[发明专利]在铝构件上形成接地点的方法

说明书

本发明公开了一种在铝构件上形成接地点的方法。提供了一种在机动车辆的铝结构构件上设置电气接地点的方法。将所述构件液压成型为产生闭合的截面，之后在所述构件的壁中形成由凸缘包围的孔。凸缘通常为截头圆锥形的形状并朝向构件的内部延伸。具有附着到其的接地线的自攻丝的紧固件插入孔中，以在凸缘中切削出螺纹并将接地线固定到所述构件。在没有另外所需要的任何进入到构件的中空内部的情况下，自攻丝的紧固件使得接地连接实现。

技术领域

本公开涉及诸如在皮卡车的制造过程中使用的中空铝结构构件。具体地，本公开涉及一种形成与这种中空铝构件电气接地连接的方法。

背景技术

皮卡车是具有前乘客区(通常被称作驾驶室)和顶部打开式的后部货物区(通常被称作货厢(box))的机动车辆。车箱通常具有实质上的平坦的机架(bed)，其中，两侧壁和前互连接的前部板(headboard)从该平坦的机架向上延伸。皮卡车还可使用底部铰接的车门(通常被称作后挡板)，该车门铰接在机架的后边缘上并且是可关闭的，以提供用于货物区的第四个(后)壁。驾驶室和车箱可以是独立的组件或者相同的一体式结构的部件。皮卡车非常受欢迎，这是因为车箱允许人们以非常多种不同的方式使用(包括运输多种类型的货物和拖挂各种类型的拖车(trailer))。

传统地，皮卡车的大部分车身结构已经由钢合金形成。经过多年的经验，皮卡车设计者已经获知如何设计经受多种需求的皮卡车应用的钢的货车车身部件。当前的监管和经济环境增大了使皮卡车更节省燃料以及功能更多且更耐用的重要性。降低车辆的燃料消耗的一种方式是降低车辆结构重量。

铝合金通常具有比钢合金高的强度与重量比。因此，用铝替代钢提供了降低重量的潜能。然而，铝的弹性模量通常低于钢的弹性模量。另外，对钢部件起良好作用的连接部件的制造技术和方法可能不会对同样的铝部件起良好作用。由于这些和其它差异，简单的材料替换不一定产生合意的设计。

已经发现液压成型是一种用于形成铝结构构件的有效且经济的方法，该铝结构构件具有高强度与低重量之间的需要的平衡。

机动车辆的电气系统、电路和组件必须为了适当和安全的运转而电气接地。接地点可合宜地设置在车辆的金属结构组件上，例如，设置在框架或车身组件上。在典型的机动车应用中，与接地的电气组件或电路连接的接地线、电缆或带终止于金属圈(eyelet)或类似的元件，金属圈或类似的元件使用螺栓和螺母固定到金属组件上的接地点。

当结构组件由钢形成时，通常可实现为将螺母焊接到结构构件的壁并与壁上的孔对齐，所述结构构件的壁位于接地螺栓的插入方向相反的表面上。然后，螺栓穿过接地金属圈、插入构件的壁中的接地孔并拧紧为与卡式螺母(captive nut)螺纹接合，从而使接地金属圈抵靠着壁夹紧。接地金属圈具有足够的表面面积并利用足够的力抵靠着金属组件夹紧(通过将螺栓拧紧到螺母中的方式)以建立良好的电气连续性。

在提供接地点的结构构件具有中空或闭合的截面的情况下，如果在构件的与形成接地孔的壁相对的壁中形成检修孔(access hole)，则螺母仅能固定在必要的位置上(中空部的内侧，位于具有接地孔的壁的后侧上)。这样的检修孔可削弱构件，并且形成检修孔可需要额外的制造和装配步骤，这增大了车辆装配工艺的成本和复杂性。

第6,931,901B1号美国专利教导在钢部件仍处于液压成型模具腔中的同时在液压成型的钢部件上形成螺纹孔。这需要穿过部件的壁进行冲孔、在使孔扩张到期望直径的同时迫使或挤压壁材料以形成从部件向内延伸的环形区域并且随后在环形区域的内部切削出螺纹的工具。这种过程需要专门的固定装置和冲孔/定尺/螺纹加工工具，因此使构件的制造成本增大相当多。这种过程还不太适合铝结构构件，这是由于在紧固件插入为与螺纹接合时的螺纹错扣和/或螺纹滑扣的可能性相对高。

将期望提供一种用于设置电气接地的方法，所述方法更适于由液压成型的铝的构件并消除对进入闭合的截面的中空内部的需要。

发明内容