專利名稱：用于制造復(fù)合車身底板的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制造運輸車輛車身底板的方法及由該方法生產(chǎn)的車身底板， 所述車身底板減少輻射到車輛內(nèi)部的電磁場。
背景技術(shù)：
用于運輸車輛，比如列車、公共汽車、卡車和機動車的現(xiàn)代車身底板包括沖壓的金 屬板。這類板包括車輛底架、車門內(nèi)板、后板等。車輛中使用的導(dǎo)線沿著板敷設(shè)，而連接器在 兩端處。導(dǎo)線通過線夾或通過添加到成品車輛中板構(gòu)造上的其它層在板上保持就位。成品車 輛中通過導(dǎo)線傳送的電壓和電流產(chǎn)生電磁場，該電磁場從導(dǎo)線輻射到車輛的內(nèi)部。由于車輛 中控制系統(tǒng)和通信系統(tǒng)變得更復(fù)雜，所以需要更多的導(dǎo)線、傳送更多的信號，因此產(chǎn)生的場強 度也日益增加。輻射到運輸車輛內(nèi)部增加的電磁場(EMF)對車內(nèi)乘客健康造成危害。
因此，理想的是開發(fā)出一種運輸車輛車身底板，這種車身底板將所需布線結(jié)合到 板結(jié)構(gòu)中，并使用減少輻射到車內(nèi)的EMF的布線。


圖1是按照本發(fā)明制造的車身底板的頂視圖。
圖2是一部分纖維復(fù)合車身底板的剖視圖。
圖3是復(fù)合車身底板制造方法的流程圖。

發(fā)明內(nèi)容
按照本發(fā)明的教導(dǎo)，將第一纖維復(fù)合片放置在合適的模型或工具上。通常由地板
承載的布線通過機械手、模板、或其它控制裝置放在第一片上的適當(dāng)位置，所述機械手、模 板、或其它控制裝置設(shè)定布線在第一片上的位置。銅導(dǎo)線被用來傳送比如電動車或混合動 力車中的強電流，并被屏蔽以防止來自其中的電磁場輻射。光纖電纜被用來傳送用于電通 信信號的低強度電流。然后將第二纖維復(fù)合片放在第一片上。具有被埋入的導(dǎo)線的兩個片 被放入模具中，以將該片形成所需的最終形狀和構(gòu)造。可以包括另外的材料片或?qū)?，以達到 表面質(zhì)量、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、和消聲的所需的水平。如果片中所用的樹脂是熱固性的，則所形成
的片放入爐中以被固化；或者如果所用的樹脂是熱塑性的，則零件被硬化并進一步被加工， 用于該零件的最后精整。
具體實施例方式
現(xiàn)轉(zhuǎn)向附圖，圖1是按照本發(fā)明制造的運輸車輛的車身底板10的俯視圖。在所示的實施例中，車身底板10是底架。所公開的方法也可以用來制造車門內(nèi)板、后板，或其它類 似的運輸車輛板。車身底板10包括一個或多個纖維復(fù)合片14，該纖維復(fù)合片14被模制以 具有一個或多個裝置，比如隆起的隧道部分16。本文所用的術(shù)語纖維復(fù)合片指的是一種由 固化樹脂粘結(jié)劑形成的片，該片具有完全均勻分散的高強度纖維或帶材。樹脂粘結(jié)劑可以 是熱塑性的或是熱成型的，如本領(lǐng)域中所共知。纖維復(fù)合片14使用纖維束或纖維復(fù)合帶而 被放置在模型或工具(未示出)上。纖維束具有能用來形成顯示復(fù)雜彎曲或大量不連續(xù)的 部分的優(yōu)點。纖維帶具有能以比纖維束高的速率施加到表面上的優(yōu)點，但纖維帶的使用局 限于比較平和連續(xù)的部分。各種各樣的纖維束和帶鋪設(shè)機在本領(lǐng)域中所共知。
第一組布線比如電力電纜17被埋入纖維復(fù)合片14中。電力電纜17的端部延伸 超出纖維復(fù)合片14的邊緣或周邊，并通過連接器18終接于兩端，連接器18用于結(jié)合到運 輸車輛中其它電力電路上。 連接器19、22和24還被沿著電力電纜17在兩端之間的長度設(shè)置。連接器19連 接到支線21上，該支線21與電源電纜17結(jié)合，并在纖維復(fù)合片14的表面上延伸。連接器 22被埋在纖維復(fù)合片14中，而連接器的插孔部分23從片14的表面是可接近的。連接器 24使用絕緣位移觸點(IDC)，該IDC設(shè)有叉尖，所述叉尖剌穿復(fù)合片14和電纜17周圍的任 何絕緣層，以與電纜17內(nèi)的導(dǎo)體形成電接觸。結(jié)果，IDC連接器24可以位于片14上的任 何位置，在該位置連接器24與埋入片中的電纜17對準。IDC連接器24可以連接到支線25 上，該支線25裝有一個或單對導(dǎo)體，以便使IDC連接器的觸點將與電纜17中裝有的所需電 路結(jié)合。 第二組布線，比如數(shù)據(jù)總線26也被埋入纖維片14中。數(shù)據(jù)總線26包括一個或多 個光纖電纜27 (在圖2中清楚看出)，該光纖電纜27延伸超出纖維復(fù)合片14的邊緣或周邊 28。如果用來加工纖維復(fù)合片的溫度高，而由于玻璃纖維有能力承受高加工溫度，所以玻璃 光纖電纜優(yōu)于塑料光纖電纜。數(shù)據(jù)總線26的端部29用合適的連接器31終接。連接器31 被用來將數(shù)據(jù)總線26連接到多個光纖電纜32上，該光纖電纜32與將安裝車身底板的整個 車輛所用的信號發(fā)生器或接收器結(jié)合。 連接器也可以沿著數(shù)據(jù)總線26的中段設(shè)置，以給數(shù)據(jù)總線26提供與在兩端不同 的連接能力。連接器33直接與數(shù)據(jù)總線26的主要部分結(jié)合，而僅連接器的插孔部分34從 片14的表面是可以接近的。連接器36結(jié)合到數(shù)據(jù)總線的分支部分37上，該分支部分37 在纖維復(fù)合片14的表面上方延伸。 圖2是一部分纖維復(fù)合片14的剖視圖，示出第一纖維復(fù)合層38和第二纖維復(fù)合 層39，該第二纖維復(fù)合層39在第一復(fù)合層38的上面形成。電力電纜17被埋在兩個纖維復(fù) 合層38與39之間。電力電纜17包括多個銅導(dǎo)線或銅導(dǎo)線束41，該多個銅導(dǎo)線或銅導(dǎo)線束 41被裝在包皮42中。包皮42可以包括金屬箔包帶或金屬管，該金屬箔包帶或金屬管包圍 所有埋入纖維復(fù)合層中的導(dǎo)線41。包皮將防止EMF的輻射，該EMF是由于進入運輸車輛的 導(dǎo)線41載流的結(jié)果而產(chǎn)生的。已經(jīng)確定這種電磁場對于受到它作用的那些人有健康危害。
光纖數(shù)據(jù)總線26也埋在纖維復(fù)合片38與39之間。光纖數(shù)據(jù)總線20可以包括單 一玻璃光纖43，該玻璃光纖43被保護包皮44包圍。由于光纖數(shù)據(jù)總線20傳送光脈沖形式 的信號而不是電流，所以光纖電纜不輻射電磁場，因而不需要金屬包皮。
在一個實施例中，使用現(xiàn)代技術(shù)光纖通信電纜，而結(jié)果是少到一或兩根光纖43就可足以傳送現(xiàn)代運輸車輛中所需的所有通信訊道。光纖43的端部29上的連接器31可以 結(jié)合到配電通信接線板32上，該接線板32連接到運輸車輛的前部、后部和側(cè)部裝置上，從 而省去需要在整個車輛從每個裝置向單一計算機管理模塊來回地敷設(shè)各個導(dǎo)線。因此，使 用光纖網(wǎng)絡(luò)減少了將信號裝置結(jié)合在一起所需銅導(dǎo)線的數(shù)量，隨后是減少通常由這種導(dǎo)線 載流而產(chǎn)生的EMF。 圖3是用于制造運輸車輛復(fù)合車身底板的方法的流程圖。第一步驟50是將第一 纖維復(fù)合片放置在工具或模型上。工具或模型將確定最終纖維復(fù)合車身底板的形狀和總輪 廓，但板的最終形式在最后模制步驟中產(chǎn)生，如下面更全面說明的那樣。下一步驟52是用 屏蔽套包圍載流的銅導(dǎo)線，以形成將防止導(dǎo)線輻射EMF的電纜束。銅導(dǎo)線被放在片上，而電 線的端部延伸超出該片的邊緣。下一步驟54是將一個或多個光纖電纜組裝成束，以形成光 纖數(shù)據(jù)總線。如果在纖維復(fù)合片中使用熱固性樹脂，則需要用玻璃光纖電纜，以便承受制造 車身底板中使用的高溫。在數(shù)據(jù)總線形成之后，下一步驟56是將步驟52中形成的銅導(dǎo)線 電纜束和步驟54中形成的光纖數(shù)據(jù)總線定位于步驟50中形成的第一片上，而電纜束和數(shù) 據(jù)總線端部延伸超出片的邊緣?？梢圆捎脵C械手將銅導(dǎo)線和光纖電纜放到第一片上?？商?換地，銅導(dǎo)線和光纖電纜在第一片上的位置可以通過模板和其它導(dǎo)向裝置控制，以確保導(dǎo) 線和電纜被置于所需位置上的第一片上。 下一步驟58是將第二纖維復(fù)合片放置在步驟50中產(chǎn)生的第一片的上面。這將載
流的導(dǎo)線和光纖數(shù)據(jù)總線埋在兩個片之間，從而將導(dǎo)線和數(shù)據(jù)總線鎖定就位。 在將第二片已放置在第一片上之后，下一步驟60是放置兩個片，而埋入載流導(dǎo)線
和數(shù)據(jù)總線在兩個半模之間，這兩個半模具有正在被形成的車身底板的形狀和構(gòu)造。如果
在復(fù)合片中使用熱固性樹脂，則對半模施加熱量和壓力，以將纖維復(fù)合片中的樹脂最后固
化，并將片模制成所需的最后制品。如果復(fù)合片中所用的樹脂是熱塑性的，則片在沒有外部
施加熱的情況下將固化到其最終狀態(tài)。 在第一片和第二片的上面或兩者之間可以包括另外的材料片或?qū)?，以在所述片?br> 化之前，在可選的步驟62中，達到表面質(zhì)量、強度、或消聲的所需的程度。 在被加熱模具中放置所需時間之后，下一步驟64是打開模具并從模具中取出所
形成的復(fù)合板。下一步驟66是用電連接器終接從片的邊緣延伸的銅導(dǎo)線端部，和用光纖電
纜連接器終接從片的邊緣延伸的光纖數(shù)據(jù)總線的端部。可替換地，在步驟56中電纜被設(shè)在
第一片上之前，分別在步驟52和54中用連接器終接電纜和光纖電纜。電纜也可以用電連接
器24終接，該電連接器24具有叉尖，所述叉尖用來剌穿纖維復(fù)合片和圍繞導(dǎo)體的絕緣層，
以形成與導(dǎo)體的電接觸。光纖電纜連接器然后將被接合到配電通信接線板上，以將光纖數(shù)
據(jù)總線結(jié)合到車輛的儀表和控制裝置上。 通過已經(jīng)描述本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可作各種不同的修改和變更，這些修改 和變更都在附屬權(quán)利要求書限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種用于制造運輸車輛車身底板的方法，該方法包括以下步驟形成第一片；在第一片上所需位置中確定布線路徑；屏蔽第一組布線，以防止來自布線的電磁場的輻射；處理第一片和布線，以形成車身底板；并且，用連接器終接布線，以將布線結(jié)合到外部裝置上。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其還包括以下步驟由纖維復(fù)合片形成第一片，該纖維復(fù)合片包括樹脂和高強度纖維或帶材；并且， 固化第一片。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其還包括以下步驟 在第一片的上面形成第二片；將布線在第一片上定位，以便使布線在第一片與第二片之間；并且， 固化第一片和第二片，以形成復(fù)合板，該復(fù)合板有兩層，而布線設(shè)在該兩層之間。
4. 如權(quán)利要求l所述的方法，其還包括以下步驟 用金屬包皮屏蔽第一組布線，從而防止從第一組布線輻射電磁場。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其中，用金屬包皮屏蔽的第一組布線是至少一個導(dǎo)電線。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其中，金屬包皮是金屬箔包帶或金屬管，該金屬箔包帶或 金屬管圍繞包括第一組布線的所有導(dǎo)電線。
7. 如權(quán)利要求l所述的方法，其還包括以下步驟 選擇第二組布線，以便使第二組布線不輻射電磁場。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其中，第二組布線是不輻射電磁場的光纖電纜。
9. 如權(quán)利要求3所述的方法，其還包括以下步驟將第一片和第二片放在被加熱爐中，以將各片固化，由此，在形成復(fù)合板中使用的樹脂 是熱固性樹脂。
10. 如權(quán)利要求3所述的方法，其還包括以下步驟使第一片和第二片能在室溫下固化，由此，在形成復(fù)合板中使用的樹脂是熱塑性樹脂。
11. 如權(quán)利要求4所述的方法，其還包括以下步驟用電連接器終接第一組布線中的至少一些，由此，電連接器位于復(fù)合板周邊的外部。
12. 如權(quán)利要求4所述的方法，其還包括以下步驟用電連接器終接第一組布線中的至少一些，因此電連接器位于復(fù)合板的表面上方。
13. 如權(quán)利要求12所述的方法，其還包括以下步驟用電連接器終接第一組布線中的至少一些，該電連接器與在復(fù)合片表面上方延伸的布 線的支線結(jié)合，因此電連接器位于復(fù)合板的表面上方。
14. 如權(quán)利要求12所述的方法，其還包括以下步驟用電連接器終接第一組布線中的至少一些，該電連接器與在復(fù)合片表面下方的布線的 支線結(jié)合，由此，電連接器具有叉尖，所述叉尖剌穿復(fù)合片和圍繞布線的絕緣層，以形成與 布線的電連接。
15. 如權(quán)利要求4所述的方法，其還包括以下步驟 用電連接器終接第一組布線中的至少一些；將電連接器埋入復(fù)合板內(nèi)；并且，設(shè)置被埋入連接器的插孔部分，使得該插孔部分從板的表面是可以接近的。
16. 如權(quán)利要求8所述的方法，其還包括用光纖連接器終接第二組布線中的至少一些，由此，光纖連接器位于復(fù)合板周邊的外部。
17. 如權(quán)利要求8所述的方法，其還包括以下步驟用光纖連接器終接第二組布線的至少一些，由此，光纖連接器位于復(fù)合板的表面的上方。
18. 如權(quán)利要求17所述的方法，其還包括以下步驟用光纖連接器終接第二組布線中的至少一些，該光纖連接器與在復(fù)合板表面上方延伸 的布線的支線結(jié)合。
19. 一種用于運輸車輛的車身底板，其包括 第一片；布線，該布線已被設(shè)在第一片上的所需的位置； 屏蔽第一組布線，以防止來自布線電磁場的輻射；和， 連接器，其位于布線的端部上，以將布線與外部裝置結(jié)合。
20. 如權(quán)利要求19所述的車身底板，其還包括形成第一片的樹脂和高強度纖維或帶材，由此，第一片被固化，以形成纖維復(fù)合片。
21. 如權(quán)利要求20所述的車身底板，其還包括第二片，該第二片位于第一片的上面，由此，第一片上的布線在第一片與第二片之間；和將第一片和第二片固化，以形成具有兩層的纖維復(fù)合板，而布線位于該兩層之間。
22. 如權(quán)利要求19所述的車身底板，其還包括金屬包皮，該金屬包皮屏蔽第一組布線，從而防止從第一組布線輻射電磁場。
23. 如權(quán)利要求22所述的車身底板，其中，用金屬包皮屏蔽的第一組布線是至少一個 導(dǎo)電線。
24. 如權(quán)利要求23所述的車身底板，其中，金屬包皮是金屬箔包帶或金屬管，該金屬箔 包帶或金屬管包圍所有包括第一組布線的導(dǎo)電線。
25. 如權(quán)利要求19所述的車身底板，其還包括第二組布線，該第二組布線這樣選擇，以 使其不輻射電磁場。
26. 如權(quán)利要求25所述的車身底板，其中，第二組布線是不輻射電磁場的光纖電纜。
27. 如權(quán)利要求21所述的車身底板，其還包括熱固性樹脂，該熱固性樹脂包括在形成復(fù)合板中使用的樹脂。
28. 如權(quán)利要求21所述的車身底板，其還包括 熱塑性樹脂，該熱塑性樹脂包括在形成復(fù)合板中使用的樹脂。
29. 如權(quán)利要求22所述的車身底板，其還包括電連接器，該電連接器終接第一組布線中的至少一些，由此，電連接器位于復(fù)合板周邊 的外部。
30. 如權(quán)利要求22所述的車身底板，其還包括電連接器，該電連接器終接第一組布線中的至少一些，因此電連接器位于復(fù)合板的表 面的上方。
31. 如權(quán)利要求30所述的車身底板，其還包括電連接器，該電連接器終接第一組布線中的至少一些，該第一組布線中的至少一些與 在復(fù)合片的表面上方延伸的布線的支線結(jié)合，由此，電連接器位于復(fù)合板的表面的上方。
32. 如權(quán)利要求30所述的車身底板，其還包括電連接器，該電連接器終接第一組布線中的至少一些，該第一組布線中的至少一些與 在復(fù)合片表面的下方的第一組布線的支線結(jié)合，電連接器具有叉尖，該叉尖剌穿復(fù)合片和 圍繞布線的絕緣層，以與第一組布線形成電連接。
33. 如權(quán)利要求22所述的車身底板，其還包括 電連接器，該電連接器終接第一組布線中的至少一些； 電連接器中的至少一個被埋入復(fù)合板內(nèi)；禾口所述至少一個被埋入的連接器的插孔部分這樣設(shè)置，使得其從板的表面是可接近的。
34. 如權(quán)利要求26所述的車身底板，其還包括光纖連接器，該光纖連接器終接第二組布線中的至少一些，由此，光纖連接器位于復(fù)合 板周邊的外部。
35. 如權(quán)利要求26所述的車身底板，其還包括光纖連接器，該光纖連接器終接第二組布線中的至少一些，由此，光纖連接器位于復(fù)合 板的表面的上方。
36. 如權(quán)利要求35所述的車身底板，其還包括光纖連接器，該光纖連接器終接第二組布線中的至少一些，光纖連接器與在復(fù)合板的 表面上方延伸的第二組布線的支線結(jié)合。
全文摘要
一種用于制造車輛纖維復(fù)合車身底板的方法，通過在合適的模型或工具上放置第一纖維復(fù)合片開始。通常由地板承受的載流布線被放在第一片上的適當(dāng)位置，而導(dǎo)線的端部延伸超出片的邊緣。導(dǎo)線被屏蔽，以防止從中輻射電磁場進入車輛內(nèi)部。光纖電纜用來傳送信號。然后將第二纖維復(fù)合片放在第一片上。帶有埋入導(dǎo)線的兩個片被放在加熱模具中，以將該片形成所需的最終形狀和構(gòu)造。銅導(dǎo)線和光纖電纜的端部然后用連接器這樣終接，以便而后與車輛的電路結(jié)合。
文檔編號B62D29/04GK101720293SQ200880020257
公開日2010年6月2日 申請日期2008年5月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月2日
發(fā)明者M·I·梅達爾 申請人:美艾格工業(yè)自動化系統(tǒng)有限責(zé)任公司