CN102001360A - 在正交表面上具有结合材料的结构加强件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种安装在结构构件(20)中的加强件(22)。该加强件包括具有至少第一表面(26)和第二表面(28)的刚性托架(24)。所述第一表面(26)大体上正交于所述第二表面(28)。所述第一表面(26)和所述第二表面(28)上都布置有结合材料。所述加强件(22)设置为安装在结构构件(20)中，以使所述第一表面(26)大体平行于所述结构构件(20)的纵向轴线(L)，并且所述第二表面(28)大体正交于所述结构构件(20)的纵向轴线(L)；还公开了一种结构构件的安装方法和一种结构构件子组件。

Description

在正交表面上具有结合材料的结构加强件
技术领域
本发明涉及一种结构加强件。
背景技术
结构加强件用于各种行业，以在各种产品中提供结构支撑或减少噪音和/或振动。例如，在汽车工业中，加强件可用来加强车辆的梁、立柱、横梁、节点、门或顶盖。通常已知的加强件包括一刚性托架构件以及置于托架外表面选定位置上的结构泡沫或结构粘合剂(这里统称为“结合材料”)。托架有时是由金属、塑料、玻璃充填或混杂金属的塑料或混杂塑料纤维垫的塑料制成。在制造加强件时结合材料通常处于未膨胀状态，但是构造成受到诸如受热这样的激活作用后便引发膨胀，从而结合到结构构件表面。在汽车领域，通常在汽车喷漆车间加工过程中提供这种激活热。
图1A-1C所示为一些已知的加强件构造。图1A-1C中的每个都是位于槽12内加强件10的剖面端视图。加强件10包括托架构件14和置于托架构件选定位置上的结合材料16。在每个例子中，结合材料16布置在托架14的外纵向壁上，沿托架构件14的长度延伸。值得注意的是，在这些例子中，在任何与结构构件12或加强件10的纵向轴线大体正交的托架表面上没有布置结合材料。
由此，本发明开发了一种具有施加到托架上的改善构造的结合材料的加强件，从而提高加强件的性能。
发明内容
本发明公开了一种用于安装在结构构件中的加强件。加强件包括至少具有第一表面和第二表面的刚性托架。所述第一表面大体正交于所述第二表面。所述第一表面和所述第二表面上都布置有结合材料。加强件构造成：当加强件装至结构构件时，第一和第二表面上的结合材料分别结合到大体平行于结构构件纵向轴线的结构构件表面以及大体正交于结构构件纵向轴线的结构构件表面。
附图说明
从下面的示例性附图的详细描述能够更加完整地理解前述发明内容，其中：
图1A-1C为已知加强件的剖面图。
图2为一个示例性实施例的加强件。
图3示出示例性结构构件。
图4示出图3的结构构件，其中一块外壳板被移除。
图5示出图2和图4的加强件，其被隔离地显示为与结构构件的支架附连。
图6为图2、图4和图5所示加强件的剖面图。
图7为具有位于结构构件内侧的两个加强件的第二实施例的透视图。
图8为图7所示加强件布置的剖面图。
图9为结构构件另一实施例的透视图。
图10是图9所示结构构件，其中将一块外壳板移除以显示位于结构构件内的加强件。
图11隔离地显示图10的加强件。
图12为图11所示加强件的剖面图。
具体实施方式
本发明描述了一种改进的加强件。这种加强件包括刚性托架构件和位于托架构件外表面选定位置的结构泡沫或粘合剂(这里统称为“结合材料”)。托架构件可以是由金属、塑料、玻璃充填或混杂金属的塑料或混杂塑料纤维垫的塑料制成。加强件组装时，结合材料通常处于未膨胀的状态(就结构泡沫而言)或可塑的未硬化状态(就粘合剂而言)，但是，结合材料构造成在组装过程中被挤压时发生膨胀并且由诸如受热的激活作用引起硬化。该加强件往往安装在结构构件(例如汽车中的圆柱、槽或立柱)的开口空腔内。结合材料施加至托架的至少两个被此正交的表面上。第一表面大体平行于结构构件的纵向轴线安装。第二表面大体正交于结构构件的纵向轴线安装。结合材料结合至结构构件的这些相互正交的表面上。对于本发明的目的，“大体正交”意思是与结构构件的主纵向轴线形成的角度优选为90度左右，但也可以小至60度或45度，大到120度或135度。
图2示出加强件22的一个实施例。加强件22包括托架24以及结合材料，结合材料至少设置在彼此大体正交的第一表面26和第二表面28二者之上。加强件22也可在托架24的其它表面上具有结合材料。加强件22还可包括机械连接件25，其可用来将加强件22机械附连在结构构件的壳板上。
图3-6共同示出了结合材料激活前安装在结构构件20中的加强件22。图3为结构构件20的透视图，在此特例中，结构构件为汽车的前上车架横梁/荷载路径(与散弹枪相像)。结构构件20具有主纵向轴线L。
图4为图3所示的结构构件20的透视图，但是结构构件的一块壳板被移走，以能够看见包括加强件22在内的结构构件的内部。装配中，位于托架第二表面28上的结合材料层大体正交于结构构件20的纵向轴线L。同时，第二表面28上的结合材料邻接托架20的一部分，在此为支架(bracket)29，其大体正交于纵向轴线L。当结合材料被激活时，它结合在结构构件22的大体平行于纵向轴线L的表面上以及大体正交于纵向轴线L的表面上，即支架29。
图5为加强件22和支架29的分解图。当结合材料被基活时，位于托架24的这些正交表面上的结合材料28膨胀并结合到支架29上。
图6为图5所示加强件22沿线6-6的剖面图。位于托架24纵向表面上的结合材料26邻接结构构件22的纵向表面23。托架24的正交表面28上的结合材料28邻接支架29。结合材料在激活期间结合在托架24的相应表面上。在托架24和结构构件的相互正交的表面上所形成的结合致使结构构件20的加强作用比仅通过托架24的纵向表面与结构构件22的纵向表面之间的结合形成的加强作用更强。
图7-12所示为各种其它实施例。图7和8为同一实施例的不同视图，该实施例包括安装在结构构件中的两个加强件。图7为移走结构构件20的一块板后的透视图，以便能够看见结构构件20的内部以及所安装的加强件22、32，而图8为图7所示组件的剖面图。结构构件20包括支架29。第一加强件22和第二加强件32分别安装在结构构件20中支架29的相对两侧上。第一加强件22包括第一表面26和第二表面28，二者之上都设置有结合材料。第一表面26和第二表面28彼此大体正交。第二表面28邻接支架29。相似地，第二加强件32也包括两个表面36、38，二者彼此间大体正交并包括布置于其上的结合材料。第二加强件32的第二表面38在第一加强件22的第二表面28的相反侧上邻接支架29。可以使用机械紧固件27围绕支架29连接第一加强件22和第二加强件32。安装后位于加强件22、32两者的第一表面26、36上的结合材料结合到大体平行于纵向轴线L的结构构件表面。位于加强件22、32两者的第二表面28、38上的结合材料结合到大体正交于纵向轴线L的表面，即支架29上。
图9-12所示为另一实施例。图9所示为具有纵向轴线L的结构构件90。图10所示为结构构件90，且移开一决壳板以看到结构构件的内部。在结构构件90的内部设有加强件92以及加强横梁95。加强件92包括在第一表面98和第二表面100上设置有结合材料的托架94，第一表面与第二表面彼此大体正交。第二表面100邻接结构构件90的大体正交于纵向轴线L的表面96。
图11为加强件92的分离的图，更详细地揭示了设置在第一表面98和第二表面98上的结合材料。如图11所示，托架94可以为多种构造，包括蜂窝结构。
图12为图11所示加强件92的剖面图，加强件安装在结构构件90中。图12更好地示出了托架构件94包括平板构件99，平板构件99的两侧100、101上都设置有结合材料。位于第一表面98上的结合材料构造成结合到结构构件90的大体平行于纵向轴线L的表面上。位于平板构件99两相对侧上的结合材料夹在结构构件90的两个大体正交于纵向轴线L的平板构件96、97之间。
前文所述目的在于举例说明而非限制。对本领域技术人员来说，通过阅读上述描述，许多所举实例之外的替代方法或应用都是显而易见的。本发明的保护范围，不是由前述说明限定，而是由随后所附的权利要求连同全部等效于这些提出的权利要求的全部范围来限定。可以预想的是本发明将会在此论述的技术中发展完善起来，而本发明已公开的构件系统和方法也会纳入到更加完善的实例中。总之，可以理解为，本发明可进行修改和变化，但其保护范围仅由随后的权利要求来限定。
上述说明旨在解释而非限制。在阅读上述说明时，除了所提供的示例外，许多可选手段和应用对本领域技术人员是显而易见的。本发明的范围不应参照上述说明决定，而应参照附加的权利要求以及这些权利要求所赋予的等同者的全部范围决定。可预见和想到地，在此讨论的领域中以后会有改进，揭示的系统和方法会具体体现在以后的实施例中。总之，应该明白，本发明能够修改和变化，并仅被以下的权利要求所限定。
现有实施例已被特别地示出和描述，但仅仅是对最佳方式的示意性说明。本领域技术人员应该明白，在不脱离以下权利要求所限定的精神和范围的情况下实施所述权利要求时，可采用这里描述的实施例的各种变例。应注意，下面的权利要求限定了本发明的范围，在这些权利要求和其等同者的范围里的方法和设备由此涵盖。此说明书应被理解为包括描述于此的元件的所有新颖和非显而易见的组合，权利要求可呈现于本申请，或呈现于随后对这些元件任意新颖的和非显而易见的组合的申请中。此外，前述实施例是示意性的，对在本申请或以后申请中可要求保护的所有可能的组合来说，没有单个特征或元件是必不可少的。
权利要求中使用的所有术语旨在被给予最宽的合理构成和本领域技术人员可理解的普遍的含义，除非在此有明显相反的暗示。特别地，诸如“一”、“此”、“所述”等特殊单词的使用应该认为是陈述一个或更多个指定的元件，除非权利要求陈述了明显相反的限制。

Claims (12)

1.一种安装在具有纵向轴线(L)的结构构件(20)中的加强件(22)，包括：
至少具有第一表面(26)和第二表面(28)的刚性托架(24)，其中，所述第一表面(26)大体正交于所述第二表面(28)；
布置于所述第一表面(26)和所述第二表面(28)上的结合材料；以及
其中所述加强件(22)构造成安装在结构构件(20)中，使所述第一表面(26)大体平行于所述纵向轴线(L)并且所述第二表面(28)大体正交于所述纵向轴线(L)。
2.如权利要求1所述的加强件，其中所述刚性托架(24)由以下材料之一制造而成：金属、塑料、玻璃充填或混条金属的塑料或混杂塑料纤维垫的塑料。
3.如权利要求1所述的加强件，其中所述结合材料包含以下之一：结构泡沫和热固型粘合剂。
4.如权利要求1所述的加强件，其中所述结构构件(20)形成汽车中的开口空腔。
5.如权利要求1所述的加强件，其中所述托架(24)包括蜂窝结构。
6.一种结构构件(20)的组装方法，包括以下步骤：
在所述结构构件(20)内安装加强件(22)，所述加强件(22)具有刚性托架(24)和布置于第一表面(26)以及第二表面(28)上的结合材料，所述第二表面(28)大体正交于所述第一表面(26)；
激活所述结合材料，使其将所述托架(24)的所述第一和第二表面(26，28)结合至所述构件结构(20)的相应表面。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述激活步骤包括加热至预定阀值水平之上。
8.如权利要求6所述的方法，其中所述激活步骤包括与对汽车上漆相关地进行加热。
9.一种结构构件子组件，包括：
第一加强件(22)，其具有刚性托架(24)和布置于所述第一加强件(22)的所述托架(24)的第一表面(26)以及第二表面(28)上的结合材料，所述第二表面(28)大体正交于所述第一表面(26)；
第二加强件(32)，其具有刚性托架和布置于所述第二加强件(32)的所述托架的第一表面(36)以及第二表面(38)上的结合材料，所述第二表面(38)大体正交于所述第一表面(36)；以及
连接于所述第一和第二加强件(22，32)的相应所述第二表面(28，38)之间的大体平面的刚性构件(28)。
10.如权利要求9所述的子装配结构构件，其中所述第一加强件(22)、所述第二加强件(32)以及所述大体上平面的刚性构件(28)通过机械连接件(27)连接在一起。
11.如权利要求9所述的子装配结构构件，其中所述大体上平面的刚性构件(28)构造成附连在一结构构件(20)上。
12.一种结构构件子组件，包括：
结构构件(90)；
布置于所述结构构件(90)中的加强件(92)，所述加强件(92)具有刚性托架(94)，所述刚性托架(94)具有平板构件(99)；
布置于所述托架(94)的第一表面(98)以及所述平板构件(99)的两侧面(100，101)上的结合材料，所述平板构件(99)大体正交于所述第一表面(98)并且夹在所述结构构件(90)的一对平板构件(96，97)之间。
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