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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Querträger, angeordnet, um sich in
einer Richtung der Breite eines Fahrzeuges zu erstrecken, entsprechend
des Oberbegriffteiles des unabhängigen
Anspruchs 1 und betrifft ein Herstellungsverfahren eines Querträgers nach
dem Oberbegriffteil des unabhängigen
Anspruchs 15.
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Ein
Querträger,
der auf der Rückseite
eines Armaturenbretts angeordnet ist, um sich in Richtung der Breite
eines Fahrzeuges zu erstrecken, hat beide Enden an dem Rahmenaufbau
eines Fahrzeuges befestigt. Der Querträger spielt eine Rolle als ein
Rahmenaufbau in der Richtung der Breite des Fahrzeuges als ein Tragteil
für verschiedene
Bauelemente, z. B. für
das Armaturenbrett, die Säulenwelle,
den Luftsack etc.. Die offen gelegte Japanische Patentanmeldung
(heisei) Nr. 8-282333 zeigt diese Art von Querträger, der in den 1 und 2 gezeigt
ist.
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In
den 1 und 2 enthält in einem Stück der Querträger 50 einen
Hauptrahmen 51, der sich in der Richtung der Breite des
Fahrzeuges erstreckt, und ein Paar von Halterungen 52,
die an angemessenen Teilen (z. B. an beiden Enden) des Hauptrahmens
befestigt sind. Der Hauptrahmen 51 ist aus faserverstärkten Wärmehärtenden
Kunststoff hergestellt, während
die Halterungen 52 aus faserverstärkten thermoplastischen Kunststoff
hergestellt sind. Der Hauptrahmen 51 enthält einen
Rahmenkörper 51a mit
einem darin gebildeten hohlen Teil 53, eine innere Schicht 51b,
die innerhalb des Körpers 51 angeordnet
ist, und eine äußere Schicht 51c,
die außen
des Körpers 51 angeordnet
ist. Der Rahmenkörper 51a ist
aus faserverstärkten,
Wärmehärtenden
Kunststoff hergestellt. Die inneren und die äußeren Schichten 51b, 51c sind
aus faserverstärkten thermoplastischen
Kunststoff hergestellt, der zu dem der Halterung 52 ähnlich ist.
D. h., in dem Stand der Technik ist, da der Querträger 50 aus
Kunststoffmaterial hergestellt ist und das hohle Teil 53 des
Hauptrahmens 51 als ein Klimatisierungskanal verwendet wird,
ein Gewichtsersparnis, ein Reduzierung der Anzahl der Bauteile,
eine Kostenersparnis und eine Reduzierung der Zusammenbauschritte,
eine Raumersparnis etc. erreicht worden.
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In
dem zuvor erwähnten
Querträger 50 kann jedoch
keine ausreichende Festigkeit in den einzelnen Teilen des Bauteils
erreicht werden, die erforderlich ist, um eine hohe Festigkeit im
Vergleich mit den anderen Teilen zu haben. Z. B. ist es in dem Fall, in dem
der Querträger 50 auf
der Rückseite
eines Armaturenbretts angeordnet ist, erforderlich, dass die Teile
des Bauteils, die eine Säulenwelle
lagern, eine besonders hohe Festigkeit haben.
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Da
zusätzlich
der Hauptrahmen 51 und die Halterungen 52 durch
unterschiedliche Arten von Kunststoffmaterialien gebildet sind,
tritt das Problem der Verschlechterung der Effektivität bei der
Wiederaufbereitung auf.
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Inzwischen
ist der herkömmlich
Querträger durch
Spritzgießen
von Kunststoff in den Umfang des Hauptrahmens geschaffen worden
(siehe die Veröffentlichungen
der offen gelegten Japanischen Patentanmeldung Nr. 2000-220598 und
des Japanischen Patents Nr. 3219407). Es ist jedoch zu beachten, dass
der Querträger,
der durch diese Gießverfahren hergestellt
worden ist, nicht immer eine hohe Festigkeit zeigt. Zusätzlich besteht
die Möglichkeit
des Verdrehens und des Biegens in dem Querträger.
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WO
01/70558 A1 zeigt einen Querträger,
der angeordnet ist, um sich in der Richtung der Breite des Fahrzeuges
zu erstrecken, der beide Enden an der Raumstruktur eines Fahrzeuges
befestigt hat, wobei der Querträger
aufweist einen Basisrahmen, der sich in Richtung der Breite erstreckt,
und Verstärkungsrahmenteile,
die mit dem Basisrahmen einstückig
gebildet sind, um den Umfang des Basisrahmens innerhalb bestimmter
Bereiche des Basisrahmens in der Richtung der Breite des Fahrzeuges
abzudecken, wobei der Basisrahmen und die Verstärkungsrahmenteile aus demselben
Kunststoffmaterial oder aus mehreren Kunststoffmaterialen, die zu
demselben Materialsystem gehören,
hergestellt werden.
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Es
ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung einen verbesserten Querträger, wie
oben angezeigt, und ein verbessertes Herstellungsverfahren eines Querträgers zu
schaffen, um die Festigkeit des Querträgers zu erhöhen.
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Entsprechend
eines Vorrichtungsaspektes der vorliegenden Erfindung wird diese
Aufgabe durch einen Querträger
entsprechend des unabhängigen Anspruchs
1 gelöst.
Da die Teile des Querträgers,
die mit den Verstärkungsrahmenteilen
abgedeckt sind, jeweils Doppelschichtaufbauten haben, die den Basisrahmen
und jeweils die Verstärkungsrahmenteile aufweisen,
können
diese Teile des Querträgers
mit hoher Festigkeit im Vergleich zu den anderen Teilen des Querträgers versehen
werden. Zusätzlich
ist es, sofern es erforderlich ist, den so fertig gestellten Querträger zum
Wiederaufbereiten zu zerlegen, möglich,
den Querträger
durch ein übliches
Wiederaufbereitungsverfahren zu zerlegen, da der Basisrahmen und
die Verstärkungsrahmenteile
aus Kunststoffmaterialen, die zu demselben Materialsystem gehören, hergestellt
werden. Demzufolge ist es möglich,
die Teile des Querträgers,
die eine hohe Festigkeit haben müssen,
mit einer hohen Festigkeit herzustellen. Zusätzlich ist der so fertig gestellte
Querträger
in der Effektivität
der Wiederaufbereitung überlegen.
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Entsprechend
eines Verfahrensaspektes der vorliegenden Erfindung wird die vorerwähnte Aufgabe
entsprechend des unabhängigen
Anspruchs 15 gelöst.
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Da
die Teile des Querträgers
mit den Verstärkungsrahmenteilen
abgedeckt werden, die jeweils Doppelschichtaufbauten haben, die
jeweils den Basisrahmen und jeweils die Verstärkungsrahmenteile aufweisen,
können
diese Teile des Querträgers
mit hoher Festigkeit im Vergleich mit den anderen teilen des Querträgers versehen
werden. Zusätzlich
ist es, wenn es erforderlich ist, den so fertig gestellten Querträger für die Wiederaufbereitung
zu zerlegen, möglich,
den Querträger
durch ein übliches
Wiederaufbereitungsverfahren zu zerlegen, da der Basisrahmen und
die Verstärkungsrahmenteile
aus Kunststoffmaterialien hergestellt werden, die zu demselben Materialsystem
gehören.
Demzufolge ist es möglich
die Teile des Querträgers,
die eine hohe Festigkeit haben müssen,
mit hoher Festigkeit zu schaffen. Zusätzlich ist der so fertig gestellte
Querträger
in der Effektivität der
Wiederaufbereitung überlegen.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
des Querträgers
und das Herstellungsverfahren des Querträgers der vorliegenden Erfindung
sind in den entsprechenden Unteransprüchen niedergelegt. Im Folgenden
wird die vorliegende Erfindung in größerer Ausführlichkeit mittels mehrerer
Ausführungsbeispiele derselben
in Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungen erläutert,
wobei:
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1 eine
perspektivische Darstellung eines Querträgers in dem Stand der Technik
ist;
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2 eine
vergrößerte Darstellung
des Teiles C der 1 ist;
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3 eine
perspektivische Darstellung eines Querträgers in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist;
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4A eine
Schnittdarstellung ist, genommen entlang der Linie 4A-4A der 3,
und 4B eine Schnittdarstellung ist, genommen entlang
der Linie 4B-4B der 3;
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5 eine
perspektivische Darstellung eines Basisrahmens ist, um das Herstellungsverfahren des
Querträgers
des Ausführungsbeispieles
der vorliegenden Erfindung zu erläutern;
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6 eine
perspektivische Darstellung von ersten und zweiten Verstärkungsrahmenteilen
ist, um das Herstellungsverfahren des Querträgers des Ausführungsbeispieles
der vorliegenden Erfindung zu erläutern;
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7 eine
perspektivische Ansicht ist, die einen Querträger in Übereinstimmung mit dem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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8 eine
Schnittdarstellung ist, genommen entlang einer Linie 8-8 der 7;
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9 eine
perspektivische Ansicht des Querträgers der 7 in
Explosionsdarstellung ist;
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10 eine
Seitenansicht ist, die ein Ende des Basisrahmens zeigt;
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11 eine
perspektivische Ansicht des Querträgers der 9 in
seiner weiteren Explosionsdarstellung ist;
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12 eine
Schnittdarstellung entlang der Linien 12-12 der 11 ist;
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13 eine
Schnittdarstellung des Inneren einer Werkzeuganordnung ist, die
den Gießzustand des
Querträgers
in Übereinstimmung
mit dem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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14 eine
weitere Schnittdarstellung des Inneren der Werkzeuganordnung ist,
die den Gießzustand
des Querträgers
in Übereinstimmung
mit dem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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15 eine
perspektivische Ansicht ist, die den Fluss des geschmolzenen Kunststoffes
in der Nähe
einer Nabe des Basisrahmens zeigt;
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16 eine
perspektivische Ansicht ist, die das Ende des Basisrahmens in Übereinstimmung
mit dem zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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17 eine
perspektivische Ansicht ist, die die Nähe des Basisrahmens in Übereinstimmung
mit dem zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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18 eine
perspektivische Ansicht ist, die den Fluss des geschmolzenen Kunststoffes
in der Nähe
der Nabe des Basisrahmens des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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19 eine
Schnittdarstellung ist, genommen entlang einer Linie 19-19 der 16;
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20 eine
Schnittdarstellung des Basisrahmens ist, wenn geschmolzener Kunststoff
in den Umfang des Basisrahmens, der keine Rippen hat, eingespritzt
wird; und
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21 eine
Schnittdarstellung des Basisrahmens ist, wenn geschmolzener Kunststoff
in den Umfang des Basisrahmens, der Rippen hat, eingespritzt wird.
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Entsprechend
eines ersten Ausführungsbeispieles
der vorliegenden Erfindung enthält,
wie in den 3 und 4 gezeigt,
ein Querträger 1 einen
Basisrahmen 2, ein erstes Verstärkungsrahmenteil 3 und ein
zweites Verstärkungsrahmenteil 4,
die alle in einem Stück
gefertigt sind. Der Basisrahmen 2 ist auf der Rückseite
eines Armaturen brettes (nicht gezeigt) eines Fahrzeuges angeordnet,
um sich in der Richtung der Breite des Fahrzeuges zu erstrecken.
Innerhalb eines Bereiches eines Sitzes des Fahrers in der Richtung
der Breite des Basisrahmens 2 ist das erste Verstärkungsrahmenteil 3 angeordnet,
um den Umfang des Basisrahmens 2 abzudecken. Auf der gegenüberliegenden
Seite des ersten Verstärkungsrahmenteiles 3 ist
das zweite Verstärkungsrahmenteil 3 angeordnet,
um den Umfang des Basisrahmens 2 an seinem Ende abzudecken.
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Der
Basisrahmen 2 hat eine zylindrische Form, um im Inneren
ein hohles Teil 2a zu haben. Der Basisrahmen 2 ist
auf beiden Seiten desselben mit den Öffnungen 2b, 2b,
die mit dem hohlen Teil 2a in Verbindung sind, versehen.
Da die Öffnungen 2b, 2b jeweils
mit dem Kanalrohr (nicht gezeigt) in Verbindung sind, bildet das
hohle Teil 2a einen Teil des Klimatisierungskanals (nicht
gezeigt). An einer im Wesentlichen Zwischenposition des Basisrahmens 2 in der
Richtung der Breite des Fahrzeuges sind eine Segeltuchhalterung
und eine Bauteil-Verbindungshalterung (beide nicht gezeigt) angeordnet,
um den Klimatisierungskanal zu befestigen.
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Das
erste Verstärkungsrahmenteil 3 ist
mit einem Seitenhalterungsteil 5, einem Säulenwellen-Halterungsteil 6,
einem Karosseriebefestigungs-Halterungsteil 7, einem Traghalterungsteil 8 etc.
in einem Stück
versehen. Das Seitenhalterungsteil 5 ist an einem Ende
des ersten Verstärkungsrahmenteils 3 und
außerdem
an einem seitlichen Rahmenaufbau (nicht gezeigt) auf einer Seite
des Fahrzeuges angeordnet. Eine Säulenwelle 11 ist an
einem Säulenwellen-Halterungsteil 6 durch
eine Passhalterung 10 befestigt. Ein Karosserierahmen (nicht gezeigt)
oder dergleichen ist an dem Karosseriebefestigungs-Halterungsteil 7 oder
dergleichen befestigt. Ein Traghalterungsteil 8 ist an
dem anderen Ende des ersten Verstärkungsrahmenteils 3 angeordnet
und außerdem
an einer Armaturenstrebe 12 (als ein Tragteil) durch sein
oberes Ende befestigt. Das untere Ende der Armaturenstrebe 12 ist
an einem Karosserieaufbau des Fahrzeuges befestigt, so dass das
erste Verstärkungsrahmenteil 3 auf
beiden Seiten desselben an der Fahrzeugkarosserie befestigt ist.
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Andererseits
ist das zweite Verstärkungsrahmenteil 4 auf
seiner einen Seite mit nur einem Seitenhalterungsteil 9 versehen.
Das Seitenhalterungsteil 9 ist an einem weiteren Rahmenaufbau
(nicht gezeigt) auf der anderen Seite des Fahrzeuges befestigt.
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Bei
dem zuvor erwähnten
Aufbau ist der Querträger 1 an
beiden Enden desselben an den Rahmenaufbauten der Fahrzeugkarosserie
befestigt und auch an dem Mittelteil an der Fahrzeugkarosserie durch
die Armaturenstrebe 12 befestigt.
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Die
Materialien des Basisrahmens 2 und die ersten und zweiten
Verstärkungsrahmenteile 3, 4 werden
nachstehend beschrieben. Der Basisrahmen 2 und die ersten
und zweiten Verstärkungsrahmenteile 3, 4 werden
aus demselben technischen Kunst stoffmaterial oder aus mehreren technischen
Kunststoffmaterialien hergestellt, die Kunststoffmaterialien sind,
die zu demselben Materialsystem gehören. Im Detail wird der Basisrahmen 2 durch
ein technisches Kunststoffmaterial gebildet, das Glasfaser von 15
bis 50 Gehalts-% enthält,
deren Elastizität
größer als
10 GPa bei absoluter Trockenheit und 5 GPa bei Nässe beträgt. Als dieses technische Kunststoffmaterial wird
empfohlen Polypropylen (PP), Nylon 6 (PA6), Nylon 66 (PA 66), aromatisches
Nylon (aromatisches PA), Polybutylen-Teraphtalat (PBT), Polypropylen-Oxid
(PPO), Polyphenyl-Sulphid (PPS), Flüssigkristall-Polyesther (LCP),
Polyimid (PI), Blattgussverbindungen (SMC), Polyesther oder Legierungen
von einigen dieser Materialien. Als das Material zum Verstärken (Füllmaterial)
können,
außer
der Glasfaser, Talk, Kohlenstofffaser, Kevlar-Faser, Metallfaser (rostfreier
Stahl etc.), Naturfaser (Spreu, Kokosnussschalen, Kenaf etc.) oder
diese Verbindungen verwendet werden.
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Hingegen
sind die ersten und zweiten Verstärkungsrahmenteile 3, 4 jeweils
durch technisches Kunststoffmaterial gebildet worden, das Glassfaser von
30% oder mehr enthält,
deren Elastizität
größer als
25 GPa bei absoluter Trockenheit und 20 GPa bei Nässe beträgt. D. h.,
die ersten und zweiten Verstärkungsrahmenteile 3, 4 sind
aus einem Material mit einer hohen Steifigkeit im Vergleich zu dem
Basisrahmen 2 hergestellt. Als dieses technische Kunststoffmaterial
werden Polypropylen (PP), Nylon 6 (PA6), Nylon 66 (PA
66), aromatisches Nylon (aromatisches PA), Polybutylen-Teraphtalat
(PBT), Polypropylen-Oxid (PPO), Polyphenyl-Sulphid (PPS), Flüssigkristall-Polyesther
(LCP), Polyimid (PI), Blattgussverbindungen (SMC), Polyesther oder
Legierungen von einigen dieser Materialien empfohlen. Als das Material
zum Verstärken
(Füllmaterial)
können,
außer
der Glasfaser, Talk, Kohlenstofffaser, Kevlar-Faser, Metallfaser
(rostfreier Stahl etc.), Naturfaser (Spreu, Kokosnussschalen, Kenaf
etc.) oder diese Verbindungen vorgesehen werden.
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Alternativ
können
als die Materialien des Basisrahmen s2 und der ersten und zweiten
Verstärkungsrahmenteile 3, 4 im
Hinblick auf das gegenseitige Klebevermögen und auf die Effektivität bei der Wiederverwertung
Basispolymere, die zu demselben Materialsystem gehören, verwendet
werden.
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Entsprechend
dieses Ausführungsbeispieles ist
es möglich,
die Teile des Bauteils der ersten und zweiten Verstärkungsrahmenteile 3, 4 mit
einer bemerkenswert hohen Festigkeit herzustellen. Somit ist es,
da das Verstärkungsrahmenteil 3 auf
der Seite des Sitzes vom Fahrer angeordnet ist, wo es erforderlich
ist, die Säulenwelle
zu befestigen, möglich, ein
Lenkungslagerungsteil mit hoher Festigkeit trotz des aus Kunststoff
hergestellten Querträgers 1 zu schaffen.
Zusätzlich
ist es möglich,
das seitliche Halterungsteil 5 mit einer hohen Steifigkeit
zu bilden. Da beide Enden der ersten und zweiten Verstär kungsrahmenteile 3, 4 an
den Rahmenaufbauten der Fahrzeugkarosserie befestigt sind ist es
möglich,
die Festigkeit des Querträgerteiles
selbst zu verbessern. Insbesondere werden die Befestigungskräfte der
ersten und zweiten Verstärkungsrahmenteile 3, 4 an
der Fahrzeugkarosserie erhöht,
um den Einbaufahrzeugteilen, die durch die Teile 3, 4 getragen
werden, zu gestatten, mit der Fahrzeugkarosserie fest verbunden
zu werden.
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Der
Querträger 1 wird
wie folgt hergestellt. Zuerst wird, wie in der 5 gezeigt,
der Basisrahmen 2 getrennt durch Einspritzgießen und
miteinander Verschweißen,
z. B. durch Oszillationsschweißen oder
durch Ultraschallschweißen,
gebildet.
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Als
nächstes
werden die ersten und zweiten Verstärkungsrahmenteile 3, 4 durch
Einspritzgießen gebildet,
während
der Basisrahmen 1 in der Gießform eingesetzt ist. D. h.,
der Querträger 1 wird
durch Einspritzgießen
der ersten und zweiten Verstärkungsrahmenteile 3, 4 auf
dem Basisrahmen 2 hergestellt.
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In
dem Querträger 1,
der durch das zuvor erwähnte
Herstellungsverfahren hergestellt worden ist, ist es, da die Teile
des Bauteils, die mit den ersten und zweiten Verstärkungsrahmenteilen 3, 4 abgedeckt
worden sind, Doppelschichtaufbauten haben, die den Basisrahmen 2 und
die Verstärkungsrahmenteile 3, 4 aufweisen,
für die
Teile des Bauteils möglich,
eine hohe Festigkeit im Vergleich mit den anderen Teilen des Teiles 1 zu
haben. Insbesondere gestattet, da der Querträger 1 auf der Seite
des Fahrersitzes mit dem Doppelschichtaufbau durch das Verstärkungsrahmenteil 3 mit
der Säulenwellenhalterung 6 vorgesehen
ist, die Anordnung dem Querträger 1,
durch die Säulenwelle 11 etc.
fest gelagert zu werden. Wenn der Querträger 1 zum Zwecke der Wiederaufbereitung
in Stücke
zerlegt wird, ist ein übliches
Wiederaufbereitungsverfahren für
seine Zerlegung anwendbar, da der Basisrahmen 2 und die
ersten und zweiten Verstärkungsrahmenteile 3, 4 aus Kunststoffmaterialien
hergestellt worden sind, die zu demselben Materialsystem gehören. Auf
diese Weise kann der Querträger 1 so
aufgebaut werden, dass die Teile des Bauteils, die eine hohe Festigkeit
erfordern, mit einer hohen Festigkeit hergestellt werden. Überdies
ist der Querträger 1 in
der Effektivität
der Wiederaufbereitung überlegen.
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Entsprechend
des zuvor beschriebenen Ausführungsbeispieles,
da das Hohlteil 2a des Basisrahmens 2 als ein
Klimatisierungskanal verwendet wird, kann es hergestellt werden,
während
die Anzahl der Bauteile und die Anzahl der Zusammenbauschritte reduziert
wird. Alternativ kann das Hohlteil 2a des Basisrahmens 2a als
ein Raum für
die Verdrahtung für
die Verkabelung verwendet werden.
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Da
die ersten und zweiten Verstärkungsrahmenteile 3, 4 des
vorherigen Ausführungsbeispieles durch
hoch-feste Materialien im vergleich mit dem Basisrahmen 2 ge bildet
werden, können
die Teile 2, 4 mit einer bemerkenswert hohen Festigkeit
aufgebaut werden. Demzufolge ist es möglich, die Säulenwelle 11 etc.
sicher zu tragen.
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Es
ist in dem zuvor erwähnten
Ausführungsbeispiel
zu beachten, dass der Basisrahmen 2 und die ersten und
zweiten Verstärkungsrahmenteile 3, 4 durch
die technischen Kunststoffmaterialien gemeinsam hergestellt werden
können.
Trotzdem können natürlich, so
lange wie sie Kunststoffmaterialien sind, die zu demselben Materialsystem
gehören,
der Basisrahmen 2 und die ersten und zweiten Verstärkungsrahmenteile 3, 4 durch
andere Materialien hergestellt werden.
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Da überdies
entsprechend des zuvor erwähnten
Ausführungsbeispiels
die ersten und zweiten Verstärkungsrahmenteile 3, 4 auf
beiden Seiten des Basisrahmens 2 angeordnet sind, und auch
bei den seitlichen Halterungsteilen 5, 9, die
an den seitlichen Rahmenaufbauten (nicht gezeigt) der Fahrzeugkarosserie
befestigt sind, vorgesehen sind, gestattet die Anordnung den seitlichen
Halterungsteilen 5, 9 mit hoher Festigkeit hergestellt
zu werden, um dadurch das Befestigen der seitlichen Rahmenaufbauten
zu verstärken.
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Es
ist auch zu beachten, dass es, da das erste Verstärkungsrahmenteil 3 mit
dem Traghalterungsteil 8 zum Befestigen der Instrumentenstrebe 12 an dem
anderen Ende vorgesehen ist, möglich
ist, beide Enden des ersten Verstärkungsrahmenteils 3 an
den Rahmenaufbauten (nicht gezeigt) der Fahrzeugkarosserie zu befestigen.
Demzufolge kann die Festigkeit des Querträgers 1 selbst, insbesondere
die Befestigungskraft des ersten Verstärkungsrahmenteils 3 an
der Fahrzeugkarosserie erhöht
werden, um den Einbaubauteilen (z. B. die Säulenwelle 11), die
durch das erste Verstärkungsrahmenteil 3 getragen
werden, zu gestatten, an der Fahrzeugkarosserie fest verbunden zu
werden.
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Da
der Basisrahmen 2 des Ausführungsbeispieles durch Einspritzgießen getrennt
gebildet wird, ist es möglich,
sogar einen Basisrahmen mit einer komplizierten Konfiguration mit
Leichtigkeit herzustellen. Außer
dem separaten Einspritzgießen
kann der Basisrahmen 2 durch andere Bildungsverfahren, z.
B. durch Extrudieren, Blasformen, verlorenen Kern etc. hergestellt
werden.
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In
dem zuvor erwähnten
Ausführungsbeispiel
werden die ersten und zweiten Verstärkungsrahmenteile 3, 4 im
Wesentlichen durch Einspritzgießen
hergestellt, in dem ein Teil des Basisrahmens 3, 4 in
eine Gießform
eingesetzt wird und geschmolzenes wird in die geschlossene Gießform gedrückt. Die ersten
und zweiten Verstärkungsrahmenteile 3, 4 können auch
durch Einspritzen von unter Druck stehender Schmelze oder durch
Einspritz-Druckgießen und
dergleichen hergestellt werden, in dem geschmolzenen Material in
eine Gießform
eingespritzt wird, die einen leichten Spalt hat, wobei danach eine Druckkraft
auf das geschmolzene Material auggebracht wird. Bei dieser Art des
Ein spritzgießens
können
die ersten und zweiten Verstärkungsrahmenteile 3, 4 gegossen
werden, ohne eine große
Einspritzkraft auf den Basisrahmen 2 anzulegen.
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In
dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel
ist ein Querträger 1 auf
der Rückseite
des Armaturenbretts (nicht gezeigt) der Fahrzeugkarosserie und auch
in der Richtung der Breite des Fahrzeuges angeordnet. In der Modifikation
ist die vorliegende Erfindung auch auf einen Querträger 1 anwendbar,
der in einer Position ist, die anders als die zuvor genannte Position
ist, und die ein Teil ist, das eine hohe Festigkeit erfordert.
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Insbesondere
entsprechend des zuvor erwähnten
Ausführungsbeispieles
ist es möglich,
einen Basisrahmen mit einer komplizierten Konfiguration mit Leichtigkeit
herzustellen. Zusätzlich
ist es möglich,
die Verstärkungsrahmenteile
durch Einspritzgießen
herzustellen, ohne dabei einen großen Einspritzdruck auf den
eingesetzten Basisrahmen aufzubringen, wodurch die Verstärkungsrahmenteile
mit einer bemerkenswert hohen Festigkeit hergestellt werden können.
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Wie
in der 7 gezeigt, wird ein Querträger 110 des zweiten
Ausführungsbeispieles
im Detail durch ein Lenkteil gebildet, das zwischen den unteren
Teilen der vorderen Stützen
vor dem Fahrgastraum angeordnet ist, um sich in Richtung der Breite des
Fahrzeuges zu erstrecken und um die Lenksäule und die Armaturentafel
zu tragen. Der Querträger 110 enthält einen
Basisrahmen 111, der sich über die gesamte Breite des
Fahrgastraumes in der Richtung der Breite des Fahrzeuges erstreckt,
und ein Verstärkungsrahmenteil 112,
das die Teile des Basisrahmens verstärkt, die sich von dem unteren
Teil der vorderen Stütze
(auf der Seite des Fahrersitzes) in die Nähe der Lenksäule erstreckt,
um die Lenksäule
zu tragen. Wie in der 8 gezeigt, als eine Schnittdarstellung,
die entlang einer Linie 8-8 der 7 genommen
wurde, sind sowohl der Basisrahmen 111, als auch das Verstärkungsrahmenteil 112 geformt,
um ovale Abschnitte zu haben. Beim Zusammenbau wird der Basisrahmen 111 in
das Verstärkungsrahmenteil 112 zur
gegenseitigen Befestigung eingesetzt.
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Wie
in der 9 gezeigt, weist das Kreuzteil 110 ein
Deckelteil 113 auf der linken Seite, den oberen Basisrahmen 111 und
das Verstärkungsrahmenteil 112 auf.
Das Verstärkungsrahmenteil 112 ist
mit dem Basisrahmen 111 verbunden, damit sich nicht das
vorherige mit dem letzteren berührt;
trotzdem zeigt die 9 den Basisrahmen 111,
der von dem Verstärkungsrahmenteil 112 zum
Zwecke der Erläuterung
separat ist. Für
die Funktion des Kanalteiles der Klimaanlage (nicht gezeigt) ist
der Basisrahmen 111 hohlförmig und mit der Klimaanlage
in der Nähe der
Zwischenposition in der Richtung der Breite verbunden. Im Hinblick
darauf ist der Basisrahmen 111 auf beiden Seiten dessel ben
mit Bohrungen 117, 118 zum Ausblasen von Luft
in den Fahrgastraum versehen. Ähnlich
ist auch das Verstärkungsrahmenteil 112 mit
einer Bohrung 112b für
das Überlappen
der Bohrung 118 des Basisrahmens 111 versehen.
Das Deckelteil 113 hat ein Befestigungsteil 113a,
das gebildet ist, um an dem unteren Teil der vorderen Stütze auf
der Seite des Beifahrers verbunden zu werden.
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In
der 9 hat der Basisrahmen 111 eine Mehrzahl
von Vorsprüngen 114,
die gebildet sind, um von der äußeren Oberfläche des
Rahmenteils vorzuspringen, um mit dem Verstärkungsrahmenteil 112 abgedeckt
zu werden. Jeder der Vorsprünge 114 ist gebildet,
um im Wesentlichen säulenförmig zu
sein. Außerdem
sind, wie in der 12 repräsentativ gezeigt, die Vorsprünge 114 (es
ist nur einer gezeigt) gebildet, um sich in der vertikalen Richtung
im Hinblick der Erleichterung beim Entfernen der Gießformen
nach dem Gießen
gebildet. Wie in der 10 gezeigt, sind die Vorsprünge 114 in
unterschiedlichen Positionen in der axialen Richtung des Basisrahmens 111 angeordnet.
Mit anderen Worten, der einzelne Vorsprung 114 ist in jedem
der radialen Querschnitte, gezeigt in der Figur mit gestrichelten
Linien, vorhanden.
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11 ist
eine perspektivische Ansicht des Basisrahmens 111 in seiner
Explosionsdarstellung. Wie in dieser Figur gezeigt ist, ist der
Basisrahmen 111 nach oben und unten durch zwei halbe Teile 115, 116,
die aus Kunststoff hergestellt sind, geteilt. Das obere halbe Teil 115 ist
mit den oberen Öffnungen 117, 118 auf
beiden Seiten in der axialen Richtung versehen. Das obere halbe
Teil 115 hat ein Paar von parallelen Flanschen 119,
die gebildet sind, um sich in der axialen Richtung zu erstrecken.
Das untere halbe Teil 116 hat ähnlich ein Paar von parallelen Flanschen 120,
die gebildet sind, um sich in der axialen Richtung zu erstrecken.
Beim Zusammenbauen werden die Flansche 119, 120 der
halben Teile 115, 116 angeordnet, um einander
anzuliegen und werden außerdem
miteinander durch Vibrationen verschweißt. Auf diese Weise wird der
Basisrahmen 111 fertig gestellt, während im Inneren ein hohles
Teil gebildet wird.
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Wie
bereits zuvor erwähnt
sind die Vorsprünge 114 auf
der äußeren Oberfläche des
oberen halben Teils 115 gebildet. Nochmals wiederholt,
diese Vorsprünge 114 sind
gebildet, um sich in der vertikalen Richtung zu erstrecken, um das
Entfernen der Gießformen
von dem Gießteil 115 zu
erleichtern.
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Andererseits
ist das Verstärkungsrahmenteil 112 mit
einem Befestigungsteil 112a versehen, um an dem unteren
Teil der vorderen Stütze
auf der Seite des Sitzes vom Fahrer verbunden zu werden. Nochmals,
das Verstärkungsrahmenteil 112 hat
eine Öffnung 112b,
die gebildet ist, um der Öffnung 117 des Basisrahmens 111 zu
entsprechen.
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Als
nächstes
wird nachstehend das Herstellungsverfahren des zuvor konstruierten
Querträgers 110 beschrieben.
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13 ist
eine Schnittdarstellung, die den Basisrahmen 111 und das
Innere einer Gießform 121,
die darin den Basisrahmen 111 unterbringt, zeigt. Die Gießform 121 weist
auf eine obere Gießform 123,
die ihre obere Oberfläche
mit einer Anschnittöffnung 122 versehen
hat, und eine untere Gießform 124,
um unter der oberen Gießform 123 angeordnet
zu werden. Wie in der 13 gezeigt, wenn die Gießform 121 in
ihrem geschlossenen Zustand ist, während darin der Basisrahmen 111 untergebracht
ist, ist sein Teil (auf der Seite des Fahrersitzes) in der Gießform 121 untergebracht,
während das
andere Teil des Basisrahmens 111 angeordnet ist, um von
der Gießform 121 vorzuspringen.
Es wird erneut angemerkt, dass das Innere des Basisrahmens 111 hohl
geformt wird, um das Rahmenteil, untergebracht in der Gießform 121,
zu enthalten. In der Gießform 121 werden
die jeweiligen Spitzen der Vorsprünge 114 in Kontakt
mit einer inneren Oberfläche 125 der
Gießform 121 gebracht.
D. h., es wird ein Hohlraum 126 zwischen der inneren Oberfläche der Gießform 121 und
dem Basisrahmen 111 gebildet. Die Höhe des Hohlraums 126 ist
im Wesentlichen zu der des Vorsprungs 144 und auch zu der
Dicke des Verstärkungsrahmenteils 112 gleich.
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Wenn
das Verstärkungsrahmenteil 112 hergestellt
wird, wird es ausgeführt,
den geschmolzenen Kunststoff 127, der durch Mischen mit
Glasfasern oder Kohlenstofffasern gemischt worden ist, in die Gießform 121 durch
die Anschnittöffnung 122 hinein zu
fließen.
Als ein Ergebnis fließt,
wie in der 14 gezeigt, der geschmolzene
Kunststoff 127 von der oberen Seite des Hohlraums 126 in
die untere Seite, so dass der Hohlraum 126 mit dem geschmolzene Kunststoff 127 aufgefüllt wird.
Außerdem
fließt,
wie in der 15 gezeigt, da jeder Vorsprung 114 in
der Form einer im Wesentlichen Säule
ist, der geschmolzene Kunststoff 127, während er rund um den Umfang
des Vorsprungs 114 gelangt, mit einem reduzierten Widerstand.
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Entsprechend
des Querträgers 110 des zweiten
Ausführungsbeispieles,
da die Vorsprünge 114 der
im Wesentlichen gleichen Höhe
mit der inneren Oberfläche 125 der
Gießform 121 in
Kontakt kommen, gibt es keine Möglichkeit,
dass der Basisrahmen 111, während des Einfüllens des
geschmolzenen Kunststoffes 127 in die Gießform 121 sich
in der diametralen Richtung bewegt. Demzufolge ist es möglich, das
Verstärkungsrahmenteil 112 mit
einer im Wesentlichen konstanten Dicke in der Richtung des Umfangs
zu versehen.
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Zusätzlich ist
infolge des Vorsehens der Vorsprünge 114 einer
mehrfachen Anzahl das sich ergebende Verstärkungsrahmenteil 112 mit
dem Basisrahmen 111 durch die Vorsprünge 114 fest im Eingriff. Demzufolge
ist es möglich,
sowohl die Torsionssteifigkeit, als auch die Biegesteifigkeit des
Basisrahmens 111 geenüber
dem Verstärkungsrahmenteil 112 zu
verstärken.
Nochmals wieder, da die Vorsprünge 114 geformt
sind, um jeweils im Wesentlichen säulenförmig zu sein, wird die Fließfähigkeit
des geschmolzenen Kunststoffes 127 nicht zu sehr beeinflusst,
was dem geschmolzenen Kunststoff 127 gestattet, sich effektiv
aus dem Hohlraum in die Gießform 121 auszubreiten.
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Bezüglich des
Profils des Vorsprungs 114 ist dieses nicht nur auf eine
in dem Beispiel gezeigte, im Wesentlichen Säulenform begrenzt. Folglich
kann der Vorsprung 114, wenn nur ein Profil verwendet würde, das
nicht veranlasst, dass sich der Strömungswiderstand des geschmolzenen
Kunststoffes 127 erhöht,
in einem regelmäßigen Vieleck
in der Schnittdarstellung geformt werden.
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Entsprechend
des zweiten Ausführungsbeispieles,
da das Verstärkungsrahmenteil 112 vorgesehen
ist, den Basisrahmen 111 zu verstärken, ist es möglich, die
mechanische Festigkeit des Lenkteils (auf der Seite des Fahrersitzes),
das sowohl eine hohe Lagerungsfestigkeit, als auch eine Funktion
als Kanal erfordert, zu verbessern. Zusätzlich ist es, da der Verstärkungsabschnitt
nicht mehr als Teil des Basisrahmens 111, trotz der Verwendung
des faserverstärkten
Kunststoffes, der in der Festigkeit vorteilhafter als der Kunststoff
ist, der den Basisrahmen 111 bildet, möglich, eine Erhöhung in
den Herstellungskosten des Querträgers 110 infolge des
erhöhten
Gewichts und des Materials, auf das Äußerte zu unterdrücken.
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Da
außerdem
die Vorsprünge 114 an
dem Basisrahmen 111 mit der inneren Oberfläche des Verstärkungsrahmenteils 112 im
Eingriff sind, ist es möglich,
die Verbindungsfestigkeit zwischen dem Basisrahmen 111 und
dem Verstärkungsrahmenteil 112 durch
die Vorsprünge 114 zu
verbessern. Es ist auch zu beachten, dass die Vorsprünge 114 dazu
dienen, sowohl die Torsionssteifigkeit, als auch die Biegesteifigkeit
des gesamten Querträgers 110 zu
verbessern.
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Als
nächstes
wird nachstehend ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung beschrieben. Es ist zu beachten, dass die Bauteile, die zu
den Bauteilen in dem zweiten Ausführungsbeispiel identisch sind,
jeweils mit denselben Bezugszeichen angezeigt werden und demzufolge
ihre wiederholte Beschreibung weggelassen wird.
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Entsprechend
des dritten Ausführungsbeispieles
ist, wie in der 16 gezeigt, ein Basisrahmen 151 vorgesehen,
der auf seiner äußeren Oberfläche mit
Vorsprüngen 154 und
Rippen 153, die die Vorsprünge 154 miteinander
verbinden, versehen ist. Jede Rippe 153 ist angeordnet,
um die angrenzenden Vorsprünge 154, 154 miteinander
zu verbinden. Eine Mehrzahl von dreieckigen Flächen 155 wird durch
diese Rippen 153 gebildet. Wie in der 17 gezeigt,
hat die Rippe 153 eine Höhe, die niedriger als die des
Vorsprungs 154 ist. Im Detail, die vorherige Höhe beträgt die Hälfte der
Höhe der
letzteren.
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18 ist
eine perspektivische Darstellung, die das Fließen des geschmolzenen Kunststoffes 127 außerhalb
des Basisrahmens 151 des dritten Ausführungsbeispieles zeigt. Aus
dieser Figur wird es verstanden, dass der geschmolzene Kunststoff 127,
der in die Gießform 121 durch
die Anschnittöffnung 122 zugeführt wird,
entlang der Rippe 153 fließt und auch die Rippe 153 umgibt.
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Wie
in der 19 gezeigt wird, nachdem der geschmolzene
Kunststoff 127 fest geworden ist, das Verstärkungsrahmenteil 152 außerhalb
des Basisrahmens 151 gebildet. In dem Verstärkungsrahmen teil 152 ist
seine äußere Oberfläche 151a mit
der Spitze des Vorsprungs 154 auf einem Niveau.
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Als
ein Bezug ist es, wie in der 20 gezeigt,
zu beachten, dass dann, wenn der geschmolzene Kunststoff 127 außerhalb
eines Basisrahmens 160, der keine Rippen hat, eingefüllt wird,
die Möglichkeit
ansteigt, dass eine dünne
Seitenwand 161 des Basisrahmens 151 durch den
Druck F der Schmelze, der auf den Basisrahmen 160 auferlegt wird,
nach innen kollabiert. Jedoch gibt es, wie in der 21 gezeigt,
da der Basisrahmen 151 dieses Ausführungsbeispieles mit den Rippen 153 versehen
ist, infolge der verbesserten Steifigkeit gegenüber dem Druck F der Schmelze
keine Möglichkeit
des Kollabierens in der Seitenwand des Basisrahmens 151.
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Zusammenfassend
wird infolge des Vorsehens der Naben 154 und der Rippen 153 an
dem Umfang des Basisrahmens 151, in Übereinstimmung mit dem dritten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung, der Rahmen 151 sowohl in der Torsionssteifigkeit,
als auch in der Biegesteifigkeit verbessert, wodurch überdies
die Festigkeit des gesamten Querträgers weiter verbessert werden
kann.