DE202018103044U1

DE202018103044U1 - Mount for footboard

Info

Publication number: DE202018103044U1
Application number: DE202018103044.2U
Authority: DE
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2018-05-31
Filing date: 2018-05-30
Publication date: 2018-07-11
Anticipated expiration: 2028-05-31

Abstract

Komponente für ein Fahrzeug, bei der:
die Komponente aus einem Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht (UHMWPE) und einem aussteifenden Füllmaterial geformt ist.

Component for a vehicle in which:
the component is formed of ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) and a stiffening filler material.

Description

HINTERGRUNDBACKGROUND

Diese Offenbarung betrifft eine Halterung für ein Trittbrett.This disclosure relates to a holder for a running board.

Sport Utility Vehicles (SUVs), Pickup-Trucks und andere Fahrzeuge wie zum Beispiel Fahrzeuge mit Allradantrieb (4WD) weisen eine relativ große Bodenfreiheit auf, was bedeutet, dass sich der Fahrzeugboden in einer relativ großen Höhe über dem Untergrund befindet. Die erhöhte Bodenfreiheit erschwert es einigen Benutzern, in das Fahrzeug ein- und aus diesem auszusteigen.Sport utility vehicles (SUVs), pickup trucks, and other vehicles such as four-wheel drive vehicles (4WD) have relatively large ground clearance, meaning that the vehicle floor is at a relatively high altitude above the ground. The increased ground clearance makes it difficult for some users to get in and out of the vehicle.

Trittbretter sind bekannt und verwendet worden, um Benutzern zu helfen, wenn sie in Fahrzeuge mit großer Bodenfreiheit ein- und aus diesen aussteigen. Trittbretter sind üblicherweise durch eine Metallhalterung mit einer Fahrzeugkarosserie verbunden.Running boards have been known and used to help users when getting in and out of vehicles with high ground clearance. Running boards are usually connected by a metal bracket to a vehicle body.

KURZDARSTELLUNGSUMMARY

Ein Verfahren zum Formen einer Komponente für ein Fahrzeug gemäß einem beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet unter anderem das Formen der Komponente aus einem Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht (UHMWPE) und einem aussteifenden Füllmaterial.A method of forming a component for a vehicle according to an exemplary aspect of the present disclosure includes, among other things, forming the ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE) component and a stiffening filler.

In einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform des vorangegangenen Verfahrens beinhaltet der Formschritt das Extrudieren der Komponente unter Verwendung eines hydraulischen Presskolbens.In a further non-limiting embodiment of the foregoing method, the molding step includes extruding the component using a hydraulic plunger.

In einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorangegangenen Verfahren beinhaltet der Formschritt das Mischen eines UHMWPE-Pulvers mit dem aussteifenden Füllmaterial und das Einfüllen des Gemisches in einen Extruder.In a further non-limiting embodiment of any of the foregoing methods, the forming step includes mixing a UHMWPE powder with the stiffening filler material and charging the mixture into an extruder.

In einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorangegangenen Verfahren beinhaltet der Formschritt das Erhitzen des Gemisches innerhalb des Extruders, während der hydraulische Presskolben Druck auf das Gemisch ausübt, um die Komponente zu extrudieren.In a further, non-limiting embodiment of any of the foregoing methods, the molding step includes heating the mixture within the extruder while the hydraulic plunger applies pressure to the mixture to extrude the component.

In einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorangegangenen Verfahren wird die extrudierte Komponente auf zwischen etwa 280 °F und 300 °F (zwischen etwa 138 °C und etwa 149 ° C) erhitzt, umgeformt und abkühlen gelassen.In a further, non-limiting embodiment of any of the foregoing methods, the extruded component is heated to between about 280 ° F and 300 ° F (between about 138 ° C and about 149 ° C), reshaped, and allowed to cool.

In einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorangegangenen Verfahren wird die extrudierte Komponente in eine Halterung zum Verbinden eines Trittbretts mit einer Fahrzeugkarosserie umgeformt.In a further, non-limiting embodiment of any of the foregoing methods, the extruded component is formed into a bracket for connecting a footboard to a vehicle body.

In einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorangegangenen Verfahren beinhaltet der Formschritt das Formpressen der Komponente.In a further non-limiting embodiment of any of the foregoing methods, the molding step includes molding the component.

In einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorangegangenen Verfahren beinhaltet der Formschritt das Mischen eines UHMWPE-Pulvers mit dem aussteifenden Füllmaterial und das Platzieren des Gemisches in einem Abformhohlraum.In a further non-limiting embodiment of any of the foregoing methods, the forming step includes mixing a UHMWPE powder with the stiffening filler material and placing the mixture in an impression cavity.

In einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorangegangenen Verfahren beinhaltet das aussteifende Füllmaterial zumindest eines aus Glasfasern, Basaltfasern und Karbonfasern.In a further non-limiting embodiment of any of the foregoing methods, the stiffening filler material includes at least one of glass fibers, basalt fibers, and carbon fibers.

In einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorangegangenen Verfahren beinhaltet das aussteifende Füllmaterial eine Kombination aus Basaltfasern und Karbonfasern, wobei jede Basaltfaser und Karbonfaser eine Länge zwischen etwa 12 mm und etwa 25 mm (zwischen etwa 0,5 Zoll und etwa 1,0 Zoll) aufweist.In a further, non-limiting embodiment of any of the foregoing methods, the stiffening filler material includes a combination of basalt fibers and carbon fibers, each basalt fiber and carbon fiber having a length between about 12 mm and about 25 mm (between about 0.5 inches and about 1.0 inches ) having.

In einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorangegangenen Verfahren wird die Komponente ferner aus einem Haftvermittler, einem Färbekonzentrat und einem Stabilisator gegen ultraviolettes (UV-)Licht geformt.In a further, non-limiting embodiment of any of the foregoing methods, the component is further formed from an adhesion promoter, a dyeing concentrate and a stabilizer against ultraviolet (UV) light.

In einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorangegangenen Verfahren ist der Haftvermittler ein organofunktionelles Silan, das Färbekonzentrat ist Ruß, und der UV-Licht-Stabilisator ist ein gehinderter Amin-Lichtstabilisator.In a further, non-limiting embodiment of any of the foregoing methods, the coupling agent is an organofunctional silane, the coloring concentrate is carbon black, and the UV light stabilizer is a hindered amine light stabilizer.

In einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform eines der vorangegangenen Verfahren ist die Komponente eine Halterung zum Verbinden eines Trittbretts mit einer Fahrzeugkarosserie.In a further non-limiting embodiment of any of the foregoing methods, the component is a bracket for connecting a footboard to a vehicle body.

Gemäß einem weiteren beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet eine Halterung zum Verbinden eines Trittbretts mit einer Fahrzeugkarosserie unter anderem ein Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht (UHMWPE) und ein aussteifendes Füllmaterial.According to another exemplary aspect of the present disclosure, a bracket for connecting a footboard to a vehicle body includes, among others, ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) and a stiffening filler.

In einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform der vorangegangenen Halterung beinhaltet das aussteifende Füllmaterial zumindest eines aus Glasfasern, Basaltfasern und Karbonfasern. In a further non-limiting embodiment of the foregoing support, the stiffening filler material includes at least one of glass fibers, basalt fibers, and carbon fibers.

In einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform einer der vorangegangenen Halterungen weisen die Fasern eine Länge zwischen etwa 12 mm und etwa 25 mm (zwischen etwa 0,5 Zoll und etwa 1,0 Zoll) auf.In a further non-limiting embodiment of any of the foregoing retainers, the fibers have a length of between about 12 mm and about 25 mm (between about 0.5 inches and about 1.0 inches).

In einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform einer der vorangegangenen Halterungen beinhaltet das aussteifende Füllmaterial eine Kombination aus Basaltfasern und Karbonfasern, wobei jede der Basaltfasern und Karbonfasern eine Länge zwischen etwa 12 mm und etwa 25 mm (zwischen etwa 0,5 Zoll und 1,0 Zoll) aufweist.In a further non-limiting embodiment of any of the foregoing supports, the stiffening filler material includes a combination of basalt fibers and carbon fibers, each of the basalt fibers and carbon fibers having a length between about 12 mm and about 25 mm (between about 0.5 inches and 1.0 inches ) having.

In einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform einer der vorangegangenen Halterungen beinhaltet die Halterung einen Trittbrett-Anbringungsabschnitt und einen Fahrzeugkarosserie-Anbringungsabschnitt, der im Wesentlichen senkrecht zum Trittbrett-Anbringungsabschnitt geneigt ist, und die Halterung beinhaltet einen Knick zwischen dem Trittbrett-Anbringungsabschnitt und dem Fahrzeugkarosserie-Anbringungsabschnitt.In a further non-limiting embodiment of any of the foregoing brackets, the bracket includes a footboard mounting portion and a vehicle body mounting portion that is inclined generally perpendicular to the footboard mounting portion, and the bracket includes a kink between the footboard mounting portion and the vehicle body panel. attachment portion.

Gemäß einem weiteren beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet eine Trittbrettanordnung unter anderem ein Trittbrett und eine Halterung, die mit dem Trittbrett verbunden ist. Die Halterung wird aus einem Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht (UHMWPE) und einem aussteifenden Füllmaterial geformt.In accordance with another exemplary aspect of the present disclosure, a footboard assembly includes, among other things, a footboard and a bracket connected to the footboard. The fixture is molded from ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) and a stiffening filler.

In einer weiteren, nicht einschränkenden Ausführungsform der vorangegangenen Trittbrettanordnung beinhaltet das aussteifende Füllmaterial zumindest eines aus Glasfasern, Basaltfasern und Karbonfasern, und die Fasern weisen eine Länge zwischen etwa 12 mm und etwa 25 mm (zwischen etwa 0,5 Zoll und etwa 1,0 Zoll) auf.In a further non-limiting embodiment of the foregoing footboard assembly, the stiffening filler material includes at least one of glass fibers, basalt fibers, and carbon fibers, and the fibers have a length between about 12 mm and about 25 mm (between about 0.5 inches and about 1.0 inches ) on.

Figurenlistelist of figures

1 is a rear view of a vehicle with an exemplary footboard assembly.
2 is a cross-sectional view taken along the line 2-2 1 and more specifically illustrates the exemplary footboard assembly.
3 is a perspective view of an exemplary holder.
4 FIG. 12 is a flowchart that is representative of an exemplary method of making the mount 3 is representative. In particular, represents 4 an exemplary extrusion process.
5 schematically illustrates an exemplary extruder and associated components.
6 FIG. 12 is a flowchart that is representative of an exemplary method of making the mount 3 is representative. In particular, represents 6 an exemplary molding process.
7 Fig. 3 schematically illustrates an exemplary die and the associated components.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

Diese Offenbarung betrifft eine Halterung für ein Trittbrett und ein Verfahren zur Herstellung derselben. Trittbretter und somit Trittbretthalterungen sind häufig auf Pickup-Trucks, Sport Utility Vehicles (SUVs) und anderen Fahrzeugen mit einer relativ großen Bodenfreiheit zu finden. Die offenbarte Halterung besteht aus einem Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht (UHMWPE) und einem aussteifenden Füllmaterial. Die resultierende Halterung zeigt eine hohe Stoßfestigkeit und eine hohe Steifigkeit und weist gleichzeitig eine gute Leistung bei niedrigen Temperaturen auf.This disclosure relates to a mount for a footboard and a method of manufacturing the same. Footboards and thus footboard mounts are commonly found on pickup trucks, sport utility vehicles (SUVs) and other relatively large ground clearance vehicles. The disclosed holder is made of ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) and a stiffening filler material. The resulting support exhibits high impact resistance and high rigidity while exhibiting good performance at low temperatures.

Auf die Zeichnungen Bezug nehmend, ist Figur leine Rückansicht eines Kraftfahrzeugs 10. Das Fahrzeug 10 weist eine relativ große Bodenfreiheit C auf, die ein Abstand zwischen einer Untergrundoberfläche und einem Boden des Fahrzeugs 10 ist. Das Fahrzeug 10 ist wie gezeigt ein Pickup-Truck. Obwohl ein Pickup-Truck veranschaulicht wird, ist die Offenbarung ebenso auf Sport Utility Vehicles (SUVs) und andere Arten von Fahrzeugen mit großer Bodenfreiheit anwendbar.Referring to the drawings, Figure is a rear view of a motor vehicle 10 , The vehicle 10 has a relatively large ground clearance C, which is a distance between a ground surface and a floor of the vehicle 10 is. The vehicle 10 is as shown a pickup truck. Although a pickup truck is illustrated, the disclosure is equally applicable to sport utility vehicles (SUVs) and other types of high clearance vehicles.

Das Fahrzeug 10 weist eine Trittbrettanordnung 12 auf, die ein Trittbrett 14 sowie eine erste und eine zweite Halterung 16, 18 aufweist, die das Trittbrett 14 mit einer Fahrzeugkarosserie 20 verbinden, die den Rahmen und die Verkleidung des Fahrzeugs 10 beinhaltet. Das Trittbrett 14 weist in einem Beispiel eine Länge auf, die einer Breite einer Tür 21 des Fahrzeugs 10 entspricht. Die erste und zweite Halterung 16, 18 stützen das Trittbrett 14, was einem Benutzer ermöglicht, auf das Trittbrett 14 zu steigen, wenn er/sie in das Fahrzeug 10 ein- und aus diesem aussteigt. In diesem Beispiel gibt es zwei Halterungen, die mit dem Trittbrett 14 verbunden sind, aber es versteht sich, dass diese Offenbarung nicht auf Anordnungen mit zwei Halterungen eingeschränkt ist. Diese Offenbarung erstreckt sich auf Anordnungen mit einer oder mehreren Halterungen.The vehicle 10 has a footboard arrangement 12 on which is a running board 14 and a first and a second holder 16 . 18 that has the footboard 14 with a vehicle body 20 connect the frame and the fairing of the vehicle 10 includes. The footboard 14 In one example, it has a length that corresponds to a width of a door 21 of the vehicle 10 equivalent. The first and second bracket 16 . 18 support the footboard 14 , which allows a user to step on the running board 14 to rise as he / she enters and exits the vehicle 10. In this example, there are two brackets that come with the footboard 14 but it should be understood that this disclosure is not limited to two-bracket arrangements. This disclosure extends to arrangements with one or more brackets.

2 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 2-2 aus 1 und stellt die Anordnung des Trittbretts 14 relativ zu einer der Trittbretthalterungen 18 dar. Zwecks einfacherer Bezugnahme stellt 3 die Trittbretthalterung 18 aus einer perspektivischen Ansicht da, ohne das Trittbrett 14 darzustellen. Obwohl 2 und 3 die Trittbretthalterung 18 darstellen, versteht sich, dass 2 und 3 auch für die Anordnung der Trittbretthalterung 16 repräsentativ sind. 2 is a cross-sectional view along the line 2 - 2 out 1 and represents the arrangement of the running board 14 relative to one of the footboard mounts 18 For ease of reference 3 the footboard bracket 18 from a perspective view there, without the footboard 14 display. Even though 2 and 3 illustrate the treadboard bracket 18, it is understood that 2 and 3 are also representative of the arrangement of the footboard bracket 16.

Auf 2 und 3 gemeinsam Bezug nehmend, ist die Trittbretthalterung 18 in diesem Beispiel im Wesentlichen L-förmig. Insbesondere beinhaltet die Trittbretthalterung 18 einen Trittbrett-Anbringungsabschnitt 22 und einen Fahrzeugkarosserie-Anbringungsabschnitt 24, der im Wesentlichen senkrecht zum Trittbrett-Anbringungsabschnitt 22 geneigt ist. Die Trittbretthalterung 18 beinhaltet einen Knick 26 zwischen dem Trittbrett-Anbringungsabschnitt 22 und dem Fahrzeugkarosserie-Anbringungsabschnitt 24. Wie in 3 gezeigt, beinhaltet die Trittbretthalterung 18 sowohl im Trittbrett-Anbringungsabschnitt 22 als auch im Fahrzeugkarosserie-Anbringungsabschnitt 24 Öffnungen 28. Die Öffnungen 28 nehmen Befestigungselemente auf, die die Trittbretthalterung 18 mit dem Trittbrett 14 und der Fahrzeugkarosserie 20 koppeln. In anderen Beispielen gibt es keine Öffnungen, und die Trittbretthalterung 18 ist auf andere Weise am Trittbrett 14 und an der Fahrzeugkarosserie 20 angebracht. On 2 and 3 referring collectively, the footboard bracket is 18 essentially L-shaped in this example. In particular, includes the footboard bracket 18 a footboard attachment section 22 and a vehicle body attachment portion 24 substantially perpendicular to the footboard attachment section 22 is inclined. The footboard bracket 18 includes a kink 26 between the footboard attachment section 22 and the vehicle body attachment portion 24 , As in 3 shown includes the footboard bracket 18 both in the footboard attachment section 22 as well as in the vehicle body attachment section 24 openings 28 , The openings 28 Adhere to fasteners that support the footboard 18 with the running board 14 and the vehicle body 20 couple. In other examples, there are no openings, and the footboard bracket 18 is on the running board in a different way 14 and on the vehicle body 20 appropriate.

In diesem Beispiel beinhaltet die Trittbretthalterung 18 eine Vielzahl von Rippen 30 als Ergebnis eines Extrusionsprozesses. Die Rippen 30 erhöhen die Gesamtsteifigkeit der Trittbretthalterung 18. Die Trittbretthalterung 18 könnte mit einer anderen Form versehen sein, und diese Offenbarung ist nicht auf Trittbretthalterungen eingeschränkt, die die dargestellte Form aufweisen.In this example, the footboard bracket includes 18 a variety of ribs 30 as a result of an extrusion process. Ribs 30 increase the overall stiffness of the footboard bracket 18 , The footboard bracket 18 could be provided with a different shape, and this disclosure is not limited to treadboard mounts having the illustrated shape.

4 ist ein Flussdiagramm, das für ein erstes beispielhaftes Verfahren zum Formen einer Komponente für ein Fahrzeug repräsentativ ist. In dieser Offenbarung ist die Komponente eine Trittbretthalterung wie die Trittbretthalterungen 16, 18. Diese Offenbarung ist nicht auf Trittbretthalterungen beschränkt und erstreckt sich auf andere Fahrzeugkomponenten, die von der erhöhten Stoßfestigkeit, erhöhten Steifigkeit und erhöhten Leistung bei niedrigen Temperaturen profitieren würden. 4 FIG. 10 is a flowchart representative of a first exemplary method of forming a component for a vehicle. FIG. In this disclosure, the component is a treadboard bracket, such as the treadboard mounts 16 . 18 , This disclosure is not limited to treadboard mounts and extends to other vehicle components that would benefit from increased impact resistance, increased stiffness, and increased low temperature performance.

In 4 wird die Komponente aus einem Gemisch geformt, das ein Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht (UHMWPE) und ein aussteifendes Füllmaterial beinhaltet. UHMWPE-Materialien weisen relativ lange Polymerketten mit einer Molekülmasse auf, die üblicherweise zwischen 3,5 und 7,5 Millionen vereinheitlichten atomaren Masseneinheiten (amu) liegt. Die relativ lange Polymerkette dient dazu, Lasten effektiv umzuleiten, was zu einem zähen Material mit hoher Stoßfestigkeit führt. Wenn es mit einem aussteifenden Füllmaterial kombiniert wird, zeigt das resultierende Gemisch eine erhöhte Steifigkeit und kann daher verwendet werden, um Komponenten zu formen, die zäh, stoßfest und steif genug sind, um als Komponente für Fahrzeuge wie z. B. Trittbretthalterungen zu fungieren.In 4 For example, the component is formed from a mixture including an ultrahigh molecular weight polyethylene (UHMWPE) and a stiffening filler. UHMWPE materials have relatively long polymer chains with a molecular mass that is usually between 3.5 and 7.5 million unified atomic mass units (amu). The relatively long polymer chain serves to effectively redirect loads, resulting in a tough material with high impact resistance. When combined with a stiffening filler material, the resulting mixture exhibits increased stiffness and can therefore be used to form components that are tough, impact resistant and stiff enough to be used as a component for vehicles such as vehicles. B. footboard mounts to act.

Das Verfahren 32 aus 4 beinhaltet das Extrudieren der Komponente unter Verwendung eines hydraulischen Presskolbens. Diese Offenbarung ist nicht auf die Extrusion eingeschränkt und erstreckt sich auf andere Fertigungsverfahren wie z. B. Formpressen ( 6). Sowohl Extrusion als auch Formpressen ermöglichen es, Komponenten unter Verwendung von UHMWPE zu formen, ohne die vorteilhaften Materialeigenschaften von UHMWPE während der Verarbeitung zu beeinträchtigen. Anders gesagt ist es bei diesen Fertigungsverfahren weniger wahrscheinlich, die langen Polymerketten aufzubrechen, die in UHMWPE-Materialien zu finden sind.The procedure 32 out 4 involves extruding the component using a hydraulic plunger. This disclosure is not limited to extrusion and extends to other manufacturing methods such as. B. compression molding ( 6 ). Both extrusion and compression molding make it possible to form components using UHMWPE without compromising the beneficial properties of UHMWPE during processing. In other words, these manufacturing processes are less likely to break up the long polymer chains found in UHMWPE materials.

5 stellt eine beispielhafte Extrusionsanordnung schematisch dar. Die Anordnung beinhaltet einen Extruder 34 mit einem hydraulischen Presskolben 36, der mit einem Gestell 38 verbunden ist. Ein Gemisch eines Materials, das in einer Mischvorrichtung 40 aufbewahrt wird, wird nach und nach mittels einer Rinne 42 und eines Trichters 44 in den Extruder 34 gefüllt. In einem Beispiel ist die Mischvorrichtung 40 konfiguriert, um Material in den Extruder 34 zu füllen. Der Extruder 34 beinhaltet ferner eine Heizhaube 46 und ein Formwerkzeug 48. Bei Aktivierung des hydraulischen Presskolbens 36 erzeugt der Extruder 34 einen Rohling 50. 5 schematically illustrates an exemplary extrusion assembly. The assembly includes an extruder 34 with a hydraulic plunger 36 which is connected to a frame 38. A mixture of a material used in a mixing device 40 is kept gradually by means of a gutter 42 and a funnel 44 in the extruder 34 filled. In one example, the mixing device is 40 configured to fill material in the extruder 34. The extruder 34 also includes a heating hood 46 and a mold 48 , When activating the hydraulic plunger 36 produced by the extruder 34 a blank 50 ,

Auf 4 und 5 gemeinsam Bezug nehmend, wird bei 52 im Verfahren 32 ein Gemisch aus zumindest UHMWPE-Pulver 54 und einem aussteifenden Füllmaterial 56 gemischt und in der Mischvorrichtung 40 aufbewahrt. In diesem Beispiel wird das aussteifende Füllmaterial 56 durch zumindest eines aus Glasfasern, Basaltfasern und Karbonfasern bereitgestellt. Anders gesagt könnte das aussteifende Füllmaterial 56 eines oder mehrere aus Glasfasern, Basaltfasern und Karbonfasern beinhalten. Wenn Karbonfasern verwendet werden, können die Karbonfasern wiederverwertete Karbonfasern sein oder können eine Kombination aus neuen Karbonfasern und wiederverwerteten Karbonfasern sein. Das aussteifende Füllmaterial 56 besteht in einem Beispiel aus Fasern, die eine Länge zwischen etwa 12 mm und 25 mm (zwischen etwa 0,5 Zoll und 1,0 Zoll) aufweisen. In einem bestimmten Beispiel beinhaltet das aussteifende Füllmaterial 56 eine Kombination aus Basaltfasern und Karbonfasern, und jede der Basaltfasern und Karbonfasern weist eine Länge zwischen etwa 12 mm und 25 mm auf.On 4 and 5 Referring collectively, at 52 in the process 32 a mixture of at least UHMWPE powder 54 and a stiffening filler 56 mixed and in the blender 40 kept. In this example, the stiffening filler material 56 provided by at least one of glass fibers, basalt fibers and carbon fibers. In other words, the stiffening filler could 56 include one or more of glass fibers, basalt fibers and carbon fibers. When carbon fibers are used, the carbon fibers may be recycled carbon fibers or may be a combination of new carbon fibers and recycled carbon fibers. The stiffening filler 56 in one example, consists of fibers having a length between about 12 mm and 25 mm (between about 0.5 inches and 1.0 inches). In one particular example, the stiffening filler material includes 56 a combination of basalt fibers and carbon fibers, and each of the basalt fibers and carbon fibers has a length of between about 12 mm and 25 mm.

Zusätzlich zu dem UHMWPE-Pulver 54 und dem aussteifenden Füllmaterial 56 kann das Gemisch in der Mischvorrichtung 40 auch einen Haftvermittler 58, ein Färbekonzentrat 60 und einen Stabilisator gegen ultraviolettes (UV-)Licht 62 beinhalten. Beispielhafte Haftvermittler beinhalten organofunktionelle Silane wie Siloxan oder Maleinanhydridgepfropftes Polypropylen. Der Haftvermittler 58 dient dazu, organische Polymere mit anorganischen Materialien zu koppeln, was die Bindung zwischen dem UHMWPE-Pulver 54 und dem aussteifenden Füllmaterial 56 erhöht. Das Färbekonzentrat 60 ist in den meisten Beispielen Ruß, da die meisten Komponenten schwarz sind, aber auch andere Färbemittel fallen in den Schutzumfang dieser Offenbarung. Schließlich kann der UV-Licht-Stabilisator 62 ein gehinderter Amin-Lichtstabilisator sein und dient dazu, die erzeugte Komponente vor der Degradation aufgrund von UV-Einwirkung zu schützen.In addition to the UHMWPE powder 54 and the stiffening filler 56 can the mixture in the mixing device 40 also a bonding agent 58 , a coloring concentrate 60 and a stabilizer against ultraviolet (UV) light 62. Exemplary coupling agents include organofunctional silanes such as siloxane or maleic anhydride grafted polypropylene. The bonding agent 58 serves to couple organic polymers with inorganic materials, which makes the bond between the UHMWPE powder 54 and the stiffening filler 56 elevated. The dyeing concentrate 60 is carbon black in most examples because most components are black, but other colorants are within the scope of this disclosure. Finally, the UV light stabilizer 62 is a hindered amine light stabilizer and serves to protect the generated component from degradation due to UV exposure.

In einem Beispiel dieser Offenbarung beinhaltet das Gemisch 67 Gew.-% UHMWPE-Pulver und ein aussteifendes Füllmaterial, das 30 Gew.-% des Gemisches bereitstellt. Das aussteifende Füllmaterial selbst weist Karbonfasern, die 15 Gew.-% des Gemisches bereitstellen, und Basaltfasern, die 15 Gew.-% des Gemisches bereitstellen, auf. Ferner werden 1,5 % des Gemisches vom Haftvermittler bereitgestellt, und 1,5 % werden vom Färbekonzentrat und UV-Licht-Stabilisator bereitgestellt (beides in Gewichtsprozent).In one example of this disclosure, the mixture includes 67 Wt% UHMWPE powder and a stiffening filler providing 30 wt% of the mixture. The stiffening filler itself comprises carbon fibers providing 15% by weight of the mixture and basalt fibers providing 15% by weight of the mixture. Further, 1.5% of the blend is provided by the primer and 1.5% is provided by the dyeing concentrate and UV light stabilizer (both in weight percent).

Mit dem Verfahren 32 bei 64 fortfahrend, wird das Gemisch aus der Mischvorrichtung 40 während des Extrusionsprozesses kontinuierlich über die Rinne 42 und den Trichter 44 in den Extruder 34 gefüllt. Bei 64 wird das Gemisch mit der Heizhaube 46 erhitzt und durch das Formwerkzeug 48 unter Druck durch den hydraulischen Presskolben 36 extrudiert. Der resultierende Rohling 50 ist gerade und erfordert eine weitere Bearbeitung, um zum Beispiel die Form einer der Halterungen 16, 18 anzunehmen. Daher wird der Rohling 50 bei 66 in einem Beispiel auf zwischen etwa 280 °F und 300 °F (zwischen etwa 138 °C und etwa 149 ° C) erhitzt und gebogen, um im Wesentlichen eine L-Form bereitzustellen, wie in 2-3 dargestellt. Dann lässt man die Komponente abkühlen.With the procedure 32 Continuing at 64, the mixture from the mixing device 40 is continuously passed over the trough during the extrusion process 42 and the funnel 44 in the extruder 34 filled. at 64 becomes the mixture with the heating hood 46 heated and through the mold 48 under pressure through the hydraulic plunger 36 extruded. The resulting blank 50 is straight and requires further editing, for example, the shape of one of the brackets 16 . 18 to accept. Therefore, the blank becomes 50 at 66, in one example, heated to between about 280 ° F and 300 ° F (between about 138 ° C and about 149 ° C) and bent to provide substantially an L-shape as in 2 - 3 shown. Then let the component cool down.

6 ist ein Flussdiagramm, das für ein zweites beispielhaftes Verfahren 70 zum Formen einer Komponente für ein Fahrzeug repräsentativ ist. 7 stellt eine beispielhafte Pressform 72 dar. Unter Bezugnahme auf 7 beinhaltet die Pressform 72 eine obere Pressformhälfte 74 und eine untere Pressformhälfte 76. Die untere Pressformhälfte 76 ist so geformt, dass sie einen Pressformhohlraum 78 beinhaltet, der konfiguriert ist, um ein Pulvergemisch 80 wie das oben beschriebene Gemisch aufzunehmen. Die untere Pressformhälfte 76 kann auch einen Auswurfstift 82 beinhalten, um bei der Entfernung des Rohlings zu helfen. 6 is a flowchart for a second exemplary method 70 is representative of molding a component for a vehicle. 7 represents an exemplary mold 72 With reference to 7 includes the mold 72 an upper mold half 74 and a lower mold half 76 , The lower mold half 76 is shaped to have a die cavity 78 which is configured to be a powder mixture 80 as the mixture described above. The lower mold half 76 can also have an ejector pin 82 to help in the removal of the blank.

Im Verfahren 70 wird bei Schritt 84 das Pulvergemisch 80 im Pressformhohlraum 78 bereitgestellt. Wieder kann das Pulvergemisch 80 dasselbe Pulvergemisch sein, das oben beschrieben wurde, und ein UHMWPE-Pulver, ein aussteifendes Füllmaterial, einen Haftvermittler, ein Färbekonzentrat und einen UV-Licht-Stabilisator beinhalten. Bei Schritt 86 formt ein Formpressprozess das Pulvergemisch 80 in eine Komponente wie z. B. die Halterungen 16, 18. In einem beispielhaften Prozess werden die obere und die untere Pressformhälfte74, 76 zusammengedrückt und üben einen Druck von zwischen etwa 2 MPa und 10 MPa (zwischen etwa 290 psi und 1.450 psi) auf das Pulvergemisch aus, während die Pressform 72 auf einer Temperatur zwischen etwa 200 °C und 230 °C (zwischen etwa 392 °F und 446 °F) gehalten wird.In the process 70 becomes at step 84 the powder mixture 80 in the mold cavity 78 provided. Again, the powder mixture 80 The same powder mixture described above, and containing a UHMWPE powder, a stiffening filler, a coupling agent, a dyeing concentrate and a UV light stabilizer. At step 86 A molding process forms the powder mixture 80 in a component such. B. the brackets 16 . 18 , In an exemplary process, the upper and lower die halves 74, 76 are compressed and exert a pressure of between about 2 MPa and 10 MPa (between about 290 psi and 1450 psi) on the powder mixture, while the die 72 at a temperature between about 200 ° C and 230 ° C (between about 392 ° F and 446 ° F).

Die mit einem der oben beschriebenen Prozesse hergestellten Komponenten stellen eine erhöhte Haltbarkeit und erhöhte Temperaturfestigkeit bereit. Insbesondere zeigen die erzeugten Komponenten eine erhöhte Duktilität und behalten ihre Duktilität sogar bei niedrigen Temperaturen wie z. B. -40 °C (-40 °F). Die erzeugten Komponenten weisen auch eine relativ geringe Dichte auf, was zu einer signifikanten Gewichtsreduktion führt. In einem Beispiel zeigt die erzeugte Komponente eine Dichte von etwa 13 % der Dichte von Stahl und führt zu einer etwa 50%igen Gewichtsreduktion relativ zu Stahl.The components made with one of the processes described above provide increased durability and increased temperature resistance. In particular, the components produced exhibit increased ductility and retain their ductility even at low temperatures, such as, for example, at high temperatures. Eg -40 ° C (-40 ° F). The components produced also have a relatively low density, resulting in a significant weight reduction. In one example, the component produced exhibits a density of about 13% of the density of steel and results in about a 50% weight reduction relative to steel.

Es versteht sich, dass Begriffe wie „etwa“, „im Wesentlichen“ und „im Allgemeinen“ keine unbegrenzten Begriffe sein sollen und im Einklang damit interpretiert werden sollten, wie ein Fachmann diese Begriffe interpretieren würde.It should be understood that terms such as "about," "substantially," and "generally," should not be construed as indefinite and should be interpreted in accordance with how a person skilled in the art would interpret those terms.

Obwohl die unterschiedlichen Beispiele die spezifischen, in den Darstellungen gezeigten Komponenten aufweisen, sind Ausführungsformen dieser Offenbarung nicht auf diese bestimmten Kombinationen eingeschränkt. Es ist möglich, einige der Komponenten oder Merkmale aus einem der Beispiele in Kombination mit Merkmalen oder Komponenten aus einem anderen der Beispiele zu verwenden.Although the various examples include the specific components shown in the drawings, embodiments of this disclosure are not limited to these particular combinations. It is possible to use some of the components or features of one of the examples in combination with features or components of another of the examples.

Ein Durchschnittsfachmann würde verstehen, dass die oben beschriebenen Ausführungsformen beispielhaft und nicht einschränkend sind. Das bedeutet, dass Modifikationen dieser Offenbarung in den Schutzumfang der Patentansprüche fallen würden. Dementsprechend sollten die folgenden Patentansprüche analysiert werden, um ihren wahren Schutzumfang und Inhalt zu bestimmen.One of ordinary skill in the art would understand that the embodiments described above are exemplary and not limiting. That is, modifications of this disclosure would fall within the scope of the claims. Accordingly, the following claims should be analyzed to determine their true scope and content.

Claims

Component after Claim 1 wherein the forming step includes mixing a UHMWPE powder with the stiffening filler material and charging the mixture into an extruder.

Component after Claim 2 wherein the forming step includes heating the mixture within the extruder while a hydraulic Pressing piston exerts pressure on the mixture to extrude the component.

Component after Claim 3 wherein the extruded component is heated to between about 280 ° F and 300 ° F (between about 138 ° C and about 149 ° C), reshaped and allowed to cool.

Component after Claim 1 wherein the molding step includes molding the component.

Component after Claim 5 wherein the forming step includes mixing a UHMWPE powder with the stiffening filler material and placing the mixture in an impression cavity.

A component according to any one of the preceding claims, wherein the stiffening filler material includes at least one of glass fibers, basalt fibers and carbon fibers.

A component according to any one of the preceding claims wherein the stiffening filler material comprises a combination of basalt fibers and carbon fibers, each basalt fiber and carbon fiber having a length of between about 12 mm and about 25 mm (between about 0.5 inches and about 1.0 inches).

A component according to any one of the preceding claims, wherein the component is further formed from a coupling agent, a dyeing concentrate and a stabilizer against ultraviolet (UV) light.

Component after Claim 9 wherein the coupling agent is an organofunctional silane, the dyeing concentrate is carbon black and the UV light stabilizer is a hindered amine light stabilizer.