拉挤套筒加强组件的制作方法

1.本教导大体上涉及一种加强组件，并且更具体地，涉及一种具有一个或多个套筒的加强组件，套筒被配置成用于结构加强和承载。


背景技术：

2.加强结构可能经常用于运输车辆。加强结构可以被配置成在结构上支撑运输车辆的一个或多个构件，并且充当承载构件。附加地或替代地，加强结构可以被配置成用于在车辆变形期间承载或吸收冲击。例如，例如汽车等运输车辆可能经常处于车辆碰撞的风险中，导致对车辆的一个或多个部分的高冲击，从而潜在地伤害汽车中的一个或多个乘员。由于对乘员的身体伤害的威胁，可以在车辆的高冲击区域中添加加强结构，以吸收和/或偏转冲击车辆的力的全部或一部分，导致到达车辆中的一个或多个乘员的力显著减小。
3.通常，运输车辆可以利用位于高冲击区域的一个或多个指定的“挤压”区域，这些区域被配置成通过以期望的方式挤压来吸收力。然而，对于给定的车辆，挤压区域可能需要大量的定制和有限元分析(fea)，因此需要对正在开发的每种独特的车辆进行广泛的开发。由于这种定制，每种特定的车辆可以有自己的加强结构和设计，从而需要针对每种车辆进行单独的加工和制造。
4.具有提供力吸收和偏转的加强结构将是有吸引力的。所需要的是具有促进力吸收和偏转的一个或多个集成部件的加强结构。具有可在各种车辆平台上使用的可互换加强结构将是有吸引力的。所需要的是可以集成到多个车辆平台中的更通用的加强结构。具有降低加工和制造成本的加强结构将是有吸引力的。所需要的是以更有效的方式制造的加强结构。


技术实现要素：

5.本教导通过提供一种增强结构来满足当前需求中的一个或多个，该增强结构包括：(i)一个或多个构件，一个或多个构件具有从一个或多个构件的基部延伸的一个或多个突出部；以及(ii)一个或多个套筒，一个或多个套筒围绕一个或多个突出部并且被固定到一个或多个构件，其中，一个或多个套筒和一个或多个构件被配置成起皱以吸收施加到加强结构的力。
6.本教导通过提供一种组装加强结构的方法来满足当前需求中的一个或多个，该方法包括：(i)获得第一构件，第一构件具有从第一构件的基部延伸的第一突出部和第二突出部；(ii)将第一套筒定位在第一突出部上，并且将第一套筒的第一端固定到位于第一突出部与基部之间的接合部的凸缘；(iii)将第二套筒定位在第二突出部上，并且将第二套筒的第一端固定到位于第二突出部与基部之间的接合部的凸缘；以及(iv)通过将第一突出部和第二突出部分别插入第一套筒和第二套筒，将具有第一突出部和第二突出部的第二相对构件固定到第一构件、第一套筒和第二套筒，其中，第一构件的第一突出部和第二突出部分别被固定到第一套筒和第二套筒内的第二构件的第一突出部和第二突出部。
7.本教导通过提供一种加强结构来满足当前需求中的一个或多个，其中：一个或多个突出部中的每一个被一个或多个套筒包围；一个或多个套筒包括由多个互连壁形成的通道；一个或多个套筒是拉挤构件；单个套筒围绕多个互连的突出部；一个或多个套筒被固定到位于基部与一个或多个突出部之间的接合部附近的凸缘；一个或多个突出部包括位于从一个或多个突出部的远端延伸的相对指状件之间的孔；一个或多个构件是通过一个或多个突出部的相对指状件彼此固定的一对相对构件，一个或多个套筒是围绕一对相对构件并且被固定到相对构件的凸缘的单个套筒，并且单个套筒跨越相对构件之间的距离；一个或多个构件被固定到车辆的安装板；一个或多个套筒具有沿着一个或多个套筒的长度基本均匀的横截面；横截面是矩形的；一个或多个套筒与一个或多个构件同时起皱以吸收力；一个或多个套筒在一个或多个构件起皱之前起皱，以按照顺序方式吸收力；一个或多个构件在一个或多个套筒之前起皱，以按照顺序方式吸收力；一个或多个套筒是热塑性环氧树脂、玻璃填充的聚氨酯或其组合；一个或多个套筒在没有任何第二紧固件的情况下被固定到一个或多个构件；或其组合。
8.本教导通过提供一种组装加强结构的方法来满足当前需求中的一个或多个，其中：加强结构位于车辆的相对安装板之间，并且一个或多个紧固件将加强结构固定到相对安装板；相对安装板中的至少一个是车辆的保险杠安装板；或其组合。
9.本教导提供：提供力吸收和偏转的加强结构；具有促进力吸收和偏转的一个或多个集成部件的加强结构；可以在各种车辆平台上使用的可互换加强结构；可以集成到多个车辆平台中的更通用的加强结构；降低加工和制造成本的加强结构；以更有效的方式制造的加强结构；或其组合。
附图说明
10.图1是加强结构的透视图；
11.图2a是套筒的透视图；
12.图3是具有多个套筒的加强结构的透视图；
13.图4是具有被固定在第一构件与第二构件之间的多个套筒的加强结构的透视图；以及
14.图5是被固定在第一安装板与第二安装板之间的加强结构的透视图。
具体实施方式
15.本文给出的解释和图示旨在使本领域技术人员熟悉本教导、其原理及其实际应用。本领域的技术人员可以按照多种形式修改和应用这些教导，这可能最适合于特定用途的要求。因此，所阐述的本教导的具体实施例并不旨在穷举或限制本教导。因此，本教导的范围不应参考本文的描述来确定，而是应参考所附权利要求以及这些权利要求所赋予的等同物的全部范围来确定。包括专利申请和出版物在内的所有文章和参考文献的公开内容出于所有目的通过引用的方式并入本文中。其它组合也是可能的，如将从以下权利要求中发现的，这些权利要求也通过引用的方式并入本书面描述中。
16.本文的教导涉及加强结构。加强结构可以用来加强运输车辆。加强结构可以用来充当运输车辆的承载构件、冲击吸收构件或两者。运输车辆可以是汽车、船、卡车、飞机、拖
拉机、重型机械设备或其组合。加强结构可以是车辆结构的任何部分，其充当承载构件、冲击吸收构件或两者。加强结构可以定位在需要额外结构支撑的车辆的期望位置。例如，加强结构可以位于车辆的高冲击“挤压”区域，该“挤压”区域是经常受到外力冲击的车辆的一部分。加强结构在结构上可以是刚性的，以增加加强结构抵抗外力的强度。加强结构可被配置成在指定位置起皱，以吸收施加到车辆上的外力的一部分或全部。例如，加强结构可以具有将加强结构固定到车辆上的相对安装位置的结构刚性部分，并且还具有在车辆冲击期间破碎的中间连接部分，使得结构刚性部分之间的距离减小。
17.加强结构可以吸收施加到车辆上的外力的一部分。加强结构可以吸收施加到车辆上的基本上所有的外力。加强结构可以吸收约20％或更多、约40％或更多，或约60％或更多的外力。加强结构可以吸收约100％或更少、约80％或更少，或约65％或更少的外力。加强结构可以吸收和/或偏转外力的期望部分，以防止外力冲击车辆内的一个或多个乘员。加强结构可以具有一个或多个弹性部分、一个或多个非弹性部分或两者。加强结构可以被配置成加强车辆的保险杠、车辆的一个或多个门板、车辆的地板、车辆的车顶或其组合。例如，加强结构可以安装在前保险杠和车身之间，使得在前保险杠受到冲击时，加强结构吸收冲击的全部或部分。
18.加强结构可以包括一个或多个构件。该构件可以用作加强结构的承载部分、加强结构的冲击吸收部分、加强结构的力偏转部分或其组合。该构件可以安装到车辆的一个或多个部分，例如安装板。该构件可以是基本刚性的，但是在车辆撞击(例如碰撞)期间会起皱。例如，在加强结构的组装期间，该构件可以是基本刚性的，但是超过所需的冲击力阈值，该构件可能破碎。该构件可以是在期望的应用中组装所需的任何大小和形状。该构件可以包括一个或多个切口、一个或多个唇缘、一个或多个轮廓表面、一个或多个台阶、一个或多个机械紧固件、一个或多个平坦表面、一个或多个凹槽或其组合。该构件可以具有一个或多个配合表面，该配合表面具有与车辆表面(例如，车辆安装板的表面)足够相似的轮廓，使得该构件的配合表面可以按照基本齐平的方式邻接车辆表面。该构件可以基本上是中空的，或者可以包括一个或多个中空部分。该构件可以基本上是实心的。
19.多个构件可以在加强结构内互连。例如，第一构件可以连接到相对的第二构件。第一构件和相对的第二构件可以彼此固定附接或可拆卸地彼此附接。替代地，加强结构可以包括单个构件。
20.该构件可以包括基部。基部可以用作构件的安装部分，以将构件安装到车辆的一个或多个部分。基部可以用作固定构件的一个或多个突出部的构件的一部分。基部可以基本上是平坦的。基部可包括一个或多个轮廓部分、一个或多个台阶、一个或多个凹口、一个或多个脊、一个或多个唇缘、一个或多个凸缘或其组合。基部可以是任何期望的形状，以安装到车辆的期望部分。基部可以具有不与车辆表面接触的一个或多个表面。例如，基部可以包括邻接车辆表面的第一表面，和邻接加强结构的一个或多个套筒的、不与车辆表面接触的第二相对表面。
21.一个或多个突出部可以从基部的表面延伸。突出部可以用作构件的承载部分、构件的冲击吸收部分、构件的力偏转部分或其组合。突出部可以基本上垂直于基部。突出部可以与基部形成一个除基本正交之外的角度。突出部和基部可以形成约30度或更大、约45度或更大，或约60度或更大的角度。突出部和基部可以形成约120度或更小、约105度或更小，
或约90度或更小的角度。突出部可以具有一个或多个柱、支柱、指状件、支撑件、撑杆或其组合。一个或多个柱、支柱、指状件、支撑物、撑杆或其组合可以朝向互斥的位置突出，使得一个或多个柱、支柱、指状件、支撑件、撑杆或其组合结合在一起。突出部可以具有任何期望的长度或高度。突出部可以与构件的基部一体形成。例如，该构件可以是包括多个突出部的注射成型或冲压部件。
22.该构件可以包括多个突出部。多个突出部可以从基部的同一表面突出，或者可以从基部的不同表面突出。该构件可以包括一对突出部。该构件可以包括任何期望数量的突出部。例如，该构件可以包括三个或更多个突出部、四个或更多个突出部，或五个或更多个突出部。该构件可以包括十个或更少的突出部、八个或更少的突出部，或六个或更少的突出部。多个突出部的大小和形状可以不同。例如，第一突出部的长度可以小于第二突出部的长度，反之亦然。
23.突出部可以包括一个或多个指状件。一个或多个指状件可以用来将构件固定到一个或多个附加构件、车辆、一个或多个安装板或其组合。指状件可以从突出部的远端(即，突出部的与被固定到构件基部的一端相对的一端)突出。指状件可以被配置成与附加构件的指状件互锁。例如，第一构件的第一突出部可以具有一对相对的指状件，该指状件与第二构件的第一突出部的一对相对的指状件互锁。指状件可以弹性变形以固定突出部。指状件可以由一个或多个孔、凹口、凹槽、齿、唇、台阶或其组合接收。指状件的形状可以是相同的，也可以是不同的形状。例如，第一对指状件的长度可以大于第二对指状件的长度。指状件可以在基本垂直于构件的基部的方向上突出(即，在基本平行于突出部的轴线的方向上)。指状件可以从突出部的任何表面突出。例如，指状件可以与突出部的表面形成约30度或更大、约45度或更大，或约60度或更大的角度。指状件和突出部的表面可以形成约120度或更小、约105度或更小，或约90度或更小的角度。
24.突出部的孔可以位于一个或多个指状件之间或附近。该孔可以用来接收一个或多个紧固件，以将该构件固定到一个或多个安装板、车辆、一个或多个附加构件或其组合。该孔可以位于突出部的任何表面上。该孔可以位于该孔的远端附近。该孔可以与附加构件、安装板、车辆或其组合的一个或多个附加孔对齐。该孔可以是接收紧固件的任何大小和形状。紧固件可以是夹子、螺钉、螺栓、销、杆、指状件或其组合。该孔可以是圆形、椭圆形、矩形、正方形、三角形或其组合。
25.凸缘可以位于突出部和基部之间的交叉部分或接合部附近。凸缘可以用来将加强结构的一个或多个套筒固定到构件的基部。凸缘可以提供与一个或多个套筒的内部通道的压配合状态，以机械地固定一个或多个套筒。凸缘可以是任何大小和形状。凸缘可以沿着突出部的外周表面。凸缘可以与基部、突出部或两者一体形成。凸缘可以包括一种或多种粘合剂以固定一个或多个套筒。凸缘可以不含一种或多种粘合剂。凸缘可包括一种或多种摩擦改性剂，例如油脂、油、硅酮、其它润滑剂或其组合，以减少一个或多个套筒与凸缘之间的摩擦。凸缘的内边缘可以跟随突出部的外周表面，而凸缘的外边缘可以跟随一个或多个套筒的通道的轮廓，使得凸缘的外边缘与一个或多个套筒的通道匹配。
26.套筒可以用作加强结构的承载部分、加强结构的冲击吸收部分、加强结构的力偏转部分或其组合。套筒可以用作一个或多个突出部的外壳。套筒可以用来保护一个或多个突出部免受碎屑、湿气、环境退化或其组合的影响。套筒可以与一个或多个突出部结合工
作，以提供承载、冲击吸收、力偏转或其组合。例如，在一个或多个突出部起皱之前，套筒可能在冲击时起皱。替代地，套筒可以在一个或多个突出部起皱之后在冲击时起皱，以提供交错方式的抗冲击性、冲击吸收性或两者。套筒和一个或多个突出部可以按照类似的方式起皱、同时起皱或两者兼有。套筒可以连接到构件的一个或多个凸缘，以形成用于一个或多个突出部的密封环境。
27.套筒可以包括一个或多个互连壁。这些壁可以用来形成套筒的外周表面。这些壁可以用来形成套筒的内部通道。例如，多个壁可以彼此邻接以形成套筒的通道。套筒可以包括多个壁，或者可以包括单个均匀的壁。例如，套筒可以是基本上圆柱形的，并且包括形成圆柱形的基本上均匀的外表面。这些壁可以一体形成，或者可以使用一个或多个紧固件、一种或多种粘合剂或其组合来彼此固定。
28.这些壁可以形成一个通道。该通道可以用来包围一个或多个突出部的全部或一部分。该通道可以容纳一个或多个突出部。该通道可以被固定到构件的一个或多个凸缘。该通道的形状可以与一个或多个突出部的形状基本相似，或者可以不同。该通道可以沿着套筒的长度具有基本均匀的横截面。通道的长度可以大于、小于或等于一个或多个突出部。该通道可以具有基本上为矩形、正方形、圆形、椭圆形、三角形、梯形、菱形、等边形或其组合的横截面。该通道的横截面形状基本上类似于套筒外表面的横截面。该通道可具有一个或多个肋、一个或多个凹口、一个或多个切口或其组合，以在冲击过程中促进套筒起皱。
29.该通道可以具有一个或多个开口。开口可以用来接收一个或多个突出部，使得一个或多个突出部可容纳在套筒中。开口可以用来将套筒固定到构件的凸缘。开口可以位于套筒末端附近。开口可以是锥形的，以便于凸缘插入套筒的开口中。开口可以是位于套筒相对端的一对开口。
30.单个套筒可以容纳多个突出部。例如，一对相对且互连的突出部可以被固定在单个套筒内。多个套筒可以容纳单个突出部。例如，多个套筒可以沿着突出部的长度彼此邻接，以容纳突出部。替代地，突出部可以容纳在内套筒内，外套筒可以容纳突出部和内套筒两者。
31.套筒可以是注射成型的或挤压成型的。套筒可以拉挤成型。对于给定的应用，套筒可以拉挤成型并切割成期望的长度。套筒可以是任何期望的材料。套筒可以是聚合物。套筒可以是聚氨酯。套筒可以是环氧树脂。套筒可以包括一种或多种添加剂，以增加结构完整性、改变机械和/或化学性质或其组合。一种或多种添加剂可以是玻璃纤维、增塑剂、阻燃剂、除酸剂、光和/或热稳定剂、润滑剂、抗静电剂或其组合。套筒可以通过第2018/0037703号美国专利出版物中公开的材料制成，出于所有目的，该专利公开的全部内容通过引用的方式并入本文中。
32.加强结构可以被固定到一个或多个安装板。安装板可以用作附接位置，以将加强结构固定到车辆、车辆的一个或多个部件或两者。安装板可以位于沿着车辆框架的任何位置。安装板可以位于车辆的一个或多个面板部件上。例如，安装板可以位于一个或多个保险杠上、一个或多个门板上，或两者兼有。安装板可以是任何大小和形状。安装板可以与加强结构的一个或多个表面配合，以固定加强结构。例如，安装板可以被固定到一个或多个构件的一个或多个表面，例如基部的表面。
33.加强结构可以被固定在多个安装板之间，并且可以跨越多个安装板之间的距离。
例如，加强结构可以跨越被固定到车辆框架的第一安装板与被固定到保险杠内表面的第二安装板之间的距离。替代地，加强结构可以被固定到单个安装板，使得加强结构的一端不与车辆的一个或多个附加部件接触。
34.安装板具有一个或多个通孔。通孔可以用来接收一个或多个紧固件并且将加强结构固定到安装板。通孔可以与突出部的一个或多个孔同轴，使得一个或多个紧固件可以延伸穿过通孔和一个或多个孔两者。通孔可以是任何大小和形状。通孔的形状可以与突出部的孔基本相似。通孔可以相对于突出部的孔大小过大，以允许更容易地安装一个或多个紧固件。
35.现在转向附图，图1示出了加强结构10的透视图。加强结构10包括构件12。构件12包括基部16。基部16包括多个突出部20，每个突出部从基部16的凸缘18延伸。每个突出部20包括位于一对指状件22之间的孔24。
36.图2示出了配置成用于加强结构的套筒28的透视图(见图3至图5)。套筒28包括由多个互连壁32形成的通道30。通道30在位于套筒28相对端的开口34之间延伸。应注意的是，虽然套筒28被示出为具有基本上矩形的形状，但是套筒28可以是任何期望的加强结构应用所需的任何形状和尺寸。
37.图3示出了具有多个套筒28的加强结构10的透视图。每个套筒28包括由多个互连壁32形成的通道30。通道30在位于套筒28相对端的开口34之间延伸。套筒28被固定到加强结构10的构件12。构件12包括基部16。基部16包括多个突出部20，每个突出部从基部16的凸缘18延伸。每个突出部20包括位于一对指状件22之间的孔24。如图所示，套筒28在每个突出部20上延伸，使得突出部20位于套筒28的通道30内。套筒28的末端邻接构件12的基部16，使得构件12的凸缘18被固定在通道30内。
38.图4示出了具有被固定在第一构件12a与第二构件12b之间的多个套筒28的加强结构10的透视图。每个套筒28包括由多个互连壁32形成的通道。该通道在位于套筒28相对端的开口之间延伸(见图2)。套筒28被固定在加强结构10的第一构件12a与第二构件12b之间。构件12包括基部16。基部16包括多个突出部20，每个突出部从基部16的凸缘18延伸。每个突出部20包括位于一对指状件22之间的孔(见图1和图3)。如图所示，第一构件12a的突出部20通过指状件22与第二构件12b的突出部20互连。指状件22通过互锁突出部来固定相对的突出部20。套筒28在每对互锁突出部20上延伸，使得互锁突出部20位于套筒28的通道内。套筒28的相对末端邻接第一构件12a和第二构件12b的基部16，使得第一构件12a和第二构件12b的凸缘18被固定在通道30内，并且套筒28在第一构件12a与第二构件12b之间延伸。
39.图5示出了被固定在第一安装板36a与第二安装板36b之间的加强结构10的透视图。加强结构10包括多个套筒28。每个套筒28包括由多个互连壁32形成的通道。该通道在位于套筒28相对端的开口之间延伸(见图2)。套筒28被固定在加强结构10的第一构件12a与第二构件12b之间。构件12包括基部16。基部16包括多个突出部20，每个突出部从基部16的凸缘18延伸。每个突出部20包括位于一对指状件22之间的孔(见图1和图3)。如图所示，第一构件12a的突出部20通过指状件22与第二构件12b的突出部20互连。指状件22通过互锁突出部20来固定相对的突出部20。套筒28在每对互锁突出部20上延伸，使得互锁突出部20位于套筒28的通道内。套筒28的相对末端邻接第一构件12a和第二构件12b的基部16，使得第一构件12a和第二构件12b的凸缘18被固定在通道内，并且套筒28在第一构件12a与第二构件12b
之间延伸。如图所示，第一构件12a被固定到第一安装板36a，而第二构件12b被固定到第二安装板36b。为了固定加强结构10，一个或多个紧固件(未示出)可以被插入穿过第二安装板36b的一个或多个通孔26、一个或多个突出部20的孔24或两者。一旦被固定，加强结构10可以被配置成吸收施加的力(f)的全部或一部分。加强结构10可以被配置成在施力过程中变形，在施力过程中抵抗变形，或两者兼有。应注意的是，虽然力(f)被示出为在基本上从第二安装板36b到第一安装板36a的方向上施加，但是加强结构10可以被配置成从任何方向(即，施加到加强结构的任何力矢量)吸收力、抵抗力或两者兼有。
40.本文给出的解释和图示旨在使本领域技术人员熟悉本发明、其原理及其实际应用。以上描述旨在说明而非限制。本领域的技术人员可以按照多种形式修改和应用本发明，这可能最适合于特定用途的要求。
41.因此，所阐述的本发明的具体实施例并不旨在穷举或限制本教导。因此，本教导的范围不应参考本描述来确定，而是应参考所附权利要求以及这些权利要求所赋予的等同物的全部范围来确定。在以下权利要求中对本文公开的主题的任何方面的省略不是对该主题的放弃，也不应该认为发明人没有将该主题视为公开的发明主题的一部分。
42.多个元件或步骤可以通过单个集成元件或步骤提供。替代地，单个元件或步骤可以被分成单独的多个元件或步骤。
43.描述元件或步骤的“一”或“一个”的公开内容并不意味着排除附加的元件或步骤。
44.而术语第一、第二、第三等在本文中可以用来描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，这些元件、部件、区域、层和/或部分不应被这些术语所限制。这些术语可以用于将一个元件、部件、区域、层或部分与另一区域、层或部分区分开。除非上下文明确指出，否则术语如“第一”、“第二”和其它数字术语在本文中使用时不暗示顺序或次序。因此，在不脱离本教导的情况下，下面讨论的第一元件、部件、区域、层或部分可以被称为第二元件、部件、区域、层或部分。
45.空间上相对的术语，例如“内部”、“外部”、“下方”、“之下”、“下”、“上方”、“上”等，可以在本文使用，以便于描述一个元件或特征与附图中所示的另一元件或特征的关系。除了附图中描绘的方位之外，空间相对术语可能旨在包括使用或操作中的设备的不同方位。例如，如果附图中的设备被翻转，则被描述为在其它元件或特征“下方”或“之下”的元件将被定向为在其它元件或特征“上方”。因此，示例术语“之下”可以包括之上和之下的方位。该设备可以按照其它方式定向(旋转90度或在其它方向)，并且本文使用的空间相对描述符被相应地解释。
46.包括专利申请和出版物在内的所有文章和参考文献的公开内容出于所有目的通过引用的方式并入本文中。其它组合也是可能的，如将从以下权利要求中发现的，这些权利要求也通过引用的方式并入本书面描述中。
47.除非另有说明，否则术语“约”或“近似”与数字量相结合的教导包括所叙述的量的教导，以及所叙述的量的近似值。举例来说，“约100”的教导包括在100+/
‑
15的范围内的教导。
48.元件列表
49.10 加强结构
50.12 构件
51.12a 第一构件
52.12b 第二构件
53.16 基部
54.18 凸缘
55.20 突出部
56.22 指状件
57.24 孔
58.26 通孔
59.28 套筒
60.30 通道
61.32 壁
62.34 开口
63.36 安装板
64.36a 第一安装板
65.36b 第二安装板
66.f 冲击力方向