CN113165705B - 具有多孔结构和集成的流体循环管道的仪表盘本体 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种仪表盘本体(10)，该仪表盘本体特别是通过三维打印被生产为单件，并且具有限定至少一个流体循环管道(14‑22)的多孔结构，该至少一个流体循环管道具有至少一个开口。一个或多个流体循环管道可以连接至辅助装置、比如空调装置，该辅助装置可以固定至仪表盘本体。

Description

具有多孔结构和集成的流体循环管道的仪表盘本体

技术领域

本发明涉及一种具有多孔结构和集成的流体循环管道的仪表盘本体。

背景技术

在机动车辆领域，仪表盘横跨座舱、在驾驶员和前座乘客座椅前方安装，并且通常在A柱区域固定至车辆的车身外壳。仪表盘本体构成仪表盘的框架。仪表盘本体覆盖有形成仪表盘外壁的装饰件或蒙皮。该仪表盘本体特别是支撑多个不同的设备，比如控制面板、驾驶仪表、空调、车载收音机和导航设备、以及用于操作这些设备的多个不同的器件。

通常，仪表盘本体由许多组装元件构成，这些组装元件包括车辆通风系统的管道。这些管道通常是由聚合物或复合材料制成、通过模制获得、并且随后通过墩锻(heading)、拧紧等来组装的部件。因此，组装仪表盘本体是相对复杂的过程并且组装件相对较重。

发明内容

本发明试图通过提出一种仪表盘本体来克服这些缺点，该仪表盘本体结合流体管道被生产为单件，这些流体管道例如用于空气循环。

为此目的，本发明的一个主题涉及一种仪表盘本体，该仪表盘本体特别是使用称为“三维打印”(也被称为“3D打印”)的增材制造方法被生产为单件，并且存在限定至少一个流体循环管道的多孔结构，该至少一个流体循环管道具有至少一个开口。

“多孔结构”指的是包括旨在限制材料用量的凹腔、开口和/或腔体的结构。所使用的材料用量可以与用于预期用途的结构的机械完整性所必需的最小材料用量相对应。可以通过计算结构必须能够承受的负荷来确定材料用量，例如以便允许结构承受其自身的重量、以便承受表面分布的负荷、以便结构附接至车辆的车身外壳、以便结合辅助元件(固定接口、结合HVAC(暖通空调)单元、结合储存容积的部件等)。

因此，根据本发明的仪表盘本体的多孔结构采取形成网格单元和节点的材料网络形式。这种网络可以由类似于中空器皿(vessel)的部分、半实心部分(具有也被称为格构的内部结构)或实心部分构成，这些部分是互连的，这些器皿中的至少一些器皿是中空的并且能够用于流体的循环。

在一个实施例中，该多孔结构因此可以限定多个流体循环管道，该多个流体循环管道中的至少一些流体循环管道流体地互连。换言之，流体可以遵循由若干互连的中空器皿形成的路径。

一个或多个开口允许将一个或多个流体循环管道连接至与仪表盘本体不同的辅助装置、例如加热、通风或空调装置或某种其他装置，或允许连接至本体外的环境，或两种情况皆可。

因此，该仪表盘本体可以存在至少一个开口，该至少一个开口位于由该仪表盘本体限定的容积的外面上。

例如，这种开口可以位于仪表盘本体的当仪表盘本体安装在车辆中时位于车辆座舱内部的面上。于是，循环的流体可以是旨在用于座舱的空气。

作为替代方案或组合地，仪表盘本体可以存在位于由仪表盘本体限定的容积内的至少一个开口。这种开口可以用于将管道连接至辅助装置。

应注意有可能，流体可能不旨在用于座舱，所以于是可以在仪表盘的本体的容积的内部区域设置一个或多个开口，以便直接或仅连接至一个或多个辅助装置。

仪表盘本体的多孔结构还可以限定至少一个连接箱，一个或多个流体循环管道通到该至少一个连接箱中，并且该至少一个连接箱存在开口，该开口旨在联接至与该仪表盘本体不同的辅助装置。因此，这些连接箱可以潜在地存在另一个开口，该另一个开口通到由该仪表盘本体限定的容积的外面上。

该仪表盘本体可以包括与外蒙皮成一体的多孔结构内框架，该外蒙皮至少部分地界定该仪表盘本体的容积，所述外蒙皮具有外表面，该外表面选自多孔表面、实心表面、存在一个或多个多孔区域和实心区域的表面。特别地，当本体安装在车辆内部时，该外蒙皮可以与可从座舱内部看到的部分相对应。

根据本发明的仪表盘本体是通过三维打印获得的，例如使用熔融沉积成型、熔丝制造或选择性激光烧结。为此目的，可以使用任何可以使用这些技术来打印的材料。

有利地，材料可以是聚合物材料，该聚合物材料选自丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、聚丙烯(PP)、聚乳酸(PLA)。聚合物材料还可以用玻璃或碳颗粒加强。

本发明还涉及一种仪表盘，该仪表盘包括根据本发明的仪表盘本体、和与该仪表盘本体不同的至少一个辅助装置，该至少一个辅助装置包括流体回路，该流体回路经由该本体的至少一个流体循环管道的开口连接至该至少一个流体循环管道。

在一个实施例中：

-该辅助装置选自通风装置、加热装置以及空调装置，

-该流体回路是通风流体回路，该通风流体回路连接至该本体的至少一个流体循环管道，该至少一个流体循环管道的一端与该仪表盘本体的外部处于流体连通，特别是当该仪表盘安装在该车辆内部时旨在通到该车辆的座舱的部分中。

本发明最后涉及一种包括根据本发明的仪表盘的车辆。

在一个实施例中，当辅助装置选自通风装置、加热装置以及空调装置时，连接至该辅助装置的通风回路的流体循环管道可以通到该车辆的座舱的部分中。

附图说明

现在将参照所附的非限定性附图来对本发明进行说明，在附图中：

-图1是根据本发明的一个实施例的仪表盘本体的立体图，该本体是从车辆前部的下方观察的；

-图2是示出了从座舱侧看到的仪表盘本体的顶部的局部立体图；

-图3是示出了仪表盘本体的面向车辆前部的内部区域的局部立体图；

-图4是根据本发明的一个实施例的仪表盘本体的立体图，该实施例特别是包括图1至图3中所描绘的仪表盘本体、和空调装置。

具体实施方式

在本说明书中，术语前、后、上、下是指当仪表盘本体横跨车辆内部安装时车辆的前后方向。X轴、Y轴、Z轴分别对应于该车辆的纵向轴线(从前至后)、横向轴线和竖直轴线。

图1描绘了被生产为单件的仪表盘本体10，在这种情况下是通过三维打印生产的。根据本发明，该仪表盘本体10具有多孔结构。

如图1中可见的，因此，可以形成与器皿12类似的互连部分的网络。选择这些器皿12中的每个器皿的厚度和形状的方式为使得获得的结构可以用于所期望的目的，例如满足机械强度、刚度等条件。类似地，这些器皿12的互连区域可以具有各种形状和各种大小。最后，这些器皿可以是中空的或是实心的或包含特定内部结构(是半实心的)。还将注意到，中空器皿包含的内部结构可以形成加强器皿的结构同时允许流体在器皿内循环的网络(蜂窝结构)。

根据本发明，多孔结构限定至少一个流体循环管道，该至少一个流体循环管道具有至少一个开口。换言之，一个或多个管道结合到结构中并且与该结构被生产为单件。

在所描绘的示例中，可以辨别出位于图1右侧的两个管道14、16、位于图1左侧的两个管道18、20、以及位于中央的管道22。

管道14、18以及22各自包括：

-开口14a、18a和22a，该开口通到由仪表盘本体10限定的容积的外面上，以及

-另一个开口14b、18b和22b，该另一个开口通到由仪表盘本体10限定的容积内。

在所描绘的示例中，该第二开口14b、18b和22b通到由多孔结构限定的连接箱24内。

该连接箱24自身存在开口26，该开口用于将该连接箱连接至辅助装置30(在这种情况下连接至空调装置)。

类似地，管道16、20各自包括：

-开口16a、20a，该开口通到由仪表盘限定的容积的外面上，以及

-另一个开口16b、20b，该另一个开口通到由仪表盘本体限定的容积内。

在这种情况下，该第二开口16b、20b通到由多孔结构限定的另一个连接箱28内。该第二箱28定位在箱24的正下方。该第二箱存在通到由仪表盘本体10限定的容积的外面11上的开口28a和用于将该第二箱连接至辅助装置30的开口28b。

当然，本发明不受管道的数量、其开口的数量、或其形状或布置的限制。特别地，管道的形状和布置可以取决于仪表盘本体所期望的机械完整性，只要这些管道形成结构的整体部分即可。

此外，所描绘的管道(在这种情况下)经由连接箱互连。然而，可以设想到，这些管道彼此直接连接。

因此，应了解的是，使用3D打印形成仪表盘本体允许极大数量的可能的构架。

在所描绘的示例中，仪表盘本体10包括具有多孔结构的、与外蒙皮10b生产为单件的内框架10a，该外蒙皮部分地界定仪表盘本体的容积(图2)。

在该示例中，当仪表盘本体安装在车辆内部时，外蒙皮10b大致与仪表盘本体的可从座舱内部看到的面相对应。

在示例中，外蒙皮10b自身具有多孔结构。因此，该外蒙皮存在包括多孔区域和实心区域的外表面11，因此类似于网眼织物或网络。还应注意，内框架10a包括器皿12，这些器皿整体上比构成外蒙皮10b的器皿更厚。

这种镂空的外蒙皮10b可以潜在地覆盖有连续的(实心的)技术表面(未描绘出)、例如纺织物或某种其他的表面。作为选项，内框架10a还可以在仪表盘的下部部分覆盖有相同的表面。

在变体中，该外蒙皮10b可以存在实心的外表面或其他存在一个或多个多孔区域和实心区域的表面(这未描绘出)。

图4描绘了仪表盘40，该仪表盘包括上文所述的仪表盘本体10、和辅助装置30(在这种情况下是空调装置)。该辅助装置30与仪表盘本体不同并且(例如藉由螺钉、使用墩锻、铆钉等(这些未描绘出))附接至仪表盘本体。

该辅助装置30包括通风流体回路32，在图4中可以辨别出该通风流体回路的进气开口34。通风流体回路32经由连接箱24和连接箱28连接至仪表盘本体的管道14至管道22。

将仪表盘本体的管道14至管道22结合到该仪表盘本体的实际结构中允许可观地减少必须组装的部件的数量并且允许显著地减轻仪表盘本体的重量。因此，可以生产重约13kg的仪表盘本体，与由若干组装部件构成的常规仪表盘本体超过23kg完全不同。

此外，多个不同的管道的形状和布局不再受这些元件之间的固定约束。

3D打印还允许将其他功能结合到仪表盘本体中，比如箱36，以形成用于气囊的储存容器、壳体等。

在以上说明中，术语“仪表盘本体”是指仪表盘主结构，该仪表盘主结构限定其整体形状、其容积以及其尺寸，具有其用作仪表盘、用于容纳驾驶仪器、多个不同的附件以及储存隔室所必需的机械强度和刚度。

Claims (6)

1.一种仪表盘本体(10)，其特征在于，所述仪表盘本体通过三维打印被生产为单件，并且该仪表盘本体具有限定至少一个流体循环管道(14-22)的多孔结构，该至少一个流体循环管道具有至少一个开口(14a-22a；14b，22b)，其中，该多孔结构限定多个流体循环管道，该多个流体循环管道中的至少一些流体循环管道流体地互连；该仪表盘本体存在位于由该仪表盘本体限定的容积的外面上的至少一个开口(14a-22a)以及位于由该仪表盘本体限定的容积内的至少一个开口(14b，22b)；其中，该多孔结构限定至少一个连接箱(24，28)，一个或多个流体循环管道通到该至少一个连接箱中，并且该至少一个连接箱存在旨在联接至与该仪表盘本体不同的辅助装置的开口(26，28b)。

2.如权利要求1所述的仪表盘本体(10)，其特征在于，该仪表盘本体包括与外蒙皮(10b)成一体的多孔结构内框架(10a)，该外蒙皮至少部分地界定该仪表盘本体的容积，所述外蒙皮(10b)具有外表面(11)，该外表面选自多孔表面、实心表面、存在一个或多个多孔区域和实心区域的表面。

3.如权利要求1或2所述的仪表盘本体(10)，其特征在于，该仪表盘本体由聚合物材料制成，该聚合物材料选自丙烯腈丁二烯苯乙烯、聚丙烯、聚乳酸。

4.一种仪表盘，其特征在于，该仪表盘包括如权利要求1至3中任一项所述的仪表盘本体(10)、和与该仪表盘本体不同的至少一个辅助装置(30)，该至少一个辅助装置包括流体回路(32)，该流体回路经由该仪表盘本体的至少一个流体循环管道(14-22)的开口连接至该至少一个流体循环管道。

5.如权利要求4所述的仪表盘，其特征在于，

-该辅助装置(30)选自通风装置、加热装置以及空调装置，

-该流体回路(32)是通风流体回路，该通风流体回路连接至该仪表盘本体的至少一个流体循环管道(14-22)，该至少一个流体循环管道的一端与该仪表盘本体的外部处于流体连通。

6.一种包括如权利要求4和5中任一项所述的仪表盘的车辆。