CN1115264C - 汽车遮阳板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用金属空心板制成并具有弯边以及一个二维或三维曲面的汽车遮阳板，所述曲面至少部分地由空心板的中心部分形成。可在空心板的至少一侧上叠压一织物。可将此空心板制成：单侧鼓胀辊压结合板，双侧鼓胀辊压结合板，平双侧三层辊压结合板或蜂窝状板。本发明还提供了制造汽车遮阳板的方法，即先由包括一个刚性辊和一个弹性辊的双辊沿辊的圆周方向(Y-Y轴线)弯曲该板，然后进行弯边过程，或者使空心板先经历弯边过程，再由双辊沿辊的圆周方向(Y-Y轴线)进行弯曲。

Description

汽车遮阳板及其制造方法
本发明涉及一种汽车遮阳板，它用一块空心板制成，并具有一个二维或三维的曲面。所述曲面与形成汽车顶部的一个弯曲面一致，本发明还涉及一种制造这种汽车遮阳板的方法。
在现有技术中，为了制造一种大曲率半径的弯板，例如用于汽车遮阳篷顶的内侧遮阳板，通过包括点焊、铆接、粘结等的连结方式，将利用模具和诸如肋的加强件由压力加工而获得的压制件组装在一起，这是因为典型的辊式弯曲加工经常会产生回弹，从而导致尺寸不稳定性。日本专利公开公报No.96-90080披露了一种制造方法，这种方法通过瓢曲一块具有多个用铝质辊压结合板坯做成并用作加强肋的鼓胀部分的弯板而完成。为了制造该弯板，上述发明采用了一种设有一成形表面的成形机，所述成形表面具有一欲得到的曲率半径的弯曲表面。在成形机上放置一个平面形坯件。然后，降下成形机的冲头座，以夹紧平面形坯件的周边。由于坯件的周边被夹紧，使平面形坯件最终紧靠在成形表面上。然而，在如同传统方法中那样用压模来压制成形汽车遮阳板的情况下，需要与不同车型相对应的多个压模，因而在生产批量相对较小的产品时，由于压模成本相对加大，显得很不经济。
此外，在上述公开公报中介绍的发明使用铝辊压结合板(aluminum Roll-bond Panel)作为坯件。这种坯件在压制成形期间会在成型力的作用下沿厚度方向使尺寸缩小以及产生多种缺陷，例如鼓胀部分的塌陷。虽然通常将织物叠压在汽车遮阳板上，但是这些织物必须在压制之后叠压在曲面上，因为在压制之前叠压很可能使织物在用于压制过程中的润滑剂的作用下剥落，从而导致加工步骤增加，成本上升。
用作汽车遮阳板的典型坯件可以是热固性树脂薄板、薄钢板或者薄铝板，其中由于薄铝板(包括薄铝合金板)的重量轻并具有良好的回收利用率，近年来得到了注重。考虑到刚度和约节成本，用于压制过程的薄铝板的厚度大约为0.8至1.0mm。另一方面，至今已经知道，使用包括一个金属辊和一个树脂辊的双辊(见图2)来弯曲坯件。在使用用作刚性/弹性辊对的上述金属/树脂辊对弯曲厚度大约为0.8至1.0mm的薄铝板的情况下，可能进行曲率半径相对较小的弯曲，但是由于回弹的影响不能弯曲具有大约为2500至10000mm的较大曲率半径的坯料。因此，例如肋的加强构件变成是不可缺少的，并且使构形不稳定，所留下的无法解决的问题包括依赖压制成形以及织物在压制成形之后叠压。
因此，本发明的一个目的是提供一种汽车遮阳板及其制造方法，它们能克服现有技术中所存在的上述问题。
本发明的另一个目的在于：通过使用能适应各种不同类型的汽车而且在较小批量地生产产品时特别有效的装置用一种简单的方法来获得汽车的遮阳板，其中无需例如采用昂贵的模具而进行瓢曲的附加过程。
本发明的其它目的可从下列的详细说明中得到更加清楚的了解。
本发明人致力于研究一种方法，以便利用如图2所示的包括一个刚性辊和一个弹性辊的双辊，以成形具有大曲率半径的铝板坯，使之可用作汽车的遮阳板。其结果是，可以获得以下认识，即利用空心板作为铝坯件能借助于包括刚性辊的弹性辊和两个辊比较容易地进行二维或三维弯曲过程，并且不会引起沿该板厚度方向的任何缩小，而所述缩小在压制成形过程中经常可能发生。本发明就建立在这种认识的基础上。
因此，本发明提供了一种汽车遮阳板，它具有多个纵向的带凸缘的边，并具有一个二维曲面或三维曲面。所述曲面至少部分地由金属空心板的除去周边之外的中心部分形成。使用本发明时，可在空心板的至少一侧上叠压一片织物。金属空心板可制成下列形式：单侧鼓胀的辊压结合板、双侧鼓胀的辊压结合板、双侧扁平的三层辊压结合板或蜂窝状板。
为了获得本发明的这种汽车遮阳板，首先借助于包括一个刚性辊和一个弹性辊的双辊沿着辊子的圆周方向(Y-Y轴线)弯曲金属空心板，然后再经历一个弯边过程，其中通过压制成形或辊压成形弯折其纵向各边。作为替代，可使金属空心板首先经历弯边过程，其中通过压制成形或辊压成形弯折它的多个纵向边缘，然后再借助于包括一个刚性辊和一个弹性辊的双辊沿着辊子的圆周方向(Y-Y轴线)进行弯曲。为了实施这种制造方法，上述空心板可带有至少叠合在其一侧上的织物。所述空心板可以是一种单侧鼓胀的辊压结合板，一种双侧鼓胀的辊压结合板，一种双侧扁平的三层辊压结合板或者一种蜂窝状板。在利用包括刚性辊和弹性辊的双辊执行沿辊子圆周方向(Y-Y轴线)的弯曲过程时，可将所谓的凸面辊作为双辊。也就是说采用沿辊子轴线方向具有弧度的弧形辊，以便除了沿辊子圆周方向(Y-Y轴线)的弯曲之外，又获得沿辊子轴线方向(X-X轴线)的弯曲，从而实现三维弯曲。
图1是按照本发明的弯曲过程的说明图，描述了薄板坯在包括一个刚性辊和一个弹性辊的双辊作用下的弯曲过程；
图2是说明利用包括刚性辊和弹性辊的双辊进行薄板坯的弯曲过程原理的视图；
图3是说明利用包括一个刚性辊和一个弹性辊的弧形双辊进行弯曲薄板坯过程的视图；
图4是三维弯曲薄板坯件的示意说明图；
图5(a)和5(b)分别是透视图和沿图5(a)的线A-A剖切的断面图，示出了一个根据本发明的弯边过程以及所得到的空心板；
图6(a)、6(b)和6(c)是表示本发明方法的另一种过程的说明图，其中图6(a)示出了一块经过弯折的空心板，图6(b)是沿着图6(a)的线A-A剖切的断面图，而6(c)描述了该经过弯边的空心板由双辊沿辊子圆周方向(Y-Y轴线)进行弯曲的过程；
图7示出了通过图6所示过程获得的本发明的二维弯曲的汽车遮阳板；以及
图8(a)至8(d)是本发明所用空心板的断面说明图，分别描述了单侧鼓胀的辊压结合板、双侧鼓胀的辊压结合板、双侧扁平的三层辊压结合板以及蜂窝状板。
图1是表示按照本发明形成空心板曲面的方法的一个实例的示意图。在图1中，参考标号1标明一个用作刚性辊的金属辊，而参考标号2标明一个用作弹性辊的树脂辊。树脂辊2的表面用弹性材料(通常为一个尿脘橡胶层3)包覆。首先降下金属辊1，以压靠在尿脘橡胶辊3的表面上。然后，当使一块空心板在这样一种状态下通过两辊之间的辊隙时，将该空心板沿辊的圆周方向(Y-Y轴线)以沿着凹隔区域的曲率半径R弯折，所述凹陷区域在具有弹性的尿脘中形成。在这种情况下，尿脘树脂的硬度可为50至90度，最好为55至65度。为了获得符合需要的曲率半径，可改变辊隙和压缩比率。可以理解，还能得到一个连续的弯曲表面，或者由于压力的局部释放而通过两点弯曲得到一个梯形表面。对于沿着辊子圆周方向(Y-Y轴线)的弯曲而言，曲率半径一般在1000至15000mm左右，而对于梯形弯曲而言，曲率半径一般在150至300mm左右。
用作欲被成形的空心板的是一块内部具有多个中空部分的板，如图8(a)至图8(d)所示，它由两块或三块薄板坯料构成。
图8(a)所示单侧鼓胀的辊压结合板的形成过程如下。首先为此过程准备两块铝质薄板，在此过程中，这两块板经历如下步骤：用化学方法从其表面清除有害的油脂或污痕；再利用金属丝刷机械地清除其上的氧化层，从而暴露出清洁的表面，以便进行后继处理。再把一种结合抑止剂施加到至少一块铝板的这种干净表面上，覆盖其具有预定图案的区域，在此处将要形成多条加强肋。通常使用一种主要由胶态石墨(其颗粒直径为1μm或者更小)组成的油墨作为结合抑止剂，并且一般用印刷工艺将油墨涂敷在所述表面上。
然后，将两块铝板彼此相互叠放，因而使带有结合抑止剂的表面闭合。接着在一种能保证被结合的板有足够强度的状态下用辊子进行热辊压。使所述薄板被紧密地压实从而形成一块整板，但是印有抑止剂的多个区域仍保留不结合状态。如果需要的话，在进行冷轧和退火之后，迫使一种压缩流体例如压缩空气从一个侧边进入间隙，所述间隙位于薄板之间的存在结合抑止剂的多个区域上。于是，这些具有预定型式的区域被以这种方式鼓胀，以致于如此膨胀的空心部分在辊压结合板中向内突出。因此，该板的外表面没有凸缘或突起，只是在其内表面上有具有所需高度的加强肋和横截面形状。这样，可以把这一过程称作“单侧鼓胀”过程。
在制造辊压结合板时，重要的是在单侧鼓胀期间以及在此之后保持未膨胀外表面的良好平直度。为了满足这些要求，最好将这一过程应用于由可热处理铝合金制成的外铝板。
为了形成如图8(b)所示的双侧鼓胀的辊压结合板，要使用三块薄板坯料，并在位于中间的薄板坯料两侧设置具有花纹的区域，然后进行鼓胀。通过在位于三块薄板坯料中间的薄板坯料两侧设置交替的图案，就能形成如图8(c)所示的双侧扁平的三层辊压结合板，由此获得平坦的外表面。如图8(d)所示的蜂窝状板包括在上、下薄板坯料之间以所谓的蜂窝形状安置的许多薄板坯料。这种空心板的孔道图案并不意味着限定于任何一种具体的型式。
在使用图8(a)所示单侧鼓胀辊压结合板作为空心板的情况下，最好使它通过两辊之间的辊隙，由此使其扁平的侧面与刚性(金属)辊接触，而使其鼓胀的侧面与弹性(树脂)辊接触。在空心板是图8(b)所示的双侧鼓胀辊压结合板、图8(c)所示双侧扁平的三层辊压结合板或者图8(d)所示蜂窝状板的情况下，可令空心板的任一侧紧靠刚性(金属)辊。铜、铝等可以用作制造本发明空心板的金属材料。在使用铝的情况下，空心板应进行退火或局部退火。在下文中将按照铝质空心板对本发明进行介绍，但此介绍自然同样也适用于铜板。此外，用于本发明空心板的初始薄板坯料可以是多槽模塑的。
图3示出了其辊成型表面具有弧度的弧形辊1″和2″，该双辊包括用作刚性/弹性辊的金属/树脂辊。使用这种弧形辊能做出具有沿辊子轴线方向(X-X轴线)的曲率半径的遮阳板，因而可与沿辊子圆周方向(Y-Y轴线)的弯曲相配合获得如图4所示的三维弯曲。为了使辊成形表面产生如图3所示的曲率半径，可以使刚性(金属)辊1″的成形表面是凸出的，而使弹性(树脂)辊2″的成形表面是凹入的，反之亦然。最好是如图所示，使刚性(金属)辊具有一个凸出表面。沿着辊子轴线方向(X-X轴线)弯曲的曲率半径R通常为2000mm或更大。当用作遮阳板时，空心板的尺寸为：宽约300至1000mm，长约600于1000mm。
在借助于包括刚性/弹性辊的双辊进行二维或三维弯曲操作之后，使空心板经受弯边工序，此工序包括通过压力加工或辊压成形将空心板的两边弯成如图5所示的凹入部分或者“U”形部分。这种弯边工序将保证具有凸起效果的空心板的成形。弯边工序不仅具有增强板的刚度的作用，而且也作为防止板切割表面损伤司机和同车乘客的安全措施而必不可少。此外，将边缘弯成有凹入或者“U”形截面的形状还能避免在边缘上方板的弯曲中部升高，从而排除在从座舱拉出遮阳板时，该弯曲的中心部分与内部材料摩擦接触，以产生静电，从而导致板表面由于粘附有灰尘等而受到损伤的可能性。
图6示出了按照本发明方法的另一实例。在这个实例中，空心板先经过弯边过程，其中借助于压力加工或者辊压成形把它的纵向边缘弯成有凹入或者“U”形截面的形状，见图6(a)和(b)。然后使用如图6(c)所示的双辊，该双辊包括一个刚性辊1′和一个弹性辊2′，所述刚性辊1′用金属、木材之类制成，其宽度略小于已经过弯边的空心板平面形中心部分的宽度；而所述弹性辊2′具有包覆尿脘之类的表面，其宽度大于刚性辊1′的宽度。这种方法也能确保获得与图5所示大致相同的成型件。借助于平面形空心板折边，与图5所示方法相比，图6所示成形方法中压模的生产成本进一步降低。在这种情况下，如果将其辊压成形表面具有弧度的弧形辊1″和2″作为包括刚性/弹性辊的双辊，就能制成中心具有三维曲面的板。尽管本发明分别利用金属辊和树脂辊作为刚性辊和弹性辊，但并不意味着该刚性/弹性辊的组合只限于金属/树脂辊的组合，只要辊压表面具有刚性/弹性，任何组合均可使用。因此，本发明将提供多种汽车遮阳板，每种遮阳板均具有其截面为凹形或“U”形的纵向边缘，并具有一个呈连续曲面、梯形曲面或三维曲面的凸起中心部分。这些汽车遮阳板可用上文所述两种方法中的任一种方法制造。
在进行辊压成形过程之前，可将一块织物叠放在空心板上。由于本发明方法中的成形过程所用的压力相对较小，尽管在成形前已把织物叠加在空心板上，也不会损坏织物。本发明的这种做法能防止生产成本增加，这是因为现有技术是在成形之后才把织物叠压在曲面上的，而这需要熟练的技能。
实施例1
使下列空心板的试样A至D经历根据本发明的辊压成形过程。其中：
试样A：单侧鼓胀的辊压结合板；鼓胀前厚度1.2(0.6×2)A1100-O
试样B：双侧鼓胀的辊压结合板；鼓胀前厚度1.2(0.6×2)A1100-O
试样C：双侧扁平的辊压结合板；鼓胀前厚度1.2(0.4×3)A1100-O
试样D：双侧扁平的蜂窝状板：总厚度为3.8(0.4+3+0.4)A1100-H24
每块试样的尺寸均定为400×750mm，并且对具有织物叠压面的试样也进行了测试。在进行织物层的叠压时，利用一种橡胶基喷涂型粘附剂，将一厚度为1mm的厚的紧实毛织物叠压在扁平表面上，并将一厚为2mm的无纺织物层压在形成图案的表面上。所用的上、下辊分别是金属辊(辊直径：65mm)和尿脘树脂辊(辊直径：160mm，硬度：60度)。以7m/min的工作速度进行二维弯曲，然后进行弯边工序。表1列出了每种试样在弯曲前/后的薄板厚度以及弯曲曲率的结果。
[表1]
试样 薄板厚度(mm) 板的总厚度(mmt) 织物叠压 弯曲曲率半径“(Y-Y轴线)”(mm) 弯曲后的总厚度(mmt) 外观
  A 厚0.6×2     3.0 无     5,000     2.8 极好
  B 厚0.6×2     4.0 无     5,000     3.8 极好
  C 厚0.4-0.2     3.0 无     5,000     2.8 极好
  D 0.4-0.2     3.8 无     5,000     3.6 极好
  A 厚0.6×2     3.0 有     5,000     2.8 极好
  B 厚0.6×2     4.0 有     5,000     3.8 极好
  C 厚0.6×2     3.0 有     5,000     2.8 极好
  D 0.4-0.2     3.8 有     5,000     3.6 极好
*板的总厚度以及弯曲后的总厚度不包括织物的厚度。
*试样D包括一个0.4mm的表皮以及一个0.2mm的格网(cell)。
实施例2
根据图6所示的步骤，使在实施例1中试验的试样A至D首先经过压制工序，以将空心板的边缘弯成具有“U”形断面的形状。然后利用图6(c)中所示的双辊进行二维弯曲操作。完成这些步骤后得到一二维弯曲的汽车遮阳板，它具有与图7所示形状大致相同的弯边。
实施例3
使在实施例1中试验的试样A至D以同样的方式经历三组弯曲过程，只是用弧形辊作为上、下辊、上金属辊1″具有曲率半径为10,000mm的凸冠形状，而尿脘树脂的下辊2″具有曲率半径为10,000mm的凹冠形状。结果如表2所示。在完成三维弯曲过程之后，使空心板经历弯边操作过程。
[表2]
试样 薄板厚度(mm)  板的总厚度(mmt) 织物叠压 弯曲的曲率半径(X-X轴线)(mm) 弯曲的曲率半径(Y-Y轴线)(mm) 弯曲后的总厚度(mm) 外观
A 厚0.6×2   3.0   无   2,500   10,000     2.5 极好
B 厚0.6×2   4.0   无   2,500   10,000     3.8 极好
C 厚0.6×2   3.0   无   2,500   11,000     2.3 极好
D 0.4-0.2   3.8   无   2,500   11,000     3.2 极好
A 厚0.6×2   3.0   有   2,500   10,000     2.6 极好
B 厚0.6×2   4.0   有   2,500   10,000     3.4 极好
C 厚0.6×2   3.0   有   2,500   11,000     2.4 极好
  D  0.4-0.2   3.8   有   2,500   11,000     3.2 极好
*板的总厚度以及弯曲后的总厚度不包括织物的厚度。
*试样D包括一个0.4mm的表皮以及一个0.2mm的格网。
表1的结果表明，调节辊间隙能通过二维弯曲获得具有适当曲率半径的弯曲表面。虽然偏差可能受辊压结合鼓胀的总厚度变化的影响，但是可以认为，只要鼓胀厚度公差在±0.1mm的范围内就不成问题。表2的结果证实，尽管由于坯件结构刚度方面的差别使得三维弯曲出现比辊凸度的曲率半径R稍大的曲率半径，但三层辊压结合板的曲率半径R仍处于产品的设计曲率半径R容许的偏差之内。由于试样C和D有比试样A和B大的刚度，如果沿X-X轴线的曲率半径R保持一致(2500mm)，沿Y-Y轴线的曲率半径R可变得大一些，但仍在设计容许的偏差之内。因此，上述试验结果已保证制成的空心板在形状方面没有问题，并能方便地用作汽车遮阳板。
因此，根据本发明，通过采用金属尤其是铝质空心板，能获得符合要求的汽车遮阳板，所述遮阳板具有沿Y-Y轴线曲率半径为5000mm的二维曲面，或者具有沿Y-Y轴线曲率半径R为5000mm并且沿X-X轴线曲率半径R为2000mm的三维曲面，由于不需要使用任何专门的压模，并且由于基本上不发生回弹而不需要传统的加强肋来稳定曲面，因而能降低生产成本。此外，由于辊压过程能在较小压力下完成，可以使用已事先将织物层压在平板上的空心板，从而显著改善织物层压的可加工性。另外，由于能通过改变辊间隙、辊压力等形成具有适当的二维或三维曲率半径的板，以及由于能将该板成形为梯形，因而能获得可多品种小批量生产的带有曲面的汽车遮阳板，以及制造所述遮阳板的方法。

Claims (17)

1.一种用具有纵向边缘的铝空心板形成的汽车遮阳板，包括：
一个二维曲面，它至少部分地用所述空心板的除去周边的中心部分形成；以及
在所述纵向边缘形成的边缘弯曲部分，其特征在于，所述空心板的至少一侧覆盖有一层织物。
2.一种用具有纵向边缘的铝空心板形成的汽车遮阳板，包括：
一个三维曲面，它至少部分地用所述空心板的除去周边的中心部分形成；以及
在所述纵向边缘形成的边缘弯曲部分，其特征在于，所述空心板的至少一侧覆盖有一层织物。
3.根据权利要求1或2所述的汽车遮阳板，其特征为，
所述空心板是一种单侧鼓胀的辊压结合板。
4.根据权利要求1或2所述的汽车遮阳板，其特征为，
所述空心板是一种双侧鼓胀的辊压结合板。
5.根据权利要求1或2所述的汽车遮阳板，其特征为，
所述空心板是一种双侧扁平的三层辊压结合板。
6.根据权利要求1或2所述的汽车遮阳板，其特征为，
所述空心板是一种蜂窝状板。
7.一种制造汽车遮阳板的方法，包括以下步骤：
借助于包括一个刚性辊和一个弹性辊的双辊，沿着所述辊子的圆周方向而弯曲具有纵向边缘的铝空心板而使其弯曲半径为1000至15000mm；以及
通过压制成形或辊压成形而弯折所述铝空心板的所述纵向边缘。
8.一种制造汽车遮阳板的方法，包括以下步骤：
通过压制成形或辊压成形而弯折一铝空心板的纵向边缘；以及
借助于包括一个刚性辊和一个弹性辊的双辊，沿所述辊子的圆周方向弯曲所述铝空心板，使其弯曲半径为1000至15000mm。
9.根据权利要求7所述的制造汽车遮阳板的方法，其特征为，
采用弧形双辊三维弯曲所述空心板，在所述双辊包括一个刚性辊和一个弹性辊时，每个所述弧形辊沿所述辊子的轴线方向具有一个弧度。
10.根据权利要求7所述的制造汽车遮阳板的方法，其特征为，
用作所述空心板的是一种带有一织物的板，所述织物层压在所述空心板的至少一个侧面上。
11.根据权利要求10所述的制造汽车遮阳板的方法，其特征为，
所述空心板是一种单侧鼓胀的辊压结合板。
12.根据权利要求10所述的制造汽车遮阳板的方法，其特征为，
所述空心板是一种双侧鼓胀的辊压结合板。
13.根据权利要求10所述的制造汽车遮阳板的方法，其特征为，
所述空心板是一种双侧扁平的三层辊压结合板。
14.根据权利要求10所述的制造汽车遮阳板的方法，其特征为，
所述空心板是一种蜂窝状板。
15.根据权利要求8所述的制造汽车遮阳板的方法，其特征为，
采用弧形双辊三维弯曲所述空心板，在所述双辊包括一个刚性辊和一个弹性辊时，每个所述弧形辊沿所述辊子的轴线方向具有一个弧度。
16.根据权利要求8所述的制造汽车遮阳板的方法，其特征为，
用作所述空心板的是一种带有一织物的板，所述织物层压在所述空心板的至少一个侧面上。
17.根据权利要求9所述的制造汽车遮阳板的方法，其特征为，
用作所述空心板的是一种带有一织物的板，所述织物层压在所述空心板的至少一个侧面上。
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