DE10102437B4

DE10102437B4 - Verstärkungsstruktur eines Rohres

Info

Publication number: DE10102437B4
Application number: DE10102437A
Authority: DE
Inventors: Masahiro Wako Ishikawa
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2000-01-20
Filing date: 2001-01-19
Publication date: 2011-02-24
Anticipated expiration: 2021-01-20
Also published as: DE10102437A1; US6305430B1; US20010039973A1; JP3428547B2; JP2001206241A

Abstract

Verfahren zur Bildung einer Verstärkungsstruktur eines Rohres (18, 19), mit den Schritten:
– Bereitstellen eines Verstärkungselements (25, 35, 40, 45, 50, 55, 60) mit einem Kernelement (21, 36, 41, 47, 51, 56, 61) und wenigstens einem elastisch nachgiebigen Überstandselement (26, 37, 42, 48, 52, 58, 63) am Kernelement (21, 36, 41, 47, 51, 56, 61), welches im unverformten Zustand vom Kernelement (21, 36, 41, 47, 51, 56, 61) mit Übermaß im Vergleich zur Innenquerschnittsfläche des Rohres (18, 19) absteht;
– Einsetzen des Verstärkungselements (25, 35, 40, 50, 55, 60) in das Rohr (18, 19), unter Abbiegen des wenigstens einen Überstandselements (26, 37, 42, 48, 52, 58, 63) des Verstärkungselements (25, 35, 40, 45, 50, 55, 60); und
– Erhitzen des Rohres (18, 19) mit dem eingesetzten Verstärkungselement (25, 35, 40, 45, 50, 55, 60) zum Ausschäumen und Expandieren des wenigstens einen Überstandselements (26, 37, 42, 48,...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bildung einer Verstärkungsstruktur eines Rohres/einer Hohlstange, welches geeignet ist ein Verstärkungselement wie ein Harzmaterial in einem Rohr zu fixieren.
Als Verstärkungsstruktur zur Verstärkung einer geschlossen zusammengesetzten Struktur sind bekannt zum Beispiel (1) eine Struktur mit eingefügtem Harzmaterial und (2) eine Struktur, welche in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. Hei.8-2289 ( JP-A-8-2289 ) „Instrumententafelverstärkung und Methode zur Herstellung einer Instrumententafelverstärkung” beschrieben ist.
Der Stand der Technik (1) wird weiter unten beschrieben.
15 ist eine Explosionszeichnung, welche eine herkömmliche Verstärkungsvorrichtung einer geschlossenen zusammengesetzten Struktur darstellt.
Eine B-Säule 100, als geschlossene, zusammengesetzte Struktur, enthält eine Aussteifung 103 zwischen einer inneren Platte 101 und einer äußeren Platte 102. Um die B-Säule 100 zu verstärken, ist sie zwischen einer inneren Platte 101 und der Aussteifung 103 mit einem Harzmaterial 104 zur Verstärkung versehen. Die Bezugszeichen 105 und 105 bezeichnen ein Fixierloch um das Harzmaterial 104 an der inneren Platte 101 zu befestigen.
16 zeigt einen Querschnitt einer herkömmlichen B-Säule.
Das Harzmaterial 104 ist zusammengesetzt aus einem Hartharz 106 als Kernelement und einem Schaumharzmaterial 107, welches an einer Außenoberfläche des Hartharzes 106 befestigt ist. Das Hartharz 106 ist mit Clip-Abschnitten 108 und 108 versehen, welche an den Fixierlöchern 105 und 105 der inneren Platte 101 befestigt sind. Dadurch wird das Harzmaterial 104 an der B-Säule befestigt.
17 ist eine Ansicht eines Zustands, in welchem die herkömmliche B-Säule verstärkt ist. In diesem Zustand ist das Schaumharzmaterial 107 (siehe 16) aufgeschäumt, und ein Schaumharz 111 füllt den (verbliebenen) Raum zwischen der inneren Platte und der Aussteifung 103.
Des weiteren beschreibt der Stand der Technik (2) eine Instrumententafelverstärkung 10, bei welcher Flansche 20, 22, 24 und 26 aus einer Außenoberfläche eines rohrförmigen Abschnittes 14 mit großem Durchmesser hervorragen. Ein rohrförmiger Abschnitt 16 mit kleinem Durchmesser ist in den Abschnitt 14 mit großem Durchmesser eingesteckt und der Abschnitt 14 mit großem Durchmesser und der Abschnitt 16 mit kleinem Durchmesser sind durch Schweißlöcher 36 und 38, welche sich in dem Abschnitt 14 mit großem Durchmesser befinden, verschweißt, um die Stärke einer Instrumententafel eines Fahrzeugs zu vergrößern (siehe 2 der oben genannten japanischen Offenlegungsschrift Nr. Hei.8-2289 ( JP-A-8-2289 )).
Im Stand der Technik (1), kann das Harzmaterial 104 vergleichsweise einfach an der B-Säule befestigt werden. Im Fall, das der Stand der Technik (1) auf den Stand der Technik (2) angewendet wird, benötigt der Clip-Abschnitt zur Befestigung des Harzmaterials mit einem Fixierloch, welches auf dem Abschnitt 16 mit geringem Durchmesser ausmündet, eine spezielle Form. Dadurch werden die Kosten erhöht. Des weiteren muß im Fall, dass der dünne rohrförmige Abschnitt 16 verlängert ist, der Clip-Abschnitt, welcher in den Abschnitt 16 mit dem kleinen Durchmesser eingesteckt wird, und das Fixierloch in dem kleinen Abschnitt 16 an einem Ende des Abschnitts 16 ausgerichtet werden. Dadurch ist der Befestigungsvorgang schwierig durchzuführen.
Die DE 198 12 288 C1 offenbart ein Verfahren zur Bildung einer Verstärkungsstruktur eines Rohres mit den Schritten: Bereitstellen eines Verstärkungselements mit einem Kernelement, auf dessen Oberfläche ein aufschäumbares Material aufgetragen ist, Einsetzen des Verstärkungselements in das Rohr und Erhitzen des Rohrs mit dem eingesetzten Verstärkungselement zum Ausschäumen des ausschäumbaren Materials. An dem Kernelement sind Überstandselemente als Abstandshalter angeordnet, die das Anliegen des Kernelements an der Innenfläche des Rohrs verhindern sollen, damit ein Korrosionsschutzmedium in alle Bereiche des Rohrs gelangen kann.
Ferner offenbar die JP 07-117728 A ein Verfahren zur Bildung einer Verstärkungsstruktur eines Rohres mit den Schritten: Bereitstellen eines Verstärkungselements mit einem Kernelement und wenigstens einem aufschäumbaren Überstandselement am Kernelement, Einsetzen des Verstärkungselements in das Rohr und Erhitzen des aufschäumbbaren Überstandselements zum Ausschäumen und Expandieren des Überstandselements. Die Außenabmessungen des wenigstens einen Überstandselements sind kleiner als die Innenabmessungen des Rohrs, um ein leichtes Einführen in das Rohr zu erlauben.
Zur weiteren Illustration des Standes der Technik wird ferner auf die DE 195 38 844 C2 sowie auf die EP 0 893 332 A1 hingewiesen, welche jeweils ebenfalls Verfahren zur Bildung einer Verstärkungsstruktur eines Rohrs offenbaren, in welchen das Rohr mittels eines ausschäumbaren Materials verstärkt wird.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Bildung einer Verstärkungsstruktur eines Rohres bereitzustellen, welches ein Verstärkungselement, wie ein Schaumharzmaterial, einfach in dem Rohr befestigen kann.
Um diese Aufgabe zu lösen, stellt die Erfindung ein Verfahren nach Anspruch 1 bereit.
Somit betrifft die Erfindung eine Verstärkungsstruktur, welche ein Kernelement zur Einsetzung in das zu verstärkende Rohr, und ein Überstandelement umfaßt, welches aus dem Kernelement hervorsteht und einen Durchmesser besitzt, der etwas größer ist als ein Innendurchmesser des Rohrs. Dabei ist wenigstens eines der Elemente Kernelement und Überstandelement aus Schaumharzmaterial gebildet. Wenigstens eines der Elemente Kernelement und Überstandselement ist aufschäumbar und expandierbar, so dass es nach dem Einpressen des Verstärkungselements in das Rohr durch Aufschäumen und Expandieren den Raum zwischen einer Innenoberfläche des Rohrs und einer Außenoberfläche des Kernelements oder des Überstandelements ausfüllt.
Das Überstandelement hat einen Durchmesser, der etwas größer ist als der Innendurchmesser des Rohrs. Daher wird das Überstandelement mit dem Kernelement in das Rohr gedrückt, so dass das Kernelement und das Überstandelement in einer wählbaren Position im Rohr festgeklemmt sind/fixiert sind.
Daher kann das Kernelement und Überstandelement einfach im Rohr befestigt werden, so dass die Verarbeitbarkeit verbessert werden kann.
Des weiteren ist es nicht notwendig das Fixierloch und den Clip-Abschnitt zu verwenden, welche benötigt werden, um das Kernelement und das Überstandelement im Rohr zu befestigen. Daher ist es möglich, die Bearbeitungskosten und die Materialkosten zu senken.
Wenn das Kernelement und das Überstandelement aus dem gleichen Schaumharzmaterial integral ausgebildet sind, kann ein einziges Produkt aus Kernelement und Überstandelement einfach hergestellt werden. Daher können die Herstellungskosten des integralen Produkts gesenkt werden.
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugrumpfs, welcher eine Verstärkungsstruktur eines Rohres gemäß der Erfindung enthält,
2 ist ein Querschnitt entlang der Linie II-II aus 1 (eine erste Ausführungsform einer Verstärkungsstruktur eines Rohres gemäß der Erfindung),
3 ist ein Querschnitt entlang der Linie III-III aus 1 (erste Ausführungsform),
4 ist eine perspektivische Ansicht eines Verstärkungselements, welches die Verstärkungsstruktur eines Rohres gemäß der Erfindung bildet,
5 ist ein Querschnitt entlang der Linie V-V aus 4 (erste Ausführungsform),
6 ist ein Querschnitt entlang der Linie VI-VI aus 4 (erste Ausführungsform),
7A und 7B sind erste funktionelle Ansichten, welche das Verfahren zur Befestigung des Verstärkungselements, welches die Verstärkungsstruktur eines Rohres gemäß der Erfindung (erste Ausführungsform) bildet, veranschaulichen,
8A und 8B sind zweite funktionelle Ansichten, welche das Verfahren zur Befestigung des Verstärkungselements, welches die Verstärkungsstruktur eines Rohres gemäß der Erfindung (erste Ausführungsform) bildet, veranschaulichen,
9A bis 9C sind Ansichten, welche ein Verstärkungselement, welches eine Verstärkungsstruktur eines Rohres gemäß der Erfindung bildet, darstellen (eine zweite Ausführungsform),
10A bis 10C sind Ansichten, welche ein Verstärkungselement, welches eine Verstärkungsstruktur eines Rohres gemäß der Erfindung bildet, veranschaulichen (eine dritte Ausführungsform),
11A und 11B sind Ansichten, welche ein Verstärkungselement, welches eine Verstärkungsstruktur eines Rohres gemäß der Erfindung bildet, veranschaulichen (eine vierte Ausführungsform),
12A bis 12C sind erste funktionelle Ansichten, welche das Verfahren zur Befestigung des Verstärkungselements, welches die Verstärkungsstruktur eines Rohres gemäß der Erfindung (vierte Ausführungsform) bildet, veranschaulichen,
13A und 13B sind Ansichten, welche ein Verstärkungselement, welches eine Verstärkungsstruktur eines Rohres gemäß der Erfindung bildet, veranschaulichen (eine fünfte Ausführungsform),
14A und 14B sind Ansichten, welche ein Verstärkungselement, welches eine Verstärkungsstruktur eines Rohres gemäß der Erfindung bildet, veranschaulichen (eine sechste Ausführungsform),
15 ist eine Explosionszeichnung, welche eine herkömmliche Verstärkungsvorrichtung einer geschlossenen zusammengesetzten Struktur darstellt,
16 zeigt einen Querschnitt einer herkömmlichen B-Säule, und
17 ist eine Ansicht eines Zustands in welchem die herkömmliche B-Säule verstärkt ist.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Die Zeichnungen entsprechen Schnitten entlang der entsprechenden Bezugslinien.
1 ist eine perspektivische Ansicht einer Karosserie/Fahrzeugrumpfs, die eine Verstärkungsstruktur eines Rohrs/Hohlstange gemäß der vorliegenden Erfindung enthält.
Ein Fahrzeugrumpf 10 enthält dabei einen Vorderaufbau 11 zur Unterbringung eines Motors, Seitenaufbauten 12 und 12, welche von den Seitenabschnitten des Vorderaufbaus 11 nach hinten reichen und ein Dach 13 zwischen den Seitenaufbauten 12 und 12. Die Seitenaufbauten 12 und 12 sind in ihrem vorderen Abschnitt mit Frontsäulen/A-Säulen 15 und 15 versehen und ein Lenksäulenaufhängungsträger/Lenkungsaufhängungsträger 17 zur Anbringung einer Lenkungsbetätigungsvorrichtung 16 ist an einem unteren Abschnitt der Frontsäulen 15 und 15 zwischen ihnen angebracht. Das Bezugszeichen 18 ist ein Rohrabschnitt eines Rohrs des Lenkungsaufhängungsträgers 17.
2 ist eine Schnittansicht, die entlang der Linie II-II in 1 (eine erste Ausführungsform eines Rohrs gemäß der vorliegenden Erfindung) gemacht wurde. Sie zeigt einen Zustand, in dem ein Hartharz 21 (insbesondere Duroplast), als Kernelement für die Verstärkung, in einen zylindrischen Rohrabschnitt 18 eingeführt ist und ein Schaumharz 22 den Rohrabschnitt 18 bis auf das Hartharz 21 ausfüllt. Das Schaumharz 22 wird durch Aufschäumen eines Schaumharzmaterials, welches in dem Hartharz 21, wie weiter unten beschrieben, versenkt/eingelassen ist, erlangt.
3 ist eine Schnittansicht, die entlang der Linie III-III in 1 (erste Ausführungsform) gemacht wurde. Dabei ist das Hartharz 21, welches in den Rohrabschnitt 18 eingeführt ist, ein zylindrisches Element und enthält eine Mehrzahl an Hohlräumen 23... („...” bezeichnet dabei im weiteren eine Mehrzahl), welche eine den Abschnitten entsprechende Form haben, in welchen das Schaumharzmaterial eingelassen ist.
4 ist eine perspektivische Ansicht eines Verstärkungselements, welche die Verstärkungsstruktur eines Rohrs gemäß der Erfindung (der ersten Ausführungsform) bildet. Dabei enthält ein Verstärkungselement 25 zur Einführung in ein Rohrelement das Hartharz 21 und Überstandelemente 26, welche in dem Hartharz 21 eingelassen/eingesetzt sind und aus einer äußeren Oberfläche des Hartharz 21 hervorstehen. Diese Überstandelemente 26 sind aus einem Schaumharzmaterial geformt.
Das Schaumharzmaterial hat die Eigenschaft bei gewöhnlicher Temperatur oder durch Hitze aufzuschäumen. In den in den 2 und 3 dargestellten Zuständen wird das Verstärkungselement 25 in den Rohrabschnitt 18 eingeführt und die Überstandelemente 26 danach aufgeschäumt.
5 ist eine Schnittansicht, die entlang der Linie V-V in 4 (erste Ausführungsform) gemacht wurde. Sie zeigt einen Zustand, in dem drei Überstandteilstücke 28 in dem Hartharz 21 geformt sind und ein Überstandelement 26 mit einem zentral ausmündendem Durchgangsloch 31 in dem Hartharz 21 versenkt/eingesetzt ist.
6 ist eine Schnittansicht, die entlang der Linie VI-VI in 4 (erste Ausführungsform) gemacht wurde. Das Überstandelement 26 ist scheibenförmig und elastisch. Das Überstandelement 26 des Verstärkungselements 25 hat einen Außendurchmesser D, welcher größer als der Innendurchmesser des Rohrabschnitts 18 ist (siehe 3).
Das Verfahren, mit dem das Verstärkungselement 25 in dem Rohrabschnitt 18 befestigt wird, wird weiter unten beschrieben.
7A und 7B sind erste funktionelle Ansichten, welche das Verfahren zur Befestigung des Verstärkungselements, welches die Verstärkungsstruktur eines Rohrs gemäß der Erfindung (erste Ausführungsform) bildet, veranschaulichen.
In 7A wird die Differenz zwischen dem Außendurchmesser des Überstandelements 26 und dem Innendurchmesser des Rohrabschnitts 18 auf einer der Seiten mit C bezeichnet.
Zunächst wird das Verstärkungselement 25 von einem Ende des Rohrabschnitts 18 mittels einer Montagevorrichtung J1 eingebracht.
7B zeigt einen Zustand, in welchem das Verstärkungselement 25 von einem Ende des Rohrabschnitts 18 eingebracht wird.
Der Außendurchmesser des Überstandelements 26 ist größer als der Innendurchmesser des Rohrabschnitts 18. Daher wird das Verstärkungselement 25 in den Rohrabschnitt 18 gepreßt. Die so gepreßten Überstandelemente 26... werden gebogen und drücken so jeweils durch die elastische Kraft an eine Innenoberfläche des Rohrabschnitts 18.
Die 8A und 8B sind zweite funktionelle Ansichten, welche das Verfahren zur Befestigung des Verstärkungselements, welches die Verstärkungsstruktur eines Rohrs gemäß der Erfindung (erste Ausführungsform) bildet, veranschaulichen.
In 8A wird das Verstärkungselement 25 mittels einer Montagevorrichtung J1 auf eine vorher festgelegte Position im Rohrabschnitt 18 gebracht.
Wie oben beschrieben sind die Überstandelemente 26... elastisch. Es wird eine Reibungskraft zwischen der Innenoberfläche des Rohrabschnitts 18 und den entsprechenden Überstandteilstücken 28... der Überstandelemente 26... erzeugt.
Indem das Verstärkungselement 25 einfach an die vorher festgelegte Position bewegt wird, kann das Verstärkungselement 25 daher einfach in dieser vorher festgelegten Position festgeklemmt werden.
8B veranschaulicht einen Zustand, in welcher eine Mehrzahl an Verstärkungselementen 25 (siehe 8A) in dem Rohrabschnitt 18 festgeklemmt wurden und die Überstandelemente 26 dann aufgeschäumt wurden, indem von außerhalb des Rohrabschnitts 18 Hitze angelegt wurde. Dabei wird zum Beispiel des Schaumharz 22 gebildet, und das Innere des Rohrabschnitts 18 wird so mit dem Hartharz 21 und dem ausgehärteten Schaumharz 22 gefüllt.
Folglich kann der Rohrabschnitt 18 einfach verstärkt werden.
Wie unter Bezugnahme auf die 8A und 8B beschrieben wurde, sieht diese Erfindung eine Verstärkungsstruktur eines Rohrs vor, welche ein Hartharz 21 zur Einbringung in den zu verstärkenden Rohrabschnitt 18 vorsieht. Des weiteren sind vorgesehen Überstandelemente 26, welche aus dem Hartharz 21 hervorstehen und einen Durchmesser haben, der etwas größer ist als der Innendurchmesser des Rohrabschnitts 18. Dabei sind die Überstandelemente 26 aus einem Schaumharzmaterial geformt. Diese in den Rohrabschnitt 18 gepreßten Überstandelemente 26 werden aufgeschäumt und expandiert und füllen so den Raum zwischen der Innenoberfläche des Rohrabschnitts 18 und der Außenoberfläche des Hartharzes 21 abdichtend aus.
Das Überstandelement 26 hat einen Durchmesser, der etwas größer ist als der Innendurchmesser des Rohrabschnitts 18. Daher werden die Überstandelemente 26 mit dem Hartharz 21 in den Rohrabschnitt 18 gepreßt, so dass der Hartharz 21 und die Überstandelemente 26 in wählbaren Positionen im Rohrabschnitt 18 festgeklemmt werden.
So kann das Verstärkungselement 25, welches das Hartharz 21 und die Überstandelemente 26 enthält, einfach in dem Rohrabschnitt 18 festgeklemmt werden, so dass die Herstellbarkeit verbessert werden kann.
Des weiteren dient das Überstandelement 26 auch als Element zur Befestigung des Hartharzes 21 im Rohrabschnitt 18.
Daher ist es nicht notwendig, die herkömmlichen Fixierloch- und Fixierclipabschnitte zu verwenden. Aus diesem Grund können die Kosten für die Fertigung eines Rohrabschnitts 18 und die Kosten für Material reduziert werden.
9A bis 9C sind Ansichten, die ein Verstärkungselement, welches eine Verstärkungsstruktur eines Rohrs gemäß der Erfindung bildet, darstellen (eine zweite Ausführungsform).
9A zeigt eine Querschnittsansicht. Ein Verstärkungselement 35 enthält als zylindrisches Kernelement ein Hartharz 36 und flanschförmige Überstandelemente 37, welche aus der Außenoberfläche (Umfang) des Hartharzes 36 hervorstehen.
9B ist eine Längsschnittansicht. Das Verstärkungselement 35 ist ein Element, welches durch (integrales) Versenken/Einsetzen der Überstandelemente 37 in einem äußeren Bereich (Umfang) des Hartharzes 36 erlangt wird.
Das Überstandelement 37 ist scheibenförmig und elastisch und besitzt einen Außendurchmesser D, welcher größer ist als der Innendurchmesser des Rohrabschnitts 18 (siehe 3).
9C stellt eine Variante des in 9A und 9B beschriebenen Verstärkungselements 35 dar. Ein Verstärkungselement 40 enthält als Kernelement ein Hartharz 41 und flanschförmige Überstandelemente 42, welche aus der Außenoberfläche (Umfang) des Hartharzes 41 hervorstehen. Das Überstandelement 42 ist elastisch und ist mit radialen Schlitzen 43..., zur einfachen Einführung in den Rohrabschnitt 18, versehen (siehe 3).
10A bis 10C veranschaulichen ein Verstärkungselement, welches eine Verstärkungsstruktur eines Rohrs gemäß der Erfindung bildet (eine dritte Ausführungsform).
10A zeigt eine Querschnittsansicht. Ein Verstärkungselement 45 enthält als Kernelement ein Hartharz 47, in welchem auf der Außenoberfläche eines Zylinders Grabenabschnitte/Nuten 46 eingelassen sind und flanschförmige Überstandelemente 48, welche in diese Grabenabschnitte 46 des Hartharzes 47 eingesetzt sind.
10B ist eine Längsschnittansicht. Das Verstärkungselement 45 ist ein Element, in welchem die Überstandelemente 48 in einem äußeren Bereich (Umfang) des Hartharzes 47 auf einer Mehrzahl von Linien angebracht sind.
Das Überstandelement 48 ist scheibenförmig und elastisch. Das am Hartharz 47 angebrachte Überstandelement 48 besitzt einen Außendurchmesser D, welcher größer ist als der Innendurchmesser des Rohrabschnitts 18 (siehe 3).
In 10C können die Überstandelement 48 so in die fakultativen/zusätzlichen Grabenabschnitte/Nuten 46 des Hartharzes 47 eingefügt werden, dass sie die Einführung in den Rohrabschnitt 18 nicht behindern.
11A bis 11B veranschaulichen ein Verstärkungselement, welches eine Verstärkungsstruktur eines Rohrs gemäß der Erfindung bildet (eine vierte Ausführungsform).
11A zeigt eine Querschnittsansicht. Ein Verstärkungselement 50 enthält als zylindrisches Kernelement ein Hartharz 51 und Überstandelemente 52, welche an der Außenoberfläche (Umfang) des Hartharzes 52 angebracht sind.
11B ist eine Längsschnittansicht. Das Verstärkungselement 50 wird erlangt durch Einsetzen der Überstandelemente 52 in verlängerte Grabenabschnitte/Nuten 53..., welche entlang der Längsrichtung des Hartharzes 51 ausgebildet insbesondere ausgeformt sind.
Das Überstandelement 52 ist scheibenförmig und elastisch. Das am Hartharz 52 angebrachte Überstandelement 52 besitzt einen Außendurchmesser D, welcher größer ist als der Innendurchmesser des Rohrabschnitts 18 (siehe 3). Darüber hinaus werden für die einfache Einbringung in den Rohrabschnitt 18 abgeschrägte insbesondere angefaste Stirnseiten 54... ausgebildet insbesondere ausgeformt.
Das Verfahren zur Fixierung des Verstärkungselements 50 wird weiter unten beschrieben.
12A bis 12C sind Funktionsansichten, die das Verfahren zur Fixierung des Verstärkungselements darstellen, welches eine Verstärkungsstruktur eines Rohrs gemäß der Erfindung bildet (vierte Ausführungsform).
In 12A wird das Verstärkungselement 50, welches von einer Montagevorrichtung J2 gehalten wird, von einem Ende des Rohrabschnitts 18 in den Rohrabschnitt 18 eingeführt. Dabei rotiert das Verstärkungselement 50.
12B zeigt einen Zustand, in welchem das Überstandelement 52 des Verstärkungselements 50 nach der Einbringung in den Rohrabschnitt 18 in diesen Rohrabschnitt 18 gepreßt ist, so dass es parallel zum Umfang gebogen wird.
Zu diesem Zeitpunkt wird in den Überstandelementen 52 eine elastische Kraft/Federkraft erzeugt, welche die Überstandelemente 52 gegen die Innenoberfläche des Rohrabschnitts 18 drückt.
In 12C wird das Verstärkungselement 50 mittels der Montagevorrichtung J2 geschoben und in eine vorher festgelegte Position bewegt.
Es wird also durch die Elastizität/Federkraft der Überstandelemente 52 eine Reibungskraft zwischen der Innenoberfläche des Rohrabschnitts 18 und den Überstandelementen 52 erzeugt. Dadurch kann das Verstärkungselement 50, wenn es in die vorher festgelegte Position bewegt wird, einfach in dieser gleichen vorher festgelegten Position fixiert/festgeklemmt werden.
13A und 13B sind Ansichten, die ein Verstärkungselement, welches eine Verstärkungsstruktur eines Rohrs gemäß der Erfindung bildet, darstellen (eine fünfte Ausführungsform).
13A zeigt eine Querschnittsansicht. Ein Verstärkungselement 55 enthält als zylindrisches Kernelement ein Hartharz 56, und stabförmige Überstandelemente 58, welche in Löcher 57 eingefügt sind. Diese Löcher 57 sind entlang des Umfangs auf der Außenoberfläche des Hartharzes 56 eingelassen.
13B ist eine Ansicht des Längsschnitts. Das Verstärkungselement 55 ist ein Element, in welchem die Überstandelemente 58 bürstenartig auf einem äußeren Bereich (Oberfläche) des Hartharzes 56 verteilt sind.
Das Überstandelement 58 ist elastisch. Das am Hartharz 56 angebrachte Überstandelement 58 besitzt einen Außendurchmesser D, welcher größer ist als der Innendurchmesser des Rohrabschnitts 18.
14A und 14B sind Ansichten, die ein Verstärkungselement, welches eine Verstärkungsstruktur eines Rohrs gemäß der Erfindung bildet, darstellen (eine sechste Ausführungsform).
14A zeigt eine Querschnittsansicht, die einen Zustand veranschaulicht, in welchem ein Verstärkungselement 60 in einen prismenförmigen Rohrabschnitt 19 eingebracht ist.
Ein Verstärkungselement 60 enthält als prismenförmiges Kernelement ein Hartharz 61 und Überstandelemente 63, die in Grabenabschnitte/Nuten 62 eingesetzt sind, welche in dem Hartharz 61 eingelassen sind. Sowohl die Fläche 61a des Hartharzes 61, als auch das Überstandelement 63, werden gegen die Innenoberfläche des Rohrabschnitts 19 gepreßt.
In 14B wird die Distanz L zwischen der Fläche 61a des Hartharzes 61 und der Spitze 63a des Überstandelements 63, welche vor der Einbringung in den Rohrabschnitt 19 gemessen wird, so eingestellt, dass diese größer ist als die Innenabmessung M des Rohrabschnitts 19. Dadurch wird das Überstandelement 63 durch Druck gebogen, nachdem das Verstärkungselement 60 in den Rohrabschnitt 19 eingebracht wurde.
Zu diesem Zeitpunkt wird eine Federkraft/elastische Kraft in den Überstandelementen 63, zur Erzeugung von Druck auf die Innenoberfläche des Rohrabschnitts 19, erzeugt. Dadurch wird eine Reibungskraft zwischen den Überstandelementen 63 und der Innenoberfläche des Rohrabschnitts 19 erzeugt. Daher kann das Verstärkungselement 60 in dem Rohrabschnitt 19 einfach und verläßlich durch die Reibungskraft fixiert/festgeklemmt werden.
Wenn die Fläche 61a des Hartharzes 61 gegen die Innenoberfläche des Rohrabschnitts 19 gepreßt wird, kann darüber hinaus die Steifheit der Wand des Rohrabschnitts 19 auf der Seite der Fläche 61a in besonderem Maße vergrößert werden, und von außen auf die Wand wirkende Kräfte können zum Beispiel vollständig abgestützt werden.
Demgemäß kann die Steifheit jedes Teils des Rohrabschnitts 19 in Abhängigkeit von den Bedingungen der Nutzung eingestellt werden.
Des Weiteren ist das Überstandelement 63 nur auf einer Seite des Hartharzes 61 vorgesehen. Folglich kann die Gestalt der Metallform zur Herstellung des Verstärkungselements 60 vereinfacht werden. Dadurch können die Kosten für die Metallform verringert werden.
Das Kernelement und das Überstandelement können gemäß der Erfindung aus gesonderten Elementen (verschiedene Materialien) bestehen, oder können aus dem gleichen Schaumharzmaterial integral als Einheit geformt werden.
Falls sie aus verschiedenen Elementen geformt werden, kann ein Element, das Kernelement oder das Überstandelement, aus dem Schaumharzmaterial bestehen. Falls sie aus dem gleichen Schaumharzmaterial geformt sind, kann das Überstandelement an das Kernelement angefügt werden.
Darüber hinaus können im dem Fall, dass eine Mehrzahl an Überstandelementen aus dem Kernelement hervorstehen, einige von ihnen aus vom Kernelement gesonderten Elementen (verschiedenartige Materialien) bestehen und andere Überstandelemente aus dem gleichen Element (dem gleichen Material) wie das Kernelement geformt sein.
Darüber hinaus ist das Kernelement nicht auf Hartharz beschränkt, sondern kann auch aus einem Weichharz oder einem Leichtmetall wie einer Aluminiumlegierung bestehen.
Darüber hinaus ist das Kernelement nicht auf eine zylindrische Form eingeschränkt, sondern kann die Form eines dreieckigen Prismas, eines vierseitigen Prismas oder eines polygonischen Prismas annehmen.
Die Erfindung hat aufgrund des angegebenen Aufbaus die folgenden Wirkungen.
Die Verstärkungsstruktur eines Rohrs gemäß des ersten Gesichtspunktes der Erfindung enthält ein Kernelement zur Einführung in das zu verstärkende Rohr und ein Überstandelement, welches aus dem Kernelement hervorsteht und einen Durchmesser besitzt, der etwas größer ist als der Innendurchmesser des Rohrs. Daher können die Überstandelemente zusammen mit dem Kernelement in das Rohr gedrückt werden, und das Kernelement und das Überstandelement können in beliebigen Positionen im Rohr fixiert/festgeklemmt werden.
So können das Kernelement und das Überstandelement einfach im Rohr fixiert werden, so dass die Herstellbarkeit verbessert werden kann.
Darüber hinaus ist es nicht notwendig Fixierloch- und Fixierclipabschnitte, welche zur Fixierung des Kernelements und des Überstandelements im Rohr dienen, zu verwenden. Dadurch ist es möglich die Kosten zur Bearbeitung des Rohrs und die Kosten des Materials zu verringern.
In der Verstärkungsstruktur eines Rohrs gemäß eines zweiten Gesichtspunkts der Erfindung sind das Kernelement und das Überstandelement in einem Stück integral aus dem gleichen Schaumharzmaterial geformt. Daher kann ein einteiliges (integrales) Werkstück aus Kernelement und Überstandelement einfach ausgebildet insbesondere ausgeformt werden, so dass die Herstellungskosten dieses einzelnen Werkstücks verringert werden können.
Während die derzeitige bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben wurde, ist der Zweck dieser Darstellung der Erfindung die Veranschaulichung und es können selbstverständlich verschiedene Veränderungen und Modifikationen vorgenommen werden, ohne von dem in den beiliegenden Ansprüchen abgesteckten Rahmen der Erfindung abzuweichen.
Eine Verstärkungsstruktur eines Rohrs umfassend ein Hartharz 21 welches in einen zu verstärkenden Rohrabschnitt 18 eingebracht wird und Überstandelemente 26, welche aus dem Hartharz 21 hervorstehen und einen Durchmesser besitzen, der etwas größer ist als ein Innendurchmesser des Rohrabschnitts 18. Die Überstandelemente 26 sind dabei aus einem Schaumharzmaterial geformt. Die in den Rohrabschnitt 18 gepreßten Überstandelemente 26 werden aufgeschäumt und expandiert um den Raum zwischen einer Innenoberfläche des Rohrabschnitts 18 und einer Außenoberfläche von mindestens einem Kernelement 21 auszufüllen.

Claims

Verfahren zur Bildung einer Verstärkungsstruktur eines Rohres (18, 19), mit den Schritten: – Bereitstellen eines Verstärkungselements (25, 35, 40, 45, 50, 55, 60) mit einem Kernelement (21, 36, 41, 47, 51, 56, 61) und wenigstens einem elastisch nachgiebigen Überstandselement (26, 37, 42, 48, 52, 58, 63) am Kernelement (21, 36, 41, 47, 51, 56, 61), welches im unverformten Zustand vom Kernelement (21, 36, 41, 47, 51, 56, 61) mit Übermaß im Vergleich zur Innenquerschnittsfläche des Rohres (18, 19) absteht; – Einsetzen des Verstärkungselements (25, 35, 40, 50, 55, 60) in das Rohr (18, 19), unter Abbiegen des wenigstens einen Überstandselements (26, 37, 42, 48, 52, 58, 63) des Verstärkungselements (25, 35, 40, 45, 50, 55, 60); und – Erhitzen des Rohres (18, 19) mit dem eingesetzten Verstärkungselement (25, 35, 40, 45, 50, 55, 60) zum Ausschäumen und Expandieren des wenigstens einen Überstandselements (26, 37, 42, 48, 52, 58, 63).
Verfahren zur Bildung einer Verstärkungsstruktur eines Rohres (18, 19) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kernelement (21, 36, 41, 47, 51, 56, 61) und das wenigstens eine Überstandselement (26, 37, 42, 48, 52, 58, 63) aus dem gleichen Schaumharzmaterial integral geformt werden.
Verfahren zur Bildung einer Verstärkungsstruktur eines Rohres (18, 19) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Überstandselement (26, 37, 42, 48, 52, 58, 63) scheibenförmig ausgebildet wird.
Verfahren zur Bildung einer Verstärkungsstruktur eines Rohres (18, 19) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Überstandselement (26, 37, 42, 48, 52, 58, 63) flanschförmig ausgebildet wird.
Verfahren zur Bildung einer Verstärkungsstruktur eines Rohres (18, 19) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kernelement (21, 36, 41, 47, 51, 55, 61) einsetzt wird, welches eine Mehrzahl an Grabenabschnitten (3) enthält, in welche Überstandselemente (26, 37, 42, 48, 52, 68, 63) eingesetzt werden.
Verfahren zur Bildung einer Verstärkungsstruktur eines Rohres (18, 19) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Überstandselement (26, 37, 42, 48, 52, 58, 63) stabförmig ausgebildet wird.
Rohr (18, 19) mit einer Verstärkungsstruktur hergestellt nach dem Verfahren zur Bildung einer Verstärkungsstruktur eines Rohres (18, 19) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.