CN101856999B - 密封或加固空腔的元件和在该元件中插入贯穿元件的方法 - Google Patents

密封或加固空腔的元件和在该元件中插入贯穿元件的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于密封或加固特别是汽车的构件的空腔的元件(20)，其中所述元件包括载体元件(1)、可发泡的元件(2)以及用于容纳贯穿元件(6)的孔(5)。在载体元件(1)上设置一个翼片(4)，所述孔(5)是侧向敞开的，并且在所述翼片上设置携动件(8)，所述携动件在插入贯穿元件(6)时移动翼片。

Description

密封或加固空腔的元件和在该元件中插入贯穿元件的方法
技术领域
本发明涉及一种用于密封或加固空腔的元件。
本发明也涉及一种用于将贯穿元件插入到这样的元件中的方法。
背景技术
构件，如车身和/或运输工具和输送工具的框架、特别是用于水上或用于陆地上的运输工具或飞行器的框架经常具有空腔，特别是为了实现轻量化的结构。然而空腔引起各种的问题。根据空腔的种类，其必须密封以便阻止可导致构件的腐蚀的湿气和污染物的进入，湿气和污染物可导致。常常地也值得期待的是，要显著地加固空腔和从而加固构件，然而又要保持其轻的重量。常常地也必需的是，使空腔稳定和从而使构件稳定，以减少否则沿着空腔或穿过空腔传递的噪声。许多的这种空腔具有不规则的形式或窄的尺寸，由此困难的是，正确地密封、加固和减震这些空腔。特别是在汽车构造中使用密封元件(隔音板)，以密封空腔和/或在声学上隔离空腔，或使用加固元件(加强件)，以加固空腔。当贯穿元件，如果软管、导管等必须穿过这样的密封元件或加固元件，存在不同的方案。然而基本上所有目前已知的系统是较复杂的和昂贵的。对此难以保证足够的密封。
发明内容
本发明的目的在于，在用于密封或加固上述种类的空腔的元件上避免现有技术的缺点并且提供改进的元件。
根据本发明这通过具有以下技术特征的一种用于密封或加固构件的空腔的加固元件而达到，其中所述加固元件包括载体元件、可发泡的元件以及用于容纳贯穿元件的孔，其特征在于，在载体元件上设置一个翼片，所述孔是侧向敞开的，并且在所述翼片上设有一携动件，所述携动件在插入贯穿元件时移动翼片。
本发明的核心在于，在支座元件上设置一翼片，孔是侧向敞开的，和在翼片上设置一携动件，其在插入贯穿元件时移动翼片。
此外在此可看出本发明的优点的是，通过在打开的状态中提供的新的元件，所述翼片通过携动件在插入贯穿元件时自动地关闭。从而与现有技术不同只必需一个工作步骤，这简化了安装并降低了成本。
特别有利的是，由可发泡材料构成可发泡的元件，以致于贯穿元件完全被泡沫包围。
附图说明
以下根据附图来更清楚地解释本发明的实施例。相同的或起相同作用的元件在不同的附图中用相同的附图标记表示。贯穿元件在安装时的运动方向用箭头表示。
附图示出的是：
图1示出根据本发明的打开的密封元件的俯视图；
图2示出图1的根据本发明的打开的的密封元件的另一侧的俯视图；
图3A示出根据本发明的密封元件以及未插入的贯穿元件的俯视图；
图3B示出根据本发明的密封元件以及在携动件中定位的贯穿元件的俯视图；
图3C示出根据本发明的密封元件以及插入孔中的贯穿元件的俯视图；
图4示出带有贯穿元件的根据本发明的关闭的密封元件的俯视图；
图5示出图4的带有贯穿元件的根据本发明的关闭的密封元件的另一侧的俯视图。
这些附图仅仅示出用于直接理解本发明主要元件。
具体实施方式
在图1、2和3中示出一个元件20，其可用作为密封元件或加固元件。未图示出的是，所述元件设置在空腔中、特别是在车身和/或运输工具和输送工具的框架内的空腔中，特别是在用于水上或用于陆地上的运输工具或飞行器的框架内的空腔中，特别有利的是在汽车的车身的支柱内的空腔中。然而，本身可理解的是，一个这样的元件20能够设置在任一个空腔中。所述元件20包括载体元件1(以下也称为载体件)和一个或多个由可发泡材料构成的部件2。这样的可发泡的材料以下详细地描述。
可发泡材料2能施加或固定在载体件1上。这种载体件可由任意的材料制成，其以下进一步详细描述。此外以下进一步详细描述元件20的制造。在此可发泡的部件能够完全地或仅仅部分地覆盖载体件并且分成多个部件。
此外，元件20的载体件1具有至少一个固定工具3、特别是夹子，用于在空腔中固定和定位加固元件。通过夹子固定加固元件特别适合于这种应用，在该应用中构件的整个表面也就是空腔内壁必须是能到达的，用于浸渍涂装。在这样的情况下固定例如通过粘合是不合适的，因为漆不能到达粘合的位置。
载体件1具有侧向敞开的孔5，贯穿元件6可插入到该孔中，如在图3、4和5中所示的那样。贯穿元件优选为管状的元件，特别优选为软管，特别为水管。在此孔5优选为基本上与贯穿元件的外部几何形状相匹配，以致于在插入的贯穿元件时将贯穿元件保持在孔5中。此外有利地可发泡的材料这样地设置在孔5的区域中，使得在可发泡的材料发泡时有利地封闭贯穿元件和从而从而封闭孔5。对于管状的贯穿元件，孔5有利地构造成圆形的。
在载体件1上设置一翼片4，其能够部分地封闭敞开的孔5，以致于将贯穿元件6保持在孔5中。翼片4借助于铰链7与载体件1连接。铰链本身可以任意地构造。然而特别有利的是，翼片由与载体件相同的材料构成和铰链通过薄壁连接，亦即所谓的薄膜铰链构成。由此载体件和翼片能够在注塑成型过程的同一循环中制造。如果翼片由与载体件不同的材料制造，那么铰链也可根据已知的类型，例如通过与销钉连接的套筒构成。
在翼片4上设置一携动件8，所述携动件为此在将贯穿元件6插入到孔5中时带动翼片并且借助于翼片封闭所述孔5。携动件8可以由任意的材料制造并且固定在翼片上。然而作为特别有利的方案，携动件如在附图中所示的那样由与翼片4相同的材料制成并且直接与翼片一起制造，特别是注塑成型。携动件也可由发泡的材料制造，当其具有足够的机械性能和如果在孔5的区域中需要附加的可发泡的材料，由此在发泡时在贯穿元件和载体件之间能够附加地封闭可能的间隙。
在图3A-3C中示意性地示出，贯穿元件如何插入到密封元件20的孔5中。根据图3A，密封元件20以打开的状态制造和供应。
根据图3B，贯穿元件6定位在携动件8和翼片4中，并且然后根据图3C压入到孔5中，在此孔是侧向敞开的。打开的翼片4通过携动件8自动地关闭。通过携动件将翼片保持在关闭的位置，因为携动件包围贯穿元件。
在图4和5中再次详细地示出带有贯穿元件的根据本发明的关闭的密封元件。可清楚地看出的是，贯穿元件如何在特别优选的实施方式中借助于携动件8保持在孔5中。
未图示出的是，在翼片和在载体件上能够设置一个锁定装置，除了携动件，该锁定装置阻止翼片再次打开和贯穿元件掉落。
附加地，特别有利的是，如也在附图中示出的那样，孔5这样地构造，使得贯穿元件也无需翼片4和携动件地保持。因此孔5有利地在侧面仅仅打开这么远，使得贯穿元件正好还压到孔中，然而所述侧向敞开的孔也在压入后至少部分地、特别是在多于周边的一半的范围内包围贯穿元件，以致于保持所述贯穿元件。
可发泡的材料：
作为发泡材料2原则上每种任意的材料都可使用，所述材料能够受控制地进行发泡。在此，这种材料可以具有加固性能或不具有加固性能。典型地，可发泡的材料热地、通过湿润或通过电磁辐射而发泡。
这样的可发泡的材料典型地具有化学的发泡剂或物理的发泡剂。化学的发泡剂是有机化合物或无机化合物，其在温度、湿度、或电磁辐射的影响下分解，其中至少一种分解产物是气体。作为物理发泡剂例如可使用在温度升高时转换成气态的聚集状态的化合物。由此，不仅化学的发泡剂而且物理的发泡剂能够以聚合物生成发泡结构。
优选地可发泡的材料是热发泡的，在此使用化学发泡剂。作为化学发泡剂例如适合的是偶氮二酰胺、磺酰肼、碳酸氢酯或碳酸酯。
合适的发泡剂例如也可商业上得到荷兰的Akzo Nobel公司的商标名为的发泡剂或美国的Chemtura有限公司的商标名为的发泡剂。
用于发泡所必需的热量可通过外部的或通过内部的热源、如放热化学反应导入。可发泡的材料优选在≤160℃的温度时，特别优选为80℃-150℃，更优选为90℃-140℃的温度下可发泡。
作为可发泡的材料合适的是例如单组分的在室温时不流动的环氧树脂体系，其特别地具有提高的冲击韧度并且含有触变剂如硅胶或纳米粘土。例如这种环氧树脂体系具有20-50重量％的液态环氧树脂、0-30重量％的固态环氧树脂、5-30重量％的粘度改进剂、1-5重量％的物理或化学发泡剂、10-40重量％的填料、1-10重量％的触变剂和2-10重量％可热活化的硬化剂。除了固体环氧树脂还合适的是结晶的聚环氧化物，如异氰尿酸三缩水甘油酯、对苯二酸二缩水甘油醚，由对苯二酸二缩水甘油醚与苯三酸二缩水甘油醚、氢醌二缩水甘油醚构成的混合物以及由三羟甲基丙烷三缩水甘油醚与二异氰酸酯，如4，4’-，2，4'-和2，2'-二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)、2，4-和2，6-二苯乙烯二异氰酸酯(TDI)或1-异氰酸根合-3，3，5-三甲基-5-异氰酸根合甲基-环已烷(IPDI)所构成的加合物。
作为粘度改进剂合适的是基于腈橡胶的反应性的液体橡胶或聚醚型多元醇-聚氨基甲酸酯、核壳聚合物的衍生物和类似的本领域技术人员所已知的体系。
也合适的可发泡的材料是含有发泡剂的单组分的聚氨基甲酸酯成分，由结晶的、具有OH-基的聚酯与其他的聚醇、优选为聚酯聚醇的混合物，和具有封闭异氰酸酯的聚异氰酸酯。结晶的聚酯的熔点应≥50℃。聚异氰酸酯的异氰酸酯基例如可用亲核体如已内酰胺、酚或苯并恶唑封闭。此外封闭聚异氰酸酯适合用于如粉末喷漆技术中，并且例如商标名为和由德国Degussa有限公司得到。作为异氰酸酯也是所谓封装的或表面非活性的聚异氰酸酯，其对于本领域技术人员是已知的并且例如在EP0 204 970中描述。
此外作为可发泡的材料合适的是含有双组分的环氧化物/聚氨基甲酸酯-组分的发泡剂，如其例如在WO2005/080524A1中所描述的，由此包括它的公开内容。
也合适的可发泡的材料例如在美国的Sika有限公司的商标名为或得到并且在专利US5,266,133和US5,373,027中描述，由此包括它的公开内容。这样的可发泡的材料对于本发明是特别优选的。
作为具有加固性的可发泡的材料例如这是优选的，其在商标名Sika有限公司，USA得到。这在US6,387,470中有描述，它的公开在此也为所用。
载体材料可由任意的材料构成。优选的材料是塑料，特别是聚氨基甲酸酯、聚酰胺、聚酯和聚烯烃，优选耐高温聚合物，如聚(亚苯基醚)、聚砜或聚醚砜，其也是特别发泡的；金属，特别是铝或钢；或这些材料的任意的组合。特别优选应用的是聚酰胺，特别是聚酰胺6，聚酰胺6.6，聚酰胺11，聚酰胺12或它们的混合物。
此外载体件1可具有任意的构造和任意的结构。例如可以是实心的、空心的或发泡的或具有网格状的结构。载体件的表面典型地可为平滑的、粗糙的或带纹理的。
载体件除了其功能之外能够作为用于可发泡材料的载体，有助于结构性的加固或有助于密封构件或也有助于隔音。
对于根据本发明的密封和加固元件，在该元件中可发泡的材料处于载体件上，制造方法根据载体件是否由可通过注塑成型加工的材料制成是不同的。假如是这种情况，通常使用双组分注塑成型法。在此首先注塑第一组分，在这情况下为载体件。在第一组分凝固后模具中的空腔被放大或匹配，或制成的注塑坯件放入到新的模具中，并且第二组分，在这种情况下为可发泡的材料，通过第二注塑设备注塑成型在第一组分上。如果载体件由能够不通过注塑成型的方法制造的材料制成，也例如由金属制成，那么载体件放入相应的模具中并且可发泡的材料注塑在载体件上。
自然地也有这种可能性，即可发泡的材料通过任意的其他的固定工具或方法固定在载体件上。
附图标记列表
1  载体元件，载体件
2  可发泡的元件，可发泡的部件
3  固定元件
4  翼片
5  孔
6  翼片
7  铰链
8  携动件
20 元件

Claims (25)

1.一种用于密封或加固构件的空腔的加固元件(20)，其中所述加固元件包括载体元件(1)、可发泡的元件(2)以及用于容纳贯穿元件(6)的孔(5)，其特征在于，所述可发泡的元件完全地或部分地覆盖载体元件(1)，在载体元件(1)上设置一个翼片(4)，所述孔(5)是侧向敞开的，并且在所述翼片上设有一携动件(8)，所述携动件在插入贯穿元件(6)时移动翼片。
2.根据权利要求1的加固元件，其特征在于，翼片(4)借助于铰链(7)固定在载体元件(1)上。
3.根据权利要求2的加固元件，其特征在于，所述铰链(7)是薄膜铰链。
4.根据权利要求1或2的加固元件，其特征在于，翼片(4)借助于携动件(8)保持在关闭的位置中，和/或在载体元件(1)上附加地设置一个用于将翼片(4)锁定在载体上的锁定装置。
5.根据权利要求1、2或3的加固元件，其特征在于，侧向敞开的孔(5)绕大于贯穿元件(6)的周边的一半包围所述贯穿元件。
6.根据权利要求1至3之一的加固元件，其特征在于，可发泡的元件(2)由可发泡的材料制成。
7.根据权利要求6的加固元件，其特征在于，可发泡的材料在≤160℃的温度时能够热发泡。
8.根据权利要求7的加固元件，其特征在于，可发泡的材料在80℃-150℃的温度时能够热发泡。
9.根据权利要求8的加固元件，其特征在于，可发泡的材料在90℃-140℃的温度时能够热发泡。
10.根据权利要求1至3之一的加固元件，其特征在于，载体元件和/或翼片(4)和/或携动件(8)由塑料制成，或由金属制成或由塑料和金属组合物制成。
11.根据权利要求10的加固元件，其特征在于，所述塑料是聚氨基甲酸酯或聚酰胺。
12.根据权利要求10的加固元件，其特征在于，所述金属是铝或钢。
13.根据权利要求1至3之一的加固元件，其特征在于，载体元件具有固定工具(5)，用于在空腔中定位和固定所述加固元件。
14.根据权利要求13的加固元件，其特征在于，所述固定工具是夹子。
15.根据权利要求1的加固元件，其特征在于，所述构件是汽车的构件。
16.一种根据权利要求1-15之一的加固元件用于在结构的构件的空腔中加固的应用，这种构件位于运输工具和输送工具的框架中。
17.根据权利要求16的应用，其特征在于，这种构件位于车身中。
18.根据权利要求16的应用，其特征在于，所述运输工具和输送工具是水上运输工具或陆上运输工具或飞行器。
19.根据权利要求16的应用，其特征在于，所述运输工具和输送工具包括轿车、载重汽车、火车、船和飞机。
20.一种用于将贯穿元件插入到用于密封或加固构件的空腔的加固元件(20)中的方法，其中所述加固元件包括载体元件(1)、可发泡的元件(2)以及用于容纳贯穿元件(6)的孔(5)，其特征在于，所述可发泡的元件完全地或部分地覆盖载体元件(1)，在载体元件(1)上设置一个翼片(4)，所述孔(5)是侧向敞开的，并且在所述翼片上设置携动件(8)，将所述贯穿元件(6)插入到翼片和携动件中，所述贯穿元件被压入到侧向敞开的孔(5)中，由此通过携动件(8)带动所述翼片(4)并且通过翼片关闭侧向敞开的孔。
21.根据权利要求20的方法，其特征在于，所述侧向敞开的孔(5)绕大于贯穿元件的周边的一半包围所述贯穿元件(6)。
22.根据权利要求20或21的方法，其特征在于，翼片(4)通过携动件(8)保持在关闭的位置中。
23.根据权利要求20或21的方法，其特征在于，贯穿元件是管状的元件。
24.根据权利要求23的方法，其特征在于，所述管状的元件是软管。
25.根据权利要求20的方法，其特征在于，所述构件是汽车的构件。
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