CN113165698A - 具有集成止挡装置的加强件 - Google Patents
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Abstract
一种结构加强件包括：刚性聚合物结构，所述刚性聚合物结构具有纵轴并包括第一部分和第二部分，所述第一部分具有用于将所述结构连接到次要表面的开口，所述第二部分包括止挡装置，所述止挡装置具有延伸超出所述结构的任何其他表面的末端；用于定位在所述开口中的紧固装置；与所述第一部分和所述第二部分中的一个或多个相关的粘合剂；其中，所述第二部分的至少一部分位于相对于所述第一部分所在的平面倾斜的平面中。
Description
技术领域
本教导总体上涉及腔室的加强，并且更具体地涉及使用具有相关的可活化的(例如，可膨胀的)材料和一体地形成的支撑结构的结构加强件来加强车辆腔室。
背景技术
近年来已经看到越来越多地在整个运输车辆的各个位置使用结构加强件，其中车辆腔体通常装配有有助于控制碰撞变形的结构加强件。对于某些应用，将载体结构与诸如可膨胀粘合剂材料之类的次要材料结合用作部分加强件已变得普遍。参见，例如，第6,932,421；6,921,130；6,920,693；6,890,021；和6,467,834号美国专利均出于所有目的通过引用并入本文。
汽车发动机罩结构沿发动机室的侧面需要支柱(通常称为防撞挡块)。这些防撞挡块通常安装在结构加强件上。该安装过程需要额外的紧固件和额外的组装步骤，以将防撞挡块固定到结构加强件上。
因此，期望提供一体的结构加强件和防撞挡块，以消除对用于将防撞挡块附接到加强件的附加紧固件的需要以及附加的组装步骤。
发明内容
本发明的教导通过本文所述的改进的装置满足上述需求中的一个或多个。
在一个方面，本教导涉及一种包括刚性聚合物结构的结构加强件。刚性聚合物结构具有纵轴并包括第一部分和第二部分。第一部分具有用于将该结构连接至次要表面的开口。第二部分包括止挡装置。止挡装置具有延伸到该结构的任何其他表面之外的末端。该结构加强件可包括用于定位在开口中的紧固装置和与第一部分和第二部分中的一个或多个相关的粘合剂。第二部分的至少一部分位于相对于第一部分所在的平面倾斜的平面中。
一个或多个孔可形成在第一部分和第二部分两者中。孔可由沿基本上垂直于刚性聚合物结构的纵轴的方向布置的多个肋形成。加强件可适于定位在车辆中，使得止挡装置接触车辆的金属结构，而加强件的剩余部分基本上不与车辆的金属结构发生任何接触。粘合剂可定位成与止挡装置接触的位置。止挡装置可包括盖部和轴部。盖部的直径大于轴部的直径。止挡装置可以可移除地附接到第二部分。止挡装置可与第二部分一体地形成。止挡装置可以是可调节的。一旦附接至第二部分，止挡装置就可以被固定。
粘合剂可被活化以发泡、固化或其任何组合。第一部分和第二部分中的每个可包括由一个或多个肋形成的一个或多个孔。紧固装置可与刚性聚合物结构分开地形成。紧固装置可以是带螺纹的。紧固装置可选自夹具、销、螺钉、焊缝、树形紧固件或其某种组合。紧固装置可完全延伸穿过顶表面和底表面。
刚性聚合物结构可包括顶表面和底表面。底表面基本上没有任何孔或肋。底表面可以是基本上平坦的。第一部分和第二部分中的一个或多个可包括弯曲的壁。第一部分可包括弯曲的壁。第二部分基本上没有任何弯曲的壁。止挡装置可以是汽车面板的支撑件。止挡装置可以是汽车发动机罩结构的支撑件。
本文所公开的装置被设计成加强车辆部分，同时还包括用于防止车辆结构之间的不期望的接触的集成止挡装置。
附图说明
图1是根据本教导的说明性加强件的侧视立体图。
图2是图1的加强件的仰视立体图。
图3是图1的加强件的俯视立体图。
图4是图1的加强件的仰视立体图。
具体实施方式
本教导通过本文所述的改进的装置和方法满足上述需求中的一个或多个。本文提出的解释和说明旨在使本领域的其他技术人员熟悉其教导、原理和实际应用。本领域技术人员可以以最适合特定用途的要求的多种形式来适应和应用这些教导。因此，所阐述的本教导的具体实施方式不旨在是本教导的穷举或限制。因此，不应参考以上描述来确定教导的范围，而应参考所附权利要求书以及权利要求书所享有的等同方案的全部范围来确定本教导的范围。出于所有目的，通过引用将包括专利申请和出版物的所有文章和参考文献的公开内容纳入本文。其他组合也是可能的，如将从所附权利要求书中收集的，这些组合也通过引用并入本文。
本申请要求于2018年12月3日提交的第62/774,578序列号美国临时申请的优先权，该申请的内容通过引用合并于此以用于所有目的。
本文提出的教导设想了一种独特的方法，用于提供集成的结构加强装置和防撞挡块，从而不需要额外的紧固件。紧固件的使用存在在某些时候紧固件可能失效的风险。结果，期望一种避免需要附加紧固件的装置。
集成加强装置包括刚性聚合物结构。刚性聚合物结构可由可模制或可挤出的材料形成。这种材料可以是任何聚合物材料。刚性聚合物结构可包括聚酰胺材料。刚性聚合物结构可通过拉挤成型工艺形成。聚合物材料可以是加强的聚合物材料。例如，聚合物材料可以是纤维加强材料。纤维可选自织造纤维或非织造纤维。纤维可形成纤维垫。聚合材料可以是聚氨酯。聚合材料可以是热固性材料。聚合材料可以是热塑性材料。聚合材料可以是热塑性环氧材料。聚合材料可以是纤维加强的热塑性环氧树脂材料。聚合材料可形成复合(例如，层状)结构。
刚性聚合物结构可由一种或多种不同的材料形成。刚性聚合物结构可包括模制部分和拉挤部分。刚性聚合物结构可包括包覆模制在第二材料周围的第一材料。刚性聚合物结构可包括拉挤部分和围绕拉挤部分的至少一部分包覆模制的材料。
可选的粘合剂可位于刚性聚合物结构的一个或多个部分上。粘合剂可以是可活化的粘合剂。粘合剂可被活化以膨胀、固化或其某种组合。粘合剂可以是粘合剂、加强材料和/或密封剂材料中的一种或某种组合。粘合剂可以是在暴露于约148.89℃至约204.44℃(约300°F至约400°F)之间的温度时经历膨胀和/或固化的材料(即，在汽车喷漆或涂层操作中通常经历的温度)。粘合剂可以是室温固化的粘合剂。粘合剂可以是两部分粘合剂，其在两部分之间接触时或在期望的打开时间后固化。粘合剂可发泡(例如，膨胀)到相对于原始未展开(例如，绿色状态)体积大于至少5％，大于至少50％，大于至少200％，大于至少1000％，大于至少2000％，大于或高于至少5000％的体积。粘合剂可基本上没有任何泡沫。
粘合剂材料可以是基于环氧树脂的材料，例如在第5884960；6,348,513；6,368,438；6,811,864；7,125,461；7,249,415号美国专利；和第2004/0076831号美国专利公开中公开的那些，这些专利出于所有目的在此通过引用并入本文。
本文所述的集成加强装置可形成有一个或多个孔结构。该一个或多个孔结构可由垂直于部件的纵轴延伸的多个肋形成。该一个或多个孔结构可由平行于部件的纵轴延伸的多个肋形成。该一个或多个孔结构可由垂直于和平行于部件的纵轴延伸的多个肋形成。每个孔可包括垂直于一个或多个肋形成的底壁，以形成孔的底板。部件可包括至少两个孔、至少三个孔、至少四个孔、或甚至至少五个孔。一个或多个孔可包括粘合剂材料。一个或多个孔可基本上不含任何粘合剂材料。
集成加强装置可包括多个肋结构。更具体地说，装置的某些部分可仅在单个表面上(例如，仅在顶表面或仅在底表面上)包括肋。装置的某些部分可以是基本上平坦的并且基本上没有任何肋结构。作为一个示例，第一表面可形成为包括多个肋结构，而基本上与第一表面相对的次要表面可以是平坦的并且没有任何肋结构。加强装置可包括至少两个基本上没有任何肋结构的表面。加强装置可包括至少三个基本上没有任何肋结构的表面。
加强装置可连接至车辆的次要部件或者甚至与车辆的次要部件一体形成。次要部件可以是支撑结构。支撑结构可支撑车辆的一个或多个面板部分。支撑结构可支撑门板、引擎盖板、顶板或行李箱板。支撑结构可以是止挡装置。支撑结构可以是保险杠止挡装置。
还可能的是，粘合剂材料可仅位于装置的选定表面上。例如，粘合剂材料可位于装置的一部分的顶表面或底表面上。粘合剂材料可位于不带有任何肋结构的部分的表面上。
肋的布置、孔结构的位置、粘合剂材料的位置或这些变量的某种组合提供了一种装置，其中该装置的选定部分不太可能弯曲和/或破裂。作为示例，孔结构的位置可防止裂缝从装置的第一部分行进至装置的第二部分。
集成的加固装置可包括用于将装置连接至车辆腔室的紧固件，从而使止挡装置接触车辆的次级结构。紧固件可以是能够将集成加强装置连接到车辆结构的任何紧固装置或粘合剂。它可以是螺钉、树形紧固件、摩擦配合紧固件、销或其某种组合。紧固件可以是粘合剂。粘合剂可以以膜、糊剂的形式施涂，或者可挤出或模制到加强装置上。
还可将各种现有的车辆装置与加强结构集成在一起。这样的集成可最小化安装步骤，最小化对附加紧固件的需求，并且可在任何可能损坏车辆的事故或其他事件期间帮助稳定和/或保护车辆装置免受损坏。集成加强装置可包括用于容纳集成车辆装置的开口。集成车辆装置可与刚性聚合物结构一体地模制、挤出或拉挤。
止挡装置可包括盖部和轴部。盖部的直径可以是轴部的直径的至少两倍、至少三倍、甚至至少四倍。
例如，如图1至图4所示，示出了具有刚性聚合物结构12的加强结构10。刚性聚合物结构12包括第一部分12a和第二部分12b。第二部分包括止挡装置14。止挡装置14包括盖部16和轴部18。紧固装置20适于将加强结构附接至次要表面(未示出)。聚合物结构12包括在垂直于聚合物结构12的纵轴的方向上的多个垂直肋22和在平行于聚合物结构12的纵轴的方向上的多个平行肋24。肋沿聚合物结构12形成多个孔26。
刚性聚合物结构12包括第一基本上平坦的表面28。第一平坦表面28与包括垂直和平行肋22、24的表面相对。刚性聚合物结构12包括第二基本上平坦的表面32。第二基本上平坦的表面32与第一平坦表面28基本上垂直地布置。刚性聚合物结构12包括弯曲表面34。弯曲表面34与第一平坦表面28基本上垂直地布置。
刚性聚合物结构可通过注射成型步骤形成。可通过第二模制工艺(例如，两次注射模制工艺)将粘合剂材料施涂到刚性聚合物结构上，由此将粘合剂材料注射模制到基础加强结构上。刚性聚合物结构可通过挤出或拉挤步骤形成。粘合剂可作为轴向施涂过程的一部分来施涂。可使用微型施涂器(微型挤出装置)将粘合剂挤出到聚合物结构上。
除非另有说明，否则本文描述的各种结构的尺寸和几何形状不意图限制本发明，并且其他尺寸或几何形状也是可能的。多个结构部件可由单个集成结构提供。可替代地，单个集成结构可被划分为单独的多个部件。另外，尽管本发明的特征可能仅在所示实施例之一的背景下进行了描述，但是对于任何给定的应用，这种特征可与其他实施例的一个或多个其他特征相结合。从上面还将认识到，本文独特结构的制造及其操作也构成了根据本发明的方法。
已经公开了本发明的优选实施例。然而，本领域普通技术人员将意识到，某些修改将落入本发明的教导内。因此，应研究所附权利要求书以确定本发明的真实范围和内容。
本文提出的解释和说明旨在使本领域的其他技术人员熟悉本发明、其原理和其实际应用。本领域技术人员可以以最适合特定用途的要求的多种形式来适应和应用本发明。因此，所阐述的本发明的特定实施例不旨在是本发明的穷举或限制。因此，本发明的范围不应参考上面的描述来确定，而应参考所附权利要求书以及与权利要求书等同的全部范围来确定。出于所有目的，通过引用将包括专利申请和出版物的所有文章和参考文献的公开内容纳入本文。其他组合也是可能的，如将从所附权利要求书中收集的，这些组合也通过引用并入本文。
Claims (22)
1.一种结构加强件，包括：
i)刚性聚合物结构，所述刚性聚合物结构具有纵轴并包括第一部分和第二部分，所述第一部分具有用于将所述结构连接到次要表面的开口，所述第二部分包括止挡装置，所述止挡装置具有延伸超出所述结构的任何其他表面的末端；
ii)用于定位在所述开口中的紧固装置；
iii)与所述第一部分和所述第二部分中的一个或多个相关的粘合剂；
其中，所述第二部分的至少一部分位于相对于所述第一部分所在的平面倾斜的平面中。
2.根据权利要求1所述的结构加强件，包括在所述第一部分和所述第二部分两者中形成的一个或多个孔。
3.根据权利要求2所述的结构加强件，其中，所述孔由沿基本上垂直于所述刚性聚合物结构的纵轴的方向布置的多个肋形成。
4.根据前述权利要求中任一项所述的结构加强件，其中，所述加强件适于定位在车辆中，使得所述止挡装置接触所述车辆的金属结构，并且所述加强件的剩余部分基本上不与所述车辆的所述金属结构发生任何接触。
5.根据前述权利要求中任一项所述的结构加强件，其中，所述粘合剂被定位成与所述止挡装置接触。
6.根据前述权利要求中任一项所述的结构加强件，其中，所述止挡装置包括盖部和轴部，并且所述盖部的直径大于所述轴部的直径。
7.根据前述权利要求中任一项所述的结构加强件，其中，所述止挡装置可移除地附接到所述第二部分。
8.根据前述权利要求中任一项所述的结构加强件，其中，所述止挡装置与所述第二部分一体地形成。
9.根据前述权利要求中任一项所述的结构加强件，其中，所述止挡装置是可调节的。
10.根据前述权利要求中任一项所述的结构加强件，其中，所述止挡装置一旦附接到所述第二部分就被固定。
11.根据前述权利要求中任一项所述的结构加强件，其中，所述粘合剂被活化以发泡、固化或其任意组合。
12.根据前述权利要求中任一项所述的结构加强件，其中，所述第一部分和所述第二部分中的每个包括由一个或多个肋形成的一个或多个孔。
13.根据前述权利要求中任一项所述的结构加强件，其中，所述紧固装置与所述刚性聚合物结构分开地形成。
14.根据前述权利要求中任一项所述的结构加强件，其中，所述紧固装置是带螺纹的。
15.根据前述权利要求中任一项所述的结构加强件，其中，所述紧固装置选自夹具、销、螺钉、焊缝、树形紧固件或其某种组合。
16.根据前述权利要求中任一项所述的结构加强件，其中，所述刚性聚合物结构包括顶表面和底表面，并且所述底表面基本上没有任何孔或肋。
17.根据权利要求16所述的结构加强件，其中，所述底表面是基本上平坦的。
18.根据权利要求16或权利要求17所述的结构加强件，其中，所述紧固装置完全延伸穿过所述顶表面和所述底表面。
19.根据前述权利要求中任一项所述的结构加强件，其中，所述第一部分和所述第二部分中的一个或多个包括弯曲的壁。
20.根据前述权利要求中任一项所述的结构加强件，其中，所述第一部分包括弯曲的壁，并且所述第二部分基本上没有任何弯曲的壁。
21.根据前述权利要求中任一项所述的结构加强件，其中，所述止挡装置是用于汽车面板的支撑件。
22.根据前述权利要求中任一项所述的结构加强件，其中，所述止挡装置是用于汽车发动机罩结构的支撑件。
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