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Diese
Anmeldung beansprucht den Vorteil nach 35 U. S. C. § 119(e)
der provisorischen Anmeldung mit der Nummer 61/164,700, die am 30.
März 2009 mit dem Titel „Energie absorber with
anti-squeak-anti-rattle-feature” angemeldet wurde, wobei
deren gesamter Inhalt hierin in ihrem gesamten Umfang eingeschlossen
ist.
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HINTERGRUND:
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Energieabsorber, die beispielsweise
zum Absorbieren von Energie in Personenfahrzeugen eingesetzt werden.
Die vorliegende Offenbarung soll jedoch nicht auf nur Personenfahrzeuge
beschränkt sein.
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Viele
unterschiedlich geometrisch geformte, thermogeformte Energieabsorber
sind bekannt, wie z. B. diese, die in den
US-Patenten mit den Nr. 6,017,084 ;
6,221,292 ;
6,199,942 ;
6,247,745 ;
6,679,967 ;
6,682,128 ;
6,752,450 ;
7,360,822 ;
7,377,577 ;
7,384,095 ;
7,404,593 ;
7,625,024 ;
7,628,444 und
7,625,036 dargestellt und beschrieben
sind. Diese Formen haben bewiesen, dass sie dynamische Kraft-gegen-Auslenkungs-Kurven
bereitstellen, die eine relativ „Rechteck-Wellen” Form erzeugen,
wenn deren Krafteigenschaften als Funktion der Auslenkung verglichen
werden. Oft liegen diese ausgebildeten Energieabsorber bei Anwendungen im
Automobilbau zwischen einer Klasse-A Oberfläche (wie z.
B. eine Stoßfängerverkleidung, einer Dachverkleidung
oder einer Türverkleidung) und einer festen Metallplattenstruktur.
Der Energieabsorber ist typischerweise mit 3–5 mm Abstand
zu einer Oberfläche ausgebildet und an der anderen angebracht.
In einigen Fällen wird es jedoch notwendig sein, die Gesamttiefe
des Energieabsorbers zu vergrößern, so dass die
nicht-angeordnete Oberfläche näher an der anderen
Oberfläche während des normalen Fahrzeugbetriebs
ist. Weiterhin können Produktvariationen bewirken, dass
einige Bereiche näher sind als die optimale Lückendistanz.
Wenn der Energieabsorber leicht die gegenüberliegende Oberfläche
kontaktiert, wie z. B. auf Grund der Bewegung und der Trägheit
des Fahrzeugs und der jeweiligen Komponenten des Fahrzeugs, kann
ein Brummen, Rattern oder Quietschen gehört werden, was
Kunden beanstanden oder als störend empfinden. Dieses Geräusch
tritt auf, da die flache Hartkunststoffoberfläche gegen
die gegenüberliegende Struktur anschlagen oder gleiten
kann.
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Manchmal
werden Materialien den Energieabsorbern hinzugefügt oder
benachbart zu den Energieabsorbern in dem Bestreben positioniert,
dieses Problem zu lösen. Z. B. wurden in der Vergangenheit Fasermatten,
Flockenmaterial, Schaummatten oder andere Arten eines flexiblen
Materials zu einer der Oberflächen hinzugefügt,
die dafür verantwortlich sind, um bezüglich des
Geräuschs zu versuchen, die Schwere des Brummens oder Klopfens
zu verringern oder zu eliminieren und/oder die Möglichkeit
einer Übertragung von einer Oberfläche in die
andere (oder der Übertragung über die andere,
was ein Quietschen verursacht) zu eliminieren. Dies benötigt jedoch
die Anschaffung und die Anordnung einer separaten Komponente, was
zusätzliche Komplexität, Kosten und Gewicht verursacht.
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KURZFASSUNG DER VORLIEGENDEN
ERFINDUNG
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Nach
einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Energieabsorber
eine Basisplatte und eine Vielzahl an Quetschnasen, die sich von
der Basisplatte erstrecken. Jede Quetschnase umfasst eine Seitenwand,
die zum Quetschen und Kollabieren ausgerichtet ist, um Energie zu
absorbieren, wenn ein Aufprall in einer ersten Richtung stattfindet, und
umfasst eine erste Endwand. Wenigstens eine von der Basisplatte
und der Endwand von wenigstens einer Quetschnase umfasst ein integral
ausgebildetes, hervorstehendes Gegenmaßnahmemittel mit
niedrigerer Standfestigkeit als die Quetschnasen, so dass das hervorstehende
Gegemnaßnahmemittel zum Dämpfen einer Bewegung
agiert, welche Brummen, Quietschen und/oder Rattern zwischen der Endwand
und einer benachbarten Struktur verursacht.
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Eine
weitere Aufgabe ist es, ein BSR-Gegenmaßnahmemittel bereitzustellen,
das nicht zum Gewicht einer Endbaugruppe hinzugefügt wird.
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Eine
weitere Aufgabe ist es, ein BSR-Gegenmaßnahmemittel bereitzustellen,
das nicht erheblich die energieabsorbierenden Eigenschaften des
Absorbers beeinflusst.
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Nach
einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein
Energieabsorber eine Basisplatte und eine Vielzahl an Quetschnasen,
die sich von der Basisplatte erstrecken, wobei jede Quetschnase
eine Seitenwand umfasst, die zum Quetschen und Kollabieren ausgerichtet
ist, um Energie zu absorbieren, wenn ein Aufprall in einer ersten
Richtung stattfindet, und umfasst eine Endwand, wobei die Endwand
ein integral ausgebildetes Gegenmaßnahmemittel mit niedrigerer
Standfestigkeit als die Quetschnasen umfasst, wobei das Gegenmaßnahmemittel
sich in einer Richtung weg von der Quetschnase erstreckt, so dass
das Gegenmaßnahmemittel zum Dämpfen einer Bewegung
agiert, die andernfalls Brummen, Quietschen und/oder Rattern zwischen
dem Energieabsorber und der benachbarten Struktur verursachen würde.
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Nach
einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren
Schritte zum Ausbilden eines Energieabsorbers mit einer Basisplatte
und Quetschnasen, die sich von der Basisplatte in einer Höhendimension
erstrecken, und zur Ausbildung integraler Gegenmaßnahmemittel
mit schwächerer Standfestigkeit als die Quetschnasen, die
sich außerhalb der Höhendimension erstrecken.
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Nach
einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine thermogeformte
Komponente, die aus einer Platte aus aufgeheiztem Polymermaterial
thermogeformt ist, bereitgestellt, um den Raum zwischen zwei zusammengebauten
Komponenten, die einen Leerraum zwischen sich definieren, einzunehmen,
wobei der Leerraum eine Dickenrichtung und Längsrichtungen,
die im Wesentlichen senkrecht zu der Dickenrichtung sind, aufweist.
Die thermogeformte Komponente umfasst eine Basisplatte und eine
Vielzahl an thermogeformten Strukturen, die sich von der Basisplatte
erstrecken, wobei jede thermogeformte Struktur eine Seitenwand umfasst,
die sich im Wesentlichen in der Dickenrichtung erstreckt und wenigstens
eine Wand umfasst, die sich im Wesentlichen in senkrechten Richtungen
erstreckt und eine Endwand umfasst, wobei die Endwand ein integral
ausgebildetes Gegenmaßnahmemittel mit niedrigerer Standfestigkeit
als die thermogeformten Strukturen umfasst, wobei sich das Gegenmaßnahmemittel
in einer Richtung im Wesentlichen entlang der Dickenrichtung und
weg von den thermogeformten Strukturen erstreckt, so dass das Gegenmaßnahmemittel
zum Dämpfen einer Bewegung agiert, die andernfalls Brummen,
Quietschen und/oder Rattern zwischen der thermogeformten Komponente
und einer der zwei zusammengebauten Komponenten verursacht.
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Nach
einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren
Schritte des Bereitstellens einer Komponente, des Ausbildens eines Energieabsorbers,
der Quetschnasen und wenigstens ein Gegenmaßnahmemittel
an einem Ende von einer Quetschnasen umfasst, wobei das Gegenmaßnahmemittel
als eine Komponente konfiguriert ist oder mit dieser in Eingriff
steht oder diese anzieht, wenn sie benachbart angeordnet sind, so
dass Brummen, Quietschen und Rattern, die durch die Bewegung des
Energieabsorbers relativ zu dem benachbarten Teil verursacht werden,
eliminiert werden und wobei das Zusammenbauen des Energieabsorbers und
der Komponente in benachbarten Positionen relativ zueinander mit
dem Gegenmaßnahmemittel eine Bewegung verhindert, die ein
Brummen, Quietschen oder Rattern verursachen würde.
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Nach
noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein
Thermoumformungsapparat ein Heizgerät zum Aufheizen einer
flachen Platte eines Polymermaterials, wenigstens ein Thermoformgebungsgesenk
zum Ausbilden der flachen Platte zu einem dreidimensionalen Energieabsorber mit
einer Basisplatte und einer Vielzahl an Quetschnasen und Werkzeuge
zum Ausbilden eines BSR-Gegenmaßnahmemittels in wenigstens
einer der Basisplatte und der Quetschnasen.
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Diese
und andere Aspekte, Objekte und Merkmale der vorliegenden Erfindung
werden durch das Studium der folgenden Beschreibung, Ansprüche
und beigefügten Zeichnungen verstanden und von einem Fachmann
erkannt.
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KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Die 1 ist
eine Schnittansicht von gegenüberliegenden Gesenken zum
Thermoformen, um eine Platte zu einem Energieabsorber mit einer
Vielzahl an hervorragenden Quetschnasen zu formen und jede weist
an deren Basisplatte ein integriertes Gegenmaßnahmemittel
auf, um Brummen, Quietschen und Knattern (buzzes, squeaks and rattles (BSR))
an der Installation zu reduzieren.
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Die 2 ist
eine Schnittansicht, die den thermogeformten Energieabsorber gemäß 1 darstellt;
und die 3 ist eine Schnittansicht, die den
Energieabsorber in einer installierten Position in einer Dachstruktur
eines Personenfahrzeugs darstellt.
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Die 4–6 und 7–9 sind Schnittansichten
eines modifizierten Energieabsorbers; die 4–6 und 7–9 sind
jeweils ähnlich zu den 1–3,
jedoch weisen sie die BSR-Gegenmaßnahmemittel auf, die
an einem oberen Ende der Quetschnasen ausgebildet sind.
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Die 4A ist ähnlich
zu der 4, jedoch von einem modifizierten Werkzeug.
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Die 10–12 sind
Schnittansichten eines thermogeformten Energieabsorbers mit (einer) Quetschnase(n),
wobei die 10 den Energieabsorber darstellt,
während er zuerst thermogeformt wird, die 11 eine
sekundäre Stanze (oder ein nachgelagert positioniertes
Stanzwerkzeug in einer Thermoumformlinie) darstellt und die 12 den
Energieabsorber gemäß 10 darstellt,
jedoch das integrale BSR-Gegenmaßnahmemittel umfasst.
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Die 13–15 sind
Schnittansichten eines modifizierten Energieabsorbers, ähnlich
zu den 10–12,
jedoch mit einem alternativ geformten BSR-Gegenmaßnahmemittel.
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Die 16–19 veranschaulichen Quetschnasen,
die jeweils ähnlich zu den 14–15 sind,
jedoch mit alternativ geformten BSR-Gegenmaßnahmemittel.
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Die 20–22, 23–25, 26–28 und 29–30 sind
Schnittansichten von modifizierten Energieabsorbern, die jeweils ähnlich
zu den 10–12 sind,
jedoch mit alternativ geformten BSR-Gegenmaßnahmemittel.
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Die 31 und 32 sind
eine Draufsicht und eine Schnittansicht eines alternativ modifizierten Energieabsorbers
mit einem weiteren alternativen BSR-Gegenmaßnahmemittel
(wobei das Gegenmaßnahmemittel einen Magnet umfasst).
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Wie
durch die verschiedenen Variationen, die in den beigefügten
Figuren und in der nachfolgenden Ausführung dargestellt
sind, veranschaulicht ist, ist in Erwägung zu ziehen, dass
während des üblichen Herstellungsverfahren des
Teils eine „weiche” Struktur des Gegenmaßnahmemittels
(hier „BSR-Gegenmaßnahmemittel” genannt)
an der/n Position(en) eines potentiellen Brummens, Quietschens oder
Ratterns („BSR-Geräusche” genannt) integral ausgebildet,
oder in das existierende Material eines Energieabsorbers getrimmt
oder an diesem angebracht werden kann. Das BSR-Gegenmaßnahmemittel
weist eine relativ geringere Längsfestigkeit/Standfestigkeit
auf als die Quetschnase, mit der es verbunden ist.
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So
agiert es als Dämpfer, wodurch die Wahrscheinlichkeit von
erheblichen Brumm-, Quietsch- und/oder Rattergeräuschen
in dem endmontierten Produkt (d. h. in dem Gehäuse, Personenfahrzeug) enorm
reduziert wird. Weiterhin kann eine bedeutende Reduzierung der Zusammenbaukosten
und eine Reduzierung des Gewichts mit nur einem minimalen Anstieg
der Werkzeug- und/oder Teileherstellungskosten realisiert werden.
Im Besonderen werden nachfolgend die Dachverkleidungskonstruktionen dargestellt.
Jedoch wird es für einen Fachmann selbstverständlich
sein, dass die vorliegende Offenbarung nicht nur auf Dachverkleidungen
beschränkt ist, sondern in vielen anderen Anwendungen angewandt
werden kann, einschließlich, aber nicht beschränkt
auf andere Positionen in einer Fahrgastzelle eines Fahrzeugs (z.
B. Türen, Instrumententafeln, Verkleidungskomponenten für
die A-, B- und C-Säulen und Dachstützstrukturen
der Fahrzeuge und anderen Komponenten).
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Der
veranschaulichte Energieabsorber 10 (1–3)
umfasst eine Matrix aus hohlen (tassenförmig oder pyramidenförmig
mit flachen Seiten) dreidimensionalen Quetschnasen 11,
die sich von einer Basisplatte 12 erstrecken, wobei jede
daran ein BSR-Gegenmaßnahmemittel 15 aufweist.
Es ist zu bemerken, dass die Quetschboxen in jedem gewünschten
Muster, beispielsweise einer orthogonalen oder diagonalen Matrix,
in parallelen Zeilen und Spalten, die teilweise oder im Gesamten
den Bereich eines Fahrzeugdachs einer Fahrgastzelle eines Fahrzeugs
von Seite zur Seite und von vorne nach hinten abdecken würde,
angeordnet sein kann. Weiterhin können die Quetschnasen 11 ähnlich
zueinander sein oder können unterschiedlich sein, um so
unterschiedliche Breiten, Höhen und/oder Querschnittsformen
(parallel oder senkrecht zu der Basisplatte) zu erhalten. Weiterhin
können die Quetschnasen 11 einheitliche oder uneinheitliche
Abstände und/oder unterschiedliche seitliche Verhältnisse
aufweisen und/oder unterschiedlich sein, damit das Dach und die
passenden Strukturen zusammenzupassen, wie es zur Energieabsorption
in unterschiedlichen Bereichen des Teiles benötigt wird.
Z. B. kann der Energieabsorber 10 unterschiedliche Bereiche
aufweisen, wobei einige Bereiche davon Quetschnasen aufweisen, die
in einer ersten Art angeordnet oder ausgebildet sind und wobei andere
Bereiche Quetschnasen aufweisen, die in einer zweiten anderen Art
angeordnet oder ausgebildet sind, was oft bei Energieabsorbern,
die in Dachstrukturen eines Fahrzeuges eingesetzt sind, der Fall
ist, was für einen Fachmann selbstverständlich
ist.
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Der
dargestellte Energieabsorber 10 ist in einer dreidimensionalen
Form aus einer aufgeheizten flachen Platte eines Polymermaterials
mittels gegenüberliegender Formgebungsgesenke 17 und 18 (siehe 1)
thermogeformt und dann abgekühlt, um eine drei-dimensionale
Funktionskomponente (siehe 2) zu bilden.
Die gegenüberliegenden Formgebungsgesenke 17 und 18 sind
dargestellt, es ist jedoch zu erwägen, dass die Konzepte
der vorliegenden Erfindung in anderen Formgebungsprozessen angewandt
werden können, wie z. B. Thermoformgebungsprozesse, die
nur ein einseitiges Gesenk (beispielsweise Vakuum-Thermoformen)
verwenden. Somit können die Konzepte der vorliegenden Erfindung
bei anderen Formgebungsprozessen, wie z. B. Spritzgießen,
Druckgießen und ähnlichem angewandt werden.
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Wenn
er hergestellt ist, ist der veranschaulichte Energieabsorber 10 angepasst,
um zwischen einer Dachverkleidung 13 eines Fahrzeugs und
dessen Dach 14 (siehe 3) zu passen
und im Allgemeinen in einen Spalt dazwischen zu passen, wobei die
Quetschnasen 11 und die Basisplatte 12 im Wesentlichen
konfiguriert sind, um den Raum zwischen der Dachverkleidung 13 und
dem Dach 14 einzunehmen und wobei äußere
Enden 16 (ebenfalls hier „Endwände” genannt)
der Quetschnasen 11 und der Basisplatte 12 im
Wesentlichen mit den profilierten Fügeflächen
der Dachverkleidung 13 und dem Dach 14 zusammenzupassen.
Es ist zu bemerken, dass der veranschaulichte Energieabsorber 10 unterschiedlich
geformte Quetschnasen 11 aufweist, die konfiguriert sind,
um der Ästhetik nachzukommen, während ebenfalls
die Absorption der Energie und Distribution von Stoßbelastungen
optimiert ist, um Kopfverletzungen von Passagieren (wie z. B. während
eines Fahrzeugzusammenstoßes oder eines Überschlagunfalls)
zu reduzieren.
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Wie
oben angemerkt, umfasst der veranschaulichte Energieabsorber 10 weiterhin
ein Gegenmaßnahmemittel 15 (hier auch „weiche
Struktur” genannt) gegen Brummen, Quietschen, Rattern (buzz, squeak,
rattle (BSR)), das integral in seiner Basisplatte 12 (oder
in einer oder mehreren äußeren Enden 16 der
Quetschnasen 11, wie nachfolgend veranschaulicht ist) ausgebildet
ist. Die Gegenmaßnahmemittel 15 weisen eine niedrigere
Standfestigkeit auf als die Quetschnasen 11, so dass deren „Weichheit” im
Wesentlichen zum Eliminieren des Potentials von Brumm-, Quietsch-
und Ratter-(BRS-)Geräusche wirkt, die durch eine wiederholte
geräuscherzeugende Vibration und/oder zyklische Bewegung
des Energieabsorbers 10 gegen benachbarte feste Oberflächen
an der Dachverkleidung 13 und dem Dach 14 verursacht
werden. Es ist zu bemerken, dass Fahrzeughersteller eine beachtliche Zeit
und Aufwand aufwenden, um BSR-Geräusche zu eliminieren,
da sie sehr irritierend sein können und den Fahrer und Passagiere
des Fahrzeuges stören können, insbesondere wenn
die BSR-Geräusche von einer Position kommen, die nahe an
dem Kopf eines Passagiers ist und/oder irgendeiner Komponente in
der Fahrgastzelle des Fahrzeuges stören können,
insbesondere wenn die Geräusche in der Nähe von
Komponenten, die einen Hallraum bilden, erzeugt werden oder durch
diese verstärkt werden.
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Das
veranschaulichte BSR-Gegenmaßnahmemittel 15 (1)
ist durch Stifte 20 gebildet, die von dem oberen Gesenk 17 in
eine passende Tasche in das untere Gesenk 18 hervorstehen
(siehe ebenfalls die anderen Ausführungsformen, wie z.
B. der 4A). Es ist zu bemerken, dass
die Stifte 20 relativ scharf gespitzt sein können,
da die Platte des aufgeheizten thermoplastischen Materialbestands
so heiß ist, dass es schwierig ist, sogar mit einer scharfen
Spitze eine Öffnung durch die Platte zu stoßen. Es
ist jedoch in Erwägung zu ziehen, dass das Werkzeug einen
kegelstumpfförmigen Schaft mit abnehmendem Durchmesser
und einer runden Spitze umfassen kann, so dass sie, falls benötigt,
nicht die Platte durchstechen, so dass die Stifte das Plattenmaterial
nicht strecken und ziehen, wenn das fingerartige, dünnwandige,
hohle, längliche BSR-Gegenmaßnahmemittel 15 ausgebildet
wird. Z. B. können die Gegenmaßnahmemittel 15 einen
sehr schmalen hohlen Finger definieren, dessen Größe,
Form und Länge grundsätzlich ungefähr
gleich einem Reißnagelschaft ist, der von einer Oberfläche
hervorragt. Die veranschaulichten BSR-Gegenmaßnahmemittel 15 sind ausreichend
in der Länge und Festigkeit, um ihre allgemeine längliche
Form aufrecht zu erhalten, nachdem das Material der Basisplatte 12 abgekühlt
ist (siehe 2). Die BSR-Gegenmaßnahmemittel 15 haben
aber relativ niedrige Segmentfestigkeiten, so dass sie leicht umgebogen
werden, wenn sie im Eingriff stehen (siehe 3). Insbesondere
ist zu bemerken, dass die Länge des BSR-Gegenmaßnahmemittels 15 in
Kombination mit den Quetschnasen 11 größer
ist als irgendein zu erwartender Spalt zwischen der Dachverkleidung 13 und
dem Dach 14, so dass das BSR-Gegenmaßnahmemittel 15 die
Dachverkleidung 13 (oder das Dach 14) kontaktiert
und während des Einbaus in das Fahrzeug umgebogen wird.
Das BSR-Gegenmaßnahmemittel 11 kompensiert ebenfalls
Variationen in dem Spalt aufgrund Veränderungen der Bauteiltoleranz,
Veränderungen beim Zusammenbau und anderen Prozess- und
Bauteilvariablen, die zu inkonsistenten Spalten führen. Dies
bewirkt bei den BSR-Gegenmaßnahmemittel 15, dass
sie zum Dämpfen von jeder zyklischen Bewegung oder Vibrationsbewegung
des Energieabsorbers 10 wirken, was wiederum die meisten BSR-Geräusche
eliminiert. Z. B. ist zu berücksichtigen, dass die BSR-Gegenmaßnahmemittel 15 ungefähr
1/8 bis 1/2 Zoll lang (oder typischer ungefähr 1/4 bis
3/8 Zoll lang) und an ihrer Basis ungefähr 1/32 bis 1/4
Zoll in ihrem Durchmesser (oder bevorzugter ungefähr 1/16
bis 1/8 Zoll in ihrem Durchmesser) sein können.
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Zu
Zwecken der Erläuterung werden die folgenden zusätzlichen
Ausführungsformen, Merkmale und Besonderheiten unter Anwendung
der gleichen Bezugszeichen, jedoch mit einem zusätzlichen
Buchstaben „A”, „B”, „C”;
und so weiter, gekennzeichnet.
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Der
Energieabsorber 10A (4–6)
ist ähnlich zu dem Energieabsorber 10 (1–3), außer
dass in der Quetschnase 11A des Energieabsorbers 10A (4–6)
das BSR-Gegenmaßnahmemittel 15A in einer äußeren
flachen Spitze der Quetschnase 11A durch die Gesenke 17A und 18A ausgebildet
ist, während in dem Energieabsorber 10 das BSR-Gegenmaßnahmemittel 15 in
der Basisplatte 12 (2) durch
die Gesenke 17 und 18 ausgebildet ist. Im Besonderen
kann die Flexibilität oder Steifigkeit der Endwand 16A die
Dämpfungseigenschaften des BSR-Gegenmaßnahmemittels 15 beeinflussen.
Besonders die Endwand 16A kann einen Trampolineffekt bereitstellen,
wobei sich die Endwand 16A bewegt oder sich um einen beschränkten
Betrag elastisch biegt, wenn an dem BSR-Gegenmaßnahmemittel 15 ein
Druck aufgebracht wird.
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Die 4A veranschaulicht
modifizierte Gesenke 17A' und 18A' zum Herstellen
des Energieabsorbers 11A. Das Gesenk 17A' umfasst
eine Gummidichtung/Gummistöpsel 17A'' aus einem
hochtemperaturbeständigen Gummimaterial (wie z. B. einen hochdichten
Silikongummi). Das männliche Werkzeug 18A' umfasst
einen Stift 20A, der sich in den Gummistöpsel 17A'' während
des Thermoformgebungsverfahrens erstreckt, welcher beim Extrudieren des
Materials entlang des Stifts 20A hilft und beim Verdünnen
unterstützt. Im Besonderen resultiert der Gummistöpsel 17'' in
einer Schulter 16A' um einen Boden des Gegenmaßnahmemittels 15A.
Die Flexibilität oder Steifigkeit in der Schulter 16A' ergibt
unterschiedliche Dämpfungseigenschaften des Gegenmaßnahmemittels 15A.
Im Besonderen ergibt eine flexiblere Schulter 16A' einen
Trampolineffekt, der bei der Geräuschreduzierung eines
Brummens, Quietschens und Knatterns behilflich sein kann. Der veranschaulichte
Stöpsel 17A'' weist einen größeren hinteren
Abschnitt, der in eine passende Aussparung in dem oberen Werkzeug 17A' passt,
und einen kleineren vorderen Abschnitt auf, der abgerundet (oder konisch
oder anders geformt) ist, um eine gewünschte Kompression
bereit zu stellen, wenn das Werkzeug 18A' entgegen dem
Werkzeug 17A' geschlossen ist. Eine Form des veranschaulichten
Stöpsels 17A'' ermöglicht dem Stöpsel,
von einer oberen Seite (oder „Rückseite”)
des Werkzeugs 17A' eingesetzt zu werden, um somit deren
Austausch zu erleichtern, wenn sie abgenutzt sind.
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Es
ist zu bemerken, dass die Schulter 16A' ein „kleines
Stück” oder einen verdickten Abschnitt des Materials
aufweist. Dieser verdickte Abschnitt ist eine Ansammlung des Materials,
das von dem Stift 20A abgetrennt worden ist, wenn sich
die Gesenke 17A' und 18A'' trennen. Je dicker
das Material der Basis in der Originalplatte ist, die thermogeformt
wird, um so größer ist die Menge des Materials,
das von dem Stift 20A abgetrennt ist. Erste Tests haben
gezeigt, dass diese verdickte Schulter 16A' des Materials
wichtig sein kann, um mögliche Bauvariationen zu reduzieren,
wenn ein sehr dünnes es Material des BSR-Gegenmaßnahmemittels
und sehr kleinen Spalten in der Metallplatte der Komponenten, die
den Spalt definieren, wo der Energieabsorber 10A positioniert
wird, gehandhabt werden.
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Der
Energieabsorber 10B (7–9)
ist ähnlich zu dem Energieabsorber 10A, da dessen BSR-Gegenmaßnahmemittel 15B an äußeren
Enden der Quetschnasen 11B ausgebildet sind. Jedoch sind die
BSR-Gegenmaßnahmemittel 15B hülsenartig und
weisen einen einheitlichen Durchmesser entlang ihrer Länge
und ein offenes (oder sehr dünnes) äußeres
Ende auf. Aufgrund der Dünnheit der hülsenartigen
BSR-Gegenmaßnahmemittel 15B weisen sie eine relativ
niedrige Knicksteifigkeit und niedrige Biegesteifigkeit auf, was
bewirkt, dass sie sich in einer akkordeonartigen Art und Weise zusammenfalten oder
sich in einer seitlichen Richtung verbiegen. Gleichwohl ist deren
Steifigkeit ausreichend, um eine Dämpfung ähnlich
zu den BSR-Gegenmaßnahmemitteln 15 und 15A bereit
zu stellen. Es ist zu bemerken, dass ein spezieller Energieabsorber
eine Vielzahl an unterschiedlichen Formen/Größen/Positionen
der BSR-Gegenmaßnahmemittel umfassen kann. Z. B. könnte
ein bestimmter Energieabsorber eine oder mehrere von jedem der BSR-Gegenmaßnahmemittel 15, 15A oder 15B (oder
eine der folgenden BSR-Gegenmaßnahmemittel) aufweisen.
Mit anderen Worten, nicht jede einzelne Quetschnase kann ein BSR-Gegenmaßnahmemittel
benötigen.
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Die 10–25 veranschaulichen
weitere interessante Ausführungsformen, in denen ein Abschnitt
des Energieabsorbers, der mit der zusammenpassenden Komponente in
Kontakt kommt, gespalten wird und dann nach oben (oder nach unten) gedrückt
wird, um ein flexibles Bauteil zu erzeugen, dessen Oberflächenbereich
relativ klein ist und eine niedrige Biegefestigkeit aufweist. Z.
B. kann dies während des Gießens oder bei einem
zweiten Bearbeiten an einer Position durchgeführt werden,
nachdem der Energieabsorber mit der Quetschnase ausgebildet ist.
In der Quetschnase 11C (10–12)
ist das BSR-Gegenmaßnahmemittel 15C an einem Abschnitt
des Materials, das durch Werkzeuge 17C und 18C an
einer Seite des Endes 16C aufgespalten ist, ausgebildet,
so dass das BSR-Gegenmaßnahmemittel 15C sich zu
dem Ende 16C in einem Winkel erstreckt. Das BSR-Gegenmaßnahmemittel 15C weist
eine ähnliche Dicke wie das Ende 16C auf. Die
Quetschnase 11D (13–15)
ist ähnlich zu der Quetschnase 11C, außer,
dass das BSR-Gegenmaßnahmemittel 15D durch einen
Abschnitt des Materials gebildet ist, das gespalten ist, sodass
sich das BSR-Gegenmaßnahmemittel 15D von beiden
Seiten des Endes 16D in Richtung eines gemeinsamen (Mittel-)Punkts
in dem Ende 16D erstreckt. Im Besonderen kann das BSR-Gegenmaßnahmemittel 15D zwei
gegenüberliegende, fingerartige, nach außen gewinkelte
Nasen umfassen, oder kann mehrere fingerartige Nasen, die sich nach
innen erstrecken, um einen Ring zu bilden, umfassen, oder kann einen
sanften, domartigen, hervorragenden Ring an einem Ende 16D bilden.
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Die
Quetschnase 11E (16–19)
umfasst einen invertierten Zapfen 22E, der in dem äußeren
Ende 16E ausgebildet ist und der sich in eine Ausnehmung
der Quetschnase 11E (16–17)
erstreckt. In einem zweiten Schritt (18) erstreckt
sich ein zweites Werkzeug, wie z. B. ein Stempel 23E, vom
Inneren der Quetschnase 11E durch den Zapfen 22E nach
oben, um ein BSR-Gegenmaßnahmemittel 15E zu bilden,
das sich über einem Ende 16E der Quetschnase 11E erstreckt.
Durch diese Anordnung ist der Bereich 24E des Endes 16E um
das BSR-Gegenmaßnahmemittel 15E leicht geprägt,
um einen versenkten oder geprägten Ring zu bilden, welcher
dessen Knicksteifigkeit beeinflusst. Anders formuliert kann, durch
das Ausbilden eines Zapfens 22E (d. h., ein weibliches Merkmal)
und dann durch dessen Umkehrung, entweder mechanisch oder pneumatisch
(d. h. die Verwendung einer Stanze 23E), die Eigenschaft
einer weichen Oberseite (d. h. das BSR-Gegenmaßnahmemittel 15E)
erreicht werden, die nachgiebiger als eine herkömmliche
Oberfläche ist. Allgemeiner ausgedrückt veranschaulicht
die Quetschnase 11E, dass eine Steifigkeit des BSR-Gegenmaßnahmemittels 15E durch
die Form und das Formgebungsverfahren des stützenden Bereichs
um das BSR-Gegenmaßnahmemittel 15E sowie durch
die Form und das Formgebungsverfahren des BSR-Gegenmaßnahmemittels
selbst beeinflusst werden kann.
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Die
Quetschnase 11F (20–22)
und die Quetschnasen 11G (23–25)
veranschaulichen jeweils BSR-Gegenmaßnahmemittel 15F, 15G,
die ähnlich zu den BSR-Gegenmaßnahmemitteln 15C und 15D sind.
Jedoch sind sie jeweils in der Basisplatte 12F und 12G positioniert
(anstatt an dem Ende der Quetschnasen). Im Besonderen weisen die
BSR-Gegenmaßnahmemittel 15F und 15G eine
Dicke auf, die ähnlich zu den Basisplatten 15F und 15G ist,
so dass deren Biegesteifigkeit potentiell größer
als die der BSR-Gegenmaßnahmemittel 15C und 15D ist.
Es ist in Erwägung zu ziehen, dass ein BSR-Gegenmaßnahmemittel
ebenfalls in einer Seite einer Quetschnase positioniert sein könnte, obwohl
dies typischerweise kein Bereich ist, in dem ein BSR-Geräusch
auftritt.
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Die
Quetschnase 11H (26–28) weist
ein BSR-Gegenmaßnahmemittel 15H auf, das ähnlich
zu den BSR-Gegenmaßnahmemitteln 15B in den Quetschnasen 11B (7–9)
ist, bei denen sie hülsenartig oder säulenartig
geformt sind, außer bei der Quetschnase 11H, wobei
das BSR-Gegenmaßnahmemittel 15H an der Basisplatte 12H ausgebildet
ist und sich in eine Richtung gegenüberliegend zu der Quetschnase 11H erstreckt.
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Die
Quetschnase 11I (29–30)
umfasst ein BSR-Gegenmaßnahmemittel 15I, das einen dünnen
festen Finger aus einem festen Material umfasst. Das veranschaulichte
BSR-Gegenmaßnahmemittel 15I ist dünner
als das Basismaterial (siehe Basisplatte 12I) der anfänglichen
Kunststoffplatte vor dem Thermoformen. Der veranschaulichte „feste
Finger” (d. h. das BSR-Gegenmaßnahmemittel 15I)
ist konisch und gewinkelt, es ist aber in Erwägung zu ziehen,
dass er geradwandig oder konisch entlang seiner Länge hergestellt
sein kann und er kann sich ebenfalls senkrecht oder in einem Winkel
zu einer Richtung erstrecken. Durch die Auswahl einer gewünschten
Form und Richtung kann man einen angemessenen Grad an Flexibilität
bereitstellen, um eine „weiche” Struktur zu erzeugen,
die BSR-Geräusche der Baugruppen minimiert.
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Die
veranschaulichten Gesenkwerkzeuge 17I und 18I (29)
umfassen gegenüberliegende Prägeformteile. Insbesondere
umfassen die Prägeformteile eine Hülse 30I,
die zum Erfassen eines Blocks eines Kunststoffmaterials an einer
Oberseite des hervorstehenden Teils des Werkzeugs 181 ausgebildet
ist. Ein Stößel 32I erstreckt sich durch
die Hülse 30I und umfasst einen eine Aussparung
festlegenden Bereich an seiner Spitze in der Form des BSR-Gegenmaßnahmemittels 15I.
Der Stößel 32I kann durch pneumatische
oder andere Mittel ausgedehnt werden und kann durch ähnliche
Mittel oder durch eine Rückholfeder (nicht ausdrücklich
dargestellt) zurückgestellt werden. Wenn die Werkzeuge 17I und 18I zueinander
bewegt werden, erfasst die Hülse 30I einen Block
des aufgeheizten Materials in der ursprünglichen Polymerplatte,
während der Energieabsorber 10I geformt wird.
Sobald sie miteinander im Eingriff stehen, erstreckt sich der Stößel 32I innerhalb
der Hülse 30I, damit das erfasste Material in
die Aussparung, die in dem Ende des Stößels 32I definiert
ist, strömt (d. h. „geprägt wird”).
Dieser Prozess wird manchmal „prägen” genannt.
Somit nimmt das BSR-Gegenmaßnahmemittel 15I genau
die Form des ausgesparten Bereichs an, der als länglicher dreieckig
geformter Finger dargestellt ist. Im Besonderen ist das BSR-Gegenmaßnahmemittel 15I nicht auf
lediglich die Dicke des Endes 16I beschränkt (und auch
nicht auf eine Dicke der Basisplatte 12I beschränkt,
und zwar in Abhängigkeit, wo das BSR-Gegenmaßnahmemittel
positioniert ist). Das BSR-Gegenmaßnahmemittel ist auch
nicht auf irgendwelche finalen Einschränkungen bezüglich
des Volumens oder der Dimensionen beschränkt. Anstatt dessen
ist eine Form und Dicke des BSR-Gegenmaßnahmemittels 15I nur
durch ein Volumen des Materials, das es bildet, beschränkt,
das von Bereichen, die das BSR-Gegenmaßnahmemittel 15I umgeben,
genommen werden muss. Weiterhin ist zu bemerken, dass ein Ring um
das BSR-Gegenmaßnahmemittel 15I (d. h. die Region,
von der das Material zum Bilden des Gegenmaßnahmemittels 15I genommen
wird) verdünnt ist, was eine Enthärtung oder eine
Reduzierung einer axialen Steifigkeit und Torsionssteifigkeit des
BSR-Gegenmaßnahmemittels 15I ergibt.
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Im
Besonderen umfasst die vorliegende Erfindung Verfahren und Vorrichtungen
im Bezug auf das Ausbilden der Gegenmaßnahmemittel für
einen Energieabsorber, einschließlich das Ausbilden der Gegenmaßnahmemittel,
nachdem das Bauteil thermogeformt ist (wie z. B. an einem Ende der
Thermoformgebungsreihe) und/oder das Ausbilden der (des) Gegenmaßnahmemittel(s)
während oder nach dem Einbau des Energieabsorbers in einem
Fahrzeug und/oder dem Ausbilden der (des) Gegenmaßnahmemittel(s)
im Außendienst beispielsweise für die Tätigkeit/den
Service bei einer Reparatur, basierend auf einer Kundenbeschwerde.
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Die 31–32 offenbaren
einen anderen Energieabsorber 10J mit einer Quetschnase 11J, bei
welcher ein Magnet 10J in einem Ende 16J der Quetschnase 11J positioniert
ist. Der Magnet 40J ist ausreichend stark, um eine magnetische
Anziehungskraft durch die Endwand 16J der Quetschnase 11J bereitzustellen.
Somit dient der Magnet 40J zum magnetischen Anbringen an
einer benachbarten Metallplatte, wie z. B. einer Dachstruktur 14J.
Diese Anordnung kann als Befestigung zum Halten eines Teils in einer
Position sowie als Befestigung zum Halten eines flexiblen Zentralbereich
eines Teils gegen eine benachbarten Metallplatte eingesetzt werden,
während andere Festhaltemittel an dem Teil in anderen Positionen
eingesetzt werden. Somit kann die vorliegende Anordnung zum Eliminieren
von Geräuschen eingesetzt werden, wie z. B., wenn sich
die Metallplatte ausreichend nahe zum Vibrieren gegen über der
Quetschnase befindet, um ein brummendes, quietschendes oder ratterndes
Geräusch zu verursachen, sodass eine magnetische Anziehung
bewirkt wird, die eine jegliche Bewegung eliminiert und somit das
Geräusch eliminiert. Der veranschaulichte Magnet 40J wird
an einem Ende der Quetschnase durch eine Deformation eines Endes
der Quetschnase ausreichend festgehalten, um zu bewirken, dass sich eine
Festhaltekante 42J um den Magnet bildet, wodurch der Magnet
zwischen der Festhaltekante 42J und dem Ende 16J der
Quetschnase gehalten wird. Die Festhaltekante kann in unterschiedlicher
Art und Weise ausgebildet sein. Es ist zu erwägen, dass
der Magnet in das Ende mit einer ausreichenden Kraft gedrückt
werden kann, um temporär die Seitenwände der Quetschnase
benachbart zur Endwand zu deformieren, wodurch im Wesentlichen eine
Festhaltekante durch temporäres Strecken des Materials
der Seitenwand gebildet wird. Durch Positionieren eines Magneten
innerhalb der Quetschnase, während das Material der Quetschnase
noch relativ warm (oder heiß) ist, wird das Material auf
den Magneten schrumpfen, wodurch mittels Reibung der Magnet an der
Stelle gehalten wird und ebenfalls die Festhaltekante integral ausgebildet
wird. Ebenfalls kann die Quetschnase nach unten deformiert werden,
um die Quetschnase in eine Form, die die Kante umfasst, zu deformieren.
Es ist ebenfalls zu erwägen, dass der Magnet mittels Reibpassung
in der Quetschnase sein kann, so dass die Kante sehr klein oder
im Wesentlichen nicht existent ist.
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Die
oben genannten Veranschaulichungen fokussieren sich auf einen Engergieabsorber,
der aus einer erhitzten Platte eines thermoplastischen Materials
thermogeformt ist. Es ist jedoch vorgesehen, dass die thermogeformte
Komponente, wie sie aus einer Platte eines erhitzten Polymermaterials
thermogeformt wird, in anderen Umgebungen verwendet werden kann.
Z. B. ist es oft erwünscht, einen Raum zwischen zwei zusammengebauten
Komponenten, die eine Aussparung zwischen sich definieren, zu füllen,
wobei die Aussparung eine Dickenrichtung und Längsrichtungen,
im Wesentlichem senkrecht zur Dickenrichtung, aufweist. In einem
solchen Fall umfasst die thermogeformte Komponente eine Basisplatte
und eine Vielzahl an thermogeformten Strukturen, die sich von der
Basisplatte erstrecken. Jede thermogeformte Struktur umfasst wenigstens
eine Seitenwand, die sich im Wesentlichen in der Dickenrichtung
erstreckt und umfasst wenigstens eine Wand, die sich im Wesentlichen
in den senkrechten Richtungen erstreckt und umfasst eine Endwand.
Die Endwand umfasst ein integral ausgebildetes Gegenmaßnahmemittel
mit einer niedrigeren Standfestigkeit als die thermogeformten Strukturen,
wobei sich die Gegenmaßnahmemittel im Wesentlichen in eine Richtung
entlang der Dickenrichtung und von den thermogeformten Strukturen
erstrecken. Durch diese Anordnung agiert das Gegenmaßnahmemittel,
um die Bewegung zu dämpfen, die ansonsten Summen, Quietschen
und/oder Rattern zwischen der thermogeformten Komponente und einer
der zwei zusammengebauten Komponenten bewirken würden.
Somit ist es für die thermogeformte Komponente nicht erforderlich,
ein Energieabsorber per se zu sein, sondern kann statt dessen ein
thermogeformtes Teil sein, das, aus welchen Gründen auch
immer, den Platz einnimmt.
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Es
ist selbstverständlich, dass Variationen und Modifikationen
der vorhergenannten Struktur gemacht werden können, ohne
von den Konzepten der vorliegenden Erfindung abzuweichen und es
ist weiterhin selbstverständlich, dass beabsichtigt ist,
dass solche Konzepte durch die nachfolgenden Ansprüchen
abgedeckt werden, außer dass diese Ansprüche ausdrücklich
in ihrer Sprache etwas Gegenteiliges ausdrücken.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 6017084 [0003]
- - US 6221292 [0003]
- - US 6199942 [0003]
- - US 6247745 [0003]
- - US 6679967 [0003]
- - US 6682128 [0003]
- - US 6752450 [0003]
- - US 7360822 [0003]
- - US 7377577 [0003]
- - US 7384095 [0003]
- - US 7404593 [0003]
- - US 7625024 [0003]
- - US 7628444 [0003]
- - US 7625036 [0003]