RU168154U1 - Композитная передняя панель кабины наземного транспортного средства - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к конструктивным элементам наземных транспортных средств, в том числе грузовых и автобусов, и представляет собой конструкцию передней панели кабины наземного транспортного средства, применяемую для уменьшения аэродинамического сопротивления автомобиля и для увеличения прижимной силы, а также выполняющую функцию декоративного дизайна. Композитная передняя панель кабины наземного транспортного средства имеет локальные участки с заданной прочностью. Согласно заявленному решению композитная передняя панель выполнена из рубленого волокна и связующего методом длинноволоконной инжекции, при этом прочность локальных участков задана плотностью композитного материала. Технический результат полезной модели заключается в повышении прочности локальных участков передней панели наземного транспортного средства с одновременным повышением пассивной безопасности при контакте пешехода или участника дорожного движения, передвигающегося на двухколесном транспортном средстве, с автомобилем во время наезда за счет прогиба менее прочной зоны контакта, создающего эффект частичного поглощения энергии, а также в снижении веса и повышении стойкости к коррозионному воздействию.

Description

Область техники

Полезная модель относится к конструктивным элементам наземных транспортных средств, в том числе грузовых и автобусов, и представляет собой конструкцию передней панели кабины наземного транспортного средства, применяемую для уменьшения аэродинамического сопротивления автомобиля и для увеличения прижимной силы, а также выполняющую функцию декоративного дизайна.

Уровень техники

Из уровня техники известны новые поколения композитных материалов, применяемых в автомобильной промышленности, выполненных из волокон, в качестве которых используют стекловолокно, углеродное волокно, базальтовое волокно, органическое волокно, полиэфирное волокно, параарамидное волокно, метаарамидное волокно, полиакрилонитирильное волокно, и связующих, в качестве которых используют эпоксидное связующее, полиэфирное связующее, винилэфирное связующее, связующее на основе полиуретана, связующее на основе термопластов, связующее на основе эластомеров, кремнийорганическое связующее. Подобные материалы начинают получать широкое распространение при изготовлении различных элементов транспортных средств, поскольку они обладают рядом преимуществ по отношению к традиционным материалам (металлам), такими как прочность при растяжении, низкий вес, коррозионная стойкость, теплоизолирующие свойства, срок службы. Недостатком, проявляющимся при изготовлении указанных композитных материалов, является высокая технологичность процесса и его низкая скорость производства по сравнению с изготовлением традиционных штампованных из металлов деталей.

Также из уровня техники известны детали транспортных средств, изготовленные методом длинноволоконной инжекции (long fiber injection, LFI), в процессе которого происходит инжекция волокна, путем напыления последнего в форму (матрицу) с контролируемой температурой и с одновременным нанесением связующего, после чего верхняя часть формы (пуансон) смыкается с нижней, образуя форму готовой детали, в которой происходит процесс полимеризации и формирования готовой детали.

Преимущественно волокна перед длинноволоконной инжекцией находятся в виде ассемблированного ровинга, то есть в виде цилиндрической по форме бобины, полученной путем соединения нескольких одинаково натянутых комплексных нитей волокна и их совместной параллельной намотки (без крутки) на бобину. При необходимости получения деталей с окрашенными и/или грунтованными поверхностями, перед процессом инжекции волокна в форму, в последнюю наносят и/или укладывают окрашивающий и/или грунтующий, и/или барьерный слой, и/или пленку; благодаря этому возможно получение окрашенной поверхности класса А, не требующей последующей обработки. Технологичность длинноволоконной инжекции позволяет производить готовую деталь с временем цикла до 15 минут.

Помимо этого из уровня техники известны способы повышения пассивной внешней безопасности транспортных средств путем проектирования заданных ударопоглощающих свойств их деталей и узлов, например, путем использования зон программируемой деформации деталей, преимущественно из металлов, для гашения энергии удара с помощью сминания либо подпружиненных деталей с помощью исполнительных механизмов (пиропатронов), либо устройства внешней подушки безопасности. Использование ударопоглощающих деталей позволяет защитить пешеходов и участников дорожного движения, передвигающихся на двухколесных транспортных средствах, при их столкновении с транспортным средством.

При этом из уровня техники известно изделие в виде передней панели автомобиля, изготовленное с применением полиолефиновой маточной смеси, которая может использоваться для получения полиолефиновых композиций, пригодных для литья под давлением, с получением крупных изделий. Так, использование получаемой передней панели автомобиля ограничено поставленными задачами - получением конечной полиолефиновой композиции, готовой для производства крупных изделий посредством литья под давлением, и не раскрывает возможности повышения пассивной внешней безопасности транспортных средств. Известное устройство применяется в патенте на изобретение РФ №2341543 от 20.12.2008 года МПК C08L 23/10, C08L 23/12, C08L 23/14, C08J 3/22, C08F 110/06, C08F 210/06, C08L 23/16.

Кроме того, из уровня техники известно крыло транспортного средства, изготовленное из стекловолокна, выполненное в виде монолитной детали и содержащее элементы для крепления. Так, использование указанного изделия ограничено поставленными задачами - получением возможности соединения деталей кузова клеевым способом, и не раскрывает возможности повышения пассивной внешней безопасности транспортных средств. Известное устройство применяется в патенте на полезную модель РФ №147819 от 20.11.2014 года МПК B62D 25/16.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве ближайшего аналога, является элемент конструкции транспортного средства, известный из патента на полезную модель РФ №98390 от 20.10.2010 года МПК B62D 29/04, выполненный из термопластичного полимерного материала методом экструзии и имеющий внутреннюю герметичную сотовую конструкцию; при этом материал содержит модифицирующие добавки, позволяющие изменять эксплуатационные свойства термопластичного полимера для получения композиционного материала с заданными параметрами. Применение модифицирующей добавки оказывает положительное влияние на свойства конструкции, при этом изготовление конструкции с внутренней герметичной сотовой структурой может как повысить пассивную внешнюю безопасность в случае снижения прочности достигаемой сотовой конструкцией, так и понизить ее в случае повышенной прочности, заданной внутренней структурой, что дополнительно усложняет конструкцию и повышает трудоемкость процесса ее изготовления.

Раскрытие полезной модели

Технический результат полезной модели заключается в повышении прочности локальных участков передней панели наземного транспортного средства с одновременным повышением пассивной безопасности при контакте пешехода или участника дорожного движения, передвигающегося на двухколесном транспортном средстве, с автомобилем во время наезда за счет прогиба менее прочной зоны контакта, создающего эффект частичного поглощения энергии, а также в снижении веса и повышении стойкости к коррозионному воздействию.

Указанный технический результат достигается с помощью композитной передней панели кабины наземного транспортного средства, имеющей локальные участки с заданной прочностью. Согласно заявленному решению композитная передняя панель выполнена из рубленого волокна и связующего методом длинноволоконной инжекции; при этом прочность локальных участков задана плотностью композитного материала.

При этом плотность композитного материала может быть образована варьированием длины волокна и содержанием волокна. Так, плотность может находиться в диапазоне 0,5-2,0 г/см³. Кроме того, длина волокна может составлять от 5 до 50 мм, а содержание волокна может составлять от 5 до 50%.

Также передняя панель может содержать локальные участки, обладающие различной прочностью.

На лицевой и/или тыльной поверхности передней панели могут быть выполнены элементы жесткости в виде ребер и/или уклонов.

Кроме того, на лицевой поверхности передней панели может быть нанесена краска, и/или грунт, и/или барьерный слой, и/или пленка.

Преимущественно в качестве рубленого волокна могут выбирать ассемблированный ровинг.

При этом в качестве волокна может быть использовано стекловолокно и/или углеродное, и/или базальтовое, и/или органическое, и/или полиэфирное, и/или параарамидное, и/или метаарамидное, и/или полиакрилонитирильное волокно.

Кроме того, в качестве связующего может быть использовано связующее на основе полиуретана и/или связующее на основе термопластов, и/или связующее на основе эластомеров, и/или кремнийорганическое связующее, и/или эпоксидное связующее, и/или полиэфирное связующее, и/или винилэфирное связующее.

В отличие от ближайшего аналога передняя панель полностью выполнена из композитного материала, включающего волокна, и содержит локальные участки с заданной прочностью, обеспечивающие достижение заданного технического результата.

Краткое описание чертежей

Сущность заявленной полезной модели и возможность ее практической реализации поясняется приведенными ниже фигурами и описанием.

На фигуре 1 показан общий вид лицевой стороны передней панели кабины наземного транспортного средства.

На фигуре 2 показан общий вид внутренней стороны передней панели кабины наземного транспортного средства.

Осуществление полезной модели

Предлагаемое техническое решение полезной модели поясняется конкретным исполнением предложенной передней панели кабины наземного транспортного средства, однако приведенный пример не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения данной совокупностью существенных признаков заявленного технического результата.

Композитная передняя панель кабины 1 наземного транспортного средства, показанная на фигурах 1 и 2, имеет локальные участки с заданной прочностью. Так, локальными участками с повышенной прочностью являются ребра жесткости 2 и уклоны 3, задающие общую прочность конструкции и используемые для крепления к кузову транспортного средства с помощью крепежных элементов (на фигурах не показаны), тогда как локальными участками со сниженной прочностью являются плоскости 4 передней панели кабины, обеспечивающие поглощение энергии за счет прогиба менее прочной зоны контакта во время контакта транспортного средства с препятствием, в том числе головой и туловищем пешехода. При этом повышенная прочность ребер жесткости 2 и уклонов 3 и пониженная прочность плоскостей 4 передней панели кабины задана высокой плотностью композитного материала равной 1,6 г/см³ в первом случае и низкой плотностью композитного материала, равной 0,8 г/см³ во втором. Так, содержание волокон в первом случае равно 40% от состава передней панели кабины и длина волокон составляет 12,5 мм. Тогда как содержание волокон во втором случае равно 10% от состава передней панели кабины и длина волокон составляет 50 мм.

Композитная передняя панель кабины 1 выполнена методом длинноволоконной инжекции из рубленого стекловолокна из ассемблированного ровинга и связующего на основе полиуретана, в качестве которого используется полиуретановая пена, полученная путем смешивания изоцианата и полиола непосредственно перед подачей в форму.

При этом очевидно, что вместо стекловолокна или вместе со стекловолокном могут быть использованы углеродное и/или базальтовое, и/или органическое, и/или полиэфирное, и/или параарамидное, и/или метаарамидное, и/или полиакрилонитирильное волокно, а вместо указанного связующего или вместе с ним могут быть использованы связующие на основе термопластов и/или связующее на основе эластомеров, и/или кремнийорганическое связующее, и/или эпоксидное связующее, и/или полиэфирное связующее, и/или винилэфирное связующее.

Также для специалиста в уровне техники понятно, что, при необходимости получения композитной передней панели кабины с окрашенной лицевой поверхностью, в матрицу предварительно наносят слой краски и/или грунта, затем барьерный слой, на который в дальнейшем с помощью длинноволоконной инжекции напыляется рубленое волокно и связующее; полученная композитная смесь прижимается пуансоном, после окончания застывания которой готовая деталь вынимается из формы.

Реализация полезной модели возможна при использовании существующих средств производства с применением известных технологических процессов и материалов.

Проведенные патентные исследования показали, что совокупность существенных признаков полезной модели не известна из уровня техники.

Claims (11)

1. Композитная передняя панель кабины наземного транспортного средства, имеющая локальные участки с заданной прочностью, отличающаяся тем, что композитная передняя панель выполнена из рубленого волокна и связующего методом длинноволоконной инжекции, при этом повышенная прочность локальных участков задана плотностью композитного материала.

2. Композитная передняя панель по п. 1, отличающаяся тем, что плотность композитного материала образована варьированием длины волокна и содержанием волокна.

3. Композитная передняя панель по п. 2, отличающаяся тем, что плотность находится в диапазоне 0,5-2,0 г/см³.

4. Композитная передняя панель по п. 2, отличающаяся тем, что длина волокна составляет от 5 до 50 мм.

5. Композитная передняя панель по п. 2, отличающаяся тем, что содержание волокна составляет от 5 до 50%.

6. Композитная передняя панель по п. 1, отличающаяся тем, что содержит локальные участки, обладающие различной прочностью.

7. Композитная передняя панель по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве рубленого волокна выбирают ассемблированный ровинг.

8. Композитная передняя панель по п. 1, отличающаяся тем, что на лицевой поверхности передней панели нанесена краска, и/или грунт, и/или пленка.

9. Композитная передняя панель по п. 1, отличающаяся тем, что на лицевой и/или тыльной поверхности передней панели выполнены элементы жесткости в виде ребер и/или уклонов.

10. Композитная передняя панель по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве волокна использовано стекловолокно, и/или углеродное, и/или базальтовое, и/или органическое, и/или полиэфирное, и/или параарамидное, и/или метаарамидное, и/или полиакрилонитирильное волокно.

11. Композитная передняя панель по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве связующего использовано связующее на основе полиуретана, и/или связующее на основе термопластов, и/или связующее на основе эластомеров, и/или кремнийорганическое связующее, и/или эпоксидное связующее, и/или полиэфирное связующее, и/или винилэфирное связующее.

Images