-
Gebiet der
Erfindung
-
Die
Erfindung bezieht sich auf einen hohlen Gegenstand mit exzellenter
Festigkeit und Stoßabsorption.
-
Der
erfindungsgemäße hohle
Gegenstand kann als Rohr, Platte oder Gehäuse für verschiedenste Anwendungen
wie Klimageräte,
Gebäudeeinrichtungen,
Möbel,
elektrische Haushaltsgeräte,
Bürogeräte und -ausstattung,
Fahrzeugteile, etc. verwendet werden.
-
Hintergrund
der Erfindung
-
Zu
den Gebäudeeinrichtungen
zählen
Bad und Toilette, Wände,
Abtrennungen, Paneele und Füllungen,
beispielsweise von Eingangstüren,
sowie hausinterne Rohrleitungen von Klimageräten; zu Möbel zählen Schreibtischplatten, Trennwände, und Borde
für Bücherregale.
Elektrische Haushaltsgeräte umfassen
Kühlschrank-
und Fernsehergehäuse.
Bürogeräte und -ausstattung
umfaßt
Gehäuse
von Kopiergeräten
einschließlich
Türen und
Wandverkleidungen. Fahrzeugteile umfassen Deckel von Konsolenfächern, Motorhauben,
Türverkleidungen
und Rohrleitungen für
Klimageräte.
-
Verkleidungen
und Rohrleitungen von Gebäudeeinrichtungen,
Möbelpaneele,
Gehäuse
von elektrischen Haushaltsgeräten,
Gehäuse
von Bürogeräten und
Fahrzeugteile benötigen
oftmals eine hohe Steifigkeit. Für
solche Anwendungen verwendete hohle Gegenstände werden als integrale Strukturen
hergestellt, die eine Wand mit einer weiteren Wand mittels einer
in einem Hohlraum verlaufenden Rippe verbinden. Insbesondere in
den Fällen,
in denen das Erscheinungsbild an beiden Oberflächen, d. h. der Vorder- und
Rückseite
wichtig ist, wird eine Struktur mit einer sogenannten "Innenrippe" verwendet, das heißt, sowohl
die eine als auch die weitere Wand wird mit Vorsprüngen versehen,
und zwar durch Blasformen, bis ein Teil der anderen Wand die erste
Wand berührt,
so daß diese
innerhalb eines Hohlraums integral miteinander verbunden sind.
-
Bei
Kraftfahrzeugen beispielsweise, wird zur Gewährleistung der Produktsteifigkeit
und zum Schutz der Insassen bei einem Zusammenstoß ein seitlicher
Dachholm des Fahrzeugs in der Nähe
der beiden Seiten der Decke angeordnet, wie dies nachfolgend beschrieben
wird (Japanische Patentanmeldung Offenlegungsschrift Nr. 2000-43541).
-
Die
Automobilindustrie ist besonders daran interessiert, die Sicherheit
von Fahrzeugen zu verbessern, um zumindest die Sicherheitsrichtlinien
einzuhalten. So wird beispielsweise in den US-Sicherheitsrichtlinien
für Kraftfahrzeuge
(FMVSS) vorgeschrieben, daß hohle
Gegenstände
ein Mindestmaß an
Stoßaufnahmevermögen aufweisen
müssen.
Diese Richtlinien wurden von dem U.S. Department für Verkehr
durch die National Highway Traffic Safety Administration vorgegeben.
Es gibt eine Vielzahl von Richtlinien und Vorgaben, einschließlich FMVSS 201,
welche den Insassenschutz bei einem Unfall betreffen, sowie weitere,
die sich auf ähnliche
Themen, wie beispielsweise den Widerstand gegen den Zusammenbruch
des Dachs. Kopfverletzungen werden nach dem Head-Injury-Kriterium
(HIC) beurteilt, das aus der Verzögerung des Kopfs während eines
Zusammenstoßes
abgeleitet wird. Die staatlichen Vorgaben, die eingehalten werden
müssen,
damit ein Fahrzeug in den U.S.-amerikanischen Markt eingeführt werden
darf, werden ständig
aktualisiert, da Innovationen und neue Techniken zu verbesserten
Sicherheitseigenschaften führen.
-
Es
existieren eine Vielzahl von Studien, die zeigen, daß schwere
Kopfverletzungen und Traumata auftreten, wenn der Kopf eines Fahrzeuginsassen
gegen die Dachinnenseite oder die Seitenwände schlägt. Eine steife Innenwand weist
geringe Stoßabsorptionseigenschaften
auf, wenn ein menschlicher Kopf gegen anschlägt. Eine Anzahl von Techniken werden
verwendet, um einige Stoßabsorptionseigenschaften
in das Dach und die Innenwände
zu implementieren. Strenge staatliche Auflagen fordern jedoch höhere Sicherheitsmargen.
Die Verwendung von Dach-Airbags und strukturelle Modifikationen
an den Tragelementen werden eingesetzt, um die Stoßabsorptionseigenschaften
zu verbessern. Kosten und Herstellbarkeit scheinen jedoch die weitere
Verbreitung derartiger Maßnahmen
zu begrenzen.
-
Wie
in 11 gezeigt, ist die Innenrippe integral durch
Blasformung hergestellt, wobei eine zu einem Dachinnenteil 107 weisende
innenseitige Wand 101 und eine zu einer Innenverkleidung 106 des Fahrzeugaufbaus
weisende außenseitige
Wand 102 einander gegenüberliegen,
und eine flache stoßabsorbierende
Rippe 113 entlang der Längsrichtung
in einem Raum 110 zwischen der innenseitigen Wand 101 und
der außenseitigen
Wand 102 verläuft.
Ein herkömmliches
Fertigungsverfahren für
diesen seitlichen Dachholm wird unter Bezug auf die 12 und 13 erläutert.
-
Wie
in 12(a) zeigt, wird zunächst ein
geschmolzener Vorformling 300 in geöffnete, geteilte Formen 201, 202 eingebracht.
Anschließend
werden die Formen geschlossen. Anschließend wird eine Rippenformungsplatte 203 in
Richtung der anderen Form 202 vorgeschoben und ein Hals 303 im
Bereich der Ausbildung einer Wand 301 des Vorformlings ausgebildet,
wobei das Führungsende
fest bzw. dicht in den Bereich der Ausbildung der anderen Wand 302 gedrückt wird.
Später
wird, wie in 12(b) gezeigt, die Rippenformungsplatte 203 zurückgezogen
und Druckluft in den Vorformling 300 eingebracht, der durch
den Innendruck der Druckluft zu einer Form entsprechend des Formhohlraums
aufgeblasen wird. Der Hals 302 wird dabei gezogen und verformt
sich in Richtung der Pfeile, wobei die einander gegenüberliegenden
Wände integral
miteinander verschweißen,
so daß eine
stoßabsorbierende
Rippe 304 gebildet wird.
-
Bei
diesem Stand der Technik, der auch in 13 gezeigt
ist, passiert folgendes: bei einem Zurückziehen der Rippenformungsplatte 13 nach
dem Vorschieben der Rippenformungsplatte und der Ausbildung des
Halses an einer Wandseite des Vorformling wird der Hals in die Rückzugsrichtung
der Rippenformungsplatte gezogen oder wird durch den Blasdruck während des
Blasformungsvorgangs verlängert.
Die Wanddicke und Breite der flachen Rippe, die gebildet wird, während die
gegenüberliegenden Wände des
Halses infolge des von beiden Seiten ausgeübten Innendrucks der Druckluft
zusammengedrückt
werden, werden verringert (das heißt, die Wanddicke der Innenrippe
wird verringert, siehe Bezugszeichen 305). Die Formgebung,
Abmessungen und Wanddicke der flachen Rippe sind damit insgesamt
gesehen nicht einheitlich. Infolgedessen sind die Festigkeit und
andere mechanische Festigkeitseigenschaften der Stoßabsorptionsrippe 304 verringert und
ein Holm mit ausreichenden Stoßabsorptionseigenschaften
nicht erzielbar.
-
Benötigt wird
hingegen ein hohler Gegenstand mit einheitlicher Formgebung, Abmessungen und
Wanddicke. Die Rippe muß exzellente
mechanische Festigkeits- und weitere Eigenschaften aufweisen. Bei
Verwendung in Automobilen muß der
hohle Gegenstand mit der Rippe Stoßabsorptionseigenschaften aufweisen,
um den Fahrer und weitere Insassen zu schützen. Das Herstellungsverfahren
für einen
solchen verbesserten hohlen Gegenstand soll kostengünstig sein
und eine geringe Fehlerrate aufweisen.
-
US 4478899 (Mayumi Yoshishige
et al.) offenbart eine Vorrichtung zur Blasformung eines hohlen
Gegenstands aus einem thermoplastischen Kunststoff, wobei der Gegenstand
ein paar einander gegenüberliegende
Wände sowie
eine integrale Rippe aufweist, die sich von der einen Wand zu der
anderen erstreckt. Die Vorrichtung umfaßt ein Paar geteilte Formen
mit zumindest einem gleitbewegbaren Kern zur Ausbildung einer flachen
Rippe zur Verbindung der ersten und zweiten Wände integral miteinander innerhalb
des hohlen Gegenstands.
-
Zusammenfassung
der Erfindung
-
Die
Erfindung erfolgt im Licht der oben beschriebenen Probleme des Standes
der Technik. Ziel derselben ist es, einen hohlen Gegenstand zu schaffen,
der eine Stoßabsorptionsrippe
mit insgesamt einheitlicher Formgebung, Abmessungen und Wanddicke
aufweist, und insbesondere frei von Wanddickenverringerungen innerhalb
der Rippe ist, sowie eine hohe Steifigkeit, hohe mechanische Festigkeiten
und exzellente Stoßabsorptionseigenschaften aufweist.
-
Zur
Erreichung des Ziels wird ein hohler Gegenstand gemäß der Erfindung
aus thermoplastischem Kunstharz hergestellt und umfaßt gegenüberliegende
erste und zweite Wände
mit einer sich zwischen diesen erstreckenden und mit diesen durch Blasformen
integral ausgebildeten Verstärkungsrippe,
wobei die Rippe einen flachen Abschnitt mit vier Seitenkanten aufweist,
von denen ein Paar gegenüberliegender
Seitenkanten je mit der ersten und zweiten Wand verbunden sind,
gekennzeichnet dadurch, daß das
zweite Paar gegenüberliegender
Seitenkanten, die sich von der ersten Wand zu der zweiten Wand erstrecken,
hohle Teilabschnitte umfaßt,
die sich entlang der zweiten gegenüberliegenden Seitenkanten erstrecken
-
Die
Rippe kann von einer Wand vorstehen, die mit der gegenüberliegenden
Wand verschmolzen werden soll, oder kann einen von der ersten Wand abstehenden
ersten Teil und einen von der zweiten Wand abstehenden zweiten Teil
aufweisen, wobei die gegenüberliegenden
führenden
bzw. freien Enden der ersten und zweiten Teile miteinander verschmolzen
sind.
-
Eine
Vielzahl von Verstärkungsrippen
können
voneinander beabstandet in dem hohlen Gegenstand angeordnet sein.
-
Die
integrale Rippe kann entlang der Längsrichtung des hohlen Gegenstands
angeordnet werden. Der Gegenstand nach der Erfindung eignet sich für Fahrzeugkomponenten.
-
Die
Erfindung stellt weiterhin Verfahren zur Herstellung eines hohlen
Gegenstands des Typs mit gegenüberliegenden
ersten und zweiten Wänden und
einer sich zwischen diesen erstreckenden und mit diesen integral
ausgebildeten Verstärkungsrippe zur
Verfügung,
bei dem die Verstärkungsrippe
vier Seitenkanten aufweist, von denen ein Paar gegenüberliegender
Seitenkanten je mit der ersten und zweiten Wand verbunden sind und
das zweite Paar gegenüberliegender
Seitenkanten sich von der ersten Wand zu der zweiten Wand erstreckt,
und wobei das Verfahren umfaßt:
Bereitstellen eines Paars geteilter Formen mit zumindest einem Gleitkern
zur Formung einer flachen Rippe zur Verbindung der ersten und zweiten
Wände in
dem hohlen Gegenstand, Einbringen eines Vorformlings aus thermoplastischem Kunstharz
zwischen die getrennten Formen und Schließen der Formen zum Einklemmen
des Vorformlings zwischen diesen mit dem oder jedem der Gleitkerne,
der bzw. die von der Form vorstehen können, um zumindest einen Abschnitt
der Wand des Vorformlings nach innen vorspringen zu lassen und mit
einem gegenüberliegenden
Abschnitt der Wand zu verschmelzen, Zurückziehen des oder eines jeden Gleitkerns,
wobei ein Fluiddruck in den Vorformling eingebracht wird, um den
Vorformling in eine der Oberfläche
des Formhohlraums zwischen den getrennten Formen angepaßte Form
zu bringen und die Seitenflächen
der vorspringenden Wand zusammenzudrücken, um die Flächen zu
verschmelzen, gekennzeichnet durch Bereitstellen eines Stützkerns oder
von Stützkernen
in den Formen zur Ausbildung eines hohlen Teilabschnitts entlang
eines jeden der zweiten Paare gegenüberliegender Seitenränder der flachen
Rippe, der sich zwischen den gegenüberliegenden ersten und zweiten
Wänden
des hohlen Gegenstands erstreckt.
-
Das
Blasmedium, vorzugsweise Druckluft, kann in den Vorformling eingebracht
werden, während
die Stützkerne
von der Oberfläche
des Formhohlraums vorstehen. Die Stützkerne sind bewegbar ausgeführt und
können
so angeordnet werden, daß sich
diese nach dem Gleitkern zurückziehen.
Alternativ hierzu können
die Stützkerne
fest angeordnet werden und von jeder der Formen vorspringen. Der Stützkern wird
vorzugsweise nach dem Gleitkern zurückgezogen.
-
Die
Erfindung schafft weiterhin eine Vorrichtung zum Blasformen eines
hohlen Gegenstands aus einem thermoplastischen Kunstharz, wobei
der Gegenstand ein Paar gegenüberliegender
Wände aufweist,
sowie eine integrale Rippe, die sich von der einen zu der anderen
Wand erstreckt, wobei die Vorrichtung umfaßt: ein Paar getrennter Formen
mit zumindest einem Gleitkern zur Ausbildung einer flachen Rippe
zur integralen Verbindung der ersten und zweiten Wände innerhalb
des hohlen Gegenstands, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stützkern an
jeder Seite des Geitkerns angeordnet und zur Ausbildung eines sich
entlang der Seite des flachen Rippenabschnitts erstreckenden hohlen
Rippeabschnitts konfiguriert ist.
-
Der
Stützkern
kann so ausgestaltet sein, um während
seines Vorstehens von der Formhohlraumoberfläche oder aber nach dem Zurückziehen
des Gleitkerns zurückgezogen
zu werden.
-
Der
Gleitkern ist an seiner Oberfläche
vorzugsweise mit einem fluoroplastischen Überzug behandelt, um weich
bzw. ruckfrei an dem Vorformling zu gleiten.
-
Fahrzeugkomponenten
gemäß der vorliegenden
Erfindung halten die Vorgaben der U.S. FMVSS 201 in bezug
auf das Head-Injury-Kriterium (HIC) ein. Nach diesen Vorgaben muß das Innere
eines Fahrzeugs im U.S.-Markt einen HIC-Wert von weniger als 1000
aufweisen. Der Wert wird bestimmt, indem ein Kopf eines Dummy, der
eine bestimmte Masse aufweist, mit einer bestimmten Geschwindigkeit
auf die relevanten Komponenten des Fahrzeuginneren geschlagen und
der Stoßwert
gemessen wird. Die Erfindung resultiert in einem Gegenstand, der
deutlich innerhalb der Grenzen der U.S.-Richtlinien liegt. Zudem
ermöglicht
das Herstellungsverfahren nach der vorliegenden Erfindung eine größere Genauigkeit
und Wiederholbarkeit der gewünschten Eigenschaften
des Produkts im Vergleich mit Gegenständen nach dem Stand der Technik,
die eine höhere
Fehlerrate in bezug auf die Übereinstimmung
aufweisen und generell ungeeignet sind, die HIC-Standards nach der
FMVSS 201 einzuhalten. Tests haben gezeigt, daß Dachseitenholme
nach dem Stand der Technik HIC-Werte von etwa 1500 und damit deutlich mehr
als den Grenzwert von 1000 aufweisen.
-
Kurze Beschreibung
der Figuren
-
Die
vorliegende Erfindung läßt sich
anhand der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung
mit den beigefügten
Figuren leichter verstehen, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche
Strukturelemente kennzeichnen:
-
1 zeigt
einen hohlen Gegenstand, beispielsweise eine Fahrzeugkomponente,
gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung, in der (a) eine im Bereich einer Stoßabsorptionsrippe aufgebrochene
schematische teilperspektivische Ansicht und (b) eine
schematische Teilschnittansicht entlang der Linie A-A (a) ist;
-
2 zeigt
einen hohlen Gegenstand nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
in der (a) eine im Bereich einer Stoßabsorptionsrippe
aufgebrochene schematische teilperspektivische Ansicht und (b) eine schematische Teilschnittansicht entlang
der Linie A-A (a) ist;
-
3 ist
ein erläuterndes
Diagramm zur Veranschaulichung eines Beispiels der Verwendung des hohlen
Gegenstands nach der Erfindung als Fahrzeugkomponente;
-
4 zeigt
ein Verfahren als Beispiel für
ein Herstellungsverfahren für
einen hohlen Gegenstand nach der Erfindung, in der (a) ein erläuterndes Diagramm
zur Veranschaulichung des Zustands der Anordnung des Vorformlings
zwischen den geöffneten
Formen und (b) eine schematische Schnittansicht
entlang der Linie A-A (a) ist;
-
5 zeigt
einen vollständig
geschlossenen Zustand der Formen nach dem in 4 gezeigten Verfahren,
in der (a) eine schematische Teilschnittansicht
entlang der Axialrichtung des Vorformlings und (b) eine schematische Schnittansicht entlang der
Linie A-A (a) ist;
-
6 zeigt
einen vollständig
zurückgezogen Zustand
des Gleitkerns nach dem Schritt in 5, in der (a) eine schematische Teilschnittansicht entlang
der Axialrichtung des Vorformlings und (b) eine
schematische Schnittansicht entlang der Linie A-A (a) ist;
-
7 zeigt
die Situation nach dem vollen Aufblasen mit Druckluft nach Schritt
in 6, in der (a) eine
schematische Teilschnittansicht entlang der Axialrichtung des Vorformlings
und (b) eine schematische Schnittansicht entlang der
Linie A-A (a) ist;
-
8 zeigt
ein Verfahren als weiteres Beispiel für ein Herstellungsverfahren
für einen
bei Kraftfahrzeugen zu verwendenden hohlen Gegenstand nach der Erfindung,
in der (a) ein erläuterndes Diagramm zur Veranschaulichung
des Zustands der Anordnung des Vorformlings zwischen den geöffneten
Formen und (b) eine schematische Schnittansicht
entlang der Linie A-A (a) ist;
-
9 zeigt
einen vollständig
geschlossenen Zustand der Formen nach dem in 8 gezeigten Verfahren,
in der (a) eine schematische Teilschnittansicht
entlang der Axialrichtung des Vorformlings und (b) eine schematische Schnittansicht entlang der
Linie A-A (a) ist;
-
10 zeigt
die Situation nach dem vollen Aufblasen mit Druckluft nach Schritt
in 9, in der (a) eine
schematische Teilschnittansicht entlang der Axialrichtung des Vorformlings
und (b) eine schematische Schnittansicht entlang der
Linie A-A (a) ist;
-
11 ist
eine schematische Schnittansicht nach der Installation einer Innenverkleidung,
die einen herkömmlichen
seitlichen Dachholm zeigt;
-
12 zeigt
einen Schritt eines Herstellungsverfahrens des in 11 gezeigten
Dachholms, in der (a) eine schematische Schnittansicht
ist, die den Formgebungszustand eines Halses (konkaver Abschnitt)
in dem Vorformling mittels einer Rippenformungsplatte zeigt, und (b) eine schematische Ansicht ist, die einen Zustand
nach der Beendigung des Einlasses von Druckluft zeigt; und
-
13 ist
eine schematische Schnittansicht entlang der Linie X-X in 12(b).
-
Detaillierte
Beschreibung der dargestellten Ausführungsbeispiele
-
Der
in 1 dargestellte hohle Gegenstand besteht aus einem
thermoplastischen Kunststoff und ist integral durch Blasformen hergestellt.
Er umfaßt eine
Wand 2 sowie eine zweite Wand 3, die einander in
bezug auf einen Raum in einer Stoßrichtung gegenüberliegen,
wobei eine Wand 2 zu der anderen Wand 3 angewinkelt
ist, und eine Seitenwand 4 und eine weitere Seitenwand 5,
die an die beiden Seitenenden der einen Wand 2 und der
weiteren Wand 3 anschließend angeformt sind und einander
nahezu parallel gegenüberliegen.
-
Zwischen
der einen Wand 2 und der weiteren Wand 3 ist eine
Stoßabsorptionsrippe 10 durch
Blasformen integral geformt. Diese Stoßabsorptionsrippe 10 umfaßt freie
bzw. Führungsenden
einer flachen Rippe 6, die von der einen Wand 2 zu
der anderen Wand 3 vorspringt und eine konkave Rippe 8 benachbart
den beiden Seitenenden der einen flachen Rippe 6, und freie
bzw. Führungsenden
einer weiteren flachen Rippe 7, die von der anderen Wand 3 zu
der einen Wand 2 vorspringt und eine andere konkave Rippe 9 benachbart
den beiden Seitenenden der anderen flachen Rippe 7, die
durch einen Schweißabschnitt 11 integral
miteinander verbunden sind.
-
In 2 ist
der hohle Gegenstand 21, wiederum vorzugsweise eine Fahrzeugkomponente,
aus einem thermoplastischen Kunstharz integral durch Blasformen
hergestellt und weist eine Wand 22 und eine weitere Wand 23 auf,
die einander in bezug auf einen Raum in Stoßrichtung gegenüberliegen,
wobei die eine Wand 22 gegenüber der weiteren Wand 23 angewinkelt
ist, sowie eine Seitenwand 24 und eine weitere Seitenwand 25,
die an die beiden Seitenenden der einen Wand 22 und der
weiteren Wand 23 anschließen und einander nahezu parallel
gegenüberliegen.
-
Zwischen
der einen Wand 22 und der weiteren Wand 23 ist
eine Stoßabsorptionsrippe 30 integral
durch Blasformen ausgeformt. Diese Stoßabsorptionsrippe 30 weist
freie bzw. Führungsenden
einer flachen Rippe 26 auf, die von der weiteren Wand 23 zu
der einen Wand 22 vorspringt, sowie eine konkave Rippe 27 benachbart
den beiden Seitenenden der flachen Rippe 26, und eine Innenseite
der einen Wand 22, die durch einen Schweißabschnitt 31 integral
miteinander verbunden sind.
-
Gemäß der Erfindung
ist der thermoplastisch Kunststoff zur Herstellung des hohlen Gegenstands nicht
besonders eingeschränkt,
solange sich dieser für
das Blasformen eignet. Besonders bevorzugte Beispiele umfassen hochdichte
Polyethylene, Polyethylene mittlerer Dichte, Polypropylen, modifizierte Polyphenylenoxide,
Polcarbonate, Polyamide und ABS-Kunststoffe.
-
Die
Stoßabsorptionsrippe
bestehend aus flacher Rippe und konkaver Rippe benachbarte den beiden
Seitenenden der flachen Rippe ist nicht auf das eine Element wie
in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
beschränkt,
vielmehr können
zwei oder mehr Stoßabsorptionsrippen
je nach Bedarf in einem geeigneten Abstand angeordnet werden.
-
Weiterhin
ist die Querschnittsform des hohlen Gegenstands nicht auf die dargestellte
Trapezoidform des Ausführungsbeispiels
beschränkt,
soweit diese eine Wand und eine weitere Wand aufweisen, in die einander
im wesentlichen gegenüberliegen. Der
Gegenstand kann als Quadrat, Rechteck, Parallelogramm oder mit beliebiger
Form in Abhängigkeit der
Verwendung ausgebildet sein.
-
Der
hohle Gegenstand nach der Erfindung kann verwendet werden in einem
Fahrzeugdämpfer, einer
Motorhaube, Tür,
Konsolenfachdeckel, Lüftungsrohr,
sowie für
andere innere und äußere Teile.
-
Nachfolgend
wird ein Beispiel zur Verwendung des in 1 dargestellten
Gegenstands als Rohrleitung einer Belüftungs- bzw. Luftaufbereitungsanlage
für Kraftfahrzeug
erläutert,
die an beiden Seiten des Dachs des Personenabteils angeordnet ist.
-
Wie
in 3 gezeigt, weist der hohle Gegenstand 1 an
beiden Seiten des Personenabteils zwei Stoßabsorptionsrippen der oben
erläuterten
Art auf, die mit einem Abstand in Längsrichtung angeordnet sind.
Ein Endabschnitt kommuniziert jeweils mit einen Verbinder 35a, 35b,
die an beiden Seiten eines Verbindungsrohres 35 an der
Rückseite
angeordnet sind, wohingegen der andere Endabschnitt geschlossen
ist. Eine Wand 2 und weitere Seitenwand 5 zeigen
zu der Innenseite des Personalabteils, während die andere Wand 3 und
die andere Seitenwand 4 zur Fahrzeugaufbauseite weisen.
Eine Auslaßöffnung 36 ist
an einer Stelle angeordnet, die keine Stoßabsorptionsrippe 10 der
einen Wand 2 ausbildet.
-
Die
Luft, die von einer nicht dargestellten Klimaanlage über den
Verbindungskanal 35 bereitgestellt wird, wird zu den Passagieren
nach Durchströmen
eines Kanals des hohlen Gegenstands für Automobile zu beiden Seiten
der Stoßabsorptionsrippen ausgelassen,
nämlich
durch die Auslaßöffnungen 36, so
daß das
Personenabteil einheitlich bzw. vollständig klimatisiert werden kann.
Bei einem Unfall wird, wenn der Kopf eines Insassen als Folge gegen
die eine Wand 2 stößt, der
Einschlag durch die Stoßabsorptionsrippe 10 aufgenommen,
die eine ausreichende Stoßabsorptionseigenschaft
aufweist, so daß die
Sicherheit der Insassen gewährleistet
wird.
-
Der
HIC-Wert für
den Gegenstand gemäß der Erfindung
beträgt
etwa 800 und liegt damit innerhalb der durch die U.S. FMVSS 201 vorgegebenen Richtwerte.
Herkömmliche
hohle Gegenstände,
die getestet wurden, wiesen HIC-Werte oberhalb des durch U.S. FMVSS 201 gesetzten
Grenzwerts von 1000 auf.
-
Weitere
Vorteile der vorliegenden Erfindung sind die Wiederholbarkeit, Zuverlässigkeit
und Festigkeit bzw. Haltbarkeit der hohlen Gegenstände. Herkömmliche
hohle Gegenstände
neigen zu größeren Variationen
der Dicke und anderer Dimensionen der Stoßabsorptionsrippe, die das
Head-Injury-Kriterium negativ beeinträchtigen.
-
Ein
Beispiel des Herstellungsverfahrens für den hohen Gegenstand nach
der Erfindung wird nachfolgend erläutert.
- (1)
Wie in 4(a), (b) gezeigt,
werden eine erste Form 41 und eine weitere Form 42 in
einem Zustand geöffnet,
in dem Stützkerne 46, 48 und Gleitkerne 45, 47 der
einen Form 41 und der anderen Form 42 sich in
einer Position befinden bzw. vorspringen, in der die Enden 45a, 47a derselben
nahezu mit denen Enden 46a, 48a der Stützkerne 46, 48 abschließen.
Dabei
weist die eine Form 41 einen Formhohlraum 41a zur
Definition der Außenfläche nahezu der
Hälfte
der einen Wand 2 des hohlen Artikels 17, den Gleitkern 45 zur
Formung der einen flachen Rippe 6 und ein Paar von Stützkernen 46 zur Formung
der einen konvexen Rippe 8 benachbart den beiden Seitenenden
der flachen Rippe 6 auf. Im Gegensatz hierzu weist die andere
Form 42 einen Formhohlraum 42a zur Definition
der Außenfläche des
verbleibenden Abschnitts der anderen Wand 3 des hohen Gegenstands 1,
den Gleitkern 47 zur Formung der anderen flachen Rippe 7 und ein
Paar Gleitkerne 48 zur Formung der anderen konvexen Rippe 7 benachbart
den beiden Seitenenden der anderen flachen Rippe 7 auf.
Die
Stützkerne
sind nicht auf das dargestellte Beispiel beschränkt. Vielmehr können auch
zurückziehbare
Stützkerne
wie die zurückziehbaren Stützkerne 66 in 8 unten
verwendet werden.
- (2) Nach Schritt (1) wird ein Vorformling 44 aus
einem geschmolzenen thermoplastischen Kunststoff, der aus einem
Extrusionskopf 43 eines nicht näher dargestellten Extruders
extrudiert worden ist, in die geöffneten
Formen 41, 42 gegossen. Anschließend werden
die Formen geschlossen.
Nach Schließen der Formen wird, wie in 5(a), (b) gezeigt,
die eine Wandseite des Vorformlings durch den Gleitkern 45 und
den Stützkern 46 der
einen Form 41 gedrückt
und verformt und eine Vertiefung 44a gebildet, während die
andere Wandseite des Vorformlings durch den Gleitkern 47 und
den Stützkern 48 der
anderen Form 42 gedrückt
wird, so daß eine
weitere Vertiefung 44b geformt wird. Wenn die Formen vollständig geschlossen
sind, werden das freie bzw. Führungsende
der einen Vertiefung 44a und das freie bzw. Führungsende
der anderen Vertiefung 44b verschweißt und ein Schweißabschnitt 51 gebildet.
- (3) Nach Schritt (2) werden die Gleitkerne 45, 47 wie
in 6(a), (b) zurückgezogen.
In diesem Fall sind die beiden Seiten der einen Vertiefung 44a und
der anderen Vertiefung 44b unterstützt durch die Stützkerne 46, 48 an
ihren Positionen festgehalten und es werden lediglich die Gleitkerne 45, 47 zurückgezogen.
Da die Gleitkerne 45, 47 eingeschoben bleiben,
werden die an dem Vorformling 44 ausgebildeten Vertiefungen 44a, 44b nicht
verzogen.
- (4) Nach Schritt (3) wird eine Blaseinrichtung wie eine
Blasnadel (in den Figuren nicht dargestellt) in den Vorformling 44 eingestochen
und Druckluft eingeleitet, um den Vorformling aufzublasen, wie dies
in 7(a), (b) gezeigt
ist, und zwar in eine Form entsprechend der Außenfläche der Formhohlräume 41a, 42a und
der Stützkerne 46, 48.
Die Seitenflächen
der zu den Vertiefungen 44a, 44b weisenden Wände werden
durch den Innendruck der Druckluft gedrückt und verformt und dadurch
dicht zusammengedrückt
und zusammenverschweißt.
Infolgedessen
sind die gegenüberliegende
eine Wand 2 und weitere Wand 3 mit einem Abstand
in Stoßrichtung
beanstandet und zwischen der einen Wand 2 und der weiteren
Wand 3 sind die Führungsenden
der einen flachen Rippe 6, die von der einen Wand 2 zu
der anderen Wand 3 vorspringen und die eine konkave Rippe 8 benachbart
den beiden Seitenenden der einen flachen Rippe 6, sowie
die Führungsende
der anderen flachen Rippe 7, die von der anderen Wand 3 zu
der einen Wand 2 vorspringt, und die andere konkave Rippe 9 benachbart
den beiden Seitenenden der anderen flachen Rippe 7 miteinander
durch den Schweißabschnitt 11 integral
verbunden, wodurch die Stoßabsorptionsrippe 10 vervollständigt wird.
- (5) Nach Schritt (4), Abkühlen in den Formen 41, 42 und Öffnen der
Formen wird der hohle Gegenstand 1 herausgenommen und geputzt.
-
Ein
weiteres Beispiel eines Herstellungsverfahrens für einen hohlen Kraftfahrzeuggegenstand gemäß der Erfindung
wird nachfolgend erläutert.
- (1) Wie in 8(a), (b) gezeigt, werden eine Form 61 und
eine weitere Form 62 in einem Zustand geöffnet, in
denen der Gleitkern 65 und der Stützkern 66 der einen
Form 61 und der anderen Form 62 in die dargestellte
Position zurückgezogen
sind.
Dabei weist die eine Form 61 einen Formhohlraum 61a zur
Definition der Außenfläche nahezu der
Hälfte
der einen Wand 22 des hohlen Fahrzeuggegenstands 21 auf.
Im Gegensatz hierzu weist die weitere Form 62 einen Formhohlraum 62a zur
Definition der Außenfläche des
verbleibenden Abschnitts der anderen Wand 23 des hohlen
Kraftfahrzeuggegenstands 21 auf, sowie den Gleitkern 65 zur
Formung einer flachen Rippe 26 und ein Paar von Gleitkernen 46 zur
Formung einer konvexen Rippe benachbart den beiden Seitenenden der
flachen Rippe 26. Das Paar von Stützkernen 46 ist in
die eine Form 61 zurückziehbar
ausgebildet.
Die Stützkerne
sind nicht auf das dargestellte, zurückziehbare Beispiel beschränkt, sondern
können
auch integral in der anderen Form 62 angeordnet werden.
- (2) Nach Schritt (2) wird ein Vorformling 64 aus
einem geschmolzenen thermoplastischen Kunstharz, der aus einen Extrusionskopf 63 eines
nicht näher
dargestellten Extruders extrudiert worden ist, zwischen den geöffneten
Formen 61, 62 angeordnet, anschließend werden
die Formen geschlossen.
Nach dem Schließen der Formen, oder nach einer kurzen
Wartezeit werden der Gleitkern 65 und Stützkern 66 in
Richtung der anderen Form 61 ausgefahren, wie dies in 9(a), (b) gezeigt
ist. Die eine Wandseite des Vorformlings 64 wird gedrückt und
verformt und eine Vertiefung 64a gebildet. Das Führungsende
der Vertiefung 64a wird mit der Innenfläche der anderen Wandseite des
Vorformlings verschmolzen und ein Schweißabschnitt 71 gebildet.
- (3) Nach Schritt (3) wird, während der Stützkern 66 ausgefahren
ist, lediglich der Gleitkern 65 zurückgezogen.
In diesem Fall
wird, während
der Gleitkern 65 zurückgezogen
wird, die in dem Vorformling 64 ausgebildete Vertiefung 64 nicht
verzogen.
- (4) Nach Schritt (3) wird eine Blaseinrichtung wie beispielsweise
eine Blasnadel (in der Zeichnung nicht dargestellt) in dem Vorformling 64 eingebracht
und Druckluft eingeblasen, um das Kunststoffmaterial wie in den 9(a), (b) aufzublasen,
und zwar in eine Form entlang der Außenfläche der Formhohlräume 61a, 62a und
des Stützkerns 66.
Dabei wird die zu der Vertiefung 64a weisende Fläche durch
den Innendruck der Druckluft zusammengepreßt und verformt, um dadurch
eng bzw. dicht zusammengedrückt
zu werden.
Infolgedessen sind die einander gegenüberliegende
eine Wand 62 und die weitere Wand 63 in bezug
auf die Stoßrichtung
voneinander beabstandet angeordnet und zwischen der einen Wand 62 und
der weiteren Wand 63 sind die Führungsenden der flachen Rippe 26,
die von der einen Wand 62 zu der weiteren Wand 63 vorspringt,
und die konkave Rippe 27 benachbart den beiden Seitenenden
der flachen Rippe 26 durch den Schweißabschnitt 71 an der
Innenseite der anderen Wand 63 integral miteinander verbunden,
wodurch die Stoßabsorptionsrippe 30 vervollständigt wird.
- (5) Nach Schritt (4), Abkühlen der Formen und Öffnen der
Formen wird der hohle Fahrzeuggegenstand 21 herausgenommen
und entgratet.
-
Bei
dem Herstellungsverfahren eines hohlen Gegenstands nach der Erfindung
kann die Oberfläche
des gleitbewegbar in der Form angeordneten Gleitkerns mit einer
Beschichtung aus einem fluoroplastischen Kunststoff versehen sein,
der gute Gleiteigenschaften an dem Vorformling gewährleistet.
Die Beschichtung aus fluoroplastischen Kunststoff kann fest angebracht
werden, indem die Oberfläche
des Gleiterkerns angerauht und dann ein Überzug aus fluoroplastischen
Kunststoff aufgebracht wird.
-
Die
Beschichtung ist nicht auf eine dünne Schicht aus fluoroplastischem
Kunststoff beschränkt, sondern
kann auch hergestellt werden durch eine gemeinsame Ablagerung von
fluoroplastischem Kunststoff und einem Elektrolyten zur stromlosen
Vernickelung mit entsprechender Lösung und durch Applizieren
und anschließendes
Aushärten
der Lösung
an der Oberfläche
des Gleitkerns. Alternativ kann der Überzug auch durch eine chemische
Vernickelung an der Oberfläche
des Gleitkerns hergestellt werden, wobei der chemische Nickelüberzug mit
fluoroplastischem Kunststoff imprägniert wird.
-
Der
hohle Gegenstand nach der Erfindung eignet sich besonders für die Verwendung
an Kraftfahrzeugen. Da die Stoßabsorptionsrippe
aus einer flachen Rippe und konkaven Rippe benachbart den beiden
Seitenenden der flachen Rippe integral zwischen gegenüberliegenden
und in Stoßrichtung
voneinander beanstandeten ersten und zweiten Wänden ausgebildet ist, ist diese
Stoßabsorptionsrippe
in ihrer Form, ihren Abmessungen und ihrer Wanddicke insgesamt einheitlich
durch Blasformen herstellbar. Ein entsprechender hohler Kraftfahrzeuggegenstand weist
folglich exzellente Stoßabsorptionseigenschaften
auf.
-
Vorstehend
wurde stets Druckluft als Blasmedium angegeben, es ist jedoch auch
möglich
andere Fluide, wie beispielsweise gasförmigen Stickstoff zu verwenden.