用于减轻交通工具上的泄漏的密封件的制作方法

用于减轻交通工具上的泄漏的密封件
1.相关申请的交叉引用
2.本技术涉及并要求2020年4月14日提交的美国临时专利申请63/009,558的所有可用权益，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
3.技术领域总体上涉及密封，并且更具体地，涉及用于减轻诸如例如飞机之类的交通工具上的泄漏的密封件。


背景技术：

4.对交通工具的各种区域进行密封以减轻声、热和/或气流泄漏等对于许多交通工具制造商及其客户而言是重要的。由于制造公差，在许多交通工具结构之间的界面处存在间隙。这些间隙可能是顾虑。例如，当设计飞机的内部部分(例如，机舱或机身内的其他内部区域)时，飞机制造商开发出非常精细的设计以满足诸如舒适性、美观性、功能性等客户期望。然而，在某些内部飞机装饰、组件、家具、设备和/或其他结构之间的界面处的间隙可能不仅从美观角度出发是令人反感的，而且还因为它们允许各种类型的泄漏而可能对乘员舒适性、功能性和/或类似物产生负面影响。
5.此外，诸如飞机之类的交通工具被设计为在飞行期间处理包括机翼升力和内部机舱压力的各种载荷。当飞机在飞行中时，包括机身、机舱地板和其他(多个)结构的飞机可以响应于这些飞行载荷而改变形状。然而，当发生这种形状改变时，直接或间接附接到机身和/或机舱地板的内部结构可能会移动，造成各种内部结构之间的间隙打开、收缩或以其他方式改变，从而导致或增加声、热和/或气流泄漏。另外，诸如经由胶带、泡沫、等密封间隙的当前方法是点对点(ad
‑
hoc)和/或“创可贴”类型的解决方法，其不足以完全减轻泄漏，特别是通过例如在飞机飞行期间等可能改变或以其他方式变化的间隙的泄漏。
6.因此，期望提供解决前述问题中的一个或多个的密封件，以及用于制造密封件的方法。此外，结合附图和该背景技术，根据随后的详细描述和所附的权利要求，本文描述的各种实施例的其他期望的特征和特性将变得显而易见。


技术实现要素：

7.本文提供了密封件和用于制造密封件的方法的各种非限制性实施例。
8.在第一非限制性实施例中，密封件包括但不限于在纵向方向上延伸并且至少部分地围绕第一通道的外壁。密封件还包括但不限于第一多个内壁，该第一多个内壁彼此间隔开，并且横向于纵向方向而设置在第一通道中，以将第一通道细分成第一多个单元。
9.在另一非限制性实施例中，该方法包括但不限于通过加成工艺形成外壁。外壁在纵向方向上延伸并且至少部分地围绕第一通道。该方法还包括但不限于通过加成工艺形成多个内壁。内壁彼此间隔开，并且横向于纵向方向而设置在第一通道中，以将第一通道细分成第一多个单元。
附图说明
10.在下文中，将结合以下附图描述各种实施例，其中，相似的标号表示相似的元件，并且其中：
11.图1示出了根据示例性实施例的飞机的透视图；
12.图2a示出了根据示例性实施例的密封件的透视图；
13.图2b示出了图2a中描绘的密封件的透视剖视图；
14.图3a示出了根据示例性实施例的在飞机的内部部分的间隙中设置密封件的截面图；
15.图3b示出了根据示例性实施例的在飞机的内部部分的间隙中设置密封件的截面图；
16.图4a至图4c示出了根据示例性实施例的图2a中描绘的密封件的端部区段的内部形状的各种横截面图；
17.图5a至图5b示出了根据示例性实施例的图2a中描绘的密封件的中间区段的内部形状的各种横截面图；
18.图6a至图6d示出了根据示例性实施例的图2a中描绘的密封件的端部区段的外部形状的各种横截面图；
19.图7a至图7c示出了根据示例性实施例的图2a中描绘的密封件的外部形状的各种横截面图；以及
20.图8示出了根据示例性实施例的用于制造密封件的方法的框图。
具体实施方式
21.以下详细描述本质上仅是示例性的，而且并不旨在限制各种实施例或其应用和使用。此外，并不旨在受到在前述背景技术或以下详细描述中提出的任何理论的约束。
22.本文考虑的各种实施例涉及密封件和用于制造密封件的方法。本文教导的示例性实施例提供了一种密封件，其具有在纵向方向上延伸并且至少部分地围绕第一通道的外壁。如本文所使用的，术语“纵向方向”应理解为意指密封件的伸长方向，并且可以是线性方向，例如在基本笔直的密封件的情况下，或者可以是可变方向，例如在弯曲、弯折或非线性的密封件的情况下。例如，第一通道是由密封件的内表面限定的细长中空部分(例如，细长空间)。第一多个内壁中的内壁彼此间隔开，并且横向于纵向方向而设置在第一通道中，以将第一通道细分成第一多个单元(cell)。在示例性实施例中，内壁将通道划分成封闭单元。例如，密封件由柔性的、弹性的和/或粘弹性的材料制成，该材料允许密封件被挤压或以其他方式保持在间隙中。该间隙可以出现在将第一内部空间(例如，第一内部区域)与第二内部空间(例如，第二内部区域)分开的两个物体、组件和/或物品之间。
23.有利地，在示例性实施例中，通过提供具有将第一通道细分成第一多个单元的内壁的密封件，有效地减少、最小化、防止和/或阻止诸如热泄漏、声音或声学泄漏、气流或流体泄漏和/或光泄漏之类的泄漏穿过密封件。这样，防止和/或阻止泄漏从内部空间穿过间隙并进入另外的(多个)内部空间中。另外，在示例性实施例中，通过提供具有(多个)细长中空部分的密封件并用柔性的、弹性的和/或粘弹性的材料制造密封件，允许将密封件设置在不同尺寸的间隙或在尺寸上波动的间隙中、或者具有温度、压力和/或湿度波动的环境中，
同时仍然维持着防止和/或阻止泄漏的密封。例如，作为用于为交通工具乘员提供更安静和/或更舒适的环境的减轻方法，可以在诸如飞机之类的交通工具中将密封件设置在间隙中，间隙诸如贴近产生声音、热变化、压力变化和/或振动的机器或设备的那些间隙。
24.图1示出了根据示例性实施例的飞机10的透视图。飞机10包括作为飞机10的主体的机身12，其支撑机翼14、16和尾翼18。取决于飞机10的设计，发动机20、22可以附接到机身12或者机翼14和/或16。机身12的主要目的是承载乘客及其货物。机身12具有内部部分24，内部部分24包括机舱和地板，以及设置在内部部分24中并直接或间接耦合到地板、机身壁和/或其他飞机结构的各种组件、家具、结构和/或类似物。例如，还参考图3a和图3b，内部部分24包括物体26a和28a、或者26b和28b，它们被间隔开以限定间隙30a或30b，该间隙30a或30b使内部部分24的内部空间或区域32和34流体地耦合或连接。间隙30a和30b允许内部空间32和34之间的泄漏(例如，声、热和/或气流泄漏等)。在示例性实施例中，内部部分24中的泄漏导致飞机内部中的过度或不期望的噪声水平，和/或其他类型的不期望的泄漏(诸如热或气流)，如果将其减轻，将有助于在飞机10中提供更期望的环境(例如，噪声、温度和/或类似物)。尽管图1示出了飞机10，但是应当理解，各种替代实施例可以包括除飞机以外的具有交通工具结构和内部部分的交通工具，该内部部分包括物体和/或组件，这些物体和/或组件在其间限定允许内部部分的内部空间/区域之间的泄漏的间隙。
25.图2a示出了根据示例性实施例的密封件36的透视图。密封件36被配置为防止、减少、最小化和/或阻止泄漏。在示例性实施例中，密封件包括在纵向方向40上延伸并具有(多个)外表面42的外壁38。如图所示，密封件36包括端部区段44和46，以及设置在其间的中间区段48。端部区段44和46以及中间区段48中的每一个在纵向方向40上延伸。尽管密封件36被示为具有三个区段(例如，端部区段44、端部区段46和中间区段48)，但是密封件36的各种替代实施例包括具有少于三个但至少一个区段、或者多于三个区段的密封件。
26.在示例性实施例中，密封件36通过i形横截面(例如，侧向横截面(lateral cross
‑
section))在纵向方向40上沿密封件36的长度的投影来限定。这样，在示例性实施例中，中间区段48比端部区段44和46相对更薄，端部区段44和46具有相对更大的直径、大小和/或厚度。例如，中间区段48的厚度小于端部区段44的厚度和端部区段46的厚度。另外，端部区段44和46的厚度可以相同或彼此不同。在示例性实施例中，端部区段44和46的厚度基本相同。
27.还参考图2b，外壁38至少部分地围绕通道50、52和54。在示例性实施例中，通道50设置在端部区段44中，通道52设置在中间区段48中，而通道54设置在端部区段46中。密封件36的替代实施例包括具有设置在其中的至少一个通道的、端部区段44、46和/或中间区段48中的至少一个，而其他的端部区段44、46和/或中间区段48可以具有或可以没有设置在其中的(多个)对应通道。如将在下面进一步详细讨论的，密封件36的其他实施例包括具有设置在其中的多个对应通道的、端部区段44、46和/或中间区段48中的至少一个，而其他的端部区段44、46和/或中间区段48可以具有或可以没有设置在其中的多个通道或任何通道。
28.通道50、52和54中的每一个彼此并排延伸，由中间设置的隔件(septum)56和58分开。例如，通道50和52由隔件56分开，而通道52和54由隔件58分开。在示例性实施例中，隔件56可以形成端部区段44和/或中间区段48的至少一部分，和/或隔件56可以设置在端部区段44和中间区段48之间。同样，隔件58可以形成中间区段48和/或端部区段46的至少一部分，和/或可以设置在中间区段48和端部区段46之间。这样，通道50由外壁38的区段51和隔件56
围绕，通道52由外壁38的区段53和55以及隔件56和58围绕，而通道54由外壁38的区段57和隔件58围绕。
29.如图所示，密封件36包括相应的多个内壁60、62和64，相应的多个内壁60、62和64彼此间隔开并且设置在相应的(多个)通道50、52和54中，横向于纵向方向40延伸。内壁60、62和64对应地将(多个)通道50、52和54中的每一个细分成对应的多个单元66、68和70。例如，多个内壁60在通道50中彼此间隔开以将通道50细分成多个单元66，多个内壁62在通道52中彼此间隔开以将通道52细分成多个单元68，而多个内壁64在通道54中彼此间隔开以将通道54细分成多个单元70。在示例性实施例中，多个单元66、68和70中的每者中的每个单元都是封闭单元。在示例性实施例中，每个单元66、68和70是不与任何其他单元66、68和70互连或流体连通的封闭容积。如图所示，每个单元66、68和70是中空的(例如，空的空间)，并且由限定相应单元66、68或70的相应单元壁包围(例如，单元壁72、74和76限定单元66)。
30.在示例性实施例中，内壁60彼此基本等距地间隔开，内壁62彼此基本等距地间隔开，并且内壁64彼此基本等距地间隔开。可替代地，多个内壁60、62和/或64中的一者或多者中的一个或多个内壁可以与相应的多个内壁60、62或64中的其他内壁非等距地间隔开。另外，内壁60、62、64中的一个或多个可以与侧向相邻的内壁60、62和/或64平面对齐。例如，多个内壁60中的每个内壁可以与多个内壁62中的每个内壁和多个内壁64中的每个内壁平面对齐(例如，平面78和80)。可替代地，内壁60、62、64中的一个或多个可以与侧向相邻的内壁60、62和/或64偏移、交错或以其他方式不平面对齐。
31.在示例性实施例中，密封件36由聚合材料形成，诸如相对柔性的聚合材料。在一个示例中，相对柔性的聚合材料是硅酮，但是可以使用其他柔性的聚合材料，诸如例如热塑性弹性体材料(tpe)、热塑性聚氨酯材料(tpu)等。在示例性实施例中，聚合材料即使在低温下也保持柔性，诸如例如聚合材料在约
‑
50℃直至并超过室温(诸如例如100℃或更高)都保持柔性。例如，聚合材料具有小于约
‑
50℃(诸如例如约
‑
55℃至约
‑
90℃)的玻璃化转变温度(t
(g)
)。
32.在示例性实施例中，密封件36满足far第25.853节中指定的阻燃剂要求。例如，形成密封件36的聚合材料可以包括至少一种阻燃添加剂。
33.还参考图3a，提供了根据示例性实施例的将密封件36设置到飞机10的内部部分24的间隙30a中的截面图。在示例性实施例中，在不同的时间和/或条件期间，间隙30a可以在尺寸(例如宽度)上改变或以其他方式变化。例如，在地面条件下(例如，当飞机10在地面上时)相对于在飞行条件下(例如，当飞机10在飞行中时)，间隙30a可以具有不同的间隙尺寸和/或宽度。此外，例如，取决于海拔、压力和/或温度，间隙30a的间隙尺寸和/或宽度可以在地面条件和/或飞行条件期间变化。
34.如图所示，将密封件36挤压到间隙30a中或以其他方式插入间隙30a中，从而在位置82(由虚线表示)将密封件36设置在间隙30a中。在示例性实施例中，例如，在飞机10的地面条件和飞行条件二者下，密封件36可以随着间隙30a的间隙尺寸的改变而膨胀、收缩和/或变形，以提供有效的声密封、热密封、气流密封和/或类似物。在示例性实施例中，即使在例如由于飞机10处于地面条件相对飞行条件而导致的间隙尺寸改变期间，密封件36也由于其柔性而不对周围结构(例如，物体26a和物体28a)造成任何显著的应力。
35.在示例性实施例中，密封件36膨胀和收缩，使得不管飞机经历什么条件，密封件36
都停留在适当位置以密封间隙30a。这样，在位置82布置在间隙30a中的密封件36有效地减少、最小化、防止和/或阻止来自(多个)内部空间32和/或34的泄漏穿过密封件36进入其他(多个)内部空间32和/或34中。此外，密封件36的内部单元结构与形成密封件36的聚合材料的柔性相结合，允许密封件36膨胀或压缩，因此密封件36可以被容易地挤压、推动或以其他方式放置到间隙30a中，使得密封件36一旦坐落在间隙30a中，就在物体26a和28a之间停留在适当位置而不会变得轻易移开。在示例性实施例中，为密封件36提供中间区段48，该中间区段的厚度小于端部区段44和46的厚度，这有助于一旦密封件36处于位置82就完全密封间隙30a。
36.在示例性实施例中，密封件36具有内部单元结构来增强其压缩和膨胀的柔性，以适应可用空间。如将在下面进一步详细讨论的，在示例性实施例中，密封件36具有外部形状84，以便于即使在由于飞机10处于地面条件相对飞行条件而导致的间隙尺寸改变期间，也停留在适当位置并与周围结构形成气密密封。在示例性实施例中，例如由于其内部单元结构，可以将密封件36切割成定制的长度，并仍然维持其密封能力。
37.还参考图3b，提供了设置在飞机10的内部部分24的间隙30b中的密封件36的替代实施例。间隙30b以及物体26b和28b分别与间隙30a以及物体26a和28a类似地配置，除了物体26b和28b相对于彼此垂直取向并在其间形成间隙30b，而物体26a和28a侧向或水平取向并在其间形成间隙30a之外。然而，类似于间隙30a，间隙30b可以在不同条件期间改变尺寸，例如间隙高度等。在示例性实施例中，将密封件36挤压或以其他方式插入间隙30b中，以将密封件36设置在位置86，用于与物体26b和28b密封对接。在示例性实施例中，在位置86，密封件36经由端部区段44和46提供双隔离壁或屏障。因此，例如，出于声目的和/或热目的，双隔离壁提供比单隔离壁更好的噪声、热等隔离(例如，屏障)。这样，密封件36可以在位置86布置在物体26b和28b之间，以提供双隔离壁，这有利地提高阻挡噪声、气流等穿过间隙30b的能力。因此，将密封件36设置在间隙30b中的位置86有效地减少、最小化、防止和/或阻止来自(多个)内部空间32和/或34的泄漏通过密封件36传播到其他(多个)内部空间32和/或34中。
38.在示例性实施例中，有利地，内部单元结构还充当阻挡噪声、气流和/或防止其他泄漏通过密封件36传播的多个壁、屏障或阻挡件。另外，内部单元结构允许密封件36被切割成定制的长度，使得密封件36仍然包括内壁60、62和/或64中的至少两个或更多个，以阻止泄漏通过密封件36传播。
39.图4a至图4c示出了根据示例性实施例的图2a中描绘的密封件36的端部区段44和/或46的内部形状88的各种横截面图。内部形状88是在多个内壁60和/或64中的内壁之间截取的端部区段44和/或46的侧向横截面。在示例性实施例中，端部区段44和46中的每个单元通过内部形状88在纵向方向40上在相应的多个内壁60和64中的每者的内壁之间的投影来限定。例如，如果端部区段44的内部形状88对应于图4a，则端部区段44包括由多个内壁60细分成多个单元66的通道50。可替代地，如果端部区段44的内部形状88对应于图4b，则端部区段44包括通道50以及在纵向方向40上与通道50并排延伸的附加通道90、92和94，并且由多个内壁60细分成相应的多个单元66、96、98和100。另外，隔件102、104、106和108设置在端部区段44中，并且通道50、90、92和94分别由隔件102、104、106和108分开。相应地，图4a和图4b描绘了在(多个)端部区段44和/或46中分别具有1个和4个通道的密封件36的实施例，而图
4c描绘了在(多个)端部区段44和/或46中具有16个通道的密封件的替代实施例。因此，应当理解，密封件36的各种实施例包括具有设置在其中的任何数量的通道的(多个)端部区段44和/或46。
40.图5a至图5b示出了根据示例性实施例的图2a中描绘的密封件36的中间区段48的内部形状110的各种横截面图。内部形状110是在多个内壁62中的内壁之间截取的中间区段48的侧向横截面。在示例性实施例中，中间区段48中的每个单元通过内部形状110在纵向方向40上在多个内壁62中的内壁之间的投影来限定。例如，如果中间区段48的内部形状110对应于图5a，则中间区段48包括由多个内壁62细分成多个单元68的通道52。可替代地，如果中间区段48的内部形状110对应于图5b，则中间区段48包括通道52以及在纵向方向40上与通道52并排延伸的附加通道112和114，并且由多个内壁62细分成相应的多个单元68、116和118。另外，隔件120和122设置在中间区段48中，并且通道52、112和114分别由隔件120和122分开。应当理解，密封件36的各种实施例包括具有设置在其中的任何数量的通道的中间区段48。
41.图6a至图6d示出了根据示例性实施例的图2a中描绘的密封件36的端部区段44和/或46的外部形状124的各种横截面图。外部形状124是通过多个内壁60和/或64中的内壁截取的端部区段44和/或端部区段46的侧向横截面。如图所示，密封件36的端部区段44和/或46的外部形状124可以各自从以下形状的组中选择：圆形(如图6a中所示)、多边形(如图6b中所示)、具有周向间隔开的弧形凸起的圆形(如图6c中所示)以及具有周向间隔开的弧形凹陷的圆形(如图6d中所示)。在示例性实施例中，为(多个)密封件36提供具有例如外部形状124的端部区段44和/或46增强了密封。
42.图7a至图7c示出了根据示例性实施例的图2a中描绘的密封件36的外部形状84的各种横截面图。外部形状84是密封件36的包括内壁60、62和64的侧向横截面。如图所示，密封件36可以包括或可以不包括泡状体126(例如，从纵向方向40沿径向向外延伸的正向特征)，以提高密封能力和公差安装可变性。在示例性实施例中，泡状体126恰好在端部区段44和46的内侧与中间区段48相邻或沿着中间区段48设置。在示例性实施例中，有利地，泡状体126确保密封件36的某个部分将总是被压缩，从而即使间隙尺寸针对公差变化存在某些更多的移动性或改变，间隙30a和/或30b也将被密封。在示例性实施例中，泡状体126是中空的，并且包括内壁，诸如多个内壁60、62和/或64中的内壁，以限定密封件36的内部单元结构的至少一部分。
43.在示例性实施例中，经由加成工艺(例如3d打印工艺、立体光刻或其他加成制造工艺)形成密封件36。这样，密封件36是整体的和/或连续的结构。例如，多个内壁60、62和64以及外壁38通过加成工艺形成为单个零件和/或结构。
44.图8示出了根据示例性实施例的用于制造密封件的方法200。方法200包括通过加成工艺形成(步骤202)外壁。外壁在纵向方向上延伸并且至少部分地围绕第一通道。通过加成工艺形成(步骤204)多个内壁。内壁彼此间隔开，并且横向于纵向方向而设置在第一通道中，以将第一通道细分成第一多个单元。
45.在示例性实施例中，加成工艺是三维(3d)打印工艺。在示例性实施例中，密封件由聚合材料形成，例如，从热塑性弹性体材料(tpe)、热塑性聚氨酯材料(tpu)和硅酮的组中选择的聚合材料。在示例性实施例中，形成第一多个内壁包括将第一通道细分成被配置为封
闭单元的第一多个单元。在示例性实施例中，聚合材料是柔性的，具有约
‑
50℃或更低(诸如例如约
‑
55℃至约
‑
90℃)的玻璃化转变温度(t
(g)
)。
46.尽管在本公开的前述详细描述中已经提出了至少一个示例性实施例，但是应当理解，存在大量的变型。还应当理解，示例性实施例或多个示例性实施例仅是示例，并且不旨在以任何方式限制本公开的范围、适用性或配置。相反，前述详细描述将为本领域技术人员提供用于实现本公开的示例性实施例的便利路线图。应当理解，在不脱离如所附权利要求书中阐述的本公开的范围的情况下，可以在示例性实施例中描述的元件的功能和布置上进行各种改变。