复合材料提升门制造技术

一种复合材料提升门系统，其包括具有增强通道结构的内部板构造。结构性复合材料加固件结合至内部板的需要额外强度之处以满足预定的性能要求。在需要附加结构之处未使用钢材或者使用最小化的量的钢材，并且在应用额外的紧固件之前使用粘合剂使结构性加固件结合就位。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请为PCT国际申请并且要求于2014年2月11日提交的美国临时专利申请No.61/938,452的权益。上述申请的公开内容以参引的方式被纳入本文。
本专利技术涉及一种用于汽车的提升门系统。更具体地，本专利技术涉及一种复合材料提升门及制造方法。
技术介绍
汽车行业目前的趋势之一是减轻车辆重量以助于实现更好的燃料经济，从而有助于满足燃料经济标准以及抵消较高的燃料价格。另一趋势是存在更广泛的车型，这进而减小基于每个型号生产的车辆的空间。运动多功能型和交叉型车辆保持畅销并且一般包括相当重的后部提升门，从而使车辆的该部分成为减轻重量的目标区域。提升门传统上由冲压的钢板制成，所述冲压的钢板是重的且具有高加工成本。传统的钢材提升门成本昂贵、重并且在冲压厂、车体车间、喷漆车间和装饰线的区域中占据大量的OEM地面空间。此外，钢材提升门具有局限的造型灵活性、需要大量时间进行加工并且具有腐蚀担忧。片状模制复合物(SMC)代替钢材用于提升门的内部板和外部板。使用SMC具有涉及材料和处理方面的若干制造问题。相对于热塑性塑料，钢材和SMC提升门存在质量增加。对于传统的片状金属部件还存在造型限制。用于提升门应用的热塑性复合型材料也难以满足客户的性能指标。关于提升门的制造的另一问题是一般的提升门被制造成相对平坦
或平滑轮廓的板，在该板上加设诸如肋部的结构加固件。这也将增加重量并且增加制造复杂性，并且当使用热塑性塑料时存在设置有肋部的贯通区域，其必须通过设计改型或诸如气体辅助注射模制的昂贵的加工来进行处理。肋部也较弱并且不承受穿过提升门板的载荷。最近，已将镁内部加固板与外部聚合物外皮一起使用以减轻重量。尽管这种板在重量方面有改进，但这是昂贵的解决方案。关于一般的提升门的另一问题是所述结构加固件为钢材或较大的钢结构，从而增加重量并且增加制造复杂性。另一问题是一般加固材料在结构性区域中用于加固并且使用螺栓对附接结构进行固定。然而，由于螺栓之间存在间隔，因此使用螺栓并未提供连续的附接结构以及改进的强度。此外，关于提升门的制造的另一问题是一般的提升门被制造成是相对实心的，从而不具有诸如加设至板以允许容易地接近以便对内置部件进行一般维护和维修的检修口门之类的检修特征。已知的2008尼桑美伦奴复合材料提升门系统帮助实现了重量减轻和加工成本问题，但是其在闩锁处的较小的钢材加固件中使用了一般的螺栓，该螺栓将提升门的一端紧固至车辆。这不满足在一些应用——如闩锁牵引测试——中所期望的高载荷要求。已知的尼桑Rogue复合材料提升门系统利用钢材一件式外部板和钢材支架。这并未改进密度、喷漆效率、保持严格公差，并且这更昂贵且制造复杂并且增加提升门/车辆的重量。因此，存在对如下的复合材料提升门的需求：该复合材料提升门重量轻并且在结构方面足够坚固以满足各种载荷要求，同时该复合材料提升门更加质量和成本高效。
技术实现思路
根据本专利技术，提供了一种具有内部板构造的复合材料提升门系统，该内部板构造包括至少一个增强通道结构和连接至该内部板的至少一个加固件。该加固件是结合至内部板的结构性复合材料预成形加固件。该结构性复合材料加固件是编织玻璃(纤维)加固件。分接板的尺寸被最小化以使所使用的钢材最小化。与钢材提升门或常规复合材料提升门相比，本专利技术在将整体重量减轻若干磅的同时提供附加的强度。本专利技术的其他适用领域通过下文中提供的详细描述将变得更清楚。应当理解的是，该详细描述和具体示例——指示本专利技术的优选实施方式——旨在仅出于说明的目的而并不旨在限制本专利技术的范围。附图说明通过详细的描述和附图将更全面地理解本专利技术，在附图中：图1是根据本专利技术的移除了D基柱的复合材料提升门组件的前视立体图，该图用以说明包括支柱的内部结构；图2是根据本专利技术的用于提升门系统的内部板子组件的前正视图；图3是根据本专利技术的具有连接至支柱预成形加固件的支柱加固件支架、连接至铰链预成形加固件的铰链加固件支架以及结构性通道加固件的内部板的前正视图；图4是根据本专利技术的连接至内部板的上部外部板的前正视图；图5是根据本专利技术的连接至内部板的上部外部板和下部外部板的前正视图；图6是示出根据本专利技术的用于提升门系统的内部板子组件的后视立体图；图7是图1的复合材料提升门组件的前视立体图；图8是根据本专利技术的连接至用于复合材料提升门组件的内部板的下部装饰板的后视立体图；图9是根据本专利技术的复合材料提升门系统的分解正视图；图10是沿着图1的截面A-A截取的截面图；以及图11是沿着图1的截面B-B截取的截面图。具体实施方式以下对优选实施方式的描述本质上仅为示例性的并且完全不旨在限制本专利技术、其应用或用途。总体上参照附图，提供了一种具有结合的复合材料(复材)预成形加固件的复合材料提升门组件。被模制在提升门的内部板中的结构性通道在需要之处增加结构并在提升门被用于各种载荷情况中时管控主要加载路径。此外，考虑到需要不使用钢材加固件和/或需要将钢材分接板的尺寸最小化，使用被结构性地结合就位的(或以插入的形式被模制的)用以在需要的位置增加结构的复合材料预成形件。与仅使用螺栓进行紧固相比，通过使用粘合剂进行的结合提供更连续的附接结构以及提高的强度。两件式外部板提供造型、模制、喷漆、公差、重量和装配方面的优势。本专利技术的特征和处理有助于达到期望的重量目标同时将成本保持在目标水平。此外，复合材料提升门在供应模块以及降低装配工厂复杂度和提高生产量方面具有若干商业实例优势。此外，与片状金属和一件式板相比，本专利技术改进可选的造型种类和灵活性。此外，还改进耐腐蚀性和耐久性。附图中示出总体上表示为10的复合材料提升门系统的实施方式。提升门10包括由总体上表示为14的上部外部板以及总体上表示为16的下部外部板形成的外部板12。在上部外部板14中一体结合有扰流板18。后挡板10的玻璃窗20或后部窗提升门附连至上部外部板14和下部外部板16并且附连至内部板。因此，上部外部板14与分开的下部外部板16形成两件式外部板。这与一件式板相比(尤其是与钢材一件式板或未被结合就位的一件式板相比)具有显著的益处和优异的效果——包括但不限于：提高的密度、更高效的喷漆、更严格的公差、更少的制造问题以及更高的成本效能。替代性地，外部板12可以形成为单一件。与具有单独的扰流板相比，与上部外部板14结合的扰流板18具有显著的益处和优异的效果——包括但不限于：优化的结构和强度以及高效的处理。内部板22形成有通道方案布置以在提升门被用于各种载荷情况中
时管控加载路径，该通道方案布置包括在内部板22中模制的多个结构性通道。本专利技术的通道方案提供该处所需的多种结构形状并且允许承载整个厚度和穿过该部分的载荷，而肋部较弱并且将不会承载该载荷。与肋部相比，该通道具有显著的益处和优异的效果。现在将更详细地说明该通道。在内部板22中模制有至少一对第一通道24，第一对通道24水平地行进、大致平行于内部板22中形成的视野开口25的水平平面并且位于该水平平面下方。第一对通道24大致居中地定位在内部板22的位于开口25下方的部分中，并且第一对通道的上部通道26比第一对通道的下部通道28更长。第一对通道24是凸出的——大体上朝向车辆的后部大致向外地延伸(参见图2和图6)。第一对通道24在第二对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合材料提升门系统，包括：内部板；多个结构性通道，所述多个结构性通道模制于所述内部板中以管控施加至所述内部板的加载路径；以及多个复合材料预成形件，所述多个复合材料预成形件能够操作而连接至所述内部板以在所需的预定位置处增加结构和强度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.11 US 61/938,4521.一种复合材料提升门系统，包括：内部板；多个结构性通道，所述多个结构性通道模制于所述内部板中以管控施加至所述内部板的加载路径；以及多个复合材料预成形件，所述多个复合材料预成形件能够操作而连接至所述内部板以在所需的预定位置处增加结构和强度。2.根据权利要求1所述的复合材料提升门系统，其中，所述多个复合材料预成形件通过利用插入模制而连接至所述内部板。3.根据权利要求1所述的复合材料提升门系统，还包括能够操作以连接至所述内部板的外部板。4.根据权利要求3所述的复合材料提升门系统，其中，所述外部板为由上部外部板和下部外部板组成的两个单独元件，所述上部外部板连接至所述内部板，所述下部外部板连接至所述内部板。5.根据权利要求4所述的复合材料提升门系统，其中，所述上部外部板结合有扰流板。6.根据权利要求3所述的复合材料提升门系统，其中，所述多个复合材料预成形件和/或所述外部板通过使用结构性粘合剂而连接至所述内部板。7.根据权利要求1所述的复合材料提升门系统，其中，所述多个结构性通道包括：第一对通道，所述第一对通道在形成于所述内部板中的用于后部提升门窗的开口的下方水平地延伸；第二对通道，所述第二对通道大致沿斜线方向彼此远离地延伸使得最大分开距离朝向所述开口；第三对通道，所述第三对通道大致沿着所述第二对通道的每个通道的一侧延伸；以及第四对通道，所述第四对通道在所述第一对通道之间大致竖向地延伸。8.根据权利要求7所述的复合材料提升门系统，其中，所述第一对通道包括第一对通道的上部通道和第一对通道的下部通道，所述第一对通道的下部通道比所述第一对通道的上部通道短，所述第一对通道在所述第二对通道之间延伸并且在所述第二对通道处终止。9.根据权利要求7所述的复合材料提升门系统，其中，所述第三对通道中的每个通道在远离所述内部板的中央的外侧沿着所述第二对通道中的相应一个通道延伸。10.根据权利要求7所述的复合材料提升门系统，其中，所述第一对通道和所述第三对通道大体上朝向车辆的后部凸出，以及，所述第二对通道和所述第四对通道大体上朝向车辆的内部凹陷。11.根据权利要求7所述的复合材料提升门系统，还包括多个额外的结构性加固件，所述额外的结构性加固件的至少一部分设置在至少所述第一对通道和所述第二对通道中。12.根据权利要求11所述的复合材料提升门系统，其中，所述多个额外的结构性加固件包括多个肋部。13.根据权利要求1所述的复合材料提升门系统，其中，所述多个复合材料预成形件包括：一对支柱加固件，所述一对支柱加固件大致在D基柱区域附近连接至所述内部板；以及一对铰链加固件，所述一对铰链加固件连接至所述内部板的上隅角附近。14.根据权利要求13所述的复合材料提升门系统，还包括多个加固件支架，所述多个加固件支架能够操作而连接至所述多个复合材料预成形件，所述多个加固件支架包括：一对支柱加固件支架，所述一对支柱加固件支架附连至所述一对支柱
\t加固件；以及一对铰链加固件支架，所述一对铰链加固件支架附连至所述一对铰链加固件。15.根据权利要求14所述的复合材料提升门系统，其中，所述一对支柱加固件的每个上端部与所述一对铰链加固件的每个下端部额外地彼此附连。16.根据权利要求14所述的复合材料提升门系统，还包括多个紧固件，所述紧固件应用于至少所述一对铰链加固件、所述一对支柱加固件支架以及所述一对铰链加固件支架，所述紧固件进一步地以与结构性粘合剂相组合的方式...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯托弗·J·孔策，史蒂芬·R·罗迪，埃里奇·R·兰利，
申请(专利权)人：麦格纳国际公司，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA