CN1930033A - 用于汽车支架的部件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种部件(1)，特别是用于汽车支架的复合部件。它包括一个具有一体式空调系统模块(K1－K7)的本体(2)，其中，本体(2)沿着横向(Y方向)和至少另一个方向(X方向、Z方向)延伸。

Description

用于汽车支架的部件

技术领域

本发明涉及一种用于汽车支架、特别是横梁的部件。

背景技术

DE 100 64 522 A1公开了一种布置在汽车A柱之间的横梁，它具有一个基本上为管形的本体，在本体中设置有至少一个管道。为了提供一种经过改进的轻型部件，并且这个部件要通过简单而且较少的工序制成以降低成本，因此本体内带有塑料衬层，以形成由塑料构成的管道壁。

横梁的其它实施形式包括一体化空气管道以及所属的空气输送元件和空气导流元件，对这些实施形式的描述出现在下列尚未公开的文件中。举例来说，在DE 10 2004 048 206.3中描述了一种带有一体化和可拆卸阀门的横梁。在DE 10 2004 010 605.3中则描述了一种与横梁成为一体的空气导流元件。在10 2004 010 616.9中描述了一种带有一体化空气导流和截止装置的横梁，而在DE 10 2004 013 984.9中则描述了一种与横梁的出风口成为一体的空气导流元件。

总的来说，现有技术下的横梁包括至少一个部分与之成为一体的空气管道和部分敷设于其上的空调系统部件。但这种横梁还不能满足人们的需求，特别是在部件数量和与之有关的制造成本以及所需结构空间大等方面。

发明内容

本发明的目的是提供一种改进的、尤其是节省空间的部件，以用于汽车支架。

这个目的可由具有如下特征的部件实现。进一步的特征则涉及优选的实施形式。

本发明以下列设想为出发点：由于空调系统及其部件如空气管道、空气分配器、空气混合器和过滤器，以及混合室，在汽车A柱之间的横梁上沿着横轴(也被称为Y轴)布置和敷设，占据的结构空间过大，因此这个空间应该减少。而且对现有的结构空间的利用也应该特别简单。为此，本发明规定，一种部件、特别是复合或混合部件，包括一个本体；这个本体沿横向和至少另一个方向延伸，同时，多个空调系统模块顺着本体的取向与本体成为一体。由于一体化程度高，从而使空调系统模块之间的间隔达到最小或者根本没有间隔，因此，部件的这种实施形式确保了其结构空间很小。另外，这种部件只有少数的接口，这样就减少了密封件即泡沫密封件的数量。并且，部件的这种实施形式使设计具有很大的自由度，因为许多附加部件可以敷设到基本部件上。此外，这种部件易于制造、安装和拆卸，所需工序少，制造成本低。

所述本体优选地在整个汽车宽度范围内沿着横轴(也被称为Y轴)延伸。此外，本体还可以至少部分地沿着汽车的纵轴(也被称为X轴)延伸，例如，向前延伸进入到挡风窗区域和/或向后延伸进入到汽车内部空间，和/或至少部分地沿着垂直轴(也被称为Z轴)延伸，例如，垂直向上或向下延伸。在一个优选的实施形式中，部件在整个汽车宽度范围内沿横向和纵向，倾斜地向下或向上朝着脚部区域或后部区域延伸。

为了使空调系统模块与部件成为一体从而尽可能地节省空间，部件的空腔被用于一体化的形成。为此，本体由至少两个零件组成，特别是两个半壳件，它们之间形成了空腔。半壳件是金属的半壳体元件，它们用作形成基本空心结构。当这两个零件被组装在一起时，本体形成了一个起承载作用的基本空心结构或一个空心体。为了制造、安装和拆卸尽可能简单，这两个零件相互间在YZ平面内或YX平面内形成形状配合和力传递的连接，并且必要时可以相互分开。例如，这两个部件在边缘处通过接合工艺、特别是焊接、铆接、卡接等方式相互连接。

为了使多个空调系统模块的一体化程度尽可能地高，本体沿着至少两个方向，优选地沿着横向和纵向并优选地呈T形。T形使结构可以对称。部件也可以按照汽车的配置采用非对称的结构。非对称结构是指空调系统模块主要在一侧与本体成为一体和敷设在它之上。举例来说，当部件布置在汽车A柱之间时，在前座乘客侧的一体化程度高于高于驾驶员侧。此外，本体还可以具有其它的分支结构。例如，本体呈十字形。在这种情况下，本体既沿着横向延伸，又优选地在中心沿着纵向向前和向后延伸，或沿竖向向上和向下延伸。

换句话说：基本空心结构顺着加驾驶舱中的力的线路，而分支结构则接近垂直于基本空心结构或与之成一斜角。按照部件的实施形式，部件具有一个中央区域，侧臂和/或隧道管道从这个区域起延伸。为了形成空心结构，侧壁和/或隧道管道在横断面上由两个半壳体、特别是两个半壳形的元件组成，例如，两个U形壳、两个Z形壳或其它壳形。为了具有足够的强度，本体由一种具有高E模数的材料制成，特别是由金属，例如铝、镁、钢、钛，或由一种混合材料制成，例如塑料一塑料混合物。本体优选为一个成品件，特别是一个单独预制的部件，它至少部分地衬有塑料。这就使本体的结构灵活，易于安装。另外，不同的零件可以采用相应的结构，以使它们可以用于不同的结构系列。

通风道作为一个可能的空调系统模块与本体成为一体，而通风道由本体的至少一个空腔形成。为此，金属本体至少部分地衬有塑料，同时，本体的空腔形成穿流介质的流道，特别是通风道。在一个可能的实施形式中，通风道从本体的中央区域、特别是中心区域起沿Y方向穿过侧臂和/或沿Z方向或X-Z方向穿过隧道管道向至少一侧、向地板和/或向挡风窗延伸。也就是说，通风道在基本结构或本体的空腔中，至少横贯行驶方向(＝Y轴)并沿Z方向或倾斜地沿X-Z方向延伸。为了使经过调节的空气在汽车内部空间中尽可能均匀地分配，在本体的头部和尾部，特别是在侧臂和/或隧道管道的头部和尾部设置了多个流体开口，以用于空气的流入和/或流出。

在部件的一个简单的实施形式中，通风道由本体的塑料衬层形成。部件则为混合或复合部件。混合部件特别是指一种金属一塑料部件。在这里，金属本体是一个成品件。塑料衬层则通过混合技术(Hybrd-Technik)形成，例如通过IMA方法(IMA＝模内装配)或PMA方法(PMA＝模后装配)，或以其它方式，例如将塑料成品件粘接或卡接到本体中。在PMA方法中，在注塑成型工序后，塑料件通过一种机械接合法，例如通过一个冲头(所谓的“凸缘”)压入到金属本体—一个金属板中。通过它特殊的形状，凸缘将塑料固定在已制成的部件中。通过使塑料部件与基本空心结构并因此与本体成为整体，本体被再次加强、加固。这样，塑料部件就发挥了承载和加强功能，并具有其它如空气分配和空气输送的空调系统功能。

在另一个一体化程度高的实施形式中，空气混合器作为另一个空调系统模块与本体成为一体。在这里，空气混合器由本体的一个空腔形成，特别是在本体的中央区域和/或本体的流体出口处形成。此外，空气分配器作为另一个空调系统模块与本体成为一体，它同样也是由本体的一个空腔形成。蒸发器、加热装置、空气混合器和/或空气分配器形成一个用于控制温度的热模块，即用于空气调温和调节，例如加热、冷却和过滤。一个由通风道形成的结构模块与优选地位于中心的热模块相连。这样，部件由一个用于空气调温和调节的热模块和一个用于空气分配和空气输送的结构模块组成。

为了对汽车内部空间进行均匀的并可调的空气调节，至少一个空气导流元件，例如一个空气导流、空气分配和/或空气量控制装置与本体成为一体，用于控制流量和空气分配。按照功能，空气导流元件是一个喷嘴、一个阀门，特别是一个蝶阀、摆动阀、辊阀和/或百叶窗阀或卷带阀(Rollbandklappe)或卷带盒。按照部件的结构，空气导流元件可以布置在通风道之中和/或通风道的头部或尾部。空气导流元件优选地由塑料制成，特别是作为注塑件，在这里可以直接在空气导流元件上设置弹性的密封边。

为了调节空气，一个空气调温和空气调节单元，例如加热器和蒸发器，作为空调系统模块与本体的一个空腔成为整体或敷设在本体上。空气调温和空气调节单元优选地敷设在本体的中心上，或至少一部分与本体、特别是本体的热模块成为一体。通过与本体的中央区域成为整体的热模块，经过调节的空气通过结构模块一通风道一进入到汽车内部空间中，例如，输送到脚部和地板区域进行通风，输送到挡风窗区域进行除霜，输送到后部区域进行通风。

此外，过滤器作为空调系统模块与本体的一个空腔成为整体或敷设在它之上。举例来说，用于过滤异味和颗粒的过滤器至少部分地与本体的热模块成为一体或敷设在它之上。湿度调节和/或气味管理也可以是热模块的组成部分。

为了发挥部件尽可能节省空间的功能，其它的功能模块，特别是抬头显示、音响和/或通信单元、导航单元和/或控制和信息单元，以及介质管路和电缆，与本体的一个空腔成为一体或敷设在其上。

为了简化制造并降低成本，本体采用成品件(＝单独预制的部件)的形式，它为了形成具有一体式空调系统模块的热模块，至少部分地衬有塑料。另外，具有一体式空调系统模块的热模块也可以采用成品件的形式。它可以与本体成为一体或敷设在本体上。而热模块至少部分地由塑料形成，在这里，热模块采用塑料嵌入件和/或注射成型的塑料件的形式，并优选地成为本体的加强结构。

部件优选地作为横梁在汽车中使用。这样，部件既具有承载功能，又具有与空气调节相关的功能。由于空调系统模块在部件本体中的高度一体化，部件也被称为热结构模块(Thermo-Struktur-Modul)。

附图说明

下面通过附图对本发明的实施例进行详细说明。其中，

图1为一个包括一体化空调系统模块的沿两个方向延伸并用于横梁的部件的截面图，

图2到4中是一个至少沿两个方向延伸并包括一体化空调系统模块的部件的不同实施形式，

图5是该部件的一个实施形式的立体图，

图6、7是一个包括一体化空调系统模块的部件的纵断面图，

图8是形成横梁的部件的立体详图，它包括若干敷设的功能模块，

图9是图8中所示的部件的立体爆炸图，

图10是部件的Y0截面图，它不包括敷设的功能模块，

图11是部件的一个变型的截面图，这个截面图与图10相对应，并且部件包括敷设的功能模块，

图12是图10中所示部件的Z截面图，

图13是部件的隧道连接区域的截面图，部件包括一个用于隧道横梁的公差元件，

图14是部件的立体图，部件包括若干用于空调系统模块的塑料一体化元件和安装支架，

图15是用于部件本体的、由多部分组成的半壳件的立体图。

所有图中相同的零件采用相同的附图标记。

具体实施方式

图1中是用于汽车横梁的部件1。部件1包括本体2，该本体具有若干一体化空调系统模块K1到Kn，例如蒸发器K1、加热装置K2和通风道K3。在这里，本体2沿至少两个方向延伸。图1和图2展示了两个实施例，在实施例中，本体2沿X方向和Z方向延伸。在这里，X方向是指本体2的方向沿着汽车纵轴。而Z方向则是指本体2的方向沿着垂直轴向上或向下。在图3和图4中，本体2优选地沿着汽车的横向延伸，也就是说沿Y方向，并作为横梁布置在汽车的A柱之间。在这里，本体2不仅仅是作为一个起承载作用的结构。通过将空调系统模块K1到K3集成到本体2之中和/或之上，部件1也被称为热结构模块(Thermo-Struktur-Modul)。

如图1和2所示，本体2由多个模块2.1到2.2形成。模块2.1基本是空心结构，在这里，该空腔用于通过通风道K3所进行的空气输送和空气分配。模块2.1(下文中称为结构模块2.1)顺着前舱中的力作用的路线(Kraftpfaden)，沿Y方向延伸，此外还沿着X和Z方向延伸(见图1到4)。

其它模块2.2可以连接到结构模块2.1上。这样，模块2.2就包括空调设备中用于空气调温和空气调节的部件或元件，例如蒸发器K1和加热装置K2。因此模块2.2也被称为热模块。在这里，新鲜空气或循环空气通过一个或多个空气进口输送到蒸发器K1和加热装置K2进行调节。经过调节的空气通过通风道K3经空气出口4.2进入到汽车内部空间，例如脚部和地板区域I，进入到中央前部区域II，送往间接通风III，进入到挡风窗区域IV，送往侧窗V，进入到内部空间侧部VI，和进入到后部区域VII。

图5是部件1的立体图，在这里，本体2沿Y、X和Z方向延伸，并具有多个空气出口4.2，用来将调节后的空气送到汽车内部空间中。

图6和7中是结构模块2.1的其它实施例，并包括以单室通道或多室通道为形式的通风道K3的可选实施形式。在以多室通道为实施形式的情况下，冷空气或新鲜空气送入到通道第一室K3.1中，热空气送入到通道第二室K3.2中。在通风道K3的端部，送入到上述被间隔开的通道各室K3.1和K3.2中的新鲜空气及热空气在空气出口4.2处混合，并作为经过调节的空气送入到汽车内部空间。在以单室通道K3.1或K3.2为实施形式的情况下，在这些通风道中流动的是已经过调节的空气，即由冷空气和热空气混合的空气。在图7中，一体化的空气导流元件6，例如截止机构和计量机构，特别是空气阀门，以示意的方式显示，它们对空气在本体2和/或汽车内部空间的不同区域的进出进行控制或调节。

图8是部件1的立体图，它包括一个沿Y方向和Z方向延伸的结构模块2.1和与热模块2.2成为一体的空调系统模块K1到K3。通风道K3的一部分与结构模块2.1成为一体，一部分与热模块2.2成为一体。为此，结构模块2.1由两部分2a和2b构成，特别是由两个半壳件构成，它们形成多个空腔。这样，本体2形成一个起承载作用的基本空心结构。通过将本体2作为横梁并使本体2沿Y方向和Z方向取向，本体2的形状呈T形，从而适合于一个对称的结构。空调系统模块K1到K3与本体2成为一体，按照功能，一体式的结构可以是对称或不对称的。在制造过程中，对称的结构、特别是通风道的成本尤为低廉。T形本体2在Z方向上具有一个与之成为一体的隧道横梁2c。除空调系统模块K1到K3之外，用于过滤空气的过滤器也被设定为空调系统模块K4，它与作为热模块2.2的一部分的外壳成为一体。

形成本体2的结构模块2.1的两个半壳件2a和2b分别是一个金属结构，通过例如挤压、轧制或滚压以及后续加工制作而成，而纵向边的端部也同时成形。同样也可以其它的制造方式，例如深拉伸。一体化空调系统模块K1、K2和/或K4插入或敷设到已成型的热模块2.2的塑料内装件中，其中，热模块的塑料内装件作为注入或喷射而成的塑料件，通过例如注射、粘接或卡接敷设到本体2上。塑料件通过注射或接合敷设在本体2上，又形成了本体2的一个加强结构。本体2和与之成为一体的空调系统模块K1到K4可以作为单独的预制件。这样就可以简化制造和安装，降低成本。

部件1可以通过连接8.1，例如壳形件或安装在侧面的副仪表板，固定在汽车中，例如固定在A柱上。为了限制例如由于装配螺栓造成的力过大所引起的变形，在部件1特别是本体2的内部布置了支撑体。

两个金属的半壳件2a、2b按照已知的方式安装在一起。在两个半壳件2a和2b之间的内部是空心的，这样空气就可以直接穿过。因此，通风系统的一部分直接与本体2成为一体。半壳件2a、2b具有多个空气出口4.2，以使空气进入到汽车内部空间，例如脚部或地板区域I，送到前部中央通风II，送往间接通风III，进入挡风窗区域IV(＝除霜出口)，送往侧窗V，进入到内部空间侧部VI，和/或进入到后部区域VII。此外，在空腔为最大的本体2的中心或中央区域形成了空气混合器LM和空气分配器LV，作为其它的空调系统模块K5到K6。空气分配器LV基本上由分配管道和/或空气导流元件6组成。与空气分配器LV不同的是，空气混合器LM具有空气导流元件6，这些元件也用于将不同温度的空气如热空气和冷空气混合在一起。按照部件1的类型和结构，空气混合器LM和空气分配器LV也可以是热模块2.2和/或结构模块2.1的一部分。特别是空气混合器LM直接与蒸发器K1和加热装置K2相接。当通风道K3是多室通道时，空气混合器LM也可以布置在一个空气出口4.2处。

为了调节进入到汽车内部空间的空气，在空气出口4.2中布置有空气导流元件6。举例来说，喷嘴，如中央喷嘴和侧喷嘴，阀门，如蝶阀、摆动阀(Schaukel-Klappe)和/或辊阀(Walzenklappe)，可用作空气导流元件6。通过直接与热模块2.2相接的通风道K3的中心空腔，空气可以在空气混合器LM(空调系统模块K5)中混合，在这里，从加热模块K2输送来的热空气与输进的冷空气或新鲜空气混合，并通过空气分配器LV(空调系统模块K6)沿本体2的走向分配到通风道3的分支结构中。

此外，其它的功能模块，例如，音响和通信单元F1、导航单元和/或控制和信息单元F2或抬头显示F5，可以敷设在本体2上或与它成为一体。为此，本体2包括相应的连接件8.2及8.3。连接件8.2在这里是一个一体化抽屉，连接件8.3则是一个支架。另外，可以将其它的塑料一体化元件设置为连接件8.5、8.6，用来安装仪表板F3或转向系统F4。

图9是图8中所示部件1的爆炸图。在图9中除了有图8中所示的零件之外，热模块2.2还带有连接件8.7，用来固定空调系统模块K1和K2。为了更清晰地显示，图9中只有热模块2.2的一部分，主要是在中心被分开的热模块2.2的半壳形的一侧。位于中央通风区域的空气导流元件6在图中没有带百叶窗。

图10是不带有敷设的功能模块F1和F2的部件1的Y0截面图。在图中，本体2带有与之成为一体的空调系统模块K1、K2和K3，以及空气混合模块K5和空气分配模块K6。为了对通风道K3中的空气进行控制和导向，在汽车内部空间的相关区域设置了多个例如阀门形式的空气导流元件6，举例来说有蝶阀或翼阀。在部件1的热模块2.2中设置了一个辅助的加热单元，例如电加热单元如PTC加热器，作为辅助的空调系统模块K7。

图11是与图10相对应的、在部件1的变型中所截取的截面图，这个变型具有功能模块F1(＝音响和通信单元)和F2(＝控制和信息单元)。在图中，在中央区域是另一个空气分配模块K6，它以带有空气导流元件6的中央通风喷嘴的形式出现。

图12是在图10中所示部件1的中央区域所截取的Z截面图，这里的部件具有功能模块F1(＝音响和通信单元)和F5(＝抬头显示)，它们通过连接件8.2或8.3敷设在部件上。结构模块2.1的一体化隧道横梁2c包括一个一体化热风道，作为空调系统模块K3。

图13是在隧道横梁2c区域的局部截面图，这里的隧道横梁具有一个公差补偿元件10。为了减少应力，可以通过公差补偿元件10在Y方向上进行公差补偿。公差补偿元件10包括一个螺钉10.1和一个焊接螺母10.2以及具有双螺纹——特别是具有右螺纹和左螺纹的——补偿元件10.3。隧道横梁2c借助公差元件10并通过支架12和例如以板材形式出现的加强件13固定在隧道14上。在图13中，公差元件10在左边是安装前的状态，在右边则是安装后的状态。也可以选择只在一侧安装公差元件10。

图14是部件1的立体图，这里的部件具有多个塑料一体化元件和作为安装支架的连接件8.8。此外，图中还有由两个半壳件2a和2b接合形成的通风道K3。

图15是结构模块2.1的、由多个部分组成的半壳件2a的立体图，这里的半壳件由上部零件2a’和用于部件1本体2的下部零件2a”构成。半壳件2a的各部分零件在接合区F相互接合在一起，例如通过焊接。图15中有两个在z方向上长度不同的零件2a”，它们可以安装在一起形成本体2。这样，通过更换半壳件2a或本体2的一个零件2a”，从而可以方便地在z方向上配合不同的汽车尺寸，而不需改变本体2的重要零件或区域。

Claims (23)

1.部件(1)，为用于汽车支架的复合部件，包括一个具有一体式空调系统模块(K1-K6)的本体(2)，其中，本体(2)沿着横向(Y方向)和至少另一个方向(X方向、Z方向)延伸。

2.根据权利要求1所述的部件，其特征在于，本体(2)至少部分地沿着汽车的纵向(X方向)延伸。

3.根据权利要求1或2所述的部件，其特征在于，本体(2)至少部分地沿着汽车的竖向(Z方向)延伸。

4.根据权利要求1到3中任一项所述的部件，其特征在于，本体(2)朝着脚部区域(I)和/或后部区域(VII)的方向延伸。

5.根据权利要求1到4中任一项所述的部件，其特征在于，本体(2)由至少两个半壳件(2a、2b)形成，两者之间形成空腔。

6.根据权利要求5所述的部件，其特征在于，两个半壳件(2a、2b)之间在YZ平面内或YX平面内形成形状配合和力传递的连接。

7.根据权利要求1到6中任一项所述的部件，其特征在于，本体(2)形成一个起承载作用的基本空心结构，这个结构呈T形。

8.根据权利要求7所述的部件，其特征在于，本体具有其它的分支结构。

9.根据权利要求1到8中任一项所述的部件，其特征在于，通风道(K3)作为一体式的空调系统模块(K1到K4)，由本体(2)的至少一个空腔形成。

10.根据权利要求9所述的部件，其特征在于，通风道(K3)从本体(2)的中央区域起向至少一侧(V、VI)、地板(I)和/或挡风窗(III)的方向延伸，并具有多个用于空气进出的流体开口(4.2)。

11.根据权利要求1到10中任一项所述的部件，其特征在于，空气混合器(LM)是另一个一体式空调系统模块(K5)，它在本体(2)的一个空腔中、特别是在本体(2)的中央区域和/或本体(2)的流体开口(4.2)处形成。

12.根据权利要求1到11中任一项所述的部件，其特征在于，空气分配器(LV)是另一个一体式空调系统模块(K6)，它在本体(2)的一个空腔中、特别是在本体(2)的中央区域形成。

13.根据权利要求11或12所述的部件，其特征在于，对空气进行调节的空调系统模块(K1到K6)形成本体(2)的热模块(2.2)。

14.根据权利要求1到13中任一项所述的部件，其特征在于，至少一个用于控制流量和空气分配的空气导流元件(6)与本体(2)成为一体。

15.根据权利要求14所述的部件，其特征在于，空气导流元件(6)是一个喷嘴、一个阀门，阀门包括一个蝶阀、摆动阀、百叶窗阀或卷带阀或卷带盒和/或辊阀。

16.根据权利要求14或15所述的部件，其特征在于，空气导流元件(6)设置在通风道(K3)中和/或通风道(K3)的头部或尾部。

17.根据权利要求1到16中任一项所述的部件，其特征在于，作为空调系统模块(K1、K2)，空气调温和空气调节单元、特别是蒸发器和加热装置，与本体(2)的一个空腔成为一体或敷设在其上。

18.根据权利要求1到17中任一项所述的部件，其特征在于，作为空调系统模块(K7)，过滤器与本体(2)的一个空腔成为一体或敷设在其上。

19.根据权利要求1到18中任一项所述的部件，其特征在于，作为其它的功能模块(F1、F2、F5)，抬头显示、信息显示、组合仪表、音响和/或通信单元、导航单元和/或控制和信息单元，与本体(2)的一个空腔成为一体或敷设在其上。

20.根据权利要求1到19中任一项所述的部件，其特征在于，本体(2)是一个成品件，它至少部分地衬有塑料。

21.根据权利要求1到20中任一项所述的部件，其特征在于，具有一个或多个空调系统模块(K1到K7)的热模块2.2是一个成品件，它至少部分地由塑料形成。

22.根据权利要求1到21中任一项所述的部件，其特征在于，热模块2.2由塑料嵌入件组成，和/或塑料嵌入件作为注射成型的塑料件形成本体(2)的加强结构。

23.根据权利要求1到22中任一项所述的部件用作汽车中的横梁。

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