CN114829233A - 隔板部件 - Google Patents

Abstract

本申请涉及用于密封容腔的隔板部件(1)，包括第一结构元件(2)和第二结构元件(3)以及用于在所述第一结构元件(2)与所述第二结构元件(3)之间产生可移动连接的铰链(4)，所述铰链(4)包括配置给所述第一结构元件(2)的第一铰链元件(5)以及配置给所述第二结构元件的第二铰链元件(6)，并且所述第一铰链元件(5)和所述第二铰链元件(6)相对于彼此绕一轴(7)能够移动，其特征在于，所述两个铰链元件(5、6)中的至少一个包括膨胀材料(8)，通过激活能够将所述膨胀材料(8)从初始状态转变成扩展状态，在所述扩展状态中，其用作为所述第一铰链元件(5)与所述第二铰链元件(6)之间的密封胶，并且所述隔板部件(1)利用载体材料和所述膨胀材料(8)以双组分注射模制成形工艺被制造。本申请还涉及用于制造所述隔板部件(1)的方法。

Description

隔板部件

技术领域

本申请涉及用于密封容腔的隔板部件，包括第一结构元件以及第二结构元件以及用于在第一结构元件与第二结构元件之间产生可移动的连接的铰链，所述铰链包括配置给第一结构元件的第一铰链元件以及配置给第二结构元件的第二铰链元件，并且第一铰链元件和第二铰链元件相对于彼此绕一轴能够移动。

背景技术

在汽车领域中，此类隔板部件被用于车体中的容腔的声音和/或液密性密封以及隔离。所述隔板部件通常包括两个或更多个结构元件，两个结构元件分别以能够移动的方式、特别是以能够折叠的方式借助于一个或多个铰链彼此相连。各个结构元件之间的由铰链所导致的移动性一方面用于允许隔板部件可选地被装配在待密封的容腔中。另一方面，这种移动性允许隔板部件在运输和储存的过程中具有与其随后被安装时相比不同的形状。特别地，这种隔板部件可以被平坦地运输和储存，例如尽管其仅仅在安装的过程中才被转换成三维形状。

专利公开文献EP1562788B1公开了一种被称为密封屏障的隔板部件，其可以在车体结构中使用并且包含两个载体，所述两个载体通过铰链彼此相连。这两个载体围绕着周边设有膨胀材料，所述膨胀材料在密封屏障的安装状态中可以从初始状态通过激励被转换成扩展状态，在所述扩展状态中，所述膨胀材料用作为载体与相邻的元件之间的密封材料。铰链被设计为简单的薄膜铰链。薄膜铰链大体上包括单件式薄壁连接部，其经常被设计为接头凹槽，位于结构元件之间。通过使得形成薄膜铰链的材料弯曲并变形而实现移动性。然而，此类薄膜铰链具有不同的不足。它们可以被仅仅加载到有限的程度，并且在薄膜铰链可因脆性和材料疲劳而断裂或破裂之前，通常仅仅相对少数量的运动重复是可能的。另外，在使用薄膜铰链时与使用由多个元件组成的铰链相比，彼此相连的结构元件的运动自由度大体上是受限的。

替代地，在现有技术中还可以使用这样的铰链，所述铰链由相对于彼此可以移动的多个铰链元件组成。此类示例是带式铰链、拱形铰链或者臂式铰链。然而，此类铰链大体上不会在铰链区域中提供任何防水性，这就是为什么此类铰链仅仅在受限的程度上适用于密封容腔的应用场合。

发明内容

本申请的一个目的是提供一种所关注类型的隔板部件(bulkhead part)，其在被安装时提供了抵抗噪音和水汽的非常良好的密封性并且此外具有在铰链区域中的高载荷承载能力。本申请的另一个目的是提供一种制造此类隔板部件的方法。

这些目的通过具有权利要求1的特征的隔板部件以及通过根据权利要求8的用于制造隔板部件的方法得以实现。

从属权利要求的主题涉及本申请的有利设计以及发展。

根据权利要求1，本申请涉及一种用于密封容腔的隔板部件，包括第一结构元件和第二结构元件以及用于在第一结构元件与第二结构元件之间产生可移动连接的铰链，铰链包括配置给第一结构元件的第一铰链元件以及配置给第二结构元件的第二铰链元件，并且第一铰链元件和第二铰链元件绕轴相对于彼此可以移动。根据本申请的隔板部件的特征在于，两个铰链元件中的至少一个包括膨胀材料，通过激活可以将膨胀材料从初始状态转变成扩展状态，在所述扩展状态中，所述材料用作为第一和第二铰链元件之间的密封件，并且隔板部件利用载体材料以及所述膨胀材料以双组分注射模制成形工艺被制造。

换句话说，在本申请中，隔板部件的第一和第二结构元件通过铰链彼此相连，所述铰链由多个相对于彼此可以移动的多个元件组成，所述两个铰链元件中的至少一个包括膨胀材料。膨胀材料可以通过激活从初始状态转变成扩展状态，并且在这种扩展状态中在铰链区域中(特别是在第一铰链元件与第二铰链元件之间)用作为密封件。在一方面中，这种铰链因其由多个元件所形成的原因而提供了高载荷承载能力以及移动自由度。特别地，铰链材料必须被弯折或变形的区域(就像薄膜铰链的情况那样)可以被取消。因为至少一个铰链元件包括膨胀材料(其在被激活时改变至扩展状态并且因而填充和密封铰链区域中的自由空间和间隙)，另一方面，在铰链区域中也提供了优异的密封性、尤其抗水性。根据本申请，利用载体材料和膨胀材料以双组分注射模制成形工艺制造隔板部件。

根据本申请，膨胀材料本身是铰链的一部分。原则上，其具有两种功能：在其初始状态中，其仍未扩展，其作为铰链的一部分有助于两个结构元件相对于彼此的移动性。在扩展状态中，其确保了铰链区域的防水密封性。

例如，膨胀材料可以是这样一种材料，所述材料在被激活时发泡并且在发泡后的状态中固化。例如，所述材料可以是来自于被称为

的产品范围的产品。扩展后的膨胀材料的体积可以是初始状态中的膨胀材料的体积的大约150％至3000％。

根据本申请的一个建议，膨胀材料可以通过热学激活(即通过引入热能)从初始状态转变成扩展状态。例如，在车体构造中，热量的引入可以在KTL炉中实现，喷漆后的元件通过所述KTL炉以使得油漆固化。换句话说，隔板部件首先被安装在车体中以便隔离出(bulkhead)容腔，同时铰链区域中以及可选地针对周围元件的实际密封通过膨胀材料的扩展仅仅在其通过KTL炉之后实现。

替代地，还可以想到激活的其它物理和/或化学形式。

在本申请的一个设计改型中，两个铰链元件中的至少一个整体由膨胀材料组成。铰链元件可以通过在对应的注射模具中将由载体材料制成的相关的结构元件的一部分与膨胀材料包覆模制成形而制造。

根据本申请的另一个实施例，两个铰链元件包括膨胀材料。原则上，还可以想到的是两个铰链元件整体由膨胀材料制成。

第一铰链元件和第二铰链元件可以绕之相对于彼此能够移动的轴在本申请的一个实施例中可以包括载体材料。所述轴可以整体由载体材料制成。例如，载体材料可以是聚酰胺或可比得上的材料。轴可以由载体材料被形成为第一铰链元件的一部分，同时完全地或部分地形成第二铰链元件的膨胀材料在双组分注射成形工艺中围绕着轴被注射成形。

根据本申请的另一个建议，第一铰链元件和第二铰链元件可以绕之相对于彼此能够移动的轴包括膨胀材料。轴可以完全由膨胀材料组成。

由载体材料和/或膨胀材料所制成的轴能够以销的形状被设计，并且具有圆形横截面。替代地，所述轴的横截面还可以是任何多边形、特别是三角形或方形。这样，利用铰链元件中的至少一个的灵活性，可以产生网格功能(grid function)从而在通过铰链彼此相连的两个结构元件之间可以设定优选的对正。原则上，轴可以具有任何横截面形状，例如其还可以具有恒定的厚度。轴的横截面形状也可以是齿轮形，具有围绕着横截面的周边分布的各个齿和/或锁定件。由于齿和/或锁定件的特定的形状，再次利用铰链元件中的至少一个的灵活性，可以建立两个铰链元件之间的优选对正和/或优选旋转方向。

另外，通过选择载体材料和/或膨胀材料的表面粗糙度，可以影响使得两个结构元件相对于彼此移动所需的力。表面粗糙度越大，则两个铰链元件之间的摩擦就越大并且移动所需的力就越大。

根据权利要求8，本申请还涉及用于以双组分注射模制成形工艺来制造这种隔板部件的方法，包括以下步骤：

提供载体材料；

利用注射模制成形工艺在注射模具中由载体材料模制成形结构元件和铰链元件的不由膨胀材料组成的部分；

提供膨胀材料；

以注射模制成形工艺用膨胀材料将结构元件包覆成形，特别地因而形成包括膨胀材料的铰链元件；

从注射模具中取出隔板部件。

换句话说，在根据本申请的方法中，为了形成隔板部件，在合适的模具中由载体材料、例如由聚酰胺注射模制成形结构元件以及结构元件的非由膨胀材料组成的部分。在随后的方法步骤中，结构元件和铰链元件利用膨胀材料被包覆成形，特别地包括膨胀材料的铰链元件被形成。各元件超过铰链区域地利用膨胀材料被优选地完全包覆成形。最终，隔板部件从注射模具被取出。结构元件以及可选地铰链元件可以由载体材料在于随后用膨胀材料进行包覆成形的同一注射模具中被形成。然而，不同的形状也可以用于结构元件的注射模制成形以及利用膨胀材料的随后包覆成形。

原则上，取决于所使用的材料，根据本申请还可以首先注射由膨胀材料制成的元件并且然后用于载体材料在同一或不同的注射模具中包覆成形它们。

这样设计的隔板部件具有这样的优点，其可以在运输和存储的过程中具有比在其随后安装时不同的形状。由于铰链的坚固设计，两个结构元件之间的任何角度设定以及任何数量的铰链的致动是可行的。在隔板部件已经被安装用于隔离容腔并且膨胀材料已经扩展(例如通过引入热量)之后，隔板部件在铰链区域中并且相对于相邻的元件都是非常紧的。

附图说明

以下基于实施例并参照附图更加详细地解释本申请，其中：

图1是处于平坦朝向的根据本申请的隔板部件的铰链区域的立体图，膨胀材料是在初始状态中；

图2示出了处于枢转朝向的图1的铰链区域，膨胀材料是在初始状态中；

图3示出了图2的铰链区域，膨胀材料已经被转变到扩展状态中；

图4是铰链区域的设计改型的示意性剖视图；

图5是铰链区域的替代设计改型的示意性剖视图；

图6示出了利用双组分注射模制成形工艺产生的轨道，所述轨道允许两个元件相对于彼此移动。

具体实施方式

图1示出了根据本申请的隔板部件的区段，其整体上由附图标记1表示，所述隔板部件包括第一结构元件2和第二结构元件3以及用于在第一结构元件2与第二结构元件3之间产生可移动连接的铰链4。图1至3的图示示出了仅仅铰链区域以及结构元件2和3的邻接的区域。结构元件2和3在它们的全范围中并未示出。

隔板部件1例如可以用于密封本体内的容腔。由于通过铰链4所实现的结构元件2和3之间的可移动连接，所以隔板部件1可以例如以如图1所示的平坦、平整定向被制造、被运输和被存储，而为了安装，第二结构元件3可以相对于第一结构元件2枢转任一角度；见图2和3。利用注射模制成形工艺，由载体材料、例如由聚酰胺形成结构元件2和3。

铰链4包括配置给第一结构元件2的第一铰链元件5以及配置给第二结构元件3的第二铰链元件6。铰链元件5和6绕轴7相对于彼此可以移动。在如图1至3所示的实施例中，轴7被设计为第一铰链元件5的一部分。第一铰链元件5及其轴7由载体材料制成。轴7是销形状的，并且具有圆形横截面。

第二铰链元件6整体由膨胀材料8制成。膨胀材料8具有这样的特性，即在通过引入热量被激活时从其尚未扩展的初始状态转变成扩展状态。在图1和2的图示中，膨胀材料8(整体第二铰链元件6由所述膨胀材料形成)被示出处于其初始状态中。在该初始状态中，材料具有足够的强度以用作为铰链部件6。在如图1所示的实施例中，不仅是由膨胀材料8制成的第二铰链元件6还有间隙9也在第一结构元件2所在的区域中设有膨胀材料8。

例如，图3示出了已经通过KTL炉的隔板部件1。膨胀材料8通过引入热量已经从其如图1和2所示的初始状态改变至扩展状态。膨胀材料8被扩展，从而其现在用作为第一结构元件2与第二结构元件3之间的密封材料。特别地，其密封铰链区域，即其透过铰链区域中的自由空间和间隙并且填充它们从而与第二铰链元件6相对的第一铰链元件5(在隔板部件1被安装时)被完全密封抵抗水汽和噪音。

隔板部件1利用载体材料以及膨胀材料8以双组分注射模制成形工艺被制造。为此目的，载体材料例如聚酰胺被首先提供，由所述载体材料在注射模具中形成第一结构元件2、第二结构元件3和并不由膨胀材料8组成的铰链元件5(包含轴7)。在随后的方法步骤中，膨胀材料8被提供，并且结构元件2、3利用膨胀材料8被包覆成形。特别地，第二铰链元件6通过包覆成形第一铰链元件5和轴7被形成。在与模制成形结构元件2、3的同一注射模具中或不同的注射模具中可以实现利用膨胀材料8的包覆成形。最后，最终的隔板部件1从注射模具中取出。

图4和5是带有第一铰链元件5和第二铰链元件6的铰链4的区域的不同设计改型的示意性剖视图。图4示出了具有圆形横截面的轴7，而图5示出了具有三角形横截面的轴7。在两种情况中，轴7可以基本上由载体材料制成，所述载体材料然后用膨胀材料8被包覆成形以形成第二铰链元件6，如根据图1至3的实施例改型所示。替代地，轴7还可以整体地或部分地由膨胀材料8制成。在这种情况中，第一铰链元件5具有圆形凹部10或者三角形凹部11；在第一铰链元件5被包覆成形时，膨胀材料8被注射成形从而其延伸穿过凹部10或11并且可以在该区域中比轴7更晚地起作用。

图6示出了将两个结构元件(在此未示出)相对于彼此对正和密封的另一可能性。在这种情况中，借助于利用双组分注射模制成形工艺制成的轨道12来实现对正，轨道12允许第一轨道元件13与第二轨道元件14之间的相对滑动。第一轨道元件13转而由载体材料、例如由聚酰胺制成，而第二轨道元件14由膨胀材料8制成。这里，同样，两个轨道元件13、14可以在膨胀材料8的初始状态中相对于彼此移动。在已经建立期望的对正后，膨胀材料8可以通过引入热量被转变成扩展的状态并且用作为密封材料。通过将第一轨道元件13首先由载体材料被注射并且然后这利用膨胀材料8被包覆成形以形成第二轨道元件14，以双组分注射模制成形工艺来实现制造。

Claims (8)

1.一种用于密封容腔的隔板部件(1)，包括第一结构元件(2)和第二结构元件(3)以及用于在所述第一结构元件(2)与所述第二结构元件(3)之间产生可移动连接的铰链(4)，所述铰链(4)包括配置给所述第一结构元件(2)的第一铰链元件(5)以及配置给所述第二结构元件的第二铰链元件(6)，并且所述第一铰链元件(5)和所述第二铰链元件(6)相对于彼此绕一轴(7)能够移动，其特征在于，所述两个铰链元件(5、6)中的至少一个包括膨胀材料(8)，通过激活能够将所述膨胀材料(8)从初始状态转变成扩展状态，在所述扩展状态中，其用作为所述第一铰链元件(5)与所述第二铰链元件(6)之间的密封件，并且所述隔板部件(1)利用载体材料和所述膨胀材料(8)以双组分注射模制成形工艺被制造。

2.根据权利要求1所述的隔板部件(1)，其特征在于，所述膨胀材料(8)能够通过热学激活从初始状态转变成扩展状态。

3.根据权利要求1或2所述的隔板部件(1)，其特征在于，所述两个铰链元件(5、6)中的至少一个整体由膨胀材料(8)组成。

4.根据权利要求1至3任一所述的隔板部件(1)，其特征在于，两个铰链元件(5、6)都包括膨胀材料(8)。

5.根据权利要求1至4任一所述的隔板部件(1)，其特征在于，所述第一铰链元件(5)和所述第二铰链元件(6)绕之能够彼此相对移动的轴(7)包括载体材料。

6.根据权利要求1至5任一所述的隔板部件(1)，其特征在于，所述第一铰链元件(5)和所述第二铰链元件(6)绕之能够彼此相对移动的轴(7)包括膨胀材料(8)。

7.根据权利要求1至6任一所述的隔板部件(1)，其特征在于，所述轴(7)具有成角的横截面、特别是三角形或方形横截面。

8.一种用于以双组分注射模制成形工艺制造根据权利要求1至7任一所述的隔板部件(1)的方法，包括以下步骤：

提供载体材料；

利用注射模制成形工艺在注射模具中由所述载体材料模制成形结构元件(2、3)以及铰链元件(5、6)的非由膨胀材料(8)组成的部分；

提供膨胀材料(8)；

以所述注射模制成形工艺用所述膨胀材料(8)包覆成形所述结构元件(2、3)，尤其因而形成包括所述膨胀材料的铰链元件(6)；

从所述注射模具取出隔板部件(1)。

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