Konstruieren von Pkw-Karosserien
Beschreibung
Die Faszination, die vom Auto ausgeht, ist und bleibt ungebrochen. Entsprechend interessant ist es, sich vor dem Hintergrund konventioneller Konstruktionstechniken über die virtuelle Produktentwicklung von Pkw-Karosserien an modernen CAD-Arbeitsplätzen informieren zu können. Die Autoren führen in die Grundlagen ein und zeigen anhand von Beispielen und zahlreichen Abbildungen, wie mit dem System CATIA der Rohbau sowie die Ausstattung innen und außen konstruiert werden. Darüber hinaus wird das so genannte "Package" an Beispielen beschrieben, also das Management und die Harmonisierung der Anforderungen an die Bauräume (z.B. Motor-, Innen- und Kofferraum, Unterflur) sowie die Verwaltung aller Geometriedaten des Gesamtfahrzeugs und die Sicherstellung ihrer Aktualität. In der 3. Auflage wird insbesondere der aktuellen CAD-Anwendung CATIA V5 an ausgewählten Beispielen Rechnung getragen.
Weitere Details
Weitere Ausgaben
Personen
Professor Dipl.-Ing. Jörg Grabner
studierte Fahrzeugtechnik mit dem Schwerpunkt der Karosseriekonstruktion in Hamburg. Im Anschluss daran war er in leitender Position in der Entwicklung bei BMW tätig. Professor Grabner wurde 1995 auf den Lehrstuhl für Karosseriekonstruktion an der Fachhochschule München berufen. Er ist als Berater und Senior Consultant in den verschiedensten Bereichen tätig, wobei der Schwerpunkt in der Fahrzeugentwicklung liegt. Seit September 2003 ist er Sprecher des Arbeitskreises der Professoren für Fahrzeugtechnik an Fachhochschulen.
Richard Nothhaft
schloss eine handwerkliche Lehre bei BMW in München ab und studierte anschließend Karosserie- und Fahrzeugtechnik in Kaiserslautern. Der Schwerpunkt seiner beruflichen Laufbahn bei BMW in München liegt in der Karosseriekonstruktion und in der Entwicklung von Gesamtfahrzeugen. Besondere Erfahrungen sammelte er in der Konstruktion mit diversen CA-Tools wie CATIA V4 und V5 sowie im Bereich der Motorradentwicklung und im Prozessmanagement. Neben seiner hauptamtlichen Tätigkeit bei BMW hat Richard Nothhaft seit vielen Jahren einen Lehrauftrag an der Fachhochschule in Ulm zum Thema Karosseriekonstruktion und Gesamtfahrzeug.
Inhalt
22 Einführung
Als Karosserien bezeichnet man die Aufbauten von Kraftfahrzeugen aller Art. Sie bestehen heute vorwiegend aus Stahlblechpressteilen, die miteinander verschweist, verklebt oder verschraubt werden. In die selbsttragenden Karosserien werden die Trieb- und Fahrwerksteile unter Verwendung kleinerer Hilfsrahmen an verstarkten Stellen befestigt. Fur Kleinserien, Versuchsfahrzeuge oder bestimmte Karosserieeinzelteile werden zunehmend Kunststoffe, vorwiegend glasfaserverstarkte Polyester- oder Epoxidharze benutzt. Bei Karosserien in nicht selbsttragender Bauweise werden die Fahrwerksteile an einem Profil-, Kasten-, Rohr- oder Plattformrahmen aufgehangt, der aus Langs-, Quer- und Diagonalelementen durch Schweisung oder Nietung zusammengesetzt ist. Fur die Formgestaltung von Karosserien sind Gesichtspunkte der Raumausnutzung, der Fertigungstechnik, der Unfallsicherheit, der Aerodynamik und nicht zuletzt Modetendenzen masgebend.
Die zeichnerische Erfassung einer zu entwickelnden Karosserie erfolgt mit Hilfe der darstellenden Geometrie. Samtliche Karosserien werden nach dem gleichen Grundmuster entwickelt. Dieses aufzuzeigen ist Ziel des vorliegenden Buches. Dabei wird der Schwerpunkt auf den PKW-Korper gelegt, weil er besonders komplex ist und als Vorbild fur alle anderen Fahrzeugkorper gelten kann.
22.1 Richtlinien und Vorschriften
Konstruktionsrichtlinien haben im Fahrzeugbau die Aufgabe, den Konstrukteur auf Einzelheiten des spateren Einsatzes des Produktes hinzuweisen, denen er bei seinen Arbeiten Rechnung tragen muss. Als erstes Detail dieser Art sei hier die sogenannte Unterflurfreiheit genannt. Die entsprechende Richtlinie legt eine Mindest-Unterflurfreiheit fest. Als Grundlagen dafur dienen: die gesetzlichen Vorschriften bezuglich einer Mindestbodenfreiheit (Australien: ADR 43/00), Straßenbauvorschriften, die fur die Fahrzeugkonzeption von Belang sind (z.B. Garagenverordnungen und Richtlinien zur Verlegung von Bordsteinen), einschlagige SAE-Richtlinien (SAE J 689).
Um den unterschiedlichen funktionalen, stilistischen und aerodynamischen Anforderungen von Limousine, Coupe und sonstigen Varianten gerecht zu werden, ist unter Berucksichtigung der Kundenakzeptanz eine verminderte Unter- flurfreiheit bei Coupe und Sportvarianten zu tolerieren, die Richtlinie entsprechend den drei Fahrzeugkategorien also gesplittet. Bei Fahrzeugteilen, die auch bei missbrauchlichem Fahreinsatz (z.B. Abfahrt von hohen Bordsteinen, Überfahren von Park- und Trennschwellern) nicht beschadigt werden dürfen, muss in diesem Zusammenhang die Aggregateanordnung im Fahrzeug durch Versuche uberprüft werden.
Als Richtwert kann im Überhangbereich von einer erforderlichen Mindestbodenfreiheit von 240 mm bei Konstruktionslage ausgegangen werden. Ebenfalls durch Versuche uberpruft werden muss die Befahrbarkeit von Rampen fur die Bahn- und Lkw-Verladung der Fahrzeuge. Die Unterflurfreiheit eines Fahrzeugs ist abhangig vom Beladungszustand. Um hier klare Ausgangsgrosen zu bekommen, hat man Messlasten fur die wichtigsten Standebenen definiert.
Messlasten
Messlast 1 ist das Leergewicht, nach DIN 70020, Teil 2, das Gewicht des trockenen Fahrzeugs mit kompletter Ausrüstung fur den normalen Fahrbetrieb, wie vom Hersteller vorgesehen, zuzuglich Kuhlmittel und mindestens 90 % Füllung des Kraftstoffbehalters sowie Feuerlöscher, Unterlegkeile und Standard-Werkzeugsatz, falls vom Fahrzeughersteller serienmasig mitgeliefert. Zusatzlich sind 75 kg Gepack zu berücksichtigen.
