[发明专利]加强结构构件的方法

说明书

本申请根据的是1997年7月21日登记的临时申请系列号No．60／053264。

本发明一般地涉及空心结构构件的加强，更具体一些，则涉及具有封闭区的结构的加强，该封闭区存在特殊的接近问题。

近年来，许多因素迫使在汽车结构设计的方法方面作根本的改变。它们包括，必须满足不断提高的冲击强度和燃料节约标准，和生产在全球市场中其价格具有竞争力的车辆。这些要求常常看起来彼此有矛盾。例如，冲击强度多数情况下可以简单地通过加大钢的厚度或通过使用高强度钢达到。但是，这种方法通常要增加车辆的重量和／或成本。虽然重量轻的树脂现在可以用于填充结构构件的整个空腔，以提供更大的强度，但是这些材料都昂贵，因此大量使用它们就会不合要求地加大车辆的成本。

本发明首先采用一个新的方法，它通过采用微球体填充的热膨胀树脂局部加强重要的区域来加强结构部件，例如：具有树脂基芯子的复合门梁，该芯子所占据的地方不超过金属管的芯子的三分之一；空心叠层梁，其特征为它具有高的刚度与质量之比并具有用薄的结构泡沫塑料层与一内管隔开的外部，一W形载体插入增强物，该载体插入增强物载有用于加强空心梁的泡沫塑料体；隔板，它利用热膨胀泡沫塑料提供轨道的局部加强，该轨道用于固定发动机托架或其类似物。

虽然这些技术都很适合许多应用，但是仍然需要局部加强具有特殊的接近问题的区域。更具体一些，在许多空心结构部件中，构件有一封闭的空间区域，它的位置离开空间的开口有某些距离，并且由于构件中的曲度或弯曲而难于够到。在某些情况下，构件及其所确定的通道有不规则的几何形状，使之难于接近特殊的内部区域。当然，在某些情况下，也有可能简单地用以后固化的液态树脂填充整个结构，但是，如上所述，这种方法在许多应用中可能过分费钱。因此，需要有另一种提供这种部件的局部加强的方法。本发明提供了对此问题的答案。

本发明的一个目的为提供一种方法，它在用传统技术难于到达的空心结构部件的区域中提供局部加强物。

本发明的另一目的为提供一种在结构部件中加入局部的树脂加强物的方法，在该部件中，被加强的区域在通道中的弯曲部分的另一边。

本发明的又一目的为提供一种方法，它在空心结构部件中在难于接近的区域集中树脂加强物。

本发明的一个方面为提供一种在局部区域加强部件的方法。该方法包括下列步骤：提供一柔性构件，其长度基本上大于其宽度；用热膨胀树脂包住柔性构件的至少一部分；将柔性构件插入空心结构部分的空腔中。插入步骤包括这样一个步骤，即弯曲柔性构件，使之适应部件的空腔的几何形状。然后使树脂热膨胀，以使树脂粘结在结构部件上。这样，对于许多其内部几何形状使之难于或不能用传统技术加强的部件都可以达到局部加强。

在一个方面，柔性构件是一管子，树脂绕其施加，成为一个层或涂层。以后将涂有树脂的管子插入结构部件中并且在有压力作用时将其弯曲，以使其能被送入部件空腔中，即当其被插入部件中时与所要求的形状一致。

在一个方面，树脂包括发泡剂和玻璃微球。当柔性构件在部件中就位以后，例如在装入机动车辆以后，将部件加热至足以使发泡剂活化并使树脂热膨胀的温度。当树脂膨胀时，它粘结至部件的内壁上，形成具有高强度特性的管子对管子式的结构。

在一个方面，按重量比，热膨胀树脂包括约40％～80％的树脂，约10％～50％的微球，约0．5％～5％的发泡剂，约1％～15％的填充剂，约0．5％～2％的加速剂和约1％～8％的固化剂。

在另一个方面，柔性构件包括一个或更多的间隔器，它将柔性构件与结构部件的内壁隔开。

在本发明的优选实施例的下列详细说明中将参考附图更完全地描述本发明的这些和其它方面、特色和目的。

图1示出了在本发明的方法中所用的树脂支承管。

图2为一局部剖开的立面侧视图，它示出了未膨胀的树脂在树脂支承管上的位置。

图3示出了另一树脂支承管，它具有未膨胀的树脂的外套。

图4示出了弯曲的结构构件的剖视图，它示出了树脂支承管在树脂膨胀前的位置。

图5示出了图4的弯曲的结构构件的剖视图，它示出了形成内部加强的膨胀的树脂。

图6是树脂支承管的正视图，该支承管具有在本发明中使用的径向间隔器。

图7是图6的支承管沿箭头7-7方向的端视图。

图8示出了弯曲的结构构件的剖视图，示出了未膨胀的树脂和间隔器的放置。