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Ein Strukturbefestigungseinsatz

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Publication number
DE202008004982U1
DE202008004982U1 DE200820004982 DE202008004982U DE202008004982U1 DE 202008004982 U1 DE202008004982 U1 DE 202008004982U1 DE 200820004982 DE200820004982 DE 200820004982 DE 202008004982 U DE202008004982 U DE 202008004982U DE 202008004982 U1 DE202008004982 U1 DE 202008004982U1
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DE
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Grant
Patent type
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DE200820004982
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Zephyros Inc
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Zephyros Inc
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16B11/00Connecting constructional elements or machine parts by sticking or pressing them together, e.g. cold pressure welding
    • F16B11/006Connecting constructional elements or machine parts by sticking or pressing them together, e.g. cold pressure welding by gluing
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E05LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05DHINGES OR OTHER SUSPENSION DEVICES FOR DOORS, WINDOWS OR WINGS
    • E05D5/00Construction of single parts, e.g. the parts for attachment
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
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    • E05Y2600/00Mounting or coupling arrangements for elements provided for in this subclass
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    • E05Y2600/52Toolless
    • E05Y2600/526Glueing or cementing
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E05LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05YINDEXING SCHEME RELATING TO HINGES OR OTHER SUSPENSION DEVICES FOR DOORS, WINDOWS OR WINGS AND DEVICES FOR MOVING WINGS INTO OPEN OR CLOSED POSITION, CHECKS FOR WINGS AND WING FITTINGS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, CONCERNED WITH THE FUNCTIONING OF THE WING
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    • Y10T428/24273Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including aperture
    • Y10T428/24322Composite web or sheet
    • Y10T428/24331Composite web or sheet including nonapertured component

Abstract

Strukturbefestigungseinsatz zur Verwendung während des Befestigens eines ersten und zweiten Glieds, wobei die Strukturbefestigungskomponente zwischen den Verbindungsgebieten des ersten und zweiten Glieds platziert ist und konfiguriert ist, sie gegenüber der Umgebung abzudichten, wobei der Strukturbefestigungseinsatz Folgendes umfasst:
ein Basisglied, das konfiguriert ist zur Anordnung in einem Verbindungsgebiet zwischen dem ersten und zweiten Glied, wobei das Basisglied mehrere sich dort hindurch erstreckende Öffnungen definiert;
ein wärmeaktivierbares Material, das über mindestens einem Abschnitt des Strukturgittermaterials und in den dort hindurch ausgebildeten Öffnungen gekapselt ist, wobei das wärmeaktivierbare Material aus einem biegbaren Material ausgebildet ist,
wobei beim Befestigen des ersten und zweiten Glieds das wärmeaktivierbare Material sich verschiebt, um einen direkten Kontakt zwischen dem Basisglied und sowohl dem ersten als auch dem zweiten Glied zu gestatten,
wobei bei Einwirkung von Wärme das wärmeaktivierbare Material expandiert, um das Basisglied und das Verbindungsglied zwischen dem ersten und zweiten Glied abzudichten.

Description

  • BEANSPRUCHUNG DER PRIORITÄT
  • [0001]
    Die vorliegende Anmeldung beansprucht den Vorzug der Einreichungsdaten der am 30. Januar 2007 eingereichten vorläufigen US-Anmeldung mit der laufenden Nr. 60/887,287, der am 23. Juli 2007 eingereichten vorläufigen US-Anmeldung mit der laufenden Nr. 60/951,327 und der am 4. Januar 2008 eingereichten US-Anmeldung mit der laufenden Nr. 11/969,389, die für alle Zwecke durch Bezugnahme hierdurch aufgenommen sind.
  • ERFINDUNGSGEBIET
  • [0002]
    Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren und Einrichtungen für den Schutz von zwei oder mehr verbundenen Komponenten gegenüber Korrosion, dem Lösen von Befestigungsmitteln (z. B. Drehmomentabfall) oder beidem.
  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • [0003]
    Seit vielen Jahren entwickelt die Industrie Abdichtungsmaterialien und Strukturmaterialien, die zwischen Oberflächen von Gliedern angeordnet werden können, um die Exposition jener Oberflächen gegenüber Umgebungen zu begrenzen und/oder das Verbinden der Oberflächen miteinander zu unterstützen. Solche Materialien sind jedoch mit Mängeln behaftet. Als ein Beispiel können die Expansions-/Kontraktionscharakteristiken der Materialien während einer Exposition gegenüber Temperaturabweichungen die Fähigkeit der Materialien zum Abdichten begrenzen und/oder Materialien degradieren. Als weiteres Beispiel können solche Materialien die Fähigkeit von Gliedern begrenzen, aneinander angebracht zu werden, oder eine begrenzte Fähigkeit aufweisen, die Anbringung von Gliedern aneinander zu verbessern. Somit stellt die vorliegende Erfindung einen Einsatz bereit, der als eine Abdichtung, ein Strukturklebematerial, als beides oder dergleichen dient, wobei das Material das Überwinden einer der oben erwähnten Mängel oder anderer Mängel zumindest unterstützt.
  • KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • [0004]
    Dementsprechend wird ein Strukturbefestigungseinsatz offenbart, der während des Befestigens eines ersten und zweiten Glieds verwendet werden kann. Der Strukturbefestigungseinsatz wird in der Regel zwischen den Verbindungsgebieten des ersten und zweiten Glieds platziert und ist konfiguriert, diese gegenüber der Umgebung abzudichten. Der Strukturbefestigungseinsatz enthält in der Regel ein Basisglied (z. B. ein Glied, das aus einem Strukturgittermaterial ausgebildet ist), das so geformt ist, dass es der Gestalt des Verbindungsgebiets zwischen dem ersten und zweiten Glied entspricht, und ein wärmeaktivierbares Material, das zumindest über einem Abschnitt des Strukturgittermaterials gekapselt ist. Bei einer Ausführungsform kann das Basisglied mehrere sich dort hindurch erstreckende Öffnungen aufweisen, und die Öffnungen können gegebenenfalls gleichermaßen geformt und beabstandet sein. Das wärmeaktivierbare Material kann innerhalb der Öffnungen angeordnet sein und ist in der Regel auch aus einem biegbaren Material ausgebildet. Beim Befestigen des ersten und zweiten Glieds wird das wärmeaktivierbare Material in der Regel verschoben, um einen direkten Kontakt zwischen dem Basisglied und sowohl dem ersten als auch dem zweiten Glied zu gestatten. Bei Einwirken von Hitze expandiert das wärmeaktivierbare Material außerdem in der Regel, um die durch das Basisglied ausgebildeten Öffnungen zu füllen und das Basisglied und die Verbindungsgebiete des ersten und zweiten Glieds abzudichten.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • [0005]
    1 veranschaulicht eine Draufsicht auf eine Konfiguration des Strukturbefestigungseinsatzes gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung.
  • [0006]
    2 veranschaulicht eine Querschnittsansicht des in 1 gezeigten Struktureinsatzes mit dem Zusatz eines ersten und eines zweiten Glieds vor dem Verbinden gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung.
  • [0007]
    3 veranschaulicht eine vergrößerte Ansicht des in 2 gezeigten Strukturbefestigungseinsatzes.
  • [0008]
    4 veranschaulicht den in 3 gezeigten Strukturbefestigungseinsatz nach dem Verbinden der beiden Komponenten.
  • [0009]
    5 veranschaulicht den in 4 gezeigten Strukturbefestigungseinsatz nach der Aktivierung eines verfügbaren Materials gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung.
  • [0010]
    6 veranschaulicht eine Querschnittsansicht ähnlich der in 5 gezeigten, aber stattdessen durch ein zum Verbinden der beiden Glieder verwendetes Befestigungsmerkmal.
  • [0011]
    7 veranschaulicht ein Beispiel einer Anwendung des Strukturbefestigungseinsatzes gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung.
  • [0012]
    8 veranschaulicht eine Draufsicht auf eine andere Konfiguration des Strukturbefestigungseinsatzes gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung.
  • [0013]
    9 veranschaulicht eine Querschnittsansicht des in 8 gezeigten Struktureinsatzes.
  • [0014]
    10 veranschaulicht eine vergrößerte Querschnittsansicht von 9.
  • [0015]
    11 veranschaulicht den in 10 gezeigten Strukturbefestigungseinsatz nach dem Verbinden der beiden Komponenten.
  • [0016]
    12 veranschaulicht den in 11 gezeigten Strukturbefestigungseinsatz nach der Aktivierung eines verfügbaren Materials gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung.
  • [0017]
    13 veranschaulicht eine Draufsicht auf eine andere Konfiguration des Strukturbefestigungseinsatzes gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung.
  • [0018]
    14 veranschaulicht eine Querschnittsansicht des in 13 gezeigten Struktureinsatzes.
  • [0019]
    15 veranschaulicht eine vergrößerte Querschnittsansicht von 14.
  • [0020]
    16 veranschaulicht den in 15 gezeigten Strukturbefestigungseinsatz nach dem Verbinden der beiden Komponenten.
  • [0021]
    17 veranschaulicht den in 16 gezeigten Strukturbefestigungseinsatz nach der Aktivierung eines verfügbaren Materials gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • [0022]
    Die vorliegende Erfindung gründet auf Verfahren und Einrichtungen zum formschlüssigen Befestigen von Strukturgliedern, während gleichzeitig die Exposition solcher Glieder gegenüber Umgebungsbedingungen, die möglicherweise zu Korrosion führen, verhindert oder im Wesentlichen begrenzt wird. Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird dies durch die Verwendung eines Einsatzes 10 erzielt, der zwischen einem ersten und zweiten Glied 12, 14 vor dem Verbinden derselbigen platziert wird. Der Einsatz enthält ein formschlüssiges Anordnungsmerkmal zum Beibehalten eines Abstands zwischen dem ersten und zweiten Glied und eine Dichtungsmasse, die konfiguriert sein kann, einen offenen Raum zwischen dem ersten und zweiten Glied zu füllen, den Einsatz und mit dem Einsatz kontaktierende Abschnitte des ersten und zweiten Glieds zu umgeben oder beides. Die Dichtungsmasse kann aktivierbar, biegbar oder beides sein, um sowohl den Einsatz als auch die kontaktierenden Abschnitte 16, 18 der Strukturglieder gegenüber der Umgebung abzudichten.
  • [0023]
    Ein zusätzlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass sie einen Drehmomentabfall oder das Lösen von Befestigungsmitteln während einer Temperaturwechselbelastung oder anderweitig der verbundenen Glieder im Wesentlichen begrenzt oder verhindert. Als Beispiel: Während wiederholter Zyklen der Erwärmung und Abkühlung expandieren und kontraktieren typische Abdichtungseinrichtungen aufgrund der Temperaturänderung. Da das in diesen Einrichtungen nach dem Stand der Technik verwendete einzige Abstandshaltermaterial das Abdichtungsmaterial selbst umfasst, tritt gewöhnlich Feuchtigkeit während dieser Temperaturwechselbelastung durch die durch die Abdichtung ausgebildeten Lücken ein. Außerdem erfahren gewöhnlicherweise Abdichtungseinrichtungen nach dem Stand der Technik ein Kriechen, wodurch Lücken entstehen, die sich bei erhöhten Temperaturen vergrößern können.
  • [0024]
    Die vorliegende Erfindung überwindet diese und andere Probleme durch Bereitstellen eines festeren Materials zum Ausbilden einer Lücke oder anderweitiges Bereitstellen eines Abstandshalters zwischen dem ersten und zweiten Glied. Die Dichtungsmasse des Einsatzes dichtet dann etwaige zwischen dem ersten und zweiten Glied gebildete Lücken ab und umgibt den Einsatz, wodurch Korrosion der verbindenden Gebiete des ersten und zweiten Glieds im Wesentlichen begrenzt oder verhindert wird. Dem ist so, weil wegen der Kombination aus dem hochfesten Abstandshalter und dem Abdichtungsmaterial, das die Ränder des Einsatzes abdichtet, im Wesentlichen begrenzt oder verhindert wird, dass Feuchtigkeit die kontaktierenden Punkte des ersten und zweiten Glieds kontaktiert, was weiterhin verhindert, dass Elektrolyten eine Korrosion initiieren, da sie von Feuchtigkeit herstammen.
  • [0025]
    Allgemein enthält der Einsatz 10 eine erste Komponente 20, 62, 72, die ein starres Material umfasst, das konfiguriert ist, bei Einwirkung von Kraft, die zum Verbinden der Strukturglieder verwendet wird, einer Verformung zu widerstehen. Der Einsatz enthält auch eine zweite Komponente 22, die bevorzugt die erste Komponente verkapselt oder anderweitig daran angebracht ist oder daran angebracht wird. Die zweite Komponente ist zumindest teilweise biegbar, um den Einsatz und die kontaktierenden Punkte oder das kontaktierende Gebiet der Strukturglieder zu umgeben.
  • [0026]
    Nach dem Verbinden des ersten und zweiten Strukturglieds kann die zweite Komponente aktiviert oder anderweitig verformt werden, um eine Abdichtung des Einsatzes und von Kontaktpunkten der Strukturglieder zu bewirken, um dadurch eine Exposition gegenüber korrosionsfördernden Komponenten, wie etwa Wasser, die die Strukturkomponenten korrodieren können, zu begrenzen oder zu verhindern.
  • [0027]
    Es versteht sich, dass das oben Gesagte lediglich eines von vielen Beispielen und Vorteilen der vorliegenden Erfindung ist und die folgende Beschreibung andere Beispiele und Vorteile der vorliegenden Erfindung, die durch die Zeichnungen weiter gestützt werden, implizit und/oder explizit liefert.
  • Erste Komponente – Abstandshaltermaterial
  • [0028]
    Der Einsatz enthält eine erste Komponente 20, die ein flexibles oder starres Material umfasst, das konfiguriert ist, als ein Abstandshalter für das erste und zweite Glied 12, 14 zu wirken. Bevorzugt jedoch ist die erste Komponente von der Festigkeit her so konfiguriert, dass sie einer Verformung während des Anbringens des ersten und zweiten Glieds im Wesentlichen widersteht. Dementsprechend wird in Betracht gezogen, dass die erste Komponente aus einem hochfesten Material ausgebildet ist.
  • [0029]
    Zu geeigneten Materialien, die zum Ausbilden der ersten Komponente verwendet werden können, zählen Materialien wie etwa Metall, Kunststoff, Keramik, Kautschuk oder anderweitig. Bei einer Konfiguration ist die erste Komponente aus einem Polymer ausgebildet. Bei einer anderen bevorzugten Konfiguration ist die erste Komponente aus Metall (wie etwa Zwischenlagenmaterial oder anderweitig) wegen dessen Flexibilität (z. B. Elastizität) und hoher Festigkeit zum Widerstehen einer plastischen Verformung ausgebildet. Zu Beispielen für geeignete Metallmaterialien zählen rostfreier Stahl, legierte Stähle, beschichteter oder unbeschichteter Stahl, verzinkter Stahl, kohlenstoffarmer oder kohlenstoffreicher Stahl, Kobalt oder andere metallische Materialien, dergleichen oder anderweitig. Natürlich sind andere spezifische Materialien verfügbar, wie etwa jene, die üblicherweise in Textilien oder anderweitig verwendet werden.
  • [0030]
    Bei einer ersten beispielhaften Konfiguration, wie in 16 gezeigt, ist die erste Komponente 10 mit mehreren darin ausgebildeten Öffnungen 24 ausgebildet oder enthält diese anderweitig zum Aufnehmen mindestens eines Abschnitts der zweiten Komponente 22. Diese Öffnungen können unter Einsatz etwaiger verfügbarer Ausbildungstechniken (wie etwa Ausformen oder anderweitig) ausgebildet werden. Die Öffnungen können von geometrischer oder nicht-geometrischer (d. h. unregelmäßiger) Gestalt sein. Die Geometrie der Öffnungen kann je nach den Bedürfnissen einer gegebenen Anwendung variieren. Zu verfügbaren Formen der Öffnungen zählen kreisförmig, dreieckig, quadratisch oder rechteckig, hexagonal, oktogonal usw. oder anderweitig.
  • [0031]
    Außerdem kann die Größe der Öffnungen 24 für jede Anwendung variieren. Es wird in Betracht gezogen, dass die Öffnungen einen Durchmesser von unter 5 mm, 2 mm, 1 mm, 0,5 mm, 0,25 mm oder kleiner enthalten. Außerdem wird in Betracht gezogen, dass der mittlere Durchmesser zwischen 0,25 mm und 1 mm, zwischen 0,5 mm und 1 mm oder anderweitig betragen kann. Es versteht sich, dass die Gestalt und Größe der Öffnungen im Verlauf der ersten Komponente variieren kann. Bei einer bevorzugten Konfiguration jedoch stimmen Gestalt und Größe der Öffnungen im Verlauf der ersten Komponente überein. Wenn die erste Komponente Öffnungen enthält und wenn insbesondere diese Komponente ein Gittermaterial oder anderweitig ist, dann gibt es in der Regel mindestens 10, typischer mindestens 150 und noch typischer mindestens 300 Öffnungen pro Quadrat-Inch und/oder weniger als etwa 3000, typischer weniger als etwa 800 und noch typischer weniger als etwa 500 Öffnungen pro Quadrat-Inch.
  • [0032]
    Die erste Komponente kann unter Einsatz verschiedener Ausformungstechniken gebildet werden. Die erste Komponente kann aus einer oder mehreren Fäden, Drähten oder dergleichen gewebt oder gevliest werden. Die erste Komponente kann ein Sieb umfassen oder ähnlich einem Sieb ausgebildet sein, oder dergleichen. Bezüglich gewebter Konfigurationen kann die erste Komponente aus einem Gittermaterial wie etwa einem metallischen oder Polymergitter ausgebildet sein, was zur Ausbildung von Öffnungen 24 führt. Andere Techniken stehen zur Verfügung.
  • [0033]
    Der Durchmesser der Fäden oder Drähte, die die erste Komponente bilden, kann ebenfalls für jede Anwendung variieren. Es wird in Betracht gezogen, dass der Faden oder Draht einen Durchmesser unter 10 mm, 5 mm, 2 mm, 1 mm oder 0,5 mm oder kleiner enthält. Außerdem wird in Betracht gezogen, dass der mittlere Durchmesser der Fäden oder Drähte zwischen 0,25 mm und 2 mm, zwischen 0,5 mm und 1 mm, zwischen 0,3 und 0,8 oder anderweitig liegen kann. Es versteht sich, dass die Gestalt und Größe der Drähte in der ersten Komponente variieren kann. Bei einer bevorzugten Konfiguration jedoch stimmen Gestalt und Größe der Drähte im Verlauf der der ersten Komponente überein. Außerdem kann die Querschnittsgestalt der Drähte kreisförmig, elliptisch, quadratisch, rechteckig, heptagonal, hexagonal oder anderweitig sein.
  • [0034]
    Bei einer zweiten und dritten Konfiguration der ersten Komponente, wie unten ausführlicher erörtert, wird in Betracht gezogen, dass die erste Komponente ein Basisglied mit einem oder mehreren Gliedern, wie etwa Vorsprüngen, enthalten kann, die von einer oder beiden Seiten verlaufen, um das Basisglied zu kontaktieren und räumlich von dem ersten und zweiten Glied zu lokalisieren. Diese räumliche Lokalisierung gestattet die Platzierung des zweiten Materials zwischen dem Basisglied und dem ersten oder zweiten Glied, um eine Abdichtung davon zu verursachen. Bei einer Konfiguration kann das Basisglied aus fast jeder Art von Blechmetall oder anderem Material (z. B. Stahlblech, wie etwa Zwischenlagenmaterialmetall) oder dergleichen ausgebildet sein und später geformt werden, um mehrere Vorsprünge zu bilden.
  • [0035]
    Bei der zweiten beispielhaften Konfiguration, wie in 8-12 gezeigt, enthält die erste Komponente ein Basisglied 62 mit mehreren von dort aus verlaufenden Vorsprüngen 64. Die Vorsprünge können von einer oder beiden Seiten des Basisglieds aus verlaufen und sind bevorzugt beabstandet. Die Vorsprünge können ein symmetrisches oder asymmetrisches Muster entlang des Basisglieds bilden. Dementsprechend wird in Betracht gezogen, dass die Vorsprünge eine oder mehrere wiederholte Muster bilden können.
  • [0036]
    Die Vorsprünge 64 können an dem Basisglied angebracht oder anderweitig integral damit ausgebildet sein, um eine unitäre Struktur zu bilden. Die Vorsprünge können unter Einsatz jeglicher verfügbarer Ausformungstechnik ausgebildet werden (wie etwa Formen, Stanzen, Schweißen oder anderweitig). Diese Vorsprünge können von geometrischer oder nicht-geometrischer (d. h. unregelmäßiger) Gestalt sein, wobei die Geometrie der Vorsprünge je nach den Bedürfnissen einer gegebenen Anwendung variieren kann. Zu geeigneten Formen der Vorsprünge zählen kreisförmig, dreieckig, quadratisch oder rechteckig, hexagonal, oktogonal usw., oder anderweitig. Bei einer bevorzugten Konfiguration enthalten die Vorsprünge eine obere Oberfläche 66, die parallel zu dem Basisglied verläuft und ein oder mehrere (z. B. 2, 4 oder anderweitig) Seitenglieder 68 zum Verbinden der oberen Oberfläche mit dem Basisglied enthält. Diese Seitenglieder können bezüglich des Basisglieds oder der oberen Oberflächen senkrecht verlaufen oder können diagonal orientiert sein.
  • [0037]
    Die Größe des Vorsprungs kann für jede Anwendung variieren. Es wird in Betracht gezogen, dass die Vorsprungsgröße (z. B. die obere Oberfläche oder die Kombination aus der oberen Oberfläche und den Seitengliedern) eine Bodenfläche von etwa 0,25 mm2, 0,5 mm2, 1 mm2, 2 mm2, 5 mm2, 10 mm2 oder mehr enthalten kann. Es versteht sich, dass die Größe der Bodenfläche des Vorsprungs im Verlauf der ersten Komponente variieren kann. Bei einer bevorzugten Ausführungsform jedoch stimmen die Größen der Bodenflächen der Vorsprünge im Verlauf der ersten Komponente überein.
  • [0038]
    Bevorzugt enthalten das ganze oder ein Teil des Basisglieds und/oder der Vorsprünge eine Schicht aus der zweiten Komponente 22 darüber. Die zweite Komponente kann sich auf einer oder beiden Seiten der ersten Komponente befinden. In einer bevorzugten Konfiguration jedoch befindet sich die zweite Komponente auf beiden Seiten des Basisglieds und an den Vorsprüngen.
  • [0039]
    Bei der dritten beispielhaften Konfiguration, wie in 1317 gezeigt, enthält die erste Komponente ein Basisglied 72 mit mehreren von dort aus verlaufenden Vorsprüngen 74. Die Vorsprünge können von einer oder beiden Seiten des Basisglieds aus verlaufen und sind bevorzugt beabstandet. Die Vorsprünge können ein symmetrisches oder unsymmetrisches Muster entlang des Basisglieds bilden. Dementsprechend wird in Betracht gezogen, dass die Vorsprünge ein oder mehrere wiederholte Muster bilden können.
  • [0040]
    Die Vorsprünge 74 können an dem Basisglied angebracht oder anderweitig integral damit ausgebildet sein, um eine unitäre Struktur zu bilden. Die Vorsprünge können unter Einsatz jeglicher verfügbarer Ausformungstechnik ausgebildet werden (wie etwa Formen, Stanzen, Schweißen oder anderweitig). Diese Vorsprünge können von geometrischer oder nicht-geometrischer (d. h. unregelmäßiger) Gestalt sein, wobei die Geometrie der Vorsprünge je nach den Bedürfnissen einer gegebenen Anwendung variieren kann. Zu geeigneten Formen der Vorsprünge zählen kreisförmig, dreieckig, quadratisch oder rechteckig, hexagonal, oktogonal usw., oder anderweitig. Bei einer bevorzugten Konfiguration enthalten die Vorsprünge eine obere Oberfläche oder einen oberen Abschnitt 76, die/der parallel zu dem Basisglied verläuft und ein oder mehrere Seitenglieder 78 zum Verbinden der oberen Oberfläche mit dem Basisglied enthält. Diese Seitenglieder können bezüglich des Basisglieds oder der oberen Oberflächen senkrecht verlaufen oder können diagonal orientiert sein. Noch weiter können die Seitenglieder ein bogenförmiges Glied umfassen. Bei einer Konfiguration jedoch umfasst die Kombination aus dem oberen Abschnitt und dem Seitenabschnitt eine domartige Struktur.
  • [0041]
    Die Größe des Vorsprungs kann für jede Anwendung variieren. Es wird in Betracht gezogen, dass die Vorsprungsgröße (z. B. die obere Oberfläche oder die Kombination aus der oberen Oberfläche und den Seitengliedern) eine Bodenfläche von etwa 0,25 mm2, 0,5 mm2, 1 mm2, 2 mm2, 5 mm2, 10 mm2 oder mehr enthalten kann. Es versteht sich, dass die Größe der Bodenfläche des Vorsprungs im Verlauf der ersten Komponente variieren kann. Bei einer bevorzugten Ausführungsform jedoch stimmen die Größen der Bodenflächen der Vorsprünge im Verlauf der ersten Komponente überein.
  • [0042]
    Bevorzugt enthalten alle oder ein Teil des Basisglieds und/oder der Vorsprünge eine Schicht aus der zweiten Komponente 22 darüber. Die zweite Komponente kann sich auf einer oder beiden Seiten der ersten Komponente befinden. In einer bevorzugten Konfiguration jedoch befindet sich die zweite Komponente auf beiden Seiten des Basisglieds und an den Vorsprüngen.
  • [0043]
    Bezüglich der verschiedenen, hierin enthaltenen Ausführungsformen oder anderweitig wird in Betracht gezogen, dass die erste Komponente ganz oder teilweise beschichtet sein kann, wie etwa mit einer Dichtungsmasse oder anderweitig.
  • Zweite Komponente – Dichtstoffmaterial
  • [0044]
    Der Einsatz enthält außerdem eine zweite Komponente, die ein Dichtstoffmaterial umfasst, das dafür ausgelegt ist, den Einsatz und verbindende Gebiete des ersten und zweiten Glieds abzudichten. Das zweite Material kann konfiguriert sein, sich während des Verbindens eines ersten und zweiten Glieds zu verschieben (z. B. elastisch, plastisch oder beides). Die zweite Komponente wird während der Verwendung oder dem Aufbringen auf das erste und/oder zweite Glied mit der ersten Komponente versehen. Bevorzugt wird die zweite Komponente an der ersten Komponente angebracht oder anderweitig mit dieser verbunden, um die Installation zu verbessern und Herstellungskosten zu reduzieren.
  • [0045]
    Bei einer Konfiguration verkapselt die zweite Komponente die erste Komponente im Wesentlichen oder ganz. Die zweite Komponente kann unter Verwendung üblicher Techniken, wie hierin beschrieben, auf der ersten Komponente aufgebracht sein. Bei einer bevorzugten Konfiguration jedoch wird die erste Komponente in die zweite Komponente getaucht oder anderweitig eingetaucht.
  • [0046]
    Die zweite Komponente kann aus einer beliebigen der hierin erörterten Materialkomponenten ausgebildet sein. Dazu zählen Dichtstoffmaterialien, Materialien zum Reduzieren von Geräuschschwingungsschärfe, Strukturmaterialien oder anderweitig. Bei einer bevorzugten Konfiguration jedoch ist das Material konfiguriert, eine Abdichtung zu bilden und zu verhindern, dass Feuchtigkeit (wie etwa korrodierende Fluide jeglicher Art, einschließlich Wasser oder anderweitig) zwischen der zweiten Komponente und dem ersten oder zweiten Glied eindringt.
  • [0047]
    Die zweite Komponente kann ein nicht-aktivierbares Material, ein aktivierbares Material oder eine Kombination aus beiden umfassen. Beispielsweise kann die zweite Komponente ein nicht-aktivierbares Material, wie etwa eine typische Dichtung oder anderweitig, umfassen, das zum Abdichten von Komponenten verwendet wird oder dazu in der Lage ist und die bei Einwirken von Energie wenig bis keine physikalische oder chemische Änderung erfährt. Alternativ kann die zweite Komponente ein aktivierbares Material umfassen, das bei Einwirken von Energie, wie hierin beschrieben, eine physikalische und/oder chemische Änderung erfährt. Noch weiter wird zudem in Betracht gezogen, dass nur ein Teil der zweiten Komponente aktiviert werden kann.
  • [0048]
    Bei einer bevorzugten Konfiguration umfasst oder enthält die zweite Komponente ein aktivierbares Material, um ein Abdichten zu verursachen. Besonders bevorzugt umfasst die zweite Komponente ein wärmeaktivierbares Material, das konfiguriert ist, bei Einwirken von Energie (wie etwa Hitze oder anderweitig) zu expandieren. Bei einer weiteren bevorzugten Konfiguration umfasst die zweite Komponente ein nicht-expandierbares Material und/oder ein nicht-aktivierbares Material, wobei das zweite Material um das Kontaktgebiet des ersten und zweiten Glieds herum entsteht und einen offenen Raum dazwischen füllt. Zusätzliche geeignete Materialien und Ausformungstechniken für die zweite Komponente sind unten erörtert.
  • [0049]
    Das expandierbare Material kann unter Verwendung von Ausformungs- oder Formgebungstechniken, die automatisch, halbautomatisch oder manuell sein können, auf den Träger aufgebracht werden. Zu solchen Techniken zählen Blasformen, Rotationsformen, Spritzgießen, Formpressgießen oder anderweitig. Bei einer hoch bevorzugten Konfiguration wird das expandierbare Material durch einen Extrusionsprozess (z. B. Koextrusionsprozess) auf den Träger aufgebracht.
  • [0050]
    Die Dicke der zweiten Komponente kann je nach einer Anzahl von Faktoren variieren, wie etwa ob und in welchem Grad die zweite Komponente aktivierbar oder expandierbar ist. Die Dicke kann auch von dem Volumen des offenen Raums zwischen dem ersten und zweiten Glied oder um die erste Komponente herum, der gefüllt werden soll, abhängen. Noch weiter kann die Dicke auf der Nachgiebigkeit der zweiten Komponente basieren. Zu Beispielen für geeignete Dicken zählen zwischen etwa 0,5 und 10 mm oder zwischen etwa 1 und 5 mm oder anderweitig.
  • [0051]
    Das expandierbare Material kann aus mehreren verschiedenen Materialien ausgebildet werden. Allgemein gesprochen kann das Glied eine Technologie und Prozesse für das Ausformen und Aufbringen des expandierbaren Materials nutzen, wie etwa jenen, die in den US-Patenten Nm. 4,922,596 , 4,978,562 , 5,124,186 und 5,884,960 und in den eigenen, gleichzeitig anhängigen US-Anmeldungen mit den laufenden Nm. 09/502,686, am 11. Februar 2000 eingereicht, und 09/524,961, am 14. März 2000 eingereicht, und der am 15. Juni 2004 eingereichten US-Anmeldung mit dem Anwaltsaktenzeichen Nr. 1001-141 offenbart sind, die alle zu allen Zwecken durch Bezugnahme ausdrücklich aufgenommen sind. Das expandierbare Material, wenn zur Verstärkung verwendet, bildet in der Regel ein eine hohe Druckfestigkeit und Steifheit aufweisendes, wärmeaktiviertes Verstärkungsmaterial (z. B. Schaum) mit Schäumbarkeitscharakteristiken. Beispielsweise ist der Druckfestigkeits modul des Materials bevorzugt größer als etwa 100 MPa und weiter bevorzugt größer als etwa 800 MPa und noch weiter bevorzugt größer als etwa 1500 MPa.
  • [0052]
    Das Material kann allgemein staubtrocken oder klebrig sein und kann in einer beliebigen Form von gewünschtem Muster, gewünschter Platzierung oder Dicke auf der ersten Komponente oder dergleichen platziert werden, ist aber bevorzugt von im Wesentlichen gleichförmiger Dicke. Ein beispielhaftes expandierbares Material ist L-5204-Strukturschaum, der von der Firma L&L Products, Inc., in Romeo, Michigan, USA, erhältlich ist.
  • [0053]
    Zu Beispielen für andere geeignete klebrige oder unklebrige Materialien zählen L-2663, L-2610, L-2609, L-2701 oder anderes ähnliches Material, das von L&L Products, Inc., in Romeo, Michigan, USA, erhältlich ist.
  • [0054]
    Wenngleich für das expandierbare Material andere wärmeaktivierten Materialien möglich sind, ist ein bevorzugtes wärmeaktiviertes Material ein expandierbares Polymer oder ein expandierbarer Kunststoff und bevorzugt einer, der schäumbar ist. Ein besonders bevorzugtes Material ist ein Epoxid-basierter Strukturschaum. Beispielsweise und ohne Einschränkung kann der Strukturschaum ein Epoxid-basiertes Material sein, einschließlich einem Ethylen-Copolymer oder -Terpolymer, das ein Alphaolefin besitzen kann. Als Copolymer oder Terpolymer besteht das Polymer aus zwei oder drei verschiedenen Monomeren, d. h. kleinen Molekülen mit hoher chemischer Reaktionsfähigkeit, die sich mit ähnlichen Molekülen verketten können.
  • [0055]
    Eine Reihe von Epoxid-basierten strukturellen verstärkenden oder abdichtenden Schäumen sind in der Technik bekannt und können auch zum Herstellen des Strukturschaums verwendet werden. Ein typischer Strukturschaum enthält ein polymeres Basismaterial, wie etwa ein Epoxidharz oder ein Ethylen-basiertes Polymer, das beim Compoundieren mit entsprechenden Zusatzstoffen (in der Regel einem Bläh- und Härtemittel) bei der Einwirkung von Wärme oder dem Auftreten einer bestimmten Umgebungsbedingung auf zuverlässige und vorhersagbare Weise expandiert und härtet. Unter einem chemischen Standpunkt für ein thermisch aktiviertes Material oder ein wärmehärtbares Material wird der Strukturschaum üblicherweise anfänglich vor dem Härten als ein fließfähiges thermoplastisches Material verarbeitet. Ein derartiges Material wird sich beim Härten in der Regel vernetzen, wodurch das Material nicht weiter fließen kann.
  • [0056]
    Ein Beispiel für eine bevorzugte Strukturschaumformulierung ist ein Epoxid-basiertes Material, das unter den Bezeichnungen L5206, L5207, L5208, L5209 von L&L Products in Romeo, Michigan, USA, kommerziell erhältlich ist. Ein Vorteil der bevorzugten Strukturschaummaterialien gegenüber Materialien nach dem Stand der Technik liegt darin, dass die bevorzugten Materialien auf unterschiedliche Weisen verarbeitet werden können. Die bevorzugten Materialien können durch Spritzgießen, Extrusionsdruckformen, Überformung auf einen Träger oder mit einem Miniapplikator verarbeitet werden. Dies ermöglicht die Ausbildung und Herstellung von Teiledesigns, die die Fähigkeit der meisten Materialien nach dem Stand der Technik übersteigen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Strukturschaum (in seinem ungehärteten Zustand) im Allgemeinen trocken oder relativ staubtrocken und kann leicht durch Befestigungsmittel, die in der Technik wohlbekannt sind, an dem Trägerglied angebracht werden.
  • [0057]
    Wenngleich die bevorzugten Materialien zum Herstellen des expandierbaren Materials offenbart worden sind, kann das expandierbare Material aus anderen Materialien ausgebildet werden, vorausgesetzt das ausgewählte Material wird wärmeaktiviert oder auf andere Weise durch einen Umgebungszustand (z. B. Feuchtigkeit, Druck, Zeit oder dergleichen) aktiviert und härtet unter entsprechenden Bedingungen für die ausgewählte Anwendung auf vorhersagbare und zuverlässige Weise. Ein derartiges Material ist das in US-Patent Nr. 6,131,897 offenbarte Epoxid-basierte Harz, dessen Lehren durch Bezugnahme hier aufgenommen sind und das von dem Zessionär dieser Anmeldung am B. März 1999 bei dem United States Patent and Trademark Office eingereicht wurde. Siehe auch die US-Patente Nrn. 5,766,719 ; 5,755,486 ; 5,575,526 und 5,932,680 (durch Bezugnahme aufgenommen). Im Allgemeinen zählen zu den gewünschten Charakteristiken des expandierbaren Materials eine relativ hohe Steifheit, eine hohe Festigkeit, eine hohe Glasübergangstemperatur (in der Regel über 70 Grad Celsius) und Haftungsbeständigkeitseigenschaften. Auf diese Weise stört das Material nicht allgemein die von Kraftfahrzeugherstellern verwendeten Materialsysteme. Zu beispielhaften Materialien zählen Materialien, die unter der Produktbezeichnung L5207 und L5208 vertrieben werden, die von L&L Products, Romeo, Michigan, USA, kommerziell erhältlich sind.
  • [0058]
    Wenn das expandierbare Material zur Verstärkung verwendet wird, ist es in der Regel so konfiguriert, dass es auf ein Volumen expandiert, das zwischen 110% und 500%, typischer zwischen 130% und 300% und noch typischer zwischen 150% und 250% seines ursprünglichen nicht expandierten Volumens liegt. Es wird auch in Betracht gezogen, dass bei Verwendung des Systems der vorliegenden Erfindung zum Abdichten oder Schalldämpfen das expandierbare Material so ausgelegt sein kann, dass es Schall absorbiert oder dämpft, den Durchtritt von Materialien durch einen Hohlraum blockiert und verhindert oder dergleichen. Als solches kann das expandierbare Material konfiguriert sein, auf ein Volumen zu expandieren, das mindestens 200%, mindestens 400%, mindestens 800%, mindestens 1600% oder sogar mindestens 3000% seines ursprünglichen nicht expandierten Volumens beträgt. Beispiele eines derartigen expandierbaren Materials sind in der am 15. Juni 2004 eingereichten US-Anmeldung mit der Anwaltsakten-Nr. 1001-141 erörtert, durch Bezugnahme ausdrücklich aufgenommen.
  • [0059]
    Bei Anwendungen, wo das expandierbare Material ein wärmeaktiviertes, thermisch expandierendes Material ist, ist eine wichtige Überlegung hinsichtlich der Auswahl und Formulierung des den Strukturschaum umfassenden Materials die Temperatur, bei der eine Materialreaktion oder -expansion und möglicherweise Härtung stattfindet. So ist es beispielsweise bei den meisten Anwendungen unerwünscht, dass das Material bei Raumtemperatur oder anderweitig bei der Umgebungstemperatur in einer Produktionsstraßenumgebung reagiert. Typischer wird der Strukturschaum bei höheren Verarbeitungstemperaturen reaktiv, wie etwa jenen, die in einer Montageanlage angetroffen werden, wenn der Schaum zusammen mit den Kraftfahrzeugkomponenten bei höheren Temperaturen oder bei höheren einwirkenden Energieniveaus verarbeitet wird, z. B während Lackhärtungsschritten. Wenngleich Temperaturen, die in einer Kraftfahrzeugmontageoperation angetroffen werden können, in dem Bereich von etwa 148,89°C bis 204,44°C (etwa 300°F bis 400°F) liegen, liegen Rohbau- und Lackierereianwendungen üblicherweise bei etwa 93,33°C (etwa 200°F) oder geringfügig höher. Analog können während der Herstellung von anderen Transporteinrichtungen (z. B. Fahrrädern, Motorrädern, Geländefahrzeugen oder ander weitig) höhere Temperaturen auch während eines Lackhärtungsprozesses (wie etwa Pulverbeschichtungsanwendungen) oder anderweitig verwendet werden. Bei einer Konfiguration wird das Material bei Temperaturen von über etwa 120°C oder über etwa 150°C oder sogar über etwa 160°C reaktiv. Gegebenenfalls können Blähmittelaktivatoren in die Zusammensetzung eingearbeitet werden, um eine Expansion bei verschiedenen Temperaturen außerhalb der obigen Bereiche zu verursachen.
  • [0060]
    Als spezifisches Beispiel wird in Betracht gezogen, dass das Material in einer Pulverbeschichtungs-Lackhärtungsoperation gehärtet wird. Bei einer derartigen Operation kann das Material einem Temperaturbereich zwischen ungefähr 120°–230°C mit einer Expositionszeit zwischen etwa 10 Minuten und 60 Minuten ausgesetzt werden. Außerdem wird in Betracht gezogen, dass das Material in einer Ausscheidungshärtungsoperation gehärtet wird. Bei dieser Operation kann das Material einem Temperaturbereich zwischen ungefähr 150°–230°C bei einer Expositionszeit zwischen etwa 45 Minuten und 8 Stunden ausgesetzt werden.
  • [0061]
    Geeignete expandierbare Schäume weisen im Allgemeinen einen Expansionsbereich im Bereich von ungefähr 0 bis über 1000 Prozent auf. Der Expansionsgrad des expandierbaren Materials 30 kann bis auf 1500 Prozent oder mehr heraufgesetzt werden. In der Regel werden Festigkeit und Steifheit aus Produkten erhalten, die eine geringere Expansion besitzen.
  • [0062]
    Zu einigen anderen möglichen Materialien für das expandierbare Material zählen unter anderem Polyolefin-Materialien, Copolymere und Terpolymere mit mindestens einem Monomertyp, ein Alphaolefin, Phenol-/Formaldehyd-Materialien, Phenoxy-Materialien und Polyurethan. Siehe auch die US-Patente Nrn. 5,266,133 ; 5,766,719 ; 5,755,486 ; 5,575,526 ; 5,932,680 und WO 00/27920 ( PCT/US 99/24795 ) (die alle ausdrücklich durch Bezugnahme aufgenommen sind). Zu den gewünschten Charakteristiken des resultierenden Materials zählen im Allgemeinen ein relativ niedriger Glasübergangspunkt und gute Haftungsbeständigkeitseigenschaften. Auf diese Weise stört das Material im Allgemeinen nicht die von Kraftfahrzeug- und anderen Fahrzeugherstellern (z. B. Motorrad, Fahrrad, Geländefahrzeuge oder anderweitig) verwendeten Materialsysteme. Zudem wird es den Verarbeitungsbedingungen standhalten, die bei der Herstellung eines Fahrzeugs üblicherweise angetroffen werden, wie etwa bei dem E-Beschichtungs-Priming, Reinigen und Entfetten und anderen Beschichtungsprozessen sowie den Lackieroperationen, die bei der Fahrzeugendmontage angetroffen werden.
  • [0063]
    Bei einer weiteren Ausführungsform ist das expandierbare Material in einer verkapselten oder teilweise verkapselten Form vorgesehen, was ein Pellet umfassen kann, das ein expandierbares schäumbares Material enthält, in einer Kleberschale verkapselt oder teilweise verkapselt. Ein Beispiel für ein derartiges System ist in der eigenen, gleichzeitig anhängigen US-Anmeldung mit der laufenden Nr. 09/524,298 ("Expandable Pre-Formed Plug") offenbart, hierdurch durch Bezugnahme aufgenommen.
  • [0064]
    Zusätzlich können, wie bereits erörtert, auch vorgeformte Muster wie etwa jene verwendet werden, die hergestellt werden, indem ein Blech (mit einer flachen oder konturierten Oberfläche) extrudiert und es dann gemäß einer vorbestimmten Konfiguration gemäß der gewählten Struktur, dem gewählten Trägerglied oder dergleichen gestanzt und es darauf aufgebracht wird.
  • [0065]
    Der Fachmann versteht, dass das System in Kombination oder als Komponente einer herkömmlichen schallschluckenden Trennwand oder einem Fahrzeugstrukturverstärkungssystem eingesetzt werden kann, wie etwa in den eigenen, gleichzeitig anhängigen US-Anmeldungen mit den laufenden Nrn. 09/524,961 oder 09/502,686 offenbart (hierdurch durch Bezugnahme aufgenommen).
  • [0066]
    Es wird in Betracht gezogen, dass das Material des expandierbaren Materials mit den Montagegliedern geliefert und in Kontakt mit diesen platziert werden könnte, und zwar durch eine Vielzahl von Liefersystemen, zu denen unter anderem eine mechanische Schnappbaugruppe, Extrusionstechniken, die üblicherweise in der Technik bekannt sind, sowie eine Miniapplikatortechnik gemäß den Lehren des eigenen, gleichzeitig anhängigen US-Patents Nr. 5,358,397 ("Apparatus For Extruding Flowable Materials"), hierdurch durch Bezugnahme ausdrücklich aufgenommen, zählen. Bei dieser nicht-beschränkenden Ausführungsform ist das Material oder Medium zumindest teilweise mit einem aktiven Polymer mit Dämpfungscharakteristiken oder einem anderen wärmeaktivierten Polymer beschichtet (z. B. einem formbaren Heißschmelzkleber-basierten Polymer oder einem expandierbaren Strukturschaum, wofür Beispiele olefinische Polymere, Vinylpolymere, thermoplastischen Kautschuk enthaltende Polymere, Epoxide, Urethane oder dergleichen sind), wobei das schäumbare oder expandierbare Material auf die gewählte Oberfläche oder das gewählte Substrat schnappen kann; in Perlen oder Pellets zur Platzierung entlang des gewählten Substrats oder Glieds mit Hilfe von Extrusion platziert werden kann; entlang des Substrats durch Verwendung von Trennwandtechnologie platziert werden kann; eine Spritzguss-Anwendung gemäß den Lehren, die in der Technik wohlbekannt sind; pumpbare Applikationssysteme, die die Verwendung eines Trennwand- und Blasensystems beinhalten könnten; und sprühbare Applikationen.
  • [0067]
    Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, wie bereits erwähnt, kann das zweite Material nicht-aktivierbar und/oder nicht-expandierbar sein. In dieser Konfiguration wird in Betracht gezogen, dass bei Einwirkung von Kraft und optional einer Aktivierung sich das zweite Material plastisch verformt, um den Einsatz und das Kontaktgebiet des ersten und zweiten Einsatzes zu umgeben, um eine Abdichtung selbiger zu verursachen. Dementsprechend kann bei einer Konfiguration das zweite Material eine Dichtung umfassen. Beispielsweise kann das zweite Material eine beliebige geeignete Dichtung, die zum Abdichten verbundener Komponenten verwendet wird, umfassen.
  • [0068]
    Die Gestalt und Größe des Einsatzes kann zwischen Anwendungen variieren. Es wird in Betracht gezogen, dass der Einsatz von allgemein quadratischer oder rechteckiger Gestalt sein kann. Zu anderen Formen zählen jedoch kreisförmig, elliptisch, heptagonal, Hexagone usw. oder anderweitig; auch regelmäßige oder unregelmäßige Formen werden in Betracht gezogen. Auch die Dicke des Einsatzes kann je nach der Anwendung und der Einwirkung von Kraft variieren. Die Dicke kann jedoch weniger als 10 mm, 5 mm, 2 mm oder weniger betragen. Dementsprechend wird in Betracht gezogen, dass der Einsatz eine kontinuierliche Dicke im Bereich von 1 mm bis 10 mm oder sogar 2 mm bis 5 mm oder anderweitig aufweist.
  • Verwendungsverfahren
  • [0069]
    Unter Bezugnahme auf die 26, 812 und 1317 werden jeweils drei Verwendungsbeispiele des Einsatzes der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die vorliegende Erfindung eignet sich besonders für Befestigungssysteme (z. B. verschraubte oder anderweitig) zum Verbinden von zwei oder mehr Gliedern und Aufrechterhaltens eines Abstands zwischen ihnen. Der Einsatz, wie hierin beschrieben, wird zwischen einem ersten und zweiten Glied 12, 14 platziert, bevor diese angebracht werden. Das erste und zweite Glied werden dann zusammengebracht, und eine Kraft "F" wird durch die Verwendung von Befestigungseinrichtungen oder anderweitig ausgeübt.
  • [0070]
    Wie in den drei Beispielen gezeigt, können zwischen der ersten Komponente und dem ersten und zweiten Glied 12, 14 Öffnungen ausgebildet sein. Diese Öffnungen können vor der Aktivierung des zweiten Materials, nach der Aktivierung des zweiten Materials oder beiden teilweise oder vollständig mit der zweiten Komponente gefüllt werden. Während des Anbringens des ersten und zweiten Glieds, als Beispiel, kann das erzeugte Drehmoment, während des Anbringens des ersten und zweiten Glieds entstanden, bewirken, dass sich das über der ersten Komponente angeordnete zweite Material verschiebt und die offenen Räume vor der Aktivierung teilweise oder vollständig füllt. Alternativ oder zusätzlich zu dem Füllen der offenen Räume vor der Aktivierung können während der Aktivierung des zweiten Materials die offenen Räume zusätzlich mit einem expandierenden zweiten Material gefüllt werden.
  • [0071]
    Unter Bezugnahme auf die 4, 11 und 16 wird mit zunehmender Kraft die das abdichtende Material umfassende zweite Komponente in die Öffnungen oder entlang der durch die erste Komponente 20, 62, 72 ausgebildeten Vorsprünge und/oder außerhalb des Endabschnitts der ersten Komponente verschoben. Diese Verschiebung setzt sich fort, bis das erste und zweite Glied die erste Komponente kontaktieren, was einen Kontakt mit den Vorsprüngen beinhalten kann. An diesem Punkt wirkt die erste Komponente als ein Abstandshalter, um zwischen dem ersten und zweiten Glied eine im Wesentlichen kontinuierliche Lücke auszubilden und aufrechtzuerhalten. Wie bereits erwähnt, ist die erste Komponente hinsichtlich Festigkeit geeignet, auf die ausgeübte Kraft ohne substanzielle Verformung eine Reaktionskraft zu liefern. Bezüglich der zweiten und dritten Ausführungsform der ersten Komponente 62, 72 jedoch können die Vorsprünge 64, 74 so konfiguriert sein, dass sie sich zu der Oberfläche der ersten Komponente verformen.
  • [0072]
    Wie in 5, 12 und 17 mit dem angebrachten ersten und zweiten Glied gezeigt, kann die zweite Komponente aktiviert werden, was bei einer bevorzugten Konfiguration bewirkt, dass die zweite Komponente expandiert und etwaige, durch die erste Komponente ausgebildete Öffnungen oder zwischen den Vorsprüngen ausgebildete offene Räume füllt. Außerdem versteht sich, dass das Material außerhalb der ersten Komponente ebenfalls expandiert, um eine Abdichtung um die ganze erste Komponente herum auszubilden. An diesem Punkt sind die Kontaktgebiete des ersten und zweiten Glieds und des Einsatzes gegenüber der Umgebung völlig abgedichtet.
  • [0073]
    Unter Bezugnahme auf 6, wo Öffnungen durch den Einsatz ausgebildet sind, füllt das expandierbare Material den umgebenden Bereich, wo sich ein Befestigungsmittel dort hindurch erstreckt, um im Wesentlichen zu begrenzen oder zu verhindern, dass Feuchtigkeit dort hinein eintritt.
  • Ein spezifisches Beispiel
  • [0074]
    Unter Bezugnahme auf 7 wird ein nicht-einschränkendes Beispiel, und die Verwendung, des Strukturbefestigungseinsatzes der vorliegenden Erfindung gezeigt. Bei diesem Beispiel versteht sich, dass alle der Ausführungsformen (z. B. erste Komponenten oder anderweitig) verwendet werden können. In dieser Konfiguration ist eine Gelenkbaugruppe 30 zum Befestigen einer Türkomponente an einem Rahmenglied eines Kraftfahrzeugs vorgesehen. Das Gelenk enthält einen ersten Gelenkabschnitt 32 mit einem ersten Befestigungsmerkmal 34 zum Anbringen an einer Fahrzeugtür. Der erste Gelenkabschnitt enthält: i) eine planare Befestigungsoberfläche 36 mit mehreren darin ausgebildeten Löchern 38 zum Aufnehmen eines oder mehrerer mechanischer Befestigungsmittel, die zum Befestigen des ersten Gelenkabschnitts an der Fahrzeugtür verwendet werden, ii) Arme 40, die sich von gegenüberliegenden Seiten der planaren Befestigungsoberfläche erstrecken, wobei die Arme eine sich durch die Arme erstreckende erste Apertur 42 zum Ausbilden eines Abschnitts einer Schwenkverbindung enthalten.
  • [0075]
    Das Gelenk enthält auch einen zweiten Gelenkabschnitt 44 mit einem zweiten Befestigungsmerkmal 46 zum Anbringen an einem Fahrzeugrahmenglied. Der zweite Gelenkabschnitt enthält eine planare Befestigungsoberfläche 48 mit: i) mehreren sich von dort erstreckenden Befestigungsmitteln 50 zum Anbringen des ersten Gelenkabschnitts an dem Fahrzeugrahmenglied, ii) Armen 52, die sich von gegenüberliegenden Seiten der planaren Befestigungsoberfläche erstrecken, wobei die Arme eine sich durch die Arme erstreckende zweite Apertur 54 zum Ausbilden eines Abschnitts einer Schwenkverbindung enthalten.
  • [0076]
    Das Gelenk enthält weiterhin eine Schwenkverbindung zur drehbaren Befestigung des ersten Gelenkabschnitts an dem zweiten Gelenkabschnitt, wobei die Schwenkverbindung aus der ersten Apertur, der zweiten Apertur und einem sich durch die erste und zweite Apertur erstreckenden Stift 56 gebildet wird, wobei sich die Arme des ersten und zweiten Gelenkabschnitts nebeneinander befinden und dafür ausgelegt sind, relativ zueinander zu drehen, wobei die Schwenkverbindung weiterhin ein oder mehrere Haltemerkmale 58 enthält zum vorübergehenden oder permanenten Verhindern des Entfernens des Stifts aus der ersten und zweiten Apertur.
  • [0077]
    Das Gelenk enthält weiterhin einen Strukturbefestigungseinsatz 10, wie hierin beschrieben. Der Einsatz enthält, wie gezeigt, darin ausgebildete Öffnungen 60 zum Aufnehmen eines Befestigungsmerkmals des zweiten Gelenkabschnitts. Diese Öffnungen können zwischen Anwendungen variieren.
  • Andere Anwendungen
  • [0078]
    Das Verstärkungssystem der vorliegenden Erfindung kann in verschiedenen Aspekten von Strukturverstärkung eingesetzt werden, besonders in der Transportindustrie für Motorräder, Fahrräder, Kraftfahrzeuge, Boote, Züge oder anderweitig. Bei einer besonders vorteilhaften Anwendung kann das Verstärkungssystem der vorliegenden Erfindung für Anwendungen verwendet werden, wo Metallkomponenten miteinander verbunden werden und wobei solche Komponenten gewöhnlich Feuchtigkeit ausgesetzt sind. Bei diesen Konfigurationen liefert der Einsatz der vorliegenden Erfindung eine massive Befestigung solcher Komponenten, während diese gleichzeitig gegenüber Korrosion geschützt sind. Zu zusätzlichen Kompo nenten, für die die vorliegende Erfindung nützlich sein kann, zählen unter anderem Stoßstangensysteme für vorne und hinten, Heckklappen, Bodengruppenverstärkungen oder dergleichen.
  • [0079]
    Es versteht sich, dass das Verstärkungssystem der vorliegenden Erfindung in Karosseriereparaturwerkstätten, in allgemeinen Montageanlagen oder anderweitig verwendet werden kann. Das Verstärkungssystem liefert nicht nur eine verbesserte Anbringung für zwei oder mehr Komponenten während der ursprünglichen Herstellung, sondern stellt auch eine verbesserte Anbringung für Komponenten bereit, deren Integrität (z. B. Festigkeit oder anderweitig), wie etwa während eines Unfalls, gefährdet worden ist.
  • [0080]
    Die vorliegende Erfindung, wie sie erörtert worden ist, kann mehrere Vorteile bereitstellen. Als ein Beispiel kann ein Individuum, eine Maschine oder eine Kombination davon zwei oder mehr Oberflächen oder Glieder aneinander befestigen (z. B. verbolzen, verschrauben oder auf andere Weise fixieren) und Korrosion und/oder Lösen der Befestigungsmittel (z. B. Drehmomentabfall) begrenzen oder verhindern. Das Begrenzen oder Verhindern des Lösens von Befestigungsmitteln kann bei einer bevorzugten Ausführungsform dadurch bewerkstelligt werden, dass die Oberflächen oder Glieder aneinandergezogen oder -gedrückt oder angezogen werden (z. B. über die Befestigungsmittel), bis zwischen den Gliedern oder Oberflächen und der ersten Komponente ein Kontakt (z. B. Kontakt Metall mit Metall) erzielt ist. Die Oberflächen oder Glieder können weiter zusammengezogen oder -gedrückt werden, um eine Druckkraft auf die erste Komponente zu erzeugen, die kein unerwünscht hohes Ausmaß an Kriechen erfährt, das im Laufe der Zeit und/oder mit Temperaturänderungen verursacht werden kann. Auf diese Weise wird Kraft auf dem Befestigungsmittel aufrechterhalten, wodurch ein Lösen der Befestigungsmittel blockiert oder verhindert wird (z. B. Drehmomentabfall). Die vorliegende Erfindung kann dann wiederum Kontrollen und Nachkontrollen der Festigkeit oder des Drehmoments von Befestigungsmitteln begrenzen oder eliminieren, die ansonsten möglicherweise erforderlich sind, und kann die Notwendigkeit zum erneuten Festziehen solcher Befestigungsmittel begrenzen oder eliminieren.
  • [0081]
    Sofern nichts anderes angegeben ist, sollen Abmessungen und Geometrien der verschiedenen, hierin dargestellten Strukturen die Erfindung nicht beschränken, und andere Abmessungen oder Geometrien sind möglich. Mehrere Strukturkomponenten können durch eine einzelne integrierte Struktur bereitgestellt werden. Alternativ könnte eine einzelne integrierte Struktur in mehrere getrennte Komponenten unterteilt werden. Wenngleich ein Merkmal der vorliegenden Erfindung möglicherweise im Kontext nur einer der dargestellten Ausführungsformen beschrieben worden ist, kann außerdem ein derartiges Merkmal mit einem oder mehreren anderen Merkmalen von anderen Ausführungsformen für jede gegebene Anwendung kombiniert werden. Aus dem oben Gesagten ist auch zu verstehen, dass die Herstellung der einzigartigen Strukturen hierin und ihr Betrieb auch Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung darstellen.
  • [0082]
    Die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wurde offenbart. Ein Durchschnittsfachmann würde jedoch realisieren, dass bestimmte Modifikationen innerhalb der Lehren der vorliegenden Erfindung liegen würden. Die folgenden Ansprüche sollten deshalb untersucht werden, um den eigentlichen Schutzbereich und Inhalt der Erfindung zu bestimmen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • [0083]
    Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
  • [0084]
    • - US 4922596 [0051]
    • - US 4978562 [0051]
    • - US 5124186 [0051]
    • - US 5884960 [0051]
    • - US 6131897 [0057]
    • - US 5766719 [0057, 0062]
    • - US 5755486 [0057, 0062]
    • - US 5575526 [0057, 0062]
    • - US 5932680 [0057, 0062]
    • - US 5266133 [0062]
    • - WO 00/27920 [0062]
    • - US 99/24795 [0062]
    • - US 5358397 [0066]

Claims (15)

  1. Strukturbefestigungseinsatz zur Verwendung während des Befestigens eines ersten und zweiten Glieds, wobei die Strukturbefestigungskomponente zwischen den Verbindungsgebieten des ersten und zweiten Glieds platziert ist und konfiguriert ist, sie gegenüber der Umgebung abzudichten, wobei der Strukturbefestigungseinsatz Folgendes umfasst: ein Basisglied, das konfiguriert ist zur Anordnung in einem Verbindungsgebiet zwischen dem ersten und zweiten Glied, wobei das Basisglied mehrere sich dort hindurch erstreckende Öffnungen definiert; ein wärmeaktivierbares Material, das über mindestens einem Abschnitt des Strukturgittermaterials und in den dort hindurch ausgebildeten Öffnungen gekapselt ist, wobei das wärmeaktivierbare Material aus einem biegbaren Material ausgebildet ist, wobei beim Befestigen des ersten und zweiten Glieds das wärmeaktivierbare Material sich verschiebt, um einen direkten Kontakt zwischen dem Basisglied und sowohl dem ersten als auch dem zweiten Glied zu gestatten, wobei bei Einwirkung von Wärme das wärmeaktivierbare Material expandiert, um das Basisglied und das Verbindungsglied zwischen dem ersten und zweiten Glied abzudichten.
  2. Einsatz nach Anspruch 1, wobei das Basisglied als ein Blech geformt ist.
  3. Einsatz nach Anspruch 1, wobei das Basisglied aus einem Strukturgittermaterial ausgeformt und so gestaltet ist, dass es der Gestalt des Verbindungsgebiets zwischen dem ersten Glied und dem zweiten Glied entspricht.
  4. Einsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die durch das Basisglied verlaufenden mehreren Öffnungen im Wesentlichen gleich gestaltet und beabstandet sind.
  5. Einsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Basisglied und aktivierbares Material sich zwischen dem ersten Glied und dem zweiten Glied befinden und entweder das erste Glied oder das zweite Glied ein Gelenkabschnitt einer Gelenkbaugruppe ist, die eine Türkomponente an einem Fahrzeug befestigt.
  6. Einsatz nach Anspruch 6, weiterhin umfassend eine Schwenkverbindung zur drehbaren Anbringung des ersten Glieds an dem zweiten Glied.
  7. Einsatz nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Basisglied, das aktivierbare Material oder beide eine oder mehrere Öffnungen definieren, die einen Abschnitt des ersten Glieds oder des zweiten Glieds aufnehmen.
  8. Strukturbefestigungseinsatz zur Verwendung während des Befestigens eines ersten und zweiten Glieds, wobei die Strukturbefestigungskomponente zwischen den Verbindungsgebieten des ersten und zweiten Glieds platziert ist und konfiguriert ist, sie gegenüber der Umgebung abzudichten, wobei der Strukturbefestigungseinsatz Folgendes umfasst: ein Basisglied, das so geformt ist, dass es der Form des Verbindungsgebiets zwischen dem ersten und zweiten Glied entspricht, wobei das Basisglied mehrere von dort verlaufende Vorsprünge bildet, wobei die mehreren Vorsprünge von beiden Seiten des Basisabschnitts verlaufen; ein wärmeaktivierbares Material, das über mindestens einem Abschnitt des Strukturbasisglieds und von dort aus verlaufenden Vorsprüngen gekapselt ist, wobei das wärmeaktivierbare Material aus einem biegbaren Material ausgebildet ist, wobei beim Befestigen des ersten und zweiten Glieds das wärmeaktivierbare Material sich verschiebt, sodass die Vorsprünge das erste und zweite Glied direkt verbinden, wobei bei Einwirkung von Wärme das wärmeaktivierbare Material expandiert, um den Raum zu füllen, der sich zwischen dem Vorsprung zum Abdichten des Basisglieds, Vorsprüngen und verbindenden Gebieten des ersten und zweiten Glieds befindet.
  9. Einsatz nach Anspruch 8, wobei das Basisglied als ein Blech geformt ist.
  10. Einsatz nach Anspruch 8, wobei das Basisglied aus einem Blechmaterial ausgebildet ist.
  11. Einsatz nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die durch das Basisglied verlaufenden mehreren Öffnungen im Wesentlichen gleich gestaltet und beabstandet sind.
  12. Einsatz nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei das Basisglied und aktivierbares Material sich zwischen dem ersten Glied und dem zweiten Glied befinden und entweder das erste Glied oder das zweite Glied ein Gelenkabschnitt einer Gelenkbaugruppe ist, die eine Türkomponente an einem Fahrzeug befestigt.
  13. Einsatz nach einem der Ansprüche 8 bis 12, weiterhin umfassend eine Schwenkverbindung zur drehbaren Anbringung des ersten Glieds an dem zweiten Glied.
  14. Einsatz nach einem der Ansprüche 8 bis 13, wobei das Basisglied, das aktivierbare Material oder beide eine oder mehrere Öffnungen definieren, die einen Abschnitt des ersten Glieds oder des zweiten Glieds aufnehmen.
  15. Gelenkbaugruppe zum Befestigen einer Türkomponente an einem Rahmenglied eines Kraftfahrzeugs, wobei das Gelenk Folgendes umfasst: einen ersten Gelenkabschnitt mit einem ersten Befestigungsmerkmal zum Anbringen an einer Fahrzeugtür, wobei der erste Gelenkabschnitt Folgendes aufweist: eine Planare Befestigungsoberfläche mit mehreren darin ausgebildeten Löchern zum Aufnehmen eines oder mehrerer mechanischer Befestigungsmittel, die zum Befestigen des ersten Gelenkabschnitts an der Fahrzeugtür verwendet werden, Arme, die sich von gegenüberliegenden Seiten der Planaren Befestigungsoberfläche erstrecken, wobei die Arme eine sich durch die Arme erstreckende erste Apertur zum Ausbilden eines Abschnitts einer Schwenkverbindung enthalten; einen zweiten Gelenkabschnitt mit einem zweiten Befestigungsmerkmal zum Anbringen an einem Fahrzeugrahmenglied, wobei der zweite Gelenkabschnitt Folgendes aufweist: eine Planare Befestigungsoberfläche mit mehreren sich von dort erstreckenden Befestigungsmitteln zum Anbringen des ersten Gelenkabschnitts an dem Fahrzeugrahmenglied, Arme, die sich von gegenüberliegenden Seiten der Planaren Befestigungsoberfläche erstrecken, wobei die Arme eine sich durch die Arme erstreckende zweite Apertur zum Ausbilden eines Abschnitts der Schwenkverbindung enthalten; eine Schwenkverbindung zur drehbaren Befestigung des ersten Gelenkabschnitts an den zweiten Gelenkabschnitt, wobei die Schwenkverbindung aus der ersten Apertur, der zweiten Apertur und einem sich durch die erste und zweite Apertur erstreckenden Stift gebildet wird, wobei sich die Arme des ersten und zweiten Gelenkabschnitts nebeneinander befinden und dafür ausgelegt sind, relativ zueinander zu drehen, wobei die Schwenkverbindung weiterhin ein oder mehrere Haltemerkmale enthält zum vorübergehenden oder permanenten Verhindern des Entfernens des Stifts aus der ersten und zweiten Apertur; und einen Strukturbefestigungseinsatz, umfassend: ein Strukturgittermaterial, das so gestaltet ist, dass es der Gestalt des Verbindungsgebiets des zweiten Gelenkabschnitts zu dem Fahrzeugrahmenglied entspricht, wobei das Strukturgittermaterial mehrere gleichmäßig gestaltete und beabstandete Öffnungen dort hindurch bildet; ein wärmeaktivierbares Material, das über mindestens einem Abschnitt des Strukturgittermaterials und in den dort hindurch ausgebildeten Öffnungen gekapselt ist, wobei das wärmeaktivierbare Material aus einem biegbaren Material ausgebildet ist, wobei sich beim Befestigen des zweiten Gelenkabschnitts an dem Fahrzeugrahmenglied das wärmeaktivierbare Material verschiebt, um einen direkten Kontakt zwischen dem Strukturgittermaterial und sowohl dem ersten als auch dem zweiten Glied zu gestatten, wobei bei Einwirkung von Wärme das wärmeaktivierbare Material expandiert, um die durch das Strukturgitter gebildeten Öffnungen zu füllen und das Strukturgittermaterial und Verbindungsgebiete des zweiten Gelenkabschnitts und des Fahrzeugrahmenglieds abzudichten.
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