结构安装插入物的制作方法

专利名称：结构安装插入物的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于保护两个或更多个结合部件使避免出现侵 蚀、紧固件松动(例如，扭矩减少)，或者使两者同时避免的方法和 装置。
背景技术：
多年来，工业上已研发了可被布置在构件的表面之间用以限制这 些表面被暴露到周围环境中和/或用于帮助将这些表面连接在一起的 多种密封材料和结构材料。然而，这些材料存在许多缺点。举例来说， 材料在遭受温度变化时所表现的膨胀/收缩特性会限制材料的密封能 力，和/或会使材料退化。又例如，这些材料会限制构件附接到彼此的 能力，或者这些材料具有有限的能力来增强构件的相互附着。因此， 本发明提供了一种充当密封材料、结构粘合材料、同时充当该两种材 料或类似材料的插入物，其中所述材料至少帮助克服了上述缺点中的 一个或者其他缺点。

发明内容
因此，在此公开了一种在第一构件和第二构件的安装过程中可使 用的结构安装插入物。所述结构安装插入物通常被放置在第一构件和 第二构件之间，并且被配置为将第一构件和第二构件的连接区域相对 于周围环境密封。所述结构安装插入物通常包括被成形为相应于第一构件和第二构件之间的连接区域的形状的基体构件(例如，由结构网
格(structural mesh)材料制成的构件)，以及被包覆在结构网格材 料的至少一部分上的可热活化的材料。在一个实施方案中，所述基体 构件可具有延伸穿过其中的多个开口，并且如果需要的话，所述开口 可以被相同地成形和间隔开。所述可热活化的材料可净皮布置在所述开 口中，并且通常也由柔韌材料(pliable material )制成。 一旦安装 了第一构件和第二构件，所述可热活化的材料通常就发生位移，以使 得基体构件与第一构件以及与第二构件两者直接接触。而且， 一旦施 加热量，所述可热活化的材料通常就膨胀以填充穿过基体构件形成的 开口，并且将基体构件以及将第一和第二构件的连接区域密封。


图1示出了根据本发明的教导的结构安装插入物的一种配置的俯 视图2示出了在根据本发明的教导结合之前的第一、第二构件，以
及图1中所示的结构插入物的截面图3示出了图2中所示的结构安装插入物的放大图4示出了在两个部件结合之后的图3中所示的结构安装插入物；
图5示出了在根据本发明的教导的一种可用材料活化之后的图4
中所示的结构安装插入物；
图6示出了类似于图5中所示的截面图，但是不同的是，穿过一
个用来结合两个构件的安装零件；
图7示出了根据本发明的教导的结构安装插入物的一种应用的一
个实施例；
图8示出了根据本发明的教导的结构安装插入物的另一种配置的 俯视图9示出了图8中所示的结构插入物的截面图； 图10示出了图9的放大截面图11示出了在两个部件结合之后的图10中所示的结构安装插入
物；
图12示出了在根据本发明的教导的在一种可用材料活化之后的图11中所示的结构安装插入物；
图13示出了根据本发明的教导的结构安装插入物的另一配置的 俯视图14示出了图13中所示的结构插入物的截面图； 图15示出了图14的放大截面图16示出了在两个部件结合之后的图15中所示的结构安装插入
物；
图17示出了在根据本发明的教导的一种可用材料活化之后的图 16中所示的结构安装插入物。
具体实施例方式
本发明涉及将结构构件直接安装同时防止或者基本限制这些构件 被暴露于可能导致侵蚀的环境条件中的方法和设备。参照附图，这是 通过在将第一构件12和第二构件14结合之前，使用分别放置在该第 一构件12和第二构件14之间的插入物10实现的。所述插入物包括一 用以保持第一构件和第二构件之间的距离的积极定位部分，以及一密 封料(sealer ),所述密封料可被配置为填充第一构件和第二构件之间 的空隙、包围插入物以及第一和第二构件与插入物之间的结合部分、 或者同时实现上述两者。所述密封料可以是可活化的、柔韧的、或者 既可活化又柔韧的，以将插入物和将结构构件的接触部分16、 18相对
于周围环境密封。
本发明的另 一优点是，其基本限制或防止了热循环过程中紧固件 或者连接构件扭矩减少或者松动。例如，在加热和冷却的重复循环中， 通常的密封设备由于温度变化而膨胀和收缩。由于在这些现有装置中， 仅所用的隔离材料自身包含密封材料，因此常见的是，在该热循环中 湿气进入密封件所形成的间隙中。此外，常见的是，现有的密封装置 也会发生蠕变(creep),导致间隙形成，该蠕变在高温下会增加。
本发明通过提供一种更高强度的材料用于形成间隙或者提供第一 构件和第二构件之间的隔离件，来克服这些和其他问题。所述插入物
的密封料接下来密封第一和第二构件之间形成的任何间隙，并且包围 所述插入物从而基本限制或者防止第一构件和第二构件的连接区域受到侵蚀。这是因为，由于高强度隔离件和密封插入物边缘的密封材料 的结合，基本上限制了湿气或者阻止了该湿气接触到第一和第二构件 的那些接触点，这进一步防止了电解质发生侵蚀，因为侵蚀源自湿气。
通常，插入物10包括包含刚性材料的第一部件20、 62、 72,该 刚性材料被配置为抵抗为结合所述结构构件而施加力时所出现的变 形。所述插入物也包括第二部件22，所述第二部件优选地包覆或者附 接或者适合附接至第一部件。所述第二部件是至少部分柔韧的，从而 包围插入物以及结构构件的接触点或者区域。
在第一结构构件与第二结构构件结合时，第二部件可被活化或者 被变形以使所述插入物和结构构件接触点密封，从而限制或者防止其 被暴露于诸如水等的侵蚀驱使成分中，所述侵蚀驱使成分能侵蚀结构 部件。
应理解的是，上述仅是本发明的许多实施例和优点中的一个，接 下来的描述隐含地和/或明确地提供了被附图进一步支持的本发明的 其他实施例和优点。
第一部件一一隔离材料
插入物包括第一部件20,所述第一部件包含被配置为用作第一构 件12和第二构件14的隔离件的弹性或刚性材料。然而，优选的是， 第一部件在强度上被配置为基本抵抗在第一构件和第二构件的附接过 程中的变形。因此，可以设想的是，第一部件由一种高强度材料制成。
可被用于形成第一部件的合适材料包括诸如金属、塑料、陶瓷、 橡胶或其他等的材料。在一种配置中，第一部件由聚合物制成。在另 一优选配置中，由于金属的抵抗塑性变形的挠性(例如，弹性)以及 高强度，第一部件由金属(诸如村垫料(shim stock)或其他)制成。 合适的金属材料的实施例包括不锈钢、合金钢、涂镀钢或者非涂镀钢、 镀锌钢、低碳钢或者高碳钢、钴、其他的金属材料等，或者其他。当 然也可使用其他特定材料，诸如在纺织品或其他产品中普遍使用的材 料。
在第一示例性配置中，如图1~6中所示，第一部件10形成有或 者包括多个形成于其中的开口 24,用于容纳第二部件22的至少一部分。这些开口可使用任何可用的成形技术(诸如模制或其他技术)来 形成。这些开口可以具有几何形状或者非几何形状(即，不规则形状)。 所述开口的几何形状可以根据给定应用的需要而变化。可使用的开口 的形状包括圆形、三角形、方形或者矩形、六边形、八边形等，或者 其他形状。
此外，开口 24的尺寸可根据每个应用而变化。设想的是，开口包 括小于5 mm、 2 mm、 lmm、 0,5 mm、 0.25 mm或者更小的直径。此夕卜， i殳想的是，平均直径可以是0.25 mm~l mm、 0.5 mm~l mm，或者其 他。应理解的是，所述开口的形状和尺寸可以在整个第一部件内变化。 然而，在一优选配置中，所述开口的形状和尺寸在整个第一部件内一 致。当第一部件包含开口时，并且尤其在所述部件是结构网格材料或 其他材料时，每平方英寸典型地至少有10个、更典型地至少150个并 且更更典型地至少300个开口，和/或每平方英寸少于大约3000个， 更典型地少于大约800个以及更典型地少于大约500个开口。
可使用不同的成形技术形成第一部件。第一部件可以由一条或多 条线、金属丝等纺织或者非纺织而成。第一部件可包括筛网(screen) 或类似物，或者被成形为类似于筛网或类似物。关于纺织的配置，第 一部件可由诸如金属或聚合物网格等的结构网格材料制成，这导致形 成开口 24。也可使用其他技术。
形成第一部件的线或者金属丝的直径也可根据每个应用而变化。 设想的是，线或者金属丝包括小于10 mm、 5 mm、 2 mm、 1 mm或者0. 5 mm或更小的直径。此外，设想的是，线或金属丝的平均直径可以是0. 25 mm 2mm、 0.5 mm~l mm、 0. 3 ~ 0. 8或者其他范围内。应理解的是， 金属丝的形状或者尺寸可在整个第一部件内变化。然而，在一优选配 置中，金属丝的形状和尺寸在整个第一部件内是一致的。此外，金属 丝的截面形状可以是圆形的、椭圆的、方形的、矩形的、六边形、八
边形或者其他形状。
在第一部件的第二种配置和第三种配置中，正如在下面更加详细 讨论的，设想的是，第一部件可包括一基体构件，所述基体构件具有 从一侧或两侧延伸以接触第一和第二构件并且在空间上将基体构件相 对于第一和第二构件定位的一个或多个构件一一诸如凸出部。这种空间定位允许第二材料放置在基体构件和第一或第二构件之间从而产生 其密封。在一个配置中，基体构件可由几乎任意类型的金属板或者其 他材料(例如，诸如衬垫金属等的钢板)等制成，然后接下来被成形 以形成多个凸出部。
在第二种示例性配置中，正如在图8~12中所示，第一部件包括 一个基体构件62,该基体构件具有从其中延伸的多个凸出部64。所述 凸出部可从基体构件的一側或者两侧延伸，并且优选地间隔开。所述 凸出部可沿着基体构件形成对称或非对称的图案。相应地，设想的是 所述凸出部可形成一个或多个重复图案。
凸出部64可以附接到基体构件，或者与基体构件一体成形从而形 成一整体结构。所述凸出部可使用任意可用的成形技术(诸如，模制、 沖压、焊接或其他技术)来形成。这些凸出部可以具有几何形状或者 非几何形状(即，非规则形状)，其中凸出部的几何形状可根据给定应 用的需要而变化。所述凸出部的合适形状包括圆形、三角形、方形或 矩形、六边形、八边形等，或者其他形状。在一优选配置中，所述凸 出部包括一顶表面66，该顶表面平行于基体构件并且包括用于将所述 顶表面与基体构件连接的一个或者多个(例如，2个、4个或者其他数 目)侧面构件68。这些侧面构件可以垂直于基体构件或者顶表面，或 者可以斜斜地取向。
凸出部的尺寸可以根据每个应用而变化。设想的是，凸出部尺寸 (例如，顶表面或者顶表面与侧面构件的结合)可以包括大约0. 25mm2、 0. 5mm2、 lmm2、 2mm2、 5mm2、 10mm2或者更大的覆盖面积(footprint area )。 应理解的是，凸出部的覆盖尺寸可以在整个第一部件内变化。然而， 在一优选配置中，凸出部的覆盖尺寸在整个第一部件内一致。
优选地是，基体构件和/或凸出部的全部或者一部分包括在其上面 的一层第二部件22。所述第二部件可被布置在第一部件的一侧或者两 侧上。然而，在一优选配置中，第二部件被布置在基体构件的两侧上 和凸出部上。
在第三种示例性配置中，正如图13~ 17中所示，第一部件包括一 个基体构件72，该基体构件具有多个从其中延伸的凸出部74。所述凸 出部可从基体构件的 一侧或两侧延伸并且优选地间隔开。所述凸出部可沿着基体构件形成对称或不对称图案。相应地，设想的是凸出部可 形成一个或多个重复图案。
凸出部74可以附接到基体构件，或者与基体构件一体成形，形成 一整体结构。所述凸出部可使用任意可用的成形技术(诸如，模制、 冲压、焊接或其他技术)来形成。这些凸出部可以具有几何形状或者 非几何形状(即，不规则形状)，其中所述凸出部的几何形状可以根据 给定应用的需要而变化。凸出部的合适形状包括圆形、三角形、方形 或矩形、六边形、八边形等或者其他。在一优选配置中，凸出部包括 一个顶表面或者部分76，该顶表面或者部分平行于基体构件并包括用 于连接顶表面与基体构件的一个或多个侧面构件78。这些侧面构件可 以垂直于基体构件或者顶表面，或者可以被斜斜地取向。更进一步， 侧面构件可以包括拱形构件。然而，在一个配置中，顶部分与侧面部 分的组合包括一个拱顶状结构。
凸出部的尺寸可根据每个应用而变化。设想的是，凸出部尺寸(例 如，顶表面或者顶表面与侧面构件的组合)可以包括大约0.25mm2、 0. 5mm2、 lmm2、 2mm2、 5mm2、 10mm2或者更大的覆盖面积。应理解的是， 凸出部的覆盖尺寸可以在整个第一部件内变化。然而，在一优选配置 中，凸出部的覆盖尺寸在整个第一部件内一致。
优选的是，基体构件和/或凸出部的全部或者一部分包括在其上面 的一层第二部件22。所述第二部件可被布置在第一部件的一侧或者两 側上。然而，在一优选配置中，第二部件被布置在基体构件的两侧上 和凸出部上。
对于本说明书中包含的不同实施方案，或者其他实施方案，预期 的是，第一部件的全部或者部分可被涂覆以诸如密封料或者其他材料。
第二部件——密封材料(Sealant Material)
所述插入物也包括包含密封材料的第二部件，该密封材料适于将 插入物以及将第一构件和第二构件的连接区域密封。所述第二材料可 被配置为在第一和第二构件的结合过程中发生位移(例如，弹性地、 塑性地或者二者皆有地)。在第一和/或第二构件的使用或应用过程中， 所述笫二部件与第一部件一起提供。优选的是，所述第二部件附接到第一部件或者与第一部件结合以改进安装并降低制造成本。
在一配置中，第二部件大致或者整体上包覆第一部件。可使用本 说明书中所述的公知技术将第二部件应用到第一部件。然而，在一优 选配置中，所述第一部件被浸入或者浸没到第二部件。
第二部件可由此处所讨论的材料部件中的任一种制成。所述材料
部件包括密封材料、用于减振降噪的材料、结构材料或者其他材料。 然而，在一优选配置中，所述材料被配置为形成密封并且防止湿气(诸 如，任何类型的侵蚀流体，包括水或者其他)进入到第二部件与第一 构件或者第二构件之间。
第二部件可以包括不可活化的材料、可活化的材料或者两者的组
合。例如，第二部件可以包括不可活化的材料，诸如用于或者能够密 封所述部件以及在一旦施加能量时发生很少或几乎没有物理或化学变
化的衬垫(gasket)或者其他材料。可替代性地，第二部件可包括可 活化的材料，这种材料在一旦施加能量时就发生物理和/或化学变化， 正如在本文中所描述的。更进一步，还设想了第二部件的仅一部分是 可活化的。
在一优选配置中，第二部件包括或者包含可活化的材料以促使密 封。更优选的是，第二部件包括被配置为在一旦施加能量(诸如热量 或其他)时就膨胀的可热活化的材料。在另一优选配置中，第二部件 包括不可膨胀的材料和/或不可活化的材料，其中所述第二材料形成在 笫一和第二构件的接触区域周围，并且填充第一和第二构件之间的空
隙。下面将讨论用于第二部件的其他合适材料和成形技术。
可使用模制或者造型技术将可膨胀材料施加至栽体，这些技术可 以是自动的、半自动的或者手动的。这种技术包括吹塑成型、旋转成 型、注射模制、压模铸造或者其他方法。在一高度优选的配置中，通 过挤压工艺(例如，共挤压工艺)将可膨胀材料施加至载体。
第二部件的厚度可根据许多因素而变化，所述因素诸如第二部件 是否是可活化的或者可膨胀的，以及第二部件可被活化或者膨胀到何 种程度。所述厚度也可取决于将被填充的第一和第二构件之间的空隙、 或者第一部件周围的空隙的体积。更进一步，所述厚度可基于第二部 件的柔韧性。合适厚度的实施例包括大约0. 5~10mm，或者大约1~5mm，或者其他范围内。
所述可膨胀材料可由多种不同材料制成。 一般来说，所述构件可 使用诸如在以下专利申请中公开的用于成形和施加可膨胀材料的技术 和方法，这些专利是美国专利No. 4, 922, 596、 4, 978, 562、 5,124,186 和5， 884， 960,以及于2000年2月11日提交的序列号为09/502， 686 以及于2004年3月14日提交的09/524， 961的共同所有的、共同未 决的美国申请，以及于2004年6月15日提交的代理人案号为No. 1001 -141的美国申请，所有这些申请都为了通用目的而特意纳入本说明 书。通常，当用于增强时，可膨胀的材料形成具有可发泡特征的高抗 压强度和刚度的热活化增强材料(例如，泡沫)。例如，材料的抗压强 度模量优选地大于大约100 Mpa,并且更优选地大于大约800 Mpa,更 更优选地大于大约1500 Mpa。
所述材料通常可以是触摸起来干燥的或者粘性的，并且可以以任 何形式的预期图案、布置或者厚度被放置在第一部件或其他之上，但 是优选地具有大致均匀的厚度。 一种示例性的可膨胀材料是通过 Michigan的L&L Products, Inc. of Romeo可获得的L — 5204结构泡 沫(structural foam)。
其他合适的粘性或非粘性材料的实施例包括通过Michigan的L&L Products, Inc. of Romeo的可获得的L-2663、 L-2610、 L-2609、 L-2701 或者其他类似材料。
尽管其他的热活化材料也可用于可膨胀材料，优选的热活化材料 是可膨胀的聚合物或者塑料，并且优选地是可发泡的。 一种具体优选 的材料是环氧基结构泡沫(structural foam)。例如，非限制地，结 构泡沫可以是环氧基材料，包括可包含oc烯烃的三元共聚物或者乙烯 共聚物。作为共聚物或者三元共聚物，聚合物由两种或者三种不同的 单体组成，所述单体即为具有能够与类似分子连结起来的具有高化学 反应性的小分子。
许多环氧基结构的结构增强或密封泡沫在本技术领域都是公知 的，并且也可用于制造结构泡沫。通常的结构泡沫包括，当与合适的 成分(通常为发泡剂或者固化剂)混合时，在一旦施加热量或者出现 特定的环境条件时就会以可靠并且可预测的方式膨胀和固化的聚合物基材料，诸如环氧树脂或者乙烯基聚合物。从热活化材料或者热固化 材料的化学角度来看，结构泡沫通常在固化前先被处理为可流动的热 塑性材料。这种材料通常在一旦固化时就交联，使得所述材料不能进 一步流动。
优选的结构泡沫配方的一个实施例是从Michigan的L&L Procucts of Romeo可购买到的牌号为L5206、 L5207、 L5208、 L5209 的环氧基材料。优选的结构泡沫材料相对于现有材料的一个优点在于 可以以多种方式处理所述优选的材料。可通过注射模制、挤压模制、 重叠注塑(overmolding )至载体或者使用微型涂覆器
(mini-applicator )来处理所述优选的材料。这使得能够成形和制造 超出大部分现有材料的能力的零件设计。在一个优选实施方案中，结 构泡沫(在其非固化状态)通常触摸起来是干的或者相对不粘的，并 且可通过本领域中众所周知的紧固方式容易地附接到载体构件。
尽管已经公开了用于制造可膨胀材料的优选材料，但可膨胀材料 也可由其他材料制成，只要所选择的材料是被热活化或者被环境条件
(即，湿气、压力、时间等等)所活化，并且对于所选应用，能够在 合适条件下以可预测并且可靠的方式固化。 一个这样的材料是在由本 申请的受让人在1999年3月8日提交给美国专利和商标局的美国专利 No. 6,131， 897中公开的环氧基树脂，该专利的教导通过引用的方式纳 入本说明书。另外也参见美国专利No. 5， 766， 719、 No， 5, 755， 486、 No.5， 575， 526和N0.5， 932， 680 (通过引用的方式纳入)。通常，可膨 胀材料的预期特征包括相对高的刚度、高强度、高玻璃化温度(通常 大于70摄氏度)和粘着耐久性。以这样的方式，材料通常不与汽车制 造商使用的材料系统相千扰。示例性的材料包括可从Michigan的 L&LProducts， Romeo获得的以产品牌号L5207和L5208销售的材料。 通常，当用于增强时，所述可膨胀材料被配置为膨胀到其初始非 膨胀体积的110% ~ 500 % ,更典型地被配置为其初始非膨胀体积的 130%~ 300 %，以及更更典型地配置为其初始非膨胀体积的150% ~ 250 %。还设想的是，当根据本发明的系统被用于密封或者阻遏时，可 膨胀材料可被设计为吸收或者削弱声音、阻挡和防止材料穿过空腔或 类似物。同样地，可膨胀材料可被配置为膨胀到其初始的非膨胀体积的至少200%、至少400o/q、至少800%、至少1600%或者甚至至少 3000%。这种可膨胀材料的实施例在2004年6月15日提交的代理人 案号No. 1001-141的美国申请中被讨论，该申请通过引用被特意纳入。
在膨胀材料是热活化、热膨胀材料的应用中，与包含结构泡沫的 材料的选择和形成相关的一个重要考虑是，材料发生反应或者膨胀、 以及可能进行的固化时的温度。例如，在大部分应用中，不希望材料 在室温下反应，或者在生产线环境的环境温度下反应。更典型的是， 所述结构泡沫在更高的处理温度下发生反应，诸如在装配车间中的温 度下，此时，所述泡沫与汽车部件一起在高温下或者在更高的施加能 量等级下——例如在油漆固化步骤中——被处理。尽管在汽车装配操 作中遇到的温度可能在大约148. 89匸~ 204. 44匸(大约300°F ~ 400°F)的范围内，车身和油漆车间设备通常在大约93. 33*0 (大约 200下)或者略高。类似地，在制造其他运输设备(例如，自行车、摩 托车、全地形交通工具或者其他)的过程中，在油漆固化处理(诸如 粉末涂覆应用)或其他过程中也可能使用更高的温度。在一个配置中， 所述材料在大于大约120"C、或者大于大约150X:，或者甚至大于大约 160'C时发生反应。如果需要，可将发泡剂活化剂(blowing agent activator )加入组分中以引起在上述范围之外的不同温度时的膨胀。
通过具体的实施例，设想的是，所述材料可在粉末涂覆油漆固化 操作中被固化。在这样的操作中，所述材料被暴露至大约120X: ~230 r之间的温度范围，且暴露时间为大约10分钟~60分钟。此外，设 想的是，所述材料可以在一个沉淀硬化固化操作中被固化。在该操作
中，所述材料可被暴露至大约15or; 23or;之间的温度范围，且暴露
时间为大约45分钟~ 8小时。
通常，合适的膨胀泡沫具有大约0~大于1000 %的膨胀范围。可 膨胀材料30的膨胀水平可被增加至高达1500 %或者更高。通常，从 具有较低膨胀的产品获得强度和刚度。
用于可膨胀材料的一些其他可能的材料包括，但不限于，聚烯烃 材料、具有至少一个单体类型的oc烯烃的共聚物和三元共聚物、苯酚/ 甲醛材料、苯氧基材料以及聚氨酯。也可参见美国专利No. 5， 266, 133; 5, 766, 719; 5, 755, 486; 5, 575, 526; 5, 932, 680以及W0 00/27920(PCT/US 99/24795 )(所有这些申请都通过引用的方式被特意地纳 入)。通常，所得到的材料的预期特征包括相对低的玻璃化转变点，以 及良好的粘着耐久性。以这样的方式，所述材料通常不与汽车或其他 车辆制造商(例如，摩托车、自行车、全地形交通工具或者其他)所 使用的材料系统相干扰。而且，所述材料将承受住通常在车辆的制造 过程中遇到的工艺条件，诸如E类涂层的涂底(priming )、清洗和去 油以及其他涂覆工艺，以及在最终的车辆装配中遇到的喷漆操作。
在另一实施方案中，可膨胀材料以封装或者部分封装的形式提供， 其可包括小丸(pellet),所述小丸包括可膨胀可发泡材料，其被封装
或者部分封装在粘性的壳内。这样一种系统的实施例在共同所有、共 同未决的序列号为09/524， 298的美国申请("Expandable Pre-Formed Plug")中被公开，该申请在此通过引用的方式纳入本说明书。
另外，如上所述，也可通过以下方式使用预成型的图案，诸如通 过挤压一薄板(具有平面或者波状面(contoured surface))然后根 据所选结构、栽体构件等，根据预定配置将其冲切，然后施加至所选 结构、载体构件上。
本领域技术人员将意识到，所述系统可与常规的挡声隔板或者车 辆结构增强系统结合使用，或者被用作所述常规的挡声隔板或者车辆 结构增强系统的一个部件，诸如在共同所有的共同未决的序列号为 09/524, 961或者09/502, 686的美国申请(通过引用的方式纳入本说 明书)中所公开的。
设想的是，所述可膨胀材料的材料可通过各种传送系统被传送和 被放置为与装配构件接触，所述各种传送系统包括但不限于本领域中 普遍公知的机械搭扣配合装配、挤压技术，以及根据在此通过引用的 方式被被特意纳入本说明书的共同所有的美国专利No. 5， 358， 397 ("Apparatus For Extruding Flowable Material")的教导的微型
涂覆器技术。在该非限制的实施方案中，材料或者介质被至少部分涂 覆有具有阻尼特性的活性聚合物或者其他的热活化聚合物(例如，可
成形的热熔性胶粘剂基的聚合物或者可膨胀的结构泡沫，这些材料的 实施例包括烯烃聚合物、乙烯基聚合物、包含聚合物的热塑橡胶、环 氧树脂、聚氨脂以及类似材料)，其中可发泡或可膨胀材料可搭扣配合到所选择的表面或者基底上；放入小珠或者小丸中用于通过挤压的 方式沿着所选择的表面或者构件布置；沿着基底布置——通过借助于 导流板技术(baffle technology);根据本领域众所周知的教导的模 铸应用；包括使用导流板和软外壳系统的可泵送应用系统；以及可喷 射应用。
在另一优选配置中，如上所述，第二材料可以是不可活化的和/ 或不可膨胀的。在该配置中，设想的是一旦施加外力，以及可选择地 一旦活化，第二材料就塑性变形以将插入物以及将第一与第二插入物 的接触区域包围从而将其密封。相应地，在一个配置中，第二材料可 包括衬垫。例如，第二材料可包括用于将结合的部件密封的任何合适 的衬垫。
插入物的形状和尺寸可在不同应用之间变化。设想的是，所述插 入物的形状可以是大致方形或者矩形的。然而，也设想了其他形状包 括圆形、椭圆形、七边形、六边形等，或者其他的包含规则或不规则 形状的形状。插入物的厚度也可根据应用和施加的力而改变。然而， 所述厚度可以小于10mm、 5mm、 2m迈或者更小。相应地，i殳想的是，所 述插入物具有lmm~ lOmm,或者甚至2mm~ 5mm，或者其他范围内的连 续厚度。
使用方法
参照图2~6、图8~12以及图13~17，分别示出了使用本发明的 插入物的三个实施例。本发明尤其适合于用于结合两个或者更多个构 件并保持两个或者更多个构件之间的距离的紧固(例如，栓接或者其 他)系统。所述插入物，如本说明书中所述，在第一构件和第二构件 附接之前被放置在第一构件12和第二构件14之间。并且通过使用紧 固装置或者其他装置，所述第一构件和第二构件接下来被放到一起并 且有一力"F"被施加。
正如在三个实施例中所示，在第一部件和第一构件12，以及第一 部件和第二构件14之间可形成有开口。在第二材料活化之前、在第二 材料活化之后或者活化之前与之后，这些开口可被第二部件部分地或 者全部填充。例如，在第一构件和第二构件附接的过程中，在第一构件和第二构件的附接过程中所形成的生成扭矩可导致位于第一部件上 的第二材料发生位移，并且在活化之前，部分或者全部地填充空隙。 替代地，或者除了空隙的预先活化填充之外，在第二材料的活化过程 中，所述空隙可被附加地以膨胀的第二材料填充。
参照图4、 11和16,随着力的增加，包含密封材料的第二部件被 移位至开口内，或者沿着由第一部件20、 62、 72形成的凸出部和/或 第一组件的末端部分的外侧移动。该移位一直持续到第一构件和第二 构件接触到第一部件，该接触可包括与凸出部的接触。在该点，第一 部件充当隔离件以形成并保持第一构件和第二构件之间的基本连续的 间隙。如上所指出的，第一部件强度合适从而提供相对于所施加力的 反作用力，同时没有较大变形。然而，对于第一部件62、 72的第二和 第三实施方案，凸出部64、 74可被配置为朝向第一部件的表面变形。
正如其中第一构件和第二构件已附接的图5、 12和17中所示，第 二部件可被活化，这在一个优选配置中导致第二部件膨胀并且填充第 一部件所形成的任何开口或者在所述凸出部之间形成的空隙。此外， 应理解的是，在所述第一部件的外部的材料也膨胀，以形成围绕整个 第一部件的密封。在这一点上，第一构件和第二构件的接触区域以及 所述插入物相对于周围环境被完全密封。
参照图6，穿过插入物形成有开口，所述可膨胀材料将紧固件延 伸穿过其中的周围区域填充，以基本限制或者防止湿气进入其中。
一个具体的实施例
参照图7,示出了本发明的结构安装插入物的一个非限制性实施 例及其使用。在该实施例中，应理解的是可使用任何实施方案(如， 第一部件或者其他)。在该配置中，提供了铰链组件(hinge assembly) 30，用于将门部件安装到机动车辆的框架构件(frame member )。所述 铰链包括包含用于附接到车门的第一安装部分34的第一铰链部分32。 所述第一铰链部分包括i )平面化的安装表面36，其包括形成于其 中的多个孔38以接收用于将第一铰链部分安装到车门的一个或多个 机械紧固件；ii)臂40，其从平面化的安装表面的相对侧延伸，所述 臂包括延伸穿过所述臂的第一孔42，以形成枢轴连接件的一部分。所述铰链还包括包含用于附接到车辆框架构件的第二安装部分46 的第二铰链部分44。所述第二铰链部分包括平面化的安装表面48，该 平面化的安装表面48包含i )多个从其延伸的紧固件50,以将所 述第一铰链部分安装到车辆框架构件，ii)臂52，其从平面化的安装 表面的相对侧延伸，所述臂包括延伸穿过所述臂的第二孔52,以形成 枢轴连接件的一部分。
所述铰链进一步包括用于将第 一铰链部分可旋转附接到第二铰链 部分的枢轴连接件，所述枢轴连接件由第一孔、第二孔，以及延伸穿 过第一和第二孔的销56形成，其中所述第一和第二铰链部分的臂被布 置为相互相邻，并且适于相对于彼此旋转，其中所述枢轴连接件进一 步包括一个或多个保持部分58,以暂时或永久地防止销从第一孔和第 二孔中去除。
所述铰链进一步包括如本说明书中所述的结构安装插入物10。如 所示出的，所述插入物包括形成于其中的用于接收第二铰链部分的安 装部分的开口 60。这些开口可在不同应用之间变化。
其他应用
根据本发明的增强系统可被用于结构增强的各个方面，尤其在用 于摩托车、自行车、机动车辆、轮船、火车或者其他的运输产业中。 在一个尤其有利的应用中，根据本发明的增强系统可被用于其中金属 部件被结合到一起的应用中，以及用于其中这种部件被共同暴露到湿 气中的应用中。在这些配置中，根据本发明的插入物提供这些部件的 可靠安装，同时防止这些部件被侵蚀。可使用本发明的附加部件包括， 但不限于前和后緩冲系统、提升式间门、底部增强物或者类似部件。
应理解的是，根据本发明的增强系统可用于车身维修厂、普通的 装配车间或者其他。所述增强系统不仅在初始制造过程为两个或更多 个部件提供改进的附接，而且也为那些完整性(例如，强度或者其他) 已经被损坏(例如在发生事故的过程中被损坏)的部件提供改进的附 接。
正如已讨论的，本发明可提供多种优点。作为一示例，个体、机 构或者其组合可以将两个或更多个表面或构件紧固到(例如，栓接、用螺丝旋或者其他固定方式)一起并且限制或防止紧固件的侵蚀和/ 或松动(例如，扭矩减少)。在一个优选实施方案中，可通过以下方式
实现限制或者防止紧固件松动将表面或者构件拉或推到一起或者紧 固到一起(例如通过紧固件)，直至实现构件或表面与第一部件之间的 接触(例如，金属与金属的接触)。所述表面或者构件可继续被拉或者 推到一起，以产生对于第一部件的压缩力，所述第一部件不会产生由 于时间流逝和/或温度变化所导致的非预期大量蠕变。以这样的方式， 在紧固件上保持了力，从而抑制或者防止紧固件松动(例如，扭矩减 少)。本发明进而可限制或者消除原本可能需要的紧固件紧密度或者扭 矩的检查和再次检查，并且可限制或消除用于重新紧固这种紧固件的 需要。
除非另有说明，在本说明书中所描述的各种结构的尺寸和几何形 状不意在限制本发明，其他的尺寸或几何形状也是可能的。可通过单 个一体化结构提供多个结构部件。替代地，单独的一体式结构可被划 分为分立的多个部件。另外，尽管仅仅在所示出实施方案之一中描述 了本发明的一个特征，但对于任何给定的应用，该特征可与其他实施 方案的一个或多个特征相结合。从上文中还应理解的是，本说明书中 的独特结构的制造及其操作也构成了根据本发明的方法。
在此已经公开了根据本发明的优选实施方案。然而，本领域中的 普通技术人员将意识到，在本发明的教导内可进行某些修改。因此， 应当研究所附的权利要求以确定本发明的真正范围和内容。
权利要求
1.一种用于在安装第一构件和第二构件的过程中使用的结构安装插入物，所述结构安装部件被放置在第一构件和第二构件之间，并且被配置为将第一构件和第二构件的连接区域相对于周围环境密封，所述结构安装插入物包括基体构件，其被配置为布置在第一构件和第二构件之间的连接区域中，所述基体构件限定多个延伸穿过其中的开口；可热活化的材料，其被包覆在结构网格材料的至少一部分上和位于形成于其中的开口中，所述可热活化的材料由柔韧材料制成，其中，一旦安装第一构件和第二构件，所述可热活化的材料就发生位移以使所述基体构件与第一构件以及与第二构件两者直接接触，其中，一旦施加热量，所述可热活化的材料就膨胀以将所述基体构件以及将所述第一构件和第二构件之间的连接区域密封。
2. 根据权利要求1所述的插入物，其中所述基体构件被成形为板状。
3. 根据权利要求1所述的插入物，其中所述基体构件由结构网格 材料制成，并且被形成为相应于第一构件和第二构件之间的连接区域 的形状。
4. 根据权利要求1~3中任一权利要求所述的插入物，其中所述 延伸穿过所述基体构件的多个开口被大致相同地成形和间隔开。
5. 根据权利要求1~4中任一权利要求所述的插入物，其中所述 基体构件和所述可活化的材料被布置在第一构件和第二构件之间，并且所述第 一构件或第二构件是将门部件安装到车辆的铰链组件的 一个 铰链部分。
6. 根据权利要求6所述的插入物，进一步包括用于将第一构件可 旋转地附接到第二构件的枢轴连接件。
7. 根据权利要求5或6所述的插入物，其中所述基体构件、所述 可活化材料或者两者都限定了接收所述第一构件或第二构件的一部分 的一个或多个开口 。
8. —种用于在安装第一构件和第二构件的过程中使用的结构安 装插入物，所述结构安装部件被放置在第一构件和第二构件之间，并被配置为将第一构件和第二构件的连接区域相对于外部环境密封，所述结构安装插入物包括基体构件，其被形成为相应于第一构件和第二构件之间的连接区 域的形状，所述基体构件形成有多个从其延伸的凸出部，所述多个凸 出部从基体部分的两側延伸；可热活化的材料，其包覆在结构基体构件以及从其延伸出的凸出 部的至少一部分上，所述可热活化的材料由柔韧材料制成，其中， 一旦安装第一构件和第二构件，所述可热活化的材料就发 生位移，使得所述凸出部与第一构件以及与第二构件两者直接接触，其中， 一旦施加热量，所述可热活化的材料就膨胀以填充位于凸 出部之间的空隙从而将所述基体构件、凸出部以及第一和第二构件的 连接区域密封。
9. 根据权利要求8所述的插入物，其中所述基体构件被形成为板状。
10. 根据权利要求8所述的插入物，其中所述基体构件由金属板 材料制成。
11. 根据权利要求8~10中任一权利要求所述的插入物，其中所 述延伸穿过基体构件的多个开口被大致相同地成形和间隔开。
12. 根据权利要求8~11中任一权利要求所述的插入物，其中所 述基体构件和可活化材料被布置在第一构件和第二构件之间，并且所 述第一构件或第二构件是将门部件安装到车辆的铰链组件的一个铰链 部分。
13. 根据权利要求8~12中任一权利要求所述的插入物，进一步包括用于将第一构件可旋转附接到第二构件的枢轴连接件。
14. 根据权利要求8~13中任一权利要求所述的插入物，其中所 述基体构件、所述可活化材料或者两者都限定了接收第一构件或第二 构件的一部分的一个或多个开口。
15. —种用于将门部件安装到机动车辆的框架构件的铰链组件， 所述铰链包括第一铰链部分，其包括用于附着到车门的第一安装部分，所述第 一铰链部分具有平面化的安装表面，其包括多个形成在其中的孔，以接收用于将第 一铰链部分安装到车门的 一个或多个机械紧固件，臂，其从平面化的安装表面的相对侧延伸，所述臂包括延伸穿过所述臂的第一孔，以形成一个枢轴连接件的一部分； 第二铰链部分，其包括用于附接到车辆框架构件的第二安装部分， 所述第二铰链部分具有平面化的安装表面，其包括从其延伸的多个紧固件，以将第一 铰链部分安装到车辆框架构件，臂，其从平面化的安装表面的相对侧延伸，所述臂包括延伸穿 过所述臂的第二孔，以形成枢轴连接件的一部分；用于将第一铰链部分可旋转地附接到第二铰链部分的枢轴连接 件，所述枢轴连接件由所述第一孔、所述第二孔以及一个延伸穿过第 一孔和第二孔的销形成，其中所述第一铰链部分和第二铰链部分的臂被布置为相互邻近，并且适于相对于彼此旋转，其中所述枢轴连接件 进一步包括一个或多个保持部分，以暂时或者永久地防止所述销从第 一和第二孔中去除；以及结构安装插入物，包括结构网格材料，其被形成为相应于第二铰链部分与车辆框架构 件的连接区域的形状，所述结构网格材料形成多个穿过其中的 被相同地成形且间隔开的开口；可热活化的材料，其被包覆在结构网格材料的至少一部分上以 及位于形成于其中的所述开口中，所述可热活化的材料由柔韧 材料制成；其中一旦将第二铰链部分安装到车辆框架构件上，所述可热活化的 材料就发生位移从而使得结构网格材料与第一构件以及与第二构件两 者直接接触；其中一旦施加热量，可热活化的材料就膨胀以填充穿过结构网眼形 成的开口，并且将所述结构网格材料以及将第二铰链部分和车辆框架构 件的连接区域密封。
全文摘要
描述了一种用于将构件(12，14)的表面之间密封和/或粘附到构件(12，14)的表面的结构安装插入物(10)。所述插入物包括在基体材料周围的增强材料(20)(例如，金属网)和可活化材料(22)。
文档编号F16B11/00GK101646876SQ200880009527
公开日2010年2月10日 申请日期2008年1月25日 优先权日2007年1月30日
发明者K·诺瓦克, S·兹德罗耶夫斯基, T·L·库恩 申请人:泽菲罗斯公司