CN111032394A - 具有用于不同功能性益处的多种材料的柔性玻璃导槽密封条轮廓 - Google Patents

Abstract

一种诸如玻璃导槽密封条的密封条组件和形成玻璃导槽密封条的相关方法，包括具有大致U形构造的主体，U形构造包括基部部分以及从基部部分延伸的第一腿和第二腿，以限定空腔。第一密封唇和第二密封唇分别从第一腿和第二腿延伸。第一铰链和第二铰链分别插置在第一腿和第一密封唇之间以及第二腿和第二密封唇之间。铰链由不同于密封唇的第二材料的第一材料形成，其中第一材料具有高弹性和低压缩永久变形特性。

Description

具有用于不同功能性益处的多种材料的柔性玻璃导槽密封条 轮廓

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年8月7日提交的美国临时申请序列号62/542,072的优先权，其全部公开内容明确地通过引用并入本文。

技术领域

本申请涉及一种密封条或密封件，更具体地说，涉及一种例如在机动车辆中使用的玻璃导槽密封条。

背景技术

玻璃导槽密封条的普通横截面构造或轮廓(profile)是具有基部部分的U形主体，第一壁或腿和第二壁或腿从基部部分的端部延伸，以共同限定接收窗户的边缘的空腔。典型地，第一密封唇和第二密封唇分别从第一腿和第二腿的外端部延伸，其中密封唇延伸到空腔中，用于与窗户的相对面密封接合。

早期的玻璃导槽密封条轮廓是单一硬度材料。随着轮廓复杂性的增加，不同的材料被结合到主体中，其目的是改善安装。也就是说，现有布置通常在铰链区域使用软材料，以有助于为了安装目的的折叠，并且当安装在机动车辆中时，能够打开和挠曲以适应密封唇相对于窗户表面的期望定位。

通常教导在玻璃导槽密封条轮廓中使用不同的材料，例如用不同的材料共挤出玻璃导槽密封条轮廓的不同部分；然而，先前的重点主要集中在由第一材料形成密封唇和由不同的第二材料形成U形主体。替代地或附加地，密封唇接触窗户的那些表面有时涂覆(例如共挤出)具有低摩擦或良好滑动质量的材料。

与使用多种材料(例如共挤出组件)相关的另一个问题是，不同材料之间的界面可对最终组件的美观产生不利影响。具体而言，在相邻的不同材料之间形成的结合线是不期望的。

对玻璃导槽密封条轮廓功能性方面的分析表明，高质量密封的关键在于形成在腿与密封唇的界面处的铰链区域。通常认为密封唇的有效性主要与铰链的操作有关，密封唇的轮廓和材料是次要的。因此，需要一种玻璃导槽密封条组件，该玻璃导槽密封条组件以灵活、耐用且在设计上功能性强的方式关注这些属性，并且以成本有效的方式解决可制造性、复杂性、有效性和功能性。

发明内容

提供了一种柔性玻璃导槽密封条，其使用多种材料来实现不同的功能性益处。

一种优选的玻璃导槽密封条包括具有大致U形构造的主体，U形构造包括基部部分以及从基部部分延伸的第一腿和第二腿，以限定空腔。第一密封唇和第二密封唇分别从第一腿和第二腿延伸。第一铰链和第二铰链分别插置在第一腿和第一密封唇之间以及第二腿和第二密封唇之间。铰链由不同于密封唇的第二材料的第一材料形成，其中第一材料具有高弹性和低压缩永久变形特性。

主体由不同于铰链的第一材料的第三材料形成。

在面向相关窗户边缘的第一密封唇和第二密封唇的至少部分上接收涂层。

涂层优选地在第一密封唇和第二密封唇与第一铰链和第二铰链之间形成的第一接合部和第二接合部上延伸，以便覆盖第一材料和第二材料之间的过渡部。

第一材料在第一腿和第二腿的远端上延伸，以便覆盖第一材料和第三材料之间的过渡部，即铰链和主体(腿)之间的过渡部。

优选的布置具有高弹性、低压缩永久变形的第一材料，第二材料是低硬度材料，并且第三材料是高硬度、致密或微致密材料。

在一个优选的布置中，第一材料具有约55A至约75A的肖氏硬度，第二材料具有约55A至约75A的肖氏硬度，第三材料具有约70A至约45D的肖氏硬度。

一种形成玻璃导槽密封条组件的方法包括形成大致U形的主体，主体包括基部部分和从基部部分延伸的第一腿和第二腿，以限定空腔。方法还包括：提供分别从第一腿和第二腿延伸的第一密封唇和第二密封唇；以及分别在第一腿和第一密封唇之间加入第一铰链，并在第二腿和第二密封唇之间加入第二铰链，其中第一铰链和第二铰链由不同于密封唇的第二材料的第一材料形成，并且第一材料具有高弹性和低压缩永久变形特性。

方法可以优选地包括分别覆盖第一铰链和第二铰链与第一密封唇和第二密封唇的界面。

此外，方法可以包括在主体的第一腿和第二腿的外端部上形成第一铰链和第二铰链，以覆盖它们之间的界面。

一个主要益处是能够在玻璃导槽密封条的轮廓中的预选位置处使用所需材料，以提供不同的功能性益处。

另一个优点在于能够最小化制造成本，同时提供所需的性能特性。

还有一个特征是密封唇的性能与用于铰链的高性能材料相关联，从而允许密封唇由不太昂贵的材料形成，而没有任何功能损失，并且类似地，玻璃导槽密封条的主体可以由不太昂贵的材料形成，即，由于铰链部分对于密封性能的重要性，铰链部分由更昂贵的材料形成，并且玻璃导槽密封条组件的总成本是成本有效的，因为将较高成本的材料仅限制在铰链部分。

通过阅读和理解以下详细描述，本公开的其他益处和优点将变得更加明显。

附图说明

图1示出了机动车辆的门。

图2是在玻璃导槽密封条上进行的有限元分析的横截面图。

图3是本公开的玻璃导槽密封条的一部分的横截面图。

具体实施方式

转向图1，示出了机动车辆100的一部分，更具体地，示出了包括可移动窗户104的机动车门102，可移动窗户104相对于门中的开口106选择性地升高和降低。诸如玻璃导槽密封条组件(或有时称为玻璃导槽密封条)的密封条组件120安装在门102上。本文描述和示出的密封条组件代表在机动车辆上用来在相邻车辆表面之间进行密封的其他车辆密封条或密封件(例如带密封件、切割线密封件等)，并且同样可以指其他车辆密封条或密封件并与其结合使用。本领域的技术人员将认识到本公开的特征如何可以用于替代的密封条中。玻璃导槽密封条120包括从头部部分126沿大致竖直方向延伸的第一支柱部分122和第二支柱部分124。当窗户相对于门上的窗户开口106升高和降低时，第一支柱部分122和第二支柱部分124接收窗户104的竖直边缘，而当窗户处于升高位置时，玻璃导槽密封条120的头部部分126接收窗户的上边缘。

图2是施加在玻璃导槽密封条120上的应变的横截面表示。具体而言，常规的玻璃导槽密封条120具有大致U形的主体130，主体130包括基部部分132以及从基部部分的相对边缘向外延伸的第一侧壁或腿134和第二侧壁或腿136。U形主体130形成接收窗户104的边缘的内部空腔138。以本领域公知的方式，门102包括形成接收玻璃导槽密封条120的空腔140的结构。玻璃导槽密封条120的腿134、136优选地包括至少一个密封唇，即第一密封唇144和第二密封唇146，它们在与基部部分132间隔开的位置处分别从第一腿134和第二腿136延伸。例如，密封唇144、146和设置在第二腿136上的附加或第三密封唇148通过相应的铰链154、156、158连接到第一腿134和第二腿136。密封唇144、146、148向内延伸到玻璃导槽密封条120的空腔138中，使得密封唇的表面形成轮廓，并且铰链推动密封唇面向窗户104的表面滑动地且密封地接合窗户的相对面。在一些情况下，涂层(例如，低摩擦涂层)160、162、164设置在相应密封唇144、146、148的窗户接合表面上，密封唇144、146、148的窗户接合表面面向并选择性地接合窗户104的相对表面。

如图2所示，在与窗户104接合期间，在形成主体130(基部部分132、第一腿134和第二腿136以及第一铰链154、第二铰链156和第三铰链158)以及第一密封唇144、第二密封唇146和第三密封唇148的玻璃导槽密封条120的材料上施加不同的应变。该分析(例如有限元分析或FEA)证明铰链154、156、158承载大部分应变，即为高应变区域，并且能量或力通过密封唇144、146、148在铰链154、156、158处传递。

过去，玻璃导槽密封条通常由单一硬度材料形成。随后的发展开始在玻璃导槽密封条的不同位置(即，贯穿横截面轮廓)使用不同的材料。例如，工业上通常优选地将较硬的材料用于玻璃导槽密封条的U形主体，而密封唇由较软的材料形成。这种制造通常由用于形成密封唇的较软材料制造铰链，该较软材料比包括基部和腿的U形主体的较硬材料更软，因为制造和组装的常见方法是挤出或共挤出玻璃导槽密封条轮廓。作为该制造过程的一部分，在铰链处使用的较软材料允许玻璃导槽密封条的腿从张开或打开的定向展开，并容易折叠以将玻璃导槽密封条安装在门的通道中，从而将玻璃导槽密封条固定到门上。因此，通常要么由单一材料制造整个横截面轮廓(基部部分、腿、铰链、密封唇等)，要么替代地由相同的较软材料制造整个密封唇和铰链，并由硬质材料制造主体。

然而，本公开仅独特地形成高弹性、低压缩永久变形、功能性材料的铰链区域154、156、158。术语“功能性”通常旨在表示组件中应变高且对玻璃导槽密封条120的密封功能重要或必要的部分或区域。这种功能性材料的成本较高，因此不设想在整个横截面或其主要部分使用成本较高的材料，因为玻璃导槽密封条120的总成本会不期望地增加。如本公开中所示和所述，仅在需要所需的工程价值的那些区域(即，密封唇铰链区域154、156、158)使用较高成本、较高弹性、较低压缩永久变形的材料获得了改进的玻璃导槽密封条120，该玻璃导槽密封条120有利且明智地(即，小心且节俭地)仅在需要该价值的玻璃导槽密封条轮廓的选定区域中使用这种更昂贵的材料，并且导致实用、高效且成本有效的玻璃导槽密封条。

更具体地，参照图3，为了简洁和理解，“200”系列中的相同附图标记将用于描述相同的部件(例如，在图1中，玻璃导槽密封条被标记为120，而在图3中，玻璃导槽密封条将被标记为220)。大致U形的主体230包括基部部分232以及第一腿234和第二腿236。基部部分232和腿234、236中的每一个优选地由低成本、高硬度、非功能性致密或微致密材料形成，例如具有约75肖氏硬度A至约45肖氏硬度D的硬度的材料(在此也称为第三材料)。满足与图2或3的实施例相关联的这些参数的示例性材料包括热塑性和热固性弹性体，例如EPDM和TPE，或者满足这些期望参数的另一等效材料。

每个腿234、236用低成本、低硬度、非功能性材料互连到基部部分232，例如可能的硬度为约55至约75肖氏硬度A的致密或微致密材料(在此也称为第二材料)。满足这些参数的示例性材料是TPE或EPDM橡胶或满足这些期望参数的等效材料。

此外，密封唇244、246也优选地由低成本、低硬度、非功能性材料形成，例如可能的硬度为约55至约75肖氏硬度A的致密或微致密材料。虽然它不需要与用于互连基部部分和腿的材料相同，但是密封唇可以由相同的材料形成，并且是最显著的，因为它不需要是高功能性材料。

插置在相应的第一腿234和第二腿236以及第一密封唇244和第二密封唇246之间的铰链254、256优选地为高弹性、低压缩永久变形的功能性材料，其具有约55至约75肖氏硬度A的硬度(在此也称为第一材料)。满足这些参数的示例性材料是EPDM橡胶、TPE或满足这些期望规格的等效材料。用于形成铰链254、256的材料比形成玻璃导槽密封条220的横截面轮廓的剩余部分的那些材料显著更贵。很明显，高弹性、低压缩永久变形材料用于铰链254、256受到玻璃导槽密封条220的增加的挠曲和增加的力的区域(如图2中示出和圈出的那些铰链区域)。

由于由高功能性材料形成，因此，应该理解，由于成本增加，轮廓中使用的这种材料的量将被最小化。因此，尽管由于成本的原因，人们普遍希望最小化在玻璃导槽密封条的横截面轮廓中使用的这种材料的量，但是形成铰链254、256的这种材料也有利地在第一腿234和第二腿236中的每一个的整个远端上延伸。每个腿234、236的远端是腿与基部部分232间隔最远的那部分。以这种方式，并且部分出于美学原因，形成铰链254、256的材料完全覆盖第一腿234和第二腿236的远端，使得形成腿和铰链254、256的不同材料之间的过渡部(结合线)不明显，即，腿和铰链之间的界面完全被铰链材料覆盖。由于这个原因，材料延伸到由附图标记254a、256a表示的区域中，即使在这些区域中不需要材料的功能性。

类似地，铰链254、256分别与密封唇244、246之间的界面/结合线254b、256b否则将是明显的，并且有损于美观。然而，在第一密封唇244和第二密封唇246上的低摩擦涂层260、262分别覆盖密封唇的低成本材料和铰链254、256的高成本材料之间的界面/结合线254b、256b。因此，低摩擦涂层260、262在密封唇244、246的表面上延伸，这些表面被设计用于以类似于图1的常规玻璃导槽密封条的方式与窗户204的相对表面滑动密封接合。此外，低摩擦涂层264、266、268优选地沿着第一腿234和第二腿236以及基部部分232的选定区域设置，该选定区域被设计用于与窗户204接合。用于共挤出的低摩擦涂层或滑动涂层260、262、264、266、268的优选材料是硅树脂浸渍的TPE或满足材料参数的等效材料。

还应当理解，将基部部分232与相应的腿234、236连接的互连区域270、272可以由用于形成腿的相同材料形成，或者可以是例如用于形成密封唇244、246的较软的材料。

本书面描述使用示例来描述包括最佳模式的本公开，并且还使得本领域技术人员能够制作和使用本公开。本公开的可专利范围由权利要求限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果这些其他示例具有与权利要求的字面语言没有不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的字面语言具有非实质差异的等同结构元件，则这些其他示例意图在权利要求的范围内。例如，其他车辆密封条或密封件应用可以采用所述特征和利用本公开所获得的优点(例如，在带密封件或切割线密封件中)，或者在不脱离本发明的范围和意图的情况下可以在各种应用中使用更多或更少数量的密封唇。此外，本公开旨在寻求对最初提出用于审查的部件和/或步骤的组合以及权利要求的组合的保护，并且寻求对审查期间的部件和/或步骤的其他组合以及权利要求的组合的潜在保护。

Claims (21)

1.一种密封条组件，所述组件包括：

主体；

从所述主体延伸的至少第一密封唇；和

第一铰链，所述第一铰链插置在所述主体和所述第一密封唇之间，所述铰链由不同于所述第一密封唇的第二材料的第一材料形成，其中所述第一材料具有高弹性、低压缩永久变形特性。

2.根据权利要求1所述的密封条组件，其中，所述主体由不同于所述铰链的所述第一材料的第三材料形成。

3.根据权利要求1所述的密封条组件，还包括接收在所述第一密封唇的至少一部分上的涂层。

4.根据权利要求3所述的密封条组件，其中，所述主体由不同于所述第一材料的第三材料形成。

5.根据权利要求4所述的密封条组件，其中，所述第一材料在所述主体的一部分上延伸，以便覆盖所述第一材料和所述第三材料之间的过渡部。

6.根据权利要求1所述的密封条组件，其中，所述主体由不同于所述第一材料的第三材料形成。

7.根据权利要求6所述的密封条组件，其中，所述第一材料在所述主体的一部分上延伸，以便覆盖所述第一材料和所述第三材料之间的过渡部。

8.根据权利要求1所述的密封条组件，其中，所述第一材料是肖氏硬度为约55A至约75A的高弹性、低压缩永久变形材料。

9.根据权利要求8所述的密封条组件，其中，所述第二材料是肖氏硬度为约55A至约75A的低硬度材料。

10.根据权利要求9所述的密封条组件，其中，所述第三材料是肖氏硬度为约55A至约45D的高硬度、致密或微致密材料。

11.根据权利要求1所述的密封条组件，其中，所述第二材料是肖氏硬度为约55A至约75A的低硬度材料。

12.根据权利要求11所述的密封条组件，其中，所述第三材料是肖氏硬度为约55A至约45D的高硬度、致密或微致密材料。

13.根据权利要求1所述的密封条组件，其中，所述第三材料是肖氏硬度为约55A至约45D的高硬度、致密或微致密材料。

14.根据权利要求1所述的密封条组件，其中，所述密封条组件是玻璃导槽密封条组件，所述玻璃导槽密封条组件在其中接收相关联的窗户边缘，所述主体还具有大致U形构造，所述U形构造包括基部部分和从所述基部部分延伸的第一腿和第二腿，以限定空腔，所述玻璃导槽密封条组件还包括第二密封唇，其中，所述第一密封唇和所述第二密封唇分别从所述第一腿和所述第二腿延伸，所述玻璃导槽密封条组件还包括第二铰链，并且所述第一铰链和所述第二铰链分别插置在所述第一腿和所述第一密封唇之间以及所述第二腿和所述第二密封唇之间，并且所述第二铰链由不同于所述密封唇的所述第二材料的所述第一材料形成。

15.根据权利要求14所述的玻璃导槽密封条组件，还包括第三密封唇，所述第三密封唇从所述第一腿和所述第二腿中的一个延伸，并通过由所述第一材料形成的第三铰链连接到所述第一腿和所述第二腿中的所述一个。

16.一种形成密封条组件的方法，所述方法包括：

形成主体；

提供从所述主体延伸的至少第一密封唇；和

在所述主体和所述第一密封唇之间加入第一铰链，其中所述铰链由不同于所述密封唇的第二材料的第一材料形成，并且所述第一材料具有高弹性、低压缩永久变形特性。

17.根据权利要求16所述的方法，还包括用涂层覆盖所述第一铰链与所述第一密封唇的界面。

18.根据权利要求16所述的方法，其中，所述形成、提供和加入步骤包括共挤出所述主体、密封唇和铰链。

19.根据权利要求16所述的方法，还包括对所述第一材料使用高弹性、低压缩永久变形硬度材料。

20.根据权利要求16所述的方法，还包括对所述第二材料使用低硬度致密或微致密材料，以及对所述第三材料使用高硬度致密或微致密材料。

21.根据权利要求16所述的方法，其中，所述密封条组件形成方法包括形成玻璃导槽密封条组件，其中，所述主体形成步骤包括形成基部部分和从所述基部部分延伸的第一腿和第二腿，以限定空腔，进一步提供第二密封唇，其中，所述第一密封唇和所述第二密封唇分别从所述第一腿和所述第二腿延伸，进一步加入第二铰链，以及将所述第一铰链和所述第二铰链分别插置在所述第一腿和所述第一密封唇之间以及所述第二腿和所述第二密封唇之间，并且所述第二铰链由不同于所述密封唇的所述第二材料的所述第一材料形成。

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