordnet. Das verschwenkbare Karosserieteil kann über einen Stellmechanismus in verschiedene Positionen überführt werden. Diese Überführung führt, wie ein Vergleich der Fig. 1 bis 3 ergibt, dazu, daß die Fahrzeughöhe h1, h2, h3 je nach den Bedürfnissen im den Fahrzeuginsassen zur Verfügung stehenden Raum R sich verändert. Diese Fahrzeughöhe h1, h2, h3 hat jedoch unmittelbar Einfluß auf den Gesamtquerschnitt A und damit auf die Anströmfläche.

Dennoch ist in allen Situationen ein komfortables Sitzen gewähr leistet. Fig. 1 zeigt einen Fahrzeuginsassen P2 durchschnittlicher Statur und deutlich ist der Luftraum über dem Kopf des Fahrzeug insassen zu sehen. In dieser Position muß der Stellmechanismus 6 lediglich um ein geringes Maß betätigt werden, so daß sich die Höhe h2 ergibt. In Fig. 2 befinden sich zwei Fahrzeuginsassen P3, P4 im Fahrzeug, die zudem hintereinander sitzen. Deutlich ist zu erkennen, daß gemäß dem Pfeil 17 der Stellmechanismus so betätigt wurde, daß auch hier beide Fahrzeuginsassen über eine ausreichende Kopffreiheit verfügen. Gestrichelt ist dabei die Minimalposition des Karosserie oberteils eingezeichnet, die zugleich den Unterschied in Fahrzeug höhe und damit Gesamtquerschnitt verdeutlicht. In Fig. 3 nun befindet sich das Oberteil 1 in seiner tiefsten Position. Dies ist dadurch bedingt, daß die Fahrzeuginsassin hier eine sogenannte 5%- Frau ist, die also bei einer Durchschnittsverteilung eine derartige Statur besitzt, wie sie von 5% der Frauen eingenommen wird. Mit anderen Worten sind 95% der Frauen größer als diese Frau. In dieser tiefsten Position ergibt sich dann die Fahrzeughöhe h1.

Den Figuren läßt sich entnehmen, daß das Oberteil 1 der Karosserie zumindest den gesamten Oberteil einer Fahrzeugkabine einschließlich Windschutzscheibe 5 und Seitenscheiben 7 umfaßt. Die Seitenscheiben bestehen aus einem festen Teil 7a und einem beweglichen Teil 7. Das Oberteil 1 besitzt insofern einen die Seitenscheiben 7 nach unten abschließenden Rahmen 9, in den die unteren Teile der Seitenscheibe 7 zumindest teilweise versenkbar sind.

Der in den Fig. 1 und 2 erkennbare Stellmechanismus 6 ist hier am Fahrzeugheck 8 angeordnet, jedoch kann er auch an einer beliebigen anderen Stelle angeordnet werden, sofern nur die Verschwenkbarkeit und Verstellbarkeit um die Achse 2 gewährleistet ist. Das Oberteil 1 ist in den verschiedenen Positionen so fixierbar, daß die Fixierung auch bei einem Überschlag oder einem Überrollen des Fahrzeuges gewährleistet ist. Über den Verstellmechanismus, vorzugsweise zwei am Fahrzeugheck 8 auf beiden Seiten angeordnet, läßt sich das gesamte Oberteil 1 nach oben oder unten heben oder senken. Um ein Besteigen und Öffnen des Fahrzeuges zu realisieren, kann das Ober teil 1 in seiner Gesamtheit um die Achse 2 gemäß dem Pfeil 12 in Fig. 4 nach oben ausgeschwenkt werden. Im Ausführungsbeispiel ist Lenksäule 14 und Lenkrad 13 sowie das Armaturenbrett zwar mit dem Karosserieunterteil 3 verbunden, jedoch können diese Teile bedarfs weise auch mit nach oben verschwenkt werden, um z. B. den Einstieg weiter zu erleichtern.

Als Stellmechanismus kommen verschiedene im Stand der Technik bekannte Stellmechanismen in Betracht. Möglich sind z. B. Spindel antriebe wie z. B. Kugelrollspindelantriebe oder Gewinderollspindel antriebe, die vorzugsweise elektrisch angetrieben sind, hydropneu matische Antriebe, aber ebenso Zahnstangenverstellungen, Kugel umlaufverstellungen oder Servomotor-angetriebene oder hydraulische Antriebe.

Ein Vergleich der Fig. 1 und 2 macht deutlich, daß bei der Betätigung des Stellmechanismus 6 zwischen Oberteil 1 und Karosserieunterteil 3 ein Spalt auftritt, der sich ausgehend von der Achse 2 in Richtung auf das Fahrzeugheck 8 aufweitet. Diesel Spalt sollte verständlicherweise verschlossen werden. Dies kann z. B. durch elastische Mittel 10, im Ausführungsbeispiel durch einen Faltenbalg erfolgen. Alternativ ist es jedoch auch möglich, beweglich angeordnete oder mit Ober- und Unterteil fest verbundene Bleche vorzusehen, die parallel zueinander angeordnet sind und bei Auf weitung des Spaltes teilweise je nach Höhe des Spaltes 16 frei gesetzt werden.

Das Karosserieunterteil 3 endet etwa in Höhe der Oberkante der Fahrzeugräder 11. In diesem Karosserieunterteil kann dann der Fahr zeugsitz 15 befestigt werden.

Die Verschwenkbarkeit des Oberteils eröffnet zudem die Möglichkeit, auch das Kofferraumvolumen bedarfsweise zu verändern. Einerseits kann somit bei größerem Gepäckaufkommen der Kofferraum gezielt vergrößert werden und nur dann tritt das Fahrzeug mit einem größeren Gesamtquerschnitt in den Wind. Nebenbei wird automatisch dann, wenn mehr Fahrzeuginsassen im Fahrzeug sind, zugleich auch das Koffer raumvolumen vergrößert.

Claims

1. Fahrzeug, insbesondere motorisch angetriebener Personenkraftwagen mit einer mehrteiligen Karosserie, die die Fahrzeuginsassen zumindest teilweise in einem Raum (R) aufnimmt und von der Karosserieteile um wenigstens eine im wesentlichen horizontale Achse (2) gegenüber einem Karosserieunterteil nach oben verschwenkbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die horizontale Achse (2) am Vorder teil des Fahrzeugs quer zur Fahrtrichtung angeordnet ist und daß das verschwenkbare Karosserieteil zumindest das die Anströmfläche und die Fahrzeughöhe (h1, h2, h3) beeinflussende Oberteil (1) der Karosserie ist, das vorzugsweise die Windschutzscheibe (5) umfaßt und daß über wenigstens einen Stellmechanismus in verschiedene Positionen unter Veränderung des den Fahrzeuginsassen zur Ver fügung stehenden Raums (R) überführbar ist.

2. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ober teil (1) der Karosserie den gesamten Oberteil einer Fahrzeug kabine einschließlich Seitenscheiben (7) umfaßt.

3. Fahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ober teil (1) einen die Seitenscheiben (7) nach unten abschließenden Rahmen (9) umfaßt, in den die unteren Teile der Seitenscheibe zumindest teilweise versenkbar sind.

4. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellmechanismus (6) am Fahrzeugheck (8) angeordnet ist und in den verschiedene Positionen so fixierbar ist, daß die Fixierung auch bei einem Überschlag oder bei einem Überrollen gewährleistet ist.

5. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der bei der Betätigung des Stellmechanismus (6) zwischen Oberteil (1) und Karosserieunterteil (3) auftreten de, sich in Richtung auf das Fahrzeugheck (8) aufweitende Spalt (16) durch elastische Mittel (10), vorzugsweise einen Faltenbalg abdeckbar ist.

6. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberteil (1) zum Öffnen und Besteigen des Fahrzeugs um die Achse (2) ausschwenkbar ist.

7. Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Karosserieunterteil (3) etwa in Höhe der Oberkante der Fahrzeugräder (11) endet.