DE112004000992T5

DE112004000992T5 - Skelettstrukturelement zur Verwendung in einer Transportmaschine und Herstellungsverfahren davon

Info

Publication number: DE112004000992T5
Application number: DE112004000992T
Authority: DE
Inventors: Shouzi Wako Yamazaki
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2003-07-01
Filing date: 2004-06-23
Publication date: 2006-04-20
Also published as: JPWO2005002949A1; WO2005002949A1; US20060233978A1

Abstract

Skelettstrukturelement, hergestellt durch Anordnen eines verfestigten granulären Schüttguts, das durch gegenseitiges Verbinden und hierdurch Verfestigen einer Vielzahl von Körnern erhalten ist, innerhalb eines Skelettelements einer Transportmaschine und/oder eines Raums, der von einem Skelettelement und einem hierzu peripheren Plattenelement umgrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem verfestigten granulären Schüttgut die Körner durch Oberflächenschmelzung miteinander verbunden sind und durch Expansion ein Innendruck erzeugt wird.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Skelettstrukturelement zur Verwendung in einer Transportmaschine, wie etwa einem Eisenbahnwagen, einem Industriefahrzeug, einem Schiff, einem Luftfahrzeug, einem Automobil oder einem Kraftrad, sowie ein Herstellungsverfahren davon.
Technischer Hintergrund
Z.B. sind aus der JP-A-2002-193649, dem U.S. Patent 4,610,836 und dem U.S. Patent 4,695,343 Skelettstrukturelemente bekannt, die hergestellt werden, indem ein Skelettelement mit granulärem Schüttgut gefüllt wird.
Es wird nun auf 16 Bezug genommen, die ein verfestigtes granuläres Schüttgut eines Skelettstrukturelements zeigt, das in der JP-A-2002-196349 offenbart ist.
Dieses verfestigte granuläre Schüttgut 200 ist aus Körnern 201 und Harz oder Haftbindemittel 202 aufgebaut, das zwischen diese Körner 201 gefüllt ist, um die Körner 201 zu einem Festkörper zu machen, und wird gebildet, indem die Körner 201 strukturell dicht gepackt werden und anschließend das Bindemittel 201 hineingegossen wird. Dieses verfestigte granuläre Schüttgut 200 wird in ein Skelettelement eines Fahrzeugkörpers oder dgl. eingesetzt, um ein Skelettstrukturelement herzustellen, und hierdurch wird die Festigkeit und Steifigkeit des Fahrzeugkörpers erhöht.
Als Nächstes wird auf 17 Bezug genommen, die ein verfestigtes granuläres Schüttgut eines Skelettstrukturelements zeigt, das im U.S. Patent 4,610,836 und im U.S. Patent 4,695,343 beschrieben ist.
Dieses verfestigte granuläre Schüttgut 201 ist aus kleinen Glaskugeln 212 aufgebaut, die als Körner dienen, welche mit einem Klebstoff 211 beschichtet sind. Diese Glaskugeln 212 werden mit einem aus Glasfaser hergestellten Tuch umhüllt und in ein Skelettelement gepackt, um ein Skelettstrukturelement herzustellen.
Jedoch ist im in 16 gezeigten verfestigten granulären Schüttgut 200, nur im Vergleich zum Fall der Körner 201, das Gewicht um einen dem Bindemittel 202 entsprechenden Betrag größer. Ähnlich ist auch im Falle des in 17 gezeigten granulären Schüttguts 210, nur im Vergleich zum Fall der kleinen Kugeln 212, das Gewicht um einen dem Klebstoff 211 entsprechenden Betrag größer. Demzufolge ist die Gewichtszunahme von Skelettstrukturelementen, in denen diese verfestigten granulären Schüttgute 200, 210 verwendet werden, groß.
Obwohl dann, wenn die Körner 201 oder die kleinen Kugeln 212 dicht gepackt werden, die Steifigkeit des verfestigten granulären Schüttguts 200, 210 erhöht wird, ist es, um die Körner 201 oder die kleinen Kugeln 212 in einen geschlossenen Raum zu packen, erforderlich, Mittel vorzusehen, um auf diese von der Außenseite her Druck auszuüben, und dies ist nicht leicht.
Als Nächstes werden die absorbierten Energien von Skelettstrukturelementen, in denen die oben erwähnten verfestigten granulären Schüttgute 200, 210 verwendet worden sind, erhalten, indem die Skelettstrukturelemente in einem Biegeversuch kräftig gebogen werden.
Nun wird auf 18 Bezug genommen, die ein Verfahren eines Skelettstrukturelement-Biegeversuchs zeigt. Der Biegeversuch wird ausgeführt, indem ein Skelettstrukturelement 220 auf zwei Stützpunkten 221, 221 abgestützt wird und auf die Oberseite des Skelettstrukturelements 220 an einer Mittelposition zwischen den Stützpunkten 221, 221 über ein Druckstück 222 der Biegeversuchsvorrichtung eine Abwärtslast F ausgeübt wird. Das Symbol δ ist der Hub, d.h. die Abwärtsverlagerung, des Druckstücks 222. Die Bezugszahl 223 bezeichnet ein verfestigtes granuläres Schüttgut, das in das Skelettstrukturelement 220 eingesetzt ist.
Als Nächstes wird auf 19 Bezug genommen, die ein vereinfachter Form eine Beziehung zwischen der Last und der Verlagerung zeigt, die als Ergebnis eines Biegeversuchs an einem Skelettstrukturelement erhalten wurden. Die vertikale Achse zeigt die Last F und die horizontale Achse die Verlagerung δ.
Während in diesem Graph die Verlagerung δ klein ist, steigt die Last F geradlinig scharf an und dann verlangsamt sich die Zunahme der Last F allmählich, und es wird eine maximale Last f1 erreicht, wonach mit zunehmender Verlagerung δ die Last F allmählich abnimmt und im Wesentlichen in etwa konstant wird.
Wenn man die Last am oberen Ende des geraden Teils des Anstiegs mit L bezeichnet und den Winkel der geraden Linie mit α bezeichnet, dann ist, je größer der Winkel α wird und je größer die Last L wird (d.h. je länger die gerade Linie ist), die Steifigkeit des Skelettstrukturelements größer. Auch ist das Skelettstrukturelement umso stärker, je größer die Last f1 ist.
Die Fläche des Teils, der zwischen der Linie dieses Graphs und der horizontalen Achse aufgenommen ist, ist die verrichtete Arbeit, d.h. die Energie, die durch die Verformung des Skelettstrukturelements absorbiert ist, und wird z.B. dazu verwendet, die Energie zu erhalten, die von der Skelettstruktur eines Fahrzeugs während eines Aufpralls absorbiert wird.
20A bis 20D sind Graphen, die die Beziehungen zwischen der Last und der Verlagerung sowie der absorbierten Energien zeigen, erhalten als Ergebnisse der Biegeversuche an den Skelettstrukturelementen.
Die Probe 1 im in 20A gezeigten Graph ist das gleiche Element wie das in 19 gezeigte Skelettstrukturelement, und ist ein Skelettstrukturelement, das z.B. einen hohlen rechteckigen bzw. quadratischen Querschnitt hat und in das kein verfestigtes granuläres Schüttgut eingesetzt ist.
Bei der Probe 2 ist die Last F größer als im Falle der Probe 1 bei Verlagerungen, die größer sind als die Verlagerung der Probe 1, entsprechend der maximalen Last f1.
Bei der Probe 3 ist die Last F größer als im Falle der Probe 2 bei Verlagerungen, die größer sind als die Verlagerung der Probe 1, entsprechend der maximalen Last f1.
Die absorbierten Energien von Probe 1 bis Probe 3 sind in 20B gezeigt.
In 20B zeigt die vertikale Achse die absorbierte Energie E. Wenn man die absorbierten Energien von Probe 1 bis Probe 3 mit e1 bis e3 bezeichnet, dann e1 < e2 < e3.
In 20C ist die Probe 4 ein Element, das einen größeren Anstiegswinkel α (siehe 19) hat als im Falle von Probe 1, und eine größere Last f2 hat als die Last f1 von Probe 1 als ihrem Maximalwert, und bei Verlagerungen δ, die größer sind als die Verlagerung bei der Last f2, allmählich so, kommt sie zum Überlagern der Probe 1.
Die Probe 5 ist ein Element mit einem größeren Anstiegswinkel α (siehe 19) als im Falle von Probe 4, und hat eine Last f3, die größer ist als die Last f2 der Probe 4 an ihrem Maximalwert, und bei Verlagerungen δ, die größer sind als die Verlagerung bei der last f3, kommt sie allmählich zum Überlagern der Probe 1.
Die absorbierten Energien von Probe 1, Probe 4 und Probe 5 sind in 20D gezeigt.
In 20D zeigt die vertikale Achse die absorbierte Energie E. Wenn man die absorbierten Energien von Probe 1 und Probe 4 mit e4 und e5 bezeichnet, dann e1 < e4 < e5.
Aus 20A bis 20D lässt sich ersehen, dass, obwohl die Zunahme der absorbierten Energie, die sich aus nur dem Maximalwert der zunehmenden Last F ergibt, klein ist, die Zunahme der absorbierten Energie groß gemacht werden kann, wenn der Maximalwert der Last F erhöht wird, und auch die Last, die nach der maximalen Last auftritt, hoch gehalten wird.
21 zeigt einen Verformungszustand eines herkömmlichen Skelettstrukturelements in einem Biegeversuch.
Wenn z.B. ein Skelettstrukturelement 205, in das ein verfestiges granuläres Schüttgut 200 (siehe auch 16) eingesetzt ist, in einem Biegeversuch verformt wird, verformt sich der Teil dort, wo das verfestigte granuläre Schüttgut 200 eingesetzt wurde, kaum und die Teile jenseits der Enden des verfestigen granulären Schüttguts 200 verformen sich stark. Die Bezugszahl 206 bezeichnet einen Biegeteil eines Skelettelements 207, der stark verformt und gebogen ist.
Dies scheint ein Ergebnis davon zu sein, dass die Festigkeit des Teils dort, wo das verfestigte granuläre Schüttgut 200 eingesetzt ist, sehr hoch ist, aufgrund der starken Bindung der dicht gepackten Körner und des Bindemittels, sowie der Spannungskonzentration an Teilen dort, wo das verfestigte granuläre Schüttgut 200 nicht vorhanden ist.
22 ist ein Graph von Biegeversuchen an Skelettelementen, die als Vergleichsbeispiele 1 bis 3 gezeigt sind, worin die vertikale Achse die Last F zeigt und die horizontale Achse die Verlagerung δ zeigt. Die maximale Verlagerung δ in den Daten jedes Falls ist der Wert, unmittelbar bevor die Last F scharf abfällt, wenn die Verlagerung δ allmählich zunimmt.
Das Vergleichsbeispiel 1, mit einer gestrichelten Linie gezeigt, ist ein Skelettstrukturelement, das einen hohlen quadratischen Querschnitt hat und in das kein verfestigtes granuläres Schüttgut eingesetzt ist, und obwohl die maximale Verlagerung d5 groß ist, ist die maximale Last f5 klein.
Das Vergleichsbeispiel 2, das mit einer einfach gepunkteten Linie gezeigt ist, ist das in 16 und 21 gezeigte Skelettstrukturelement, d.h. es weist ein verfestigtes granuläres Schüttgut auf, das durch Verbinden fester Körner mit Bindemittel hergestellt ist, und obwohl die maximale Last f6 groß ist, da die Verbindung der Körner stark ist, ist in der frühen Stufe des Biegeversuchs die maximale Verlagerung d6 klein, als Folge davon, dass die Teile dort, wo das verfestigte granuläre Schüttgut nicht vorhanden ist, einer starken örtlichen Verformung unterliegen.
Das Vergleichsbeispiel 3, das mit einer doppelt gepunkteten Linie gezeigt ist, ist das in 17 gezeigte Skelettstrukturelement, d.h. es weist ein verfestigtes granuläres Schüttgut auf, das durch Beschichten und Verbinden massiver Körner mit Klebstoff hergestellt ist, und obwohl die maximale Last f7 größer ist als im Vergleichsbeispiel 2, da die Verbindung der Körner stark ist, ist die maximale Verlagerung d7 klein, weil wie im Falle von Vergleichsbeispiel 2 die örtliche Verformung groß ist.
23 zeigt die absorbierten Energien der in 22 gezeigten Skelettstrukturelemente (Vergleichsbeispiel 1 bis Vergleichsbeispiel 3). Die vertikale Achse zeigt die absorbierte Energie E.
Wenn man die absorbierte Energie des Vergleichsbeispiels 1 mit 1,0 bezeichnet, ist die des Vergleichsbeispiels 2 niedriger als die des Vergleichsbeispiels 1, und die des Vergleichsbeispiels 3 nimmt einen Wert ein, der angenähert gleich jenem des Vergleichsbeispiels 1 ist.
Weil somit in Vergleichsbeispiel 2 und Vergleichsbeispiel 3 die Körner stark verbunden sind, wird die Festigkeit des Teils des Skelettstrukturelements, das mit den Körnern gepackt ist, zu hoch, und in einer frühen Stufe des Biegetests tritt ein örtlicher Bruch auf, und die Last fällt schart ab, und demzufolge ist die absorbierte Energie nicht größer als in Vergleichsbeispiel 1.
Dementsprechend sind ein Skelettstrukturelement zur Verwendung in einer Transportmaschine und ein Verfahren zur Herstellung dieses Skelettstrukturelements erwartet worden, womit es möglich wird, die mit der Verfestigung des granulären Schüttguts einhergehende Gewichtszunahme zu vermeiden, und das granuläre Schüttgut in das Skelettelement auf leichte Weise zu packen, und damit ferner die absorbierte Energie des Skelettstrukturelements erhöht wird.
Offenbarung der Erfindung
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Skelettstrukturelement zur Verwendung in einer Transportmaschine, das – in einem Skelettelement einer Transportmaschine und/oder einem Raum, der von dem Skelettelement und einem hierzu peripheren Plattenelement umgeben ist – ein verfestigtes granuläres Schüttgut aufweist, hergestellt, indem eine Vielzahl von Körnern miteinander verbunden und hierdurch verfestigt werden, worin in dem verfestigten granulären Schüttgut die Körner durch Oberflächenschmelzung miteinander verbunden werden und durch Expansion ein Innendruck erzeugt wird.
Weil die Körner hierdurch durch Oberflächenschmelzung miteinander verbunden werden, ist kein Klebstoff oder Harzbindemittel oder dgl. zum Verbinden der Körner miteinander erforderlich, und die mit der Verfestigung einhergehende Gewichtszunahme kann niedrig gehalten werden. Und weil der Innendruck durch Expansion der Körner erzeugt wird, ist kein Packen unter Druck erforderlich, und die Körner können auf leichte Weise in das Skelettelement oder in den Raum gepackt werden. Auch wenn von der Außenseite auf das verfestigte granuläre Schüttgut eine Last einwirkt, dann lösen sich die oberflächlich verschmolzenen Teile der hierdurch verfestigten Körner, und die Körner werden vereinzelt und nehmen Fluideigenschaften ein, und eine aufgrund der Last von außen her entstehende Spannung wird verteilt, und eine Spannungskonzentration kann verhindert werden. Daher ist es möglich, dass das Skelettstrukturelement angenähert gleichmäßig und bis zu einer starken Verlagerung verformt wird. Weil hierbei eine Einwärtsverformung der Skelettelementwände durch den oben erwähnten Innendruck reduziert werden kann, kann eine starke Last bis zu einer starken Verlagerung abgestützt werden, und im Vergleich zum Stand der Technik ist es möglich, die absorbierte Energie des Skelettstrukturelements zu erhöhen.
Die Erfindung sieht auch ein Verfahren zur Herstellung eines Skelettstrukturelements zur Verwendung in einer Transportmaschine vor, das – in einem Skelettelement einer Transportmaschine und/oder einem Raum, der von dem Skelettelement und einem hierzu peripheren Plattenelement umgeben ist, angeordnet – ein verfestigtes granuläres Schüttgut aufweist, das hergestellt ist, indem eine Vielzahl von Körnern miteinander verbunden und hierdurch verfestigt werden, enthaltend einen Schritt, Körner, die durch Umhüllen einer aus Flüssigkeit oder Feststoff bestehenden Kernsubstanz mit einem Film hergestellt sind, im nicht expandierten Zustand, in das Skelettelement und/oder den Raum zu geben, und einen Schritt, die Körner durch Erhitzen derselben expandieren zu lassen.
Weil die Kernsubstanz vergast wird, indem die Körner erhitzt werden, um diese zu expandieren, werden die das verfestigte granuläre Schüttgut darstellenden Körner hohl und die mit der Verfestigung einhergehende Gewichtszunahme kann verringert werden. Auch weil der Innendruck in dem Skelettelement oder Raum durch die expandierenden Körner erzeugt wird, ist es nicht notwendig, dass die Körner unter Druck gepackt werden, und die Körner können auf leichte Weise in das Skelettelement oder in den Raum gebracht werden. Auch wenn eine Last von der Außenseite her auf das verfestigte granuläre Schüttgut wirkt, dann wird, mehr noch als dann, wenn massive Körner verwendet werden, die Festigkeit des verfestigten granulären Schüttguts nicht zu hoch, und ferner kommen die das verfestigte granuläre Schüttgut darstellenden Körner unter der von außen her einwirkenden Last allmählich zum Fließen, während sie verformt werden, und die von der Last von außen her entstehende Spannung wird verteilt und die Spannungskonzentration kann verhindert werden. Daher ändert sich die Festigkeit des verfestigten granulären Schüttguts nicht plötzlich, wobei eine hohe Last bis zu einer starken Verlagerung abgestützt werden kann und es im Vergleich zum Stand der Technik möglich wird, die von dem Skelettstrukturelement absorbierte Energie zu erhöhen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen Skelettstrukturelements zur Verwendung in einer Transportmaschine;
2 ist eine Schnittansicht des Skelettstrukturelements an der Linie 2-2 in 1;
3 ist eine Schnittansicht des Skelettstrukturelements an der Linie 3-3-in 1;
4 ist eine Schnittansicht, die den Biegezustand eines erfindungsgemäßen verfestigten granulären Schüttguts zeigt;
5 ist eine Aktionsansicht, die eine Änderung eines Korns gemäß der Erfindung zeigt;
6 ist eine Aktionsansicht, die ein Herstellungsverfahren eines erfindungsgemäßen Skelettstrukturelements zeigt;
7A ist eine Ansicht, die den Zustand eines Skelettstrukturelements gemäß einer Ausführung zeigt, nachdem daran ein Biegeversuch ausgeführt wurde;
7B ist eine Ansicht, die den Zustand eines Skelettstrukturelements gemäß einem Vergleichsbeispiel zeigt, nachdem daran ein Biegeversuch ausgeführt wurde;
7C(a) ist eine Ansicht, die den Spannungsanstieg während des Biegeversuchs des Skelettstrukturelements gemäß einer Ausführung zeigt;
7C(b) ist eine Ansicht, die den Spannungsanstieg während des Biegeversuchs des Skelettstrukturelements gemäß dem Vergleichsbeispiel zeigt;
8A bis 8C sind Ansichten, die Verformungszustände eines erfindungsgemäßen Skelettstrukturelements in einem Biegeversuch zeigen;
9 ist eine Schnittansicht, die einen Verformungszustand eines erfindungsgemäßen Skelettstrukturelements nach dem Ende eines Biegeversuchs zeigt;
10 ist ein Graph, der einen Biegeversuch an einem erfindungsgemäßen Skelettstrukturelement zeigt;
11A und 11B sind Perspektivansichten, die eine Ausführung eines erfindungsgemäßen Skelettstrukturelements, in Anwendung auf ein Fahrzeug, zeigen;
12A bis 12E sind Schnittansichten einer Ausführung eines erfindungsgemäßen Skelettstrukturelements, angewendet in einem Frontseitenrahmen;
13A bis 13D sind Schnittansichten einer Ausführung eines erfindungsgemäßen Skelettstrukturelements, angewendet in einem Heckrahmen;
14A bis 14C sind Schnittansichten einer Ausführung eines erfindungsgemäßen Skelettstrukturelements, angewendet in einer Mittelsäule;
15A bis 15C sind Schnittansichten einer Ausführung eines erfindungsgemäßen Skelettstrukturelements, angewendet in einer Dachseitenschiene;
16 ist eine Schnittansicht eines ersten verfestigten granulären Schüttguts eines herkömmlichen Skelettstrukturelements;
17 ist eine Schnittansicht eines zweiten verfestigten granulären Schüttguts eines herkömmlichen Skelettstrukturelements;
18 ist eine Ansicht, die ein Verfahren eines Skelettstrukturelement-Biegeversuchs zeigt;
19 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen der Last und der Verlagerung in einem Biegeversuch an einem Skelettstrukturelement zeigt;
20A bis 20D sind Graphen, die die Beziehungen zwischen der Last und der Verlagerung sowie der absorbierten Energie in einem Skelettstrukturelement-Biegeversuch zeigen;
21 ist eine Ansicht, die einen Verformungszustand eines herkömmlichen Skelettstrukturelements in einem Biegeversuch zeigt;
22 ist ein Graph, der Beziehungen zwischen der Last und Verlagerung von Skelettstrukturelementen der Vergleichsbeispiele 1 bis 3 in einem Biegeversuch zeigt; und
23 ist ein Graph, der absorbierte Energien der Vergleichsbeispiele 1 bis 3 im Biegeversuch zeigt.
Beste Arten zur Ausführung der Erfindung
1 zeigt ein Skelettstrukturelement 12 zur Verwendung in einer Transportmaschine, das hergestellt wird, indem ein verfestigtes granuläres Schüttgut in ein hohles Skelettelement 11 gepackt wird (nachfolgend einfach als "das Skelettstrukturelement 12'' bezeichnet). Die Bezugszahlen 13, 13 bezeichnen Endverschlusselemente zum Verschließen der Enden des Skelettelements 11.
Das in 2 gezeigte Skelettstrukturelement 12 wird hergestellt, indem Trennwandelemente 15, 15 in das Skelettelement 11 eingesetzt werden und ein verfestigtes granuläres Schüttgut 16 in einen Raum zwischen diese Trennwandelemente 15, 15 gepackt wird. Hier ist das verfestigte granuläres Schüttgut 16 in der Längsrichtungsmitte des Skelettstrukturelements 12 angeordnet. Die Bezugszahl 18 bezeichnet hohle Körner, und obwohl in der Praxis deren Außendurchmesser 10 bis 200 μm beträgt, sind diese zum Zwecke der Veranschaulichung in der Figur groß gezeichnet worden (und anschließend ähnlich).
3 zeigt ein verfestigtes granuläres Schüttgut 16, das hergestellt wird, indem miteinander verbundene Körner 18 in ein Skelettelement 11 mit hohlem recheckigem Querschnitt gepackt werden.
4 zeigt Körner 18, 18, die durch Oberflächenschmelzung durch Erhitzung miteinander verbunden sind. Die Bezugszahlen 21, 21 bezeichnen Hohlräume der Körner 18, 18, und die Bezugszahlen 22, 22 bezeichnen verfestigte Teile, wo die Oberflächen der Körner 18, 18 verschmolzen und verfestigt sind.
Wenn in 5 ein Korn 25 erhitzt wird, dehnt es sich aus, und es wird eines der oben erwähnten Körner 18 erzeugt.
Die Körner 25 sind sogenannte "Mikrokapseln", die hergestellt werden, indem eine Kernsubstanz (flüssig oder fest) 25a verdampft wird, und diese Kernsubstanz 25 mit einem Film 25b abgedeckt wird (d.h. sie mit einer Schale umhüllt wird), und wenn die Kernsubstanz 25a erhitzt wird, vergast sie, und der Film (d.h. die Schale) 25b wird weich und dehnt sich aus, sodass sie zu einem Korn 18 wird.
Als Zusammensetzung des Films (der Schale) 25b ist ein thermoplastisches Harz geeignet, d.h. (1) Acrylsäure, Methacrylsäure, Itaconsäure, Citraconsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Vinylbenzoesäure sowie Ester dieser Säuren, (2) Nitrile, wie etwa Acrlynitril und Methacrylnitril, (3) Vinylverbindungen, wie etwa Vinylchlorid und Vinylacetat, (4) Vinylidinverbindungen, wie etwa Vinylidinchlorid, (5) Vinylaromate, wie etwa Styrol, (6) andere, wie Ethylenglykol, Di(meth)acrylat, Diethylenglykol-di (meth)acrylat, Triethylenglykol-di(meth)acrylat, Neopentylglykol(meth)acrylat, 1,6-Hexandiol-diacrylat, 1,9-Nonandiol-di(meth)acrylat, Polyethylenglykoldiacrylat mit durchschnittlichem Molekulargewicht von 200 bis 600, Polyethylenglykoldimethacrylat mit durchschnittlichem Molekulargewicht von 200 bis 600, Trimethylpropan-di(meth)acrylat, Trimethylpropan-tri(meth)acrylat, Pentaerythritoltetraacrylat, Dipentaerythritolacrylat, Dipentaerythritolhexaacrylat und Polymere dieser Monomere und Copolymere und Kombinationen derselben.
Ferner sind als die Kernsubstanz 25a geeignet niedrigsiedende Kohlenwasserstoffe, wie etwa Ethan, Propan, Butan, Isobutan, Pentan, Isopentan, Hexan, Isohexan, Octan, Isooctan und Chlorfluorkohlenstoffe.
6 zeigt ein Herstellungsverfahren für ein erfindungsgemäßes Skelettstrukturelement.
Zuerst wird eine vorbestimmte Menge von Körnern 25 in ein Skelettelement 11 gegeben. Dann werden das Skelettelement 11 und die Körner 25 erhitzt. Im Ergebnis dehnen sich die Körner 25 aus und füllen die Innenseite des Skelettstrukturelements 11, und die Oberflächen der Körner 25 verschmelzen, und nach dem Abkühlen sind die Körner 25 miteinander verbunden, um ein verfestigtes granuläres Schüttgut 16 zu bilden, und man erhält ein Skelettstrukturelement 12.
Wenn z.B. in einem Fahrzeug Körner 25 in ein Fahrzeugskelettelement gegossen und auf einer Lacktrocknungsstrecke, die in einer Herstellungsstrecke zur Lacktrocknung des Fahrzeugs vorgesehen ist, auf 130 bis 200 °C erhitzt werden, wird ein Skelettstrukturelement angenähert gleichzeitig mit dem Abschluss der Lacktrocknung fertiggestellt. Dementsprechend ist es nicht notwendig, dass eine separate Heizvorrichtung vorgesehen wird, und ferner ist keine Extrazeit um Erhitzen der Körner 25 erforderlich. Demzufolge ist es möglich, die Zunahme der Kosten und Zunahme der Herstellungszeit zu minimieren.
Das Skelettstrukturelement 12 ist ein Element, in dem die Körner 18 miteinander verbunden sind und die Körner 18 und die Innenseiten des Skelettelements 11 miteinander verbunden sind, und weil während der Ausdehnung ein Druck zwischen den Körnern 25 wirkt und auch ein Druck von den Körnern 25 auf das Skelettelement 11 wirkt, ist die Verbindung der Körner 18 miteinander und die Verbindung der Körner 18 und der Innenwände des Skelettelements 11 nach der Oberflächenverschmelung stark, und die Steifigkeit und Festigkeit des Skelettstrukturelements 12 kann erhöht werden.
Und weil als Ergebnis davon, dass die Körner 25 aus thermoplastischem Harz hergestellt sind, diese bei niedriger Temperatur geschmolzen werden können, ist keine spezielle Heizvorrichtung erforderlich, die eine hohe Temperatur erzeugt.
Auch kann der oben erwähnte Druck, der innerhalb des Skelettstrukturelements 12 durch die Körner 18 erzeugt wird, durch die in das Skelettelement 11 gegebene Menge an Körnern 25 verändert werden, und durch Verändern dieses Innendrucks ist es möglich, die mechanischen Eigenschaften des Skelettstrukturelements 12 zu bestimmen.
7A zeigt einen Teil des Skelettstrukturelements 12, der mit verfestigtem granulären Schüttgut 16 gepackt ist (in der Figur die gestrichelte Linie), das in eine angenäherte Bogenform verformt worden ist. Die Bezugszahl 28 bezeichnet Bolzen, die die Trennwandelemente 15, 15 (siehe 2) an dem Skelettelement 11 fixieren.
7B zeigt einen Teil des Skelettstrukturelements 205, das mit dem verfestigten granulären Schüttgut 200 gepackt ist (das in der Figur mit der gestrichelten Linie gezeigt ist), das sich sehr wenig verformt hat, und das Skelettelement 207 an den Außenseiten des verfestigten granulären Schüttguts 200, das sich stark verformt hat. Die Bezugszahl 208 bezeichnet Bolzen, die Trennwandelemente (nicht gezeigt), um das verfestigte granuläre Schüttgut 200 von beiden Seiten her aufzunehmen, an dem Skelettelement 207 befestigen.
7C(a) zeigt in der Form eines Graphen die zwischen den Stützpunkten 31, 31 des Skelettstrukturelements 12 entstehende Spannung, wenn das schematisch gezeigte Skelettstrukturelement 12 auf zwei Stützpunkten 31, 31 abgestützt wird und auf die Oberseite des Skelettstrukturelements 12 in einer Mittelposition des Abstands zwischen diesen Stützpunkten 31, 31 eine Abwärtslast F ausgeübt wird. Die Vertikalachse zeigt die Spannung, und die Horizontalachse zeigt die Position in der Längsrichtung des Skelettstrukturelements 12.
An den Positionen der Stützpunkte 31, 31 ist die Spannung null, und mit zunehmendem Abstand von dieser Position zu dem verfestigten granulären Schüttgut 16 hin (dem in der Figur schraffiert gezeigten Teil) nimmt die Spannung allmählich zu, und an der Position des verfestigten granulären Schüttguts 16 ist die Spannung konstant. Die hierbei auftretende Spannung wird als ε1 bezeichnet.
7C(b) zeigt in der Form eines Graphen die zwischen den Stützpunkten 221, 221 des Skelettstrukturelements 205 entstehende Spannung, wenn das schematisch gezeichnete Skelettstrukturelement 205 auf zwei Stützpunkten 221, 221 abgestützt wird und auf die Oberseite des Skelettstrukturelements 205 in einer Mittelposition des Abstands zwischen diesen Stützpunkten 221, 221 eine Abwärtslast F ausgeübt wird. Der vertikale Achse zeigt die Spannung und die horizontale Achse zeigt die Position in der Längsrichtung des Skelettstrukturelements 205.
An den Positionen der Stützpunkte 221, 221 ist die Spannung null, und mit zunehmendem Abstand von dieser Position zu dem verfestigten granulären Schüttgut 200 hin nimmt die Spannung schart zu, und an Außenpositionen nahe den Enden des verfestigten granulären Schüttguts 200 hat die Spannung Maxima. Die hierbei auftretende Spannung wird als ε2 bezeichnet.
Die Spannung nimmt von den Positonen, wo die Spannung maximal ist, zu den Enden des verfestigten granulären Schüttguts 200 ab, und an der Position des verfestigten granulären Schüttguts 200 wird die Spannung konstant. Die hierbei auftretende Spannung wird als ε3 bezeichnet.
In der obigen 7A, 7B, 7C(a) und 7C(b) verformt sich im Falle des Skelettstrukturelements 205 des Vergleichsbeispiels das Skelettelement 207 örtlich stark, und die Spannung ε2 wird sehr groß, wohingegen, weil die Steifigkeit des verfestigten granulären Schüttguts 200 zu groß ist, sich das verfestigte granuläre Schüttgut 200 kaum verformt und die Spannung ε3 klein ist. Demzufolge fällt in der frühen Stufe die Last F stark ab. D.h. die absorbierte Energie ist gering.
Weil in dieser Hinsicht in dem Skelettstrukturelement 12 der Ausführung die Steifigkeit des verfestigten granulären Schüttguts 16 niedrig ist im Vergleich zu jener des verfestigten granulären Schüttguts 200 des Vergleichsbeispiels und sich in dem Biegeversuch das verfestigte Schüttmaterial 16 allmählich verformt und sich angenähert gleichmäßig verformt, kann die maximale Spannung ε1 in Bezug auf die maximale Spannung ε2 im Vergleichsbeispiel niedrig gehalten werden. D.h. die Spannung ε1 ist um einen Betrag d niedriger als die Spannung ε2. Daher ist es mit dem Skelettstrukturelement 12 der Ausführung in dem Biegeversuch möglich, eine hohe Last bis zu einer maximalen Verlagerung beizubehalten, und es ist möglich, die absorbierte Energie in Bezug auf das Vergleichsbeispiel zu erhöhen.
In 8A wird eine Last F auf das Skelettstrukturelement 12 ausgeübt. 32 ist ein Lastanlagepunkt des Skelettelements 11, wo die Last F angelegt wird.
In 8B biegt sich das Skelettstrukturelement 12, und wenn man die Körner in der Nähe des Lastanlagepunkts 32 mit 18a bezeichnet, lösen sich an diesen Körnern 18a ... die verfestigten Teile 22 (siehe 4), und die Verbindungen zwischen den Körnern 18a brechen auf, und die Körner 18a selbst verformen sich (mit zunehmender Annäherung zu dem Lastanlagepunkt 32 ist die Verformung größer), und ein scharfer Anstieg des Innendrucks des Skelettelements 11 wird vermieden.
Wenn in 8C das Biegen des Skelettstrukturelements 12 weiter zunimmt, schreitet die Ablösung der verfestigten Teile der Körner 18a und die Verformung der Körner 18a selbst fort, und das verfestigte granuläre Schüttgut 16 (siehe 8A) ändert sich zu einer Vielzahl einzelner Körner und fließt, wie mit den Pfeilen gezeigt, und verteilt die Spannung. Demzufolge kann eine große Last bis zu einer großen Verlagerung stabil erhalten erhalten bleiben.
Wenn man in 9 Änderungen der Linien 34 bis 38, die auf das verfestigte granuläre Schüttgut als gerade Linien in Richtung orthogonal zur Längsrichtung des Skelettstrukturelements 12 vor Beginn des Biegeversuchs gezogen sind, betrachtet und wenn man nach dem Ende des Biegeversuchs z.B. die Endpunkte der Linie 37, d.h. die Punkte, wo sie das Skelettelement 11 schneidet, als die Endpunkte 41, 42 bezeichnet, und man eine gerade Linie 43, die durch diese Endpunkte 41, 42 hindurchgeht, zieht, lässt sich ersehen, dass sich die gerade Linie 37 von der geraden Linie 43 weg zum Ende des Skelettstrukturelements 12 gekrümmt hat. D.h. es ist ersichtlich, dass infolge der konkaven Verformung des oberen Teils des Skelettelements 11 die oben erwähnten Körner, deren Oberflächenschmelzteile gelöst worden sind, und die Körner, die sich verformt haben, zu einem der Trennwandelemente 15 hin geflossen sind, wie mit den weißen Pfeilen gezeigt.
In den Daten des Skelettstrukturelements 12 der Ausführung (expandierte hohle Körner + Oberflächenverschmelzung), die in 10 gezeigt ist (die eine, die mit einer durchgehenden Linie gezeigt ist), sind der Anstiegswinkel, die Länge des geradlinigen Teils dieses Anstiegs und die maximale Last f9 im Wesentlichen die gleichen wie im Vergleichsbeispiel 2 und Vergleichsbeispiel 3, die zuvor diskutiert wurden, und in der Steifigkeit und in den Stabilitätspunkten besteht kein großer Unterschied. Auch wird eine große Last F bis zu einer großen Verlagerung δ beibehalten. Somit ist es mit dem Skelettstrukturelement 12 dieser Erfindung möglich, die absorbierte Energie, im Vergleich zum Vergleichsbeispiel 1 und Vergleichsbeispiel 3, zu erhöhen.
In 11A werden Skelettstrukturelemente der Erfindung angewendet in Frontseitenrahmen 51, 51, die unten und an den Seiten eines Motors an der Front einer Fahrzeugkarosserie angeordnet sind; Seitenschwellern 52, 52, die unten und an den Seiten eines Passagierraums angeordnet sind; einem vorderen Bodenquerelement 53, das sich zwischen den linken und rechten Seitenschwellern 52, 52 erstreckt; Mittelsäulen 54, 54, die von den Seitenschwellern 52, 52 hochstehen; und Heckrahmen 56, 56, die sich von den Seitenschwellern 52, 52 nach hinten erstrecken.
Und in 11B werden das Skelettstrukturelement der Erfindung angewendet in Frontsäulen 61, 61; Türstreben 62, 63, die innerhalb einer Vordertür (nicht gezeigt) und innerhalb einer hinteren Tür (nicht gezeigt) jeweils angeordnet sind; Dachseitenschienen 64, 64, die an den Seiten eines Dachs vorgesehen sind; und Dachschienen 66, 67, die sich zwischen den linken und rechten Dachseitenschienen 64, 64 erstrecken.
12A bis 12E zeigen eine Ausführung eines erfindungsgemäßen Skelettstrukturelements, bei Anwendung in einem Frontseitenrahmen. Die Bezugszahl 51 eines Frontseitenrahmens 51, der ein Skelettstrukturelement darstellt, ist hier der Einfachheit halber zu 51A bis 51E geändert worden. In den Frontseitenrahmen 51A bis 51D werden die Körner 18 direkt in ein Skelettelement gepackt, und in dem Frontseitenrahmen 51E werden die Körner 18 in das Skelettelement eingesetzt, nachdem sie in ein anderes Skelettelement vorgepackt worden sind.
Der in 12A gezeigte Frontseitenrahmen 51A ist ein Element, hergestellt durch Bildung eines Skelettelements 53 aus einer Außenplatte 71 und einer Innenplatte 72, die an der Motorraumseite dieser Außenplatte 71 vorgesehen ist, und Befüllen der Innenseite dieses Skelettelements 73 mit Körnern 18. Wenn die Körner 18 in den Frontseitenrahmen 51A gepackt werden, können sie in die Gesamtheit der Längsrichtung des Frontseitenrahmens 51A gepackt werden, oder können teilweise in der Längsrichtung des Frontseitenrahmens 51A gepackt werden. D.h. zwei Trennwände können mit einem vorbestimmten Abstand voneinander in der Längsrichtung innerhalb des Frontseitenrahmens 51A vorgesehen sein, und die Körner 18 können zwischen diese zwei Trennwände gepackt sein. Das Gleiche gilt auch für die unten diskutierten Teile.
Der in 12B gezeigte Frontseitenrahmen 51B ist ein Element, hergestellt durch Bildung eines Skelettelements 81 aus einer Außenplatte 76, die mit einer Schrägfläche 75 versehen ist, und einer Innenplatte 78, die an der Motorraumseite dieser Außenplatte 76 vorgesehen und mit einer Schrägfläche 77 ausgebildet ist, und Befüllen dieses Skelettelements 81 mit Körnern 18.
Der in 12C gezeigte Frontseitenrahmen 51C ist ein Element, hergestellt durch Bildung eines Skelettelements 84 aus einer Außenplatte 71 und einer Innenplatte 72, und einer Trennwand 83, die in die Innenseiten der Außenplatte 71 und der Innenplatte 72 eingesetzt ist, und Befüllen eines ersten Abteils 85 und eines zweiten Abteils 86, die innerhalb der Außenplatte 71 und der Innenplatte 72 durch die Trennwand 83 getrennt sind, mit Körnern 18.
Der in 12D gezeigte Frontseitenrahmen 51D ist ein Element, hergestellt durch Befüllen des zweiten Abteils 86 des in 12C gezeigten Frontseitenrahmens 51C mit Körnern 18.
Der in 12E gezeigte Frontseitenrahmen 51E ist ein Element, hergestellt durch Befüllen eines Skelettelements 88 mit Körnern 18 und Anordnen dieses Skelettelements 88 an der Innenseite eines Skelettelements 73.
13A bis 13D zeigen Ausführungen eines erfindungsgemäßen Skelettstrukturelements, in Anwendung auf einen Heckrahmen. Die Bezugszahl 56 des Heckrahmens 56, der ein Skelettstrukturelement darstellt, ist der Einfachheit halber zu 56A bis 56D geändert worden.
Der in 13A gezeigte Heckrahmen 56a ist ein Element, hergestellt durch Packen von Körnern 18 zwischen eine untere Platte 91, die ein Plattenelement darstellt, und eine Heckbodenplatte 92, die ein Plattenelement darstellt, das über dieser unteren Platte 91 vorgesehen ist.
Der in 13B gezeigte Heckrahmen 56B ist ein Element, hergestellt durch Packen von Körnern 18 zwischen eine untere Platte 91 und eine untere Nebenplatte 93, die auf die untere Platte 91 aufgesetzt ist.
Der in 13C gezeigte Heckrahmen 56C ist ein Element, hergestellt durch Packen von Körnern 18 zwischen eine untere Nebenplatte 93, die auf die untere Platte 91 aufgesetzt ist, und eine Heckbodenplatte 92, die oben auf dieser unteren Nebenplatte 93 vorgesehen ist.
Der in 13D gezeigte Heckrahmen 56D ist ein Element, hergestellt durch Anordnen eines Skelettelements 94 in einem geschlossenen Raum, der von einer unteren Platte 91 und einer Heckbodenplatte 92 umgrenzt ist, und Packen dieses Skelettelements 94 mit Körnern 18.
Alternativ können die Körner 18, anstatt die Körner 18 ins Innere des Skelettelements 94 zu packen, in einen Raum 95 gepackt werden, der von dem Skelettelement 94 und der unteren Platte 91 und der Heckbodenplatte 92 als hierzu periphere Plattenelemente umgrenzt ist, oder es können sowohl das Skelettelement 94 als auch der Raum 95 mit Körnern 18 gefüllt werden.
14A bis 14C zeigen Ausführungen eines erfindungsgemäßen Skelettstrukturelements in Anwendung in einer Mittelsäule. Die Bezugszahl 54 der Mittelsäule 54, die ein Skelettstrukturelement darstellt, ist hier der Einfachheit halber in 54A bis 54C geändert.
Die in 14A gezeigte Mittelsäule 54A ist ein Element, hergestellt durch Bildung eines Skelettelements 98 mit einer Außenplatte 96 und einer Innenplatte 97, die an der Passagierraumseite der Außenplatte 96 angeordnet ist, und Befüllen dieses Skelettelements 98 mit Körnern 18.
Die in 14B gezeigte Mittelsäule 54B ist ein Element, hergestellt durch Bildung eines Skelettelements 12 durch Einsetzen eines Verstärkungselements 101 zwischen eine Außenplatte 96 und eine Innenplatte 97, und Packen von Körnern 18 zwischen das Verstärkungselement 101 und die Außenplatte 96.
Die in 14C gezeigte Mittelsäule 54C ist ein Element, hergestellt durch Einsetzen eines Verstärkungselements 101 zwischen eine Außenplatte 96 und eine Innenplatte 97, und Packen von Körnern 18 zwischen das Verstärkungselement 101 und die Innenplatte 97.
15A bis 15C zeigen Ausführungen eines erfindungsgemäßen Skelettstrukturelements, angewendet in einer Dachseitenschiene. Die Bezugszahl der Dachseitenschiene 64 ist hier der Einfachheit halber zu 64A bis 64C geändert worden.
Die in 15A gezeigte Dachseitenschiene 64A ist ein Element, hergestellt durch Bilden eines Skelettelements 106 mit einer Außenplatte 104 und einer Innenplatte 105, die an der Passagierraumseite der Außenplatte 104 angeordnet ist, und Füllen dieses Skelettelements 106 mit Körnern 18.
Die in 15B gezeigte Dachseitenschiene 64B ist ein Element, hergestellt durch Bilden eines Skelettelements 108 durch Einsetzen eines Verstärkungselements 107 zwischen einer Außenplatte 104 und einer Innenplatte 105 und Packen von Körnern 18 zwischen das Verstärkungselement 107 und die Außenplatte 104.
Die in 15C gezeigte Dachseitenschiene 64C ist ein Element, hergestellt durch Bilden eines Skelettelements 108 durch Einsetzen eines Verstärkungselements 107 zwischen die Außenplatte 104 und die Innenplatte 105, und Packen von Körnern 18 zwischen das Verstärkungselement 107 und die Innenplatte 105.
Wie in Bezug auf 2 bis 4 erläutert, ist die vorliegende Erfindung ein Skelettstrukturelement 12, hergestellt durch Anordnen eines verfestigten granulären Schüttguts 16, das durch gegenseitiges Verbinden und hierdurch Verfestigen einer Vielzahl von Körnern 18 erhalten ist, innerhalb eines Skelettelements 11 einer Transportmaschine und/oder eines Raums (z.B. des in 13D gezeigten Raums 95), der durch ein Skelettelement 11 und ein hierzu peripheres Plattenelement (z.B. die untere Platte 91 und die Heckbodenplatte 92, in 13D gezeigt) umgrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Körner 18 durch Oberflächenschmelzung miteinander verbunden werden und durch Expansion ein Innendruck erzeugt wird.
Weil die Körner 18 durch Oberflächenverschmelzung verbunden werden, ist kein Klebstoff oder Harzbindemittel zum Verbinden der Körner 18 miteinander erforderlich, und die mit der Verfestigung einhergehende Gewichtszunahme kann niedrig gehalten werden.
Und weil der Innendruck durch Expansion der Körner 18 erzeugt wird, ist kein Packen unter Druck erforderlich, und es ist leicht möglich, ein Skelettelement oder einen Raum (z.B. den Raum 95) mit Körnern 18 zu füllen.
Auch wenn auf das verfestigte granuläre Schüttgut 16 von außen her eine Last einwirkt, unterliegen die Körner 18, die verfestigt worden sind, einer Ablösung ihrer oberflächlich verschmolzenen Teile und werden zu Einzelkörnern oder kleinen Stücken von Festmaterial und bekommen Fluideigenschaften, und die Spannung, die infolge der Last von der Außenseite her entsteht, wird verteilt, und die Konzentration der Spannung kann verhindert werden.
Dementsprechend ist es möglich, das Skelettstrukturelement 12 im Wesentlichen gleichmäßig und bis zu einer großen Verlagerung verformen zu lassen. Weil es hierbei mittels des oben erwähnten Innendrucks möglich ist, die Einwärtsverformung der Skelettelementwand zu vermindern, kann eine große Last bis zu einer großen Verlagerung abgestützt werden, und im Vergleich zum Stand der Technik ist es möglich, die absorbierte Energie des Skelettstrukturelements 12 zu erhöhen.
Und, wie in Bezug auf 5 und 6 erläutert, ist die Erfindung ein Herstellungsverfahren eines Skelettstrukturelements 12, hergestellt durch Anordnen eines verfestigten granulären Schüttguts 16, das durch gegenseitiges Verbinden verfestigt wird und hierdurch eine Vielzahl von Körnern 18 verfestigt werden, innerhalb eines Skelettelements 11 einer Transportmaschine und/oder eines Raums (z.B. des in 13 gezeigten Raums 95), der von einem Skelettelement 11 und einem hierzu peripheren Plattenelement (z.B. der unteren Platte 91 und der Heckbodenplatte 92, in 13D gezeigt) umgrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass es den Schritt enthält, Körner 25, die durch Umhüllen einer aus Flüssigkeit oder Feststoff bestehenden Kernsubstanz 25a mit einem Film 25b hergestellt sind, im nicht expandierten Zustand in ein Skelettelement 11 oder einen Raum (z.B. den Raum 95) zu geben, und einen Schritt, um die Körner 25 durch Erhitzen derselben expandieren zu lassen.
Wenn die Kernsubstanz 25a vergast wird, indem die Körner 25 erhitzt und expandiert werden, werden die Körner 18, die das verfestigte granuläre Schüttgut 16 darstellen, hohl, und es ist möglich, eine mit der Verfestigung einhergehende Gewichtszunahme zu vermeiden und das Gewicht des Skelettstrukturelements 12 zu reduzieren.
Und weil infolge davon, dass die Körner 25 expandieren, in dem Skelettelement 11 oder dem Raum ein Innendruck erzeugt wird, ist das Packen unter Druck nicht erforderlich, und es ist möglich, die Innenseite des Skelettelements 11 oder die Innenseite des Raums mit Körnern 18 auf leichte Weise zu füllen. Dementsprechend ist es möglich, die Herstellbarkeit des Skelettstrukturelements 12 zu verbessern.
Auch wenn auf das verfestigte granuläre Schüttgut 16 von außen her eine Last wirkt, mehr noch als dann, wenn massive Körner verwendet werden, wird die Festigkeit des verfestigten granulären Schüttguts 16 nicht zu groß, und ferner kommen unter der von außen her einwirkenden Last die Körner 18, die das verfestigte granuläre Schüttgut 16 darstellen, zum Fließen, während sie sich allmählich verformen, und die Spannung, die infolge der Last von der Außenseite her entsteht, wird verteilt, und eine Konzentration der Spannung kann verhindert werden. Dementsprechend ändert sich die Festigkeit des verfestigten granulären Schüttguts 16 nicht plötzlich, und es kann eine große Last bis zu einer großen Verlagerung abgestützt werden, und im Vergleich zum Stand der Technik ist es möglich, die absorbierte Energie des Skelettstrukturelements 12 zu erhöhen.
Obwohl in den Ausführungen der Erfindung die Körner direkt in das Skelettelement eingesetzt wurden, ist sie hierauf nicht beschränkt, und alternativ können sie in einen Sack (der aus Gummi, einem Harz, wie etwa Polyurethan, oder Papier hergestellt ist) oder ein Gefäß vorgepackt werden, bevor sie in das Skelettelement eingesetzt werden.
Industrielle Anwendbarkeit
Wie oben beschrieben ist es mit dem Skelettstrukturelement und dem Herstellungsverfahren dafür, wie oben angegeben, möglich, die Gewichtszunahme zu vermeiden und Körner auf leichte Weise in ein Skelettelement zu packen, und die absorbierte Energie des Skelettstrukturelements wird erhöht; demzufolge ist sie zur Verwendung in verschiedenen Transportmaschinen geeignet.
Zusammenfassung
Skelettstrukturelement (12), hergestellt durch Anordnen eines verfestigten granulären Schüttguts (16), das durch gegenseitiges Verbinden und hierdurch Verfestigen einer Vielzahl von Körnern (18) erhalten ist, innerhalb eines Skelettelements (11) einer Transportmaschine und/oder eines Raums (95), der von einem Skelettelement (91) und einem hierzu peripheren Plattenelement (92) umgrenzt ist. In dem verfestigten granulären Schüttgut sind die Körner (18, 25) durch Oberflächenschmelzung miteinander verbunden und wird durch Expansion ein Innendruck erzeugt

Claims

Skelettstrukturelement, hergestellt durch Anordnen eines verfestigten granulären Schüttguts, das durch gegenseitiges Verbinden und hierdurch Verfestigen einer Vielzahl von Körnern erhalten ist, innerhalb eines Skelettelements einer Transportmaschine und/oder eines Raums, der von einem Skelettelement und einem hierzu peripheren Plattenelement umgrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem verfestigten granulären Schüttgut die Körner durch Oberflächenschmelzung miteinander verbunden sind und durch Expansion ein Innendruck erzeugt wird.
Herstellungsverfahren eines Skelettstrukturelements, hergestellt durch Anordnen eines verfestigten granulären Schüttguts, das durch gegenseitiges Verbinden und hierdurch Verfestigen einer Vielzahl von Körnern erhalten wird, innerhalb eines Skelettelements einer Transportmaschine und/oder eines Raums, der von einem Skelettelement und einem hierzu peripheren Plattenelement umgrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass es den Schritt enthält, Körner, die durch Umhüllen einer aus Flüssigkeit oder Feststoff bestehenden Kernsubstanz mit einem Film hergestellt sind, im nicht expandierten Zustand in das Skelettelement und/oder den Raum zu geben, und einen Schritt, die Körner durch Erhitzen derselben expandieren zu lassen.