CN102459966A - 具有不传导的隔离件的结构安装插入件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于强制地安装结构构件、同时防止或基本限制这些构件暴露在可能导致腐蚀的环境条件下的方法和装置。

Description

具有不传导的隔离件的结构安装插入件
要求优先权
本申请要求2009年5月18日提交的美国申请序列号第12/467,478的申请日的权益，该美国申请的全部内容特此以参引方式纳入本文。
技术领域
本发明涉及保护两个或更多个接合部件免受腐蚀、紧固件或结构接合松动(例如，扭矩减小)或者这些问题的组合的方法和装置。
背景技术
许多年以来，燃料经济性在汽车工业中越来越被强调。存在若干用于降低汽车燃料消耗的方法，其中一个是使用轻质材料，例如铝和镁。这些材料可降低汽车的重量，但是由于它们的强度较低，因此这些材料几乎不能满足目前的碰撞安全标准。同样，提出了由钢铁(内部件)和铝(外部件)制成的双金属构造。然而，这些材料也存在缺陷。作为一个实例，在混合的材料部件中，已知接合区域对腐蚀环境的抗蚀性能较差，或没有抗蚀性能。更具体地，在暴露至温度变化期间，材料的膨胀/收缩特性可限制材料密封的能力，和/或可降低材料的品质。作为另一个实例，这些材料可限制构件彼此附接的能力，或者增强构件彼此附接的能力有限。此外，典型材料的膨胀能力低，或没有膨胀能力，这会要求额外应用材料，以完全填充接合结构之间的打开空间，这是耗时和昂贵的。作为另一个实例，在应用紧固件时，材料可被移位，从而围绕所述紧固件或当紧固件穿过接合结构时在所述紧固件内形成额外的打开空间。这些额外的打开空间可部分保持打开，并易受到周围环境的影响(例如湿气)。因此，本发明提供一种作为密封件、结构粘结材料或二者等的插入件，其中材料至少有助于克服上述缺陷或其它缺陷中的一种。
发明内容
本发明旨在通过提供一种用于密封和隔离两种不同材料的结构安装插入件来改进现有的接合组件。在第一方面，本发明提出一种用于粘结、密封和隔离的插入件，包括：总体不传导的隔离件，具有大于约115℃的熔点或玻璃转变温度；基质材料，其与所述隔离件接触，并在其未干状态(green state)下具有一粘性，在安装所述插入件后，通过暴露在热下固化所述基质材料，其中所述粘性足够高，使得基质材料阻止在应用至表面后的位移；其中在安装至两种不同材料之间的接合处后，所述隔离件使所述两种不同材料结合，并阻止会将所述两种不同材料引入彼此直接接触的任何位移。
该方面的特征还在于以下特征中的一个或任意组合：所述隔离件包括相对于彼此横向位移受限的细长纤维的网状物；所述隔离件内的纤维具有纵向轴线，该轴线被定向为与所述不同材料的任一种的任何接触边缘总体不平行；所述外表面是位于所述基质材料上方的没有粘性的处理膜的一部分；所述基质材料在暴露至升高的温度下时是可膨胀的；所述插入件包括一个或多个孔口，该孔口具有边缘，所述边缘在所述插入件被应用至任一所述不同材料的非平坦表面后至少部分地合在一起，以使得所述插入件的形状总体对应于所述非平坦表面，由此相对于将没有所述一个或多个孔口的类似插入件应用至所述非平坦表面，减小或消除在所述非平坦表面和所述插入件之间形成的任何间隙、所述插入件的聚拢(bunching)、或二者；在所述基质材料激活后，所述基质材料流动或膨胀，以填充在所述一个或多个孔口内剩余的任何开放空间；在所述插入件受到足以将其挠曲的力之后，所述插入件能够弹性地回到其初始状态；在所述插入件受到足以将其挠曲的力之后，所述插入件永久变形；所述插入件包括与具有第一粘性的基质材料接触的可移除的剥离膜，以及与具有第二粘性的所述外表面接触的基本没有粘性的处理膜。
在另一方面，本发明提出一种用于粘结、密封和隔离的插入件，包括：总体不传导的隔离件，其通过相对于彼此横向位移受限的细长股的网状物限定贯穿其的多个开口，所述细长股由聚酰胺、聚酯、玻璃纤维或这些的组合制成；基质材料，其嵌在所述隔离件上，并在其未干状态具有第一粘性，在安装所述插入件后，通过暴露在热下固化所述基质材料，其中所述第一粘性足够高，以使得该基质材料阻止在应用至表面后的位移；外表面，其具有小于所述第一粘性的第二粘性；其中所述隔离件包括从约0.1mm到约0.8mm的厚度；其中在安装至具有不同材料的两个相对构件之间的接合处后，所述隔离件阻止会将所述两种不同材料引入彼此直接接触的任何位移；其中在应用热后，所述基质材料膨胀以填充通过所述细长股形成的所述多个开口，并密封和粘合所述隔离件和所述不同材料之间的连接区域。
该方面的特征还在于以下特征中的一个或任意组合：所述插入件包括一个或多个孔口，该孔口具有边缘，所述边缘在所述插入件应用至所述两个相对构件任一个的非平坦表面后至少部分地合在一起，以使得所述插入件的形状总体对应于所述非平坦表面，由此相对于将没有所述一个或多个孔口的类似插入件应用至所述非平坦表面，减小或消除在所述非平坦表面和所述插入件之间形成的任何间隙、所述插入件的聚拢、或二者；在所述基质材料激活后，所述基质材料流动或膨胀，以填充在所述一个或多个孔口内剩余的任何开放空间；所述细长股包括总体横向于纬纱股(pick strands)延伸的经纱股(endstrands)，以形成所述网状物，使得每英寸的经纱股数与每英寸的纬纱股数的比例在约2∶1到约1∶2的范围；所述多个开口是具有相同形状和间隔的贯穿开口；所述插入件包括与具有第一粘性的基质材料接触的可移除的剥离膜，以及与具有第二粘性的所述外表面接触的基本没有粘性的处理膜。
在又一方面，本发明提出一种在汽车的冲击塔状物壳体和框架构件之间的安装组件，所述冲击塔状物壳体组件包括：外壁，其从第一壳体部分总体横向延伸以在二者之间形成腔，所述第一壳体部分具有延伸穿过其的开口，以进入位于所述腔内的减振器的一部分；第一安装部分，其用于在一连接区域处附接至第一车辆框架构件，所述第一安装部分具有用于将所述第一安装部分安装至所述第一车辆框架构件的一安装表面；第二安装部分，其用于在一连接区域处附接至第二车辆框架构件，所述第二安装部分具有用于将所述第二安装部分安装至所述第二车辆框架构件的一安装表面；多个结构安装插入件，包括：不传导的结构网眼材料，其被定形为对应于所述连接区域的形状，所述不传导的结构网眼材料形成穿过其的多个具有相同形状和间隔的开口；以及热激活材料，其被包在所述不传导的结构网眼材料的至少一部分上并位于穿过所述不传导的结构网眼材料形成的所述多个开口中，所述热激活材料由柔软材料制成；以及其中所述结构安装插入件包括第一和第二结构安装插入件，所述第一结构插入件还具有穿过所述第一结构安装插入件的一个或多个孔口，所述一个或多个孔口具有边缘，所述边缘在所述第一结构插入件应用至所述第一安装部分的安装表面后至少部分地合在一起，以使得所述第一结构安装插入件的形状总体对应于所述第一安装表面的非平坦表面，由此相对于将没有所述一个或多个孔口的类似的结构安装插入件应用至所述非平坦表面，减小或消除在所述非平坦表面和所述第一结构安装插入件之间形成的任何间隙、所述第一结构插入件的聚拢、或二者；以及多个紧固件，其延伸穿过所述框架构件和所述插入件，到达所述冲击塔状物壳体；其中所述第一和第二安装部分的材料与所述第一和第二框架构件的材料不同，且在将所述第一和第二安装部分安装至所述第一和第二车辆框架构件后，所述不传导的结构网眼材料阻止会将这两种不同材料引入彼此直接接触的任何位移；其中在应用热后，所述热激活材料膨胀以填充穿过所述结构网眼形成的多个开口，并密封和粘合所述结构网眼材料、所述第一安装部分和第一车辆框架构件的连接区域、所述第二安装部分和第二车辆框架的连接区域，以与周围环境隔离；以及其中在应用热后，所述热激活材料膨胀以填充所述多个紧固件延伸穿过所述结构安装插入件所处的周围区域，以基本限制或防止湿气进入所述周围区域。
该方面的特征还在于以下特征中的一个或任意组合：在所述基质材料激活后，所述基质材料流动或膨胀，以填充在所述一个或多个孔口内剩余的任何开放空间；所述隔离件包括相对于彼此横向位移受限的细长股的网状物，以使得所述股的纵向轴线的取向与所述不同材料的任一种的任一接触边缘总体不平行，且其中所述细长股包括聚酰胺、聚酯、玻璃纤维或其任意组合。
在又一方面，本发明提出一种在冲击塔状物壳体和汽车框架构件之间的安装组件，所述冲击塔状物壳体组件包括：外壁，其从第一壳体部分总体横向延伸以在二者之间形成腔，所述第一壳体部分具有延伸穿过其的开口，以进入位于所述腔内的减振器的一部分；第一安装部分，其用于在一连接区域附接至第一车辆框架构件，所述第一安装部分具有用于将所述第一安装部分安装至所述第一车辆框架构件的一安装表面；第二安装部分，其用于在一连接区域附接至第二车辆框架构件，所述第二安装部分具有用于将所述第二安装部分安装至所述第二车辆框架构件的一安装表面；多个结构安装插入件，其包括热激活材料，其中所述结构安装插入件包括第一和第二结构安装插入件，所述第一结构插入件还具有穿过所述第一结构安装插入件的一个或多个孔口，所述一个或多个孔口具有边缘，所述边缘在所述第一结构安装插入件应用至所述第一安装部分的安装表面后至少部分地合在一起，以使得所述第一结构安装插入件的形状总体对应于所述第一安装表面的非平坦表面，由此减小或消除在所述非平坦表面和所述第一结构安装插入件之间形成的任何间隙；以及多个紧固件，其延伸穿过所述框架构件和所述插入件，到达所述冲击塔状物壳体；其中所述第一和第二安装部分的材料与所述第一和第二框架构件的材料不同，且在将所述第一和第二安装部分安装至所述第一和第二车辆框架构件后，所述结构安装插入件阻止会将所述两种不同材料引入彼此直接接触的任何位移；其中在应用热后，所述热激活材料膨胀以密封和结合所述第一安装部分和第一车辆框架构件的连接区域以及所述第二安装部分和第二车辆框架的连接区域，以与周围环境隔离；以及其中在应用热后，所述热激活材料膨胀以填充所述多个紧固件延伸穿过所述结构安装插入件所处的周围区域，以基本限制或防止湿气进入所述周围区域。
附图说明
图1示出了根据本发明教导的结构安装插入件的一种配置的俯视图。
图2示出了根据本发明教导的结构安装插入件的另一种配置的俯视图。
图3示出了根据本发明教导的图1中示出的结构插入件与第一和第二构件在接合之前的横截面图。
图4示出了图3中示出的结构安装插入件的放大图。
图5示出了在接合两个部件后的图4中示出的结构安装插入件。
图6示出了在激活一种应用材料之后的根据本发明教导的图5中示出的结构安装插入件。(示出膨胀)
图7A示出了类似于图5中示出的横截面图，但是该横截面图是采用接合两个构件的安装件获得的。
图7B示出了在激活一种应用材料之后的根据本发明教导的图7A中示出的横截面图。
图8A-9B示出了根据本发明教导的结构安装插入件的一些应用的实施例。
图10A示出了根据本发明教导的结构安装插入件的另一种配置的俯视图。
图10B示出了在被应用至安装表面之后的图10A中示出的结构安装插入件的俯视图。
图11A示出了根据本发明教导的结构安装插入件的又一种配置的俯视图。
图11B示出了在被应用至安装表面之后的图11A中示出的结构安装插入件的俯视图。
具体实施方式
本发明涉及用于强制地(positively)安装结构构件、同时防止或基本限制这些构件暴露在可能导致腐蚀的环境条件下的方法和装置。参考附图，这是通过在结合第一和第二构件12、14之前分别使用放置在第一和第二构件12、14之间的插入件10来实现的。插入件包括：一强制性的定位件，其用于保持第一和第二构件之间的距离；以及，一密封件，其可被配置为围绕插入件以及第一和第二构件的接合部分、或者二者来填充第一和第二构件之间的开放空间。密封件可以是可激活的、柔性的，或者二者，以将插入件和结构构件的接触部分16、18与周围环境密封。
本发明的另一优势是其基本限制或防止在接合构件热循环等期间扭矩减小或紧固件(例如螺栓等)松开。例如，在重复的加热和冷却循环期间，密封装置由于温度改变膨胀和收缩。由于在这些现有装置中使用的间隔件材料包括密封材料本身，因此常见的是在热循环期间湿气进入密封形成的间隙。此外，常见的是现有密封装置还经历蠕变，导致在温度升高时形成增大的间隙。
通过提供较大强度的材料来形成间隙，或者通过在第一和第二构件之间设置隔离件，用于保持在第一和第二构件之间的间隔件层，本发明克服了这些和其它问题。插入件的密封件随后密封在第一和第二构件之间形成的任何间隙，并围绕插入件和/或紧固件，以基本限制或防止第一和第二构件的连接区域的腐蚀。这是由于高强度隔离件和密封材料的组合形成以及总体保持第一和第二构件之间的间隔件层，第一和第二构件之间的任何直接接触(例如渗透接触)被基本限制或防止。此外，因为密封材料密封第一和第二构件之间的间隙，因此湿气被基本限制或防止与第一和第二构件的接触点接触，从而进一步防止电解质开始腐蚀，这是因为电解质来自湿气。
例如，当第一和第二构件由不同的材料(例如不同的金属，例如钢和铝)形成时，高强度隔离件和密封件的组合形成间隔件层，从而可阻止将第一和第二构件带入彼此直接接触的任何位移。阻止第一和第二构件之间的直接接触防止在存在电解质时不同材料之间电耦合(galvanic couple)，这可以基本或完全降低不同材料中的一个或二者的腐蚀。
一般来说，插入件10包括隔离件20，该隔离件包括高强度材料，并被配置为阻止可能在应用用于接合结构构件的力的情况下将第一和第二构件带入直接接触的任何变形。该插入件还包括被附接或者变得附接至隔离件的壳22等。壳22至少部分柔软，以围绕插入件和结构构件的接触点或接触区域。
在第一和第二结构构件接合后，壳可以被激活或者以其他方式变形，以使得密封插入件和结构构件的接触点，由此限制或防止第一和第二构件之间的接触和/或暴露在加速腐蚀的成分中，例如水，其可腐蚀结构构件。
应理解，前述内容仅是本发明的许多实施例和优势中的一个，下文的描述隐含地和/或明确地提供了本发明的其它实施例和优势，这些实施例和优势由附图支持。
隔离件-间隔件材料
插入件包括隔离件20，该隔离件包括柔性或刚性材料，其被配置为作为第一和第二构件12、14之间的间隔件。隔离件的强度被配置为基本阻止会在第一和第二构件附接期间将第一和第二构件引入直接接触的位移。相应地，可设想隔离件由高强度材料形成。
可用于形成隔离件的合适材料包括例如金属、塑料、玻璃、陶瓷、橡胶等的材料。隔离件可由疏水材料形成，或可被层压以变成疏水的。在一种配置中，由于金属的柔性(例如弹性)和高强度，隔离件由金属(例如金属片等)形成，以阻止塑性变形。合适的金属材料的实例包括不锈钢、合金钢、镀层钢或不镀层钢、镀锌钢、低或高碳钢、钴、其它金属材料等。在一个优选实施方案中，隔离件包括没有金属的(例如非金属性的)材料。当然其它特定材料是可用的，例如在纺织等中常使用的材料。对于某些应用，优选地是强化材料是一个或多个不传导的线(thread)或丝(wire)(例如，细长单丝状纤维或织物材料)，这可作为毡片、布、无捻粗纱布、结网、网眼、稀松布等应用。在这些实施方案中，强化材料可以例如由棉花、玻璃(例如E-玻璃或S-玻璃)、纤维玻璃、迈拉(Mylar)、尼龙、聚酯、碳、芳纶、塑料、聚合物(例如热塑性塑料，诸如聚酰胺(例如尼龙))、PET(例如迈拉)、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯(例如聚对苯二甲酸丁二醇酯)、聚苯乙烯、聚亚安酯、乙烯基，或这些材料的组合，或其它材料。如本文使用的，“线”或“丝”意味着单个单丝材料、编织的成束单丝、或者未编织的成束单丝。如本文讨论的，网眼意味着具有规则样式(例如一致的开口配置)的材料，稀松布意味着具有随机样式(例如可变的开口配置)的材料。
在其它应用中，可理解，强化材料可以是珠状颗粒、集合体、空心材料(例如空心颗粒)等，或任何组合。在这些实施方案中，强化材料可由例如玻璃(例如E-玻璃或S-玻璃)、纤维玻璃、尼龙、聚酯、碳、芳纶、塑料、聚合物(例如热塑性材料，诸如聚酰胺(例如尼龙))、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯(聚对苯二甲酸丁二醇酯)、聚苯乙烯、聚亚安酯、乙烯基，或这些材料的组合，或其它材料的颗粒等。
在一个优选实施方案中，强化材料可由玻璃单丝(例如纤维)——例如玻璃单丝的织物或无捻粗纱(例如网眼、稀松布等)形成。示例性玻璃单丝(例如纤维)强化材料包括以产品标号1521和7533售卖的材料，这些材料可从北卡罗来纳州的格林斯博罗的BGF工业公司商业商购而得到。在另一优选实施方案中，强化材料是由聚酰胺(例如尼龙)、聚丁烯(例如聚对苯二甲酸丁二醇酯)或二者制成的，例如聚合单丝(例如网眼、稀松布等)的注射成型或挤塑成型。示例性聚酰胺强化材料包括以产品标号14410和15400售卖的材料，这些材料可从特拉华州的米德尔顿的DelStar科技公司商业购得。技术人员应认识到，尽管优选的材料已经在本文公开，但根据特定应用的需要、预期属性或功能，不同的替代材料可以被选为强化材料。
一般来说，隔离件的预期特性包括相对高的刚度、高强度、高熔点、高玻璃转变温度和粘结持久性的属性。以此方式，该材料不与汽车制造商采用的材料系统冲突。隔离件可包括至少约100℃的熔点，通常至少约175℃，更典型至少约200℃。然而，根据应用，隔离件的熔点甚至可更高，例如至少约1000℃(例如约1500℃)。此外，隔离件可具有至少约50℃的玻璃转变温度，通常至少约100℃，更通常地至少约200℃。然而，根据应用，隔离件的玻璃转变温度甚至可更高，例如至少约400℃(例如约570℃)。例如，应理解，隔离件(例如不传导的隔离件)可具有大于约150℃，通常大于约200℃，或更通常地大于约300℃的熔点或玻璃转变温度。
在第一示例性配置中，如图1-6示出的，隔离件包括细长纤维(例如单丝)的网状物，该网状物相对于彼此被限制，不能横向位移。隔离件中的纤维具有纵向轴线，该纵向轴线可总体定向为与第一和第二构件的任一个的任何接触边缘(例如接触部分16、18)不平行。
隔离件10形成有多个开口24，或包括在其中形成的多个开口24，以接收基质材料22的至少一部分。这些开口可使用任何能用的成形技术(例如挤压、织造等)来形成。开口24的大小可随每个应用而改变。应预想，开口的直径小于5mm、2mm、1mm、0.5mm、0.25mm或更小。此外，可预想平均直径可以是在0.25mm到1.5mm之间、0.5mm到1.5mm之间等。
开口的形状可以是几何图案的或不是几何图案的(例如不规则的)。应理解，开口的形状和大小可在整个隔离件上变化，如图2，以使得隔离件包括可变的开口配置。然而，在一个优选配置中，开口的形状和大小在整个隔离件上是一致的(例如形状和/或间隔相同)，以使得隔离件包括总体一致的开口配置。应理解，开口的形状和/或大小和配置(例如可变的或一致的)取决于给定应用的需要。当隔离件包括开口时，特别是部件是网眼材料、稀松布材料等时，通常每平方英寸至少10个开口，更通常地至少150个开口，甚至更通常地至少300个开口，和/或每平方英寸小于约3000个开口，更通常地小于约800个开口，甚至更通常地小于约500个开口。
开口的可用形状包括圆形、三角形、正方形或矩形、六边形、八边形、平行四边形等。开口形成的角度可至少约40°，优选地至少约60°(例如约90°)。此外，开口形成的角度可小于140°，优选地小于约120°。例如，开口可形成从约40°到约140°的角度，优选地从约60°到约120°的角度。所述线形成大致平行四边形形状的开口(例如对角分别为约60°和约120°)。然而，在一个优选实施方案中，如图1示出的配置，所述线形成大致正方形或矩形形状的开口(例如对角约90°)。应理解，当表示开口的角度时，术语“约”表示角度可变化±5°。
隔离件可使用不同的形成技术形成。隔离件可以由一个或多个线(例如纱)、丝等织造或非织造。隔离件可包括类似于网格(例如网眼)、织物(例如稀松布)等，或由上述这些制成。对于织造配置，隔离件可由网眼材料制成，例如金属或聚合物网眼，其导致开口24的形成。对于非织造配置，隔离件可以为挤压的网眼材料，诸如聚合物网眼，其导致开口24的形成。其他技术是可用的。
隔离件的厚度可根据若干因素而变化，例如使用的材料类型，使用的形成方法的类型、开口数量、或应用。厚度还可取决于第一和第二构件之间待被填充的打开空间的体积，或基质材料的量。此外，厚度可基于隔离件的柔韧性。合适厚度的实例包括在约0.05mm到约5mm之间，或者在约0.1mm到约0.8mm之间等。
形成隔离件的线或丝的直径可随每个应用而改变。可预想线或丝的直径小于10mm、5mm、2mm、1mm、0.5mm、或0.1mm或更小。此外，可预想线或丝的平均直径可在0.1mm到2mm之间，在0.2mm到1mm之间，在0.25mm到0.8mm之间等。应理解，线的形状和大小在整个隔离件上可以是一致的。然而，在一个优选配置中，线的形状和大小在整个隔离件上可以是可变的。此外，线的横截面形状可以是圆形、椭圆、正方形、矩形、七边形、六边形、平行四边形等。
线的数量可随每个应用而变化。可预想线的数量(例如织物经纬密度(thread count))可为约5股/英寸、10股/英寸、15股/英寸、20股/英寸、25股/英寸、30股/英寸、35股/英寸或更多。合适的股数量的实例包括约5股/英寸到75股/英寸之间，或约12股/英寸到35股/英寸之间等。例如，经纬密度可以是18×18经纱×纬纱(Ends×Picks)(每英寸)，以使得隔离件可包括18经纱-股/英寸×18纬纱-股/英寸(例如，纬线方向(fill direction)每英寸18个经纱，经线方向(warp direction)每英寸18个纬纱)。应理解，经纬密度——更具体地，隔离件的经纱(例如经纱纱线)相对于隔离件的纬纱(例如纬纱纱线)——可从约1股到约25股变化。例如，在一个实施方案中，织物经纬密度可以是18×22经纱×纬纱(每英寸)，以使得隔离件可包括18经纱-股/英寸×22纬纱-股/英寸(例如纬线方向每英寸18个经纱，经线方向每英寸22个纬纱)。在另一个实施例中，织物经纬密度可以是30×18经纱×纬纱(每英寸)，以使得隔离件可包括30经纱-股/英寸×18纬纱-股/英寸(例如纬线方向每英寸30个经纱，经线方向每英寸18个纬纱)。对于不同应用，可使用其他经纬密度配置。此外，可预期经纱股数/英寸相对于纬纱股数/英寸的比例可在约2∶1到约1∶2的范围，且纬线方向每英寸中的经纱股数与经线方向每英寸的纬纱股数通常从约1.7∶1到约1∶1.7。
参考本文包含的其他实施方案，可预想隔离件的全部或一部分被例如用密封物等覆盖。
基质材料-密封剂材料
插入件还包括基质材料，基质材料包含密封剂材料，该密封剂材料适于保持第一和第二构件之间的间隔件层，以及适于密封插入件和第一和第二构件的连接区域。基质材料可被配置为在第一和第二构件接合期间(例如弹性地、塑性地或弹性和塑性地)移位。在使用或应用至第一和/或第二构件期间，基质材料与隔离件设置在一起。优选地，基质材料被附接至隔离件或与隔离件接合，以改进安装，降低制造成本。
在一个配置中，基质材料基本或完全包围隔离件。使用本文描述的常规技术，基质材料可被应用至隔离件。然而，在一个优选配置中，隔离件被基质材料浸入或浸没，以使得隔离件可嵌入基质材料中。
基质材料可由本文讨论的任何材料成分所形成。这包括密封剂材料、减小噪声振动刺耳声的材料、结构材料等。然而，在优选配置中，材料被配置为形成(并总体保持)第一和第二构件之间基本连续的间隔件层，以防止第一和第二构件彼此直接接触。还应理解，可形成密封以防止湿气(例如任何类型的腐蚀流体，包括水等)进入基质材料和第一或第二构件之间。
基质材料可包括不可激活材料、可激活材料、或二者的组合。例如，基质材料可包括不可激活材料，例如典型的衬垫，或其他用于或能够密封构件并在能量应用下经历小到无的物理或化学变化的材料。作为替代，基质材料可包括在能量的应用下经历物理和/或化学变化的可激活材料，如本文讨论的。此外，还预期仅一部分基质材料是可激活的。
在一个优选配置中，基质材料包含或包括可激活材料，以保持基本连续的间隔件层，并产生密封。更优选地，基质材料包含可热激活的材料，该材料被配置为在能量(例如热等)的应用下膨胀。在另一个优选配置中，基质材料包括不可膨胀材料和/或不可激活材料，其中基质材料在第一和第二构件的接触区域周围形成，并填充第一和第二构件之间的开放空间。用于基质材料的其他合适的材料和形成技术在下文讨论。
可以使用自动、半自动或手动的模塑或成型技术将可膨胀材料施加至承载件。这些技术包括吹塑、旋转模制、注模、压缩模制铸造等。在一个非常优选的配置中，可膨胀材料通过挤压(例如共同挤压)工艺被施加至承载件。
基质材料的厚度可以根据若干因素而变化，例如基质材料是否是可激活的或可膨胀的，和基质材料激活或膨胀程度。厚度还可取决于第一和第二构件之间，或在隔离件周围的待被填充的开放空间的体积，此外，厚度基于基质材料的柔软性。合适厚度的实施例包括在约0.05到约10mm之间，或者在约0.1到5mm之间等。
可膨胀的材料可由多种不同材料制成。一般来说，构件可利用例如在美国专利第4,922,596号、第4,978,562号、第5,124,186号、第5,884,960号和第7,199,165号中公开的用于形成和施加可膨胀材料的技术和工艺，所述这些美国专利为各种目的特此以参引方式纳入本文。通常，当用于增强时，可膨胀材料形成具有发泡特性的高压缩强度和硬度的可热激活的增强材料(例如泡沫)。例如，材料的压缩强度模数优选地大于约100MPa，更优选地大于约800MPa，仍更优选地大于约1500MPa。
材料可总体摸起来干燥或有粘性的，并可以任何预期的样式、布置或厚度被放在隔离件等之上，但是优选地厚度基本一致。示例性可膨胀材料是密歇根Romeo的L&L产品公司的L-5510和L-5520。
其他合适的有粘性或无粘性材料的实施例包括密歇根Romeo的L&L产品公司的L-2663、L-2610、L-2609、L-2701或其他类似材料。
尽管其他可热激活材料用于可膨胀材料是可行的，但是优选的可热激活材料是可膨胀的聚合物或塑料，优选地是该材料是可发泡的。一种特别优选的材料是基于环氧树脂的结构泡沫。例如，但不是限制性的，结构泡沫可以是基于环氧树脂的材料，包括可能含有烯烃的乙烯共聚物或三元共聚物。作为共聚物或三元共聚物，聚合物由两种或三种不同的单体组成，所述单体是具有能够连结类似分子的、强的化学反应的小分子。
若干基于环氧树脂的结构增强件或密封泡沫在现有技术中是公知的，并还可用于制造结构泡沫。典型的结构泡沫包括聚合物基材料，例如环氧树脂或基于环氧树脂的聚合物，当与合适的成分(通常是发泡剂和固化剂)混合时，聚合物基材料会在应用热或特别的环境条件出现时以可靠的、并可预测的方式膨胀和固化。从热激活材料或热固材料的化学角度看，结构泡沫通常在固化之前作为可流动热塑材料做初步处理。这种材料通常在固化下交联，这使得材料不能够进一步流动。
优选的结构泡沫配方的一个实施例是基于环氧树脂的材料，该材料可从密歇根Romeo的L&L产品公司商业购得，标号是L-5206、L-5207、L-5208、L-5209、L-8100、L-8101、L-8103和L-8503。与现有技术材料相比，优选的结构泡沫材料的一个优点是该优选的材料可以采用多种方式处理。所述优选的材料可以通过注模、挤压压缩模塑、在载体上成型或采用迷你涂布器来处理。这使得能够形成和创建超过大部分现有材料的能力的部件设计。在一个优选实施方案中，结构泡沫(在其未固化状态)通常是干的，或者相对接触无粘度，并可容易地通过现有技术中公知的紧固装置附接至载体构件。
虽然已经公开了制造可膨胀材料的优选材料，但可膨胀材料可由其他材料制成，只要被选择的材料是热激活的或者由周围条件(例如湿气、压力、时间等)所激活，并在对于选择的应用合适的条件下以可预测且可靠的方式固化。这样一种材料是美国专利第6,131,897号中公开的基于环氧树脂的材料，该美国专利的教导以参引方式纳入本文。还可见美国专利第5,766,719号，第5,755,486号，第5,575,526号和第5,932,680号(以参引方式纳入本文)。一般来说，可膨胀材料的预期特性包括相对高的刚度、高强度、高玻璃转变温度(通常大于70℃，以及粘结持久性的属性。以此方式，该材料通常不会与汽车制造商采用的材料系统冲突。示例性材料包括以产品标号L-5207、L-5208、L-8100、L-8101、L-8103和L-8503售卖的材料，这些材料可从密歇根Romeo的L&L产品公司商业购得。
通常，当用作增强件时，可膨胀材料被配置为膨胀到原始未膨胀体积的110％到500％之间的体积，更通常地在130％到300％之间，甚至更通常地在150％到250％之间。还可预期，当本发明的系统被用于密封或阻隔时，可膨胀材料可被设计为吸收或衰减声音、阻挡或防止材料通过腔等。同样，可膨胀材料可被配置为膨胀到原始未膨胀体积的至少200％、至少400％、至少800％、至少1600％、或者甚至至少3000％的体积。这种可膨胀材料的实施例在美国专利第7,199,165号中公开，该专利申请特此以参引方式纳入本文。
尽管可膨胀材料可以被热激活，但是额外地或替代地，可膨胀材料可由其他激励所激活，从而固化、膨胀、接合、或这些的组合等。非限制性地，该材料可被其他激励所激活，例如压力、湿气、化学物、紫外辐射、电子束、感应、电磁辐射或其他环境条件。作为特定实施例，该材料可以是两种组分的粘结材料，在将一种组分添加至另一种后，该材料膨胀、固化、粘结、或这些的组合。这些材料的实施例包括环氧树脂/胺材料以及环氧树脂/酸材料。
在可膨胀材料是热激活、热膨胀材料的应用中，在选择和制备构成结构泡沫的材料时涉及的一个重要的考虑是发生材料反应或膨胀并可能固化的温度。例如，在大多数应用中，不期望材料在室温下或者生产线环境中的周围温度下反应。更典型地，当泡沫伴随着车辆部件在升高的温度下或者施加的较高的能量水平下，例如在喷涂固化步骤期间被处理时，结构泡沫在较高的处理温度下反应，例如在装配厂中遇到的温度。虽然车辆装配操作中遇到的温度可以在约150℃到200℃(约300℉到400℉)的范围，但是车身车间和喷涂车间的应用通常在约90℃(约200℉)或稍高。类似地，在其他运输设备(例如自行车、摩托车、全地形车等)的制造期间，可能在喷涂固化处理(例如粉末涂覆应用)等期间使用较高的温度。在一个配置中，材料在高于约120℃的温度下反应，或者高于约150℃，或者甚至高于约160℃。如果需要，发泡剂激活剂可被包含在混合物中，以引起在上述范围外的不同温度下的膨胀。
通过具体的实施例，可预期材料可在粉末涂覆喷涂固化操作中被固化。在这样的操作中，材料被暴露在近似120℃-230℃的温度范围内，暴露时间在约10分钟到60分钟之间。还可预期材料可在析出硬化固化操作中被固化。在这样的操作中，材料可被暴露在近似150℃-230℃的温度范围内，暴露时间在约45分钟到8小时之间。
通常，合适的可膨胀泡沫具有从近似0到超过1000百分比的膨胀范围。可膨胀材料的膨胀水平可以提高到1500百分比或更高。通常，强度和刚度从具有较低膨胀的产品中获得。
可膨胀材料的一些其他可行材料包括但不限于聚烯烃材料、带有至少一种单体类型烯烃的共聚物和三元共聚物、苯酚/甲醛材料、含苯氧基材料以及聚亚安酯。还参见美国专利第5,266,133号，第5,766,719号、第5,755,486号、第5,575,526号和第5,932,680号，以及WO 00/27920(PCT/US 99/24795)(所有这些特此以参引方式纳入本文)。一般来说，产生的材料的预期特性包括相对低玻璃转变点和良好的粘结持久性属性。以此方式，该材料通常不会与车辆制造商(例如摩托车、自行车、全地形车等)采用的材料系统冲突。此外，该材料承受在车辆制造过程中通常遇到的处理状况，例如电泳底漆(e-coat priming)、清洗和脱脂以及其他涂覆处理，以及承受在最终的车辆装配中遇到的喷涂操作。
在另一实施方案中，可膨胀材料以包裹或部分包裹形式提供，其可包括球状物，该球状物包括在粘结壳中被包裹或部分包裹的可膨胀的发泡材料。这样一个系统的一个实施例在美国专利第6,422,575号中公开，该专利特此以参引方式纳入本文。
此外，如上文讨论的，也可利用预成型的样式，例如通过挤压片材(具有平坦或波状外形表面)，随后根据选择的结构、载体构件等根据预定配置冲切该片材，然后将该片材应用至选择的结构、载体构件等制造的那些样式。
技术人员应理解，系统可结合常规的声音阻挡挡板或车辆结构增强件系统，或者作为其一个部件而使用，例如在美国专利第6,482,486号和第6,467,834号中公开的，所述专利以参引方式纳入本文。
应预期，可膨胀材料的材料可通过各种运送系统被运送和放置成与组装构件接触，所述运送系统包括但不限于机械压紧配合(snap-fit)组件、现有技术中公知的挤压技术以及根据共同拥有的美国专利第5,358,397号教导的迷你涂布器技术，所述专利特此以参引方式纳入本文。在该非限制性实施方案中，材料或介质至少部分被具有阻尼特性的激活聚合物或其它热激活聚合物(例如可成型的基于热熔粘结剂的聚合物或可膨胀的结构泡沫，其实施例包括烯聚合物、乙烯基聚合物、包含橡胶的热塑聚合物、环氧树脂、尿烷等)所覆盖，其中可发泡或可膨胀材料可以压紧配合至选择的表面或基底；放置在珠状物或球状物内，以借助挤压沿着选择的基底或构件放置；通过使用挡板技术沿着基底放置；根据现有技术中公知的教导应用压铸(die-cast)；可泵吸的应用系统，其可包括使用挡板和囊状物系统；以及，喷涂应用。
在另一个优选配置中，如前文描述的，基质材料可以是不可激活和/或不可膨胀的。在该配置中，可预期在应用力之后，以及可选地在激活作用的应用下，基质材料塑性变形，以围绕插入件以及第一和第二构件之间的接触区域，从而产生插入件以及第一和第二构件的密封。相应地，在一个配置中，基质材料可包括衬垫。例如，基质材料可包括任何合适的衬垫，用于密封接合的部件。
在一方面，插入件可被配置为是点焊产品。当以点焊产品包含在基质材料中时，基质材料可被配置为在焊接周围设置额外的密封剂。这种点焊材料的实施例在美国专利申请公布第2004/0076831号和第2005/0260399中公开，该专利申请特此以参引方式纳入本文。
插入件
插入件的形状和大小可在各应用之间变化。应预期，插入件可以是大致正方形或矩形。然而，可预期到其他形状，包括圆形、椭圆、七边形、六边形等，或者包括规则或不规则形状。
插入件的厚度也可根据不同的因素而变化，例如基质材料是否是可激活或可膨胀的，或者可激活或可膨胀的程度。厚度还可取决于第一和第二构件之间待被填充的开放空间的体积，和/或密封剂材料中隔离件的厚度。此外，厚度可根据基质材料的柔软性而定。合适厚度的实施例包括小于10mm、5mm、2mm、0.3mm或更小。相应地，预期插入件具有0.1mm到10mm，或者甚至2mm到5mm等范围的连续厚度。
插入件10可被应用至总体平坦表面或总体非平坦表面(例如变化的表面，例如弓形、尖状的、肋状的、压下的、有刃的等，或者这些的组合)。应预期，在插入件10应用至非平坦表面后，非平坦表面的一个或多个部分(例如连接区域)可以不与插入件10接触，以使得在插入件和非平坦表面的部分之间形成间隙。还应预期，在插入件10应用至非平坦表面(例如插入件相对于非平坦表面弯曲)后，插入件10的一个或多个部分可“聚拢”在一起(例如插入件折叠至其自身等)。插入件的“聚拢”还可在将第二构件接合至第一构件(插入件10放置在该第一构件上)后，在插入件10和第二构件之间形成间隙。还应理解，通过基质材料的激活作用，基质材料可润湿，以填充任何间隙，从而减小或消除任何“聚拢”，或者在第一和第二构件之间形成的“间隙”和“聚拢”。
插入件10可被应用至平坦表面和非平坦表面，并形成有限的间隙或没有间隙或没有出现聚拢。然而，应理解，插入件可被应用至非平坦表面或产生间隙和/或聚拢的表面。相应地，本发明的插入件10还可包括至少一个孔口25(例如开口、缝隙等)，以有助于插入件变形，从而使得插入件的形状与非平坦表面的形状总体对应。孔口25可在插入件产生(例如编织、模制、挤压等)期间形成，或者可在单独步骤(例如通过冲切等)包含在预成型的插入件中。具有孔口25的插入件10可被应用至总体非平坦表面或变化的表面，以适应沿着第一和第二构件中的一个或两个的表面的各种型面变化。当包含孔口25时，孔口25可有助于沿着非平坦表面延伸插入件，以使得可减小或消除第一和第二构件之间的间隙或其他不连续(例如插入件的聚拢等)。
应相信，通过在插入件10中设置孔口25，插入件10可变得更易成形(例如柔软的或可弯曲等)或与非平坦表面的连接区域更为互补(例如在大小和/或形状上)，以使得插入件的大部分可沿着非平坦表面与连接区域直接接触，同时减小或消除非平坦表面与连接区域之间形成的间隙等。还应理解，在弯曲插入件10时，插入件的“聚拢”可发生在一个或多个区域，以适应型面的变化，并减小或消除插入件和非平坦表面之间的间隙。如图10A-11B中示出的，孔口25可沿着插入件的一部分定位，例如沿着图10A和10Bd边缘部分26，在图11A和11B中的中央部分27内，或者二者。孔口25可沿着插入件的各部分纵向延伸，或者可沿着整个插入件延伸。还应理解，孔口25可横向延伸穿过插入件10的一部分。然而，在一个优选实施方案中，孔口25横向延伸，完全穿过插入件10以形成通孔。
在将带有孔口25的插入件10应用至非平坦表面(例如插入件相对于非平坦表面弯曲)时，由于插入件10符合(例如弯曲或对应于)非平坦表面的型面，孔口25的边缘28(例如周缘边缘)可至少部分、基本、或者甚至完全地合在一起，使得孔口25可被基本减小或消除，图10B和11B。例如，孔口25的边缘28可被带入总体接触或邻近，以使得孔口25可基本减小或消除(即，减小的基本量足以使得在基质材料被激活后，开口的剩余部分变得完全封闭)。减小的“基本”量足以使得在插入件(例如基质材料)激活后，孔口25的剩余部分可被完全封闭(例如被填充)。应理解，在插入件激活后，基质材料润湿和/或膨胀，以封闭孔口25或者插入件与第一和第二构件之间的任何剩余间隙，使得插入件阻止任何使得第一和第二构件直接接触的位移，并且/或者将第一和第二构件(例如不同材料)之间的连接区域与周围环境密封。
在一个非限制性实施例中，插入件和非平坦表面之间的间隙和/或“聚拢”可发生在具有总体刚性插入件(例如由玻璃纤维等形成的隔离件)的应用中。同样，应理解，当包含孔口25时，孔口25可为插入件提供增大的柔性(例如变得更柔软)，以适应和符合非平坦表面，由此相对于在应用至总体同样的非平坦表面时没有孔口25的插入件减小和/或消除间隙、“聚拢”或二者。
插入件可被应用至第一材料——例如剥离纸，通过将剥离层与基质材料和/或隔离件接触，以在插入件上形成剥离层。此后，第一材料可从插入件移走，由此留下基质材料和隔离件。插入件可被应用至第二材料，例如具有膜的合成材料，以形成处理层(handling layer)。处理层至少部分覆盖插入件(例如基质材料)的外表面，以提供基本非粘性或没有粘性的表面。这些剥离膜和处理膜材料的实施例在共同拥有的、悬而未决的美国专利公布第2008/0254214号中公开，该专利公布以参引方式纳入本文。
应理解，在与隔离件接触时，基质材料包括在其未干状态(greenstate)时的第一粘性，以使得第一粘性可以足够高，使得在应用至第一和第二构件中任一个的表面后该基质材料阻止位移。插入件还包括具有第二粘性的外表面，第二粘性可以比第一粘性小。例如插入件可包括与具有第一粘性的基质材料接触的可移除的剥离膜，以及与第二粘性的外表面接触的基本没有粘性的处理膜。
在另一方面，插入件可由疏水材料制成，或可以被层压，以变成疏水的。
在又一方面，可使用不同的成形技术形成插入件。在一个优选的成形技术中，基质材料和隔离件可以共同挤压形成。然而，其他技术是可用的。
使用方法
参考图3-7B以及图10A-11B，分别示出了使用本发明插入件的两个实施例。本发明尤其适合于紧固(例如铆接等)系统以接合两个或更多个构件，并保持两个或更多个构件之间的距离，以防止构件之间直接接触。如本文描述的，插入件在第一和第二构件12、14附接之前被放置在第一和第二构件12、14之间。通过使用紧固装置等，第一和第二构件随后被合在一起，并且施加力“F”。
应理解，在将第一和第二构件合在一起时，第二构件被应用至沿着第一构件放置的插入件。随着第二构件接触插入件，在隔离件中形成的一个或多个开口可以偏移，以使得开口的大小扩大。在优选实施方案中，插入件包括具有一致开口配置的隔离件(例如本文讨论的类似大小的开口)，以使得相对于包括具有可变开口配置(例如不同大小的开口)的插入件，开口大小的过度位移(例如可导致第一和第二构件之间直接接触的开口膨胀)可被阻止。
如这两个实施例中示出的，开口(例如间隙等)可在隔离件以及第一和第二构件12、14之间形成。在基质材料激活前、在基质材料激活后、或者二者，这些开口可被插入件部分或完全填充。例如，在第一和第二构件附接期间，将第二构件与具有插入件的第一构件接触，在第一和第二构件附接(例如紧固)期间形成的扭矩，或者二者可导致位于隔离件上方的基质材料移动，并在激活之前部分或完全填充开放空间等。作为替代或除了开放空间的预激活填充，在基质材料激活期间，开放空间可额外地由膨胀的基质材料填充。
参考图5，随着力增大，包括基质材料(例如密封材料)的基质材料被移动进开口中，进入孔口25和/或隔离件的端部部分的外部。该移动持续直到第一和第二构件接触隔离件。在该点处，隔离件作为间隔件，以形成和保持第一和第二构件之间基本连续的间隙，从而使得第一和第二构件基本无直接接触。如前文提及的，隔离件的强度适合，以在基本没有变形的情况下向施加的力提供反作用力。例如，在一个实施方案中，在受到足以使其挠曲的力之后，插入件能够弹性回到其初始状态。然而，在另一个实施方案中，在受到足以使其挠曲的力之后，插入件永久保持变形。应理解，隔离件20可被配置为朝着第一和第二构件中任一个的表面(例如一个或多个非平坦表面)变形(例如弯曲)，以使得插入件的型面(例如形状)基本符合(例如对应于)第一和第二构件的表面。
如图6中示出的，在附接有第一和第二构件时，基质材料可被激活，这在一个优选配置中导致基质材料膨胀，并填充隔离件形成的任何开口或孔口25的边缘之间形成的开放空间。还应理解，在隔离件外部的基质材料也膨胀形成围绕隔离件整体的密封。在该点处，第一和第二构件以及插入件的接触区域与周围环境完全密封。
可预期，在将紧固件(例如，铆钉)应用至第一和第二构件期间，贯穿紧固件形成多个开口。在将紧固件穿入插入件后，基质材料填充紧固件延伸穿过的区域周围，以形成密封。然而，在一个如图7A示出的特定非限制实施例中，开放空间70可在铆钉紧固至接合处期间在紧固件72例如铆钉(例如Henrob制造的自冲铆钉)以及第一构件、第二构件、和插入件中的一个或多个之间形成。如图7A中示出的，铆钉延伸穿过第一构件(例如钢)和连接区域(包括插入件)，到达第二构件(例如铝)，以使得铆钉的端部部分刺入第二构件，但是不完全延伸穿过。应理解，在激活后，基质材料(例如可膨胀材料)膨胀填充在铆钉延伸穿过的地方形成的开口和/或开放空间，从而基本限制或防止湿气进入其中，如图7B示出的。例如，应相信，随着总体空心的紧固件延伸穿过插入件(例如连接区域)，基质材料的一部分可移动进紧固件的空心腔内，以使得在激活后，基质材料膨胀密封紧固件内部和外部(例如周缘)的开放空间，限制或防止湿气进入其中。
一个具体实施例
参考图8A-9B，示出了本发明的结构安装插入件的一个非限制性实施例以及使用。在该实施例中，应理解任何实施方案(例如隔离件等)都可被使用。在该配置中，冲击塔状物壳体30被设置用于进入减振器组件，并用于安装至汽车的内部挡板构件以及一个或多个框架构件(例如内部前盖板、支撑构件、增强构件)。冲击塔状物包括从第一壳体部分32延伸的外壁。该外壁总体横向于第一壳体部分延伸，以在二者之间形成腔。第一壳体部分32包括开口66，开口66延伸通过第一壳体部分到达由外壁形成的内腔。开口66被配置为进入位于腔内的减振器(未示出)的端部部分。外壁分别包括总体相对的第一壁部分34和第二壁部分36，以及第一壁部分34和第二壁部分36之间的侧壁部分38。壳体还包括第一壁部分的第一安装部分40，用于沿着连接区域附接至第一车辆框架构件。第一安装部分40包括主体部分42，臂44从主体部分42延伸，主体部分和臂具有安装面46，用于接收一个或多个插入件48。
壳体还包括第一壁部分的第二安装部分50，用于沿着连接区域附接至第二车辆框架构件。第二安装部分包括第一安装表面52、第二安装表面54，其中互连的非平坦安装表面56总体在第一安装表面52和第二安装表面54之间延伸，以接收一个或多个插入件58。
壳体还包括第三安装部分60，用于沿着第三连接区域附接至第三车辆框架构件(例如内部盖板构件)。第三安装部分在与沿着第一壁部分的第一和第二安装部分总体相对的相对侧上沿着壳体的第二壁部分延伸。第三安装部分包括用于接收一个或多个插入件64的安装表面62。
冲击塔状物壳体还包括结构安装插入件48、58和64，如本文描述的。如图示出的，相对于第一车辆支撑构件、第二车辆支撑构件和内部盖板构件的对应连接区域，插入件48、58和64分别由不同形状构成。插入件58还包括在预定位置处形成在其中的孔口25，以使得在应用至第二安装连接区域后，孔口沿着第二安装连接区域的第一和第二安装表面之间的非平坦表面定位。
第一、第二和第三安装连接区域相对于各自的构件定位，以与在其之间的插入件形成重叠。重叠部分会接收铆钉紧固件，该铆钉紧固件延伸穿过贯穿该重叠部分在其中形成的开口，以进一步紧固接合。
实施例
与根据本发明的插入件接触的表面能够获得满意的剪切强度。例如，搭接剪切测试包括尺寸类似的两个EG-60测试基底(例如每个是约25mm宽、120mm长、0.8mm厚)。在第一测试基底的宽度上、靠近第一测试基底的端部部分应用密封剂材料条。将第二测试基底的端部部分接合至位于第一测试基底上的密封剂材料，以使得测试试样沿着同一轴线延伸，以及第一和第二测试基底的接合端部相互重叠(密封剂材料位于二者之间)，以形成重叠部分(例如约45mm×10mm的粘合区域)。重叠部分足以在密封剂材料中造成失效(failure)，但不在测试基底中造成失效。此后，测试基底被固化。
使用实验测试架例如拉伸强度试验机以约20mm/min的速度(例如总体沿着相同轴线以相反方向)拉动每个测试基底，直到负载落下。
准备的测试样本包括被插入件(包括基质材料与隔离件)接合的EG-60基底。在应用插入件并将插入件的表面与基底接触形成接合之后，测试样本被固化，剪切强度确定。测试样本实现了在粘合线约为0.25mm的情况下从约14.7MPa到约16.3MPa的剪切强度(例如使用玻璃稀松布隔离件材料约15.6MPa)和从约13.4MPa到约15.0MPa的剪切强度(例如使用纤维玻璃网眼隔离件材料约14.1MPa)。此外，测试样本实现在粘合线为约0.65mm的情况下从约11.6MPa到约13.8MPa的剪切强度(例如使用砂纸网眼隔离件(诸如Norton Durite Q421，类型为p220)约12.6MPa)和从10.6MPa到13.8MPa的剪切强度(例如使用聚合网眼隔离件材料(诸如DexMet)约11.9MPa)。更甚，测试样本实现了在粘合线为约0.75mm的情况下从约10.6MPa到约13.8MPa的剪切强度(例如使用金属网眼隔离件材料约13.4MPa)。如本文讨论的，粘合线指的是第一和第二构件的内表面之间的距离，其中激活的(例如固化)密封剂材料位于第一和第二构件之间。
应理解，本发明的增强系统可包括约0.1mm到约2mm之间，或者约0.25mm到约0.75mm之间的粘合线。
还应理解，本发明的增强系统可被用于提供至少8.0MPa，优选地至少约12.0MPa，更优选地至少约14.0Mpa的剪切强度。
其他应用
本发明的增强系统可用在多个方面的结构增强件中，尤其是用在摩托车、自行车、汽车、轮船、火车等的运输工业中。在一个尤其有利的应用中，本发明的增强系统可用于不同金属部件被接合在一起且其中所述部件通常暴露在湿气中的应用中。在这些配置中，本发明的插入件(例如非金属插入件)为这些部件提供牢固安装，同时提供连续的间隔件层，以防止不同材料直接接触，从而保护这些材料免受腐蚀。本发明对之有用的其他部件包括但不限于铰链组件、门闩组件、前后缓冲器系统、升降门、底部增强件等。
应理解，本发明的增强系统可用在主体修理车间、装配工厂等。增强系统不仅在原始生产期间为两个或更多个部件提供改进的附接，而且为完整性(例如强度等)已经被破坏的部件(例如在事故中)提供改进的附接。
如已经讨论的，本发明可提供多个优点。作为一个实施例，单个机器或其组合可将两个或更多个不同表面或构件紧固(例如铆接、焊接、螺栓接合、螺旋或粘附)在一起，并限制或防止表面或构件的直接接触、腐蚀和/或紧固件的松动(例如扭矩减小)。在一个优选实施方案中，通过拉动或推动表面或构件在一起或将表面或构件压紧在一起(例如通过紧固件)，直到在构件或表面与隔离件之间实现接触(例如金属与非金属接触)，限制或防止两种不同材料直接接触是可实现的。表面或构件可继续被拉动或推动在一起，以在没有经历非预期的大量的蠕变的隔离件上产生压缩力，蠕变可随时间推移和/或温度变化而产生。以此方式，插入件——更具体地隔离件——在不同材料之间保持间隔件层，同时基质材料延伸穿过隔离件的开口，以与不同材料接触，由此密封隔离件和异种材料之间形成的任何的开放空间。本发明进而可以限制或消除因不同材料的一种或二者的腐蚀引起的增强系统的替换和/或修理。
除非另有声明，本文描述的各种结构的尺寸和几何形状不旨在限制本发明，且其他尺寸或几何形状是可行的。多个结构部件可以由单个整体结构提供。替代地，单个整体结构可被分成分立的多个部件。此外，虽然本发明的一个特征在一个示出的实施方案的背景下描述，但是对于任何给定的应用，这些特征可与其他实施方案的一个或多个其他特征组合。从上文也应理解，本文独特结构的制造和其操作也构成根据本发明的方法。
已经公开本发明的优选实施方案。然而本领域普通技术人员应认识到某些改型落在本发明的教导内。因此，应研究以下权利要求来确定本发明的实际范围和内容。

Claims (20)

1.一种用于粘结、密封和隔离的插入件，包括：
总体不传导的隔离件，具有大于约115℃的熔点或玻璃转变温度；
基质材料，其与所述隔离件接触，并在其未干状态下具有一粘性，在安装所述插入件后，通过暴露在热下固化所述基质材料，其中所述粘性足够高，使得基质材料阻止在应用至表面后的位移；
其中在安装至两种不同材料之间的接合处后，所述隔离件使所述两种不同材料结合，并阻止会将所述两种不同材料引入彼此直接接触的任何位移。
2.根据权利要求1所述的插入件，其中所述隔离件包括相对于彼此横向位移受限的细长纤维的网状物。
3.根据权利要求1或2所述的插入件，其中所述隔离件内的纤维具有一定向为与所述不同材料的任一种的任一接触边缘总体不平行的纵向轴线。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的插入件，其中外表面是位于所述基质材料上方的没有粘性的处理膜的一部分。
5.根据权利要求1到4中任一项所述的插入件，其中所述基质材料在暴露至升高的温度下时是可膨胀的。
6.根据权利要求1到5中任一项所述的插入件，其中所述插入件包括一个或多个孔口，该孔口具有边缘，所述边缘在所述插入件应用至所述不同材料的任一种的非平坦表面后至少部分地合在一起，以使得所述插入件的形状总体对应于所述非平坦表面，由此相对于将没有所述一个或多个孔口的类似插入件应用至所述非平坦表面，减小或消除在所述非平坦表面和所述插入件之间形成的任何间隙、所述插入件的聚拢、或二者。
7.根据权利要求1到6中任一项所述的插入件，其中在所述基质材料激活后，所述基质材料流动或膨胀，以填充在所述一个或多个孔口内剩余的任何开放空间。
8.根据权利要求1到7中任一项所述的插入件，其中在所述插入件受到足以将其挠曲的力之后，所述插入件能够弹性回到其初始状态。
9.根据权利要求1到8中任一项所述的插入件，其中在所述插入件受到足以将其挠曲的力之后，所述插入件永久变形。
10.根据权利要求1到9中任一项所述的插入件，其中所述插入件包括与具有第一粘性的所述基质材料接触的可移除的剥离膜，以及与具有第二粘性的所述外表面接触的基本没有粘性的处理膜。
11.一种用于粘结、密封和隔离的插入件，包括：
总体不传导的隔离件，其通过相对于彼此横向位移受限的细长股的网状物限定贯穿该隔离件的多个开口，所述细长股由聚酰胺、聚酯、玻璃纤维或这些的组合制成；
基质材料，其嵌在所述隔离件上，并在其未干状态下具有第一粘性，在安装所述插入件后，通过暴露在热下固化所述基质材料，其中所述第一粘性足够高，使得基质材料阻止在应用至表面后的位移；
外表面，其具有小于所述第一粘性的第二粘性；
其中所述隔离件包括从约0.1mm到约0.8mm的厚度；
其中在安装至具有不同材料的两个相对构件之间的接合处后，所述隔离件阻止会将这两种不同材料引入彼此直接接触的任何位移；
其中在应用热后，所述基质材料膨胀，以填充通过所述细长股形成的多个开口，并密封和结合所述隔离件和所述不同材料之间的连接区域。
12.根据权利要求11所述的插入件，其中所述插入件包括一个或多个孔口，该孔口具有边缘，所述边缘在所述插入件应用至所述两个相对构件的任一个的非平坦表面后至少部分地合在一起，以使得所述插入件的形状总体对应于所述非平坦表面，由此相对于将没有所述一个或多个孔口的类似插入件应用至所述非平坦表面，减小或消除在所述非平坦表面和所述插入件之间形成的任何间隙、所述插入件的聚拢、或二者。
13.根据权利要求11或12所述的插入件，其中在所述基质材料激活后，所述基质材料流动或膨胀，以填充在所述一个或多个孔口内剩余的任何开放空间。
14.根据权利要求11到13中任一项所述的插入件，其中所述细长股包括总体横向于纬纱股延伸的经纱股，以形成所述网状物，使得每英寸的经纱股数与每英寸的纬纱股数的比例在约2∶1到约1∶2的范围。
15.根据权利要求11到14中任一项所述的插入件，其中所述多个开口是具有相同形状和间隔的贯穿开口。
16.根据权利要求11到15中任一项所述的插入件，其中所述插入件包括与具有第一粘性的基质材料接触的可移除的剥离膜，以及与具有第二粘性的所述外表面接触的基本没有粘性的处理膜。
17.一种在汽车的冲击塔状物壳体和框架构件之间的安装组件，所述冲击塔状物壳体组件包括：
外壁，其从第一壳体部分总体横向延伸，以在外壁和第一壳体部分之间形成腔，所述第一壳体部分具有延伸穿过其的开口，用于进入位于所述腔内的减振器的一部分；
第一安装部分，其用于在一连接区域处附接至第一车辆框架构件，所述第一安装部分具有用于将所述第一安装部分安装至所述第一车辆框架构件的一安装表面；
第二安装部分，其用于在一连接区域处附接至第二车辆框架构件，所述第二安装部分具有用于将所述第二安装部分安装至所述第二车辆框架构件的安装表面；
多个结构安装插入件，包括：
不传导的结构网眼材料，其被定形为对应于所述连接区域的形状，所述不传导的结构网眼材料形成穿过其的多个具有相同形状和间隔的开口；以及
热激活材料，其被包在所述不传导的结构网眼材料的至少一部分上并位于穿过所述不传导的结构网眼材料形成的所述多个开口中，所述热激活材料由柔软材料制成；以及
其中所述结构安装插入件包括第一和第二结构安装插入件，所述第一结构插入件还具有穿过所述第一结构安装插入件的一个或多个孔口，所述一个或多个孔口具有边缘，所述边缘在所述结构安装插入件应用至所述第一安装部分的安装表面后至少部分地合在一起，以使得所述第一结构安装插入件的形状总体对应于所述第一安装表面的非平坦表面，由此相对于将没有所述一个或多个孔口的类似的结构安装插入件应用至所述非平坦表面，减小或消除在所述非平坦表面和所述第一结构安装插入件之间形成的任何间隙、所述第一结构插入件的聚拢、或二者；以及
多个紧固件，其延伸穿过所述框架构件和所述插入件，到达所述冲击塔状物壳体；
其中所述第一和第二安装部分的材料与所述第一和第二框架构件的材料不同，且在将所述第一和第二安装部分安装至所述第一和第二车辆框架构件后，不传导的结构网眼材料阻止会将这两种不同材料引入彼此直接接触的任何位移；
其中在应用热后，所述热激活材料膨胀以填充穿过所述结构网眼形成的多个开口，并密封和结合所述结构网眼材料、所述第一安装部分和第一车辆框架构件的连接区域以及所述第二安装部分和第二车辆框架的连接区域，以与周围环境隔离；以及
其中在应用热后，所述热激活材料膨胀，以填充所述多个紧固件延伸穿过所述结构安装插入件所处的周围区域，从而基本限制或防止湿气进入所述周围区域。
18.根据权利要求17的安装组件，其中在所述基质材料激活后，所述基质材料流动或膨胀，以填充在所述一个或多个孔口内剩余的任何开放空间。
19.根据权利要求17或18的安装组件，其中所述隔离件包括相对于彼此横向位移受限的细长股的网状物，以使得所述股具有一定向与所述不同材料的任一种的任一接触边缘总体不平行的纵向轴线，且其中所述细长股包括聚酰胺、聚酯、玻璃纤维或其任意组合。
20.一种在汽车的冲击塔状物壳体和框架构件之间的安装组件，所述冲击塔状物壳体组件包括：
外壁，其从第一壳体部分总体横向延伸以在外壁和第一壳体部分之间形成腔，所述第一壳体部分具有延伸穿过其的开口，以进入位于所述腔内的减振器的一部分；
第一安装部分，其用于在一连接区域处附接至第一车辆框架构件，所述第一安装部分具有用于将所述第一安装部分安装至所述第一车辆框架构件的一安装表面；
第二安装部分，其用于在一连接区域处附接至第二车辆框架构件，所述第二安装部分具有用于将所述第二安装部分安装至所述第二车辆框架构件的一安装表面；
结构安装插入件，其包括热激活材料，其中所述结构安装插入件包括第一和第二结构安装插入件，所述第一结构插入件还具有穿过所述第一结构安装插入件的一个或多个孔口，所述一个或多个孔口具有边缘，所述边缘在所述第一结构安装插入件应用至所述第一安装部分的安装表面后至少部分地合在一起，以使得所述第一结构安装插入件的形状总体对应于所述第一安装表面的非平坦表面，由此减小或消除在所述非平坦表面和所述第一结构安装插入件之间形成的任何间隙；以及
多个紧固件，其延伸穿过所述框架构件和所述插入件，到达所述冲击塔状物壳体；
其中所述第一和第二安装部分的材料与所述第一和第二框架构件的材料不同，且在将所述第一和第二安装部分安装至所述第一和第二车辆框架构件后，所述结构安装插入件阻止会将这两种不同材料引入彼此直接接触的任何位移；
其中在应用热后，所述热激活材料膨胀以密封和结合所述第一安装部分和第一车辆框架构件的连接区域以及所述第二安装部分和第二车辆框架的连接区域，以与周围环境隔离；以及
其中在应用热后，所述热激活材料膨胀以填充所述多个紧固件延伸穿过所述结构安装插入件所处的周围区域，从而基本限制或防止湿气进入所述周围区域。
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