專利名稱：用于制取固化粒狀物質(zhì)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制取固化粉狀或者微粒物質(zhì)(下文中被稱作粒狀物質(zhì))的方法，利用所述固化粒狀物質(zhì)來(lái)對(duì)管狀框架構(gòu)件進(jìn)行填充，以便有效吸收施加在該框架構(gòu)件上的沖擊能量。
背景技術(shù)：
用于制取即將被插入到管狀框架構(gòu)件內(nèi)來(lái)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)的固化粒狀物質(zhì)的公知方法比如包括(1)美國(guó)專利No.4610836，題目為“METHODOF REINFORCING A STRUCTURAL MEMBER”(下文中被稱作現(xiàn)有技術(shù)1)，(2)利用一種樹(shù)脂材料對(duì)粒狀物質(zhì)進(jìn)行固化(下文中被稱作現(xiàn)有技術(shù)2)，(3)利用一種橋接液膜對(duì)粒狀物質(zhì)進(jìn)行固化(下文中被稱作現(xiàn)有技術(shù)3)，以及(4)利用粒狀物質(zhì)本身對(duì)它們進(jìn)行固化(下文中被稱作現(xiàn)有技術(shù)4)。
在現(xiàn)有技術(shù)1的官方公告的圖2中，公開(kāi)了這樣一種結(jié)構(gòu)，其中利用涂敷有粘結(jié)劑的玻璃微球體對(duì)一個(gè)框架構(gòu)件進(jìn)行填充，所述玻璃微球體外包裹著一層玻璃纖維織物。美國(guó)專利No.4695343也公開(kāi)了一種類似結(jié)構(gòu)。
下面將參照本文中的

圖13和14對(duì)現(xiàn)有技術(shù)2進(jìn)行描述。
圖13示出了一種結(jié)構(gòu)件102，其帶有一個(gè)填充有固化粒狀物質(zhì)101的框架構(gòu)件100。
在圖14中示出的固化粒狀物質(zhì)101由顆粒103與一種樹(shù)脂材料104構(gòu)成，其中樹(shù)脂材料104填充在顆粒103之間，來(lái)對(duì)顆粒103進(jìn)行固化。
下面參照?qǐng)D15對(duì)現(xiàn)有技術(shù)3進(jìn)行描述。
在圖15中示出的固化粒狀物質(zhì)110具有這樣一種結(jié)構(gòu)，即利用一種橋接液膜111將相鄰的顆粒103粘結(jié)在一起。這種粘結(jié)在一起結(jié)構(gòu)通過(guò)利用水或者類似物質(zhì)將顆粒103弄濕并且隨后對(duì)它們加壓、加熱來(lái)形成橋接液模111而獲得，由此制成固化粒狀物質(zhì)110。
在圖16中示出的固化粒狀物質(zhì)通過(guò)使得顆粒103發(fā)生表面熔化來(lái)將顆粒103粘結(jié)在一起而獲得。附圖標(biāo)記121指代的是在熔化之后固化的顆粒103表面上的固態(tài)部分。
在現(xiàn)有技術(shù)1中，由于利用粘結(jié)劑將微球體粘結(jié)在一起，所以這種固化粒狀物質(zhì)形成了一種整體具有較高剛度的固態(tài)物質(zhì)。但是，當(dāng)比如在這種框架構(gòu)件上施加一個(gè)沖擊時(shí)，各個(gè)微球體的微量變形會(huì)明顯增大在這種框架構(gòu)件上產(chǎn)生的載荷，導(dǎo)致沖擊能量無(wú)法被充分吸收。
在現(xiàn)有技術(shù)2中，如圖13和14中所示，利用樹(shù)脂材料104對(duì)顆粒103進(jìn)行固化，以便提高結(jié)構(gòu)件102的剛度。但是，樹(shù)脂材料104的量過(guò)多，增加了結(jié)構(gòu)件102的重量。
在現(xiàn)有技術(shù)3中，參見(jiàn)圖15，利用橋接液膜111對(duì)顆粒103進(jìn)行粘結(jié)取決于表面張力，表面張力提供了較小的結(jié)合力，使得難以形成大型的固化粒狀物質(zhì)110。
在現(xiàn)有技術(shù)4中，參見(jiàn)圖16，通過(guò)使得顆粒103本身發(fā)生表面熔化進(jìn)行的固化操作在相鄰的顆粒103之間提供了強(qiáng)大連接。但是，當(dāng)顆粒103是陶瓷材料時(shí)，比如玻璃、氧化硅(SiO2)或者氧化鋁(Al2O3礬土)，必須以非常高的溫度對(duì)顆粒103進(jìn)行加熱，需要諸如加熱裝置這樣的額外設(shè)備，并且使得難以制取固化粒狀物質(zhì)120。
還有，在現(xiàn)有技術(shù)1至4中，為了在使得顆粒固化之后將它們插入到框架構(gòu)件內(nèi)，需要預(yù)先利用一個(gè)固化模具或者類似物使得所述固化粒狀物質(zhì)的尺寸與框架構(gòu)件的內(nèi)部尺寸相匹配。因此，需要額外的用于制取固化粒狀物質(zhì)的生產(chǎn)步驟。
還有，即使顆粒在被填充到框架構(gòu)件之后發(fā)生固化，但是取決于這種框架構(gòu)件的形狀，也會(huì)難以將這些顆粒以緊密關(guān)系填充到框架構(gòu)件內(nèi)，導(dǎo)致在它們之間存在不必要的空隙。
因此，所希望的是，使得填充有一種固化粒狀物質(zhì)的框架構(gòu)件能夠有效地吸收更多的沖擊能量，并且有利于在其中制取一種重量輕、尺寸大的固化粒狀物質(zhì)，在它們之間不存在間隙，并且無(wú)需利用額外的設(shè)備和額外的生產(chǎn)步驟。
發(fā)明概述根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，在此提供了一種用于在一個(gè)框架構(gòu)件的內(nèi)部空間中和/或在一個(gè)由該框架構(gòu)件與外圍板件封閉起來(lái)的空間中，利用粘結(jié)成一種固體形式的顆粒制取固化粒狀物質(zhì)的方法，該方法包括下述步驟將第一顆粒與第二顆?；旌显谝黄穑鱾€(gè)第二顆粒均具有一個(gè)熱塑性樹(shù)脂外殼，封閉著一種能夠通過(guò)汽化發(fā)生膨脹的固體或者液體；將第一顆粒與第二顆粒的混合物填充到所述框架構(gòu)件內(nèi)；以及與所述框架構(gòu)件一起對(duì)第一顆粒和第二顆粒進(jìn)行加熱，以便使得第二顆粒發(fā)生軟化，并且使得第二顆粒在內(nèi)部壓力作用下發(fā)生膨脹，同時(shí)使得第二顆粒的表面熔化，用于與第一顆粒粘結(jié)起來(lái)。
優(yōu)選的是，這種方法還包括在加熱步驟之后，與所述框架構(gòu)件一起對(duì)第一顆粒和第二顆粒進(jìn)行冷卻。
所希望的是，能夠通過(guò)汽化發(fā)生膨脹的所述固體或者液體包括一種低熔點(diǎn)的碳?xì)浠衔铩?br> 因此，在本發(fā)明中，由于固化粒狀物質(zhì)被制成帶有能夠通過(guò)加熱大幅度發(fā)生膨脹的第二顆粒，所以框架構(gòu)件可以在它們之間不存在任何間隙的條件下由這種固化粒狀物質(zhì)填充起來(lái)。
還有，由于僅將第一顆粒和第二顆粒填充到框架構(gòu)件內(nèi)并且對(duì)它們進(jìn)行加熱即可制取所述固化粒狀物質(zhì)，所以這種固化粒狀物質(zhì)可以在無(wú)需額外生產(chǎn)模具或者額外生產(chǎn)步驟的條件下輕易制取，所述額外生產(chǎn)模具或者額外生產(chǎn)步驟是利用用于固化顆粒的模具或者類似物來(lái)制取固化粒狀物質(zhì)所必須的。還有，由于第二顆粒的表面可以在低溫下熔化，所以避免了使用額外的加熱裝置或者類似裝置，提高了生產(chǎn)率。
還有，第二顆粒允許所制成的固化粒狀物質(zhì)的重量減輕，因?yàn)樗鼈兪侵锌盏?，?dǎo)致當(dāng)用于車輛上的框架構(gòu)件中時(shí)，車輛的重量減輕。
還有，通過(guò)使得第二顆粒發(fā)生表面熔化而實(shí)現(xiàn)的第一顆粒和第二顆粒的粘結(jié)，在第一顆粒與第二顆粒之間提供了強(qiáng)大聯(lián)合，允許制取大型的固化粒狀物質(zhì)，并且導(dǎo)致能夠應(yīng)用于車輛中的各種框架構(gòu)件。
還有，除了第一顆粒與第二顆粒之間的前述強(qiáng)大結(jié)合力之外，中空的第二顆?？梢栽谲囕v框架構(gòu)件受到?jīng)_擊時(shí)發(fā)生坍縮，導(dǎo)致有效地吸收較多的沖擊能量。
將第一顆粒與第二顆粒的混合物填充到框架構(gòu)件內(nèi)，可以在這種混合物被包裝在一個(gè)袋或者容器內(nèi)的條件下實(shí)現(xiàn)。
對(duì)包裝在袋或者容器內(nèi)的混合物進(jìn)行填充有利于在將所述袋或者容器插入框架構(gòu)件內(nèi)時(shí)對(duì)第一顆粒與第二顆粒的混合物進(jìn)行操控，提高工作能力。
附圖簡(jiǎn)述圖1是一個(gè)透視圖，示出了一個(gè)根據(jù)本發(fā)明具有一框架構(gòu)件的結(jié)構(gòu)件；圖2是一個(gè)橫剖視圖，示出了一種用于填充圖1中所示框架構(gòu)件的固化粒狀物質(zhì)；圖3是圖2中所示固化粒狀物質(zhì)的放大視圖；圖4A是一個(gè)第二粉狀顆粒在加熱之前的橫剖視圖；而圖4B是所述第二粉狀顆粒的橫剖視圖，示出了在加熱之后的膨脹狀態(tài)；圖5A是被填充在框架構(gòu)件內(nèi)的第一顆粒與第二顆粒混合物在加熱之前的橫剖視圖；而圖5B是一個(gè)橫剖視圖，示出了所述第二顆粒在與框架構(gòu)件一起對(duì)它們進(jìn)行加熱時(shí)的膨脹狀態(tài)；圖6是一個(gè)流程圖，示出了一種根據(jù)本發(fā)明用于制取固化粒狀物質(zhì)的方法中的步驟；圖7A是一個(gè)示意圖，示出了通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)件進(jìn)行沖擊而產(chǎn)生的載荷施加狀態(tài)，此時(shí)所述結(jié)構(gòu)件中的框架構(gòu)件內(nèi)填充有本發(fā)明中的固化粒狀物質(zhì)；而圖7B是一個(gè)示意圖，示出了所述固化粒狀物質(zhì)與框架構(gòu)件由于所述載荷發(fā)生變形相伴的變形狀態(tài)；
圖8A至8G是若干個(gè)橫剖視圖，示出了用于本發(fā)明中的第一顆粒的各種示例；圖9A和9B是一個(gè)構(gòu)成車體的框架的透視圖，根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)件被用于該框架上；圖10A至10D是若干個(gè)示意圖，示出了多個(gè)將根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)件應(yīng)用于圖10A中所示B柱上的示例；圖11A至11D是若干個(gè)橫剖視圖，示出了一種根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例用于制取固化粒狀物質(zhì)的方法；圖12是一個(gè)流程圖，示出了在根據(jù)圖11A至11D中所示第二實(shí)施例用于制取固化粒狀物質(zhì)的方法中的步驟；圖13是一個(gè)結(jié)構(gòu)件的橫剖視圖，此時(shí)該結(jié)構(gòu)件中的框架構(gòu)件內(nèi)填充有一種常規(guī)固化粒狀物質(zhì)；圖14是一種常規(guī)固化粒狀物質(zhì)的放大橫剖視圖，帶有利用一種樹(shù)脂材料固化起來(lái)的顆粒；圖15是一種常規(guī)固化粒狀物質(zhì)的局部放大橫剖視圖，帶有利用一種橋接液膜粘結(jié)在一起的相鄰顆粒；而圖16是一種常規(guī)固化粒狀物質(zhì)的橫剖視圖，帶有通過(guò)使得顆粒的表面發(fā)生熔化而粘結(jié)在一起的顆粒。
優(yōu)選實(shí)施例在圖1中示出的結(jié)構(gòu)件10對(duì)應(yīng)于一個(gè)比如用于形成車輛框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)件。在管狀框架或者骨架構(gòu)件11中，裝載有一種帶有固化顆粒的固化粒狀物質(zhì)15(參見(jiàn)圖2)。附圖標(biāo)記13、13指代的是用于對(duì)管狀框架構(gòu)件11的相對(duì)端部進(jìn)行封閉的封閉件。
圖2示出了裝載在圖1中所示管狀框架構(gòu)件11內(nèi)的固化粒狀物質(zhì)15。這種固化粒狀物質(zhì)15由實(shí)心的第一顆粒16和中空的樹(shù)脂質(zhì)第二顆粒17組成，利用第二顆粒17，顆粒16被粘結(jié)或者組合起來(lái)。盡管第一顆粒16和第二顆粒17在實(shí)際中致密地粘結(jié)在一起，或者說(shuō)在它們之間不存在任何間隙，但是為了方便起見(jiàn)，松散地示出了所述粘結(jié)關(guān)系。
如圖3中所示，固化粒狀物質(zhì)15是這樣一種構(gòu)件，即帶有通過(guò)使得第二粉狀顆粒17的表面發(fā)生熔化并且隨后固化而粘結(jié)在一起的相鄰第一顆粒16。附圖標(biāo)記17a指代的是第二粉狀顆粒17的中空部分，而18指代的是通過(guò)使得第二粉狀顆粒17發(fā)生固化而形成的固態(tài)部分。
圖4A示出了第二粉狀顆粒17在膨脹之前的橫剖面。第二粉狀顆粒17具有一個(gè)由熱塑性樹(shù)脂制成的外殼17c，比如聚氯乙烯的共聚物或者丙烯腈的共聚物，封閉著一種低沸點(diǎn)的碳?xì)浠衔?7b。碳?xì)浠衔?7b可以是一種固體或者一種液體，也就是說(shuō)，可以是任何形式，只要其能夠通過(guò)加熱而發(fā)生汽化和膨脹即可。碳?xì)浠衔?7b具有較低的沸點(diǎn)，因此在實(shí)際中被優(yōu)選。
當(dāng)對(duì)第二粉狀顆粒17進(jìn)行加熱時(shí)，圖4A中示出的碳?xì)浠衔?7b在達(dá)到沸點(diǎn)時(shí)發(fā)生蒸發(fā)，如圖4B中所示。隨著內(nèi)部壓力的增加，外殼17c軟化，并且該外殼17c發(fā)生膨脹。隨著第二粉狀顆粒17溫度的進(jìn)一步升高，外殼17c的表面發(fā)生熔化。
接下來(lái)，將參照?qǐng)D5A至5B對(duì)前述固化粒狀物質(zhì)15的制取過(guò)程進(jìn)行描述。
如圖5A中所示，第一顆粒16和第二顆粒17被混合成一種混合物20。這種混合物20通過(guò)位于圖1中所示框架構(gòu)件11一端處的開(kāi)口進(jìn)行填充。此后，在框架構(gòu)件11所述一端處的開(kāi)口由封閉件13封閉起來(lái)。
接下來(lái)，如圖5B中所示，與框架構(gòu)件11一起對(duì)第二顆粒17進(jìn)行加熱。通過(guò)加熱，第二顆粒17發(fā)生膨脹并且第二顆粒17的表面發(fā)生熔化，與第一顆粒16粘結(jié)起來(lái)。
此后，對(duì)框架構(gòu)件11進(jìn)行冷卻，來(lái)使得熔融的第二顆粒17固化，由此形成填充在框架構(gòu)件11中的固化粒狀物質(zhì)15，在它們之間不存在任何間隙。
圖6是一種根據(jù)本發(fā)明用于制取固化粒狀物質(zhì)的方法的流程圖，示出了一種用于制取前述固化粒狀物質(zhì)的方法。
步驟(在下文中簡(jiǎn)化為ST)01對(duì)第一顆粒與第二顆粒進(jìn)行混合，來(lái)形成一種由第一顆粒與第二顆粒組成的混合物。
ST02將所述混合物填充到一個(gè)管狀框架構(gòu)件內(nèi)。
ST03與所述框架構(gòu)件一起對(duì)混合物進(jìn)行加熱，來(lái)使得第二顆粒發(fā)生膨脹并且使得它們的表面熔化。
ST04對(duì)所述框架構(gòu)件和混合物進(jìn)行冷卻，來(lái)使得熔融的第二顆粒發(fā)生固化，由此在所述框架構(gòu)件內(nèi)形成一種固化粒狀物質(zhì)。
圖7A和7B示出了一個(gè)框架構(gòu)件在向其施加載荷時(shí)的變形狀態(tài)，所述框架構(gòu)件中填充有根據(jù)本發(fā)明的前述粉末物質(zhì)。
在圖7A中，當(dāng)車輛發(fā)生碰撞而從外部將載荷P作用在結(jié)構(gòu)件10上時(shí)，載荷P通過(guò)框架構(gòu)件11作用在固化粒狀物質(zhì)15上，使得固化粒狀物質(zhì)15如圖7B中所示那樣發(fā)生變形。
具體來(lái)說(shuō)，在固化粒狀物質(zhì)15發(fā)生變形的早期階段，第一顆粒16和第二顆粒17略微發(fā)生變形。當(dāng)載荷P進(jìn)一步施加在結(jié)構(gòu)件10上時(shí)，中空的第二顆粒17大幅度變形，而第一顆粒16幾乎不變形，并且位于結(jié)構(gòu)件10上直接經(jīng)受載荷P的部分附近的第二顆粒17會(huì)發(fā)生坍縮。當(dāng)載荷P進(jìn)一步持續(xù)施加時(shí)，第二顆粒17的坍縮現(xiàn)象逐步轉(zhuǎn)移至結(jié)構(gòu)件10的下部。
由于第二顆粒17發(fā)生坍縮而形成的坍縮部分17d會(huì)與相鄰的坍縮部分17d和/或相鄰的第一顆粒16產(chǎn)生很大的摩擦力。
這種摩擦力在固化粒狀物質(zhì)15的變形過(guò)程中提供了較大阻力，在碰撞時(shí)吸收更多的沖擊能量。第二顆粒17坍縮現(xiàn)象的逐步轉(zhuǎn)移允許穩(wěn)定、高效地吸收沖擊能量。
接下來(lái)，盡管在圖2和3中示出的第一顆粒已經(jīng)被描述為是實(shí)心的，但是在圖8A至8G中示出的大量示例將被看作是其它示例。
在圖8A中示出的第一示例內(nèi)，第一粉狀顆粒21具有一個(gè)不確定形狀的多孔主體，具有大量相互孤立的孔22。
在圖8B中示出的第二示例內(nèi)，第一粉狀顆粒24具有一個(gè)不確定形狀的多孔主體，具有大量相互連通的孔25。
在圖8C中示出的第三示例內(nèi)，第一粉狀顆粒27具有一個(gè)確定形狀的多孔主體，具有大量相互孤立的孔22。作為示例圖示出了一個(gè)橢圓形。
在圖8D中示出的第四示例內(nèi)，第一粉狀顆粒29具有一個(gè)確定形狀的多孔主體，具有大量相互連通的孔25。作為示例圖示出了一個(gè)橢圓形。
在圖8E中示出的第五示例內(nèi)，第一粉狀顆粒31呈星狀，具有一個(gè)中空部分32。
在圖8F中示出的第六示例內(nèi)，第一粉狀顆粒34是一種導(dǎo)管形粉狀顆粒，具有一個(gè)中空部分35。
在圖8G中示出的第七示例內(nèi)，第一粉狀顆粒37是一種球形粉狀顆粒，具有一個(gè)中空部分38。
在第一至第四示例中作為多孔顆粒的第一顆粒21、24、27和29，以及在第五至第七示例中作為中空顆粒的第一顆粒31、34和37，與第二顆粒17(參見(jiàn)圖2)一起，允許進(jìn)一步減輕結(jié)構(gòu)件的重量。
圖9A和9B是構(gòu)成車體的框架的透視圖，根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)件被用于該框架上。
如圖9A中所示，本發(fā)明中的結(jié)構(gòu)件被用于左側(cè)和右側(cè)前部側(cè)架41、41(排布在車輛前部相對(duì)側(cè)的下部處)，左側(cè)和右側(cè)側(cè)梁42、42(排布在車體相對(duì)側(cè)的下部處)，前部底板橫撐43(在左側(cè)與右側(cè)側(cè)梁42、42之間延伸)，左側(cè)和右側(cè)B柱44、44(從左側(cè)和右側(cè)側(cè)梁42、42向上直立)，以及左側(cè)和右側(cè)后架45、45(從左側(cè)和右側(cè)側(cè)梁42、42向后延伸)。
還有，如圖9B中所示，本發(fā)明中的結(jié)構(gòu)件被用于左側(cè)和右側(cè)A柱51、51，側(cè)向沖擊桿52、53(分別設(shè)置在前門58的內(nèi)部和后門59的內(nèi)部)，左側(cè)和右側(cè)頂棚側(cè)軌54、54(用于構(gòu)成頂棚的相對(duì)側(cè)邊)，以及三條頂棚導(dǎo)軌55、56和57(在左側(cè)和右側(cè)頂棚側(cè)軌54、54之間延伸)。
圖10A至10D示出了將本發(fā)明中的結(jié)構(gòu)件用于車輛B柱的第一至第四示例。
在圖10A中示出的第一示例內(nèi)，B柱44A是這樣一個(gè)示例，即利用外板76和位于該外板76橫向內(nèi)側(cè)的內(nèi)板77形成一個(gè)框架構(gòu)件78，并且利用一種固化粒狀物質(zhì)15A對(duì)框架構(gòu)件78進(jìn)行填充。
在圖10B中示出的第二示例內(nèi)，B柱44B是這樣一個(gè)示例，即通過(guò)將一個(gè)補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件79安裝在外板76與內(nèi)板77之間而形成一個(gè)框架構(gòu)件80，并且利用一種固化粒狀物質(zhì)15B對(duì)補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件79與內(nèi)板77之間的空間進(jìn)行填充。
在圖10C中示出的第三示例內(nèi)，B柱44C是這樣一個(gè)示例，即將一個(gè)B柱裝飾物84作為一個(gè)板件安裝在框架構(gòu)件78的橫向內(nèi)側(cè)，并且利用一種固化粒狀物質(zhì)15C對(duì)B柱裝飾物84與框架構(gòu)件78之間的空間進(jìn)行填充。
在圖10D中示出的第四示例內(nèi)，B柱44D是這樣一個(gè)示例，即將一個(gè)B柱裝飾物84安裝在框架構(gòu)件78的橫向內(nèi)側(cè)，并且利用固化粒狀物質(zhì)15A和15C分別對(duì)框架構(gòu)件78的內(nèi)部空間和B柱裝飾物84與框架構(gòu)件78之間的空隙進(jìn)行填充。
如前所述，本發(fā)明的特征在于，為了利用在框架構(gòu)件78的內(nèi)部空間中和/或由框架構(gòu)件78與作為外圍板件的B柱裝飾物84封閉起來(lái)的空間中固化的顆粒制取固化粒狀物質(zhì)15A(或者固化粒狀物質(zhì)15C)，第一顆粒16(參見(jiàn)圖5)與第二顆粒17(參見(jiàn)圖5)被混合起來(lái)并且被填充入框架構(gòu)件78內(nèi)，其中各個(gè)第二顆粒17均具有熱塑性樹(shù)脂外殼17c(參見(jiàn)圖4)，該熱塑性樹(shù)脂外殼17c封閉著一種能夠通過(guò)汽化發(fā)生膨脹的固體或者液體(比如低沸點(diǎn)的碳?xì)浠衔?7b(參見(jiàn)圖4))，并且第一顆粒16和第二顆粒17被與框架構(gòu)件78一起加熱，來(lái)使得第二顆粒17軟化并且在內(nèi)部壓力作用下發(fā)生膨脹，并且進(jìn)一步使得第二顆粒17的表面熔化，以便與第一顆粒16粘結(jié)起來(lái)。
由于固化粒狀物質(zhì)15A或者15C被制成帶有能夠通過(guò)加熱發(fā)生膨脹的第二顆粒17，所以框架構(gòu)件78可以在它們之間不存在任何間隙的條件下由固化粒狀物質(zhì)15A或者15C填充起來(lái)。
因此，由于僅將第一顆粒16和第二顆粒17填充到框架構(gòu)件78內(nèi)并且對(duì)它們進(jìn)行加熱即可制取固化粒狀物質(zhì)15A或者15C，所以這種固化粒狀物質(zhì)15A或者15C可以在無(wú)需額外生產(chǎn)模具或者額外生產(chǎn)步驟的條件下輕易制取，所述額外生產(chǎn)模具或者額外生產(chǎn)步驟用于利用使得顆粒發(fā)生固化的模具或者類似物來(lái)獨(dú)立地制取固化粒狀物質(zhì)。還有，由于第二顆粒17的表面可以在低溫下熔化，所以避免了使用額外的加熱裝置或者類似裝置，提高了生產(chǎn)率。
還有，第二顆粒17允許所制取的固化粒狀物質(zhì)15的重量減輕，因?yàn)樗鼈兪侵锌盏?，?dǎo)致當(dāng)用于車輛上的框架構(gòu)件中時(shí)，車輛的重量減輕。
還有，通過(guò)使得第二顆粒17發(fā)生表面熔化而實(shí)現(xiàn)的第一顆粒16和第二顆粒17的粘結(jié)，允許利用堅(jiān)固粘結(jié)起來(lái)的第一顆粒16和第二顆粒17制取大型的固化粒狀物質(zhì)15A或者15C，導(dǎo)致更多地應(yīng)用于車輛框架構(gòu)件中的部件上。
還有，除了第一顆粒16與第二顆粒17之間的前述強(qiáng)大結(jié)合力之外，中空的第二顆粒17可以在車輛框架構(gòu)件11受到?jīng)_擊時(shí)發(fā)生坍縮，如圖7B中所示那樣，導(dǎo)致有效地吸收更多的沖擊能量。
接下來(lái)，將參照?qǐng)D11A至11D對(duì)一種根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例用于制取固化粒狀物質(zhì)的方法進(jìn)行描述。
如圖11A中所示那樣，第一顆粒16與第二顆粒17的混合物20被包裝在一個(gè)袋91中，或者如圖11B中所示那樣，混合物20被包裝在一個(gè)容器92中。一種具有通過(guò)加熱能夠膨脹和熔化性能的材料被用于袋91，但是并非局限于此。也可以替代性使用一種具有在第二顆粒17發(fā)生膨脹時(shí)易于破裂性能的材料。具體地說(shuō)，橡膠、諸如聚乙烯這樣的樹(shù)脂、或者紙被用作優(yōu)選材料。容器92可以是任何容器，只要其具有與袋91類似的性能即可。
接下來(lái)，如圖11C中所示，袋91(或者容器92)被插入到一個(gè)框架構(gòu)件11內(nèi)。因?yàn)楸话b在袋91(或者容器92)中，所以混合物20可以被輕易地插入到框架構(gòu)件11內(nèi)。也就是說(shuō)，袋91可以輕易地將其外部形狀改變?yōu)榭蚣軜?gòu)件11的內(nèi)部形狀。當(dāng)容器92的外部尺寸被制成小于框架構(gòu)件11的內(nèi)部尺寸時(shí)，容器92可以被輕易地插入到框架構(gòu)件11內(nèi)。
在圖11D中，對(duì)框架構(gòu)件11進(jìn)行加熱。由此，第二顆粒17大幅度膨脹，并且進(jìn)一步地，第二顆粒17的表面發(fā)生熔化，與第一顆粒16粘結(jié)起來(lái)。此時(shí)，袋91伴隨著第二顆粒17的膨脹發(fā)生膨脹，并且通過(guò)加熱而熔化。
最后，對(duì)框架構(gòu)件11進(jìn)行冷卻。由此，在框架構(gòu)件11中形成一種固化粒狀物質(zhì)15，在它們之間存在極小間隙。附圖標(biāo)記91a指代的是通過(guò)使得袋91發(fā)生熔化和固化而獲得的固態(tài)物質(zhì)。
圖12是一個(gè)流程圖，示出了一種根據(jù)圖11A至11D中所示第二實(shí)施例用于制取固化粒狀物質(zhì)的方法中的步驟。
ST11將第一顆粒與第二顆粒進(jìn)行混合，來(lái)形成一種由第一顆粒與第二顆粒組成的混合物。
ST12將所述混合物包裝在一個(gè)袋(或者容器)中。
ST13將所述袋(或者容器)插入到一個(gè)框架構(gòu)件內(nèi)。
ST14與所述框架構(gòu)件一起對(duì)袋(或者容器)進(jìn)行加熱，來(lái)使得第二顆粒發(fā)生膨脹并且使得其表面熔化。
ST15對(duì)所述框架構(gòu)件和袋(或者容器)進(jìn)行冷卻，來(lái)使得熔融的第二顆粒發(fā)生固化，以便形成一種固化粒狀物質(zhì)。
如前所述，本發(fā)明的特征在于，將第一顆粒16與第二顆粒17的混合物20插入到框架構(gòu)件11內(nèi)，在混合物20被包裝在袋91或者容器92中的條件下實(shí)現(xiàn)。
對(duì)包裝在袋91或者容器92中的混合物20進(jìn)行插入有利于在將袋91或者容器92插入到框架構(gòu)件11內(nèi)時(shí)對(duì)第一顆粒16與第二顆粒17的混合物20進(jìn)行操控，提高了工作能力。
第一顆粒和第二顆粒并非必須在被包裝入袋或者容器之前進(jìn)行混合，而是可以在被包裝在袋或者容器中之后通過(guò)晃動(dòng)該袋或者容器進(jìn)行混合。
工業(yè)實(shí)用性如前所述，根據(jù)本發(fā)明，一種由第一顆粒與第二顆粒組成的混合物被填充到一個(gè)框架構(gòu)件內(nèi)，并且被加熱來(lái)使得第二顆粒發(fā)生膨脹，在所述框架構(gòu)件內(nèi)部制取一種固化粒狀物質(zhì)。所述框架構(gòu)件由此在它們之間不存在任何間隙的條件下由所述固化粒狀物質(zhì)填充起來(lái)。因此，不再需要諸如用于制取固化粒狀物質(zhì)的額外模具這樣的構(gòu)件，導(dǎo)致制取步驟減少。在作為用于吸收沖擊能量的構(gòu)件生產(chǎn)汽車框架構(gòu)件的過(guò)程中，這些改進(jìn)尤其有益。
權(quán)利要求
1.一種用于在一個(gè)框架構(gòu)件(11)的內(nèi)部空間中和/或在一個(gè)由該框架構(gòu)件與一外圍板件封閉起來(lái)的空間中，利用粘結(jié)成一種固體形式的顆粒制取固化粒狀物質(zhì)(15)的方法，該方法包括下述步驟將第一顆粒(16)與第二顆粒(17)混合在一起，各個(gè)第二顆粒(17)均具有一個(gè)熱塑性樹(shù)脂外殼(17c)，封閉著一種能夠通過(guò)汽化發(fā)生膨脹的固體或者液體(17b)；將所述第一顆粒與第二顆粒的混合物填充到所述框架構(gòu)件內(nèi)；以及與所述框架構(gòu)件一起對(duì)所述第一顆粒和第二顆粒進(jìn)行加熱，以便使得所述第二顆粒發(fā)生軟化，并且使得所述第二顆粒在內(nèi)部壓力作用下發(fā)生膨脹，同時(shí)使得所述第二顆粒的表面發(fā)生熔化，以便與所述第一顆粒粘結(jié)起來(lái)。
2.如權(quán)利要求1中所述的方法，還包括在加熱步驟之后，與所述框架構(gòu)件一起對(duì)所述第一顆粒和第二顆粒進(jìn)行冷卻。
3.如權(quán)利要求1中所述的方法，其特征在于能夠通過(guò)汽化發(fā)生膨脹的所述固體或者液體(17b)包括一種低沸點(diǎn)的碳?xì)浠衔铩?br> 4.如權(quán)利要求1中所述的方法，其特征在于將所述第一顆粒與第二顆粒的混合物(20)填充到所述框架構(gòu)件(11)內(nèi)是利用被包裝在一個(gè)袋(91)或者容器(92)內(nèi)的所述混合物來(lái)進(jìn)行的。
全文摘要
一種用于制取固化粒狀物質(zhì)(15)的方法，其中顆粒(16，17)被填充在一個(gè)管狀框架構(gòu)件(11)內(nèi)，并且隨后與框架構(gòu)件(11)一起被加熱，來(lái)使得所述顆粒發(fā)生固化。所述顆粒包括一種由第一顆粒(16)與第二顆粒(17)組成的混合物，各個(gè)第二顆粒(17)均具有一個(gè)熱塑性樹(shù)脂外殼，其封閉著一種能夠通過(guò)汽化發(fā)生膨脹的固體或者液體。所述混合物被填充在框架構(gòu)件內(nèi)并且與框架構(gòu)件一起被加熱。加熱會(huì)導(dǎo)致第二顆粒(17)發(fā)生膨脹并且使得該第二顆粒的表面發(fā)生熔化，以便與第一顆粒(16)粘結(jié)起來(lái)。在進(jìn)行冷卻時(shí)，所述混合物變成一種固化粒狀物質(zhì)(15)，在它們之間不存在任何間隙的條件下填充于所述框架構(gòu)件中。
文檔編號(hào)B29C44/00GK1638937SQ0380470
公開(kāi)日2005年7月13日 申請(qǐng)日期2003年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月26日
發(fā)明者山崎省二 申請(qǐng)人:本田技研工業(yè)株式會(huì)社