CN109910570A - 混合型车门的包边结构 - Google Patents
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Abstract
公开了一种用于混合型车门的结构，其能够防止由铝合金外板与钢铁内板之间的热膨胀系数差异引起的变形。用于混合型车门的结构可以包括内板以及由与内板不同的材料制成的外板。特别地，在内板的端部和外板的端部彼此接触的状态下内板的端部可以由外板的端部包边。密封剂可以涂敷于内板和外板彼此接触的接触区域，并且密封剂可以包括：第一密封剂，其可以在室温下固化以及第二密封剂，其可以在大于第一密封剂的固化温度的温度下固化。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于混合型车门的包边结构(hemming structure)，其可以防止由铝合金钢外板与钢铁内板之间的热膨胀系数的差异引起的变形。
背景技术
通常，车门具有包括彼此连接的两个或更多个板的结构，以减轻重量并维持刚性。
例如，图1示出相关技术中的常规车门的包边结构和问题的截面图。如图1所示，常规车门的包边结构包括设置在车体内侧的内板10和设置在车体外侧的外板20。在内板10和外板20之间的接合区域中，在外板20的端部设置有比内板10突出预定长度的凸缘21，并且通过以凸缘21与内板10的相反表面或面向车辆内部的表面接触的方式弯曲而形成包边结构。
此外，密封剂30涂敷到内板10与外板20之间的接合区域上，以防止湿气和异物的渗透。密封剂30具有约10％的延伸特性和约35N/mm的冲击特性，并且在高于室温的温度下固化，优选在喷涂工艺的环境温度范围内固化。密封剂30在喷涂工艺中随着其通过烘箱(oven)而被固化，并且在增加内板和外板之间的接合力的同时，维持冲击特性。
另一方面，近年来，为了改善用于减轻车门重量并维持车门刚性的车门物理特性，已提出并使用外板由铝合金材料制成并且内板由钢铁材料制成的混合型车门。
在相关技术中，混合型车门可以通过如图1的①所示的包边工艺来制造，然后其在喷涂工艺中可以通过烘箱。此时，如图1的②所示，由于钢铁内板10与铝合金外板20之间的热膨胀系数的差异，所以铝合金外板20的膨胀可能比钢铁内板10的膨胀更显著。然后，如图1的③所示，在外板20的膨胀比内板10的膨胀更显著的状态下，密封剂被固化。在外板20和内板10接合在一起的状态下，在喷涂工艺之后的冷却过程中，如图1的④所示，铝合金外板20比钢内板10收缩得更多，从而导致扭曲。
另一方面，如果混合型车门中使用的密封剂的延伸率得到改善，则可以防止由不同材料之间的热膨胀系数差异引起的扭曲，但是由于延伸率高的密封剂的刚性和接合性能低，所以不能使用。
以上内容仅仅是为了帮助理解本发明的背景，并不旨在意味着本发明落入本领域技术人员已知的相关技术的范围内。
发明内容
在优选方面中，本发明提供一种用于车门的结构，其可以防止由于铝合金外板和钢铁内板之间的热膨胀系数的差异而导致的变形。在优选实施例中，车门可以具有包边结构。
本文使用的术语“包边”、“进行包边”或“包边的”是指这样一种结构：通过折叠第一物品的边缘附近的部分以包围第二物品的边缘而形成，使得第二物品的边缘部分可以插入到第一物品的折叠部分内部并且第二物品的边缘不会暴露于外部。例如，第一板的端部可以被第二板的端部包围或包边。
在本发明的一个方面提供一种用于混合型车门的结构。该结构可以包括：内板；以及外板，其由与内板不同的材料制成。在内板的端部和外板的端部彼此接触的状态下，内板的端部可以由外板的端部包边。优选，密封剂可以涂敷到内板和外板彼此接触的接触区域，优选，密封剂可以包括：第一密封剂，其可以在第一固化温度下固化；以及第二密封剂，其可以在第二固化温度下固化。
本文使用的“不同材料”是指具有以下量的与另一材料不同的组成或组分的至少两种或更多种材料；该量为材料总重量的约10wt％以上、约20wt％以上、约30wt％以上、约40wt％以上、约50wt％以上、约60wt％以上、约70wt％以上、约80wt％以上或约90wt％以上。例如，与另一材料不同的材料可以具有不同的组成，使得例如密度、热电系数、热膨胀系数、热收缩系数、拉伸强度或延伸率的特性在测量时可能相差约5％、约10％、约20％、约30％、约40％、约50％、约60％、约70％、约80％或约90％。
本文使用的术语“固化”、“固化的”或“固化过程”是指树脂、接合剂或聚合物的硬化过程，例如通过分子量增加表示的硬化，例如通过形成树脂、接合剂或聚合物中的交联结构并形成塑料材料。固化可以通过向树脂或聚合物施加光(例如，UV光)、热或电子束或者添加化学添加剂来进行。
优选地，第一固化温度和第二固化温度可以不同。特别地，第二固化温度可以大于第一固化温度。
第一固化温度范围可以约为0至约100℃、约5至约80℃、约10至约60℃、约15至约50℃、约15至约30℃、或约15至约25℃。第一固化温度可适当地为室温(例如，约15-25℃)。
第二固化温度范围可以约为100至约300℃、约120至约280℃、约140至约260℃、约160至约240℃、约170至约220℃、或约180至约200℃。第二固化温度可适当地处于约180至200℃的温度范围内。
在某些实施例中，第一固化温度和第二固化温度至少相差约10℃、至少约20℃、至少约50℃、至少约70℃、至少约100℃、至少约150℃、至少约200℃或至少约235℃。第二密封剂可以在高于第一密封剂的固化温度的温度下固化。
第二密封剂可以在约180至200℃的温度范围内固化。可以涂敷第一密封剂以形成第一层并且可以涂敷第二密封剂以形成第二层，第一层和第二层在内板和外板在接触表面处彼此接触的状态下沿着接触区域在水平方向上彼此相邻。
可替代地，可以涂敷第一密封剂以形成第一层并且可以涂敷第二密封剂以形成第二层，第一层和第二层在内板和外板在接触表面处彼此接触的状态下，在接触区域的垂直方向上层叠。
此外，可以将第一密封剂和第二密封剂混合并涂敷。
第一密封剂可以包含两种或更多种聚氨酯树脂，并且第二密封剂可以包含环氧树脂。
第一密封剂的延伸率可以约为60-80％，第二密封剂的延伸率可以约为5-20％。
本文使用的“延伸率”是指材料的膨胀特性。例如，当物体或材料处于刚好在其破裂或完全变形之前施加的应力或外力下时，在该应力或外力下改变的长度变化或延伸量可以计算为相对于原始长度或原始状态的百分比。
内板可以包括钢材料，以及外板可以包括铝合金。
本文使用的术语“铝合金”是指含有铝作为主要材料的合金材料，例如基于铝合金的总重量，铝的含量大于约50wt％、大于约55wt％、大于约60wt％、大于约65wt％、大于约70wt％、大于约75wt％、大于约80wt％、大于约85wt％、大于约90wt％、大于约95wt％、大于约96wt％、大于约97wt％、大于约98wt％或大于约99wt％。
本文使用的术语“钢铁”是指含有铁和碳作为钢组分的主要组成的钢，使得铁和碳被合金化以改善钢的物理特性。例如，铁可以是钢铁中的主要材料，例如基于钢铁的总重量，铁的含量大于约50wt％、大于约55wt％、大于约60wt％、大于约65wt％、大于约70wt％、大于约75wt％、大于约80wt％、大于约85wt％、大于约90wt％、大于约95wt％、大于约96wt％、大于约97wt％、大于约98wt％或大于约99wt％。
进一步提供一种可以包括如本文所述的结构的车辆。
因此，当由不同材料制成的外板和内板包边时，因为可以使用具有高延伸率的高温固化密封剂和具有低延伸率和高接合力的室温固化密封剂，所以可以抑制喷涂工艺中由不同材料之间的热膨胀系数差异引起的扭曲。
以下公开了本发明的其他方面。
附图说明
结合附图，根据以下详细描述，可以更清楚地理解本发明的上述和其他目的、特征和其他优点，其中：
图1示出相关技术中的包边结构的截面图；
图2示出根据本发明示例性实施例的用于示例性混合型车门的示例性包边结构的示例性截面图；
图3A示出根据本发明示例性实施例的用于示例性混合型车门的示例性包边结构的示例性截面图；
图3B示出根据本发明示例性实施例的用于示例性混合型车门的示例性包边结构的示例性截面图，以及
图4示出根据本发明示例性实施例的用于示例性混合型车门的示例性包边方法的示例性视图。
具体实施方式
本文中使用的术语仅是为了描述具体实施例的目的，并不旨在限制。如在本文中所使用的，除非上下文中清楚地指出，否则单数形式“一个”、“一种”和“所述”旨在同样包括复数形式。将进一步理解，当在本说明书中使用时，词语“包括”、“包含”、“具有”等指定所述特征、区域、整体、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但是不排除存在或添加一个或多个其他特征、区域、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合。
应当理解，本文使用的术语“车辆”或“车辆的”或其他类似术语通常包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)的客车、公共汽车、卡车、各种商用车辆，包括各种小船和轮船的船舶，飞机等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合电动车辆、氢动力车辆和其他替代燃料车辆(例如，源自除石油以外的资源的燃料)。如本文所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多种动力源的车辆，例如，汽油动力和电动力车辆。
此外，除非具体说明或从上下文中明显看出，如本文所使用的，词语“约”应当理解为在本领域的正常容差范围内，例如在平均值的2个标准差内。“约”可以理解为在所述值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01％内。除非上下文另外明确指出，否则本文提供的所有数值均由词语“约”修饰。
下文中，将参考附图详细描述本发明的各种示例性实施例。然而，本发明可以以不同的形式来实施，并且不应该被解释为限于本文阐述的实施例。而是，提供这些实施例使得本发明将透彻和完整，并将本发明的范围充分地传达给本领域技术人员。贯穿本公开，贯穿本发明的各个附图和实施例，相同的附图标记指代相同的部分。
图2示出根据本发明示例性实施例的用于示例性混合型车门的示例性包边结构的截面图。
如图所示，根据本发明示例性实施例的用于混合型车门的包边结构可以包括由不同材料制成的内板100和外板200。例如，内板100可以由具有小热膨胀系数的钢铁材料制成，并且外板200可以由具有高热膨胀系数的铝合金材料制成。这里，钢材可以包括铁基合金，并且铝合金可以包括铝基合金。
内板100和外板200可以是构成车门的部件，并且其形状可以根据车门的形状而进行各种改变。
优选地，内板100和外板200中的每一个可以设置有接触区域，在该接触区域，内板100和外板200的端部彼此接触。内板100和外板200的端部指的是内板100和外板200的边缘。
内板100和外板200可以在其端部彼此接触。这里，外板200的端部可以比内板100的端部延伸得更长，以通过包围内板100的端部而对其进行包边。
优选地，可以将密封剂300涂敷于内板100和外板200的端部可以彼此接触的区域，以便可以改善它们之间的接合力，并且可以防止水分和异物侵入接触区域。
特别地，为了防止在喷涂工艺期间发生扭曲，密封剂300可以包括可以在室温下固化的第一密封剂310以及可以在与第一密封剂的固化温度(例如，室温)不同的温度下固化的第二密封剂320。优选地，第二密封剂320的固化温度可以高于第一密封剂310的固化温度。
第一密封剂310可以包括至少两种以上的聚氨酯树脂，并且其延伸率可以约为60至80％。优选地，内板100和外板200通过包边而彼此联接的接触区域可以通过在喷涂工艺之前固化的第一密封剂310保持彼此接合。
因此，即使在喷涂工艺期间具有不同热膨胀系数的内板100和外板200在通过烘箱时被加热，由于外板200与内板100之间的接合力，铝合金外板200也可以以与钢铁内板100相同的膨胀量变形。
当然，外板200可以以内板100的膨胀量变形的事实并不意味着外板200和内板100的膨胀量完全相同。由于包含铝合金的外板200和包含钢铁的内板100具有不同的热膨胀系数，所以即使膨胀量存在差异，由第一密封剂310产生的相互接合力也可以显着地将膨胀量的差异减小到可以防止扭曲的程度。
另一方面，第二密封剂320可以包括环氧树脂材料，并且其延伸率可以约为5至20％。进一步地，第二密封剂320可以在与第一密封剂的固化温度不同(优选大于第一密封剂310的固化温度)的温度下固化，以产生接合力。这里，第二密封剂320可以在大于室温的温度下，优选在喷涂工艺的环境温度范围内固化。例如，第二密封剂320可以在约180至200℃的温度范围内固化，该温度范围是喷涂工艺的环境温度范围。
因此，在喷涂工艺期间通过由第一密封剂310彼此结合而减小其间膨胀量差异的内板100和外板200可以通过第二密封剂320的固化而具有进一步增加的接合力。优选地，在喷涂工艺之后，内板100和外板200可以在冷却的同时收缩，并且由于第一密封剂310和第二密封剂320的相互接合力，铝合金外板200可以以钢铁内板100的收缩量变形。
当然，外板200可以以内板100的收缩量变形的事实并不意味着外板200和内板100的收缩量完全相同。由于包含铝合金的外板200和包含钢铁的内板100具有不同的热膨胀系数，所以即使收缩量存在差异，第一密封剂310和第二密封剂320的相互接合力也可以显着地将收缩量的差异降低至可以防止扭曲的程度。
另一方面，在本实施例中，第一密封剂310和第二密封剂320可基于内板100和外板200彼此接触的接触表面在水平方向上彼此平行地涂敷。因此，在包边期间或自包边后直至喷涂工艺之前，通过第一密封剂310，内板100和外板200可以在涂敷第一密封剂310的区域中保持彼此接合，并且在喷涂工艺之后，内板100和外板200可以在涂敷第一密封剂310和第二密封剂320的区域中保持彼此接合。
当然，密封剂300的布置和形状不限于上述实施例，并且可以加以各种修改而实施。
图3A和图3B示出根据本发明示例性实施例的用于混合型车门的示例性包边结构的截面图。
如图3A所示，在根据本发明的另一实施例的混合型车门的包边结构中，可以涂敷密封剂300，并且密封剂可以包括形成第一层的第一密封剂310以及形成第二层的第二密封剂320。第一层和第二层可以在内板100和外板200可以彼此接触的接触区域或接触表面的垂直方向上层叠。优选地，第一密封剂310可以涂敷于具有大热膨胀系数的铝合金外板200。因此，在包边期间或自包边后直至喷涂工艺之前，通过第一密封剂310，内板100和外板200可以保持彼此接合，并且第一密封剂310可以抑制在喷涂工艺期间内板100的膨胀。在喷涂工艺之后，内板100和外板200可以通过第一密封剂310和第二密封剂320保持彼此接合。
进一步地，如图3B所示，在根据本发明另一实施例的用于混合型车门的包边结构中，可以以将第一密封剂和第二密封剂混合涂敷的方式涂敷密封剂300。因此，在包边期间或自包边后直至喷涂工艺之前，通过第一密封剂的成分，内板100和外板200可以保持彼此接合，并且在喷涂工艺之后，内板100和外板200可以通过第一密封剂和第二密封剂的成分保持彼此接合。
将参照附图描述根据本发明实施例的如上所述配置的混合型车门的包边方法。
图4示出根据本发明示例性实施例的示例性混合型车门的示例性包边方法的视图。
如图所示，准备好针对每种形状的内板100和外板200后，可以使用涂敷工具A将密封剂300涂敷在外板200的接触区域上。涂敷的密封剂300可以包括第一密封剂310和第二密封剂320。例如，第一密封剂310可以形成第一层，并且第二密封剂可以形成第二层。第一层和第二层可以设置为沿接触区域或接触表面在水平方向上彼此平行地彼此相邻。
在涂敷密封剂300之后，内板100可以设置在外板200的顶部以彼此接触。内板100和外板200可以通过在室温下固化的第一密封剂310彼此接合。
内板100和外板200彼此接触并通过第一密封剂310彼此接合后，使用包边工具B使外板200的端部弯曲以对内板100的端部进行包边。
同时，可以在高温下固化的第二密封剂320在包边完成之前可以保持未固化，并且在包边后的喷涂工艺中，可以进一步固化以增加内板100与外板200之间的接合力。
尽管为了说明的目的描述了本发明的各种示例性实施例，但是本领域的技术人员将理解，在不脱离所附权利要求中公开的发明范围和精神的情况下，各种变型、添加和替换都是可能的。
Claims (12)
1.一种车门的结构，包括：
内板；以及
外板，其由与所述内板不同的材料制成，
其中在所述内板的端部和所述外板的端部彼此接触的状态下所述内板的端部由所述外板的端部包边，
其中密封剂涂敷于所述内板和所述外板彼此接触的接触区域，以及
所述密封剂包括：第一密封剂，其在第一固化温度下固化；以及第二密封剂，其在第二固化温度下固化。
2.如权利要求1所述的结构，其中所述第一固化温度和所述第二固化温度不同。
3.如权利要求1所述的结构，其中所述第二固化温度大于所述第一固化温度。
4.如权利要求1所述的结构，其中所述第一固化温度是室温。
5.如权利要求1所述的结构，其中所述第二固化温度在约180至200℃的温度范围内。
6.如权利要求1所述的结构，其中所述第一密封剂被涂敷以形成第一层并且所述第二密封剂被涂敷以形成第二层，所述第一层和所述第二层在所述内板和所述外板在接触表面处彼此接触的状态下沿着所述接触区域在水平方向上彼此相邻。
7.如权利要求1所述的结构，其中所述第一密封剂被涂敷以形成第一层并且所述第二密封剂被涂敷以形成第二层，其中所述第一层和所述第二层在所述内板和所述外板在接触表面处彼此接触的状态下，在所述接触区域的垂直方向上层叠。
8.如权利要求1所述的结构，其中将所述第一密封剂和所述第二密封剂被混合并涂敷。
9.如权利要求1所述的结构，其中所述第一密封剂包含两种或更多种聚氨酯树脂，并且所述第二密封剂包含环氧树脂。
10.如权利要求6所述的结构，其中所述第一密封剂的延伸率为60-80％，所述第二密封剂的延伸率为5-20％。
11.如权利要求1所述的结构，其中所述内板包括钢铁，以及
所述外板包括铝合金。
12.一种包括如权利要求1所述的结构的车辆。
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