CN105268867A - 板构件和板构件的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种板构件,如汽车车门,其包括外侧板件(1),在所述外侧板件上成型有槽(18),所述板构件还包括内侧板件(2),所述内侧板件的边缘由啮合到槽(18)中的凸缘(4)构成,所述板构件还包括插入外侧板件(1)与凸缘(4)之间的槽(18)中的填充材料层(6)。外侧板件(1)与凸缘(4)在填充材料层(6)的窗口(10、13)内相互焊接。
Description
技术领域
本发明涉及由至少两个板件组合成的板构件,如汽车车身或者汽车车身的部件。通常为这种板构件涂漆,以使它们得到防腐蚀保护,其中,保护的效果主要取决于漆层不具有间隙和薄弱部位。漆层瑕疵尤其出现在板构件相互抵接的接合部位。
背景技术
这种板构件经常通过卷边相互连接并且接着涂漆。由于在卷边区域内形成缝隙,在设计方面妨碍了漆的渗透。由此,漆在卷边区域内只形成不充分的例如防止缝隙腐蚀的防腐蚀保护。出于这些原因,在涂漆之前为这种结构配设卷边粘接剂。所述卷边粘接剂用于填充卷边并且因此为这些区域提供防腐蚀保护。由于制造方面的公差,通常不能准确地计量加入粘接剂。由此在批量生产中在卷边区域内出现填充过量和填充不足的情况。填充过量导致涂漆过程受到干扰并且因此必须在涂漆之前耗费地以较高成本去除过量的粘接剂。对于剂量不足的情况,保护受到限制并且可能根据剂量不足的程度导致运行中不期望的腐蚀损坏。
对于交通工具的门,尤其机动车车门,存在腐蚀风险的接合部位尤其是机动车车门的下棱边,在该处外侧板件和内侧板件通过卷边相连,因为雨水容易从车门的其它部件流入该处并且由于车门内侧的保护位置干得很慢。
由EP2383053A1已知一种机动车车门,其中,在外侧板件上成型有槽,并且在外侧板件与啮合到槽中的内侧板件边缘之间插入填充材料层。为了确保填充材料层连续地贴靠在内侧板件和外侧板件上,从而不会有水进入其间,填充材料层必须是粘接剂,其足够牢固地附着在板件上,以防止板件开裂。这种粘接剂凝固所需要的时间并不能与板件加工中较短的工艺周期兼容。
发明内容
因此,本发明所要解决的技术问题在于,提供一种板构件,其一方面通过漆层实现了有效的防腐蚀保护,并且另一方面适合于以较短的周期时间制造。
该技术问题按照本发明的设计方案这样解决,即,板构件具有外侧板件,在所述外侧板件上成型有槽,所述板构件还具有内侧板件,所述内侧板件的边缘由啮合到槽中的凸缘构成,所述板构件还具有嵌入外侧板件与凸缘之间的槽中的填充材料层,其中,所述填充材料层具有窗口,外侧板件与凸缘在所述窗口内相互焊接。填充材料层防止水进入相互接触的板件之间,而焊接在板件之间提供了在短时间之后即可承受载荷的牢固连接并且防止板件与填充材料层之间裂开。填充材料层可以在制成的构件上在内侧板件与外侧板件之间起到粘接作用;这种粘接作用也是为了避免在板件与填充材料之间形成可使水进入的缝隙所期待的;然而因为焊接连接使板件立刻固定并且牢固地保持在一起,所以填充材料有任意长的时间来凝固并且同时考虑到了与两个板件的密切连接。
为了使填充材料层能够有效防止水进入板件之间的缝隙中,窗口不应朝向填充材料层的边缘敞开,而是填充材料层应在凸缘的至少一侧上、优选既在其内侧也在其外侧上构成沿槽的边缘连续地延伸的条,以便防止水进入填充材料层的窗口。
热塑性塑料尤其适合作为填充材料,因为该热塑性塑料能够通过板件的受热、尤其在干燥涂覆在板构件上的漆层时变形,与板件的轮廓适配并且连续地填充缝隙。
泡沫塑料也良好地适用于填充板件之间的缝隙;这种泡沫塑料尤其可以通过使前述热塑性塑料膨胀得到。
可使热塑性塑料变形的热作用的相同阶段在此也可以实现膨胀。
这种泡沫塑料是闭孔泡沫,因此其在与水接触时不会吸湿。但是也可以考虑的是,通过将泡沫塑料包围在不膨胀的材料中,保护泡沫塑料使其不与水接触。
处于内侧板件的棱边与外侧板件槽的对置底部之间的间隙通常比槽侧壁与内侧板件的与之对置的主表面之间的缝隙宽很多。为了仍能完全填充槽,填充材料层可以构造为多构件式,尤其由置于槽底部的填充带和至少一个夹紧在槽侧壁与内侧板件的主表面之间的密封带组成。所述密封带可以单构件式地围绕凸缘的下棱边设置;也可以有两个密封带分布在凸缘的内侧和外侧上。
填充带可以膨胀,以便尽管横截面尺寸可变但仍能连续地填充槽,而密封带可以是实心的,以便可靠地防止水进入填充带。
如果外侧板件和内侧板件围成空腔,则所述空腔应具有至少一个排水开口,渗入空腔中的水或者在空腔中凝结的水可以通过所述排水开口流出。为了使这种水远离槽并且实现连续地流出,所述填充材料层应在空腔的侧面上延伸至开口的边缘。
所述板构件尤其可以是机动车车门。
本发明所要解决的另一技术问题在于,提供一种用于制造板构件的有效的方法,所述板构件适用于通过漆层提供有效的防腐蚀保护。
所述技术问题按照本发明通过一种用于制造板构件的方法解决,所述方法具有以下步骤:
a)提供外侧板件和内侧板件;
b)将成型在内侧板件的边缘上的凸缘和具有窗口的填充材料层嵌入成型在外侧板件上的槽中;
c)将外侧板件和内侧板件在窗口处相互挤压并且焊接。
按照一种设计方案,所述步骤b)可以是将具有预成型的窗口的带作为填充材料层安装到外侧板件上,并且将具有填充材料层的外侧板件围绕凸缘折叠,以便形成槽。
作为备选,在步骤b)中可以将具有预成型的窗口的带作为填充材料层安装到凸缘上并且与凸缘一起插入成型在外侧板件上的槽内。
通过另一步骤e)使填充材料层膨胀,可以使所需的填充材料的质量减至最小。
如果在膨胀之前进行步骤d)在板构件上涂漆,则能够以合理的方式在漆干燥时通过热作用实现膨胀。
附图说明
本发明的其它特征和优点由以下参照附图对实施例的说明得出。在附图中:
图1示出在按照本发明的制造方法的开始阶段中机动车车门的下边缘区域的局部,其中车门的内侧板件与外侧板件尚没有固定连接;
图2示出图1的局部在卷边步骤之后的情形;
图3示出图1的局部在焊接步骤之后的情形;
图4示出图1的局部在涂漆和干燥之后的情形;
图5示出在按照制造方法的第二设计方案组装之前的机动车车门的内侧板件和外侧板件的边缘区域;
图6示出图5的边缘区域具有密封带和填充带的情形;
图7示出内侧板件和外侧板件的组装;
图8示出组装的板件在焊接之后的情形;
图9示出漆层干燥之后的板件;并且
图10示出与图9类似的按照一种扩展设计的剖面。
具体实施方式
图1以立体图示出外侧板件1和内侧板件2的局部,所述外侧板件和内侧板件设置用于组合成汽车车门。外侧板件在此被示出处于水平底层的位置中;在制造完成的状态中,在图1的视角中朝向观察者的板件1、2边缘形成车门的下边缘的一部分。在此,外侧板件1在所示的局部中基本上是平坦的;内侧板件2划分为与外侧板件1间隔的主要部分3、贴靠在外侧板件1上的凸缘4和将主要部分3与凸缘4相互连接的凸肩5。
在凸缘4与外侧板件1之间布置有填充材料层6,所述填充材料层在此形式为由热塑性塑料制成的薄膜。相对于制成的车门的安装位置向上朝向由板件1、2限定的空腔7,薄膜6延伸至弯折线8,凸缘4在弯折线8处过渡为凸肩5。沿相反的方向,填充材料层6和外侧板件1均超过内侧板件2的下棱边9。
在填充材料层6的在图1中裸露的部分中,以均匀的间隔沿下棱边9冲裁出窗口10。在图1的局部视图中,窗口10均没有完全地显示;在实践中窗口具有环绕的、在此是圆形的边缘,并且通过材料条12与填充材料层6的外棱边11分隔开,所述材料条12连续地在薄膜6的整个长度上延伸。
与在图1中裸露的窗口10呈镜面对称地,在填充材料层6的包围在凸缘4与外侧板件1之间的区域中也设有窗口13,在图1中只能看到窗口13之一的剖面。
在图1所示的制造阶段,板件1和2以及填充材料层6可以松弛地相互叠放;但填充材料层6也可以在一侧或者两侧上配设有粘接剂层,以便至少临时地将填充材料层与外侧和/或内侧板件1、2相连。
图2示出与图1相同的边缘区域在外侧板件1突伸超过凸缘4的边缘区域围绕凸缘4卷边并且形成槽18的壁之后的情形,所述壁在此称为内壁14,所述槽18容纳凸缘4。窗口10和13成对地相互对齐。材料条12延伸至内壁14的向上折叠的棱边16,因此在内壁14与凸缘4之间没有裸露的可能存水的间隙。
在下一步骤中,将槽18的外壁15、内壁14和凸缘4相互点焊。优选进行凸焊,其中以本身已知并且因此未在此示出的方式将焊接工具的电极大面积地贴靠在外壁15上,以便防止外壁变形并且在外壁上留下焊接痕迹。而焊接电极分别点状地在窗口10、13的高度上贴靠在内壁14上,所述电极使内壁14和凸缘4如图3所示地弯曲,因此内壁和凸缘在窗口10、13中相互接触并且与槽18的外壁15接触并且在该处在部位17上相互焊接。
内壁14和凸缘4在窗口10、13高度上的弯曲至少部分是弹性的,因此填充材料层6在焊接之后环形地围绕窗口10、13在板件1、2之间持续受到较大压力。
在以此方式将板件1、2固定地相互连接之后,在喷雾中为车门喷漆,其中,填充材料层6填充喷雾很难进入并且有喷漆不充分的风险的车门区域。接着,在热室中使漆层干燥。热室中的温度足够高到能使填充材料层6变形。在可弹性变形的板件1、2的压力作用下,层6的填充材料尤其朝焊接部位17扩展并且最终如图4所示地使焊接部位17外部的窗口10、13消失。
在热处理期间移动的热塑性材料的量可以通过填充材料层6的厚度、窗口10、13的尺寸和板件1、2的弹性准确并且可重复再现地调节,因此可以使超过外壁15的棱边16扩展到凸缘4或者凸肩5上的热塑性材料的量保持尽可能小,从而使其不会影响该区域内的漆层密封性。
图5示出按照本发明的第二设计方案的制造方法的开始阶段。内侧板件2在此也如图1所示地通过弯折线8划分为主要部分3、凸肩5和凸缘4,外侧板件1已经在下部边缘区域内被弯折,以便形成槽18。
在图6中,在槽18的底部上置入填充带19,所述填充带由可在热作用下膨胀的热塑性塑料材料构成。在凸缘4的内侧和外侧上分别粘接密封带20、21,其中,所述密封带20、21如图2和图3所示地相互成对地具有对置的窗口10、13。
槽18的宽度尺寸设计为,使得凸缘4以及薄膜条20、21能够如图7所示地插入。
如图8所示,凸缘4所插入到的位置并不是、至少不在槽18的整个长度上是止挡位置,在所述止挡位置上,填充带19夹紧在槽18的底部与凸缘4的外棱边11之间;在槽18的底部,可以围绕填充带19保留自由空间。
在窗口10、13的高度上,槽18的外壁和内壁15和14与凸缘4焊接,其中,外壁15保持不变形,并且内壁14以及凸缘4通过设置在内壁14上的焊接电极的压力而弯曲,以便相互间并且与外壁15接触和焊接。
车门再次被涂漆并且接着在热室中干燥,其中,该处的温度足以使填充带19膨胀,因此填充带19如图9所示地在凸缘4的棱边9下方完全填充槽18并且与密封带20、21融合。如在第一设计方案中那样,密封带20、21的材料在干燥期间变软并且进入窗口10、13,因此窗口基本上只在通过焊接部位17使得材料不能进一步进入之处空着。
如果密封带20、21由不会在干燥期间膨胀的材料制成,则密封带确保了水密封地包围由填充带19构成的泡沫塑料,从而使填充带不会吸水。如果密封带20、21也在干燥期间膨胀,由它们形成的泡沫塑料至少应是闭孔泡沫,以防止水进入槽18中。
图10以与图9类似的部分剖面示出车门的变型方案。在凸肩5中切割出排水开口22,在另一部位,例如在外侧板件1的未示出的上边缘处的窗口密封处渗入的水可以通过所述排水开口流出空腔7。在此,槽18的外壁15与啮合到槽18中的内侧板件2之间的缝隙由密封带21的材料填充至排水开口22的下边缘,因此在空腔7中不存在可能存水的凹处,水可以完全通过开口22流出。
因为在棱边16上也不存在凹处,而是密封带20完全填充内壁14与凸缘4之间的间隙并且可以向上略微延伸超过棱边16,所以由开口22流出的水也不能持续停留在此处。因此,漆层只在短时间内接触水和可能溶解在其中的腐蚀性物质,从而可以在长时间内保持有效的防腐蚀保护。
不言而喻的是,虽然上文的详细描述以及附图针对的是本发明特定的示范性设计方案,但这些内容只是为解释本发明,而并不用于限制本发明的保护范围。上述设计方案可以有不同的变型,只要不超过权利要求书及其等同技术方案的保护范围即可。尤其是从本说明书和附图中还可以推断出权利要求书中未提到的实施例的特征。这些特征还可以以不同于此处特定公开的组合方式出现。因此,多个这些特征在同一句话中或者在其它方式的上下文关系中提到,均不表示这些特征只能在特定公开的组合中出现;而是原则上可以认为只要不影响本发明的功能性,也可以从多个这些特征中去掉个别特征或者将个别特征变型。
附图标记清单
1外侧板件
2内侧板件
3主要部分
4凸缘
5凸肩
6填充材料层
7空腔
8弯折线
9下棱边
10窗口
11外棱边
12材料条
13窗口
14内壁
15外壁
16棱边
17焊接部位
18槽
19填充带
20密封带
21密封带
22排水开口
Claims (14)
1.一种板构件,具有外侧板件(1),在所述外侧板件上成型有槽(18),所述板构件还具有内侧板件(2),所述内侧板件的边缘由啮合到槽(18)中的凸缘(4)构成,所述板构件还具有嵌入外侧板件(1)与凸缘(4)之间的槽(18)中的填充材料层(6;19、20、21),其中,所述填充材料层(6;19、20、21)具有窗口(10、13),外侧板件(1)与凸缘(4)在所述窗口(10、13)内相互焊接。
2.按权利要求1所述的板构件,其特征在于,所述填充材料层(6;19、20、21)在凸缘(4)的至少一侧上构成沿槽(18)的边缘连续地延伸的条(12)。
3.按权利要求1或2所述的板构件,其特征在于,所述填充材料层(6;19、20、21)包括至少一种热塑性塑料。
4.按权利要求1至3之一所述的板构件,其特征在于,所述填充材料层(6;19、20、21)至少部分由泡沫塑料构成。
5.按权利要求4所述的板构件,其特征在于,所述泡沫塑料是闭孔泡沫。
6.按权利要求4或5所述的板构件,其特征在于,所述泡沫塑料在热作用下膨胀。
7.按前述权利要求之一所述的板构件,其特征在于,所述填充材料层(19、20、21)由置于所述槽的底部的填充带(19)和至少一个夹紧在槽(18)的侧壁(14、15)与凸缘(4)的主表面之间的密封带(20、21)组成。
8.按权利要求7所述的板构件,其特征在于,外侧板件(1)和内侧板件(2)围成空腔(7),所述空腔通过内侧板件(2)的至少一个开口(22)排水,并且所述填充材料层(6;19、20、21)在空腔(7)的侧面上延伸至开口(22)的边缘。
9.按前述权利要求之一所述的板构件,其特征在于,所述板构件设计为交通工具的构件,尤其是机动车车门。
10.一种用于制造板构件的方法,具有以下步骤:
a)提供外侧板件(1)和内侧板件(2);
b)将成型在内侧板件(2)的边缘上的凸缘(4)和具有窗口(10、13)的填充材料层(6;19、20、21)嵌入成型在外侧板件(1)上的槽(18)中;
c)将外侧板件(1)和内侧板件(2)在窗口(10、13)处相互挤压并且焊接。
11.按权利要求10所述的方法,其特征在于,在步骤b)中,将具有预成型的窗口(10、13)的带作为填充材料层(6)安装到外侧板件(1)上,并且将外侧板件(1)和填充材料层(6)围绕凸缘(4)折叠,以便形成槽(18)。
12.按权利要求10所述的方法,其特征在于,在步骤b)中,将具有预成型的窗口的带作为填充材料层(20、21)安装到凸缘(4)上并且与凸缘(4)一起插入槽(18)内。
13.按权利要求10至12之一所述的方法,其特征在于,所述方法还具有步骤
e)使填充材料层(6;19、20、21)膨胀。
14.按权利要求13所述的方法,其特征在于,所述方法还具有步骤
d)在板构件上涂漆,其中,在漆干燥时通过热作用实现膨胀。
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