经过增强的结构件制造技术

一槽形件具有薄的局部增强壳，它通过一层结构泡沫与该槽形件相分离。在增强部件处使用了拱形结构。该拱形结构沿与上述部件所受力的方向相反的方向延伸。所述拱形结构可以作为上述槽形件、增强壳或者槽形件和增强壳出现。所述增强壳的一部分与槽形件相接触并且通过点焊或其它连接方法与该槽形件相连接。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本申请书以1997年7月21日提交的临时申请书第60／053053为基础。本专利技术在总体上涉及到用于增强结构件的方法和设备，具体地说，本专利技术涉及到对易于弯曲的槽形部件进行局部增强。在许多应用中，特别是在汽车制造业中，需要有轻重量高强度的结构件。虽然用诸如钛合金和类似合金之类的多种金属合金能很容易地获得具有上述特性的结构件，但轻重量高强度的合金一般在重量减轻与材料成本完全相反的汽车应用中成本过高。而且，需要这样的增强技术，这种技术能很容易地适合于结构部件的现有几何形状。从而能消除基本结构有所改变的要求并且能提供一种可改善标准设计性能的方法。也就是说，在许多情况下，在车辆设计业已达到不再可能有根本性的改变这样的阶段以后，会发现设计缺陷。此外，重点放在会遇到产生弯曲的力的槽形结构组件的性能特征上。例如，许多为机动车门设计的侧面防撞梁均有槽形凹腔。另外，许多功能性保险杠呈槽形。这些槽形部件最易受始于或集中于防撞梁中间跨距的弯曲力的影响。尽管用塑料泡沫来填充上述整个部件会显著地增加部件硬度(至少在使用高密度泡沫时)，但这种技术会显著地增加质量从而增加部件的重量，而这种重量正如所说的那样在大多数应用中是不希望有的。此外，完全用泡沫来填充部件会显著地影响成本。最后，大的泡沫填料常常会形成一多余的散热装置。而且，尽管增加部件的金属尺寸或增加局部的金属增强物会提高硬度，但是，由于金属厚度增加，故会因金属成形机的限制而更难以形成所说的部件。作为高成本合金，厚金属部件和大泡沫填料的替代方案，业已提出了多种方法去解决增强易于弯曲的槽形部件的问题。例如，业已提出了一种用于车门的侧面防撞梁，它包括一开放的槽形金属件，此件带有一纵向凹腔，该凹腔中填充有以热凝或热塑树脂为基质的填料。这种填料置于上述防撞梁的中间跨距内。上述填料可包括中空的玻璃微球，以便减少密度从而减少重量。业已提出了一种增强插入件，它包括一预制的增强部分。该增强部分由多个包含有热凝树脂和发泡剂的颗粒构成。上述预制件膨胀并固化在结构件的适当位置处。本技术中还说明了一种复合的管状门梁，它用定位在所述管的中间跨距处的合成泡沫填料来加以增强。以树脂为基质的填料占据不超过管的孔径的三分之一。还提出了具有高硬度-质量比的管中管结构，在这种结构中，两个相嵌套的管带有一层泡沫，该层泡沫放置在管间的环形空间内。还说明了一种局部增强部分，它具有发泡树脂的性质并设置在插入式承载件上。所述承载件设置在中空结构件的凹槽内，所述树脂可沿该凹槽膨胀。因此，应该提供一种低成本技术，以便在不显著增加质量的情况下增强易于弯曲的槽形部件。还应该提供能增强现有槽形部件并且不需对部件作任何基本结构改变的方法。本专利技术提供了中空部件，这种中空部件在适度增加质量但不使用大量膨胀树脂的情况下具有增加了的强度。本专利技术还提供了一种在不对部件的几何形状进行重新设计的情况下来增强现有结构部件的方法。业已发现，本专利技术能高效地提高槽形部件的部件硬度和强度。在一个方面中，本专利技术提供了一种经过增强的槽形件，它带有一薄的局部增强壳，此壳通过一层结构泡沫与该槽形件相间隔。在经过增强的部分处，一拱形结构沿与所述部件所受的力的方向相反的方向延伸，也就是说，该拱形结构沿槽形件的受压面的方向突出。所述拱形结构可以作为槽形件、增强壳或者槽形件和增强壳出现。所述增强壳的一部分最好与槽形部件相接触并通过点焊或其它连接方法与该槽形件相连。上述拱形结构与结构泡沫的组合体支承着负载、使槽形件的壁面稳定化并且使力分布于离开焊接处集中点的广泛区域上。在一个方面中，增强壳和结构泡沫最好限于不超过槽形件长度的约三分之一并且基本上设置在槽形件的中间跨距处。在一个方面中，增强壳设置在槽形件的开槽内，在另一个方面中，增强壳构成了位于槽形件外部处的罩帽。增强壳最好是高强度钢，它允许将低强度钢用作结构件。另外，在主结构件是高强度钢的应用中，所述增强壳可包括低碳钢或铝。在又一个方面中，本专利技术提供了增强结构部件的方法，该方法包括这样的步骤即在槽形结构件上的局部增强部位处形成一层结构泡沫。一增强壳设置在槽形件的中间跨距处并且最好延伸不超过槽形件的长度的三分之一。所述结构泡沫设置在增强壳的一个表面上，该表面与槽形件相接触并粘合于该槽形件。以下参照附图详细说明本专利技术的上述和其它优点及目的。附图说明图1是一经过增强的保险杠的透视图，它说明了一拱形中间跨弯的增强壳；图2是沿图1中2-2线的剖面图；图3是本专利技术另一个实施例的剖面图，它说明了一D形增强壳，此增强壳设置在中空保险杠部件的凹腔内并且通过一层结构泡沫与该保险杠部件相间隔；图4是本专利技术又一个实施例的剖面图，它说明了一具有D形结构的增强壳，该增强壳设置在一中空保险杠部件的凹腔内，所述中空保险杠部件具有一双拱形结构以及由结构泡沫构成的中间层；图5是本专利技术再一个实施例的剖面图，它说明了一局部的拱形增强部分，它设置在一保险杠部件的开槽内，而所述保险杠部件则具有由结构泡沫构成的中间层；图6是本专利技术还一个实施例的剖面图，它说明了一D形增强壳，它设置在一矩形保险杠部分内并被结构泡沫所构成的分段区域所分开；图7是本专利技术又一个实施例的剖面图，它说明了一拱形保险杠，此保险杠带有一矩形增强壳以及由结构泡沫构成的中间层，所述增强壳作为一罩帽设置在保险杠上；图8是一双拱保险杠部的剖面图，所述保险杠部件带有一拱形增强罩帽；图9是一经过增强的门梁的透视图，它说明了矩形中间跨弯的增强壳的一部分；图10是沿图9中10-10线的剖面图11是本专利技术再一个实施例的剖面图，它说明了一拱形门梁，此门梁带有一拱形增强壳以及一由结构泡沫构成的中间层。参照附图中的图1，示出了经过增强的汽车保险杠20，它带有保险杠部件22，此保险杠部件呈纵向的凹槽结构，该结构具有基本上大于宽度的长度。垂直平壁24的各个边缘由侧面26所限定。每个侧面26都带有一凸缘28，它在开槽30上延伸。壁面24限定了一外表面或受压面32以及一开槽侧的表面或内表面34。本技术的专家将会注意到，受压面32接收碰撞中的冲击从而是导致弯曲的区域。增强壳组件40定位在保险杠部件22的中间跨距即通常居中地位于端部36与38之间，可以看出，增强壳组件40带有拱形增强壳42和中间泡沫层44。如果最大变形的位置不在中心位置处，则增强壳组件应在最大变形的位置处适当地偏离中心。拱形壳42带有一对凸缘45，它们与保险杠部件22的凸缘28相重叠并且相接触。拱形壳具有拱形部分46，它沿保险杠部件22的壁面38的方向延伸。就本申请书而言，术语“拱形”和“拱形结构”不仅包括传统的U形而且包括D形。以下会详细说明它们的实例。拱形还包括M或V或W形。上述结构件和增强壳可以是金属冲压件或者是辊轧成形的金属件。参照附图中的图2，它更清楚地示出了拱形壳子组件40与保险杠部分22的关系。拱形壳具有表面48，它与泡沫层44相接触并粘合于该泡沫层。还有，增强壳42的拱形部分46沿壁面38的方向延伸从而朝保险杠部分22的受压面32延伸。泡沫层44还与壁面38的表面34相接触并相粘合而且与侧壁的内表面50相粘合，从而，将增强壳42以刚性的方式连接到保险杠部件22上。由此形成一个三层结构。此外，尽管诸如机械连接件或高强度粘合剂之类的连接装置会适于特定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种经过增强的结构件，该部件包括：一结构件，它限定了一个凹槽；一增强壳，它具有一定的长度，该长度小于上述凹槽的长度；所述增强壳和结构件相互连接；一层结构泡沫材料，它设置在上述结构件的一部分与上述增强壳的一部分之间以限定一个三 层区域，所述结构泡沫层粘合于上述结构件和增强壳上；以及所述三层区域具有拱形表面。

【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：亨凯尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]