DE102015223765A1 - Automobildachträger gebildet aus einem thermoplastischen verbundmaterial mit kontinuierlicher faser - Google Patents

Automobildachträger gebildet aus einem thermoplastischen verbundmaterial mit kontinuierlicher faser Download PDF

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Abstract

Ein Automobildachträger, der aus einem thermoplastischen Verbundmaterial mit kontinuierlicher Faser gebildet ist, kann einen Harzkörper mit einer Dachträgerform und eine Einsatz-Verstärkungsschicht, die auf einer inneren Oberfläche des Harzkörpers gebildet ist, um mit dem Harzkörper in einen einzelnen Körper integriert zu werden, und der aus einem thermoplastischen Verbundmaterial mit kontinuierlicher Faser (CFC) gebildet ist, umfassen.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Automobildachträger, der aus einem thermoplastischen Verbundmaterial mit kontinuierlicher Faser (auch als thermoplastisches Endlosfaserverbundmaterial bezeichnet) gebildet ist, und insbesondere einen Automobildachträger, der aus einem thermoplastischen Verbundmaterial mit kontinuierlicher Faser gebildet ist, welches das Gewicht und die Herstellungskosten eines Dachträgers verringern und mechanische Eigenschaften eines Dachträgers verbessern kann.
  • Beschreibung des verwandten Sachstandes
  • Automobilbenutzer verwenden typischerweise einen Fahrzeugkofferraum, um Objekte zu transportieren, aber manchmal verwenden sie einen Dachträger, um lange oder sperrige Teile zu transportieren, die zu groß sind, dass sie in einem Fahrzeugkofferraum untergebracht werden können.
  • Ein Dachträger ist eine zweckdienliche Vorrichtung, die auf einem Fahrzeug angebracht ist. Sie besteht aus einem Satz von Stäben bzw. Trägern, die an einer Dachplatte eines Fahrzeugs befestigt sind. Er wird verwendet, um sperrige Teile oder Freizeitgeräte, wie beispielsweise eine Campingausrüstung oder Skis, zu tragen. Derartige Dachträger sind als Folge der Popularität von Sports Utility Vehicles (SUV) seit kurzem weit verbreitet.
  • Ein Dachmodul für ein Fahrzeug, wie in 1 dargestellt, um fast eine vordere Strebe 1, die ein oberer Aufbau eines Fahrzeugs ist, eine mittlere Strebe 2, eine hintere Strebe 3, Dachschienen 6, ein vorderes Dachquerelement 4, ein mittleres Dachquerelement 5, ein hinteres Dachquerelement 7, und eine Dachplatte 8. Ein Paar Dachträger 9 sind an linken und rechten Kanten der Dachplatte 8 angebracht.
  • Seit kurzem hat in der Automobilindustrie eine Konstruktion Aufmerksamkeit erregt, mit der eine Fahrzeugkarosserie aus einer Aluminiumlegierung, einer Magnesiumlegierung, oder aus mit Kohlenstofffasern verstärktem Plastik gebildet ist, um die Kraftstoffeffizienz zu erhöhen, und die Anzahl von Patentanmeldungen für Technologien, die sich auf eine derartige Konstruktion beziehen, nimmt zu.
  • Insbesondere mit der Verschärfung der Vorschriften über die CO2-Emissionen wird eine Konstruktion, bei der eine Fahrzeugkarosserie aus einem Material mit geringem Gewicht gebildet ist, zunehmend von Automobilherstellern verwendet. Demzufolge werden Technologien, die sich auf zweckdienliche Teile beziehen, wie beispielsweise auf einen Dachträger, zunehmend entwickelt.
  • Die Information, die in diesem Abschnitt über den Hintergrund der Erfindung offenbart ist, ist nur zum besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung gedacht und sollte nicht als eine Würdigung oder irgendeine Form von Vorschlag angesehen werden, dass diese Information den Stand der Technik bildet, der bereits für einen Durchschnittsfachmann in dem technischen Gebiet bekannt ist.
  • KURZE ZUSAMMENFASSUNG
  • Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung sind gerichtet auf die Bereitstellung eines Automobildachträgers, der aus einem thermoplastischen Verbundmaterial mit kontinuierlicher Faser gebildet ist. Der Automobildachträger weist ein geringeres Gewicht auf als herkömmliche Dachträger aus einer Aluminiumlegierung, kann mit geringen Herstellungskosten hergestellt werden, und weist gute mechanische Eigenschaften und eine gute strukturelle Steifigkeit auf. Wegen dieser Vorteile hat der Automobildachträger der vorliegenden Erfindung eine gute Vermarktungsfähigkeit.
  • Zusätzlich sind verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung gerichtet auf die Bereitstellung eines Automobildachträgers, der aus einem thermoplastischen Verbundmaterial mit kontinuierlicher Faser gebildet ist, der eine Kohärenz bzw. Anpassung eines Verstärkungsvorsprungs, der verwendet wird, um eine strukturelle Steifigkeit eines Dachträgers aufrechtzuerhalten, wenn ein Einsatzspritzguss-Verfahren ausgeführt wird, um einen Harzkörper zu bilden, und einer Einsatz-Verstärkungsschicht, die aus einem thermoplastischen Verbundmaterial mit kontinuierlicher Faser gebildet ist, verbessern kann.
  • Gemäß verschiedener Aspekte der vorliegenden Erfindung kann ein Automobildachträger, der aus einem thermoplastischen Verbundmaterial mit kontinuierlicher Faser gebildet ist, einen Harzkörper mit einer Dachträgerform und eine Einsatz-Verstärkungsschicht, die auf einer inneren Oberfläche des Harzkörpers gebildet ist, um mit dem Harzkörper in einen einzelnen Körper integriert zu werden, und aus einem thermoplastischen Verbundmaterial mit kontinuierlicher Faser (Continuous Fiber Thermoplastic Composite; CFC) gebildet ist, umfassen.
  • Der Automobildachträger kann ferner eine Vielzahl von Verstärkungsursprüngen umfassen, die auf einer Oberfläche der Einsatz-Verstärkungsschicht gebildet sind und in einer Längsrichtung des Dachträgers in Intervallen angeordnet sind.
  • Der Dachträger, der den Harz Körper, die Einsatz-Verstärkungsschicht und die Verstärkungsvorsprünge einschließt, kann eine „U” Form aufweisen, die auf einer Seite offen ist.
  • Eine Öffnung des Dachträgers ist in der Nähe einer Dachplatte angeordnet, wobei zwischen dem Dachträger und der Dachplatte ein geschlossener Raum gebildet wird.
  • Ein Ende des Verstärkungsvorsprungs kann mit einer Verstärkungsausnehmung versehen sein, die eine Öffnung in der Nähe des Harzkörpers aufweist, in der eine Verbindung, die in die Verstärkungsausnehmung eingefügt werden soll, in der Einsatz-Verstärkungsschicht gebildet werden kann und die Anpassung zwischen der Verstärkungsausnehmung und dem Verbindungsvorsprung verbessert eine Kohärenz bzw. eine Anpassungsverbindung zwischen der Einsatz-Verstärkungsschicht und dem Verstärkungsvorsprung.
  • Die Verstärkungsausnehmung kann zu einem Boden davon verjüngt sein und kann eine Form aufweisen, in der ein Durchmesser davon in Richtung auf den Boden von einem Eingangsabschnitt davon abnimmt, wodurch eine Kohärenz zwischen der Verstärkungsausnehmung und dem Verbindungsvorsprung verbessert wird.
  • Die Einsatz-Verstärkungsschicht kann getrennt aus dem Harzkörper hergestellt werden, dann in eine ein Spritzgussform gebracht werden, und schließlich zusammen mit dem Harzkörper und dem Verstärkungsvorsprung mittels eines Einsatz-Spritzgussverfahrens gebildet werden, sodass der Harzkörper, die Einsatz-Verstärkungsschicht und der Verstärkungsvorsprung miteinander integriert sind, um einen einzelnen Körper zu bilden, wobei der Dachträger gebildet wird.
  • Wenn die Verstärkungsvorsprünge auf einer Seite der Einsatz-Verstärkungsschicht durch einen einen Spritzguss-Formungsprozesses gebildet werden, dann kann der Verbindungsvorsprung der Einsatz-Verstärkungsschicht in die Verstärkungsausnehmung des Verstärkungsvorsprungs eingesetzt werden.
  • Der Harzkörper kann aus einem Material gebildet sein, welches eine Verbindung aufweist, die 50 bis 70 Gewichtsprozent von Nylon 6, 30 bis 50 Gewichtsprozent einer mineralischen Glasfaser (Mineral Glass Fiber; MGF) und minimale Verunreinigungen enthält.
  • Der Harzkörper kann aus einem Material gebildet sein, welches eine Verbindung aufweist, die 60 Gewichtsprozent von Nylon 6 und 40 Gewichtsprozent einer mineralischen Glasfaser (Mineral Glass Fiber; MGF) enthält.
  • Die Einsatz-Verstärkungsschicht, die aus einem thermoplastischen Verbundmaterial mit kontinuierlicher Faser gebildet ist, kann aus einem Material gebildet sein, welches eine Zusammensetzung aufweist, die 40 bis 60 Gewichtsprozent Nylon 6, 40 bis 60 Gewichtsprozent Glasfaser (Glass Fiber; GF) und minimale Verunreinigungen enthält.
  • Die Einsatz-Verstärkungsschicht, die aus einem thermoplastischen Verbundmaterial mit kontinuierlicher Faser gebildet ist, kann aus einem Material gebildet sein, welches ein Verbundmaterial aufweist, das 50 Gewichtsprozent Nylon 6 und 50 Gewichtsprozent Glasfaser (GF) enthält.
  • Die Einsatz-Verstärkungsschicht weist eine Dicke von 0,6–1,3 auf.
  • Da gemäß der Erfindung ein Automobildachträger aus einem Harzkörper und einer Einsatz-Verstärkungsschicht besteht, die aus einem thermoplastischen Verbundmaterial mit kontinuierlicher Faser gebildet ist, welches gute mechanische Eigenschaften aufweist, ist der Dachträger leichtgewichtig und kann bei niedrigen Herstellungskosten hergestellt werden.
  • Da ferner eine Kohärenz bzw. Anpassung zwischen dem Harzkörper und der Einsatz-Verstärkungsschicht, die aus einem thermoplastischen Verbundmaterial mit kontinuierlicher Faser gebildet ist, verbessert wird, wenn ein Spritzgussformungsverfahren (Insert-Injection-Molding-Verfahren) ausgeführt wird, hat der Dachträger ferner einen verbesserte strukturelle Steifigkeit und eine gute Vermarktungsfähigkeit.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass der Ausdruck „Fahrzeug” oder „fahrzeuggebunden” oder andere ähnliche Ausdrücke, so wie sie hier verwendet werden, Motorfahrzeuge im Allgemeinen einschließen, wie beispielsweise Fahrzeugautomobile, wie Sports Utility Vehicles (SUV), Busse, Lastwagen, verschiedene kommerzielle Fahrzeuge, Wasserfahrzeuge einschließlich einer Vielzahl von Booten und Schiffen, Flugzeuge und dergleichen, und hybride Fahrzeuge, elektrische Fahrzeuge, Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge, Wasserstoff-betriebene Fahrzeuge und Fahrzeuge mit anderen alternativen Kraftstoffen (z. B. Kraftstoffe, die von anderen Ressourcen außer Petroleum abgeleitet werden). Wie hier verwendet, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, welches zwei oder mehrere Energiequellen aufweist, zum Beispiel sowohl Benzin-betriebene als auch elektrisch betriebene Fahrzeuge.
  • Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung weisen andere Merkmale und Vorteile auf, die sich mit näheren Einzelheiten aus den beiliegenden Zeichnungen, die hier Teil der vorliegenden Anmeldung sind, und der folgenden ausführlichen Beschreibung ersichtlich sind oder sich daraus ergeben, wobei diese zusammengenommen zum Erläutern von bestimmten Grundprinzipien der vorliegenden Erfindung dienen.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • In den Zeichnungen zeigen:
  • 1 eine perspektivische Ansicht, die einen oberen Aufbau eines Automobils gemäß des verwandten Sachstandes darstellt;
  • 2 eine perspektivische Ansicht, die einen beispielhaften Automobildachträger darstellt, der aus einem thermoplastischen Verbundmaterial mit kontinuierlicher Faser gebildet ist, gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 3 eine Querschnittsansicht entlang einer Schnittlinie A-A der 2; und
  • 4 eine Querschnittsansicht, die einen Abschnitt B der 3 darstellt und einen Verstärkungsvorsprung gemäß der vorliegenden Erfindung demonstriert.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass die beigefügten Zeichnungen nicht notwendigerweise im Maßstab dargestellt sind, wobei sie eine etwas vereinfachte Darstellung von verschiedenen Merkmalen darbieten, die für die Grundprinzipien der Erfindung illustrativ sind. Die speziellen Konstruktionsmerkmale der vorliegenden Erfindung, so wie sie hier offenbart ist, einschließlich zum Beispiel spezifischer Abmessungen, Orientierungen, Anordnungen und Formen, werden teilweise durch die besondere beabsichtigte Anwendung und die Verwendungsumgebung bestimmt.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Nun wird ausführlich auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung (der vorliegenden Erfindungen) Bezug genommen, wobei Beispiele davon in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt und nachstehend beschrieben werden. Während die Erfindung (die Erfindungen) in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsformen beschrieben wird/werden, sei darauf hingewiesen, dass die vorliegende Beschreibung nicht dafür gedacht ist, die Erfindung (die Erfindungen) auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken. Im Gegenteil, die Erfindung (die Erfindungen) soll/sollen nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, äquivalente Ausführungsformen und andere Ausführungsformen abdecken, die in den Grundgedanken und den Schutzumfang der Erfindung fallen, so wie sie mit den beigefügten Ansprüchen definiert wird.
  • Wie in 2 bis 4 dargestellt umfasst ein Automobildachträger, der gemäß der verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung aus einem thermoplastischen Verbundmaterial mit kontinuierlicher Faser gebildet ist, einen Harzkörper 110, der aus einem Harz gebildet ist und die Form eines typischen Dachträgers aufweist, und eine Einsatz-Verstärkungsschicht 120, die aus einem thermoplastischen Verbundmaterial mit kontinuierlicher Faser (CFC) gebildet und auf einer Oberfläche des Harzkörpers 110 durch einen ein Einsatzspritzguss-Formungsprozesses (Insert-Molding-Prozess) gebildet ist.
  • Der Automobildachträgers 100 ist ein vollständiges Produkt, welches durch ein Einsatz-eingespritztes-Formungsverfahren hergestellt wird. In dem Automobildachträger 100 ist die Einsatz-Verstärkungspflicht 120 auf einer inneren Oberfläche des Harzkörpers 110 gebildet. D. h., die Einsatz-Verstärkungsschicht 120 unter Harzkörper 110 sind miteinander integriert, um einen einzelnen Körper zu bilden.
  • Der Dachträger 100 weist die Form eines Buchstabens „U” auf, der auf einer Seite offen ist. Deshalb weist der Automobildachträgers 101 ein geringeres Gewicht als herkömmliche Dachträger auf.
  • Zusätzlich ist eine innere Oberfläche des Dachträgers 100 mit einer Vielzahl von Verstärkungsvorsprüngen 102 versehen. Deshalb wird die Steifigkeit des Dachträger 100 verbessert.
  • Der Automobildachträgers 100 gemäß der vorliegenden Erfindung, der aus dem Harzkörper 110 und der Einsatz-Verstärkungsschicht 120, die aus einem thermoplastischen Verbundmaterial mit kontinuierlicher Faser gebildet ist, besteht, weist die Form eines Buchstabens „U” auf, das auf einer Seite offen ist. Deshalb weist der Automobildachträgers 100 einen Vorteil auf, dass er leichtgewichtig ist. Wenn eine Öffnung des Dachträger 100 in der Nähe einer Dachplatte (zum Beispiel der Dachplatte 8 des Standes der Technik) angeordnet ist, kann zusätzlich ein geschlossener Raum zwischen dem Dachträger 100 und der Dachplatte 8 gebildet werden.
  • Die Verstärkungsvorsprünge 120 werden zusammen mit dem Harzkörper 110 gleichzeitig Einsatz-geformt.
  • D. h., die Einsatz-Verstärkungsschicht 120, die ein getrenntes Element von dem Harzkörper 110 ist, wird in eine Spritzgussform gelegt, und der Harzkörper 110 und die Verstärkungsvorsprünge 102 werden auf inneren und äußeren Oberflächen jeweils der Einsatz-Verstärkungsschicht 120 Einsatz-geformt. In dieser Weise kann ein Dachträger 100 hergestellt werden, bei dem der Harzkörper 110, die Einsatz-Verstärkungsschicht 120 und die Verstärkungsvorsprünge 102 miteinander integriert sind, hergestellt werden.
  • Die Verstärkungsvorsprünge 102 drücken die Einsatz-Verstärkungsgeschicht 120 in Richtung auf den Harzkörper 110 hin, sodass eine starke Kohärenz bzw. Einpassung zwischen dem Harzkörper 110 und der Einsatz-Verstärkungsschicht 120 aufrechterhalten werden kann.
  • Der Harzkörper 110 kann aus einer Glasfaser, einer natürlichen Faser, einer Kohlenstofffaser, einer Aramidfaser, oder einer Faser aus Polyethylen mit einem ultrahohen Molekulargewicht (UNMWPE) gebildet sein. Der Harzkörper 110 kann aus Polyamid gebildet sein. Vorzugsweise kann der Harzkörper 110 aus Nylon 6 oder Nylon 66 gebildet sein. Insbesondere kann der Harzkörper 110 aus einem Material mit einer Zusammensetzung gebildet sein, die 50 bis 70 Gewichtsprozent Polyamid, vorzugsweise Einzelfaser-Nylon 6 oder Einzelfaser-Nylon 66, 30 bis 50 Gewichtsprozent mineralische Glasfaser (MGF), und unvermeidbare Verunreinigungen umfasst. Weiter bevorzugt umfasst die Verbindung (Zusammensetzung) 60 Gewichtsprozent Nylon 6 und 40 Gewichtsprozent einer mineralischer Glasfaser.
  • Der Harzkörper 110 kann verschiedene Querschnittsformen, Dicken und Profile aufweisen. Zum Beispiel wird das Nylon 6 dadurch hergestellt, dass ε-Caprolactam synthetisiert wird und dann ε-Caprolactam einer Ring-Öffnungs-Polymerisation ausgesetzt wird. Da ε-Caprolactam mit 6 Kohlenstoffmolekülen eine Ring-Öffnungs-Polymerisation durchläuft, erzeugt es ein Polymer. Das Polymer nennt sich Nylon 6 und weist eine chemische Formel C10H2O(CO2)2(NH)2 auf.
  • Die Einsatz-Verstärkungsschicht 120 kann aus einem Material gebildet sein, welches eine höhere Steifigkeit als der Harzkörper 110 aufweist. D. h., ein Material, bei dem der Gehalt eines Faserverbundmaterials höher ist als derjenige in dem Harz Körper 110, kann verwendet werden.
  • Das thermoplastische Verbundmaterial mit kontinuierlicher Faser (CFC) kann 40 bis 60 Gewichtsprozent von Polyamid (vorzugsweise Nylon 6 oder Nylon 66 und weiter bevorzugt Einzelfaser-Nylon 6, 40 bis 60 Gewichtsprozent Glasfaser (GF) und unvermeidbaren Verunreinigungen enthalten. Vorzugsweise kann es 50 Gewichtsprozent von Nylon 6 und 50 Gewichtsprozent Glasfaser (GF) enthalten.
  • Zusätzlich weist die Einsatz-Verstärkungsschicht 120 vorzugsweise eine Dicke von 0,6–1,3 mm auf.
  • Die Einsatz-Verstärkungsschicht 120 bewirkt, dass der Automobildachträger 100 eine ausreichende Festigkeit bzw. Steifigkeit aufweist. Deshalb weist die Einsatz-Verstärkungsschicht 120 vorzugsweise eine Dicke von 0,6–1,3 mm auf. Wenn die Dicke kleiner als 0,6 mm ist, ist der Effekt einer Verbesserung der Steifigkeit des Dachträgers 100 nicht dramatisch. Wenn andererseits die Dicke größer als 1,3 mm ist, hat dies einen negativen Effekt einer übermäßigen Erhöhung des Gewichts eines Dachträgers trotz der Erhöhung der Steifigkeit des Dachträgers. Das erhöhte Gewicht führt zu einer Verschlechterung des Kraftstoff-Wirkungsgrads und einer Erhöhung der Produktionskosten. Deshalb überwiegt in diesem Fall der negative Effekt den positiven Effekt.
  • Die Einsatz-Verstärkungsschicht 120 durchläuft einen Vor-Formungsprozess vor der Einsatz-Spritzgussformung. D. h., ein Gewebe bzw. ein Tuch aus dem thermoplastischen Verbundmaterial mit kontinuierlicher Faser wird zunächst vorbereitet und dann auf ungefähr 225°C erwärmt. Das erwärmte Gewebe wird in zwei oder mehr Schichten aufgestapelt.
  • Die aufgestapelten Gewebeschichten werden danach auf ungefähr 225°C erwärmt. Als nächstes werden der Harzkörper 110 und die Verstärkungsvorsprünge 102 auf jeweiligen Seiten der Einsatz-Verstärkungsschicht 120 Einsatz-geformt, so dass der Harzkörper, die Verstärkungsvorsprünge 102 und die Einsatz-Verstärkungsschicht 120 miteinander integriert werden, um einen einzelnen Körper zu bilden.
  • Die Verstärkungsvorsprünge 102 verbessern nicht nur die Kohärenz bzw. Angleichung zwischen dem Harzkörper 110 und der Einsatz-Verstärkungsschicht 120, sondern verhindern auch, dass sich der Dachträger 100, der sich in einer Längsrichtung eines Fahrzeugs erstreckt, verbiegt oder verwindet.
  • Wenn die Verstärkungsvorsprünge 102 über eine Einspritz-Formung gebildet werden, wird ein Ende des Verstärkungsvorsprungs 102, der in der Nähe des Harzkörpers 110 ist, mit einer Verstärkungsausnehmung 112 versehen. Ein Verbindungsvorsprung 121 der Einsatz-Verstärkungsschicht 120 wird in die Verstärkungsausnehmung 112 eingesetzt.
  • Um eine Kohärenz bzw. Angleichung zwischen der Verstärkungsausnehmung 112 und dem Verbindungsvorsprung 121 zu verbessern, wird die Verstärkungsausnehmung 112 zu dem Boden hin verjüngt, wie in 4 dargestellt. D. h., der Durchmesser der Verstärkungsausnehmung 112 nimmt in Richtung auf den Boden von einem Eintrittsabschnitt der Verstärkungsausnehmung 112 hin ab.
  • Die Verstärkungsausnehmung 112 weist einen Aufbau auf, bei dem der Durchmesser davon von der Seite des Eintrittabschnitts (linke Seite der 4) zu der Bodenseite (rechte Seite der 4) abnimmt.
  • Wenn die Einsatz-Verstärkungsschicht 120, die ein getrenntes Element ist, in eine Spritzgussform gelegt wird und eine Spritzgussformung ausgeführt wird, um den Harzkörper 100 und die Verstärkungsvorsprünge 102 auf jeweiligen Seiten der Einsatz-Verstärkungsschicht 120 zu bilden, dann wird deshalb der Verbindungsvorsprung 121 der Einsatz-Verstärkerschicht 120 in die Verstärkungsauslegung 112 eingefügt. Deshalb wird nicht nur die Kohärenz bzw. Angleichung zwischen der Einsatz-Verstärkungsschicht 120 und dem Verstärkungsvorsprung 102 verbessert, sondern es wird auch die Kohärenz zwischen dem Harzkörper 110 und der Einsatz-Verstärkungsschicht 120 als Folge des Verstärkungsvorsprungs 102 verbessert.
  • Demzufolge weist der Automobildachträger 100, der dadurch hergestellt wird, dass der Harzkörper 110 und die Einsatz-Verstärkungsschicht 120 aus einem thermoplastischen Verbundmaterial mit kontinuierlicher Faser durch eine Spritzgussformunf gebildet wird, gute mechanische Eigenschaften auf, ist leichtgewichtig, und kann bei niedrigen Herstellungskosten hergestellt werden.
  • Da eine Vielzahl von Verstärkungsvorsprüngen 102 auf einer inneren Oberfläche des Harzkörpers 110 gebildet sind und in Intervallen in einer Längsrichtung des Harzkörpers angeordnet sind, ist es ferner möglich zu verhindern, dass sich der Dachträger 100, der sich in der Längsrichtung erstreckt, verbiegt und verwindet, und es ist möglich eine strukturelle Steifigkeit des Dachträgers 100 zu verbessern.
  • Da der Verbindungsvorsprung 121 der Einsatz-Verstärkungsschicht 120 in die Verstärkungsausnehmung 112 eingesetzt wird, wenn die Einsatz-Verstärkungsschicht 120, die ein getrenntes Element ist, in eine Spritzgussform eingesetzt wird und der Harzkörper 110 und die Verstärkungsvorsprünge 102 über eine Spritzgussform auf jeweiligen Seiten der Einsatz-Verstärkungsschicht 120 gebildet werden, wird zusätzlich nicht nur die Kohärenz zwischen der Einsatz-Verstärkungsschicht 120 und dem Verstärkungsvorsprung 102 erhöht, sondern auch die Kohärenz zwischen dem Harzkörper 110 und der Einsatz-Verstärkungsschicht 120 wird als Folge des Verstärkungsvorsprungs 102 verbessert. Deshalb wird die strukturelle Steifigkeit des Dachträgers verbessert und die Vermaktungsfähigkeit des Dachträgers wird verbessert.
  • Da der Automobildachträger 100 die Form eines Buchstabens „U” aufweist, der auf einer Seite offen ist, ist der Automobildachträger 101 leichtgewichtig. Da ferner die Öffnung des Automobildachträgers 100 in der Nähe der Dachplatte 8 angeordnet ist, wird ein geschlossener Raum zwischen dem Automobildachträger 100 und der Dachplatte 8 gebildet. Dieser Aufbau verbessert auch die strukturelle Steifigkeit des Automobildachträgers 100, wenn er an der Dachplatte 8 befestigt ist.
  • Zum Zwecke einer Erläuterung und genauen Definition in den beigefügten Ansprüchen werden die Ausdrücke „oben” oder „unten”, „innen” oder „außen” usw. verwendet, um Merkmale der bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Positionen von derartigen Merkmalen, so wie sie in den Figuren angezeigt werden, zu beschreiben.
  • Die voranstehenden Beschreibungen von spezifischen exemplarischen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind für den Zweck einer Illustration und Beschreibung vorgesehen. Es ist nicht beabsichtigt, dass sie erschöpfend sind oder die Erfindung auf genau die offenbarten Ausbildungen beschränken, und tatsächlich sind zahlreiche Modifikationen und Veränderungen im Hinblick auf die obigen Lehren möglich. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden gewählt und beschrieben, um bestimmte Grundprinzipien der Erfindung und deren praktische Anwendung zu erläutern, um dadurch andere Durchschnittsfachleute in dem technischen Gebiet in die Lage zu versetzen verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, sowie zahlreiche Alternativen und Modifikationen davon, zu bilden und zu verwenden. Es ist beabsichtigt, dass der Umfang der Erfindung durch die hier angehängten Ansprüche und deren äquivalente Ausführungsformen definiert wird.

Claims (13)

  1. Automobildachträger, der aus einem thermoplastischen Verbundmaterial mit kontinuierlicher Faser gebildet ist, wobei der Automobildachträger umfasst: einen Harzkörper, der eine Dachträgerform aufweist; und eine Einsatz-Verstärkungsschicht, die auf einer inneren Oberfläche des Harzkörpers gebildet ist, um mit dem Harzkörper in einen einzelnen Körper integriert zu werden, und die aus einem thermoplastischen Verbundmaterial mit kontinuierlicher Faser (CFT) gebildet ist.
  2. Automobildachträger nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Vielzahl von Verstärkungsvorsprüngen, die auf einer Oberfläche der Einsatz-Verstärkungsschicht gebildet und damit integriert ist und in Intervallen in einer Längsrichtung des Dachträgers angeordnet ist.
  3. Automobildachträger nach Anspruch 2, wobei der Dachträger, der den Harzkörper, die Einsatz-Verstärkungsschicht und die Verstärkungsvorsprünge einschließt, eine „U” Form aufweist, die auf einer Seite offen ist.
  4. Automobildachträger nach Anspruch 3, wobei eine Öffnung des Dachträgers in der Nähe einer Dachplatte angeordnet ist, wobei ein geschlossener Raum zwischen dem Dachträger und der Dachplatte gebildet wird.
  5. Automobildachträger nach Anspruch 3, wobei ein Ende des Verstärkungsvorsprungs mit einer Verstärkungsausnehmung versehen ist, die eine Öffnung in der Nähe des Harzkörpers aufweist, wobei eine Verbindung, die in die Verstärkungsausnehmung eingefügt werden soll, in der Einsatz-Verstärkungsschicht gebildet ist, und wobei eine Anpassung zwischen der Verstärkungsausnehmung und dem Verstärkungsvorsprung eine Kohärenz zwischen der Einsatz-Verstärkungsschicht und dem Verstärkungsvorsprung verbessert.
  6. Automobildachträger nach Anspruch 5, wobei die Verstärkungsausnehmung zu einem Boden davon verjüngt ist und eine Form aufweist, bei der ein Durchmesser davon in Richtung auf den Boden von einem Eintrittsabschnitt davon abnimmt, wodurch eine Kohärenz zwischen der Verstärkungsausnehmung und dem Verbindungsvorsprung verbessert wird.
  7. Automobildachträger nach Anspruch 5, wobei die Einsatz-Verstärkungsschicht aus dem Harzkörper getrennt hergestellt wird, dann in eine Spritzgussform gelegt wird, und schließlich zusammen mit dem Harzkörper und dem Verstärkungsvorsprung mittels eines Einsatz-Spritzgussprozesses hergestellt wird, sodass der Harzkörper, die Einsatz-Verstärkungsschicht und der Verstärkungsvorsprung miteinander integriert werden, um ein einzelner Körper zu werden, wobei der Dachträger gebildet wird.
  8. Automobildachträger nach Anspruch 5, wobei dann, wenn die Verstärkungsvorsprünge auf einer Seite der Einsatz-Verstärkungsschicht durch einen Spritzgussformungsprozess gebildet werden, der Verbindungsvorsprung der Einsatz-Verstärkungsschicht in die Verstärkungsausnehmung des Verstärkungsvorsprungs eingesetzt wird.
  9. Automobildachträger nach Anspruch 3, wobei der Harzkörper ein Material umfasst, das eine Zusammensetzung aufweist, die 50 bis 70 Gewichtsprozent von Nylon 6, 30 bis 50 Gewichtsprozent einer mineralischen Glasfaser (MGF) und minimale Verunreinigungen enthält.
  10. Automobildachträger nach Anspruch 3, wobei der Harzkörper ein Material umfasst, das eine Zusammensetzung aufweist, die 60 Gewichtsprozent von Nylon 6 und 40 Gewichtsprozent einer mineralischen Glasfaser (MGF) enthält.
  11. Automobildachträger nach Anspruch 3, wobei die Einsatz-Verstärkungsschicht, die aus einem thermoplastischen Verbundmaterial mit kontinuierlicher Faser gebildet ist, ein Material umfasst, das eine Zusammensetzung aufweist, die 40 bis 60 Gewichtsprozent von Nylon 6, 40 bis 60 Gewichtsprozent einer Glasfaser (GF) und minimale Verunreinigungen enthält.
  12. Automobildachträger nach Anspruch 3, wobei die Einsatz-Verstärkungsschicht, die aus einem thermoplastischen Verbundmaterial mit kontinuierlicher Faser gebildet ist, ein Material umfasst, das eine Zusammensetzung aufweist, die 50 Gewichtsprozent von Nylon 6 und 50 Gewichtsprozent einer Glasfaser (GF) enthält.
  13. Automobildachträger nach Anspruch 3, wobei die Einsatz-Verstärkungsschicht eine Dicke von 0,6–1,3 mm aufweist.
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