WO2021151848A1 - Verfahren zur herstellung eines koffers und ein solcher koffer - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Koffers (1), mit zumindest einer Kofferschale (la, lb) und zumindest einem funktionalen, im Gebrauch stärker belasteten Anbauteil (31), welcher zumindest eine Anbauteil (31) an einer dafür vorgesehenen Position mit der zumindest einen Kofferschale (la, lb) verbunden wird, wobei die Kofferschale (la, lb) zumindest teilweise und der Anbauteil (31) zumindest teilweise aus thermoplastischem Material bereitgestellt wird, sowie ein nach diesem Verfahren hergestellter Koffer (1). Erfindungsgemäß wird der Anbauteil (31) zumindest teilweise an der der Kofferschale (la, lb) zugewandten Seite mit einer der Oberfläche der Kofferschale (la, lb) an der vorgesehenen Position entsprechenden nach dem Verbindungsvorgang komplementären Oberfläche (10) versehen, der Anbauteil (31) an der vorgesehenen Position an der Kofferschale (la, lb) positioniert, der Anbauteil (31) mit der Kofferschale (la, lb) stoffschlüssig verbunden, und die Kofferschale (la, lb) im Inneren glatt und störungsfrei und im Wesentlichen unterbrechungsfrei ausgebildet wird.

Description

Verfahren zur Herstellung eines Koffers und ein solcher Koffer

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kof fers nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Erfindung betrifft weiters einen Koffer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 8.

Koffer, insbesondere Hartschalenkoffer mit zumindest einer Kof ferschale aus zumindest teilweise festem Material, aber auch Koffer mit einer Kofferschale aus weicherem, oft textilem Mate rial werden typischerweise aus mehreren Komponenten zusammenge setzt, wobei man grob die Kofferschale und diverse Anbauteile unterscheidet. Klassischerweise werden Koffer heute mit diversen Anbauteilen, wie etwa Rädern, Ausziehstangen, Seitengriffen oder anderen funktionalen, im Gebrauch stärker belasteten Elementen ausgestattet. In der Regel bestehen diese Anbauteile aus mehre ren Komponenten, insbesondere Komponenten welche in der Koffer schale und solche welche außerhalb der Kofferschale angebracht werden, welche miteinander verbunden werden.

Diese Befestigung der Anbauteile an der Kofferschale geschieht heute mit Schrauben oder Nieten. Dabei wird meist die Koffer schale zwischen einem innenliegenden und einem außenliegenden Kunststoffteil (zusammen: herkömmlicher Anbauteil) geklemmt, und die beiden Kunststoffteile werden mittels Schrauben oder Nieten verbunden, wobei die Schrauben durch Löcher in der Kofferschale geführt werden. Das außenliegende Kunststoffteil ist beispiels weise das Radgehäuse. Das innenliegende Kunststoffteil, bei spielsweise ein Gegenstück zum außenliegenden Kunststoffteil, ist für die Festigkeit der herkömmlichen Konstruktion absolut notwendig, damit einwirkende Kräfte nicht direkt auf dem Rand der Öffnung in der Kofferschale lasten und zu deren Bruch füh ren, sondern damit diese auf die Schraubverbindung einwirkende Kräfte besser auf größere Bereiche der Kofferschale verteilt werden. Die Kofferschale und/oder die Anbauteile bestehen dabei meist aus Kunststoff, können jedoch auch aus Metall wie Alumi nium, Carbon und dgl. gefertigt sein. Vorteilhaft bei Schrauben ist, dass die Gepäckstücke dadurch auch von relativ ungeschultem Personal und ohne spezielle Vorrichtungen und Maschinen gefertigt werden können.

Beim Gebrauch des Koffers besteht die Gefahr, dass dieser durch unsachgemäße oder grobe Handhabung zerstört wird, wobei typi scherweise die Verbindung zwischen den Rädern und der Koffer schale bricht, da hier oft die größten Kräfte lasten. Die Befes tigung mittels Schrauben (und in geringerem Umfang Nieten) er laubt den Austausch von defekten Anbauteilen, allerdings nur so lange die Kofferschale des Gepäckstücks selbst nicht zerstört wurde. Leider bricht sehr oft auch die Kofferschale aus mehreren Gründen. So ist es beispielsweise üblich, dass die (aus Metall gefertigten) Schrauben oder Nieten stärker sind als die Koffer schale, wodurch die Kofferschale diese Kräfte in einem kleinen Punkt aufnehmen muss. Zwar hilft das Innenteil dabei, die Kräfte von der Schraube etwas weiter auf die Kofferschale zu verteilen, aber letztlich kann das Innenteil die Kräfte nur etwas abfedern, nicht vollkommen auf große Bereiche der Kofferschale verteilen. Auch ist die Kofferschale notwendigerweise durch die Löcher für die Schrauben an diesen Stellen geschwächt, und zudem erzeugt das runde Loch für die Schraube einen Ort des Spannungs-Maxi mums, also einen Punkt an dem sich der durch äußere Kräfte ein wirkende Druck oder Zug als Spannung im Bauteil konzentriert.

Das Loch in der Kofferschale beziehungsweise die große Differenz in der Festigkeit zwischen Schraube und Kofferschale erzeugt sozusagen eine „Sollbruchstelle" in der Kofferschale wie auch in der Anbauteilkonstruktion. Wird ein Anbauteil beispielsweise von 4 Schrauben gehalten, dann konzentriert sich die gesamte ein wirkende Last auf jene 4 Schraubpunkte. Die Spannung auf der Kofferschale konzentriert sich ebenfalls um jene 4 Öffnungen, die für die Schrauben zwingend notwendig sind.

Ein weiterer Nachteil herkömmlicher Schraub- oder Nietverbindun gen ist, dass diese Schrauben und der Innenteil im Innenraum des Koffers sichtbar wären, und dadurch aus Stoff gefertigte Abde ckungen und Fütterungen notwendig werden, die diese Innenteile und Schrauben verdecken. Dies erhöht Kosten und Gewicht des Kof fers. Auch liegen diese Futterstoffe typischerweise nicht eng an der Kofferschale an, wodurch der Innenraum des Koffers im Ver gleich zur glatten Außenansicht eher chaotisch, knittrig, unauf geräumt und optisch kleiner wirkt. Ein weiterer Nachteil herkömmlicher Schraub- oder Nietverbindun gen ist, dass diese relativ viel wiegen. Es ist typischerweise ein innenliegender Kunststoffteil vonnöten, und die Schrauben aus schwerem Metall erhöhen das Gewicht des Koffers zusätzlich.

Zuletzt ist auch eine fehlerhafte Handhabung bei der Verbindung durch ungeschultes Personal möglich, denn Schrauben und Nieten welche nicht durch genau definierte Vorgänge befestig werden, haben üblicherweise eine hohe Toleranz hinsichtlich Spannkraft, Winkel, Tiefe der Verschraubung usw. Auch kann der Schraubenkopf beim Verschrauben zerstört werden, was den zukünftigen Austausch der Anbauteile erschwert.

Zentral für die verschiedenen Nachteile herkömmlicher Anbauteile ist somit das notwendigerweise Vorhandensein von Innenelementen, welche schwer, teuer, unschön und störend sind.

Aus der IT MI20101 347 Al ist ein Koffer bekanntgeworden, bei welchem die Kofferschalen und Anbauteile aus thermoplastischem Material bereitgestellt werden. Ein Rahmen kann über Klebever bindungen oder Schweißverbindungen an den Kofferschalen ange bracht werden. Die Art der Befestigung der Anbauteile, wie zum Beispiel Handgriffe oder Räder, wird nicht beschrieben, wobei lediglich erwähnt wird, dass die Anbauteile vorzugsweise aus wechselbar sein sollen.

Die DE 29904 675 Ul beschreibt einen Hartschalenkoffer für ei nen tragbaren PC, wobei die Kofferschalen Dämpfungsvorsprünge aus einem elastischen Material aufweisen, welche auch als Stand füße fungieren können, und vorzugsweise in die Kofferschale in tegriert sind.

Die EP 2873 341 Al, US 2007/0290465 Al, US 2001/0043008 Al, US 2006/0207848 Al, US 2004/0163910 Al, US 2009/0166141 Al oder US 6 279 706 Bl, zeigen einige Varianten von Anbauteilen für Kof fer, welche alle mittels Schrauben oder Nieten befestigt werden und über Außen- und Innenelemente verfügen. Andere Varianten der Befestigung von Anbauteilen sind bisher beim Kofferbau nicht be kannt. Die US 9681 717 B2 zeigt einen faltbaren Koffer aus flexiblem Material, also ohne Kofferschale aus im Wesentlichen festen Ma terial, und sieht in der Beschreibung die eventuelle theoreti sche Möglichkeit einer Verschweißung, Verschraubung, oder Ver nietung von Innenteil und Außenteil vor, also keine Verschwei ßung von Anbauteilen und Kofferschale, sondern eine Verschwei ßung zweier Komponenten eines herkömmlichen Anbauteils miteinan der. Hier ist der flexible Stoff zwischen Innenteil und Außen teil geklemmt und der Innenteil ist in Form einer Platte bereit gestellt, welche von Innenfutter verdeckt wird. In diesem Fall würden Schrauben oder Nieten eventuell durch Verschweißung er setzt, ohne die spezifischen Nachteile der herkömmlichen Verbin dungsmethoden zu eliminieren und ohne Außenteil und Kofferschale für die Verbindungsmethode zu optimieren, denn Innenteil, Innen abdeckung, und damit hohes Gewicht und hohe Kosten, bleiben be stehen. Die flexible Kofferschale des Koffers müsste weiterhin über Öffnungen (und somit Schwachstellen und Sollbruchstellen verfügen), durch welche Innenteil und Außenteil miteinander in Kontakt treten können um verschweißt werden zu können. Die her kömmlichen Anbauteile bleiben hier also vollkommen erhalten, es wird nur die Möglichkeit unterschiedlicher Verbindungsmethoden zwischen Innen- und Außenteil vorgesehen. Die Verschweißung von Innen- und Außenteil über Öffnungen in der flexiblen Stoffhaut des Koffers bietet kaum Vorteile gegenüber der Verschraubung, mit dem Nachteil, dass die Verschweißung nicht mehr lösbar ist und somit das Außenteil nicht mehr ausgewechselt werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Herstellungsver fahrens für einen Koffer sowie eines solchen Koffers, mit wel chem eine möglichst kostengünstige, rasche und möglichst automa tisierte Herstellung eines Koffers mit möglichst geringem Ge wicht und hoher Festigkeit resultiert. Der Innenraum des Koffers soll möglichst ungestört und mit maximalem Volumen nutzbar sein. Nachteile bekannter Verfahren und Koffer sollen verhindert oder zumindest reduziert werden.

Gelöst wird die erfindungsgemäße Aufgabe in verfahrensmäßiger Hinsicht durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des An spruchs 1 sowie durch einen Koffer gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 8.

Die erfindungsgemäße stoffschlüssige Verbindung der Anbauteile mit der Kofferschale bietet erhebliche Vorteile. Dabei werden die Anbauteile ohne Innenelemente direkt mit der Kofferschale verbunden. Der fertige Koffer wird somit ohne Schrauben und ohne Innenelement hergestellt. Die stoffschlüssige Verbindung erfolgt typischerweise nicht an einzelnen Punkten, sondern entlang von Linien oder Flächen. Je nach Bauteil kann der Verbindungsort so gewählt werden, dass er optimal für Festigkeit, Aussehen und den Prozess ist. Da die Verbindung die Kräfte nicht auf einzelne Punkte, sondern entlang von Linien oder ganzen Flächen verteilt, ist die Verbindung zwischen Kofferschale und Anbauteil wesent lich gleichmäßiger und fester, somit besser geeignet Stöße und Kräfte aufzunehmen und gleichmäßiger im Bauteil zu verteilen.

Um die Kräfte möglichst effektiv und gleichmäßig auf die Koffer schale verteilen zu können, ist der Anbauteil zumindest teil weise an der der Kofferschale zugewandten Seite mit einer der Oberfläche der Kofferschale an der vorgesehenen Position ent sprechenden komplementären Oberfläche versehen. Unter „komple mentären" Oberflächen werden hier Oberflächen verstanden, die sich nach dem Verbindungsvorgang zur Herstellung der stoff schlüssigen Verbindung zumindest an manchen Bereichen aneinander anschmiegen. Wie sehr sich die beiden Oberflächen aneinander an passen hängt von der gewählten Verbindungsart ab. Bei Klebever bindungen beispielsweise ist eine möglichst große Haftfläche bei angerauter Oberfläche gewünscht, somit ist es positiv, wenn mög lichst große Bereiche von Anbauteil und Kofferschale im Wesent lichen und wenn auch aufgeraut, aneinander angeglichen sind.

Wird der Anbauteil mittels Überspritzung direkt auf der Koffer schale erzeugt, ergibt sich fast automatisch eine vollkommene Angleichung. Beim Kunststoffschweißen hingegen werden nur klei nere Bereiche von Angleichungen notwendig oder wünschenswert sein, insbesondere sind nicht-komplementäre Vorsprünge auf dem Anbauteil denkbar oder wünschenswert, welche aber während des Verbindungsvorgangs aufgeschmolzen werden und deren geschmolzene Masse dann die Verbindung entlang der die Vorsprünge umgebenden komplementären Flächenbereiche hersteilen. Abhängig von den Pro zessparametern und weiteren Überlegungen sind die Vorsprünge und entsprechend auch die diese umgebenden Flächen unterschiedlich zu dimensionieren. Es ist demnach auch denkbar, dass nach dem Verbindungsvorgang ein Hohlraum zwischen dem Anbauteil und der Kofferschale vorliegt, beispielsweise um Gewicht zu sparen oder spezielle Funktionen vorzuhalten.

Die Kofferschale muss keine Löcher oder sonstige Öffnungen auf weisen und ist darum ebenfalls wesentlich stärker. Neben der besseren mechanischen Festigkeit und besseren Kraftverteilung besteht ein weiterer Vorteil der Erfindung im Wesentlich gesenk ten Gewicht des Koffers, denn es entfallen Schrauben und Innene lemente. Der Herstellungsprozess lässt sich voll- oder teilauto matisieren, dadurch lassen sich die Kosten senken und die Pro zesstoleranz einschränken.

Ein weiterer Vorteil ist, dass die Kofferschale innen komplett glatt, ununterbrochen und störungsfrei erscheint, somit also keine Innenverkleidung mehr notwendig ist. Auch dies senkt Kos ten und Gewicht und führt zu einem ansprechenderen Inneren des Koffers.

Besonders vorteilhaft ist die stoffschlüssige Verbindung mittels Kunststoffschweißen, beispielsweise Ultraschallschweißen, da hierfür relativ geringe Investitionskosten aufgewendet werden müssen. Sowohl Kofferschale als auch Anbauteil können nach dem Schweißvorgang eine einwandfreie Optik aufweisen. Andere Schweißtechniken wie Vibrationsschweißen oder Laserschweißen können ähnliche Ergebnisse mit einem höheren Automatisierungs grad, aber auch höheren Investitionskosten erreichen.

Die Anbauteile müssen für den Schweißvorgang geeignet geformt sein. Dafür werden vorzugsweise Erhöhungen bzw. Vorsprünge auf der zu schweißenden Fläche vorgesehen, welche beispielsweise durch schnelle Reibung der Bauteile aufgeschmolzen werden und so die stoffschlüssige Verbindung hersteilen.

Die Anbauteile selbst können beispielsweise im Spritzgussverfah ren hergestellt werden, dabei können auch Metallelemente und dergleichen überspritzt werden, um besondere Funktionen zu ge währleisten .

Eine alternative Form der stoffschlüssigen Verbindung von Anbauteilen und Kofferschale kann durch direktes Überspritzen (overmoulding) der Anbauteile auf die Kofferschale erfolgen. Hierfür sind jedoch hohe Investitionskosten notwendig. Dabei werden im Wesentlichen die Anbauteile direkt auf der Koffer schale erzeugt, indem geschmolzener Kunststoff direkt auf die Kofferschale, welche in eine Spritzgussform eingelegt wird, ge spritzt wird und dann aushärtet.

Eine weitere mögliche Form der stoffschlüssigen Verbindung ist das Kleben. Grundsätzlich könnten Anbauteile auch durch Kleben mit der Kofferschale stoffschlüssig verbunden werden. Das Kleben hat jedoch verschiedene prozessbedingte Nachteile gegenüber ei ner Verschweißung oder Überspritzung.

Unter Umständen kann es auch denkbar sein, verschiedene stoff schlüssige Verbindungsmethoden an einem Koffer oder sogar an ei nem einzelnen Anbauteil miteinander zu kombinieren. Beispiels weise könnte ein Anbauteil an einer Stelle geschweißt sein und an einer anderen, für das Schweißgerät unzugänglichen Stelle, geklebt werden.

Auch wenn die Prinzipien der stoffschlüssigen Verbindung, wie Kunststoffschweißen oder Überspritzen, von anderen Industrien bekannt sind, wurden diese bisher nicht in der Kofferindustrie angewandt. Der Grund hierfür liegt in den spezifischen Gegeben heiten und Funktionen der Anbauteile sowie des Fertigungsprozes ses von Koffern, aber auch in den bekannten Verfahren selbst, da es sich bei Koffern um relativ große Produkte handelt, was eine Verarbeitung in herkömmlichen Maschinen erschwert. Anbauteile, welche für das erfindungsgemäße Verfahren geeignet sind, müssen demnach vollkommen neu und ohne Innenteil entwickelt werden. Die Form und Konstruktion des Anbauteils ändern sich grundlegend.

Der gesamte Produktionsprozess von Koffern muss für das neue Herstellungsverfahren vollständig verändert werden.

Anbauteile, auf welche bei der Herstellung von Koffern besonde res Augenmerk gelegt wird und welche im Stand der Technik häufi ger erwähnt sind und welche besonders hohe Kräfte übertragen müssen, lassen sich insbesondere in Vorrichtungen für die Befes tigung von Rädern (Radgehäuse und dgl.) und Ausziehgriffe unterscheiden. Herkömmliche Radgehäuse oder Halterungen für Aus ziehstangen werden für Koffer typischerweise aus mehreren Kompo nenten (Innenelemente, Außenelemente, Schrauben) zusammenge setzt. Bei Radgehäusen muss die Kofferschale des Koffers mindes tens mit Löchern für Schrauben versehen sein, oft ragt aber auch ein Teil des Radgehäuses so in die Kofferschale, dass diese über große Öffnungen zum Einlass dieser Radgehäuse in das Innere des Koffers verfügen muss. Bei Halterungen für Ausziehstangen sind Öffnungen mindestens in der Größe der Ausziehstangen notwendig.

Üblicherweise überlappen das Innenelement und das Außenelement die Öffnungen und Löcher in der Kofferschale mit einem kleinen Rand, um mögliche Toleranzen auszugleichen; ansonsten aber wer den die Anbauteile recht kompakt gehalten. Die Ziele dieser Kon struktion sind eher kompakte Abmessungen und die negativen Ef fekte der Schraube und Öffnungen für die Festigkeit der Koffer schale und der Anbauteile zu minimieren. Das Rad selbst wird über Lager und Achsen am Radgehäuse befestigt. Diese Lager und Achsen sind teilweise überspritzte Metallbauteile. Da die Kraft ohnehin nur über die Schraubpunkte übertragen wird, ist eine spezielle spannungsminimierende Harmonie von Kofferschale und Radgehäuse nicht notwendig. Kofferschale und Anbauteil können nur entlang weniger Punkte in Kontakt sein. Das Außen- oder In nenelement ist typischerweise mit Schraubdomen ausgestattet, in welchen die Schrauben fixiert werden. Diese Schraubdome müssen über eine gewisse Höhe verfügen, um der Schraube ausreichend Halterung zu ermöglichen.

Demgegenüber sind Anbauteile, welche erfindungsgemäß entwickelt wurden, gänzlich anders aufgebaut und geformt. Die Anbauteile können Kräfte über ihre gesamte Kontaktfläche an die Koffer schale weitergeben. Die Anbauteile kommen ohne Innenteil aus. Um die höchsten Momente ableiten zu können und die Kräfte möglichst großflächig auf die Kofferschale zu verteilen sind kompakte For men eher nachteilig, die Anbauteile werden also eher großflächig in Kontakt mit der Kofferschale ausgelegt. Sowohl Kofferschale als auch Anbauteile verfügen idealerweise über gerundete, span nungsminimierende Formen und schmiegen sich großflächig aneinan der an. Öffnungen oder Löcher in der Kofferschale sind nicht mehr notwendig, die Kofferschale bleibt somit vollkommen durchgehend und von innen optisch ansprechend und wesentlich fester, da Punkte mit Spannungsspitzen vermieden werden. Die An bauteile verfügen nicht mehr über Vorrichtungen zur Aufnahme von Schrauben (Schraubdome, Schraublöcher und dgl.) sondern bleiben im Wesentlichen flächig-kompakt entlang der Kofferschale.

Wird die stoffschlüssige Verbindung durch Ultraschallschweißen oder Vibrationsschweißen erzeugt, können kleine aufzuschmelzende Vorsprünge als Teil der Ausformung der Anbauteile aber auch auf der Kofferschale vorgesehen sein. Diese aufzuschmelzenden Vor sprünge können relativ frei gestaltet werden, sodass ein optima ler Herstellungs- bzw. Verbindungsprozess ermöglicht wird. Die Position, Form und Anzahl kann entsprechend der verwendeten Vib rationsfrequenzen und weiteren Prozessparametern optimiert wer den.

Das Innenelement entfällt beim erfindungsgemäßen Herstellungs verfahren und Koffer gänzlich. Es ist nicht mehr notwendig oder hilfreich, denn die Kräfte werden über die stoffschlüssige Ver bindung direkt vom Anbauteil auf die Kofferschale übertragen und es entstehen keine Spannungsspitzen. Lager und Achsen können einstückig mit dem Anbauteil gefertigt sein und so geformt sein, dass Kräfte spannungsminimierend abgeleitet werden.

Der Verbindungsvorgang von herkömmlichen Anbauteilen mit der Kofferschale geschieht heute per Hand, wobei das meist aus Kunststoff-Spritzguss hergestellte Außenelement mittels elektri schem Schraubenzieher an das Innenelement geschraubt wird und die Kofferschale dabei zwischen diesen beiden Teilen eingeklemmt wird. Dies erfordert einerseits nur wenig geschulte Arbeits kräfte und günstige Maschinen, andererseits ist der Anteil an Handarbeit relativ hoch. Mögliche menschliche Fehler können nicht ausgeschlossen werden. Die Kosten für den Vorgang hängen von den Kosten menschlicher Arbeitskraft ab und steigende Löhne führen direkt zu einer Erhöhung der Kosten.

Demgegenüber kann das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren auch vollautomatisiert oder zumindest teilautomatisiert ablau fen. Die Investitionskosten sind dadurch höher, aber die Pro zesse und Toleranzen können genau kontrolliert werden, die Stückkosten sind vergleichsweise geringer und unabhängiger von Lohnkosten.

Nachteilig an einer festen, nicht lösbaren stoffschlüssigen Ver bindung von Kofferschale und Anbauteil ist, dass die Anbauteile nicht für eventuelle Reparaturen ausgetauscht werden kann. Um diesem potenziellen Nachteil entgegenzuwirken können die erfin dungsgemäßen Anbauteile so geformt sein, dass sie zur Aufnahme und lösbaren Befestigung weiterer Bauteile ausgelegt sind, wel che dann auswechselbar sind. Gegenüber herkömmlichen Bauweisen bietet diese Variante den Vorteil, dass die Kofferschale ohne Öffnungen und Löcher bleibt, somit die Kräfte wesentlich besser übertragen werden, und die Kofferschale fester ist, weil keine Spannungsspitzen an Löchern auftreten. Auch bleibt das Innere des Koffers sauber, das Innenteil entfällt, eine Stoffverdeckung von Schrauben und Innenteil ist nicht mehr notwendig. Es wird also in dieser Variante die Konstruktion insgesamt stärker und das Gewicht des Koffers wird leichter, das Innere des Koffers wird ansprechender, dennoch die lösbaren Teile der Konstruktion auswechselbar .

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von bevorzugten, nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen noch weiter erläutert. Darin zeigen

Fig. 1 eine schematische Ansicht auf einen Koffer mit zwei Kof ferschalen mit daran angeordneten Anbauteilen;

Fig. 2a und 2b Schnittansichten auf die Verbindung eines Radge häuses als Anbauteil an einer Kofferschale eines Koffers nach der herkömmlichen Methode und der erfindungsgemäßen Methode;

Fig. 3 ein erfindungsgemäßes Herstellungsverfahren eines Koffers mittels Ultraschallschweißen;

Fig. 4 ein weiteres erfindungsgemäßes Herstellungsverfahren ei nes Koffers mittels Vibrationsschweißen;

Fig. 5 ein erfindungsgemäßes Herstellungsverfahren eines Koffers mittels Laserschweißen;

Fig. 6 bis 9 verschiedene erfindungsgemäße Herstellungsverfahren eines Koffers durch Überspritzen eines Anbauteils;

Fig. 10 ein herkömmliches Herstellungsverfahren eines Koffers über Schrauben;

Fig. 11 ein erfindungsgemäßes halbautomatisiertes Herstellungs verfahren eines Koffers mittels Ultraschallschweißen;

Fig. 12a und 12b schematisch eine herkömmliche Verbindung eines Radgehäuses als Anbauteil an einem Koffer mit einer Kof ferschale;

Fig. 13a bis 13c verschiedene Gestaltungsmöglichkeiten der er findungsgemäßen Anbauteile und bzw. oder Kofferschale ei nes Koffers; und

Fig. 14 ein Schnittbild eines Ausschnitts eines Koffers mit daran angeordnetem erfindungsgemäßen Anbauteil und Abdeckele menten.

Fig. 1 zeigt einen Koffer 1 bestehend aus zwei Kofferschalen la, lb, mit verschiedenen daran angeordneten und damit verbundenen Anbauteilen 31, wie zum Beispiel Handgriffhalterungen 2, Radge häusen 3, einem Stopper 4 oder einer Haltevorrichtung 5 für eine Ausziehstange .

Fig. 2a und 2b zeigen in Schnittansichten vergleichsweise unter schiedliche Konstruktionen von Anbauteilen 31, in diesem Bei spiel Radgehäuse 3, wobei die Verbindung in herkömmlicher Weise mittels Schrauben (Fig. 2a) und einer erfindungsgemäßen Weise (Fig. 2b) erfolgt.

Fig. 2a zeigt einen beispielhaften herkömmlichen Anbauteil 31.

Das beispielhafte herkömmliche Radgehäuse 3 besitzt ein Außen element 14a und ein Innenelement 12, welche die mit Öffnungen 19 versehene Kofferschale la, lb des Koffers 1 zwischen sich ein- klemmen, indem vom Inneren Schrauben 11 in die Schraubdome 15 des Außenelements 14a des Anbauteils 31 gesetzt werden. Das Au ßenelement 14a und das Innenelement 12 überdecken jeweils mit tels einer Überlappung D die Öffnungen 19 in der Kofferschale la, lb. Auf Grund der notwendigen Höhe der Schraubdome 15 liegt das Außenelement 14a nur in wenigen Punkten 20 an der Koffer schale la, lb. Im Inneren des Koffers 1 befindet sich eine Abde ckung 13, üblicherweise aus Stoff, welche die Schrauben 11 und das Innenelement 12 optisch verdecken. Die vertikale Achse 16a für die Räder kann als übersprizter Metallteil oder einstückig mit dem Außenelement 14a hergestellt sein. Fig. 2b hingegen zeigt einen erfindungsgemäßen Anbauteil 31, welcher sich entlang einer vergleichsweise großen Oberfläche 10 an die Kofferschale la, lb schmiegt und dort durch das erfin dungsgemäße Herstellungsverfahren angebracht wird. Es ist kein Innenelement und keine Innenabdeckung vorgesehen oder notwendig. Das beispielhafte Radgehäuse 3, 14b schmiegt sich harmonisch und ohne Spannungsspitzen an die Kofferschale la, lb an, ohne diese zu unterbrechen. Die Kofferschale la, lb ist daher ohne Löcher ausgeführt und muss in ihrem Inneren nicht von einer Abdeckung verdeckt werden. Das Radgehäuse 3 ist in dieser Variante einstü ckig ausgeführt und integriert dabei die Achse 16b für das Rad bereits in einer Form, die Kräfte optimal aufnimmt und großflä chig an die Kofferschale la, lb ableitet. In diesem Beispiel ergibt sich zwischen Kofferschale und Anbauteil ein hohler Be reich.

Fig. 3 zeigt ein erfindungsgemäßes Herstellungsverfahren eines Koffers 1 durch Ultraschallschweißen. Dabei wird der Anbauteil 31 an der dafür vorgesehenen Position auf der Kofferschale la, lb aufgelegt. Eine Sonotrode 24 der Ultraschallschweißvorrich tung vibriert dabei den Anbauteil 31 in vertikaler Richtung und gegen ein Fixierelement 23 bzw. Gegenstück in einer Frequenz, die dazu geeignet ist, die Oberfläche des Anbauteils 31 und bzw. oder der Kofferschale la, lb aufzuschmelzen und dadurch eine haltbare Verbindung zwischen Kofferschale la, lb und Anbauteil 31 zu erzeugen.

Fig. 4 zeigt ein alternatives erfindungsgemäßes Herstellungsver fahren wie in Fig. 3, allerdings wird in diesem Beispiel der An bauteil 31 nicht durch vertikale Bewegungen der Sonotrode 24, sondern durch horizontale Bewegungen der Sonotrode 24 beim Vib rationsschweißen aufgeschmolzen.

Fig. 5 zeigt ein alternatives erfindungsgemäßes Herstellungsver fahren, allerdings wird in diesem Beispiel der Anbauteil 31 und/oder die Kofferschale la, lb durch Einwirkung eines Lasers 29 aufgeschmolzen.

Die Fig. 6 bis 8 zeigen erfindungsgemäße Herstellungsverfahren entsprechend den Figuren 3 bis 5, mit dem Unterschied, dass die Anbauteile 31 zur Verbesserung der Funktionalität und/oder der Festigkeit einen überspritzten Metallteil 30 enthalten.

Fig. 9 zeigt ein erfindungsgemäßes Herstellungsverfahren, wobei der Anbauteil 31 direkt auf der Kofferschale la, lb im zunächst geschmolzenen Zustand erzeugt wird. Hierfür wird die Koffer schale la, lb im Inneren zumindest stellenweiße mit einem Fixie relement 26 fixiert und eine Überspritzform 25 von außen auf die Kofferschale la, lb gedrückt. Durch einen Kanal 28 wird der ge schmolzene Kunststoff 27 in einen Hohlraum in der Überspritzform 25 gepresst und kühlt dort ab und verfestigt sich. Danach werden Überspritzform 25 und Fixierelement 26 entfernt. Dieser Vorgang kann vollautomatisiert werden, was allerdings mit hohen Investi tionskosten verbunden ist. Nachteilig ist weiters, dass die An bauteile 31 dabei in ihrer Gestaltung diversen prozessbedingten Einschränkungen unterliegen.

Fig. 10 zeigt ein herkömmliches Herstellungsverfahren, wobei ein Außenelement 14a und ein Innenelement 12 eines Radgehäuses 3 über Schrauben 11, welche in Schraubdome 15 greifen, auf der Kofferschale la, lb mit dafür vorgesehenen Öffnungen 19 fixiert werden.

Fig. 11 zeigt ein beispielhaftes halbautomatisiertes erfindungs gemäßes Herstellungsverfahren eines Koffers 1 mit Hilfe einer vorbereiteten Haltevorrichtung 23. Dabei werden zunächst die An bauteile 31 in die für die Anbauteile 31 vorgesehenen Positionen in die Haltevorrichtung 23 eingelegt, danach wird die Koffer schale la, lb eingelegt und mittels Fixierelementen 24 fixiert. Nun werden durch Ultraschallschweißen mittels Sonotroden 24 die Anbauteile 31 mit der Kofferschale la, lb verbunden und danach der erfolgreich verbundene Verbund aus Kofferschale la, lb und Anbauteilen 31 zur weiteren Verarbeitung aus der Haltevorrich tung 23 entnommen. Dieses Verfahren kommt mit relativ geringen Investitionskosten aus. Die einzelnen Schritte der Herstellung können per Hand oder per Roboter durchgeführt werden.

Fig. 12a zeigt die Zusammensetzung eines typischen herkömmlichen Anbauteils 31, in diesem Fall eines Radgehäuses 3, in einer Explosionsansicht. Zu erkennen ist das Außenelement 14a mit Schraubdomen 15, zwei Innenelemente 12 sowie das Radelement 22 welches beispielsweise über Schrauben oder Nieten 23 am Außen element 14a fixiert wird. Auf Grund der notwendigen Höhe der Schraubdome 15 liegt das Außenelement 14a nur in wenigen Punkten 20 an der Kofferschale la, lb des Koffers 1 an.

Fig. 12b zeigt eine dreidimensionale Ansicht einer typischen ge brochenen Kofferschale la, lb aus der Praxiserfahrung, wobei Kräfte auf das Außenelement 14a zu groß waren und die Koffer schale la, lb an einer Öffnung 19 für die Schraube oder Niete 23 ausgebrochen ist und die Kofferschale la, lb dabei zerstört wurde.

Die Figuren 13a, 13b und 13c zeigen Anbauteile 31 mit kleinen aufzuschmelzenden Vorsprüngen 6, 7 im Detail. Die Vorsprünge 6,

7 sind sinnvollerweise in den erfindungsgemäßen Anbauteilen 31 an der der Kofferschale la, lb zugewandten Seite bzw. Oberfläche 10 bzw. Kontaktfläche zwischen Anbauteil 31 und Kofferschale la, lb und bzw. oder auch an der Kofferschale la, lb selbst (nicht dargestellt) integriert. Durch Reibe- oder Vibrationsvorgänge entsprechend den Figuren 3 oder 4 werden diese Vorsprünge 6, 7 erhitzt und schmelzen auf, wodurch eine sehr feste und dauer hafte Verbindung von Anbauteil 31 und Kofferschale la, lb ermög lich wird. Fig. 13a zeigt eine Ansicht von Vorsprüngen 6 in dreidimensionaler Ansicht, Fig. 13b verschiedene beispielhafte Wege von Vorsprüngen 7 auf beispielhaften Oberflächen bzw. Kon taktflächen von Anbauteilen 31, welche je nach Krafteinwirkung und Bauteilform gewählt werden können. Fig. 13c zeigt eine drei dimensionale Ansicht eines erfindungsgemäßen einstückigen Anbau teils 31 in Form eines beispielhaften Radgehäuses 3 mit Vor sprüngen 6, 7 an vielen strategisch geeigneten Stellen, welche bei der Verbindung mittels Ultraschallschweißen aufgeschmolzen werden können und die stoffschlüssige Verbindung zur Koffer schale la, lb hersteilen. Die Position, Größe und Form der Vor sprünge 6, 7 ist so gewählt, dass sie für den Prozess und die dabei gewählten Vorrichtungen und Maschinen optimal ist.

Fig. 14 zeigt eine mögliche zwei- beziehungsweise mehrteilige Ausführungsform eines Anbauteils 31 bzw. Radgehäuses 3, welcher sich entlang einer möglichst großen Oberfläche 10 an die Koffer schale la, lb des Gepäckstücks 1 bzw. Koffers 21 schmiegt und dort durch das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren angebracht wird. Die Kofferschale la, lb ist ohne Löcher ausgeführt und muss in ihrem Inneren nicht von einer Abdeckung verdeckt werden. Der Anbauteil 31, beispielsweise das Radgehäuse 3, ist in dieser Variante zweiteilig ausgeführt, wobei das Anbauteil 3a so ausge führt ist, dass es zur lösbaren Befestigung des Achsteils 3c ge eignet ist. Für die Fixierung des Achsteils 3C sind diverse be kannte mechanische Methoden geeignet, beispielsweise ein Bajo nettverschluss oder diverse andere Verriegelungen und derglei chen. Die vertikale Achse 16c für das Rad besteht in dieser Va riante aus Metall, welches von Kunststoff überspritzt wurde.

Claims

Patentansprüche :

1. Verfahren zur Herstellung eines Koffers (1), mit zumindest einer Kofferschale (la, lb) und zumindest einem funktionalen, im Gebrauch stärker belasteten Anbauteil (31), wie zum Beispiel ei ner Handgriffhalterung (2), einem Radgehäuse (3), einem Stopper (4), einer Haltevorrichtung (5) für eine Ausziehstange oder dgl., welcher zumindest eine Anbauteil (31) an einer dafür vor gesehenen Position mit der zumindest einen Kofferschale (la, lb) verbunden wird, wobei

- die zumindest eine Kofferschale (la, lb) zumindest teilweise aus thermoplastischem Material bereitgestellt wird,

- der zumindest eine Anbauteil (31) zumindest teilweise aus thermoplastischem Material bereitgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass

- der zumindest eine Anbauteil (31) zumindest teilweise an der der Kofferschale (la, lb) zugewandten Seite mit einer der Ober fläche der zumindest einen Kofferschale (la, lb) an der vorgese henen Position entsprechenden nach dem Verbindungsvorgang kom plementären Oberfläche (10) versehen wird,

- der zumindest eine Anbauteil (31) an der vorgesehenen Position an der zumindest einen Kofferschale (la, lb) positioniert wird,

- der zumindest eine Anbauteil (31) mit der zumindest einen Kof ferschale (la, lb) stoffschlüssig verbunden wird, und

- die zumindest eine Kofferschale (la, lb) im Inneren glatt und störungsfrei und im Wesentlichen unterbrechungsfrei ausgebildet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Anbauteil (31) mit der zumindest einen Koffer schale (la, lb) durch Kunststoffschweißen, beispielsweise Ultra schallschweißen, Vibrationsschweißen oder Laserschweißen, stoff schlüssig verbunden wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Anbauteil (31) an der vorgesehenen Position an der zumindest einen Kofferschale (la, lb) mit einer Haltevor richtung (23) positioniert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Anbauteil (31) an der der zumindest ei nen Kofferschale (la, lb) zugewandten Oberfläche (10) und bzw. oder die zumindest eine Kofferschale (la, lb) an der für die Verbindung mit dem zumindest einen Anbauteil (31) vorgesehenen Position mit Vorsprüngen (6, 7) versehen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Anbauteil (31) mit der zumindest einen Koffer schale (la, lb) durch Überspritzen des zumindest einen Anbau teils (31) auf der zumindest einen Kofferschale (la, lb) stoff schlüssig verbunden wird, indem eine Überspritzform (25) mit ei nem dem zumindest einen Anbauteil (31) entsprechenden Hohlraum an der vorgesehenen Position an der Kofferschale (la, lb) posi tioniert wird, und der zumindest eine Anbauteil (31) durch Ein bringen des Kunststoffs in den Hohlraum der Überspritzform (25) mit der zumindest einen Kofferschale (la, lb) hergestellt und Stoffschlüssig verbunden wird, und der Koffer (1) nach dem Ab kühlen aus der Überspritzform (25) entnommen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Anbauteil (31) mit der zumindest einen Koffer schale (la, lb) durch Kleben stoffschlüssig verbunden wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, dass der zumindest einen Anbauteil (31) und bzw. oder die zumindest eine Kofferschale (la, lb) mit Carbon-, Aramid- o- der Glasfasern und bzw. oder Metallteilen verstärkt wird.

8. Koffer (1) mit zumindest einer Kofferschale (la, lb) und zu mindest einem funktionalen, im Gebrauch stärker belasteten An bauteil (31), wie zum Beispiel einer Handgriffhalterung (2), ei nem Radgehäuse (3), einem Stopper (4), einer Haltevorrichtung (5) für eine Ausziehstange oder dgl., welcher zumindest eine An bauteil (31) an einer dafür vorgesehenen Position mit der zumin dest einen Kofferschale (la, lb) verbindbar ist, wobei

- die zumindest eine Kofferschale (la, lb) zumindest teilweise aus thermoplastischem Material besteht,

- der zumindest eine Anbauteil (31) zumindest teilweise aus thermoplastischem Material besteht, dadurch gekennzeichnet, dass - der zumindest eine Anbauteil (31) zumindest teilweise an der der Kofferschale (la, lb) zugewandten Seite mit einer der Ober fläche der zumindest einen Kofferschale (la, lb) an der vorgese henen Position entsprechenden nach dem Verbindungsvorgang kom plementären Oberfläche (10) versehen ist, der zumindest eine An bauteil (31) mit der zumindest einen Kofferschale (la, lb) stoffschlüssig miteinander verbunden ist, und die zumindest eine Kofferschale (la, lb) im Inneren glatt und störungsfrei und im Wesentlichen unterbrechungsfrei ausgebildet ist.

9. Koffer (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Anbauteil (31) und bzw. oder die zumindest eine Kofferschale (la, lb) durch Carbon-, Aramid oder Glasfasern oder Metallteile verstärkt ist.

10. Koffer (1) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Anbauteil (31) an der der zumindest ei nen Kofferschale (la, lb) zugewandten Oberfläche (10) und bzw. oder die zumindest eine Kofferschale (la, lb) an der für die Verbindung mit dem zumindest einen Anbauteil (31) vorgesehenen Position mit Vorsprüngen (6, 7) versehen ist.