CN104340136B - 隔板密封装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及隔板密封装置(1)，上述隔板密封装置(1)包括：密封‑功能组(A)，具有底板(2)、外部密封部(4)及至少一个内部密封部(5、6)；具有弹性的公差补偿部件(B)；以及收容部件(C)，由汽车制冷制热装置外壳的凸缘面形成；上述隔板密封装置(1)针对贯通汽车隔板的至少一个连接装置用贯通部具有公差补偿功能。

Description

隔板密封装置
技术领域
本发明涉及为了对贯通位于汽车的车厢(passenger compartment)和机舱(engine room)之间的隔板的连接装置用贯通开口进行密封而对汽车制冷制热装置具有公差补偿功能的隔板密封装置。
背景技术
汽车制冷制热装置需要用于在车辆的内部和机舱之间搬运热交换器流体的连接装置。在上述连接装置的区域，例如，隔板密封装置密封贯通开口，以防止溅水(splash water)。就这种密封装置而言，一方面，需要设计成具有水密性及气密性的装置。另一方面，在这种密封设计结构中，针对安装在汽车驾驶舱(cockpit)周围的装置，需要能够补偿基本上在车身(body-in-white)中产生的公差和所安装的部件组的公差链(tolerance chains)引起的公差。并且，密封装置需要能够充分衰减客舱和机舱的声耦合。
目前，在这种密封过程中，使用具有高公差补偿功能的确保水密性密封的所谓橡胶密封圈(rubber grommet)，例如使用特殊地形成的橡胶管型部件。这种橡胶密封圈一方面固定于制冷制热装置内，另一方面固定于车身结构内。
作为应对方案，使用泡沫型(foamed)密封装置，而上述泡沫型密封装置向隔板一侧密封连接装置以及制冷制热装置。泡沫条(foamstrip)为公知的另一密封变形例，上述泡沫条例如：从形成在制冷制热装置上的聚氨酯(polyurethane)-泡沫垫(foam mat)(PUR)模切(diecutting)的密封装置。
在使用橡胶密封圈的情况下，所提及的现有技术的缺点为这种密封圈的高成本及复杂的组装过程，即，将橡胶密封圈与车身相连接的复杂的工作过程。此外，存在当组装时经常无法确保工艺可靠性的缺点。
在泡沫型密封装置的情况下，高成本同样成为缺点，并且，当组装时，需要较大的力，以预先压缩密封装置。
在使用泡沫条或被模切的密封装置的情况下，这些能够仅体现低的公差补偿性，或者不能使组件的声耦合衰减得很充分。尤其，例如，基于作为毡(felt)类的绝缘层(insulating layer)能够形成在车厢一侧汽车隔板上的隔板绝缘部的覆盖因单层泡沫-压印部分(stamping part)而只能受限地进行。
除了如上所述的典型的密封技术之外，还存在包括双组份制造(two component manufacturing，所谓的2C制造)的技术性的解决办法。能够利用这种方式来使不同的材料合金成为一个部件，在此情况下，还能够使用硬质-软质化合物，也能够进行组合。通过双组份制造，经过仅一次的注塑成型工序就能够生产由多个组件构成的塑料部件。由于完全省略了个别的注塑成型部件的复杂的手动组装过程，因此上述双组份制造节约资源且减少时间和费用。
在德国专利DE 102009056043 A1号中记述了由两个不同的软质组件构成的密封装置。上述密封装置具有泡沫型塑料或合成树脂，尤其具有由PUR形成的包围周围的外部边缘组件及橡胶物质，尤其具有由三元乙丙橡胶(EPDM，Ethylene-Propylene-Diene Monomer)形成的内部密封组件。用于制热用配管或空气调节(air conditioning)用配管的所有贯通开口形成在以形状及材料结合方式借助波纹管(bellows)来与上述外部边缘组件相连接的内部密封组件。
在欧洲专利EP 1700723 B1号中也记述了具有由弹性体物质形成的密封部件及由硬质塑料物质形成的加强部件的双组份密封装置，在此情况下，上述密封部件通过双组份注塑成型来形成在上述加强部件上，且两个组件与波纹管相连接。
在欧洲专利1512614A1号中记述了自行支撑型基体及具有至少一个软性密封部的双组份密封装置，在此情况下，上述密封装置通过多组分注塑成型方法来制成。上述密封装置的特殊性在于，由自行支撑型部件构成，或者形成有由软质材料形成的能够更换的座圈(bezel)。
具有波纹管及更换部件的特征的不同的隔板密封装置的复杂的设计结构有可能被提及为现有技术的缺点，因而这种隔板密封装置能够引起超成本，还有可能在组装及插入过程中容易受损。
发明内容
本发明的课题是提供经济实惠的隔板密封装置，上述隔板密封装置具有制造和组装容易且在插入过程中也牢固的特征，并且，在相邻的部件组之间体现高的公差补偿性，且具有对于振动及引擎噪音的优秀的衰减特性以及突出的水密性及气密性。
上述课题根据具有技术方案1的特征的隔板密封装置来得以解决。改善例记载于从属技术方案中。
本发明涉及隔板密封装置，上述隔板密封装置包括密封-功能组、具有弹性的公差补偿部件及用于收容制冷制热装置外壳的凸缘面(flange surface)的收容部件，并对于贯通汽车隔板的至少一个连接装置的贯通部具有公差补偿功能。上述密封-功能组为了密封连接装置而包括底板、外部密封部及至少一个内部密封部。
外部密封部包围底板的外部边缘，并向汽车隔板一侧密封上述底板。汽车制冷制热装置的膨胀阀用密封部及连接装置用密封部所属的内部密封部密封针对上述连接装置的收容板或底板。
优选地，上述多个连接装置中的一个连接装置借助与突出部及上述膨胀阀用密封部一同位于底板的开口，来整体地且由以形状结合方式收容的汽车制冷制热装置的膨胀阀形成。作为突出部，以下将提及底板的边缘包围膨胀阀用开口的周围，并从上述底板的一面向外侧延伸之类的类型。
在实施例中，由于隔板密封装置的所有组件，即，个别的硬质底板、硬质收容板、软质公差补偿部件、软质的内部密封部及外部密封部完全在多组分注塑成型步骤中制成，因而上述隔板密封装置能够以一体型表现。
在本发明中，因双组份制造或多组分制造而具有牢固的结构，由此明显降低成本和组装费用。此外，被挤压涂敷(extrusion-coating)的密封部与高公差补偿相关地提供对于气体及溅水的充分的气密性及水密性。
在不同的实施例中，优选地，隔板密封装置的功能组相互组合。例如，尤其优选为公差补偿部件及密封-功能组的功能以组合方式形成的情况。在这种实施例中，公差补偿部件体现为底板的必要结构部件，在此情况下，底板包括能够形成力(force build-up)的弹性褶皱(elasticfold)形态的弹簧式(spring-loaded)塑料部件。在此情况下，软质组件能够以辅助(auxiliary)方式被使用。并且，尤其优选为收容部件及公差补偿部件的功能也以组合方式形成的情况。在这种实施例中，公差补偿部件不仅执行公差补偿功能，还执行针对制冷制热装置的收容功能。
在追加的一个优选实施例中，收容部件与密封-功能组内的有效面积(effective area)对应地被缩小，并形成为底板的一部分，在此情况下，收容部件具有上述收容部件借助适合的固定单元来配置在制冷制热装置外壳的凸缘面的效果。
公差补偿部件由具有弹性的制作材料或弹簧式部件构成，上述具有弹性的制作材料或弹簧式部件柔软地将收容部件与密封-功能组相连接。根据既优选又简单的本发明的实例，公差补偿部件借助单层或多层泡沫物质、塑料弹簧或弹性褶皱来体现。
在本发明中，优选地，通过由泡沫条形成汽车隔板的外部密封部来得到改善。在尤其优选的一实例中，内部密封部以几何学方式由密封圈形成，在此情况下，根据如上所述的概念，描述了特殊地形成的尤其以圆锥形逐渐变细的管型部件，上述管型部件附着在本体的开口。
并且，经证明，优选地，密封-功能组除了内部密封部及外部密封部之外还包括密封部。就车厢一侧，所谓的后方密封部或作为应对方案的侧面密封部而言，在两种密封变形例中，相对隔板绝缘部密封底板。上述后方密封部配置在分配于汽车制冷制热装置的一面，相反，上述侧面密封部形成在隔板密封装置的外侧边缘，根据这一点来区别上述两种密封变形例。
接着，本发明通过设计为如下来实现，即，后方密封部由泡沫条形成，或者侧面密封部由沿着底板的侧面边缘以双组份制造方式被挤压涂敷的密封部而形成，并且，重叠(overlap)在车辆(vehicle-mounted)隔板绝缘部。
作为两种应对方案的密封部为追加的密封唇(sealing lip)，用于进一步减小从机舱产生的噪音的噪声级。也借助如上所述的不同的密封部来衰减振动，否则这种振动从机舱通过制冷制热装置的连接件向仪表盘(dashboard)传递。最终，就如上所述的设计而言，即使当组装制冷制热装置时，与组装及接触加压相关的力小，也沿着汽车长度方向扩张公差范围。
尤其，在优选的一实例中，密封-功能组的密封部由弹性体物质形成。根据尤其优选且简单的本发明的一实例，底板由聚烯烃(polyolefin)，例如由包含滑石或玻璃纤维等填充材料的聚丙烯(polypropylene)形成，并且，外部密封部及内部密封部由热塑性弹性体(TPE)或分别不同的物质形成。上述热塑性弹性体苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS，Styrene-ethylene-butylene-styrene)例如具有低的硬度，呈现对底板材料的优秀的粘结力，且能够进行热塑性加工。
根据情况，后方密封部由从具有单面或双面外皮(skin)的聚氨酯泡沫物质(PUR)模切的板形成，这一点也符合本发明的目的，并且是优选的组合。若这种物质粘结在收容部件的下侧，则收容部件执行公差功能，并呈开孔(open-celled)形态，但设计成相应的压缩硬度。
在与车厢一侧相关的一实例中，优选地，隔板密封装置借助螺丝等固定部件来固定在汽车隔板，由此相对薄的密封部件能够用于隔板。针对制冷制热装置的外壳的隔板密封装置能够以受限地可移动的方式形成，因而衰减制冷制热装置和车身的声耦合。
如下地设计隔板密封装置：即，当组装制冷制热装置时，维持向隔板施加的充分的接触加压力，而维持针对制冷制热装置的小的反应力。这种设计使得能够以无需追加的结合工作的方式组装制冷制热装置。
在与相应附图相关的实施例的后续说明中提出了本发明的其他具体事项、特征及优点。
附图说明
图1为以俯视图示出隔板密封装置的简图。
图2为沿着X-X线切割的横向剖视图，是隔板密封装置的简图。
图3a为具有后方密封部的隔板密封装置的简图。
图3b为具有侧面密封部的隔板密封装置的简图。
图3c为由公差补偿部件及收容部件构成的功能组的组合，是具有后方密封部的隔板密封装置的简图。
图4a为以俯视图示出具有合并在密封-功能组的公差补偿部件的隔板密封装置的简图。
图4b为沿着Y-Y线切割的横向剖视图，是隔板密封装置的简图。
附图标记的说明
1：隔板密封装置
2：底板
3：突出部
4：外部密封部
5：膨胀阀的密封部
6：连接装置的密封部
7：膨胀阀用开口
8：连接装置用开口
9：后方密封部
10：侧面密封部
11：汽车隔板
12：隔板绝缘部
13：收容板
14：弹性褶皱
A：密封-功能组
B：公差补偿部件
C：收容部件
具体实施方式
隔板密封装置能够大致被描述为，在汽车的车厢中配置在汽车制冷制热装置和隔板(简单地说，汽车内部和机舱之间壁)之间的平坦的板。因此，上述隔板密封装置具有分配在由隔板一侧表示的隔板的一面和分配在由车厢一侧表示的汽车制冷制热装置的一面。
图1以隔板一侧俯视图示出隔板密封装置1的简图，上述隔板密封装置1包括：底板2，由硬质塑料形成，以密封连接装置；外部密封部4，用于包围上述底板的周围；以及至少一个内部密封部5、6。根据情况，膨胀阀用开口7位于上述底板2，在此情况下，在隔板一侧，在上述开口的周围形成有底板2的突出部3。上述突出部3与膨胀阀的密封部5一同整体地，且以形状结合方式收容插入于车厢一侧的膨胀阀，在此情况下，由密封圈形成的密封部5向膨胀阀一侧密封隔板密封装置1。
并且，汽车制冷制热装置的至少一个连接装置用开口(7或8)位于底板2，在此情况下，在隔板一侧，在上述底板2上的各个开口(7或8)的周围形成有密封部(5或6)，上述密封部(5或6)由密封圈形成，并用于包围上述开口的周围，上述密封部(5或6)向各个连接装置一侧个别地密封隔板密封装置1。
最终，在隔板一侧，在底板2的边缘区域上配置有用于包围上述底板的周围的外部密封部4，上述外部密封部向汽车的隔板一侧密封隔板密封装置1。
图2作为沿着图1的X-X线切割的横向剖视图，简要示出了隔板密封装置1，在此情况下，上部面的方向设定为向隔板一侧，下部面的方向设定为向车厢一侧的制冷制热装置一侧。图2的图像示出了密封-功能组A、图示为弹簧的公差补偿部件B和具有相应的开口的收容部件C。若设计出具有膨胀阀的制冷制热装置，则在优选的情况下，在隔板一侧，位于开口7的周围的底板2由用于收容膨胀阀的突出部3形成，这是由于制冷制热装置的膨胀阀大致配置在上述制冷制热装置外壳的外部。
在隔板一侧，挤压涂敷在底板的双组份制造方式的密封部4、5、6不仅附着在底板2的外侧边缘，还附着在位于开口7、8的周围的内部边缘，在此情况下，内部密封部5、6作为密封圈类型，在侧面从底板2的边缘向相应的开口7、8内突出。
宽度大的密封部4、5、6确保部件之间的高公差补偿性，这一点实际上是优选的，借助这种高公差补偿性来充分衰减相邻的组件的声耦合。
在隔板密封装置中，在车厢一侧具有设计成向汽车隔板11加压密封-功能组A的弹簧部件的公差补偿部件B。上述弹簧部件能够为隔板密封装置1的结构部件或单独的部件。如图2的情况，固定在隔板密封装置的收容部件C也能够设计成单独的部件，或者理解为密封-功能组A内有效面积。
双组份制造的特殊性在于隔板密封装置1以一体方式形成，由此完全省略了单独的成型部件的复杂的手动组装。进而，与现有技术的解决办法相比，获得无需进行波纹管或更换部件等复杂的设计也能形成隔板密封装置1的改善事项，隔板密封装置的这种形成不仅降低成本、简化组装，还对部件的寿命产生有利的影响。
图3a、图3b及图3c作为横向剖视图，简要示出了隔板密封装置1的边缘，在此情况下，出现了后方密封部9或侧面密封部10的不同的设计变形例。隔板密封装置1以组装在汽车隔板11的前面的状态配置在隔板绝缘部12的凹口(recess)内。在图中未示出将位于车厢的，即，位于上述图3a、图3b及图3c中的底板2的下侧的汽车制冷制热装置。
在图3a所示的实施例中，后方密封部9向车厢一侧，即，朝向制冷制热装置一侧固定在底板2上。在此情况下，上述后方密封部9由泡沫条形成，从而获得增大的公差补偿性。并且，图3a的图像表示针对隔板绝缘部12的后方密封部9的重叠。
图3b示出了作为应对方案的实施例，在上述作为应对方案的实施例中，作为侧面密封部10，密封唇沿着底板2的侧面边缘且以重叠的方式溅射(splashing)在通过双组份技术来制成的车厢一侧隔板绝缘部12，并帮助衰减从机舱产生的噪音。已通过外部密封部4来确保相对车厢阻隔气体及溅水的机舱的充分的气密性及水密性密封，优选地，通过螺丝连接向汽车隔板11加压上述外部密封部。在上述两种实施例中，示出了没有特殊的设计的作为底板2的必要结构部件的收容部件C。
图3c示出了收容部件C合并在后方密封部9的实施例。
并且，如图3a的情况，将上述密封部9设计成进行针对隔板绝缘部12的重叠的单层或多层发泡部件。此外，将上述后方密封部9设计成厚度更厚且形态更稳定，其结果，上述后方密封部还作为收容部件C向制冷制热装置的外壳提供凸缘面。
图4a示出了隔板密封装置的应对方案的形成，在此情况下，与图1相比，底板2以包围具有弹性的公差补偿部件B的方式被扩大。上述公差补偿部件B由更加细分底板2且作为收容部件C使上述底板的内部部分分离的环形的弹性褶皱形成。
在本设计变形例中，收容部件C由收容板13构成。与在底板2的外部边缘配置有外部密封部4相比，膨胀阀用开口7及连接装置用开口8包括相应的密封部，位于内部收容板13上。
图4b示出了沿着图4a的Y-Y线进行的隔板密封装置的相同的设计的横向剖视图。在本设计变形例中，将公差补偿部件B设计成密封-功能组A的部分。收容板13在车厢一侧从位于底板2的对面的弹性褶皱14位置被移动，其结果，上述收容板13正好放置在汽车制冷制热装置的后面。公差补偿部件B在本横向剖视图中形成为弹性褶皱14类型，借助上述公差补偿部件的应力，底板2向汽车隔板11一侧被加压，且收容板13向汽车制冷制热装置一侧被加压。
在所述的不同的设计变形例中，在车厢一侧，还能配置在底板2的后方密封部9及侧面密封部10未图示在图4b中。

Claims (17)

1.一种隔板密封装置(1)，其特征在于，
包括：
密封功能组(A)，具有底板(2)、外部密封部(4)及至少一个内部密封部(5、6)，
具有弹性的公差补偿部件(B)，以及
收容部件(C)，由汽车制冷制热装置外壳的凸缘面形成；
上述隔板密封装置(1)针对贯通汽车隔板的至少一个连接装置用贯通部具有公差补偿功能；
其中，所述底板包括至少一个开口和至少一个突出部，所述至少一个突出部中的每个突出部形成于所述至少一个开口中的每个开口的周围，所述内部密封部设置在所述突出部的端部，所述内部密封部和所述突出部一同整体地收容待密封的物体。
2.根据权利要求1所述的隔板密封装置，其特征在于，上述隔板密封装置(1)呈一体型，并通过多组分注塑成型来制成。
3.根据权利要求1或2所述的隔板密封装置，其特征在于，上述公差补偿部件(B)及密封功能组(A)的功能组合在一个部件而形成。
4.根据权利要求1或2所述的隔板密封装置，其特征在于，上述收容部件(C)及公差补偿部件(B)的功能组合在一个部件而形成。
5.根据权利要求1或2所述的隔板密封装置，其特征在于，上述收容部件(C)与上述密封功能组(A)内的有效面积对应地被缩小，并形成为上述底板(2)的一部分。
6.根据权利要求1或2所述的隔板密封装置，其特征在于，上述公差补偿部件(B)由单层或多层泡沫物质形成。
7.根据权利要求1或2所述的隔板密封装置，其特征在于，上述公差补偿部件(B)由塑料弹簧形成。
8.根据权利要求1或2所述的隔板密封装置，其特征在于，将上述公差补偿部件(B)设计成弹性褶皱(14)。
9.根据权利要求1或2所述的隔板密封装置，其特征在于，上述汽车隔板的外部密封部(4)由泡沫条形成。
10.根据权利要求1或2所述的隔板密封装置，其特征在于，上述内部密封部(5、6)以几何学方式由密封圈形成。
11.根据权利要求1或2所述的隔板密封装置，其特征在于，上述密封功能组(A)包括配置在上述底板(2)的后方密封部(9)；上述后方密封部由泡沫条形成，并以重叠的方式设计在车辆隔板绝缘部(12)。
12.根据权利要求1或2所述的隔板密封装置，其特征在于，上述密封功能组(A)包括侧面密封部(10)，上述侧面密封部作为被挤压涂敷的双组份制造密封部，形成在上述底板(2)，并以重叠的方式设计在车辆隔板绝缘部(12)。
13.根据权利要求1或2所述的隔板密封装置，其特征在于，上述密封功能组(A)的所述外部密封部和所述至少一个内部密封部由弹性体物质形成。
14.根据权利要求1或2所述的隔板密封装置，其特征在于，上述底板(2)由聚烯烃形成。
15.根据权利要求13所述的隔板密封装置，其特征在于，上述外部密封部(4)及内部密封部(5、6)由热塑性弹性体形成。
16.根据权利要求1或2所述的隔板密封装置，其特征在于，上述外部密封部(4)及内部密封部(5、6)分别由不同的物质形成。
17.根据权利要求11所述的隔板密封装置，其特征在于，上述后方密封部(9)由具有单面或双面外皮的聚氨酯泡沫物质形成。
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