CN102858510A - 具有挠性基底的可膨胀插入件 - Google Patents

Abstract

这里公开了一种可膨胀插入件组件、制造它的方法以及一种汽车结构。结构可以包括壁，该壁限定空腔的至少一部分，且壁包括用于插入件的安装表面。插入件可以包括基底，该基底被构造成要固定在安装表面上，且基底具有允许它相对于初始形状偏转的刚性。插入件还包括多个离散的可膨胀元件，这些可膨胀元件固定在基底上并邻近安装表面。各离散的可膨胀元件由可膨胀材料形成，并被固定在基底上使得它们在可膨胀元件膨胀之前并不影响基底的刚性。

Description

具有挠性基底的可膨胀插入件

背景技术

可膨胀插入件通常用于提高汽车的声学或结构质量。通常，可膨胀材料被布置在车体的空腔中，并在汽车制造过程中例如通过加热而膨胀，以便填充空腔的一部分。可膨胀材料可以膨胀成用于吸收振动或减少通过车体结构传递的噪音的泡沫材料。其它可膨胀材料可以在膨胀后变得极硬，以便增加车体结构的总体刚性或强度。

可膨胀材料通常形成于载体上，以便形成固定在汽车内的插入件或隔板组件。通常，机械紧固件或粘合剂用于将组件固定在例如车体结构的空腔中。不过，空腔中的复杂部或任何波纹形部分可能在隔板组件的安装中引起困难，还可能在将可膨胀材料设计成在空腔内合适膨胀方面产生问题。例如，载体通常由相对刚性材料形成，以便大致支撑形成于其上的可膨胀材料，即使当稍微偏离设计公差时也可能很难与空腔内的预定表面合适地对准。而且，可能很难或不能够使得可膨胀材料的形状精确形成为准确模仿结构或空腔（组件安装在该结构或空腔中）的形状。因此，可膨胀插入件组件不能合适地相对于特定空腔或结构的各预定表面密封，从而降低隔板组件使噪音或振动传递通过空腔或结构最小化的效果。

发明内容

因此，本领域中需要一种可膨胀隔板设计，它允许简化和准确的安装，同时还提供在预定结构或空腔中的足够膨胀和/或充装，特别是对于不规则形状的空腔。根据本发明，这通过第一权利要求和其它独立权利要求的特征来实现。本发明的其它优选实施例由从属权利要求可知。

附图说明

尽管权利要求并不局限于所示实例，但是通过对本申请各种实例的说明将最佳地了解本申请的各个方面。下面参考附图，图中详细显示了多个实施例。尽管附图显示了多种示例，但是附图并不需要按比例，且某些特征可以夸大，以便更好地理解和解释实例的新颖方面。而且，这里所述的实例将并不是穷举或者以其它方式限制或局限于在附图中所示和在下面的详细说明中所述的精确形式和结构。本发明的示例性示图将参考附图详细说明如下。

图1是用于空腔的可膨胀插入件的等距视图，该可膨胀插入件具有多个由可膨胀材料形成的离散元件，示出为在膨胀之前；

图2A是图1的可膨胀插入件的等距视图，该可膨胀插入件安装在具有大致弯曲或波纹形表面的面板上；

图2B是图1的可膨胀插入件的等距视图，该可膨胀插入件安装在具有大致平直或平面形表面的面板上；

图2C是图1的可膨胀插入件在初始平直构造的平面图；

图2D是图1的可膨胀插入件在偏转或弯曲构造的平面图；

图3是用于空腔的可膨胀插入件的等距视图，该可膨胀插入件具有多个可膨胀材料条带，示出为在膨胀之后；

图4是用于空腔的另一示例性可膨胀插入件的等距视图，该可膨胀插入件具有多个可膨胀材料形成的离散元件，示出为在膨胀之前；以及

图5是用于制造可膨胀插入件的示例方法的流程图。

具体实施方式

在说明书中，“一个示例”、“示例”、“一个实施例”、“实施例”等的意思是结合该实施例所述的特定特征、结构或特性将包含在至少一个实例或实施例中。在说明书的不同位置处出现的措辞“在一个实例中”并不需要表示相同的示例。

根据这里所述的各个示例，公开了一种可膨胀插入件，例如隔板组件、增强件等。另外，还提供了制造可膨胀插入件和示例性汽车结构的示例性方法。结构可以包括壁，该壁限定空腔的至少一部分，且该壁包括用于隔板的安装表面。可膨胀插入件可以包括基底，该基底被构造成固定在安装表面上，且该基底具有一定刚性，从而允许基底相对于初始形状偏转。可膨胀插入件还包括多个离散的可膨胀元件，这些可膨胀元件邻近安装表面固定在基底上。各离散的可膨胀元件由可膨胀材料形成，并固定在基底上，这样，在可膨胀元件膨胀之前，它们不会影响（例如增加）基底的刚性。

用于形成可膨胀插入件的方法总体上包括：提供基底，该基底被构造成允许它选择性地偏转；以及将多个离散的可膨胀元件施加在该基底上。各离散的可膨胀元件由可膨胀材料形成。该方法还可以包括建立基底刚性，在多个离散的可膨胀元件施加在基底上之前和之后，该基底刚性都保持大致恒定。

下面参考图1、2A和2B，图中表示了可膨胀插入件100a。可膨胀插入件100a包括基底102a和多个离散的可膨胀元件104。基底102a例如可以是任意耐热的带或网状材料，该带或网状材料可以施加在各种面板或结构上。在一个示例性实例中，基底102a是在例如可以存在于汽车漆烘箱中的升高温度下大致稳定的耐热材料，从而允许在结构暴露于这种应用的升高温度下之前将基底102a布置在汽车结构中。因此，基底102a可以是方便固定在面板或结构上的任何塑料、金属或织物基底。

基底102a可以大致挠性或柔顺的，这样，它可以适配于空腔表面或面板的轮廓。例如，如图2A中所示，基底102a是网状带，它固定在面板200a上，使得基底102a大致模仿面板200a的总体形状。

可选地，基底102a可以安装成使得它限定与面板200不同的形状。例如，如图2B中所示，基底102a可以以弯曲或偏转定向固定在面板200上，使得基底102a远离面板200地凸出至空腔中。更具体地说，图2B中的面板200b大致扁平，而基底102a弯曲，这样，基底102a在其相对两端处安装在面板200b上，同时基底102a的、布置在两端之间的部分远离面板200b地伸出至由面板200b限定的空腔中。

当网状结构用于基底102时，合适材料的实例可以大致耐热，例如耐升高的温度（该升高温度可以在汽车漆烘箱中出现或者在将可膨胀材料形成于基底102上的处理过程中产生）。这些材料的实例包括但不局限于：尼龙、金属丝或玻璃填充材料。因此，网状基底102可以是尼龙、金属丝或玻璃填充网状材料。

可膨胀插入件100a还包括多个离散的可膨胀元件104，例如可通过加热而膨胀的可膨胀元件。更具体地说，如图1、2A和2B中所示，可膨胀元件104可以包括多个附接在基底102a上的条带。该多个离散的可膨胀元件104大致允许基底102的形状设置成模仿面板200的总体形状，或者伸入空腔中，例如远离面板200地伸入空腔中。可膨胀元件104的任意离散数目或形状都可以使用。离散的可膨胀元件104可以由任意适宜的可膨胀材料来形成，例如：可膨胀隔板材料，它在膨胀后主要吸收声传递；以及结构增强材料，它在膨胀后提供结构增强。而且，可膨胀材料可以以包括两种或更多种可膨胀材料的组合的形式提供。只是作为实例，可以使用可膨胀或可发泡的热塑性、热固性或橡胶材料。可膨胀材料可以以任意适宜的方式来形成，例如以挤出工艺。可膨胀材料还可以具有适宜的膨胀率，例如从最小比率（其中膨胀非常小）直到百分之几千。

离散的可膨胀元件104可以施加成大致保留基底102的挠性，从而允许基底102偏转、弯曲或以其它方式操作成用于安装在固定结构中。因此，在可膨胀元件104施加在基底102a上之前和之后，该基底102a都有大致恒定的刚性。最好如图2A和2B中所示，多个可膨胀元件被分离地固定在基底102a上，且各可膨胀元件相对于其它可膨胀元件抵靠接触或者并不接触。因此，可膨胀元件可以大致自由地允许基底进行选择性偏转以及在可膨胀元件之间进行运动，以便于基底102a形成合适构造，用于安装至面板或结构。多个离散的可膨胀元件104可以各自限定沿基底的表面相对于其它可膨胀元件104的大致恒定距离。而且，当基底偏转以使得在多个离散的可膨胀元件之间的绝对距离变化时，可以大致保持该大致恒定距离。例如，最好如图2C中所示，当基底102处于初始平直构造时，可膨胀元件104a、b、c、d和e各自固定在基底102a上，以使得它们抵靠接触，且例如在可膨胀元件104之间有相对较小间隙或没有间隙。当基底102a偏转或弯曲时，如图2D中所示，各元件104由基底102a的、固定各元件104的部分来操纵，且间隙G形成于元件之间。因此，当基底102a弯曲或偏转时，元件104之间的绝对距离可以变化，该绝对距离是在各离散元件上的、与基底表面间开预定量的位置处进行测量的。同时，沿基底102a表面（即在该表面处元件104附接在基底上）测量的、在元件104之间测量的距离保持大致恒定，而不管基底102如何操纵。元件104对基底102a的刚性或挠性的任何影响都可以基本最小化（如果没有完全消除的话），因为各元件104独立地固定在基底102a上。作为比较，具有可膨胀材料（该可膨胀材料横跨基底的较大部分施加或者甚至施加在整个基底上）的基底的刚性将受到施加可膨胀材料的较大影响。

离散的可膨胀元件104可以通过任意已知方法来固定在基底102a上。例如，可膨胀元件104a可以在形成后不久当可膨胀元件104大致仍然可流动时施加在基底102a上，并可以粘附在基底102上。可选地，将可膨胀元件104固定在基底102上的其它方法的任意已知粘合剂都可以使用。优选是，离散的可膨胀元件104可以在简化的制造操作中大致固定在基底102上，其中，离散的元件104大致在形成离散元件104的热塑形成处理（例如挤出处理）之后立即施加在基底102上。

多个离散的可膨胀元件104可以各自有大致相同或不同的膨胀率。例如，离散的第一可膨胀元件104可以有第一膨胀率，并可以在第一温度下激活。离散的第二可膨胀元件104可以有第二膨胀率，该第二膨胀率高于离散的第一可膨胀元件104的膨胀率。离散的第二可膨胀元件104可以另外地具有更高的激活温度。因此，各可膨胀元件104的膨胀率和激活温度可以类似或不同，以便提供特定形状的泡沫材料（该泡沫材料由这些离散的可膨胀元件104膨胀形成）。可膨胀元件104可以通过任意已知方法来膨胀。例如，可以向可膨胀插入件100a施加热，以便大致激活离散的可膨胀元件104，并引起膨胀，这例如在与汽车结构相连的漆烘箱中进行。

下面参考图3，可膨胀插入件100a示出为具有膨胀之后的离散可膨胀元件104。如图3中所示，各个离散的可膨胀元件104可以各自有类似或不同的膨胀特性，以便使得整个膨胀的插入件有复杂形状。例如，离散的可膨胀元件1004a膨胀至比元件104b小的形状。可以采用任意膨胀率（该膨胀率不同或类似）以便使得可膨胀插入件100a在膨胀时产生所希望的总体形状。两个或更多可膨胀元件104可以膨胀，以便形成大致单个膨胀件，即元件104大致永久性地接合在一起。而且，如图3中所示，整组的多个可膨胀元件104可以形成泡沫材料块，该泡沫材料块大致永久性地形成为单个膨胀件。在膨胀时，元件104可以吸收通过空腔传递的振动（可膨胀插入件100a安装在该空腔中），和/或可以增强可膨胀插入件100a安装在其中的结构。

下面参考图4，图中示出了另一示例性可膨胀插入件100b。可膨胀插入件100b包括基底102b和离散的可膨胀元件104a′、104b′、104c′等。在图4中所示的、离散的可膨胀元件104′具有大致圆形或球形形状。离散元件104′可以通过在滴落处理中施加该元件104′而形成所示的圆形或球形形状，其中，离散量的可膨胀材料从升高位置滴落至基底102b上。因此，任意形状或构造的离散可膨胀元件104都可以使用，从而能够根据离散的可膨胀元件104的不同形状、尺寸、激活温度、膨胀率等而形成无限类型的复杂形状。

下面参考图5，图中表示了用于将可膨胀元件104固定在基底102上的系统1000的一个示例。可膨胀元件104在这里示意性表示成大致球形形状。尽管在该实例中可膨胀元件为大致球形形状和具有5-6毫米的直径，但是任意其它尺寸、形状或构造的可膨胀元件也可以方便地使用，包括上面所述的可膨胀元件104。可膨胀元件104可以通过从料斗1002滴落而施加在基底102上。基底102可以沿传送器1004运动至加热板1006上，该加热板1006大致加热基底102和/或可膨胀元件104。然后，通过由加热板1006施加热量，可膨胀元件104可以变软、变粘性、或者以其它方式用于固定在基底102上。然后，基底102可以在辊1008下面行进，该辊1008大致将可膨胀元件104按压在基底102上。例如，当基底102包括网状材料时，辊1008可以通常将可膨胀元件104按压抵靠基底102，从而由于元件104的变软和/或粘性状态（由于加热处理）而将元件104固定在基底102上。辊1008可以由不粘材料形成或者涂敷有不粘材料，以便在施加处理过程中防止辊1008由于元件104的任何粘性或柔软性而积累任何可膨胀元件104。基底102和/或可膨胀元件104可以随后冷却，以使得可膨胀元件104固化或者以其它方式大致永久性地固定在基底102上。

在一些实例中，粘合剂可以施加在基底102上并在基底的、大致与可膨胀元件104相反的一侧，以便能够将基底102和可膨胀元件104选择性地固定在合适结构上。粘合剂可以以任意方便的方式来提供，例如通过将粘合剂带材料层叠在基底102的背面上，或者通过将粘合剂直接施加在基底102上。用于将基底102固定在合适结构上的其它方法也可以使用。

另外，可膨胀元件104可以一个形成于另一个上，且不需要直接施加在基底上。例如，基底可以有第一层可膨胀元件，该第一层可膨胀元件有给定的膨胀率和激活温度。第二层可膨胀元件施加在第一层可膨胀元件的部分或全部上。该第二层可膨胀元件可以有不同的激活温度和/或膨胀率，从而对于从基底形成膨胀的材料提供了附加灵活性。

下面参考图6介绍用于形成可膨胀插入件的方法500。方法500可以开始于步骤502，在该步骤502中提供基底。例如，如上所述，基底102可以是任意带材料、塑料、金属或织物。基底102可以为挠性或柔顺的，这样，它可以大致与结构200的总体形状一致，或者远离结构200的内表面地伸入空腔中。然后，方法500可以前进至步骤504。

在步骤504中，可以形成离散的可膨胀元件104。例如，如上所述，离散的可膨胀元件104可以在任意热塑性形成操作中形成。例如，离散的可膨胀元件104可以挤出或注射模制。可选地，如上所述，可膨胀元件104可以以滴落施加方法来施加，其中，离散量的可膨胀材料（例如成颗粒形）滴落至基底上。也可以使用任意其它已知的、用于可膨胀材料的形成方法。然后，方法500可以前进至步骤506。

在步骤506中，离散的可膨胀元件104可以施加在基底102上。例如，如上所述，离散的可膨胀元件可以大致在离散的可膨胀元件104形成后不久在它们为大致可流动或其它粘性时施加在基底102上，以使得它们可以大致固定在基底102上。在一个示例中，在挤出处理中将条带直接施加在基底上。在一个示例中，离散量的可膨胀材料可以滴落在基底上，随后进行加热，以便使得离散的可膨胀元件固定在基底上。也可以使用将离散的可膨胀元件104固定在基底102上的任意其它机械方法。然后，方法500可以前进至步骤508。

在步骤508中，建立基底刚性，该基底刚性在多个离散的可膨胀元件施加于基底上之前和之后保持大致恒定。例如，如上所述，可膨胀元件104可以以它们并不明显影响基底的刚性或挠性的方式来施加，从而允许基底偏转、弯曲或者任意其它合适操纵，用于安装在面板或结构上。在一个示例中，这些元件104抵靠接触或不接触（即相互间开），以便根据基底102的偏转允许元件104之间的选择性运动。

前进至步骤510，基底102可以固定在面板200或其它结构上。例如，如上所述，基底102可以使得总体形状大致与结构200一致或类似，并可以通过任意已知的粘合剂或其它机械紧固件来固定。可选地，基底102的形状可以与结构或面板（基底102施加在该结构或面板上）的形状不同，这样，基底102可以大致凸出至由结构200部分限定的空腔内。然后，方法500可以前进至步骤512。

在步骤512中，离散的可膨胀元件104可以膨胀。例如，热量可以施加给可膨胀元件104，例如在漆烘烤处理中或者其它已知的加热装配处理中。多个元件104可以一起膨胀，以便形成单个膨胀元件，即永久性地结合。可膨胀元件104可以大致以任意预选的膨胀率和适宜的激活温度来膨胀。另外，变化的材料可以提供于单个基底102上，其中，这些材料限定了不同的膨胀率、激活温度、形状、尺寸等。因此，通过可膨胀元件104可以形成多组可能形状、尺寸和构造的膨胀物质。

对于这里所述的处理、系统、方法、推断等，应当知道，尽管这些处理等的步骤已经介绍为根据特定顺序来进行，但是这些处理也可以通过使得所述步骤以与所述顺序不同的顺序来进行。还应当知道，某些步骤可以同时进行，可以添加其它步骤，或者可以省略这里所述的某些步骤。换句话说，这里对方法的说明是用于示例性说明某些实施例，而决不能认为是限制本发明。

因此，应当知道，上述说明是示例性的，而不是限制性的。通过阅读上述说明可以提供与所述实例不同的多种实施例和用途。本发明的范围并不是参考上述说明来限定，而是应当参考附加权利要求以及这些权利要求的等效物的全部范围来确定。可以预计，在所述领域中将产生进一步的发展，且所述系统和方法将包含在这些将来的实施例中。总的来说，应当知道，本发明能够变化和改变，且只由下面的权利要求来限定。

在权利要求中使用的术语将给出它们最广义的合理结构以及它们的普通意思，如本领域技术人员已知，除非在本文中进行相反地明确说明。特别是，冠词例如“一”、“该”、“所述”等的使用将阅读为叙述一个或更多个所指元件，除非权利要求明确限制为相反。

Claims (22)

1.一种用于结构的可膨胀插入件，包括：

基底，该基底被构造成固定在所述结构上，该基底具有允许基底相对于初始形状偏转的刚性；以及

多个离散的可膨胀元件，这些可膨胀元件固定在基底上，各离散的可膨胀元件由可膨胀材料形成；

其中，所述多个离散的可膨胀元件被固定在基底上，使得它们在可膨胀元件膨胀之前并不影响基底的刚性。

2.根据权利要求1所述的可膨胀插入件，其中：所述多个离散的可膨胀元件中的至少两个被构造成在膨胀后形成单个膨胀的元件。

3.根据权利要求1或2所述的可膨胀插入件，其中：基底被构造成偏转，以便从支撑基底的所述结构的安装表面凸出，使得基底远离安装表面地伸入至少部分由所述结构限定的空腔中。

4.根据权利要求1、2或3所述的可膨胀插入件，其中：所述多个可膨胀元件中的至少一部分相对于其它可膨胀元件抵靠接触或不接触，使得可膨胀元件根据基底的偏转允许可膨胀元件之间的选择性运动。

5.根据前述任意一项权利要求所述的可膨胀插入件，其中：所述多离散的可膨胀元件中的至少一部分分离地固定在基底上，使得可膨胀元件均沿基底的表面相对于其它可膨胀元件限定大致恒定距离，且当基底偏转使得多个离散的可膨胀元件之间的绝对距离改变时该大致恒定距离被保持。

6.根据权利要求5所述的可膨胀插入件，其中：所述绝对距离在各离散元件上的、与基底表面间开预定量的位置处进行测量。

7.根据前述任意一项权利要求所述的可膨胀插入件，其中：所述多个离散的可膨胀元件中的第一种的膨胀系数比所述多个离散的可膨胀元件中的第二种的膨胀系数大。

8.根据前述任意一项权利要求所述的可膨胀插入件，其中：所述多个离散的可膨胀元件中的第一种的激活温度比所述多个离散的可膨胀元件中的第二种的激活温度高。

9.根据前述任意一项权利要求所述的可膨胀插入件，其中：基底是挠性带和网状材料中的一种。

10.根据前述任意一项权利要求所述的可膨胀插入件，其中：可膨胀材料能够通过施加热量而膨胀。

11.根据前述任意一项权利要求所述的可膨胀插入件，其中：可膨胀材料是用于吸收通过所述结构传递的振动的隔板材料以及用于增强所述结构的结构增强材料中的一种。

12.根据前述任意一项权利要求所述的可膨胀插入件，其中：可膨胀元件被挤出至基底上。

13.一种结构，包括：

壁，该壁限定空腔的至少一部分，所述壁包括安装表面；

基底，该基底被构造成要固定在安装表面上，所述基底具有允许它相对于初始形状偏转的刚性；以及

多个离散的可膨胀元件，这些可膨胀元件固定在基底上并邻近安装表面，各离散的可膨胀元件由可膨胀材料形成；

其中，所述多个离散的可膨胀元件被固定在基底上使得它们在可膨胀元件膨胀之前并不增加基底的刚性。

14.根据权利要求13所述的结构，其中：基底被构造成偏转以便从安装表面凸出，使得基底远离安装表面地伸入空腔中。

15.根据权利要求13或14所述的结构，其中：基底是挠性带和网状材料中的一种。

16.根据权利要求13、14或15所述的结构，其中：可膨胀材料能够通过施加热量而膨胀。

17.一种方法，包括：

提供基底，该基底被构造成允许基底的选择性偏转；

将多个离散的可膨胀元件施加在基底上，各离散的可膨胀元件由可膨胀材料形成；以及

建立基底刚性，该基底刚性在所述多个离散的可膨胀元件施加于基底之前和之后被保持大致恒定。

18.根据权利要求17所述的方法，还包括：将所述多个离散的可膨胀元件中的至少两个构造成在膨胀后形成单个膨胀的元件。

19.根据权利要求17或18所述的方法，还包括：将所述多个可膨胀元件均构造为相对于其它可膨胀元件抵靠接触或不接触，使得可膨胀元件根据基底的偏转允许可膨胀元件之间的选择性运动。

20.根据17、18或19所述的方法，还包括：将所述多个离散的可膨胀元件中的第一种的膨胀系数设置成比所述多个离散的可膨胀元件中的第二种的膨胀系数大。

21.根据权利要求17至20中任意一项所述的方法，还包括：将所述多个离散的可膨胀元件中的第一种的激活温度设置成比所述多个离散的可膨胀元件中的第二种的激活温度高。

22.根据权利要求17至21中任意一项所述的方法，其中：将多个离散的可膨胀元件施加在基底上包括将离散量的可膨胀材料挤出至基底上。

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