[发明专利]重量轻的增强多层腹板

说明书

                    技术领域

本发明在总体上涉及增强结构部件的方法和装置，具体涉及空心结构部件的增强腹板。

                    发明背景

在汽车工业中需要重量轻的高强度结构部件。汽车构件例如横梁、支柱等通常是空心的，以便减小质量而同时又保持较高的强度。虽然利用各种奇特的金属合金可以容易地获得结构部件的这些要求的特征，但在汽车上应用，高强度合金的价格太高。

虽然用泡塑充满整个截面(section)的确可以显著增加截面的刚性(至少在应用高密度泡塑时)，但这种方法也显著增大了质量，因而增加了部件重量，如前所述，在大多数应用中，这是不希望有的特征。另外，用泡塑充满整个截面也显著增加费用，而且常常产生不希望有的热沉(heat sink)。虽然增加截面的金属规格或附加局部的金属增强件可以增加刚性，但当金属厚度增加时，由于金属加工机器的限制，很难形成部件。

现在已提出许多方法来克服增强承受折断负载的空心截面所遇到的问题，以期用这种增强的空心截面来代替价格高的合金、厚规格的金属和大的塑料心。例如，已提出用于结构部件的包含预制增强件的增强嵌入件，其中该增强件由包含热固树脂和起泡剂的许多片粒构成。该预制增强件可在结构部件中就地膨胀和凝固。在这种技术中还说明一种复合的管形门梁，该梁用位于管子中段的合成泡沫心增强。该树脂基泡沫心占据的空间不超过管心的三分之一。

还提出了具有高刚性-质量比的管中管结构，在这种结构中，两个嵌套的管具有一层形成在管之间环形区内的泡塑层。还说明一种具有可起泡树脂特性的局部增强件，该起泡树脂配置在装入的支承件(drop-incarrier)上。该支承件置于空心结构件的沟槽内，然后使树脂膨胀。

因此，十分需要一种低成本的方法来增强空心截面而又不显著增加质量。另外，还需要提供一种可以增强现有空心截面的方法，该方法不要求对部件作基本设计变更。本发明提供一种空心截面，该截面具有增加的强度，但质量只适当增加，完全不用大体积的昂贵树脂。本发明还提供一种用于增强现有结构部件的方法，该方法无需重新设计部件的几何尺寸或在内壁上附加层板。

                         发明概述

在一个方面，本发明提供一种用于结构部件的增强腹板。该增强腹板为矩形板，具有一对端部分和中间部件。一层未膨胀的可膨胀泡塑配置在端部分的一个侧面上和中间部分的一个侧面上。一块薄金属板放在位于矩形板中间部分上的该泡塑层上。在一方面，中间部分具有一对相对的边缘，该边缘具有伸离矩形板表面的凸出部。

在另一方面，本发明提供一种增强的空心部件。该空心部件具有分开一定间隙的一对局部腹板，各个局部腹板具有增强腹板接收表面。增强腹板跨越该一定间隙，固定于各个局部腹板的增强腹板接收表面上。该增强腹板为矩形板，该矩形板具有一对端部分和中间部分。一层可膨胀的泡塑配置在两个端部分和中间部分的一个表面上。在覆盖中间部分的泡塑层上配置一块薄金属板，该薄金属板放置在矩形板中间部分的上面。该中间部分具有一对相对边缘，该边缘具有偏离矩形板表面凸出的凸出部，该凸出部与矩形板的表面形成约45°角。

在再一方面，本发明提供一种增强结构部件的方法，该结构部件具有一对间隔开的局部腹板部分。该方法包括形成结构部件的增强腹板的步骤。该增强腹板为矩形板，具有一对端部分和中间部分。在两个端部分的一个表面上和中间部分的表面上放置一层可膨胀的泡塑。在覆盖中间部分的泡塑层上放置一块薄金属板。该增强腹板放置在结构部件的局部腹板之间的分开距离或间隙上，使得端部分上的可膨胀泡塑可与局部腹板部分接触并粘接在上面。

下面参考附图更详细说明本发明的这些以及其它的优点和目的。

                    对附图的简要说明

图1是具有局部腹板的汽车结构部件的端视图；

图2和3分别是沿图1的2-2线和3-3线截取的横截面图；

图4是本发明的多层增强腹板插入部件的部分切去的侧视图；

图5是沿图4的5-5线截取的横截面图；

图6是类似于图4的侧视图，但示出已安装就位的增强单元；

图7是图6所示构件的顶视平面图；

图8是沿图6的8-8线截取的横截面图；

图9类似于图8，示出泡塑已膨胀的状态；

图10～12类似于图9，示出本发明的其它变型例。

                   详细说明