ОРГАНАЙЗЕР НИШИ ЗАПАСНОГО КОЛЕСА БАГАЖНИКА ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ

Заявленная полезная модель относится к области автомобилестроения, в частности к элементам внутренней отделки багажного отделения автомобиля. Органайзер ниши запасного колеса предназначен для надежной фиксации запасного колеса в багажнике легкового автомобиля, увеличения полезного пространства, снижения шума, поддержания чистоты и порядка, защиты металлической части кузова от механических повреждений и коррозии в процессе эксплуатации легкового автомобиля.
Уровень техники
Из описания заявки на патент Германии DE102014011586, МПК: B60R11/06; B60R13/08; опубликованной 25.02.2016, известно наличие следующих проблем, создаваемых в салоне автомобиля шумом от ниши запасного колеса. В салоне легкового автомобиля за задними сиденьями, как правило, расположен багажник, ограниченный с нижней стороны панелями пола багажника, которые можно открывать. Под панелями пола багажника в корпусе автомобиля образовано углубление (ниша) под запасное колесо. Углубление для запасного колеса имеет нижнюю стенку, образующую дно ниши, и боковую стенку, при этом нижняя стенка и боковая стенка упомянутой выемки обычно сделанным из стали. Благодаря вибрациям и колебаниям, которые передаются от двигателя к кузову, ниша запасного колеса как часть корпуса, сделанная из металла, также выполняет вибрации и колебания. Таким образом, ниша для запасного колеса действует как барабан, излучающий воздушный шум. Известно, что для уменьшения этого шума на нижней стенке ниши можно разместить звукопоглощающий мат, ориентированный горизонтально. Кроме того, в нише для запасного колеса обычно хранится ящик с инструментами для ремонта автомобиля. При этом в описании заявки DE102014011586 указано, что ящик для инструментов имеет регулируемые по высоте ножки, что позволяет разместить под ним упомянутый выше звукопоглощающий мат.
Из описания патента США US5979962, МПК: B60R13/01; B60R13/08; B60R5/00; опубликованного 09.11.1999, известна съемная облицовка пола багажного отделения со звукоизоляцией, содержащая верхнюю панель и нижнюю панель. Верхняя панель шарнирно соединена с нижней панелью, которая адаптирована к контурам багажного отсека, так что получается блок, который благодаря принципу двойных стенок обеспечивает повышенный акустический эффект звукозащиты. При этом полое пространство ниши запасного колеса, в случае замены колеса не защищено от влаги и грязи, грязное колесо попадает на металлическую часть ниши, что может провоцировать коррозию корпуса.
Для решения проблемы предотвращения коррозии корпуса в зоне размещения запасного колеса были разработаны технические решения, позволяющие заменить металлическую часть ниши запасного колеса на полимерную композитную деталь, встроенную в корпус автомобиля. Так в патенте США US7182382 МПК: B60R13/08, опубликованном 27.02.2007, раскрыта конструкция панели пола корпуса автомобиля из полимерного материала, включающая пол багажника, выполненный из полимерного материала как единое целое, образующий пространство для хранения запасных шин и панель багажника. Однако выполнение корпуса автомобиля комбинированным с заменой металлической конструкции задней части на полимерные формованные вставки приводит к снижению общей надежности корпуса при механических нагрузках, в частности при аварийных ситуациях.
При традиционном выполнении корпуса автомобиля из металла в нише запасного колеса часто располагают разной формы органайзеры, в частности, для хранения инструментов. Например, в описании патента РФ на полезную модель RU 48895, МПК: B60R 11/06, опубликованного 10.11.2005, раскрыто устройство крепления инструмента в нише запасного колеса, которое представляет собой органайзер в виде крышки ниши запасного колеса с углублениями для размещение различных инструментов.
Кроме размещения органайзера с инструментами сверху запасного колеса, известно размещение такого устройства под запасным колесом снизу. Такое решение раскрыто, например, в патенте Франции FR2418121, МПК: B60R11/06, опубликованном 24.07.1981, которое называется: «Блок для хранения инструментов в автомобиле - вставка в нише для запасного колеса, а также выемки для отдельных инструментов». Упомянутый блок для хранения инструментов в автомобиле содержит вставку в нижнюю часть ниши запасного колеса, нижняя поверхность, которой примерно соответствует дну ниши, а образованные в ней выемки являются ячейками для инструментов. Сведений о размещении звукопоглощающего материала на нижней вставке в описании патента нет.
Из патента Китая на полезную модель CN211107258, МПК: B60R13/08, опубликованного 28.07.2020, известна «Звукоизоляционная хлопковая накладка для ниши автомобильной запасной шины». В описании данного патента также раскрыт органайзер в форме вкладыша в полость ниши запасного колеса, который на стороне, обращенной к металлическому дну ниши, содержит звукоизоляционную хлопковую накладку. В соответствии с представленным примером данный органайзер ниши запасного колеса для багажника легкового автомобиля содержит формованный корпус из полимерного материала на основе поливинилхлорида (ПВХ), в виде вкладыша с фланцем и выемкой, образующей полость под размещение колеса, при этом на внешней стороне выемки корпуса расположен слой шумоизоляции из хлопкового волокна, а на внутренней стороне выемки расположен слой резины, снабженный противоскользящими выступами.
При использовании органайзера вкладыш с выемкой закрепляется фланцами в нише корпуса автомобиля для установки запасного колеса в багажнике. Полимерный материал на основе ПВХ легко формуется, так что вкладыш с выемкой имеет хорошую жесткость, также он легко крепится в нише на заданном месте после зажатия фланцев средствами крепления.
Недостатком данного технического решения является использование хлопковой звукоизоляции, поскольку хлопковое волокно легко изнашивается, впитывает влагу и подвержено гниению во влажных условиях внешней среды. Эти свойства хлопкового волокна создают условия для коррозии корпуса ниши. Также хлопковое волокно слеживается под нагрузкой и таким образом быстро теряет звукозащитные свойства. Кроме того, поливинилхлорид, из которого выполнен корпус органайзера, имеет низкую ударную вязкость особенно в условиях холодного климата, поэтому вкладыш может растрескиваться, например, на морозе при механических нагрузках.
Полезная модель, раскрытая в патенте Китая CN21110725, является наиболее близким аналогом заявленного технического решения, она выбрана за прототип.
Сущность заявленного технического решения
Полезная модель направлена на преодоление недостатков аналогов, известных из уровня техники, а также на решение задачи расширения арсенала средств для надежной фиксации запасного колеса в багажнике автомобиля с возможностью увеличения полезного пространства, снижения уровня шума в салоне автомобиля, поддержания чистоты и порядка в багажном отделении, а также защиты металлической части кузова от повреждений и коррозионных изменений в процессе эксплуатации.
Техническим результатом является повышение надежности звукоизоляции ниши запасного колеса при обеспечении защиты от коррозии.
Для решения поставленной задачи заявлен органайзер ниши запасного колеса багажника легкового автомобиля, содержащий полимерный формованный корпус с выемкой, образующей полость под размещение колеса, при этом на корпусе расположен слой шумоизоляции. Указанный слой шумоизоляции выполнен из нетканого синтетического материала, закрепленного на внешней стороне выемки корпуса органайзера.
Выполнение слоя шумоизоляции из нетканого синтетического материала значительно повышает его срок службы. Нетканые синтетические материалы обладают высокой износостойкостью, не впитывают влагу, не подвержены гниению во влажных условиях внешней среды, что улучшает как надежность звукоизоляции, так и снижает коррозионные воздействия на металлический корпус ниши запасного колеса. Нетканые синтетические материалы обладают некоторой упругостью, не слеживаются под нагрузкой и, таким образом, не теряют звукозащитные свойства в процессе эксплуатации.
При изготовлении заявленного органайзера в качестве нетканого синтетического материала предпочтительно может быть выбрано нетканое полотно на основе полиэфирных волокон. При этом требованию дополнительного повышения прочности слоя звукоизоляции будет отвечать выполнение слоя нетканого синтетического материала на основе полиэфирных волокон с термоскреплением.
2
В оптимальном варианте осуществления полезной модели нетканый синтетический материал размещен на внешней стороне донной части выемки корпуса органайзера в виде слоя толщиной не менее материала 5 мм, выполненного из полотна плотностью не менее 540 г/м.
Также возможно изготовить заявленный органайзер, разместив слой шумоизоляции на всей его тыльной поверхности. Однако наибольшую интенсивность звуковых колебаний производит, именно, донная часть выемки корпуса органайзера, функционируя как «барабан». Поэтому оптимальная конструкция заявленного устройства предусматривает предпочтительное размещение нетканого синтетического материала слоя шумоизоляции на внешней стороне донной части выемки корпуса органайзера.
При необходимости дополнительного повышения уровня звукоизоляции ниши запасного колеса слой шумоизоляции на внешней стороне корпуса органайзера может быть дополнен одним или несколькими дополнительными слоями нетканого синтетического материала.
Для крепления органайзера в нише запасного колеса багажного отделения легкового автомобиля предусмотрены боковые фланцы. На фланцах корпуса выполнены отверстия под средства крепления. Кроме того, в центральной части выемки корпуса с той же целью выполнено отверстие под установку средства крепления, например, фиксатора запасного колеса.
Надежность крепления слоя звукоизоляции на внешней стороне донной части выемки корпуса органайзера обеспечивается тем, что его крепление выполняют в процессе формования корпуса органайзера путем сплавления между собой поверхности полимерного материала корпуса и прилегающей поверхности нетканого синтетического материала.
При этом следует отметить, что корпус органайзер выполнен из термопластичного полимерного материала с повышенными характеристиками по ударной вязкости, в предпочтительном варианте его выполняют из полимерного материала на основе полиэтилена.
Краткое описание чертежей
Чертежи представлены для лучшего понимания заявленного технического решения, однако специалисту в данной области техники будет очевидно, что раскрытая полезная модель не ограничивается вариантом, представленным на чертеже.
На фиг. 1 представлено объемное изображение органайзера ниши запасного колеса, показан его вид с тыльной стороны, где на внешней стороне донной части выемки корпуса органайзера расположен слой шумоизоляции.
Осуществление полезной модели
Заявлен органайзер ниши запасного колеса для багажника легкового автомобиля, содержащий полимерный формованный корпус 1 с фланцем 2 и выемкой, образующей полость под размещение колеса. На внешней стороне выемки корпуса расположен слой шумоизоляции 3, который выполнен из нетканого синтетического материала, закрепленного на внешней стороне донной части выемки корпуса органайзера.
2
Слой шумоизоляции 3, в качестве нетканого синтетического материала предпочтительно содержит нетканое полотно на основе полиэфирных волокон при толщине слоя не менее 5 мм плотностью не менее 540 г/м.
В случае повышенных требований к звукозащите салона автомобиля слой шумоизоляции 3 может содержать один или несколько дополнительных слоев из нетканого синтетического материала, предварительно скрепленных между собой клеем или прошивкой.
Во фланце 2 корпуса органайзера выполнены отверстия 4 под средства крепления. И в центральной части выемки корпуса органайзера выполнено отверстие 5 под установку средства крепления – фиксатора запасного колеса.
Корпус 1 органайзера выполнен путем вакуумного формования из листа термопластичного полимера, предпочтительно из термопластичного полимерного материала на основе полиэтилена.
Предложенный органайзер обеспечивает надежную фиксацию запасного колеса в багажнике автомобиля, способствует увеличению полезного пространства, поддержанию чистоты и порядка в багажном отделении. Он  также защищает салон от шума, а металлическую часть кузова от повреждений и коррозионных изменений в процессе эксплуатации.
Органайзер является элементом отделки багажного отсека, так как закрывает металл кузова пластмассой и создает шумоизоляционный барьер.
В процессе использования в полость органайзера можно вложить запасное колесо, либо разместить вместо него инструмент или личные вещи. Те органайзеры, которые представлены на рынке, как правило, размещаются в нише багажника вместо колеса и снабжаются верхней крышкой. Однако в предложенном органайзере крышка не предусмотрена, так как его основная функция — это защита кузова от повреждения при аварийном шиномонтаже, защита ниши от грязи, а применение шумоизоляционного слоя дополнительно снижает вибрации корпуса. Крышка в заявленной конструкции органайзера не предусматривается, так как ее роль выполняет панель багажного отсека, которая сверху закрывает нишу запасного колеса.
Благодаря тому, что в процессе изготовления на сторону органайзера, обращенную к кузову автомобиля, приплавляется слой 3 шумоизоляционного материала, обеспечивается существенная шумоизоляция, улучшается акустический комфорт в салоне автомобиля, так как возникает дополнительный шумоизоляционный барьер в малозащищённой от проникновения шумов точке автомобиля.
Органайзер ниши запасного колеса по форме выемки и размерам фланцев 2 производится с учетом индивидуальных особенностей марки и модели автомобиля.
Запасное колесо устанавливается в органайзере, согласно инструкции, с использованием крепежа в комплекте. Помимо запасного колеса в органайзере можно разместить и другие авто аксессуары: домкрат, буксировочный трос, компрессор, перчатки (наличие свободного места в органайзере зависит от размеров запасного колеса, размеров и особенностей конструкции кузова автомобиля).
После замены колеса при плохих погодных условиях не нужна дополнительная уборка ниши запасного колеса, так как достаточно помыть органайзер. Таким образом, кроме усиления шумозащиты достигается технический результат по защите кузова автомобиля от механических повреждений и воздействия агрессивных химических веществ (противогололедные средства и др.), которые при замене колеса попадают в нишу багажника.
Пример осуществления полезной модели
Процесс изготовления органайзера для ниши запасного колеса для багажника легкового автомобиля, снабженного слоем шумоизоляции 2, заключается в том, что одну или несколько соединенных между собой заготовок для образования слоя шумоизоляции 2, вырезанных из полотна нетканого синтетического материала в соответствии с формой донной части выемки корпуса 1 органайзера, размещают в матрице формы вакуумного формования и фиксируют в заданных местах с внутренней стороны. После этого накладывают на матрицу разогретый лист из термопластичного полимерного материала и фиксируют его края на матрице. Затем создают вакуум между матрицей и листом, после чего органайзер ниши запасного колеса с приформованным к нему слоем шумоизоляции 3 охлаждают и производят окончательную обработку изделия.
Фиксирование заготовок на матрице осуществляют с помощью текстильного крепежа типа липучки. Окончательная обработка органайзера для ниши запасного колеса включает его опиливание по периферии и образование в заданных местах отверстий путем сверления и/или пробивания.
Используемый в процессе формования лист из термопластичного полимерного материала может быть выполнен, например, из полиэтилена низкого давления (ПНД) марки 273-79, обладающего необходимыми технологическими и физическими свойствами, в том числе ударопрочностью. В другом варианте может использоваться лист из полимерного материала на основе полипропилена или иных термопластов.
Таким образом, органайзер для ниши запасного колеса багажника легкового автомобиля, снабженный слоем шумоизоляции 2, изготавливают путем негативного термовакуумного формования листовой заготовки, предпочтительно из ПНД, полученной методом плоскощелевой экструзии, и комбинирования ее с одной или несколькими заготовками слоя шумоизоляции 2 из синтетического нетканого материала, на основе полиэфирных волокон, например, полиэтилентерефталата (PET). В результате осуществления предложенного способа вакуумного формования под действием высокой температуры поверхностный слой материала заготовки шумоизоляции частично расплавляется и прилипает к тыльной поверхности органайзера, что обеспечивает надежное его крепление к органайзеру с тыльной стороны выемки по всей поверхности контакта.
В качестве крепежа органайзера ниши запасного колеса к кузову багажника используют пластмассовые дюбели, втулки, болты или пистоны, а также металлические саморезы, гайки и шайбы.
Монтаж органайзера в нишу багажного отделения автомобиля осуществляют следующим образом. Сначала необходимо выкрутить фиксатор запасного колеса, расположенный в центре ниши и извлечь запасное колесо. После этого следует извлечь домкрат, расположенный рядом с колесом, ослабив его подвижную часть, выкрутить болты крепления кронштейна домкрата. Извлечь кронштейн. Выкрутить винты крепления пластиковых боковин обшивки. Затем можно установить органайзер запасного колеса внутрь багажного отделения и заправить края фланцев 2 под пластиковые боковины багажника.  При этом следует совместить отверстия 4 фланцев 2 и отверстия на пластиковых боковинах багажника, после чего следует закрепить органайзер штатными винтами. Затем следует вернуть на место кронштейн крепления домкрата, расположив его поверх соответствующего фланца 2 органайзера, и закрепить его штатными болтами. Установить домкрат в кронштейн, зафиксировав его подвижной частью домкрата. После этого следует установить запасное колесо поверх органайзера, закрепив его через центральное отверстие 5 фиксатором запасного колеса.
Оснащение заявленного органайзера надежно закрепленным на нем слоем шумоизоляции 3 предохраняет салон автомобиля от нежелательного шума, возникающего при эксплуатации от воздействия контактирующих с днищем автомобиля песчано-каменисто-гравийных частиц дорожного покрытия.
После установки в багажное отделение органайзера ниши запасного колеса провели испытание влияния слоя шумоизоляции 3 из нетканого полотна, закрепленного описанным выше способом на внешней стороне донной части выемки корпуса 1 органайзера из ПНД, на снижение внутреннего шума автомобиля.
Испытания проведены на динамометрической дороге автополигона, включающей два участка по 2 км, отличающихся качеством покрытия (гладкий асфальт и разбитый асфальт). Измерения проводились поочередно сначала при отсутствии на автомобиле органайзера для ниши запасного колеса багажника, а затем с органайзером для ниши запасного колеса багажника, не имеющим и имеющим слой шумоизоляции 3 согласно заявленной полезной модели.
Эффект снижения шума наблюдался начиная со скорости 70 км/час при установленном на автомобиль органайзере ниши запасного колеса из ПНД со слоем звукоизоляции 3 из нетканого полотна на основе PET на донной части выемки по сравнению с органайзером из ПНД без шумоизоляции. При скорости 100 км/час уровень шума снижается на 3-4,6 дБ (более чем на 50%), а в диапазоне полос частот от 63 Гц до 16 Гц шум снижается более чем на 3-10 дБ (более чем в 1,5-3 раза).
Таким образом, доказано, что использование полезной модели в виде органайзера ниши запасного колеса багажника с описанным выше шумоизоляционным слоем 3 из нетканого полотна улучшает акустический комфорт в салоне автомобиля, что снижает утомляемость водителя и пассажиров. Заявленная полезная модель расширяет арсенал средств для фиксации запасного колеса в багажнике автомобиля с возможностью увеличения полезного пространства, снижения уровня шума в салоне автомобиля, поддержания чистоты и порядка в багажном отделении, а также защиты металлической части кузова от механических повреждений и коррозионных изменений в процессе эксплуатации. По сравнению с прототипом достигается повышение надежности звукоизоляции ниши запасного колеса при обеспечении защиты от коррозии.