DE60033622T2

DE60033622T2 - Türinnenelement für kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE60033622T2
Application number: DE60033622T
Authority: DE
Inventors: Tomoyuki Ichihara-shi OBARA
Original assignee: Prime Polymer Co Ltd
Current assignee: Prime Polymer Co Ltd
Priority date: 1999-07-15
Filing date: 2000-07-14
Publication date: 2007-08-23
Anticipated expiration: 2020-07-15
Also published as: EP1114743B1; EP1114743A1; US6808224B1; EP1114743A4; CN1318020A; CN1174882C; US20040251712A1; WO2001005611A1; KR20010075109A; JP2001030754A; DE60033622D1; US7105125B2

Description

Technischer Bereich
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Türverkleidungsstruktur für Kraftfahrzeuge, welche den inneren Bereich um ein Türfenster eines Kraftfahrzeugs herum bildet. Die Türverkleidungsstruktur der Erfindung ist einfach und hat die Vorteile einer hohen Produktivität und wirtschaftlichen und funktionalen Nutzens. Eine Struktur gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der JP-A-61 144 328 bekannt.
Sand der Technik
Zur Verbesserung der Aufprallsicherheit von Kraftfahrzeugen werden die Körper von Kraftfahrzeugen verstärkt und Airbags werden heutzutage in Kraftfahrzeugen vorgesehen. In dem Bereich von Kraftfahrzeugen ist es allerdings am wichtigsten den Kraftstoffverbrauch zu verringern, um Ressourcen zu sparen und Umweltprobleme zu lösen. Hierzu sind leichte Kraftfahrzeuge sehr erwünscht. Um das Körpergewicht von Kraftfahrzeugen zu verringern, werden viele ihrer Teile aus Harz und nicht aus Metall hergestellt und die Umwandlung von Metall zu Harz ist heutzutage bemerkenswert. Für Kraftfahrzeugteile werden thermoplastische Harze wie Polypropylenharze und dergleichen sehr stark anstelle konventioneller, faserverstärkter und mit Wärme aushärtender Harze (FRP) eingesetzt, da ihre Formbarkeit gut ist und ihre Formteile eine hohe mechanische Festigkeit und Steifheit aufweisen, und da sie wieder verwertbar und für verschiedene Teile einsetzbar sind.
Die Anforderungen an die Verringerung des Körpergewichts von Kraftfahrzeugen werden Tag für Tag strenger. Zur Verringerung des Gewichts von Formteilen für Kraftfahrzeugteile sind verschiedene Techniken zur Verringerung der Wanddicke der Formteile ausprobiert worden. Allerdings muss zur Verringerung der Wanddicke von Harzformteilen die Schmelzfließfähigkeit der Harzschmelze für die Formteile zusätzlich zu der mechanischen Festigkeit und der Steifheit, die charakteristisch für die Harzformteile ist, erhöht werden. Hierzu sind verschiedene Techniken vorgeschlagen wurden, wie die Zugabe anderer thermoplastischer Harze oder thermoplastischer Elastomere zu Polypropylenharzen und die Zugabe eines Verstärkungsmittels, wie Glasfasern oder dergleichen, oder die Zugabe eines Füllstoffs, wie Talk oder dergleichen, um dadurch die mechanische Festigkeit und die Steifheit von Polypropylenharzen weiter zu steigern.
Bezüglich der Verbesserung der Aufprallsicherheit von Kraftfahrzeugen, steigt die Anforderung an die Sicherheit auf hohem Niveau zum Schutz der Fahrer und Mitfahrer vor nicht nur konventionellen Frontalzusammenstößen, sondern auch vor seitlichen Zusammenstößen. Bei Kraftfahrzeugen sind Türen die wichtigsten Bauteile zur Sicherstellung der Sicherheit von Fahrern und Mitfahrern vor seitlichen Zusammenstößen.
Bei dem Türsystem von Kraftfahrzeugen besteht hierzu die Türverkleidung zur Bildung des Innenflächenelementes aus Polypropylenharz oder dergleichen, das durch Spritzformen des Harzes hergestellt wird. Zur Verringerung des Stoßes bei seitlichen Zusammenstößen von Kraftfahrzeugen ist ein Stoßfänger zwischen der inneren Türplatte und der Türverkleidung angeordnet. Beispielsweise legt (1) die Japanische Offenlegungsschrift Nr. 69780/1993 ein Verkleidungssubstrat mit einem hohlen und körnigen Energiefänger dar, der in der Lage ist, einer plastischen Verformung oder einem Sprödbruch ausgesetzt zu werden, und der darin eingefügt ist. (2) Die Japanische Gebrauchsmustereintragung Nr. 259345 legt eine Türplatte für Kraftfahrzeuge mit einer dämpfenden Schaumschicht dar, die auf der Innenfläche ihrer Verkleidung ausgebildet ist. (3) Die Japanische Offenlegungsschrift Nr. 11829/1997 legt eine Technik zum Einfügen einen Innenelementes für Kraftfahrzeuge (Stoßeliminierungsmittel) in den Raum zwischen einer inneren Türplatte und einer Türverkleidung dar, wobei das Stoßeliminierungsmittel flächig ausgebildet und mit Gitterrippen auf seiner einen Fläche oder auf beiden Flächen versehen ist.
Im Vergleich zu den Strukturen (1) und (2) ist die Struktur (3) leicht herzustellen und erfordert nicht soviel Arbeitskraft für ihre Herstellung und ihre Produktivität wird daher hoch sein. Dafür allerdings muss das Stoßeliminierungsmittel mit darauf ausgebildeten Gitterrippen separat durch Spritzformen hergestellt werden und zusätzlich erfordert es einen zusätzlichen Schritt, um es in den Raum zwischen einer inneren Türplatte und einer Türverkleidung einzusetzen. Daher ist die Produktivität von (3) nicht immer gut.
Die dargelegten Türverkleidungen werden allgemein durch Spritzformen oder Spritzdruckformen hergestellt und ihre Verkleidungsstrukturen können einstückig geformt werden für ein gutes Aussehen. Allerdings hat bei dem Formverfahren für sie die Schmelzfließfähigkeit des thermoplastischen Harzes einen großen Einfluss auf ihre Formbarkeit. Daher ist zur Verringerung ihres Gewichtes und ihrer Wanddicke das Molekulargewicht des verwendbaren thermoplastischen Harzes begrenzt und zusätzlich können die Eigenschaften wie die Stoßfestigkeit des Harzes nicht ohne Beschränkung genutzt werden. Ein anderes Blasformverfahren zur Herstellung von Türverkleidungen ist bekannt.
(4) Beispielsweise legt die Japanische Offenlegungsschrift Nr. 238664/1996 ein Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung von zwei Türverkleidungen für die linke und rechte Seite eines Fahrzeugs dar, welches das Blasformen einer Türverkleidungsstruktur umfasst, die einstückig mit einem Zugluft-Verhinderer-Anschlußflansch ausgebildet ist, gefolgt von dem Zerschneiden in zwei Stücke. (5) die Japanische Offenlegungsschrift Nr. 89211/1984 legt ein Verfahren zur Herstellung einer blasgeformten Türverkleidung dar, welche Lufteinlassöffnungen und eine große Anzahl von Luftauslassöffnungen zur Klimatisierung durch ihre Seitenfläche hindurch aufweist, und für welche eine Form mit einer Anzahl von Öffnungen bildenden Stiften, die auf ihrer Innenfläche miteinander ausgerichtet sind, verwendet wird.
(6) Die Japanische Offenlegungsschrift Nr. 164740/1996 legt eine Türverkleidung für Kraftfahrzeuge dar, die über eine innere Türplatte in dem Mittelteil einer Kraftfahrzeugtür läuft, um sie abzudecken. Diese besteht aus einer blasgeformten Struktur mit Trennungswänden, die in ihrem Inneren ausgebildet sind. Hierbei wird ein schäumendes Harzmaterial in einige Hohlräume eingespritzt und darin aufgeschäumt und der sich ergebende Harzschaum, der in diese Räume gefüllt ist, fungiert als Stoßfänger. Die dargelegten Türplatten werden durch Blasformen hergestellt, aber sie folgen alle im Wesentlichen der Bauweise konventioneller Türverkleidungen. Konkret sind bei diesen die innere Türplatte und die Türverkleidung unterschiedliche Elemente. Wahlweise kombiniert mit einem dazwischen angeordneten Stoßfänger werden sie zu einer Türverkleidungsstruktur zusammengebaut. Hierbei unterscheidet sich die Türverkleidungsstruktur überhaupt nicht von konventionellen Strukturen.
Speziell besteht die konventionelle technische Idee zur Herstellung des Verkleidungselementes des Türsystems für Kraftfahrzeuge im Wesentlichen darin, dass nur die innere Türverkleidung für Kraftfahrzeuge aus thermoplastischem Harz besteht, um ihr Gewicht zu verringern, und sie reicht nicht an die weiterführende Idee heran, die gesamte Türverkleidungsstruktur aus thermoplastischem Harz herzustellen. Der Grund hierfür liegt darin, dass die mechanische Festigkeit von thermoplastischem Harz nicht zufrieden stellen ist und das Formverfahren für das Harz begrenzt ist, und darin, dass die innere Türplatte nicht nur die Materialfunktion der Sicherstellung der ausreichenden mechanischen Festigkeit und Robustheit für Türplatten, sondern auch die bauliche Funktion des Einpassens verschiedener funktionaler Vorrichtungen einschließlich einer Türfensterscheibengleitvorrichtung (automatisch), einer Türöffnungs- und -schließvorrichtung, einer Türblockiervorrichtung, Lautsprechern und anderen Elementen erfüllen muss.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, eine Türverkleidungsstruktur für Kraftfahrzeuge bereitzustellen, deren Vorteile darin bestehen, dass sie leicht und einfach ist, sie widerstandsfähig gegenüber seitlichen Zusammenstößen ist, sie durch einstückiges Formen hergestellt werden kann und ihre Produktivität hoch ist, die Anzahl der sie bildenden Elemente stark verringert ist, sie nicht viel Arbeitskraft und Energie für ihren Einbau in Türen erfordert und sie wieder verwertbar ist.
Darlegung der Erfindung
In der oben dargelegten Situation haben wir, die vorliegenden Erfinder, fleißig Studien betrieben zur Verringerung des Gewichtes von Kraftfahrzeugtüren, zur Herstellung solcher leichten Türen und zur Sicherstellung der seitlichen Aufprallsicherheit solcher leichten Türen und haben als Ergebnis herausgefunden, dass alle diese Probleme durch Einsatz einer Blasformtechnik gelöst werden können. Auf der Basis dieser Erkenntnis haben wir die vorliegende Erfindung erarbeitet, wie sie durch die Ansprüche definiert ist.
Speziell kann die Erfindung wie folgt zusammengefasst werden:

1. Türverkleidungsstruktur für Kraftfahrzeuge, die verwendet wird in einer Tür mit einer Türaußenplatte, einer Türfensterscheibe und einer Türverkleidung, die derart angeordnet ist, dass sie der Türaußenplatte gegenüberliegt, wobei die Fensterscheibe dazwischen angeordnet ist, wobei die Türverkleidung mit einem Teil der Türaußenplatte verbunden ist; wobei die Türverkleidungsstruktur aufweist:
– eine innere Türplatte aus einem thermoplastischen Harz, die derart angeordnet ist, dass sie der Türaußenplatte gegenüberliegt; und
– eine Verkleidungsplatte aus thermoplastischem Harz, die auf einer der Türaußenplatte gegenüberliegenden Seite bezüglich der inneren Türplatte angeordnet ist;
– wobei die innere Türplatte und die Verkleidungsplatte einstückig blasgeformt sind; dadurch gekennzeichnet, dass
– die innere Türplatte zumindest einem Bereich zum Einpassen eines funktionalen Elementes aufweist, welcher in der inneren Türplatte integriert ist;
– der zumindest eine Bereich zum Einpassen eines funktionalen Elementes einen ersten Vorsprung als einen Teil einer inneren Wand der Verkleidungsstruktur umfasst; und
– eine Innenwand der Verkleidungsplatte mit dem ersten Vorsprung verschmolzen ist, um einen Versiegelungsbereich zu bilden.
2. Türverkleidungsstruktur für Kraftfahrzeuge gemäß Anspruch 1, wobei die innere Türplatte auch als ein Stoßfänger agiert.
3. Türverkleidungsstruktur für Kraftfahrzeuge gemäß Anspruch 2, wobei die innere Türplatte, die auch als ein Stoßfänger agiert, derart ausgebildet ist, dass sie eine Vielzahl von Aussparungen auf ihrer Oberfläche aufweist.
4. Türverkleidungsstruktur für Kraftfahrzeuge gemäß Anspruch 3, wobei die mit Aussparungen versehene, innere Türplatte mit der Türverkleidung versiegelt ist.
5. Türverkleidungsstruktur für Kraftfahrzeuge gemäß Anspruch 1, wobei das thermoplastische Harz aus Polypropylenharzen, Polyamidharzen, Polycarbonatharzen, Polyesterharzen und ABS-Harzen ausgewählt ist.
6. Türverkleidungsstruktur für Kraftfahrzeuge gemäß Anspruch 1, wobei das thermoplastische Harz ein Polypropylenharz mit einem Schmelzindex (MI) von 0,1 bis 10 g/10 min ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine bauliche Querschnittsansicht einer Kraftfahrzeugtür, in welche eine Ausführung der Türverkleidungsstruktur der Erfindung eingebaut ist. Für den gezeigten Querschnitt wurde die Struktur der 2 entlang der Linie X-X aufgeschnitten.
2 ist eine Vorderansicht einer Ausführung der inneren Türplatte der Türverkleidungsstruktur der 1.
3 ist eine bauliche Querschnittsansicht eines Beispiels für ein konventionelles Kraftfahrzeugtürsystem.
4 zeigt eine Blasformvorrichtung, in welcher die Form noch nicht festgeklemmt ist.
In diesen Zeichnungen bezeichnen die Bezugszahlen wie folgt:

1: Türverkleidungsstruktur für Kraftfahrzeuge
2: innere Türplatte
3: Türverkleidung
4: Stoßfängerbereich
5: oberer Bereich des Stoßfängerbereiches
6: unterer Bereich des Stoßfängerbereiches
7: Türgriffeinpassbereich
8: Türknopfeinpassbereich
9: unterer Versiegelungsbereich
10: Türfensterscheibe
11: äußere Türplatte
12: innere Türplatte
13: unabhängige Türverkleidung
14: Stoßfänger
21: Blasformvorrichtung
22: Extrudiervorrichtung
23: Extrudierform
24: Form
25: Innenfläche der Form
26: Vorformlingsquetschhahn
27: Blasrohr
28: Vorformling
29: Vorsprung für Türknopfeinpassbereich
30: Vorsprung für Türgriffeinpassbereich

Beste Art der Durchführung der Erfindung
Die Erfindung wird hiernach in Einzelheiten beschrieben.
Die Türverkleidungsstruktur für Kraftfahrzeuge der Erfindung wird durch einstückiges Blasformen eines thermoplastischen Harzes hergestellt und unterscheidet sich von einer konventionellen Verbundstruktur, die aus einer inneren Türplatte aus Metall und einer Türverkleidung aus thermoplastischem Harz besteht.
Die Türverkleidungsstruktur für Kraftfahrzeuge der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die hier beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine bauliche Querschnittsansicht einer Kraftfahrzeugtür, in welche eine Ausführung der Türverkleidungsstruktur der Erfindung eingebaut ist. Für den gezeigten Querschnitt wurde die Struktur der 2 entlang der Linie X-X aufgeschnitten. 2 ist eine Vorderansicht einer Ausführung der inneren Türplatte der Türverkleidungsstruktur der 1. 3 ist eine bauliche Querschnittsansicht eines Beispiels für ein konventionelles Kraftfahrzeugtürsystem.
In diesen Zeichnungen bezeichnet 1 eine Türverkleidungsstruktur für Kraftfahrzeuge; 2 bezeichnet eine innere Türplatte; 3 bezeichnet eine Türverkleidung; 4 bezeichnet einen Stoßfängerbereich; 5 bezeichnet einen oberen Bereich des Stoßfängerbereiches; 6 bezeichnet einen unteren Bereich des Stoßfängerbereiches; 7 bezeichnet einen Türgriffeinpassbereich; 8 bezeichnet einen Türknopfeinpassbereich; 9 bezeichnet einen unteren Versiegelungsbereich; 10 bezeichnet eine Türfensterscheibe; 11 bezeichnet eine äußere Türplatte; 12 bezeichnet eine innere Türplatte; 13 bezeichnet eine unabhängige Türverkleidung; 14 bezeichnet einen Stoßfänger.
Wie in 3 umfasst das konventionelle Kraftfahrzeugtürsystem eine äußere Türplatte 11 und eine unabhängige Türverkleidung 13, zwischen welchen eine Türfensterscheibe 10 auf und ab gleitet. Eine innere Türplatte 12 ist an der Türverkleidung 13 befestigt, um die Türverkleidungsstruktur zu bilden, in welcher die Türfensterscheibe 10 außerhalb der inneren Türplatte 12 gleitet. Wie die äußere Türplatte 11 besteht die innere Türplatte 12 aus Metall und dieses ist schwer. Funktionale Elemente einschließlich einer Vorrichtung, um die Türfensterscheibe 10 auf und ab gleiten zu lassen, sind an der inneren Türplatte 12 befestigt.
Bei dem konventionellen Kraftfahrzeugtürsystem ist ein Stoßfänger 14 zwischen der inneren Türplatte 12 und dem oberen und unteren Türverkleidungsbereich 13a und 13b angeordnet. Der Stoßfänger 14 besteht aus einem Harzschaum oder einem geformten Gegenstand mit einer Vielzahl von Gitterrippen, die darauf ausgebildet sind, und dient dem Schutz des Türsystems vor seitlichen Zusammenstoßunfällen. In der oben dargelegten Japanischen Offenlegungsschrift Nr. 164740/1996 wird eine blasgeformte Türverkleidung vorgeschlagen. Dabei wird ein schäumendes Harzmaterial in einen Teil der Vielzahl von Hohlräumen eingespritzt und darin aufgeschäumt. Der so in die Hohlräume in der Türverkleidung gefüllte Harzschaum wirkt als ein Stoßfänger und die Türverkleidung ist an einer inneren Türplatte 12 befestigt, um den oberen Bereich der Platte abzudecken. Ebenfalls bekannt ist eine Technik zur Herstellung von Türverkleidungen in einem Blasformverfahren. Allerdings sind die Türverkleidungen alle unabhängige Elemente, die an den inneren Türplatten zu befestigen sind, wie hier oben bereits erwähnt.
In jedem Fall bestehen alle konventionellen Türverkleidungsstrukturen für Kraftfahrzeuge aus einer inneren Türplatte aus Metall und einer Türverkleidung aus thermoplastischem Harz, welche wahlweise mit einem Stoßfänger kombiniert werden, der in der Lage ist seitliche Aufprallstöße abzufangen. Daher ist die Verringerung des Gewichts der konventionellen Kraftfahrzeugtüren begrenzt und zusätzlich erfordern die Türbauteile komplizierte Herstellungsschritte, Lagerungs- und Transportsysteme, Fertigungsbänder und Bandsteuerung. Daher sind zum Sparen von Ressourcen und Energie bessere Türsysteme für Kraftfahrzeuge erwünscht.
Wie in 1 gezeigt, ist die Türverkleidungsstruktur der Erfindung derart an der äußeren Türplatte befestigt, dass die Türfensterscheibe 10 in dem Raum zwischen ihnen auf und ab gleiten kann, und sie unterscheidet sich von dem konventionellen Kraftfahrzeugtürsystem dadurch, dass sie durch einstückiges Blasformen eines thermoplastischen Harzes hergestellt wird. Das einstückige Blasformen hat es ermöglicht, die konventionelle, unabhängige innere Türplatte aus Metall durch eine leichte, korrosionsfeste Harzplatte zu ersetzen, die in dem Verkleidungselement integriert ist.
Zusätzlich kann die in einem Blasformvorgang hergestellte Türverkleidungsstruktur bei dem einstückigen Blasformverfahren modifizierte Bereiche aufweisen, in welche verschiedene funktionale Elemente für Kraftfahrzeugtüren eingepasst werden können und zusätzlich kann sie die Funktion des Stoßfängers erfüllen, wenn das Profil der Innenfläche der zu verwendenden Form speziell so geplant ist, dass es diesen Anforderungen genügt. Das Blasformverfahren ist nicht auf einschichtige Strukturen beschränkt, sondern kann auch für mehrschichtige Strukturen eingesetzt werden, die aus zwei oder mehr Schichten bestehen.
1 ist eine bauliche Querschnittsansicht der Türverkleidungsstruktur 1 für Kraftfahrzeuge der Erfindung, in welcher die Struktur in ein Türsystem für Hardtop-Autos ohne Türfensterrahmen eingebaut ist. Für den gezeigten Querschnitt wurde die Struktur der 2 entlang der Linie X-X aufgeschnitten. Die Türverkleidungsstruktur 1 der Erfindung besteht im Wesentlichen aus der Innenwand (diese entspricht der inneren Türplatte innerhalb der Türfensterscheibe 10) und der Außenwand der Türverkleidung 3 (diese ist zum Innenraum eines Kraftfahrzeugs hin gerichtet), und sie ist ein Blasformstück, das durch einstückiges Blasformen eines thermoplastischen Harzes hergestellt wird.
Bei der in 1 und 2 gezeigten Türverkleidungsstruktur sind die innere Türplatte und die Türverkleidung derart hergestellt, dass sie ein mit Aussparungen versehenes Querschnittsprofil aufweisen (aus Einfachheitsgründen sind die Aussparungen durch die Quadrate in 2 angedeutet) und ihre Innenflächen werden allgemein an irgendwelchen gewünschten Stellen versiegelt, um dadurch die erforderliche mechanische Festigkeit und Steifheit der ausgedehnten Türverkleidungsstruktur sicherzustellen. Falls gewünscht, können die versiegelten Bereiche beispielsweise für den Türgriffeinpassbereich 7 und den Türknopfeinpassbereich 8 verwendet werden, und die unteren Versiegelungsbereiche 9 erfüllen auch die Funktion der Sicherstellung der notwendigen Wanddicke der Innenwand und der Außenwand. Ferner tragen diese versiegelten Bereiche dazu bei, die mechanische Festigkeit, die Steifheit und die Verbiegungsfestigkeit der Türverkleidungsstruktur zu verbessern.
Die Innenwand (diese entspricht der inneren Türplatte) der Türverkleidungsstruktur 1 der Erfindung kann derart geformt sein, dass sie Aussparungen und wahlweise Vorsprünge auf ihrer Oberfläche aufweist, und ein Türfensterscheibengleitmechanismus und irgendwelche anderen Mechanismen (diese sind bei konventionellen Kraftfahrzeugtürsystemen an der metallischen inneren Türplatte befestigt) werden leicht an solchen Aussparungen oder Vorsprüngen der Struktur 1 befestigt. Falls gewünscht, können metallische Einpasswerkzeuge an der Struktur 1 durch Einsatzformen angefügt werden.
Bei der Türverkleidungsstruktur der Erfindung können allgemein eine Vielzahl von Aussparungen mit jeweils einer gewünschten Tiefe auf der Innenwand ausgebildet sein und die so gebildeten Aussparungen wirken als Stoßfänger. Zum Stoßabfangen bilden die Aussparungen den oberen Stoßfängerbereich 5 in dem oberen Bereich der Türverkleidung und den unteren Stoßfängerbereich 6 in dem unteren Bereich der Türverkleidung. Abhängig von den erforderlichen Eigenschaften beim Stoßabfangen können die Aussparungen in einer gewünschten Weise geplant werden. Ihre Größe, Form, Verteilung, Tiefe und Tiefenverteilung sollte unter Berücksichtigung der Wanddicke in geeigneter Weise bestimmt werden. Ein Beispiel für die Form und die Verteilung der Aussparungen und auch der inneren Versiegelungsbereiche der beiden Wände ist in 2 gezeigt.
Das in der Erfindung zu verwendende thermoplastische Harz ist nicht speziell definiert und umfasst beispielsweise Polyolefinharze, wie Polypropylene, Propylen-Ethylen-Blockcopolymere, Propylen-Ethylen-Zufallscopolymere, niedrig-kristalline Polypropylenharze, Hochdichte-Polyethylene, Ethylen-α-Olefin-Copolymere, etc.; Styrolharze, wie Polystyrole, Gummi modifizierte stoßfeste Polystyrole, syndiotaktisch strukturierte Polystyrole, ABS-Harze, AS-Harze, etc.; sowie Akrylharze, Polyvinylchloridharze, Polyamidharze, Polyesterharze, Polyphenylensulfidharze, Polyurethanharze, Polyacetalharze, Polycarbonatharze, polyaromatische Ether- oder Tioetherharze, polyaromatische Esterharze, Polysulfonharze, Polyarylatharze, thermoplastische Elastomere, etc. Ein oder mehrere dieser thermoplastischen Harze können hier entweder einzeln oder in Kombination verwendet werden.
Von diesen thermoplastischen Harzen werden Polypropylenharze, Hochdichte-Polyethylenharze, Polyamidharze, Polyesterharze, Polycarbonatharze, ABS-Harze sowie thermoplastische Harze, welche irgendeines solcher Harze aufweisen, bevorzugt.
In dem Fall, wo ein Polypropylenharz in der Erfindung verwendet wird, handelt es sich vorzugsweise um ein Homopolypropylenharz oder ein Blockcopolymer von Propylen mit irgendeinem anderen Olefin oder ein Zufallscopolymer von Propylen mit höchstens einigen Gew.-% irgendeines anderen Olefins. Das zusätzliche Olefin dient der Verbesserung der Stoßfestigkeit der Propylen-Copolymere. Das zur Verwendung hier bestimmte Polypropylenharz kann einen Schmelzindex (MI, gemessen bei 230°C unter einer Last von 2,16 kg gemäß JIS K7210) von zwischen 0,1 und 50 g/10 min, vorzugsweise zwischen 0,2 und 10 g/10 min aufweisen. Um die Stoßfestigkeit des Harzes weiter zu verbessern, kann ein thermoplastisches Harzelastomer oder amorphes oder niedrig-kristallines Polypropylenharz dem Harz zugegeben werden.
Das thermoplastische Elastomer kann ein olefinisches Elastomer sein, einschließlich beispielsweise Ethylen-Propylen-Copolymerelastomeren (EPR), Ethylen-Buten-1-Copolymerelastomeren, Ethylen-Octen-1-Copolymerelastomeren, Ethylen-Propylen-Buten-1-Copolymerelastomeren, Ethylen-Propylen-Dien-Copolymerelastomeren (EPDM), Ethylen-Propylen-Ethylidenenorbornen-Copolymerelastomeren, weichen Polypropylenen, weichen Polypropylen-Copolymeren, etc. Von diesen können die Ethylen-haltigen Elastomere allgemein einen Ethylengehalt von ungefähr 40 bis 90 Gew.-% aufweisen. Diese Elastomere können eine Mooney-Viskosität (ML₁₊₄ 100) von allgemein zwischen 5 und 100, aber vorzugsweise zwischen 10 und 60 aufweisen.
Ebenfalls einsetzbar sind Styrolelastomere und Beispiele für sie sind Styrol-Butadien-Copolymerelastomere, Styrol-Isopren-Copolymerelastomere, Styrol-Butadien-Isopren-Copolymerelastomere und auch ihre vollständig oder teilweise hydrierten Copolymerelastomere, wie Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol-Copolymerelastomere (SEBS), Styrol-Ethylen-Propylen-Styrol-Copolymere (SEPS), etc. Diese Elastomere können einen Schmelzindex (MI, gemessen bei 200°C unter einer Last von 5 kg gemäß JIS K7210) von zwischen 0,1 und 120 g/10 min, vorzugsweise zwischen 8 und 100 g/10 min aufweisen.
Für große Türverkleidungsstrukturen kann ein Hochschmelzspannungsharz oder ein Harzgemisch, das dieses Harz aufweist, eingesetzt werden, um die Streckfestigkeit des extrudierten Vorformlings zu verbessern. Beispielsweise kann ein Hochdichte-Polyethylen oder Elastomer den Polypropylenharzen zugesetzt werden. Das Hochdichte-Polyethylenharz kann eine Dichte von zwischen 0,940 und 0,975 g/cm³, vorzugsweise zwischen 0,945 und 0,970 g/cm³ und einen Schmelzindex (gemessen bei 190°C unter einer Last von 2,16 kg/10 min gemäß JIS K7210) von zwischen 0,01 und 20 g/10 min, vorzugsweise zwischen 0,02 und 10 g/10 min aufweisen.
Dem anfänglichen thermoplastischen Harz zur Herstellung der Türverkleidungsstruktur für Kraftfahrzeuge der Erfindung können verschiedene Additive, wie Oxidationsinhibitoren, Wärmestabilisatoren, Wetterfestigkeitsmittel, Lichtstabilisatoren und andere zugesetzt werden. Eine oder mehrere verschiedene Arten dieser Additive können entweder einzeln oder in Kombination zugesetzt werden. Die Oxidationsinhibitoren sind nicht speziell definiert und können konventionelle Inhibitoren sein, einschließlich beispielsweise phenolische Oxidationsinhibitoren, Phosphor-haltige Oxidationsinhibitoren, Schwefel-haltige Oxidationsinhibitoren, etc.
Zusätzlich zu solchen Additiven können Glasfasern, Kohlenstofffasern, Metallpulver, Rußschwarz, Graphit, Talk, Titanoxid, Zinkoxid, Dispergiermittel, Antistatikmittel, Flammenhemmer, Flammenhemmfördermittel, Weichmacher, Kristallisations-Keimbildungsmittel, Peroxide, Epoxyverbindungen, Metallinaktivierungsmittel, Pigmente, Farbstoffe und andere dem anfänglichen Harz, falls gewünscht, zugegeben werden. In dem Fall, wo das Verstärkungsmittel und der Füllstoff, wie Glasfasern, Talk und andere, dem thermoplastischen Harz zugesetzt werden, ist es wünschenswert, dass das Harz modifizierte Harze enthält, wie diejenigen, die mit irgendeiner ungesättigten Karbonsäure und ihren Derivaten, wie Maleinanhydrid, Fumarsäure, Methacrylsäure, etc. modifiziert sind. Die zu modifizierenden Harze umfassen thermoplastische Harze wie die oben genannten und verschiedene Elastomere. Um sie zu modifizieren, wird allgemein eine Graftmodifizierung eingesetzt, aber ebenfalls einsetzbar ist die Copolymerisierung. Beispiele für die zu modifizierenden Harze sind Polyolefinharze, wie Polypropylenharze, Polyethylenharze, etc.; sowie Polyolefinelastomere, Polystyrolharze, etc. Der Gehalt der in den modifizierten Harzen enthaltenen ungesättigten Karbonsäure oder ihrer Derivate beträgt allgemein zwischen 0,01 und 10 Gew.-%; und der Gehalt an modifiziertem Harz in dem hier einzusetzenden Harzgemisch kann zwischen ungefähr 0,5 und 20 Gew.-% liegen.
Das Blasformverfahren zur Herstellung der Türverkleidungsstruktur der Erfindung wird hiernach unter Bezugnahme auf die hier beigefügten Zeichnungen beschrieben. 4 zeigt eine Blasformvorrichtung, in welcher die Form noch nicht festgeklemmt ist. In 4 bezeichnet 21 eine Blasformvorrichtung; 22 bezeichnet eine Extrudiervorrichtung; 23 bezeichnet eine Extrudierform; 24 bezeichnet eine Form; 25 bezeichnet die Innenfläche der Form; 26 bezeichnet ein Vorformlingsquetschrohr; 27 bezeichnet ein Blasrohr; 28 bezeichnet einen Vorformling; 29 bezeichnet einen Vorsprung für den Türknopfeinpassbereich des Formteils; und 30 bezeichnet einen Vorsprung für den Türgriffeinpassbereich des Formteils.
Für das Blasformverfahren wird die Blasformvorrichtung 21 eingesetzt. Ein thermoplastisches Harz, wie ein Polypropylenharz oder dergleichen, wird in der Extrudiervorrichtung 22 geschmolzen und geknetet und durch die Extrudierform 23 heraus extrudiert, um einen Vorformling 28 zu ergeben. Nachdem er so heraus extrudiert wurde, wird der Vorformling mit dem Vorformlingsquetschrohr 26a, 26b zusammengepresst während er von den einander gegenüberliegenden Formhälften 24a, 24b gehalten wird. Danach wird er mit Gas wie Luft oder dergleichen, die über das Blasrohr 27 eingeleitet wird, geblasen. Nachdem er so geblasen wurde, wird der Vorformling gegen die Innenwand 25 der Form gepresst und geformt. Danach wird die Innenfläche der Form abgekühlt, wobei die so geformte Harzschicht mit ihr in Kontakt ist, und danach wird die Form geöffnet und der geformte Gegenstand, nämlich die Türverkleidungsstruktur, wird aus der Form heraus genommen.
Die Innenfläche der Form ist derart gestaltet, dass eine Formhälfte 24a dafür bestimmt ist, die Innenfläche der Türverkleidungsstruktur zu formen und die andere Formhälfte 24b dafür bestimmt ist, deren Außenfläche zu formen, welche zu dem Inneren eines Kraftfahrzeugs hin gerichtet ist, wie in 4 zu sehen. Die Verkleidungsformfläche der Formhälfte 24b besteht aus zwei Bereichen, einem oberen und einem unteren Bereich. Um die Spitze des oberen Bereiches herum ist ein Vorsprung 29 angeordnet zum Formen des Türknopfeinpassbereiches der Türverkleidung. Wenn die Form zusammengeklemmt ist, trifft der Vorsprung 29 der Formhälfte 24b auf den Vorsprung der anderen Formhälfte 24a, so dass die einander gegenüberliegenden Innenflächen der geblasenen Struktur miteinander verschmolzen werden, um eine Versiegelung zu bilden. Ähnlich werden ihre einander gegenüberliegenden Innenflächen auch verschmolzen, um eine Versiegelung an dem Vorsprung 30 zu bilden, der dazu dient, den Türgriffeinpassbereich der geblasenen Struktur zu formen.
Der Versiegelungsbereich kann in irgendeinem anderen Bereich in irgendeiner gewünschten Weise angeordnet sein. Nach der Verschmelzung stellen die Versiegelungen die mechanische Festigkeit, die Steifheit und die Verbiegungsfestigkeit der Türverkleidungsstruktur sicher und tragen zur Verbesserung der Abmessungsgenauigkeit der Innenwand der Struktur bei.
Zusätzlich ist die Innenfläche der Formhälfte 24a derart gestaltet, dass sie noch andere Vorsprünge aufweist, die dazu dienen eine Vielzahl von langen, ovalen Aussparungen auf der Innenwand der Türverkleidungsstruktur zu formen, wie in den 1 und 2 zu sehen. Die Form und Tiefe dieser zahlreichen Vorsprünge kann in irgendeiner gewünschten Weise festgelegt werden, und ihre Verteilung kann auch in irgendeiner gewünschten Weise bestimmt werden. Falls gewünscht, kann eine Vielzahl solcher Vorsprünge mit jeweils unterschiedlicher Form, unterschiedlicher Größe und unterschiedlicher Tiefe miteinander in irgendeiner gewünschten Weise kombiniert werden.
Bei dem Blasformverfahren kann das Timing des Quetschens des unteren Bereiches des Vorformlings, dasjenige des Beginns des Zusammenklemmens der Form, dasjenige des Haltens des Vorformlings in der Form und dasjenige des Blasens des Vorformlings (einschließlich seines Vorblasens) in geeigneter Weise gesteuert werden in Abhängigkeit von der Größe und der Form der fertig zu stellenden Türverkleidungsstruktur und von den Schmelzeigenschaften des verwendeten thermoplastischen Harzes. Zusätzlich wird der Vorformling sowohl in seine Umfangsrichtung als auch in seine Extrudierrichtung in einer solch gesteuerten Weise geblasen, dass die Wanddicke des so geblasenen Vorformlings ausreicht für die Funktion der angestrebten Türverkleidungsstruktur für Kraftfahrzeuge.
In der oben beschriebenen Ausführung wird der Vorformling durch kontinuierliches Extrudieren des anfänglichen Harzes geformt. Allerdings kann daneben auch eine Schmelze des anfänglichen Harzes einmal in einer vor der Extrudiervorrichtung angeordneten Sammelvorrichtung gesammelt werden und sie kann vollständig in einem Mal über einen Druckkolben aus der Sammelvorrichtung heraus extrudiert werden, um einen Vorformling in der Form bereitzustellen. In 4 ist die Maschinenrichtung der herzustellenden Türverkleidungsstruktur die gleiche wie die Fließrichtung des Vorformlings. In einer davon abweichenden Weise kann die Fließrichtung des Vorformlings allerdings auch der seitlichen Richtung der herzustellenden Türverkleidungsstruktur entsprechen.
Bei seinem Blasformen ist die Form des Schmelzvorformlings nicht auf nur den kreisförmigen Vorformling, wie illustriert, beschränkt. Falls gewünscht, kann ein bogenförmiger Vorformling heraus extrudiert werden, um in der Form gehalten zu werden, und er kann geblasen werden. Bei dem Verfahren des Bogenextrusionsblasformens können zwei Bögen aus zwei unterschiedlichen thermoplastischen Harzen durch zwei Extrudiervorrichtungen heraus extrudiert werden. Falls dem so ist, können die Türverkleidung und die innere Türplatte der Türverkleidungsstruktur aus den einzelnen zwei unterschiedlichen Harzen bestehen. In diesem Fall kann ein Verstärkungsmaterial, beispielsweise aus Glasfasern oder Kohlenstofffasern, allgemein dem Harz zugesetzt werden, welches die Innenwand der Struktur bilden soll, um dadurch die mechanische Festigkeit und die Steifheit der Innenwand der Struktur zu erhöhen. Das Harz, welches zum Formen der Türverkleidung der Struktur bestimmt ist, kann ein weiches Harz sein. Auf diese Weise wird der Spielraum bei der Planung der Türverkleidungsstruktur erweitert.
Das Blasformverfahren kann für einschichtige Vorformlinge verwendet werden, aber auch für mehrschichtige Vorformlinge mit irgendeiner anderen Harzschicht auf der Außenfläche oder auf sowohl der Außen- als auch der Innenfläche jedes Vorformlings. Die Türverkleidungsstruktur der Erfindung wird allgemein mit dem einschichtigen Blasformverfahren hergestellt, aber sie kann auch mit dem mehrschichtigen Blasformverfahren hergestellt werden. In dem letzteren Fall wird das thermoplastische Harz für die Innenschicht auf der Basis der physikalischen Grundeigenschaften einschließlich der mechanischen Festigkeit, der Steifheit und der Stoßfestigkeit der herzustellenden Türverkleidungsstruktur ausgewählt. Für die Außenschicht wird ein Harz oder eine Harzzusammensetzung verwendet, die in der Lage ist, ein gutes Aussehen einschließlich Glätte und Glanz der Struktur sicherzustellen und eine gute Kratzfestigkeit und Weichheit sicherzustellen.
Falls gewünscht, kann der Bereich, welcher der Türverkleidung der Struktur entspricht, teilweise mit einem Außenschichtelement aus beispielsweise weichem Harz, thermoplastischem Elastomer, Kunstleder, Webstoff oder Vliesstoff beschichtet werden. Das Außenschichtelement kann in dem entsprechenden Bereich der Innenfläche der Form angeordnet werden, welcher dem angestrebten Bereich der Türverkleidung entspricht, und kann in der Türverkleidung integriert werden während der Vorformling geblasen wird.
Die Vorteile der Erfindung werden konkret unter Bezugnahme auf das nachfolgende Beispiel beschrieben, welches allerdings nicht dafür bestimmt ist, den Rahmen der Erfindung einzuschränken.
Beispiel:
70 Gew.-% Polypropylenharzpellets mit einem Schmelzindex (MI, gemessen bei 230°C unter einer Last von 2,16 kg gemäß JIS K7210), 10 Gew.-% Hochdichte-Polyethylenpellets mit einem MI (bei 190°C unter einer Last von 2,16 kg) von 0,02 g/10 min und 20 Gew.-% Talk (Asada Milling's FFR) wurden geschmolzen und geknetet. Zu 100 Gewichtsanteilen der Pellets der resultierenden Harzzusammensetzung wurden 0,2 Gewichtsanteile eines Oxidationsinhibitors, Ciba Speciality Chemicals' Irganox 1076, und 0,2 Gewichtsanteile eines Oxidationsinhibitors, Ciba Speciality Chemicals' Irgafos 168 zugesetzt zur Herstellung eines Formmaterials.
Die hierbei eingesetzte Formvorrichtung ist ausgestattet mit einer Blasformvorrichtung, Ishikawajima Harima Heavy Industries' EPML-90B mit einer Form für Kraftfahrzeugtürverkleidungsstrukturen wie in 1.
Das Formmaterial wurde bei 220°C geschmolzen und geknetet und heraus extrudiert zum Formen eines Vorformlings und der Vorformling wurde in der Form gehalten und geblasen und geformt mit darin mit 5 kg/cm² eingeleiteter Luft. Dann wurde die Form gut abgekühlt und geöffnet, um den geformten Gegenstand aus ihr herauszunehmen. Die Dicke des wesentlichen Teils der Wand des geformten Gegenstands betrug ungefähr 3 mm.
Industrielle Anwendbarkeit
Die Türverkleidungsstruktur für Kraftfahrzeuge der Erfindung besteht aus einem einstückig blasgeformten thermoplastischen Harz. Daher ist sie im Vergleich zu konventionellen Türverkleidungsstrukturen, die aus einer inneren Türplatte aus Metall und einer Türverkleidung aus thermoplastischem Harz bestehen, leicht und einfach und ihre Herstellung spart Energie und Arbeitskraft. Zusätzlich können funktionale Elemente für Kraftfahrzeugtüren und Stoßfänger zugleich in der Struktur geformt werden. Dementsprechend verbessert das Türsystem mit der Struktur der Erfindung die Kraftfahrzeugproduktivität erheblich. Ferner ermöglicht die Türverkleidungsstruktur der Erfindung irgendeine Art von Türsystemen entsprechend irgendeiner gewünschten Art und Verwendung von Kraftfahrzeugen bereitzustellen, wenn die Extrudierform zur Herstellung von Vorformlingen und die Form zum Blasen der Vorformlinge in geeigneter Weise gestaltet sind, und wenn die Bedingungen zum Antrieb der Blasformvorrichtung in geeigneter Weise bestimmt sind. Da außerdem die Türverkleidungsstruktur der Erfindung nur aus thermoplastischem Harz besteht, können ihre Abfallprodukte wieder verwertet werden. Da sie leicht und wieder verwertbar ist, trägt sie zum Sparen von Ressourcen bei.

Claims

Türverkleidungsstruktur für Kraftfahrzeuge, die verwendet wird in einer Tür mit einer Türaußenplatte (11), einer Türfensterscheibe (10) und einer Türverkleidung (1), die derart angeordnet ist, dass sie der Türaußenplatte (11) gegenüberliegt, wobei die Fensterscheibe dazwischen angeordnet ist, wobei die Türverkleidung (1) mit einem Teil der Türaußenplatte verbunden ist; wobei die Türverkleidungsstruktur aufweist: – eine innere Türplatte (2) aus einem thermoplastischen Harz, die derart angeordnet ist, dass sie der Türaußenplatte (11) gegenüberliegt; und – eine Verkleidungsplatte (3) aus thermoplastischem Harz, die auf einer der Türaußenplatte (11) gegenüberliegenden Seite bezüglich der inneren Türplatte (2) angeordnet ist; – wobei die innere Türplatte (2) und die Verkleidungsplatte (3) einstückig blasgeformt sind; dadurch gekennzeichnet, dass – die innere Türplatte (2) zumindest einem Bereich (7, 8) zum Einpassen eines funktionalen Elementes aufweist, welcher in der inneren Türplatte (2) integriert ist; – der zumindest eine Bereich (7, 8) zum Einpassen eines funktionalen Elementes einen ersten Vorsprung als einen Teil einer inneren Wand der Verkleidungsstruktur umfasst; und – eine Innenwand der Verkleidungsplatte (3) mit dem ersten Vorsprung verschmolzen ist, um einen Versiegelungsbereich zu bilden.
Türverkleidungsstruktur für Kraftfahrzeuge gemäß Anspruch 1, wobei die innere Türplatte (2) auch als ein Stoßfänger agiert.
Türverkleidungsstruktur für Kraftfahrzeuge gemäß Anspruch 2, wobei die innere Türplatte (2), die auch als ein Stoßfänger agiert, derart ausgebildet ist, dass sie eine Vielzahl von Aussparungen auf ihrer Oberfläche aufweist.
Türverkleidungsstruktur für Kraftfahrzeuge gemäß Anspruch 3, wobei die mit Aussparungen versehene, innere Türplatte (2) mit der Verkleidungsplatte versiegelt ist.
Türverkleidungsstruktur für Kraftfahrzeuge gemäß Anspruch 1, wobei das thermoplastische Harz aus Polypropylenharzen, Polyamidharzen, Polycarbonatharzen, Polyesterharzen und ABS-Harzen ausgewählt ist.
Türverkleidungsstruktur für Kraftfahrzeuge gemäß Anspruch 1, wobei das thermoplastische Harz ein Polypropylenharz mit einem Schmelzindex (MI) von 0,1 bis 10 g/10 min ist.