CN108216045A - 纤维增强拉挤踏脚板 - Google Patents

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Abstract

一种踏脚板，包括具有台阶面和第一侧壁的一体式中空体。一体式中空体由基底聚合物材料制成，连续增强纤维从第一侧壁的第一端延伸到相对的第二端，而台阶面由未填充的基底聚合物材料制成。还公开了一种生产方法。

Description

纤维增强拉挤踏脚板
技术领域
本文总体上涉及机动车辆设备领域，并且更具体地涉及由轻质聚合物材料制成的纤维增强拉挤踏脚板。
背景技术
踏脚板是许多机动车上通常安装的选项。现有技术的踏脚板是相对较大和较重的部件，每个车辆的踏脚板通常重达50磅或更多磅。这种增加的重量降低了配备有现有技术的踏脚板的机动车辆的燃料经济性。
本文涉及由低密度聚合物材料制成的新的改进的纤维增强拉挤踏脚板，所述踏脚板用垂直侧壁和增强肋中的连续增强纤维来选择性地进行增强。这增加了强度和刚度，同时限制了生产成本。有利的是，新的和改进的踏脚板还可以包括附加表面处理以增强美学吸引力和消费者满意度。
发明内容
根据这里描述的目的和益处，提供了一种踏脚板。该踏脚板包括具有台阶面和第一侧壁的一体式中空体。一体式中空体由基底聚合物材料制成，并且包括从第一侧壁的第一端延伸到第二端的连续增强纤维。
踏脚板的一体式中空体还可以包括具有从第二侧壁的第三端延伸到第四端的连续增强纤维的第二侧壁。另外，一体式中空体还可以包括增强肋，该增强肋具有从增强肋的第五端延伸至第六端的连续增强纤维。
踏脚板的一体式中空体还可以包括底壁。此外，第一侧壁、第二侧壁和增强肋可以在台阶面与底壁之间延伸。
基底聚合物材料可以是热塑性聚合物。该热塑性聚合物可以选自由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚酰胺、尼龙、聚丙烯及其组合组成的一组材料。
连续增强纤维可以选自由玄武岩纤维粗纱、碳纤维粗纱及其组合组成的一组纤维。
台阶面可以由未填充的基底聚合物材料制成。为了本文的目的，未填充的基底聚合物材料被定义为包含没有增强纤维的聚合物材料。底壁也可以由未填充的基底聚合物材料制成。
踏脚板还可以包括可镀聚合物材料的外层。在可镀聚合物材料的外层不能以必要的强度结合到基底聚合物材料的情况下，可以在基底聚合物材料和可镀聚合物材料的外层之间设置可选的连接层以防止分层。
踏脚板还可以包括在踩踏面和底壁中的至少一个中的多个安装点。踏脚板配件可以被固定到多个安装点。该踏脚板配件可以从由安装支架、台阶垫、踏面、端盖及其组合组成的配件组中选择。
根据另外的方面，提供了一种制造踏脚板的方法。该方法包括以下步骤：(a)从基底聚合物挤出中空体，(b)将连续增强纤维选择性地定位在中空体的第一侧壁的基底聚合物材料中，从而从第一侧壁的第一端延伸到第二端，以及(c)在基底聚合物材料上挤出可镀聚合物材料的外层。
该方法还可以包括在挤出可镀聚合物材料的外层之前在基底聚合物材料上挤出连接层的步骤。另外，该方法可以包括在挤出后在水中冷却踏脚板的步骤。此外，该方法可以包括在冷却之后将踏脚板按一定长度切割的步骤。
根据另外的方面，制造踏脚板的方法包括从基底聚合物材料挤出中空体，其中中空体包括(a)台阶面、(b)底壁和(c)第一侧壁、第二侧壁以及在所述台阶面与所述底壁之间延伸的至少一个增强肋。此外，该方法包括将连续增强纤维选择性地定位在(1)第一侧壁中以从其第一端延伸到第二端，(2)第二侧壁中以从其第三端延伸到第四端，以及(3)增强肋中以从其第五端延伸至第六端。
更进一步地，该方法包括将可镀聚合物材料的外层挤出到基底聚合物材料上。此外，该方法包括冷却踏脚板，将踏脚板按一定长度切割并对踏脚板进行电镀的步骤。
在一些实施例中，所述方法包括在挤出可镀聚合物材料的外层之前在基底聚合物材料上挤出连接层。
在下面的说明书中，示出和描述了踏脚板以及制造踏脚板的方法的几个优选实施例。如应该认识到的，踏脚板和制造方法能够具有其它不同的实施方式，并且它们的多个细节能够在各种明显的方面进行修改，而不脱离如在所附权利要求中所阐述和描述的踏脚板和方法。因此，附图和说明书应被认为是说明性的而不是限制性的。
附图说明
并入本文并形成说明书的一部分的附图示出了踏脚板和方法的几个方面，并且与说明书一起用于解释其某些原理。在附图中：
图1是踏脚板的第一可能实施例的横截面图；
图2是踏脚板的第二可能实施例的横截面图；
图3是结合了安装支架、台阶垫、踏面和端盖形式的附件的两个踏脚板的透视图。
图4是示出制造纤维增强拉挤踏脚板的方法的一个可能实施例的示意性框图。
现在将详细参考踏脚板和制造方法的当前优选实施例，其示例在附图中示出。
具体实施方式
现在参考图1，其示出了踏脚板10的第一实施例。图1中示出的踏脚板10包括一体式中空体12，其包括台阶面14、底壁16、第一侧壁18、第二侧壁20和两个间隔开的增强肋22。在所示的实施例中，第一侧壁18、第二侧壁20和两个增强肋22在台阶面14和底壁16之间延伸并且限定三个中空单元24。
踏脚板10的图1实施例还包括可镀聚合物材料26的外层和覆盖可镀聚合物材料的外层的镀层28。
除了在可镀聚合物材料26的外层与一体式中空体12之间设置连接层30之外，图2中示出的踏脚板10的第二实施例与图1中示出的第一实施例相同。
在图1和2所示的踏脚板10的任一个实施例中，一体式中空体12由基底聚合物材料制成。该基底聚合物材料可以包含热塑性聚合物。该热塑性聚合物可以选自由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚酰胺、尼龙、聚丙烯及其组合组成的一组材料。
更具体地描述图1和图2中所示的踏脚板10，第一侧壁18、第二侧壁20和增强肋22之间的台阶面14和底壁16可以由未填充的基底聚合物材料制成。相反，如图3所示，第一侧壁18可以由基底聚合物材料和沿着第一侧壁18的纵向轴线从第一端部34延伸到第二端部36的连续增强纤维32制成。
类似地，第二侧壁20可以由基底聚合物材料和从第二侧壁的第三端40延伸至第四端42的连续增强纤维38制成。此外，每个增强肋22由基底聚合物材料和沿着增强肋的纵向长度从这些肋的第五端46延伸到第六端48的连续增强纤维44制成。
连续增强纤维32、38和44可以选自由玄武岩纤维粗纱、碳纤维粗纱及其组合组成的一组纤维。
在一个可能的实施例中，第一侧壁18、第二侧壁20和增强肋22由25％-35％碳纤维增强的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯制成。台阶面14和底面16由未填充的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯制成。
在另一个可能的实施方式中，台阶面14和底壁16再次由未填充的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯制成，但是第一侧壁18、第二侧壁20和增强肋22由45％至65％玄武岩纤维增强的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯制成。
如图1-3进一步所示，在台阶面14和底壁16中，即未填充的基底聚合物材料中，设置有多个孔形式的安装点50。踏脚板配件可以固定到多个安装点50中的任何一个或多个上。如图3所示，踏脚板配件可以包括踏脚板安装支架52、台阶垫54、踏面56或端盖58。
现在参考图4，图4是制造踏脚板10的方法的示意性框图。如图4所示，方法100包括从基底聚合物材料挤压一体式中空体12的步骤(见框102)。此外，该方法还包括将连续增强纤维32、38和44选择性地定位到相应的第一侧壁18、第二侧壁20和增强肋22中的步骤。更具体地，这样做是为了使第一侧壁18中的连续增强纤维32从其第一端34不间断地延伸到第二端36。第二侧壁20中的增强纤维38从其第三端40不间断地延伸到第四端42。增强肋22中的连续增强纤维44从其第五端46不间断地延伸到第六端48。(注释框104)此外，该方法可以包括在一体式中空体12的基底聚合物材料上挤出连接层的可选步骤(参见框106)。
如图4进一步所示，方法100还包括将可镀聚合物材料26的外层挤压在一体式中空体12的基底聚合物材料或任选的连接层30上的步骤。参见框108。这里应该理解的是，可选的连接层30仅在需要时被挤出和提供以确保可镀聚合物材料26的外层与一体式中空体12的基底聚合物材料的正确粘合。
如图4进一步所示，方法100还包括在挤出步骤之后冷却踏脚板10的步骤。(注释框110)这种冷却可以通过挤压后将踏脚板与水接触来完成。
此外，方法100包括将踏脚板切割成期望长度的步骤(注释框112)。此外，在需要电镀的额外表面处理的情况下，该方法可以包括通过本领域已知的电镀操作或程序对踏脚板(注释框114)进行电镀的步骤。
总而言之，纤维增强拉挤式踏脚板10具有许多益处和优点。踏脚板10由低成本、低密度聚合物材料制成，当使用玄武岩纤维粗纱时，相对于铝节省了大约40％的重量，而在使用碳纤维粗纱时相对于铝节省了55％的重量。
同时铝踏脚板需要大量且耗时的抛光以获得期望的铬、涂漆或其他额外表面处理，而拉挤的踏脚板10可以快速且容易地以上漆或镀铬进行额外表面处理，大幅降低每个踏脚板成本大约5.00美元$7.00。有利的是，还应该认识到，可以在单组工具上提供多种外观和表面处理到的可镀聚合物材料26的外层，从而减少资本投资并提供设计灵活性。
已经出于说明和描述的目的呈现了前述内容。这并不意味着穷举或将实施例限制到所公开的确切形式。根据上述教导可以做出明显的修改和变化。例如，如果需要另外的不同的表面处理，则踏脚板10不需要包括外部镀层28。当根据公正、合法和合理地赋予的宽度来解释所附权利要求时，所有这些修改和变化都处在所附权利要求的范围内。

Claims (20)

1.一种踏脚板，包括：
包括台阶面和第一侧壁的一体式中空体，其中所述一体式中空体由基底聚合物材料制成并且包括从所述第一侧壁的第一端延伸到第二端的连续增强纤维。
2.根据权利要求1所述的踏脚板，其中，所述一体式中空体还包括第二侧壁，所述第二侧壁包括从所述第二侧壁的第三端延伸至第四端的所述连续增强纤维。
3.根据权利要求2所述的踏脚板，其中，所述一体式中空体还包括增强肋，所述增强肋包括从所述增强肋的第五端延伸至第六端的所述连续增强纤维。
4.根据权利要求3所述的踏脚板，其中，所述一体式中空体还包括底壁，并且所述第一侧壁、所述第二侧壁和所述增强肋在所述阶梯面和所述底壁之间延伸。
5.根据权利要求4所述的踏脚板，其中所述基底聚合物材料是热塑性聚合物。
6.根据权利要求5所述的踏脚板，其中所述热塑性聚合物选自由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚酰胺、尼龙、聚丙烯及其组合组成的一组材料。
7.根据权利要求6所述的踏脚板，其中所述连续增强纤维选自由玄武岩纤维粗纱、碳纤维粗纱及其组合组成的一组纤维。
8.根据权利要求7所述的踏脚板，其中所述台阶面由未填充的基底聚合物材料制成。
9.根据权利要求8所述的踏脚板，其中所述底壁由未填充的基底聚合物材料制成。
10.根据权利要求9所述的踏脚板，还包括可镀聚合物材料的外层。
11.根据权利要求10所述的踏脚板，还包括在所述基底聚合物材料和所述可镀聚合物材料的所述外层之间的连接层。
12.根据权利要求11所述的踏脚板，还包括在所述台阶面和所述底壁中的至少一个中的多个安装点。
13.根据权利要求12所述的踏脚板，还包括固定到所述多个安装点的踏脚板配件。
14.根据权利要求13所述的踏脚板，其中所述踏脚板配件选自由安装支架、台阶垫、踏面、端盖及其组合所组成的附件组。
15.一种制造踏脚板的方法，包括：
由基底聚合物材料挤出中空体；
将连续增强纤维选择性地定位在所述中空体的第一侧壁的所述基底聚合物材料中，以从所述第一侧壁的第一端延伸到第二端；和
在所述基底聚合物材料上挤出可镀聚合物材料的外层。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括：在挤出所述可镀聚合物材料的外层之前，在所述基底聚合物材料上挤出连接层。
17.根据权利要求15所述的方法，还包括在挤出后将所述踏脚板在水中冷却。
18.根据权利要求17所述的方法，包括在冷却之后将所述踏脚板按一定长度切割。
19.一种制造踏脚板的方法，包括：
从基底聚合物材料挤出所述中空体，所述中空体包括：(a)台阶面、(b)底壁和(c)第一侧壁、第二侧壁和至少一个增强肋，所述第一侧壁、所述第二侧壁和所述增强肋在所述台阶面和所述底壁之间延伸；
将连续增强纤维选择性定位在：(1)所述第一侧壁中以从其第一端延伸到第二端，(2)在所述第二侧壁中以从其第三端延伸到第四端，以及(3)在所述增强肋中以从其第五端延伸到第六端；
在所述基底聚合物材料上挤压可镀聚合物材料的外层；
冷却所述踏脚板；
将所述踏脚板按一定长度切割；和
电镀所述踏脚板。
20.根据权利要求19所述的方法，包括在将所述可镀聚合物材料的所述外层挤出之前，在所述基底聚合物材料上挤出连接层。
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