可活化材料与承载件安装的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明总体涉及用于填充机动车腔体的可活化插入件，更特别地涉及采用在承载件与用于膨胀的可活化材料之间就地形成改善了的机械联锁连接的可活化插入件。
【背景技术】
[0002]在机动车领域，存在许多将可活化材料安装于承载件的应用。可活化材料可以受热、湿、辐射或其它刺激而活化，以使可活化材料在车辆腔体中时能够流动、密封、膨胀或以其它方式改变状态。通常地，承载件用于支撑可活化材料，并且用于将该部分固定在车辆腔体内。例如，承载件可以突出有一个或多个夹持部，该夹持部用于使该部分夹在车辆金属板中的开口内。
[0003]特别地，如果应用寻求避免使可活化材料与承载件热结合的额外加工步骤，则存在许多用于将这些可活化材料安装于承载件可选方式。示例包括使用固体成型柱、透过孔的可活化材料的扩开帽或者甚至机械紧固件(例如，卡钉)。尽管有这些途径，然而仍对额外的选择方案存在需求。有吸引力的选择方案包括那些能够在二次成型(overmolding)之后避免用于安装可活化材料的二次操作的选择方案。
【发明内容】
[0004]本文的教导提供一种用于制造可活化插入件的方法，该方法包括以下步骤:将具有至少一个中空的柱状突起的承载件定位在二次成型工具内，所述至少一个中空的柱状突起具有中间部和自由端部，其中所述中间部和所述自由端部具有大致相同的周长尺寸；当所述至少一个中空的柱状突起位于所述二次成型工具内时，使所述至少一个中空的柱状突起变形，以形成永久变形的突起，使得所述永久变形的突起的自由端部具有超过所述中间部的周长尺寸的周长尺寸；以使可活化材料大致围绕变形的所述突起的方式将所述可活化材料二次成型于所述承载件，变形的所述突起(例如，归因于扩开的形状)帮助将所述可活化材料保持于所述承载件。
[0005]本文的教导还提供一种用于插入机动车的腔体中的可活化插入件，该可活化插入件包括:聚合物制的承载件，所述承载件具有至少一个中空柱状的变形的突起，所述突起具有自由端和与所述承载件的基壁邻接的端，所述自由端具有相对于所述突起的中间位置处的外周长尺寸扩大的外周长尺寸；可活化材料，所述可活化材料二次成型于聚合物制的所述承载件并且由所述至少一个中空柱状的变形的突起保持于聚合物制的所述承载件。
[0006]本文的教导提供一种将材料层(例如，可活化材料)牢固地安装于承载件的简化方法，其中在材料层成型于承载件期间同时进行安装工艺，从而不必需要额外的加工步骤。
【附图说明】
[0007]图1示出根据本教导的在二次成型(overmolding)之前的承载件的截面的示例。
[0008]图2示出在二次成型之后的图1的截面的示例。
[0009]图3a是根据本教导的物品的一侧的图。
[0010]图3b是图3a的物品的相反侧的图。
[0011]图4是图3a的局部放大图。
[0012]图5是利用本教导的安装所制成的示例性部件的立体图，该示例性部件包括位于承载件上的可活化材料以及位于侧边缘的安装装置。
[0013]图6是图5所示的部件的侧轮廓图。
【具体实施方式】
[0014]本申请要求于2013年4月25日递交的美国临时申请N0.61/816，220的申请日的权益，出于各种目的通过引用将该申请的内容并入于此。
[0015]本文所提及的解释和说明意在使本领域技术人员了解本教导、本教导的原理和本教导的实际应用。本领域技术人员可以以多种形式改变和应用本教导，以可以最好地适用于特定用途的要求。因此，本教导所详述的【具体实施方式】不意在穷举或限制本教导。因此，不应当参考以上说明来确定本教导的范围，替代地，应当参考所附权利要求连同与这些权利要求所声称的等同的全部范围来确定本教导的范围。出于各种目的通过引用并入包括专利申请和出版物等的所有文章和参考文献的公开内容。如将从所附权利要求收集的其它组合也是可能的，也通过引用将这些组合并入此书面说明中。
[0016]本文的教导有利地利用了简单但巧妙的用于如下难题的方案:当必须使可活化材料(例如，任意的二次材料层)与承载件联接时所面对的难题。在本文中，可活化材料典型地是聚合物材料，该聚合物材料在受到刺激(例如，热、湿、辐射或其任意组合)时将会流动、密封、膨胀和/或以其它方式改变状态。典型地，在受到来自机动车喷漆车间中的喷烤操作的热时，会产生这种刺激。通常地，这种材料在暴露于热时会膨胀并填充腔体。采用支撑可活化材料的承载件是常见的。在一些情况下，可活化材料能够与承载件热结合。但是，在一些情况下这可能不可行。因而，根据本文的教导，公开一种独特、简单但巧妙的用于将可活化材料固定于承载件的方案。
[0017]承载件可以通过注射成型工艺形成。承载件可以通过挤出工艺形成。本文所提及的用于将可活化材料安装于承载件的突起可以在承载件的形成期间与承载件一体地形成。可选择地，突起可以经由二次连接加工而定位于承载件(突起不与承载件一体地形成)。突起可以被形成为具有任意形状或轮廓。在一个实施方式中，突起为柱状。突起可以被形成为允许该突起在二次成型工艺期间容易变形的任意形状。这种变形可以形成具有自由端的突起，其中该自由端的周长比突起的任何其它邻近部分大，使得膨胀的自由端用于将二次成型于承载件的任何材料维持在该自由端下方(或者至少不延伸超过突起的末端)。结果，即使在将材料层二次成型于承载件之后，也可以看见变形的自由端(或者该变形的自由端的至少一部分)。然而，当材料层活化时，看不见突起的可视端。
[0018]突起在二次成型工艺期间的变形对于部件生产和加工的简化之处在于，不再需要用于将二次(例如，可活化)材料安装至承载件的额外的加工步骤或紧固机构。这显著地缩短了部件的周期，并且还可以减少材料使用量。
[0019]可活化材料可以是在被活化后能够流动、密封、膨胀或其任意组合的聚合物材料。可活化材料可以是形成泡沫(例如，声学泡沫或结构泡沫)的材料。可活化材料可以从其原始体积膨胀至其原始体积的至少150%、300%、500%或甚至1000%或者更大。
[0020]在喷漆车间的烤漆操作期间，可活化材料在受热时可以活化。在可活化材料是热活化的热膨胀材料的应用中，涉及包括可活化材料的材料的选择和配方的重要考虑是如下温度:将发生材料反应或膨胀以及可能的固化时的温度。例如，在大多数应用中，不期望材料在室温下或在生产线环境的周围温度下发生反应。更典型地，可活化材料在如下较高加工温度下是活性的:诸如机动车组装厂中的在材料与机动车组成部件一起在升高的温度下或在较高的施加能量水平下加工时(例如，在喷漆步骤或电子涂装固化步骤或烤漆步骤期间)所遇到的那些较高的处理温度等。当在机动车组装操作中所遇到的温度可以在大约148.89°C至204.44°C (大约300° F至400° F)的范围时，车身和喷漆车间应用通常为大约93.33°C (大约200° F)或稍高。可活化材料的一侧或多侧可以是黏性的。可活化材料的一侧或多侧在室温下可以是大致不黏的。在可活化材料的活化之后，材料将典型地固化。因而，可能的是，可活化材料可以被加热、然后可以膨胀、之后可以固化，以形成最终的发泡材料。
[0021]承载件可以是任何适当的材料。期望地，该材料具有比可活化材料的熔点或玻璃转化温度高的熔点或玻璃转变温度。以这种方式，承载件将在二次成型期间大致保持其成型时的形状(除了柱状突起的自由端之外)。材料的示例是诸如尼龙66等的聚酰胺。承载件可以包括诸如用于将承载件安装在机动车的腔体内的夹持部(clip)等的其它特征。
[0022]为了示出本文所讨论的方法和插入件的具体示例，参照能够观察到承载件10 (例如，成型的聚合物制的承载件，诸如成型的聚酰胺制的承载件等)的截面的图1，承载件10包括从基部12b突出的至少一个突起12a。该突起具有中间部14和自由端16。该突起的高度上的至少一部分可以是中空柱。在任何二次成型之前，中间部14的外周尺寸与自由端16的外周尺寸大致相同。如在图2中观察到的，在二次成型期间，预见到工具部(toolport1n) 18a将对自由端施加足够的力以使自由端永久变形，使得自由端的外周尺寸比中间部的外周尺寸大。以这种方式，在自由端处有效地形成了唇部16’，唇部16’能够用于将可活化材料20机械地保持于承载件10。例如，当承载件10被载置在工具部18a与18b之间时，工具部18a使端16’永久扩开或扩大。因而，在二次成型步骤期间(例如，当压模机关闭时)，当合上工具部18a和18b时，就地形成了使可活化材料20安装于承载件10的结构。突起12a的最终高度大约为可活化材料20的厚度。被扩开的端16’的最终外周尺寸可以是该端的原始状态的至少105%、110%、120%、150%或更大。被扩开的端16’的最外部可以与可活化材料的上表面22大致共面或位于可活化材料的上表面22的上方。
[0023]图3a和图3b示出了根据本教导所制成的物品。如观察到的，长形的承载件10支撑可活化材料20。在图示的实施方式中，可活化材料包围与承载件形成为一体的夹持部22。此外，图示出了多个突起12a。夹持部22和突起12a 二者均被可活化材料20大致围绕。这特别示出在图4中，图4还描绘了本教导的多个独特的安装特征。突起12a使可活化材料20安装于承载件10。夹持部22可以被可活化材料20围绕。这种可活化材料可以机械地保持就位，而例如在承载件与可活化材料之间不存在粘性结合。
[0024]图5和图6描