CN101720293B - 用于制造复合车身底板的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于制造车辆纤维复合车身底板的方法，通过在合适的模型或工具上放置第一纤维复合片开始。通常由地板承受的载流布线被放在第一片上的适当位置，而导线的端部延伸超出片的边缘。导线被屏蔽，以防止从中辐射电磁场进入车辆内部。光纤电缆用来传送信号。然后将第二纤维复合片放在第一片上。带有埋入导线的两个片被放在加热模具中，以将该片形成所需的最终形状和构造。铜导线和光纤电缆的端部然后用连接器这样终接，以便而后与车辆的电路结合。

Description

用于制造复合车身底板的方法

相关申请的相互参照

本申请要求享有2007年5月2日提交的美国临时申请序号60/915,521的权益。

上述申请的内容本文全部在此引入作为参考。

技术领域

本发明涉及一种用于制造运输车辆车身底板的方法及由该方法生产的车身底板，所述车身底板减少辐射到车辆内部的电磁场。

背景技术

用于运输车辆，比如列车、公共汽车、卡车和机动车的现代车身底板包括冲压的金属板。这类板包括车辆底架、车门内板、后板等。车辆中使用的导线沿着板敷设，而连接器在两端处。导线通过线夹或通过添加到成品车辆中板构造上的其它层在板上保持就位。成品车辆中通过导线传送的电压和电流产生电磁场，该电磁场从导线辐射到车辆的内部。由于车辆中控制系统和通信系统变得更复杂，所以需要更多的导线、传送更多的信号，因此产生的场强度也日益增加。辐射到运输车辆内部增加的电磁场(EMF)对车内乘客健康造成危害。

因此，理想的是开发出一种运输车辆车身底板，这种车身底板将所需布线结合到板结构中，并使用减少辐射到车内的EMF的布线。

附图说明

图1是按照本发明制造的车身底板的顶视图。

图2是一部分纤维复合车身底板的剖视图。

图3是复合车身底板制造方法的流程图。

发明内容

按照本发明的教导，将第一纤维复合片放置在合适的模型或工具上。通常由地板承载的布线通过机械手、模板、或其它控制装置放在第一片上的适当位置，所述机械手、模板、或其它控制装置设定布线在第一片上的位置。铜导线被用来传送比如电动车或混合动力车中的强电流，并被屏蔽以防止来自其中的电磁场辐射。光纤电缆被用来传送用于电通信信号的低强度电流。然后将第二纤维复合片放在第一片上。具有被埋入的导线的两个片被放入模具中，以将该片形成所需的最终形状和构造。可以包括另外的材料片或层，以达到表面质量、结构稳定性、和消声的所需的水平。如果片中所用的树脂是热固性的，则所形成的片放入炉中以被固化；或者如果所用的树脂是热塑性的，则零件被硬化并进一步被加工，用于该零件的最后精整。

具体实施方式

现转向附图，图1是按照本发明制造的运输车辆的车身底板10的俯视图。在所示的实施例中，车身底板10是底架。所公开的方法也可以用来制造车门内板、后板，或其它类似的运输车辆板。车身底板10包括一个或多个纤维复合片14，该纤维复合片14被模制以具有一个或多个装置，比如隆起的隧道部分16。本文所用的术语纤维复合片指的是一种由固化树脂粘结剂形成的片，该片具有完全均匀分散的高强度纤维或带材。树脂粘结剂可以是热塑性的或是热成型的，如本领域中所共知。纤维复合片14使用纤维束或纤维复合带而被放置在模型或工具(未示出)上。纤维束具有能用来形成显示复杂弯曲或大量不连续的部分的优点。纤维带具有能以比纤维束高的速率施加到表面上的优点，但纤维带的使用局限于比较平和连续的部分。各种各样的纤维束和带铺设机在本领域中所共知。

第一组布线比如电力电缆17被埋入纤维复合片14中。电力电缆17的端部延伸超出纤维复合片14的边缘或周边，并通过连接器18终接于两端，连接器18用于结合到运输车辆中其它电力电路上。

连接器19、22和24还被沿着电力电缆17在两端之间的长度设置。连接器19连接到支线21上，该支线21与电源电缆17结合，并在纤维复合片14的表面上延伸。连接器22被埋在纤维复合片14中，而连接器的插孔部分23从片14的表面是可接近的。连接器24使用绝缘位移触点(IDC)，该IDC设有叉尖，所述叉尖刺穿复合片14和电缆17周围的任何绝缘层，以与电缆17内的导体形成电接触。结果，IDC连接器24可以位于片14上的任何位置，在该位置连接器24与埋入片中的电缆17对准。IDC连接器24可以连接到支线25上，该支线25装有一个或单对导体，以便使IDC连接器的触点将与电缆17中装有的所需电路结合。

第二组布线，比如数据总线26也被埋入纤维片14中。数据总线26包括一个或多个光纤电缆27(在图2中清楚看出)，该光纤电缆27延伸超出纤维复合片14的边缘或周边28。如果用来加工纤维复合片的温度高，而由于玻璃纤维有能力承受高加工温度，所以玻璃光纤电缆优于塑料光纤电缆。数据总线26的端部29用合适的连接器31终接。连接器31被用来将数据总线26连接到多个光纤电缆32上，该光纤电缆32与将安装车身底板的整个车辆所用的信号发生器或接收器结合。

连接器也可以沿着数据总线26的中段设置，以给数据总线26提供与在两端不同的连接能力。连接器33直接与数据总线26的主要部分结合，而仅连接器的插孔部分34从片14的表面是可以接近的。连接器36结合到数据总线的分支部分37上，该分支部分37在纤维复合片14的表面上方延伸。

图2是一部分纤维复合片14的剖视图，示出第一纤维复合层38和第二纤维复合层39，该第二纤维复合层39在第一复合层38的上面形成。电力电缆17被埋在两个纤维复合层38与39之间。电力电缆17包括多个铜导线或铜导线束41，该多个铜导线或铜导线束41被装在包皮42中。包皮42可以包括金属箔包带或金属管，该金属箔包带或金属管包围所有埋入纤维复合层中的导线41。包皮将防止EMF的辐射，该EMF是由于进入运输车辆的导线41载流的结果而产生的。已经确定这种电磁场对于受到它作用的那些人有健康危害。

光纤数据总线26也埋在纤维复合片38与39之间。光纤数据总线20可以包括单一玻璃光纤43，该玻璃光纤43被保护包皮44包围。由于光纤数据总线20传送光脉冲形式的信号而不是电流，所以光纤电缆不辐射电磁场，因而不需要金属包皮。

在一个实施例中，使用现代技术光纤通信电缆，而结果是少到一或两根光纤43就可足以传送现代运输车辆中所需的所有通信讯道。光纤43的端部29上的连接器31可以结合到配电通信接线板32上，该接线板32连接到运输车辆的前部、后部和侧部装置上，从而省去需要在整个车辆从每个装置向单一计算机管理模块来回地敷设各个导线。因此，使用光纤网络减少了将信号装置结合在一起所需铜导线的数量，随后是减少通常由这种导线载流而产生的EMF。

图3是用于制造运输车辆复合车身底板的方法的流程图。第一步骤50是将第一纤维复合片放置在工具或模型上。工具或模型将确定最终纤维复合车身底板的形状和总轮廓，但板的最终形式在最后模制步骤中产生，如下面更全面说明的那样。下一步骤52是用屏蔽套包围载流的铜导线，以形成将防止导线辐射EMF的电缆束。铜导线被放在片上，而电线的端部延伸超出该片的边缘。下一步骤54是将一个或多个光纤电缆组装成束，以形成光纤数据总线。如果在纤维复合片中使用热固性树脂，则需要用玻璃光纤电缆，以便承受制造车身底板中使用的高温。在数据总线形成之后，下一步骤56是将步骤52中形成的铜导线电缆束和步骤54中形成的光纤数据总线定位于步骤50中形成的第一片上，而电缆束和数据总线端部延伸超出片的边缘。可以采用机械手将铜导线和光纤电缆放到第一片上。可替换地，铜导线和光纤电缆在第一片上的位置可以通过模板和其它导向装置控制，以确保导线和电缆被置于所需位置上的第一片上。

下一步骤58是将第二纤维复合片放置在步骤50中产生的第一片的上面。这将载流的导线和光纤数据总线埋在两个片之间，从而将导线和数据总线锁定就位。

在将第二片已放置在第一片上之后，下一步骤60是放置两个片，而埋入载流导线和数据总线在两个半模之间，这两个半模具有正在被形成的车身底板的形状和构造。如果在复合片中使用热固性树脂，则对半模施加热量和压力，以将纤维复合片中的树脂最后固化，并将片模制成所需的最后制品。如果复合片中所用的树脂是热塑性的，则片在没有外部施加热的情况下将固化到其最终状态。

在第一片和第二片的上面或两者之间可以包括另外的材料片或层，以在所述片固化之前，在可选的步骤62中，达到表面质量、强度、或消声的所需的程度。

在被加热模具中放置所需时间之后，下一步骤64是打开模具并从模具中取出所形成的复合板。下一步骤66是用电连接器终接从片的边缘延伸的铜导线端部，和用光纤电缆连接器终接从片的边缘延伸的光纤数据总线的端部。可替换地，在步骤56中电缆被设在第一片上之前，分别在步骤52和54中用连接器终接电缆和光纤电缆。电缆也可以用电连接器24终接，该电连接器24具有叉尖，所述叉尖用来刺穿纤维复合片和围绕导体的绝缘层，以形成与导体的电接触。光纤电缆连接器然后将被接合到配电通信接线板上，以将光纤数据总线结合到车辆的仪表和控制装置上。

通过已经描述本发明，本领域的技术人员可作各种不同的修改和变更，这些修改和变更都在附属权利要求书限定的本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种用于运输车辆的车身底板，其包括：

第一片；

形成第一片的热固性树脂或热塑性树脂和高强度纤维或带材，由此，所述第一片被固化以形成纤维复合片；

第一组布线和第二组布线，所述第一组布线和所述第二组布线定位在所述第一片上的希望的位置；

形成第二片的热固性树脂或热塑性树脂和高强度纤维或带材，所述第二片定位在所述第一片的顶面上，由此，在所述第一片上的布线位于所述第一片与所述第二片之间；并且，

所述第一片和所述第二片被固化，以形成具有至少两层的复合板，布线定位在所述至少两层之间；

包皮，所述包皮包围所述第一组布线，以防止来自布线的电磁场的辐射；

所述第二组布线是光纤电缆，所述光纤电缆不辐射电磁场；和

连接器，所述连接器位于布线的端部上，以将布线连接至外部装置。

2.如权利要求1所述的车身底板，其中，包围第一组布线的包皮是金属箔包带或金属管。

3.如权利要求1所述的车身底板，其还包括：

电连接器，所述电连接器终接于所述第一组布线中的至少一些布线，因此电连接器位于复合板的周边的外部。

4.如权利要求1所述的车身底板，其还包括：

电连接器，所述电连接器终接于所述第一组布线中的至少一些布线，由此，电连接器位于复合板的表面的上方。

5.如权利要求1所述的车身底板，其还包括：

电连接器，所述电连接器终接于所述第一组布线中的至少一些布线，所述至少一些布线与在第二片的表面上方延伸的布线的支线连接，由此，电连接器位于复合板的表面的上方。

6.如权利要求1所述的车身底板，其还包括：

电连接器，所述电连接器终接于所述第一组布线中的至少一些布线，所述至少一些布线与在第二片的表面下方的布线的支线连接，电连接器具有叉尖，所述叉尖刺穿第二片和围绕布线的绝缘层，以与布线形成电连接。

7.如权利要求1所述的车身底板，其还包括：

电连接器，所述电连接器具有终接于所述第一组布线中的至少一些布线的插孔部分；

电连接器被埋入复合板内；和

连接器的插孔部分这样设置，使得其可从板的表面进入。

8.如权利要求1所述的车身底板，其还包括：

光纤连接器，所述光纤连接器终接于所述第二组布线中的至少一些布线，由此，光纤连接器位于复合板的周边的外部。

9.如权利要求1所述的车身底板，其还包括：

光纤连接器，所述光纤连接器终接于所述第二组布线中的至少一些布线，由此，光纤连接器位于第二片的表面的上方。

10.如权利要求1所述的车身底板，其还包括：

光纤连接器，其终接于所述第二组布线中的至少一些布线，光纤连接器与在第二片表面的上方延伸的布线的支线连接。

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