专利名称：有声学泡沫部件的增强后结构组件和增强车辆构件的方法
技术领域：
本发明涉及用于车辆的增强后的结构组件以及增强车辆构件的方法。
背景技术：
车辆通常具有框架、柱、摇杆、和为具有不同薄壁部件的组件的其他结构部件。例如，B柱通常具有B柱外部部件和B柱内部部件，该两者都为较薄的钢、铝合金、或铁材料、有色材料或聚合物材料。所述内部和外部部件被焊接或以其他方式结合至一起，且在它们之间限定空腔。在大体垂直于柱构件的长度的横截面处，所述部件限定空腔。通常，所述部件被通过在空腔内附连附加的钢质或铝合金支架增强 以满足预定的强度、刚度和承载要求。所述支架必须在安装在空腔中之前预制至空腔的内部尺寸。在其他位置，或在空腔内与增强支架相同的位置处，可能需要降噪。泡沫隔音板通常被用于降噪。所述隔音板可在安装到空腔中之前被预制，以匹配空腔的内部形状。
发明内容
提供了一种用于车辆的增强后的结构组件，以及一种增强车辆构件的方法。该组件通过分立的支架和泡沫隔音板起到了此前提出的结构增强和降噪两个功能，减少了构件的数量以及车辆构件的质量两者。增强后的结构组件包括第一车辆构件和第二车辆构件，所述第二车辆构件附连至第一车辆构件以在其之间限定实质闭合的空腔。声学泡沫部件被收纳在容器内，所述容器也被称作车辆囊(pouch)，其由具有预定强度或预定承载能力或两者的材料制成。具有粘性性质的密封剂被包括在所述容器的外表面的至少一部分上，且其被注入在容器内或涂布于所述容器上。该容器和声学泡沫部件实质地填充所述空腔，以使得所述容器的外表面接触车辆构件的内表面的至少一部分。该密封剂密封所述声学泡沫部件，且将所述容器粘合至附连的车辆构件的内表面的至少一部分。通过该容器，在结合的部件内局部实现了恰当的结构增强，且泡沫部件提供了需要的声学隔离特征。一种制造用于车辆的结构组件的方法，包括将由可膨胀泡沫至少部分地填充的挠性容器固定至第一车辆构件。第二车辆构件随后被结合至所述第一车辆构件，使得由可膨胀泡沫至少部分地填充的挠性容器位于由第一车辆构件和第二车辆构件限定的空腔内。该泡沫随后被膨胀，以使得泡沫和挠性容器实质地填充空腔，且挠性容器接触结合的车辆构件的内表面的至少一部分。当结合附图时，本发明的上述特征和优势以及其他特征和优势从下文中用于实施本发明的最佳模式的详尽描述中是显而易见。
图I是填充有可膨胀声学泡沫的容器的示意性横截面视图；图2是以局部不完整视图示出的布置在第一车辆构件中的图I的填充后的容器的示意性透视图；图3是图2的填充后的容器和第一车辆构件的示意性横截面视图，其沿图2中的线3-3截开，其中第二车辆构件布置在其上；图4是图3的填充后的容器和车辆构件的示意性横截面视图，其中所述车辆构件焊接至彼此；图5是图4中填充后的容器和车辆构件的示意性横截面视图，其处在其中泡沫膨胀开的加热箱中；图6是填充后的容器的示意性横截面示意视图，所述容器密封膨胀开的泡沫，且粘合至附连的车辆构件；和图7是增强车辆构件的方法的流程图，所述车辆构件诸如图2-6中的车辆构件。
具体实施方式
参见附图，其中相同的附图标记在若干幅视图中都指向相同的构件，图I至6示出了用于车辆12的增强后的结构组件10的制造的不同阶段，其中所述结构组件10在图6中完成。增强后的结构组件10相比于根据已知手段增强的结构组件相对轻质且坚固，且被配置为充当声学阻隔物。具体的，参见图6，增强后的结构组件10包括第一车辆构件14，其附连至第二车辆构件16。车辆构件14、16可为车辆12的在附连时限定了闭合的横截面的任意构件，其中由构件14、16在闭合的横截面处围合一空腔。在此处使用的，“闭合的横截面”指的是在通过构件14、16的横截面处，构件14、16限定了完整地包围且围合一空腔的周边。许多薄壁车辆构件限定闭合的横截面。例如，车辆构件14、16可为车辆框架部件、车辆摇杆部件、车辆柱构件、或车顶纵梁(roofrail)构件、或任何彼此装配以形成闭合横截面的其他构件。车辆构件14、16在增强容器20中被使用声学泡沫部件18增强，所述增强容器也被称作囊，所述泡沫部件18实质地填充被限定在附连的车辆构件14、16之间的空腔22。和诸如钢质支架的典型的增强部件不同，声学泡沫部件18和增强容器20不需要被预制成空腔22的内部几何形状。这允许增强后的结构组件10的制造更简单且更廉价，且使用较少的装配步骤。制造图6中的增强后的结构组件10的方法被示出为图7中的流程图。参考图1-6描述方法100。具体地，参见图I和7，方法100以块102开始，使用预测量的量的可膨胀泡沫24至少部分地填充挠性容器20。在图I中，可膨胀泡沫24从配送器26通过容器20中的开口 28填充，所述配送器可为自动机器人组件。当容器20被使用可膨胀泡沫24填充至预定的水平时，开口 28被缝合或以其他方式闭合。挠性容器20可为多种增强材料，诸如碳纤维织物、钢制网、或诸如KEVLAR(其为E. I. du Pont de Nemours and Company 的注册商标，且从位于 Richmond, VA.的 DuPontAdvanced Fibers Systems可购得)的对位芳香族聚酰胺纤维(para-arimid)。挠性容器20的材料被选定为具有至少预定的强度，以便作为装配后的构件14、16内的加强部件。挠性容器20的纤维或网状构造允许其被注入密封剂30或被使用密封剂30涂布，如在图3中所示，所述密封剂也具有粘合性能。在涂布密封剂的情形中，方法100包括可选的块104，使用密封剂30涂布容器20的外表面32的至少一部分。密封剂30优选地是适应性强的。
可膨胀泡沫24是声学泡沫，该声学泡沫在预定条件下在加热时膨胀，或响应于不同的催化剂而膨胀。在此处使用的，“声学泡沫”是用于通过削弱至少预定量的声波来驱散声音。参见图3和7，方法100随后包括块106，将由可膨胀泡沫24至少部分地填充的挠性容器20固定至第一车辆构件14。如在图3中所示，容器20可被紧固件34固定至第一车辆构件，所述紧固件34延伸穿过所述囊，且安装至第一车辆构件14。紧固件34可被螺纹安装至第一车辆构件14上的螺纹开口，或通过其他的方式固定至其。容器20被固定在第一车辆构件14上的预定位置处，在所述预定位置处已确定增强和降噪是对车辆12有益的。如在图2中所示，容器20不需要延伸第一车辆构件14的整个直的和/或弯曲的长度36。
参见图3，在容器20被固定至第一车辆构件14后，第二车辆构件16被布置为相邻于第一车辆构件14，如由箭头52所示。在图7中的块108中，图4中的第二车辆构件16与第一车辆构件14结合，从而其被刚性地连接至彼此。图7中的块108中的结合可通过在块110中焊接来实施，如由图4中的焊接部40和42所示。焊接部40、42是点焊焊接部。其他 类型的焊接，或诸如通过结构粘合剂而将第一和第二车辆构件14、16结合在一起的其他方式可代替焊接使用或在焊接之外被使用。具有可膨胀泡沫24(以图2中其膨胀前的形式)的容器20的体积小于空腔22的体积，如由横截面处的可膨胀泡沫24和容器20的面积所示，以及如在横截面处的空处46所证明。一旦第一构件14和第二构件16在块108内被结合，声学泡沫24在图7中的块112处被膨胀。块112可包括块114,将装配后的第一和第二构件14、16与容器20和声学泡沫24 —起布置在图5的加热箱50中，且在图7中的块116中加热所述加热箱50。加热箱50可为电泳漆涂层操作(“ELP0”)加热箱或类似的高通过量加热箱。可在块112中使用膨胀泡沫24的任何已知方式。如在图5中所示，泡沫24沿由箭头54所指示的全部方向向外膨胀，迫使容器20抵靠车辆构件14、16。已膨胀的泡沫冷却以形成图6的声学泡沫部件18，所述声学泡沫部件18连同容器20 —起与结合后的第一和第二构件14、16的几何形状相符。换句话说，声学泡沫部件24和容器20在横截面处填充空腔22，从而容器20的外表面56接触且粘合至结合后的车辆构件14、16的内表面58。声学泡沫24和容器20的横截面积实质地等于在图6中示出的横截面处的空腔22的横截面积。具有密封剂30的容器20 (如在图3中所示)帮助将声学泡沫部件18密封而免于潮湿。附加地，为容器20选定的在预定的强度下的材料，和泡沫部件18 —起作为第一和第二车辆构件14、16的结构增强件。声学泡沫部件18用以降噪。所述增强功能和降噪功能通过相对较少的处理步骤实现，且具有相对小的额外重量。尽管已经对用于实施本发明的最佳模式进行了详尽的描述，对本发明所涉及的领域熟悉的技术人员将辨识出在所附的权利要求内用于实施本发明的各种可替换设计和实施例。
权利要求
1.一种用于车辆的增强后的结构组件，包括 第一车辆构件； 第二车辆构件，其附连至所述第一车辆构件以在它们之间限定实质闭合的空腔； 声学泡沫部件； 容器，其容纳所述声学泡沫部件且具有预定强度和预定承载能力中的一个； 具有粘合性质的密封剂，其位于所述容器的外表面的至少一部分上；且 其中，所述容器和所述声学泡沫部件实质地填充所述空腔，使得所述容器的外表面接触所述车辆构件的内表面的至少一部分，且所述密封剂密封所述声学泡沫部件并将所述容器粘合至附连的车辆构件内表面的所述至少一部分。
2.如权利要求I所述的增强后的结构组件，其还包括 至少一个紧固件，将所述容器固定至所述车辆构件的至少一个。
3.如权利要求I所述的增强后的结构组件，其中，所述容器注入有所述密封剂。
4.如权利要求I所述的增强后的结构组件，其中，所述囊是碳纤维织物、对位芳香族聚酰胺纤维织物以及钢制网中的一种。
5.如权利要求I所述的增强后的结构组件，其中，所述车辆构件是摇杆部件、柱部件和轨道构件中的一种。
6.一种制造用于车辆的结构组件的方法，包括 将由可膨胀泡沫至少部分地填充的挠性容器固定至第一车辆构件； 将第二车辆构件结合至所述第一车辆构件，使得由可膨胀泡沫至少部分地填充的挠性容器位于由所述第一车辆构件和所述第二车辆构件限定的空腔内；和 使得所述泡沫膨胀，以使得所述泡沫和所述挠性容器实质地填充所述空腔，且所述挠性容器接触结合的车辆构件的内表面的至少一部分。
7.如权利要求6所述的方法，还包括 在将所述挠性容器固定至所述第一车辆构件之前使用所述可膨胀泡沫填充所述挠性容器。
8.如权利要求6所述的方法，其中，在所述泡沫膨胀之前，所述空腔在所述组件的横截面处大于由可膨胀泡沫至少部分地填充的所述挠性容器，且其中，在所述泡沫膨胀之后，所述空腔在所述组件的横截面处由所述容器和膨胀后的所述泡沫实质地填充。
9.如权利要求6所述的方法，其中，所述将所述第二构件结合至所述第一构件通过焊接实现。
10.如权利要求6所述的方法，其中，所述使得所述泡沫膨胀是通过加热实现的。
全文摘要
一种增强后的结构组件，包括第一车辆构件和第二车辆构件，所述第二车辆构件附连至第一车辆构件以限定实质上闭合的空腔。声学泡沫部件被容纳在也被称作车辆囊的容器内，所述容器容纳所述声学泡沫部件且用具有预定强度的材料制成。具有粘性性质的密封剂被包括在所述容器的外表面的至少一部分上，且其被注入在容器内或涂布于所述容器上。所述容器和所述声学泡沫部件实质地填充所述空腔，使得所述容器的外表面接触所述车辆构件的内表面的至少一部分，且所述密封剂密封所述声学泡沫部件并将所述容器粘合至附连的车辆构件内表面。提供了一种增强车辆构件的方法。
文档编号B62D25/04GK102673653SQ20121007080
公开日2012年9月19日 申请日期2012年3月16日 优先权日2011年3月16日
发明者H.A.埃扎特, K.王, M.R.坎农, P-C.王 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司