具有专用冲击能吸收的汽车复合结构部件制造技术

供在汽车的一个车架、纵梁、或其它结构元件中使用的能量管理系统或装置（１０）。车架或纵梁（１６）具有一个空腔或露出的表面，上述空腔或露出的表面能支承至少一个构件。构件（１２）具有一个内部部分和一个外部部分，上述外部部分和内部部分一起被至少一个制动器或阶跃变化（２０）限定到内部部分的几何形状，以便瞄准和导引系统的轴向弯曲。一种可膨胀材料（１４）如一种聚合物基发泡材料，在汽车制造者最终组装之前沿着构件的外部部分设置。当汽车经受汽车最终组装过程和油漆操作时，系统起动，上述系统使可膨胀材料激活并变换成膨胀、接合和结构上粘合车架纵梁，以便在对汽车冲击的事件中管理、导引，和／或吸收施加负载或外力的能量。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
多年来，运输业都涉及设计不显著增加汽车重量的结构件。同时，各种汽车应用要求结构件能给汽车的目标部分提供加强件，并能在万一碰撞时进出乘客车厢。尽管在现有技术中所发现的一些装置在某些情况下可能是有利的，但现有技术的方法通常是要求在供应者设备、试生产制造者冲压设备中或是在最后汽车装配行星齿轮中使用附加的制造工序和步骤，上述情况常常增加了劳动力需要、周期时间、基本建设费和/或所需的维修清洗。因此，需要有一种简单、低成本的结构或用于加强汽车纵梁的系统，如一种前面的纵梁或车架构件，上述系统加强汽车并控制任何碰撞中的变形，加强结构整体性，并可以有效地包括到汽车制造过程中。此外，还需要有一种较低成本的系统或结构，上述系统或结构提供加强件，并防止汽车中车架或前面纵梁结构的畸变，并可以通过加强车架构件或前面纵梁用来管理正面/偏位冲击到汽车上的能量，以便帮助瞄准所加的载荷，及帮助改变方向或调节变形的能量管理。另外增加了对汽车结构选择性加强的需要，以便控制变形和/或满足各种政府试验标准。为此，研究了一些结构泡沫材料和托架，用于加强汽车中特定位置的目的。这些加强件的主要焦点是给一种结构增加强度和刚度。正如本领域的技术人员应该理解的，在评价加强件效率中最普遍重要意义的3个因素是刚度、重量和成本。在大多数现有技术生产技术情况下，增加刚度造成相应的重量增加和成本增加的代价。例如，尽管利用较厚标准规格的金属增加强度，但它造成不想要的重量增加。同样，利用外国产的高强度合金对增加强度有效，但这大大增加了汽车的成本。最后，应该理解，树脂的成本也有关，并因此结构泡沫材料必须节省使用。在使用结构泡沫材料时的另一个关系是与完全固化很厚材料有关的问题。也就是说，在某些现有技术应用中，一些为令人满意地加强所要求的材料是如此之厚，以致它难以达到完全固化。因此，应该理解，用于加强空心结构的技术不产生显著的重量或成本或固化方面的问题，上述用于加强空心结构的技术有可能提供显著的优点。因此，本专利技术的一个目的是提供一种结构加强件，上述结构加强件以一种节省树脂的方式利用结构泡沫材料。本专利技术的另一个目的是提供这样一种加强件，所述加强件可以在一个短时间内完全固化。本专利技术的另一个目的是提供一种低成本、重量轻的结构加强件，所述加强件给经过加强的区域提供相当大的强度和刚度。本专利技术还有另一个目的是以一种方式提供局部结构加强件，以便耗散在任何选定位置处引起任何至少开始变形的冲击能。本专利技术还有另一个目的是提供一种结构加强件，上述结构加强件可以很容易运输到安装地点。还有一个目的是提供一种通过芯件加强的结构件，上述芯件通过如上所述的结构泡沫材料接合到结构件上，其中在芯件和结构件之间提供若干通道，以便允许水分流动。专利技术概述本专利技术的目的是通过在汽车纵梁或车架构件的目标区中安放一个加强系统使所加的载荷改变方向并管理冲击能。系统一般应用至少一个构件或插件，上述构件或插件固定或粘合到汽车的选定部分上，如所选定的汽车的一个车架或纵梁或任何其它部分上，以便防止在对汽车冲击事件时变形。一个或多个构件的至少其中之一适合于接受应用一种可膨胀材料，上述可膨胀材料覆盖构件外表面的至少其中一部分。设置在构件上的可膨胀材料当暴露于汽车油漆操作，如汽车装配厂中的e涂装或其它油漆周期中所遇到的热中时能够激活和膨胀。可以预料，在本专利技术中所公开的可膨胀材料激活、膨胀和粘合，因而在结构上加强和增加车架或前面纵梁的强度和刚度，以便使施加的载荷和能量改变方向。在一个实施例中，材料是热膨胀的并至少部分地充填一个空腔，所述空腔由纵梁、车架、或汽车选定的部分限定，上述可膨胀材料在e涂装烘烤操作期间根据空腔的尺寸和形状在结构上粘合纵梁和车架。在另一个实施例中，可膨胀材料是一种熔体可发泡材料，上述可膨胀材料在施加热时将散布在一个表面上。所选定的可膨胀材料还可以提供各种特性，其中包括结构加强，应力-应变减少，振动阻尼，噪音减少，或它们的任何组合。在一个优选实施例中，本专利技术因此提供一种结构加强件，以便提供包括一种芯件的局部加强件，上述加强件将一个或多个结构材料部件固定到上述芯件上，加强件装备有用于固定到待加强的构件上的装置，其中用于固定的装置是这样，以便在发泡之前，在芯件，结构泡沫材料和待加强的构件内表面之间提供一个通道，和发泡过程使结构泡沫材料能够膨胀，并将芯件接合到待加强的构件的内表面上。在一个优选实施例中，结构泡沫材料作为某些带或点固定到芯件上。在另一个优选实施例中，结构泡沫材料按一定量提供，以便在芯件和待加强的结构内表面之间形成一种刚性接合，并在芯件和内表面之间保持一个空气通道，用于水分流动，上述水分可能由于冷凝而存在。我们优选的是结构泡沫材料覆盖芯件表面的20％-45％。本专利技术还用来管理碰撞能，所述碰撞能通常在汽车的正面和后面冲击试验过程中遇到。更具体地说，本专利技术的构件或插件可以这样定位，以使它导引冲击能，并且另外在一个优选实施例中，可以包含至少一个而优选的是多个制动器，上述制动器包括若干缺口、孔或任何阶跃变化的其它形式，或者构件几何形状的变体如构件的一个或多个内部部分的变体。车架内加强件的位置可以是这样，以使一个区域的加强件可以将冲击能偏转到另一个第二区域上，以致在第二区域处发生变形。同样，在设置内制动器处，它们可以有效地将轴向弯曲瞄准和导引到系统的选定部分上，并能管理通常在正面偏位试验期间遇到的碰撞能。在汽车纵梁的加强件中，这是尤其有用的，汽车纵梁通常如此固化，以便弯曲结构其中一部分的较大加强件可以将能量转移到结构的其中一部分上，上述结构的其中一部分较少加强，那样造成在最少加强的区域中至少开始变形。这可以用来控制冲击时后面或正面的变形，同时保证例如在门槛处较少变形。加强程度的变化可以通过改变所用的加强材料的强度和厚度，如各种材料如钢的标准规格和类型，同时在某些部分中围绕一个芯件提供泡沫材料加强件，而在另一些区域中不提供泡沫材料加强件，或者通过在一个与另一区域处非加强件连接的区域处预先准备的加强件完成。现已发现，这当加强汽车的前面或后面纵梁的S形分段时尤其有用，此处可以在一个一般在S形下面弯曲中用一个较大的加强件，以便保证在S形的另一个弯曲处发生经过控制的变形，在上述S形的另一个弯曲处有较少或者在某些情况下没有加强件。可膨胀材料设置在构件的其中至少一部分上，上述可膨胀材料可以在一种预制装置如冲压设施中，或是在最后装配操作期间，挤塑、模制、或“微型涂布”接合到构件上。构件，和选定的接合或可膨胀材料，在e涂装或油漆操作处理之前安装在选定的车架或纵梁之中。因此，本专利技术在制造过程中提供了灵活性，因为它可以被车架或汽车部件(前面纵梁)制造者/供应者或者汽车制造者利用，同时减少了劳动量、基本建设费、维护要求和占地面积要求。一旦可膨胀材料接合和固化到汽车的选定的纵梁或车架部分上，则在对汽车外部的正面/偏位冲击事件任何其它施加冲击能期间，可以防止或管理车架或纵梁如前面或后面纵梁的畸变。通过吸收和/或转移某种冲击能并给汽车的车架或纵梁部分提供加强件，本专利技术给汽车提供一种在正面、偏位或后面冲击事件中用于管理变形的系统。附图简介在看了下面的详细说明，权利要求书和附图时，本专利技术的一些特点和专利技术方面将变得更显而易见，下面是各附图本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于减少或防止在来自外力的冲击事件中汽车特性畸变的能量管理系统，包括：ａ）至少一个构件，所述构件具有一个内部和一个外部部分，上述外部部分适合于放置在一个空腔中，上述空腔设置在车架组件内；和至少一个制动器，上述制动器适合于沿着上述构件 的上述内部部分放置；及ｂ）一种可膨胀材料，上述可膨胀材料设置在上述构件其中至少一部分的上方。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：埃里克勒加尔，让菲利普卢茨，塞尔日比耶贝，弗兰克布雷芒，让菲利普布尔丹，让曼迪布尔，容里雷，米夏埃尔J恰普利基，
申请(专利权)人：泽菲罗斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]