CN104284831B - 负荷致动阻挡件 - Google Patents

Abstract

一种用于加强、阻挡或密封车辆结构的装置，该装置包括用于允许构件能够在腔中移动并且在移动期间没有任何弹簧效果的铰链结构。

Description

负荷致动阻挡件

技术领域

本发明总体涉及包括铰链结构的阻挡(baffling)、密封或加强构件，所述铰链结构用于允许构件能够在腔中移动并且在移动期间没有任何弹簧效果。

背景技术

运输工业持续地需要在提供降低的重量和成本的同时提供改善的功能的阻挡、加强和密封方法。通常，需要所利用的组件在安装和制造过程期间移动。因此，已花费了精力生产能够移动的部件。很多这种部件被形成为在腔中移动但无法返回腔中所期望的位置。因而在密封领域中需要部件既能够移动还能被形成为在移动之后重新定位于指定位置。

发明内容

本教导在第一方面通过提供如下方法满足前述需要：一种用于阻挡、加强或密封车辆的腔的方法，其包括提供预成型插入件。插入件可以包括第一预安装构造，其包括承载件结构和该承载件结构上支撑的可膨胀材料。插入件还可以包括多个活动铰链，各铰链被构造成用于使插入件在各自的预定方向上能局部弹性变形。插入件还可以包括安装部和至少一个接触表面，至少一个接触表面位于可膨胀材料的外部，用于限定与可膨胀材料相比摩擦低的表面，并被形成为用于在接下来的安装步骤期间将可膨胀材料与相对表面间隔开。然后可以将插入件安装到第一基板。然后可以将第二基板以与第一基板成叠盖关系的方式安装到第一基板，用于限定插入件位于其间的腔，同时插入件的各活动铰链在其各自的预定方向上弹性变形，使得插入件呈现与所述第一预安装构造不同的第二安装构造。然后可以在插入件在第二安装构造时激活可膨胀材料，以使可膨胀材料发泡并填充腔。

在激活步骤期间，泡沫可以粘结于第一基板和第二基板中的每一方。插入件和可膨胀材料可以为腔提供阻挡。插入件和可膨胀材料可以为腔提供结构加强。该方法可以没有任何在安装第二基板之后预成型插入件返回第一预安装构造的步骤。多个活动铰链中的一个或多个可以实质上没有任何金属部件。第一基板或第二基板可以与接触表面线接触。第一基板或第二基板可以与接触表面点接触。第一基板或第二基板可以与接触表面面接触。接触表面可以是通过随后组装的第二基板的外表面不能看穿接触表面的充分回弹的结构。预成型插入件可以包括至少3个铰链。承载件可以被限定为包括环。至少一个活动铰链可以打开并且至少一个活动铰链可以关闭。预安装构造可以使得具有第二基板的安装用间隙，使得第二基板在接触插入件的任何其他部分之前接触接触表面。单点接触可以导致多个活动铰链的多角度移动。使第一表面与第二表面彼此接触导致插入件可以形成第二安装构造。多个活动铰链可以没有延伸超过180°的铰链。

本教导提供了具有多个安装位置的可移动承载件，使得在连接第一表面和第二表面以形成围绕承载件的腔时承载件移动。通过多个活动铰链方便了这种移动。

附图说明

图1示出本教导的承载件的示例性实施例的立体图。

图2示出本教导的阻挡件结构的示例性实施例的铰链的放大图。

图3示出图2示出的铰链当铰链移动到关闭位置时的立体图。

图4A示出图1示出的结构在将该结构初始载置在腔内时的截面图。

图4B示出图1示出的结构在制造过程中在腔的移动期间的截面图。

图4C示出图1示出的结构在制造过程中在腔的移动之后的截面图。

具体实施方式

这里提到的解释和说明意在使本领域的其他技术人员了解本发明、本发明的原理和本发明的实际应用。本领域的技术人员可以以多种形式修改和应用本发明，以最好地适合特定用途的要求。因此，所叙述的本发明的具体实施方式不意在穷举或限制本教导。因此，本教导的范围不应该参考上述说明确定，而替代地，应该参考所附权利要求连同这些权利要求所覆盖的等同的全部范围确定本教导的范围。包括专利申请和出版物等的所有文章和参考文献的公开出于各种目的通过引用合并于此。如将从所附权利要求收集的其他组合也是可能的，这些组合也通过引用合并于此书面说明中。

本申请涉及2012年3月27日递交的美国临时申请No.61/616,143和2012年3月13日递交的美国临时申请No.61/610,289并且要求它们的优先权。出于各种目的，这些申请全部通过引用合并于此。

本教导的阻挡件结构可以包括具有一个或多个活动铰链的承载件。活动铰链在阻挡件所在的腔的形状在制造过程中变化时方便了至少一部分的阻挡件移动。因而，当腔的形状变化时，阻挡件的形状也变化，以与腔的形状更准确地一致。一个或多个铰链可以包括接触表面。接触表面可以接触腔的壁。接触表面可以接触在制造过程期间移动的腔壁，使得归因于接触表面和腔壁之间的接触，腔壁的移动引起承载件的移动。包括接触表面的铰链可以只是一个铰链。可选地，包括接触表面的所述铰链的移动可以引起一个或多个额外的铰链的移动。

阻挡件结构可以在注射成型过程中形成，该注射成型过程可以是包括第一承载件材料和第二可膨胀(expandable)材料的双射注射成型过程(two-shotinjection molding process)。承载件材料可以包括多种材料，诸如聚合体、弹性体、纤维材料(例如布或织物材料)、热塑性塑料、塑料、尼龙以及上述材料的组合。承载件材料可以由普通片材制作以有助于避免浪费。承载件材料可以是柔性的，以允许结构弯曲而装配在腔的期望的小空间内。因此，在任何活动铰链的移动期间，承载件和可膨胀材料也将移动并因此可以由提供充分弹性以允许必要移动的材料形成。可选地，铰链部可以基本没有任何可膨胀材料，使得仅承载件材料必须允许移动。

在将阻挡件结构载置于腔中之后，可膨胀材料可以根据预先设定的条件膨胀。例如，暴露到某个热度(heat level)可以导致可膨胀材料膨胀。可膨胀材料的体积膨胀可以根据特定腔的密封和/或阻挡需要而变化。可膨胀材料层可以膨胀至少大约100％。可膨胀材料可以膨胀小于大约2000％。可膨胀材料可以膨胀至少大约500％、至少大约1000％或更大。可膨胀材料可以膨胀小于大约1000％，或甚至小于大约500％。这种膨胀可以在制造过程期间发生的任何腔移动之后发生。这种膨胀可以在承载件移动到第二安装位置之后发生。

可膨胀材料通常可以摸起来干或粘，并且可以形成为期望的图案、布置或厚度的任何形式，但是优选地为大致均一的厚度。虽然其他热激活材料能够用于可膨胀材料，但是优选的热激活材料是膨胀聚合物或塑料，优选的为发泡的。可膨胀材料可以是具有聚合配方(formulation)的相对高膨胀的泡沫，该聚合配方包括环氧树脂、醋酸酯(例如乙烯醋酸乙烯酯)、热塑性聚醚、丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯(例如，丙烯酸丁酯和丙烯酸甲酯的共聚物)、环氧/弹性体的加合物中的一种或多种，以及一种或多种填料(例如，粘土填料，和/或含有纳米颗粒的填料)。在美国专利No.7,313,865、No.7,125,461、No.7,199,165中公开了优选的热可膨胀材料，这些专利出于各种目的通过引用合并于此。例如，没有限制，可膨胀材料也可以是EVA/橡胶基材料，包括可能具有α-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，聚合物是由两个或三个不同的单体组成，即，能够键合(link up)类似的分子的具有高化学反应性的小分子。适合的可膨胀材料包括可从L&L Products公司得到的L7220、L2821、L1066、L205、L2010、L2105、L2108A、L2806、L2811、L4200、L4141、L4161、L4315、L5510、L5520、L5540、L5600、L5601、L7102和L7104型号。可膨胀材料可以是材料的模切挤出片(die cutextruded sheet)。可膨胀材料可以与用于形成承载件的材料共同挤出。可膨胀材料可以在双射注射成型过程中与承载件材料注射成型。一个或多个活动铰链可以包括可膨胀材料。可选地，一个或多个活动铰链可以基本没有任何可膨胀材料。

多个阻挡或密封泡沫还可以用于可膨胀材料。典型的泡沫包括聚合基材料，诸如一个或多个乙烯基聚合体，其在与适当的成分(典型的吹塑和固化剂)配混时将基于施加的热量或发生的特定条件而以可靠的并且可预测的方式膨胀和固化。从热激活材料的化学观点来看，可膨胀材料通常在固化之前最初被加工为可流动材料，固化时材料通常将交联(cross-link)，使得该材料不能进一步流动。可膨胀材料的固化也可以限制包括可膨胀材料的任何活动铰链的移动能力。因而，阻挡件在腔内的任何移动可以在任何可膨胀材料固化之前发生。

在可膨胀材料是热激活材料的应用中，涉及材料的选择和配方的重要考量因素是材料固化的温度，如果材料膨胀，则为膨胀的温度。通常，材料在较高的处理温度变得有反应性(固化、膨胀或二者)，诸如在汽车装配工厂中遇到的，在例如在涂装(例如电涂、喷或清漆)固化步骤期间将材料与汽车结构一起在高温或在较高施加能量水平下进行处理的时候。虽然在汽车装配操作中遇到的温度对于车身车间应用(例如电涂)可以在大约148.89℃到204.44℃(大约300°F到400°F)的范围，但对于喷漆车间应用一般为大约93.33℃(大约200°F)或略高(例如120℃-150℃)。

接触表面可以由承载件材料和可膨胀材料中的一个或多个一体形成。接触表面可以包括由承载件材料和可膨胀材料两者形成的部分。接触表面可以由允许接触表面在腔壁的移动期间沿着腔壁的表面滑动的材料形成。如果接触表面包括任何可膨胀材料，接触表面沿着腔壁的任何期望移动可以在可膨胀材料的膨胀和固化之前发生，这是因为这种膨胀和固化可能防止接触表面沿着腔壁滑动。

阻挡件可以包括一个或多个紧固装置。这些装置可以被形成用于将阻挡件紧固到腔壁。这些装置可以被形成用于将可膨胀材料紧固到承载件。这种紧固装置可以被形成为树紧固件(tree-fastener)或螺纹紧固件。只要紧固装置能够将阻挡件固定到腔，紧固装置还可以设置为多种形状和多种构造。在美国公布No.2010/0021267中公开了适合的紧固件的一个示例，出于各种目的，该美国公布通过引用合并于此。适合的紧固件的示例包括机械紧固件、夹子、拉片(tab)、压配合件、卡扣配合件、螺丝、钩以及上述紧固件的组合等。用于将可膨胀材料安装到承载件的紧固装置可以包括缝、槽、延伸构件或可以是形成于或安装到承载件用于接收可膨胀材料或连接到可膨胀材料的任何其他形状。此外，可以想到的是，任何紧固装置可以由与阻挡件结构的材料相同的材料一体的形成，或者可以由不同材料形成，并且可以可移除地安装到承载件材料。紧固装置可以被设置为能够将阻挡件结构安装(例如，粘附或磁固定)到腔的磁性材料或粘性材料。

虽然本发明的阻挡件结构可以用于制造业的其他物品，诸如船、建筑、家居、贮藏容器等，但该阻挡件结构也可以被安装到机动车辆中。阻挡件结构可以用于密封和/或阻挡机动车辆的各种部件，包括但不限于机动车辆的车体部件(例如，面板)、框架部件(例如液压成型管)、柱结构(例如，A柱、B柱、C柱或D柱)、缓冲器、车顶、隔板、仪表板、车轮凹槽、地板、门梁、折缘凸缘(hem flange)、汽车安全带(beltline)的应用、门、门槛、摇杆、行李箱盖、罩等。

本发明的材料的形成可以根据期望的材料构造而包括各种处理步骤。此外，诸如成型(例如，压缩、注射或其他成型)、挤出等各种处理可以用于单独地形成承载件材料和可膨胀材料，并且可以使用这些处理将这些材料安装到一起。

如图1中的示例所示，阻挡件结构(例如，预成型插入件)包括外周部(peripheral portion)(例如承载件)12和位于外周部附近的多个活动铰链14。承载件还包括滑板(例如接触表面)16，滑板16用于接触腔的表面、防止粘附到腔并且允许接触表面在腔移动期间沿着腔壁滑动。如图2所示，阻挡件结构10包括其上具有可膨胀材料13的承载件12。活动铰链14可以通过承载件和可膨胀材料形成。如图3中的示例所示，活动铰链14可以关闭。

如图4A至图4C中所示，阻挡件结构10和承载件12在腔20的形状改变期间可移动。活动铰链14允许结构在移动期间挠曲，而且还实质上防止发生任何弹回动作(spring back motion)，从而降低了结构停留在不期望的位置的机会。如所示的，接触表面16的位置随着腔的形状移动而移动，因而允许结构10的形状与腔连动。腔20可以由彼此接触的第一基板22和第二基板24形成。插入件10可以位于与第一预安装构造中的第一基板22接触的位置。当第二基板24向期望位置移动时，第二基板24的第一壁26可以接触接触表面16并且使插入件10移动至如示出的第二安装构造。阻挡件结构还可以包括用于将结构紧固到腔壁的紧固部件(例如，安装部)18。

除非另有说明，所有范围包括两个端点和两个端点之间的所有点。结合范围使用的“大约”或“近似地”应用于范围的两端。因而，“大约20到30”意指覆盖“大约20至大约30”，至少包括指定的端点。

出于各种目的，包括专利申请和出版物等的所有文章和参考文献的公开通过引用于合并于此。说明组合的术语“主要由……构成”应包括指定的元件、成分、部件或步骤，以及本质上不影响组合的基本特征和新颖性特征的其他元件、成分、部件或步骤。说明元件、成分、部件或步骤的组合的术语“包括”或“具有”的使用在此还考虑主要由元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。在此通过使用术语“可以”，意指“可以”包括的任何说明的特征是可选的。

通过单个一体化的元件、成分、部件或步骤可以提供多个元件、成分、部件或步骤。可选地，单个一体化的元件、成分、部件或步骤可以被分为单独的多个元件、成分、部件或步骤。说明元件、成分、部件或步骤而公开的“一”或“一个”并非用于排除另外的元件、成分、部件或步骤。

将理解的是，以上说明是说明性的而不是限制性的。阅读以上说明后，除了提供的示例以外的很多实施方式以及很多应用对于本领域技术人员将是显而易见的。因此，本发明的范围不应参考以上说明确定，替代地，本发明的范围应参考所附的权利要求连同这些权利要求覆盖的等同方案的全部范围确定。出于各种目的，包括专利申请和出版物等的所有文章和参考文献的公开通过引用合并于此。在此公开的主题的任何方面的权利要求中的省略不是该主题的放弃，也不应被认为是发明人不认为这些主题是公开的创造性主题的一部分。

Claims (20)

1.一种用于阻挡、加强或密封车辆的腔的方法，其包括：

提供预成型插入件，所述预成型插入件包括：

i.第一预安装构造，其包括承载件结构和所述承载件结构上支撑的可膨胀材料；

ii.多个活动铰链，各铰链被构造成用于使所述预成型插入件在所述各铰链的各自的预定方向上能局部弹性变形；

iii.安装部；

iv.至少一个接触表面，其位于所述可膨胀材料的外部，用于限定与所述可膨胀材料相比摩擦小的表面，并被形成为用于在接下来的安装步骤期间将所述可膨胀材料与相对表面间隔开；

将所述预成型插入件安装到第一基板；

将第二基板以与所述第一基板成叠盖关系的方式安装到所述第一基板，用于限定所述预成型插入件位于其间的腔，同时所述预成型插入件的各活动铰链在其各自的预定方向上弹性变形，使得所述预成型插入件呈现与所述第一预安装构造不同的第二安装构造；

在所述预成型插入件在所述第二安装构造时激活所述可膨胀材料，以使所述可膨胀材料发泡并填充所述腔。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在激活步骤期间，泡沫粘结于所述第一基板和所述第二基板中的每一方。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述预成型插入件和所述可膨胀材料为所述腔提供阻挡。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述预成型插入件和所述可膨胀材料为所述腔提供结构加强。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法没有任何在安装所述第二基板之后所述预成型插入件返回所述第一预安装构造的步骤。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述多个活动铰链中的一个或多个实质上没有任何金属部件。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一基板或所述第二基板与所述接触表面线接触。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一基板或所述第二基板与所述接触表面点接触。

9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一基板或所述第二基板与所述接触表面面接触。

10.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述接触表面是通过随后组装的所述第二基板的外表面不能看穿所述接触表面的充分回弹的结构。

11.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述预成型插入件包括至少3个铰链。

12.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述承载件结构被限定为包括环。

13.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，至少一个活动铰链打开并且至少一个活动铰链关闭。

14.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一预安装构造能够具有所述第二基板的安装用间隙，使得所述第二基板在接触所述预成型插入件的任何其他部分之前接触所述接触表面。

15.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，单点接触导致所述多个活动铰链的多角度移动。

16.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，使所述第一基板的表面与所述第二基板的表面彼此接触导致所述预成型插入件形成所述第二安装构造。

17.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述多个活动铰链没有延伸超过180°的铰链。

18.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述接触表面接触所述第二基板的表面并且与所述第一基板的表面实质上没有任何直接接触。

19.一种预成型插入件，其用于权利要求1至18中任一项所述的方法。

20.根据权利要求19所述的预成型插入件，其特征在于，所述承载件结构包括连续的环。