内增强的空心结构制件及其制作方法技术

一种增强梁（２０）具有一内插工字梁结构（３６），该工字梁有相面对放置的粘着泡沫材料层（４８，５０）。泡沫材料层是挤压而成，切成所需长度后放在工字梁（２０）相对置的表面（３８，４０）上。当将此增强梁加热时，粘着层膨胀并将工字梁牢固地固定在既定位置。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术主要涉及用于机动车辆的增强结构，特别涉及用于增强空心结构件的轻型结构。
技术介绍
在汽车工业的许多应用领域，需要轻型高强度结构件。各种复合材料过去已被推荐用作结构件。例如各种奇异的轻型合金。然而，在绝大多数应用中，结构质量的减小必须不以牲牺结构强度为代价，且必须使产品成本与消费者需求相平衡。这样，需要保持，或者最好是提高结构件强度而不明显地增加材料和提高成本。使用复合材料以增强机动车结构件也已众所周知。例如，当今的专利技术者已经专利技术了许多用于增强机动车辆元件的金属/塑料复合结构。在美国专利No.4,901,500，标题为“轻型复合梁”的专利中，公开了一种用于车辆门的增强梁，这种梁包括一开式槽形金属制件，该制件具有纵向空腔，空腔中充以热固的或热塑的树脂基材料。在美国专利No.4,908,930，标题为“制造扭转杆的方法”的专利中，介绍了一种空心扭转杆，这种杆用树脂与填料混合物增强。将管先切至所需长度再充以一种树脂基材料。在美国专利No.4,751,249，标题为“结构件的增强插件及其制造与使用方法”的专利中，提供了一种预制的结构制件增强插件，该插件由若干包含热固树脂与起泡剂的小球所构成。这种预制件在结构件中膨胀并凝固。在美国专利No.4,978,562，标题为“用合成泡沫芯在管的中空部增强的复合管形门梁”的专利技术中介绍一种复合门梁，该梁具有一种树脂基芯，这种芯的尺寸不大于金属管孔尺寸的三分之一。在美国专利No.4,019,301中，标题为“用于结构件的耐腐蚀壳件”的专利技术中，公开了一种板桩或其它结构，该结构在外壳内埋入一工字梁并注入树脂。在待批的美国专利申请No.245,798,1994年5月19日归档，标题为“汽车车身结构用复合叠层梁”的专利技术中，介绍了一种空心层压梁，其特征在于具有高刚性质量比，这种复合叠层梁的外部与内管之间用一种薄的结构泡沫层所分开。在待批准的美国专利申请No.08/448,627,1995年5月23日归档，标题为“复合结构增强制件”的专利技术中，介绍了一种用于增强空心梁的W形承重插入增强件，该增强件带有一种泡沫体。此外，许多金属叠层结构已为人们所了解，这种结构将金属板与树脂插入层粘着在一起。人们还知道制造一种金属叠层板用于一种地板制件，这种制件包括一对金属平板，平板间具有一种沥青或弹性聚合物的夹层。尽管在截面内整个充填以塑性泡沫材料，不会明显提高截面的刚性(至少在使用高密度泡沫材料时是如此)，但仍然增加了物质，从而也就增加制件的重量，而这一点，如前所述，正是汽车应用领域所不希望的一种特征。此外，虽然增大截面的金属尺度或者添加局部的金属增强件会提高刚性，由于金属厚度增大，受金属成型机的限制，制件是更难成型。重要的是，在许多应用场合，增大金属尺度并不见效，这是因为质量与刚度成比例增大，而对于制件的动刚度频率没有有效的改变。最后，在整个截面充填泡沫材料可能是过高的花费，要建造大型散热/吸热装置，并需要复杂的密封操作以便将冲压件上的入孔封闭。因此，需要提供一种低成本技术以增强空心结构制件而又不是成正比例地增加其质量。本专利技术提供若干截形，该截形提高了强度而却未平均地增大质量，且并未大量使用昂贵的树脂。在许多应用场合，本专利技术减小了振动，这种振动导致主要受弯曲而不受扭转零件产生不希望的“抖动”。专利技术综述一方面，本专利技术提供一种增强结构制件用于汽车应用领域。这种增强结构是一种空心梁，例如具有轨道或类似的截形，该截形具有相面对的一对内表面。这种空心梁使用一种特制的插件将其增强。这种插件是一种直线形梁，具有相面对的两块板，该板本质上复盖空心结构件所确定的空腔的宽度。此相面对的两块板具有一般的平面表面。一种具有粘性的热膨胀泡沫材料层粘在每一平面表面上。将插件放入空心结构制件的空腔中，使粘着层邻近空心梁的相面对的内表面。然后，将带有增强插件的梁加热以便热激活该可膨胀的粘着层。由于粘着层膨胀，它牢固地粘在空心梁的内表面上以构成一种整体结构，即一种结构增强梁。一方面，本专利技术之增强插件是整个封装在空心结构制件中。在这方面，插件是放入一开式的槽，该槽在以后用一顶板将其封闭。一方面，本专利技术之增强插件是一种工字梁，该梁用金属、充填玻璃纤维的尼龙或者含有微球的水泥材料构成。于是，根据本专利技术，一方面提供了一种增强结构制件，该结构制件包括一种结构件，该结构件确定了一个空间，具有两个相面对的内壁；一个增强梁，位于所述空间中，该增强梁具有两个相面对的平板，每一平板具有一个主表面，两平板以其主表面大致相互平行按预定距离分开布局，平板间用一种间距式结构横向连接元件互连；第一热膨胀粘着体放在主表面之一上面，第二热膨胀粘着体放在另一主表面上；第一热膨胀粘着体粘在结构件的一个壁上，第二热膨胀粘着体粘在结构件的另一个壁上。本专利技术的这样或那样好处和目的，将参照附图给予更全面地说明。附图简介附图说明图1为根据本专利技术的一种增强梁的横剖面图，其中，增强插件具有工字梁的轮廓。图2为图1所示的增强梁的透视图，图中梁的顶板已移开以展现插入梁。图3为根据本专利技术的一种增强梁的横剖面图，其中，增强插件具有工字梁的结构，该工字梁是由两接合部构成。图4为根据本专利技术的一种增强梁的横剖面图，其中，增强插件具有部分双梁股(腹板)结构。图5为根据本专利技术之一种增强梁的横剖面图，其中，增强插件具有全双梁股结构。图6为根据本专利技术之一种增强梁的横剖面图。其中，增强插件具有一种工字梁轮廓，该工字梁由一双弯折结构构成。图7为根据本专利技术之一种增强梁的横剖面图。其中，增强插件具有一种工字梁轮廓，该工字梁是一种浇注水泥结构。对本专利技术推荐实施例的详细说明参阅附图之图1，增强梁20如图所示，一般具有空心梁或空心结构件22，该空心梁是一种典型的金属冲压件，例如机动车框架的一种轨道形截形。因此，空心梁22包括一直槽部位24，该直槽有顶板26。为便于叙述，空心梁22是指具有顶面或表面30和底面或表面32的梁，不过，容易理解的是所谓顶面和底面是任意的，它将取决于最终装配时的几何结构和方位。顶板一般是装在直槽部24的凸缘34上，用点焊或类似方法连接。本专利技术的诸优点通过使用一种特殊的增强制件而得到实现，该增强制件包括增强插件，在这里是工字梁36，其上具有一对相面对的平板38和40，两个平板由支板或撑挡部梁股42连接。每一平板具有一相应的主表面，图中表述为主表面44和46。在每一主表面44和46上，放有一层热膨胀粘着泡沫材料48和50，它兼具将工字梁36固定在位的工具和振动阻尼元件二者的功能。虽然工字梁36可能是直的，在许多应用场合，它可以具有各种弯曲和倾斜结构以适应准备增强的制件的几何结构。本专利技术中可使用多种树脂基复合材料构成粘着泡沫材料层48和50。推荐的复合材料赋予梁20以极好的强度、刚度和振动阻尼特性，而只在一定程度上增加重量。现参照具体的粘着泡沫层48和50的复合材料，材料的密度推荐从大约每立方英尺20磅到大约每立方英尺40磅，以便使重量最轻。在熔焊点的热变形温度和发生化学分解温度必然也很高，这样，泡沫材料层48和50应在高温保持其结构，这种高温在喷漆烘炉或类似情况常碰到。所以粘着泡沫材料层48和50应能经受短期超过华氏400度的温度，推荐超过华氏350度。此外，粘着泡沫材料层48和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种增强结构制件，包括：一结构件，限定了一个空间，所述结构件具有两个相面对的壁；一增强梁，放在所述空间内，所述增强梁具有两个相面对的平板，每个所述平板具有一个主表面，所述平板按预定距离分开放置，所述主表面大体上相互平行，所述两平板由 具有间距的互连结构件连接；第一热膨胀粘着体，装在所述主表面之一上；第二热膨胀粘着体，装在另一所述主表面上；和所述第一热膨胀粘着体粘结在所述结构件的所述壁之一上，所述第二热膨胀粘着体粘结在所述结构件的另一所述壁上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：约瑟夫S威奇伊，
申请(专利权)人：亨凯尔联合股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]