一种壳体的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种壳体(9、40、50)，其用于机动车辆的通风、加热和/或空调设备(1)，其中，所述壳体(9、40、50)被实施为多件式并且在内部中形成至少一个空气流动线路(8)并且可选地具有至少一个热交换器(2、3)，其中，所述壳体(9、40、50)具有第一区域(12、13、14、15、41、43)和第二区域(16、17、18、19、20、45、46)，其中，所述第一区域(12、13、14、15、41、43)具有比所述第二区域(16、17、18、19、20、45、46)更高的强度。
【专利说明】一种壳体
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种壳体，其用于机动车辆的通风、加热和/或空调设备，其中，所述壳体被实施为多件式并且在内部中形成至少一个空气流动路径并且可选地具有至少一个热交换器。
现有技术
[0002]空调设备或者通风设备的壳体承担多个功能。除了对一个或多个流体流进行引导之外，这样的壳体通常还包括热交换器，这些热交换器使得能够对空气流或者说流体流进行调温。此外，这样的壳体具有用于影响流体流动的调节装置。特别是阀元件属于这样的调节装置。
[0003]在现有技术中公开了空调设备壳体的各种不同实施方式。在这里，壳体被设计成，使得它们承受在运行中出现的载荷而不会被损坏。为此，通常设有筋条结构，这些筋条结构加强了特别是受到载荷的区域。此外，壳体具有基本上均匀的壁厚。
[0004]在现有技术中的解决方案的缺点特别是，壳体通常只由一种材料制成。此外，壳体通常只具有均匀的壁厚，该壁厚被设计成使得壳体壁部承受出现的最大载荷。这导致壳体的重量大，这特别是在车辆的二氧化碳排放方面是不利的。
实用新型内容
[0005]因此，本实用新型的目的是提供一种壳体，其用于通风、加热和/或空调设备，该壳体在其耐疲劳强度方面得到优化而且同时具有尽可能轻的重量。
[0006]本实用新型的目的是通过一种具有权利要求1的特征的壳体得以解决。
[0007]本实用新型的一种实施例涉及一种壳体，其用于机动车辆的通风、加热和丨或空调设备，其中，该壳体被实施为多件式并且在内部中具有至少一个空气流动路径并且具有至少一个热交换器，其中，该壳体具有第一区域和第二区域，其中，第一区域具有比第二区域更高的强度。
[0008]壳体特别指的是内部流动路径、阀、致动器以及用于设置在壳体内的热交换器的支座的外壳。壳体有利地具有开口，一个或多个空气流可以通过这些开口流入壳体中。此夕卜，还有利地设置这样的开口，空气流例如在调温、充分混合或者分配之后可以通过这些开口又从壳体流出。
[0009]在这里，壳体具有主要用于引导流体流的区域以及用于安装其它部件的区域或者壳体通过其与车辆的周围结构连接的区域。具有承载功能并且因此对壳体的结构完整性作出贡献的区域在这里有利地具有比只用于流体引导或者构成简单隔壁的区域更大的强度。
[0010]也可以优选的是，第一区域具有比第二区域更大的壁厚。
[0011]为了实现较高的强度，有利地可以设置较大的壁厚。通过与实际出现的载荷相匹配的壁厚分布可以制造重量优化的壳体。在这里，壳体的形成可以类似于由金属加工已知的方法“拼焊毛坯”来实现。在这里，在不同材料厚度区域之间设有平滑过渡部。同样，在一个部件中可以使用多种不同材料。优选地，壳体由塑料构成。但是，壳体由金属材料形成的设计方案也是可设想的。
[0012]特别有利的是，第二区域的壁厚优选比在第一区域中的壁厚小20%以上，在这里优选的是小40%以上以及在这里更加优选的是小60%以上。
[0013]较小的壁厚特别是在壳体的总重量方面是有利的。为了不会对壳体的稳定性产生不利影响，只在具有较小机械载荷的区域中减小壁厚是有利的。
[0014]此外可优选的是，壳体的至少一个空气引导区域通过至少一个薄膜和丨或通过至少一个织物块构成。
[0015]由薄膜或者织物块形成例如空气引导通道或者隔壁是特别有利的，因为可以制造极其薄的壁部。这对壳体的重量是有利的。此外，在壁部由薄膜形成方面的自由度数目比在注塑塑料的情况下更大。薄膜或者织物块可以有利地具有结合剂和/或粘接剂和/或涂层剂，由此可以制造气密连接部或者气密结构。
[0016]也适宜的是，薄膜和丨或织物块被镶嵌到壳体中和丨或被浇铸和丨或被注塑和丨或被粘接到壳体中和/或被背面注塑在壳体中。在这里，有利地形成力配合连接和/或形状配合连接。
[0017]薄膜和丨或织物块有利地在相应位置上被镶嵌在壳体中。为此，例如可以设置临时成型装置，在该成型装置中可以放入相应元件。替代地，薄膜和/或织物块利用粘接剂比如人造树脂被浇铸到壳体中或者被背面注塑在壳体中。织物和/或薄膜可以有利地被注塑到壳体中。为此，在制造过程中同样有利地设有成型装置，该成型装置用于薄膜和/或织物的造型和定位。
[0018]此外有利的是，壳体具有基本上均匀的壁厚，其中，在第一区域中设有附加的加强目.0
[0019]为了将经受较大机械载荷的区域设计成足够稳定而且使壳体的重量保持尽可能轻，可以有利地规定，壳体的总壁厚减小至最小程度并且只在较大机械载荷区域设置附加的加强装置。例如被施加到壳体壁部上的织物结构和/或薄膜属于这样的加强装置。
[0020]此外适宜的是，织物由碳纤维和丨或玻璃纤维和丨或塑料纤维构成。
[0021]织物在这里有利地被设计成，使得它具有足够的强度并且必要时是流体密封的，以便能够实现其功能，比如流体引导。对此，例如尤其可以使用芳族聚酰胺纤维。
[0022]特别有利的是，加强装置通过薄膜和/或织物块构成。
[0023]薄膜和丨或织物块在这里有利地被粘接到、被注塑到或者被张紧到壳体的一个区域上。在这里，例如张紧在承载结构上的薄膜可以形成壁非常薄的流体引导通道。
[0024]也适宜的是，壳体能够至少部分地在注塑工艺中进行制造。
[0025]在注塑工艺中，特别地可以生产由塑料制成的壳体部件。特别有利的是，壳体部件具有与在运行中的载荷相匹配的壁厚。由塑料制成的壳体部件可以有利地通过织物结构和/或薄膜进行加强或者通过它们进行补充。薄膜和织物结构可以特别是在机械载荷较低的区域中使用。
[0026]特别有利的是，第一区域和/或第二区域具有凹的和/或凸的壁部几何构造。
[0027]凹的和/或凸的壁部几何构造是特别有利的，因为它们特别稳定。与平直的面状区域相比，呈凹形或者呈凸形弯曲的区域通常更加稳定。特别有利的是，承受较大机械载荷的区域具有凹的或者凸的造型。作为替代方案，可以通过单面或者交替地形成的加强筋或凹槽进行加固。这些尤其可以设置在第一区域中。在这里，也完全可以减小壁厚，其中，弓丨入的结构，比如加强筋或者凹槽或者交替设置的加强筋或者凹槽仍可对结构进行加固并且因此总体上实现加固。
[0028]一种优选实施例的特征是，壳体在中性纤维区域中的壁厚小于在与中性纤维相邻的区域中的壁厚。
[0029]中性纤维表示一个物体区域，该区域在弹性静力载荷下不会发生长度变化。因此，在那里的应力必然特别小。因此有利的是，使与壳体部分的中性纤维紧邻的壳体区域具有比距离相应中性纤维较远的区域相比更小的壁厚。在对中性纤维走向的考虑下对壁厚的尺寸设计有助于减轻壳体重量。
[0030]也可以认为适宜的是第一区域构成壳体的承载结构，而第二区域构成壳体的空气引导结构。
[0031]第一区域优选是对壳体的结构完整性和稳定性作出贡献的区域。它们例如形成用于位于壳体内部中的阀、热交换器、致动器以及其它部件的安装位置。此外，壳体在这些区域内与壳体周围的结构连接。
[0032]第二区域优选是空气引导或者一般地说流体引导区域。它们例如是在壳体内部中的流动通道。隔壁也可以属于这样的区域。第二区域有利地具有比第一区域更低的强度。
[0033]此外还可以是特别有利的是，空气引导区域和/或承载结构局具有夹层结构，其中，依次设置织物层、蜂窝层或者泡沫层以及织物层。
[0034]采用夹层结构的壁部和壳体部分是特别有利的，因为它们在重量轻的情况下可提供高的强度。因此，使用夹层结构可以减轻壳体的总重量。在这里，蜂窝层可以有利地分别被织物层或者薄膜层覆盖以实现稳定结构。
[0035]织物层有利地由玻璃纤维和/或塑料纤维和/或由芳族聚酰胺纤维和/或由碳纤维构成。这是有利的，因为上面提到的结构特别是以重量轻且同时强度和稳定性高为特征。
[0036]蜂窝层有利地由芳族聚酰胺纸和/或由铝和/或由塑料和/或由泡沫构成。
[0037]作为蜂窝层的替代，也可以设置泡沫层。这特别是对于承载结构是有利的。作为泡沫可以有利地使用结构泡沫，比如聚甲基丙烯酰亚胺$11)。在一种替代设计方案中，泡沫也可以另外地混有蜂窝结构。替代地，沿着壳体的力的路径在泡沫中或者与泡沫相邻地设有比如由碳纤维、玻璃纤维或者塑料纤维构成的单向带，这些单向带沿着力的路径延伸并且提供附加的稳定作用。
[0038]在这里特别有利的是，空气引导结构具有尽可能小的重量份额并且承载结构具有尽可能高的强度。
[0039]也可以优选的是，空气引导区域和/或承载结构具有夹层结构，其中，在蜂窝层或者泡沫层上至少单面地设有织物层。
[0040]这是特别有利的，因为通过只是单面设置可以制造还要更轻的结构。
[0041]此外，在本实用新型的一种替代设计方案中规定，承载结构由铝压铸件和/或镁压铸件构成，其中，金属结构至少部分用织物覆盖和丨或用热塑性塑料注塑包封和丨或用薄膜包裹。
[0042]用铝压铸件或者镁压铸件制造的部件的特征是在重量轻的情况下具有高的强度。为了获得附加的加强作用，如在很靠前的上文中已描述的那样，这些部件可以用织物和/或薄膜覆盖或者包裹。这样的织物和/或薄膜也可以被镶嵌到金属部件中并且用粘接剂固定在那里。替代地，金属部件可以用热塑性塑料注塑包封。
[0043]另外可优选的是，设有支承结构，其中，该支承结构由型材段构成。在本实用新型的一种替代设计方案中，在这方面可以规定，支承结构至少部分用织物和/或用热塑性塑料和丨或用薄膜包裹。在这里，织物和丨或热塑性塑料和丨或薄膜不仅可以设置在支承结构的向外的一面上也可以设置在支承结构的向内的一面上。
[0044]支承框架是由多个型材段制成的支架或者说骨架，它可以通过织物块和/或薄膜包裹，以便形成封闭壳体。有利地也可以只有壳体的部分区域由这样的支承结构构成。
[0045]在一种特别优选的实施方式中，该支承结构通过空心型材段，比如I型材、I型材或者I型材构成。除了 I型材、I型材或者I型材，也可以使用具有圆形或者椭圆形横截面的管子。在这里，支承结构被设计成，使得尤其是向外限定壳体的壁部通过经包裹的支承结构构成或者壳体的内部结构由这样的支承结构构成。支承结构可以有利地也被实施为多件式，以保证更加简单的装配。
[0046]根据本实用新型的一种特别优选的改进方案可以规定，壳体的第一区域上作用有与第二区域相比较高的机械载荷。
[0047]在这里，机械载荷指的是在运行中作用于空调设备壳体上的机械载荷。
[0048]本实用新型的有利改进方案在从属权利要求中以及在随后的附图描述中进行描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0049]下面借助于实施例参照附图对本实用新型进行详细说明。在附图中:
[0050]图1示出了空调设备的壳体的示意图，该空调设备具有蒸发器、加热体、空气流出口、空气流入口以及阀，
[0051]图2示出了由型材段构成的支承结构的立体图，其中，支承结构的一个面被一种材料覆盖或者包裹，
[0052]图3示出了壳体部分的部分视图，其中，壳体具有第一区域和第二区域，其中，第一区域具有比第二区域更大的壁厚，以及
[0053]图4示出了壳体部分的另一部分视图，其中，壳体以夹层结构方式构成。
【具体实施方式】
[0054]图1示出了空调设备1的示意图。空调设备1在这里在内部中示例性地具有蒸发器2和加热体3，这些部件设置在空气流动线路8中。此外，在空调设备1的内部中设有阀4，该阀可以封闭空气流出口 5。为此，阀4可转动地支承在空调设备的壳体9上。
[0055]壳体9此外还具有空气流入口 10以及两个空气流出口 6、7。沿着空气流动方向在加热体3之后设有隔壁11，该隔壁将空气流引导到壳体9的上部中。
[0056]所示的在空调设备1中的部件仅仅是示例性的。在替代实施方式中也可以设置更多或者更少的热交换器、阀、空气流入口或者空气流出口。同样，位于空调设备1内部中的隔壁的数量和设置可以改变。因此，在壳体内部中可以形成另外的空气流动线路和流动路径。
[0057]壳体9具有第一区域12、13、14和15，这些区域具有比其余区域16至20明显更大的壁厚。在第一区域12与13之间安装了蒸发器2。此外，第一区域12还具有用于将壳体9与车辆中的结构(在此未示出)相连接的安装位置21。
[0058]第一区域14与空气流出口 5相邻设置并且在内部中具有用于阀4的连接位置22。阀4以能够围绕连接位置22转动的方式安装。另一个第一区域15用于安装加热体3。
[0059]第一区域12至15属于壳体9的承载结构，因为它们形成用于设置在壳体9中的部件2、3、4的连接位置和/或用作用于围绕壳体9的结构的外部连接位置21。在运行中，在这些区域上的机械载荷大于例如在进一步构成壳体9的第二区域16至20中的机械载荷。
[0060]在图1中，第一区域12至15具有向外凸的拱形结构。该设计方案是示例性的。在替代实施方式中也可以设置凹形走向或者相互平行延伸的壁部区域。
[0061]第二区域16至20特别是被设计成带有薄壁的并且在图1中所示的空调设备1中主要承担空气引导功能。也就是说，它们主要构成在壳体9的内部中的空气流动线路8。第二区域16至20因此有利地被实施为壁特别薄，以保持壳体9的重量尽可能最轻。壳体9优选地被实施为多件式，以便可以容易装配。
[0062]壳体9有利地由塑料、织物、薄膜或者金属构成。在这里，可以使用分层壁部，这些壁部形成例如具有被织物包裹的蜂窝结构。替代地，也可以使用泡沫来制造稳定且尽可能轻的壳体9。
[0063]可以形成壳体9的元件可以类似于从金属加工已知的“拼焊毛坯”方法进行构造。这意味着，壳体9的壁厚在任何位置上都与在随后运行中实际出现的机械载荷相匹配。因此产生位于具有较厚壁厚的第一区域12至15与具有较小壁厚的第二区域16至20之间的平滑过渡。
[0064]只具有空气引导功能的隔壁11可以例如由支承结构构成，该支承结构被织物和/或薄膜包裹。以这种方式可以制造出特别轻但仍稳定的隔壁11。支承结构在这里可以有利地由一个或多个型材段构成，这些型材段被接合成框架或者其它承载结构。
[0065]在一种替代实施方式中，通过将相应的加强装置施加到薄壁壳体上，也可以制造出壁厚增加的第一区域。为此，例如可以将织物结构或者薄膜粘接到壳体上。替代地，壳体可以在相应的位置上用织物和/或薄膜包裹。针对图3的描述包含在这一方面的其它实施方式。
[0066]图2示例性地示出了长方体形支承结构30，该支承结构由多个型材段31构成。在这里，型材段31可以有利地相互粘接、螺纹连接、焊接或者例如通过插接连接件相互连接。
[0067]通过型材段31的相应尺寸设计和相对位置的设置，可以制造任意支承结构几何构造。
[0068]在图2中，支承框架30至少在朝向观察者的一面上用材料32覆盖。在这里，如在很靠前的上文中已经描述的那样，该材料32在这里可以是薄膜和/或织物。以这种方式可以制造至少部分或者完全封闭的支承结构30，该支承结构例如形成在内部中的空气流动线路。在一种替代实施方式中，支承框架也可以部分地如在图2中被覆盖或者包裹并且部分用由塑料或者金属材料制成的壁覆盖。
[0069]通过支承结构30不仅可以形成向外封闭壳体的结构而且也可以形成设置在壳体内部中的壳体部分，比如空气通道。
[0070]图3示出了壳体40的部分视图，其中示出两个第二区域45、46和两个第一区域41、43。左边的第一区域41通过加强装置42构成，该加强装置被施加到薄壁壳体40上。加强装置42优选与壳体40粘接或者壳体40被背面注塑了加强装置42。替代地，壁厚较高的这样的第一区域也可以通过针对性地影响注塑模具来实现。
[0071]右边的第一区域43通过加强装置44构成，该加强装置设置在壳体40的两面上。因此，壳体40不仅在向上的一面而且在向下的一面都被加强装置44包裹。
[0072]加强装置42和44可以如前面描述的那样通过薄膜、织物结构或者通过热塑性塑料构成。
[0073]壳体40可以由塑料构成或者例如通过用铝压铸件或者镁压铸件制造的部件构成。
[0074]图4示出了壳体50的部分视图，该壳体50以夹层结构方式制成。在这里，两个靠外的层51、52分别通过织物层构成。中间层53在图4中要么如右边所示通过蜂窝状结构54构成或者，如左边所示通过泡沫层55构成。
[0075]图4是示例性图示。有利地，要么设置蜂窝状结构54要么设置泡沫层55。但是在一种替代实施方式中，也可以设有由蜂窝54和泡沫55构成的混合结构。在另外的替代实施方式中，层51或52可以仅设置在蜂窝状结构54、泡沫层55或者混合结构的单面上。层51、52在这里可以既设置在壳体的向外的一面上也设置在壳体的向内的一面上。
[0076]图1至图4的实施例的特征可以各自相互组合。所示的图1至4不会造成任何限制性作用。这些图用于说明实用新型构思并且特别是在几何构造、材料选择和尺寸设计方面是非限制性。
[0077]附图标记清单:
[0078]01空调设备
[0079]02蒸发器
[0080]03加热体
[0081]04 阀
[0082]05空气流出口
[0083]06空气流出口
[0084]07空气流出口
[0085]08空气流出口
[0086]09 壳体
[0087]10空气流入口
[0088]11 隔壁
[0089]12第一区域
[0090]13第一区域
[0091]14第一区域
[0092]15第一区域
[0093]16第二区域
[0094]17第二区域
[0095]18第二区域
[0096]19第二区域
[0097]20第二区域
[0098]21安装位置
[0099]22枢轴承
[0100]30支承结构
[0101]31型材段
[0102]32材料
[0103]40壳体
[0104]41第一区域
[0105]42加强装置
[0106]43第一区域
[0107]44加强装置
[0108]45第二区域
[0109]46第二区域
[0110]50壳体
[0111]51织物
[0112]52织物
[0113]53中间层
[0114]54蜂窝状结构
[0115]55泡沫层
【权利要求】
1.一种壳体(9、40、50)，其用于机动车辆的通风、加热和/或空调设备(I)，其中，所述壳体(9、40、50)被实施为多件式并且在内部中形成至少一个空气流动线路并且可选地具有至少一个热交换器(2、3)，其特征在于，所述壳体(9、40、50)具有第一区域(12、13、14、15、41、43)和第二区域(16、17、18、19、20、45、46)，其中，所述第一区域(12、13、14、15、41、43)具有比所述第二区域(16、17、18、19、20、45、46)更高的强度。
2.如权利要求1所述的壳体(9、40、50)，其特征在于，所述第一区域(12、13、14、15、41、43)具有比所述第二区域(16、17、18、19、20、45、46)更大的壁厚。
3.如前述权利要求2所述的壳体(9、40、50)，其特征在于，所述第二区域(16、17、18、19、20、45、46)的壁厚比所述第一区域(12、13、14、15、41、43)的壁厚小20%以上。
4.如前述权利要求3所述的壳体(9、40、50)，其特征在于，所述第二区域(16、17、18、19、20、45、46)的壁厚比所述第一区域(12、13、14、15、41、43)的壁厚小40%以上。
5.如前述权利要求4所述的壳体(9、40、50)，其特征在于，所述第二区域(16、17、18、19、20、45、46)的壁厚比所述第一区域(12、13、14、15、41、43)的壁厚小60%以上。
6.如前述权利要求1所述的壳体(9)，其特征在于，所述壳体(9)的至少一个空气引导区域通过至少一个薄膜和/或通过至少一个织物块构成。
7.如前述权利要求6所述的壳体(9)，其特征在于，所述薄膜或所述织物块被镶嵌到所述壳体(9)中或被浇铸或被注塑或被粘接到所述壳体(9)中或被背面注塑或被注塑包封到所述壳体(9)中。
8.如前述权利要求1所述的壳体(40)，其特征在于，所述壳体(40)具有基本上均匀的壁厚，其中，在所述第一区域(41、43)中设置了附加的加强装置(42、44)。
9.如前述权利要求8所述的壳体(40)，其特征在于，所述加强装置(42、44)通过薄膜和/或织物块构成。
10.如前述权利要求6或9所述的壳体(40)，其特征在于，所述织物由碳纤维、玻璃纤维或塑料纤维构成。
11.如前述权利要求1所述的壳体(9、40)，其特征在于，所述壳体(9、40)至少部分在注塑工艺中进行制造。
12.如前述权利要求1所述的壳体(9)，其特征在于，所述第一区域(12、13、14、15)和所述第二区域具有凹的或凸的壁部几何构造。
13.如前述权利要求1所述的壳体(9)，其特征在于，所述第一和第二区域具有均匀的壁厚，该壁厚被减小，其中，所述第一和第二区域通过交替设置的加强筋、凹槽而具有加固结构。
14.如前述权利要求1所述的壳体，其特征在于，所述壳体在中性纤维的区域中的壁厚小于在与中性纤维相邻的区域中的壁厚。
15.如前述权利要求1所述的壳体(9)，其特征在于，所述第一区域(12、13、14、15)形成所述壳体(9)的承载结构，而所述第二区域(16、17、18、19、20)形成所述壳体(9)的空气引导结构。
16.如前述权利要求15所述的壳体(50)，其特征在于，所述空气引导区域和/或所述承载结构具有夹层结构，其中，依次设置织物层(51、52)、蜂窝层(53)或者泡沫层(55)以及织物层(51、52)。
17.如前述权利要求15所述的壳体(50)，其特征在于，所述空气引导区域和/或所述承载结构具有夹层结构，其中在蜂窝层(53)或者泡沫层(55)上至少单面设有织物层(51、52)。
18.如前述权利要求15所述的壳体(40)，其特征在于，所述承载结构由铝压铸件或镁压铸件构成，其中，所述金属结构至少部分用织物(42)覆盖或用热塑性塑料(44)注塑包封或用薄膜(44)包裹。
19.如前述权利要求1所述的壳体，其特征在于，设有支承结构(30)，其中，所述支承结构(30)至少部分由型材段(31)构成。
20.如前述权利要求19所述的壳体，其特征在于，所述支承结构(30)至少部分地用织物或用热塑性塑料或用薄膜包裹。
【文档编号】B60H1/00GK204249779SQ201420470131
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年8月20日 优先权日:2013年8月27日
【发明者】安德烈亚斯·格利普, 托斯腾·莫勒特 申请人:贝洱两合公司