面板密封设备以及面板密封设备的组装方法与流程

本公开涉及一种面板密封设备以及面板密封设备的组装方法。

背景技术：

车辆可包括将乘客舱与发动机舱分隔开的前围板或隔板。转向轴穿过前围板中的孔，使得转向轴的部分设置在客舱中，并且转向轴的另一部分设置在发动机舱中。方向盘附接至转向轴，并设置在乘客舱中，使得驾驶员能够操纵车辆。密封件设置成绕着转向轴以经由前围板中的孔最小化乘客舱与发动机舱之间的流体连通。在组装期间，密封件通过螺栓附接至前围板，这需要更大的封装空间。可选地，可利用压缩密封件，其具有两片，其中一片与前围板的一侧重叠，另一片与前围板的另一侧重叠。然而，由于动态载荷或所利用的不同大小的转向轴，压缩密封件在组装期间或使用期间会移动，其中不同大小的转向轴可允许过量的流体连通穿过前围板的孔。

技术实现要素：

本公开提供一种包括限定孔的面板以及密封组件的面板密封设备。密封组件包括由弹性材料形成的第一部件以及由刚性材料形成的第二部件。第二部件至少部分地围绕第一部件，并固定至第一部件以形成装置。密封组件进一步包括多个彼此断开的夹子，其中每个夹子彼此分开地在孔中附接至面板，并与装置分开地附接至面板。装置附接至夹子以在夹子放置孔中后将装置联接至面板。

在另一个实施例中，面板密封设备包括密封组件，其中密封组件包括带和多个夹子，多个夹子中的每一个都可独立地附接至带并可从其脱离。夹子中的每一个都配置成与装置分开地在孔中附接至面板。夹子在其放置孔中之前附接至带。装置附接至夹子以在夹子放置孔中后将装置联接至面板。

本公开还提供了一种组装面板密封设备的方法。该方法包括将多个彼此独立的夹子附接至带，并将夹子中的每一个与装置分开地在孔中附接至面板。在将夹子中的每一个附接至面板之前，将夹子附接至带。该方法还包括将夹子在孔中附接面板后，将装置附接至夹子。该装置包括由弹性材料形成的第一部件以及至少部分围绕着第一部件并固定至第一部件的第二部件。第二部件由刚性材料形成。

详细的说明和附图或图支持并描述本公开，但是本公开的权利范围仅由权利要求书限定。虽然已详细描述了用于实施权利要求书的一些最佳实施例和其他实施例，但是存在着各种用于实施所附权利要求书所限定的本公开的替代设计和实施例。

附图说明

图1是示出了面板、轴和多个附接至带的夹子的示意性分解透视图。

图2是示出了在没有带的情况下的面板以及多个附接至面板的夹子的示意性局部透视图。

图3是示出了附接至面板的夹子以及与夹子分离的装置的示意性局部剖视图。

图4是示出了附接至面板的夹子以及附接至夹子的装置的示意性局部剖视图。

图5是示出了图2的夹子的示意性局部放大剖视图，其中装置附接至所示夹子。

图6是示出了图1的夹子的示意性局部放大剖视图，其中装置附接至所示夹子。

图7是示出了图1的夹子和带的分解透视图。

具体实施方式

本领域的普通技术人员应认识到，诸如“上方”、“下方”、“向上”、“朝上”、“向下”、“朝下”、“顶部”、“底部”、“左”、“右”、“后”、“前”等术语是描述性地用于附图，并不代表对所附权利要求所限定的本公开范围的限制。

参见附图，其中类似的数字指示几个视图中类似的或相应的部分，在图1中整体示出一种面板密封设备10。面板密封设备10可以用在许多不同的应用中。例如，面板密封设备10能够用在车辆应用或非车辆应用中。因此，在某些实施例中，面板密封设备10用于一种车辆，例如汽车、卡车、拖拉机、船等。

继续参见图1和2，面板密封设备10包括限定了孔14的面板12。面板12可以是任何合适的构型，图1和2示出了一种合适的构型。转到图3，面板12可包括彼此相对的第一表面16和第二表面18。当面板12用在车辆应用中时，第一表面16可大体面向车辆的乘客舱20，第二表面18可大体面向车辆的发动机舱22。乘客舱20可以包含供(一位或几位)乘客乘用的一个或多个座位。发动机舱22可以包含发动机、变速器等中的一个或多个。或者，不面向发动机舱22，第二表面18可大体面向储藏室。因此，在车辆应用中，面板12可以至少部分地分隔乘客舱20与发动机舱22/储藏室。在车辆应用中，面板12可以被称为前围板，而前围板可以限定孔14。

面板密封设备10还可以包括轴24，轴24设置成沿纵向轴线26穿过面板12的孔14。例如，在车辆应用中，轴24可以是转向柱，并且转向柱设置成穿过孔14。方向盘附接至转向柱，并且方向盘设置在乘客舱20中以允许一位乘客使车辆转向。当轴24是转向柱时，该转向柱绕纵向轴线26选择性地可旋转。因此，在某些实施例中，轴24绕纵向轴线26选择性地可旋转。

参见图1、3和4，面板密封设备10还包括密封组件28。密封组件28包括弹性材料形成的第一部件30以及刚性材料形成的第二部件32。第一部件30的弹性材料可以是任何合适的柔性材料。例如，第一部件30的弹性材料可以是橡胶。第一部件30可以称为橡胶护套。第二部件32的刚性材料可以是大体允许第二部件32保持其构型的任何合适材料。例如，第二部件32的刚性材料可以是塑料或金属。

第二部件32至少部分地围绕第一部件30并固定至第一部件30以形成装置34。通常，轴24设置成穿过装置34，如下文进一步讨论的。在车辆应用中，转向柱设置成穿过装置34。例如，第一部件30和第二部件32可彼此模制到一起，例如通过注塑成型等。第一部件30和第二部件32可在同一时间模制，或部件30、32中的一个可以模制到部件30、32中的另一个上。又如，第一部件30和第二部件32可以通过粘合剂等彼此固定到一起。

参见图1和2，密封组件28还包括多个夹子36A、36B，多个夹子配置成与装置34分开地在孔14中附接至面板12。装置34在夹子36A、36B放置在孔14中之后附接至夹子36A、36B，以将装置34联接到面板12，或在车辆应用中，将装置34联接到前围板。因此，一旦夹子36A、36B附接至面板12，装置34就通过独立的操作附接至夹子36A、36B。总体来说，夹子36A、36B支撑装置34以保持第二部件32相对于夹子36A、36B的位置。夹子36A、36B的一部分由某一厚度和/或(一种或多种)材料形成，其大体允许夹子36A、36B保持其位置/构型，并且可以大体支撑装置34。每个夹子都可以称为卡扣配合连接器。

图2示出了夹子36A在孔14中附接至面板12。图3和4以实线示出两个夹子36A、36B的共同特征，以虚线示出夹子36B与夹子36A不同的特征。图3还示出了夹子36A、36B在孔14中附接至面板12，以及将装置34从夹子36A、36B脱离。图4示出了装置34附接至夹子36A、36B。通过首先将夹子36A、36B附接至面板12，将装置34附接至夹子36A、36B以将装置34联接到面板12所需的工作量减少，从而在安装过程中减少疲劳。

参见图2，夹子36A彼此断开。夹子36A中的每一个是彼此完全分开的，因此，一个夹子36A单独地在孔14中附接至面板12，独立于另一个夹子36B。夹子36A中的每一个配置成彼此分开地在孔14中附接至面板12，并与装置34分开地附接至面板12。装置34在夹子36A放置在孔14中之后附接至夹子36A以将装置34联接到面板12。

参见图1，密封组件28包括带38，并且夹子36B各自独立地与带38可附接和脱离。夹子36B中的每一个配置成与装置34分开地在孔14中附接至面板12。夹子36B在夹子36B放置在孔14中之前附接至带38。在夹子36B放置在孔14中之后，装置34附接至夹子36B以将装置34联接到面板12。当夹子36B附接至带38时，夹子36B中的每一个联接到共同的部件，而夹子36A没有。因此，将图2的夹子36A与图1的夹子36B相比较，图2的夹子36A不利用带38。

夹子36A、36B中的每一个在孔14中附接至面板12(见图2-4)。在某些实施例中，夹子36B中的每一个围绕带38彼此分开(见图1)。通过将相应的夹子36B围绕带38断开并在另一个位置重新附接，围绕带38的夹子36B是可调整的。图7中示出了一个夹子36B从带38上脱离。一般地，带38可以是连续的或不连续的。图1的带38是连续的，使得夹子36B可以选择性地与带38附接和脱离。

带38可以是任何合适的配置，并且图7示出了一个最佳的非限制性实例。带38可以包括具有大致圆形横截面形状的第一配置40以及具有大致正方形横截面形状的第二配置41。夹子36B沿着第二配置41附接至带38。第一配置40和第二配置41围绕带38交替。当第二配置41与第一配置40不同时，二者的差异可以根据某些应用的需要在夹子36B附接至带38的过程中提供视觉提示。应当理解，任何适当数量的夹子36B都可附接至带38，即一个或多个，并且(一个或多个)夹子36B可以位于围绕带38的任何合适位置。夹子36B和带38可通过如下进一步讨论的方式或由紧固件等彼此连接。

夹子36A、36B可以由聚合物材料形成。带38也可以由聚合材料形成。例如，夹子36A、36B和带38的聚合物材料可以是塑料。带38可以由与夹子36A、36B相同或不同的聚合物材料形成。又如，夹子36A、6B可以由金属形成，如弹簧钢。应该理解，夹子36A、36B与带38可以由任何合适的材料(一种或多种)形成，以上只是非限制性实例。

带38允许夹子36B相对于彼此移动，以便当将夹子36A、36B在孔14内附接到面板12时提供夹子36B的可调节性。带38可以是柔性的和/或可移动的，以允许夹子36B相对于彼此移动。例如，带38可以是窄的(如图所示)，这样允许带38弯曲和移动。

如图1最佳示出，带38可限定开口42，该开口42大致补充面板12的孔14。应当理解，带38可以是任何合适的配置。当夹子36B附接至开口42中的孔14时，开口42与孔14大致对准，且轴24可延伸通过开口42和孔14二者。此外，装置34可延伸通过开口42和孔14二者。

参照图3和4，第一部件30可包括彼此隔开的第一端44和第二端46。第一端44可沿着纵向轴线26限定第一孔洞48用于接收轴24。第二端46可沿着纵向轴线26限定第二孔洞50用于接收轴24。通常，第一端44朝向乘客舱20，第二端46朝向发动机舱22。

继续参照图3和4，第一部件30可限定邻近第一端44的第一凹陷52。第一部件30可限定邻近第二端46的第二凹陷54。第一轴承56或套管可以在第一凹陷52中固定到第一部件30，其中轴24设置成穿过第一轴承56。在某些实施例中，第二轴承58或套管可以在第二凹陷54中固定到第二部件32，其中轴24设置成穿过第二轴承58。当轴24旋转时，第一轴承56和第二轴承58使第一部件30和轴24之间的摩擦接合最小化。第一轴承56和第二轴承58可以彼此间隔开。例如，在某些实施例中，第一轴承56设置成沿着面板12的乘客舱20侧，并且第二轴承58设置成沿着面板12的发动机舱22侧。应当理解，第一凹陷52和第二凹陷54以及第一轴承56和第二轴承58可以处于任何合适的位置。

第一部件30可限定第一端44和第二端46之间的空腔60。在某些实施例中，空腔60设置在第一凹陷52和第二凹陷54之间。空腔60允许第一部件30运动以调整构造偏差、不同的轴直径、轴公差或将轴24与其它部件联接。

对于夹子36A、36B的两种配置，当密封组件28附接或者固定到面板12且轴24设置成穿过第一部件30的第一端44和第二端46时，密封组件28和轴24协作以使穿过面板12的孔14的连通最小化。因此，当密封组件28附接或者固定到面板12且轴24设置成穿过第一部件30的第一端44和第二端46时，发动机舱22和乘客舱20之间的声音或噪音、碎片、水、液体等穿过孔14最小化。

在无需带38的本实施例的组装期间，装置34插入面板12的孔14中，并继续插入与夹子36B接合，这通过夹子36B将装置34联接至面板12，且装置34的最终位置使穿过孔14的连通最小化。在采用带38的本实施例的组装期间，装置34插入带38的开口42中并进入面板12的孔14，且继续插入与夹子36A接合，这通过夹子36A将装置34联接至面板12。装置34插入带38的开口42中以使穿过孔14的连通最小化。换句话说，装置34插入带38的开口42中以妨碍或者阻碍孔14。因此，装置34的最终位置使穿过孔14的连通最小化。

参照图1-7，夹子36A、36B中的每一个可包括第一侧62和相对第一侧62的第二侧64。夹子36A、36B中的每一个的第一侧62可以限定狭槽66以接收面板12，这将夹子36A、36B附接至面板12。因此，夹子36A、36B中的每一个的狭槽66捕获邻近面板12的孔14的面板12的边缘68。这样，夹子36A、36B的狭槽66敞开以接收面板12的边缘68。当夹子36A、36B附接至面板12时，夹子36A、36B的一部分与面板12的一部分重叠。在组装期间，面板12接合狭槽66中的夹子36A、36B中的每一个，该狭槽66维持夹子36A、36B相对于面板12的位置，使得可以执行下一个操作而不必再调整夹子36A、36B。在其它实施例中，夹子36A、36B中的每一个的第二侧64可以限定狭槽66。应当理解，狭槽66可以处于夹子36A、36B上的任何合适位置。

当夹子36A、36B附接至面板12时，夹子36A、36B中的每一个的第一部分向乘客舱20延伸，以及夹子36A、36B中的每一个的第二部分向发动机舱22延伸。换句话说，夹子36A、36B中的每一个的第一部分从面板12的第一表面16向外延伸，并且夹子36A、36B中的每一个的第二部分从面板12的第二表面18延伸。具体地，参照图3和4，夹子36A、36B的第一部分大致沿纵向轴线26向乘客舱20延伸，并且夹子36A、36B的第二部分大致沿纵向轴线26向发动机舱22延伸。

如图5和6最佳所示，夹子36A、36B中的每一个包括凸片70。通常，夹子36A、36B的凸片70从第一侧62朝向外侧。第二部件32接合夹子36A、36B中的每一个的凸片70以将装置34附接至夹子36A、36B。具体地，在将装置34附接至夹子36A、36B期间，第二部件32接合凸片70。因此，当装置34插入孔14时，凸片70接合第二部件32并将装置34附接至夹子36A、36B。通常，当装置34插入孔14时，凸片70向后偏置，并且一旦装置34位于最终位置时，凸片70向前偏置以将装置34附接至夹子36A、36B。夹子36A、36B中的每一个的凸片70由厚度和/或材料形成，所述厚度和/或材料允许凸片70来回偏置并将装置34附接至夹子36A、36B，因而，当装置34附接至夹子36A、36B时，装置34保持固定到夹子36A、36B。在某些实施例中，凸片70可背向第一侧62。在另外的实施例中，凸片70可背向第二侧64。应当理解的是，凸片70可位于夹子36A、36B上的任何合适的位置。

参照图3-6，第二部件32可包括面向夹子36A、36B的唇部72。唇部72接合夹子36A、36B中的每一个的凸片70以将装置34附接至夹子36A、36B。具体地，唇部72可包括斜坡74和平台76。夹子36A、36B中的每一个的凸片70可沿斜坡74和平台76偏置以将装置34附接至夹子36A、36B。具体地，当第二部件32的唇部72在装置34附接至夹子36A、36B期间接合相应凸片70时，夹子36A、36B中的每一个的凸片70可来回移动。因此，当装置34插入孔14时，夹子36A、36B中的每一个的凸片70沿斜坡74跨置以从纵向轴线26向外偏置，并且一旦夹子36A、36B中的每一个的凸片70到达平台76，夹子36A、36B中的每一个的凸片70偏向纵向轴线26，以致夹子36A、36B中的每一个的凸片70的一部分与平台76的一部分重叠。凸片70和平台76的重叠接合将装置34与夹子36A、36B附接或固定，且更具体地将密封组件28连接或固定到面板12。夹子36A、36B与第二部件32的唇部72的配置相配合以减少用于在组装期间将密封组件28联接到面板12所需的工作量。

继续参照图3-6，第二部件32可包括本体78以及从本体78上延伸的凸缘80。凸缘80能以空间关系与本体78的一部分重叠以呈现允许夹子36A、36B中的每一个的凸片70在其中偏置的空间82。唇部72可连续或不连续围绕第二部件32的本体78。当唇部72为不连续的，夹子36A、36B对准唇部72。

唇部72可部分地或整体地设置在空间82内。例如，斜坡74可至少部分地设置在空间82内，并且平台76可设置在空间82内。如图5和6最佳所示，在组装期间，当装置34插入面板12的孔14中时，夹子36A、36B中的每一个的凸片70进入空间82并与接合空间82内的平台76。

第一部件30可包括至少一个密封唇部84(见图5和图6)。在某些实施例中，第一部件30可包括多个密封唇部84。当装置34附接至夹子36A、36B时，密封唇部84接合面板12的第一表面16以使通过面板12的孔14的连通最小化。使用本文所述的密封组件28可以减少用于面板12和密封组件28之间的界面的空间82的量。特别地，夹子36A、36B和装置34设计成允许面板12的边缘68和邻近面板12的边缘68的密封唇部84之间的距离86减小，这降低了与密封组件28一起使用的封装空间82的量。例如，距离86可以为从约8.0毫米到约10.0毫米。

继续参照图5和图6，第二部件32的本体78可具有面向夹子36A、36B中的每一个的第二侧64的外表面88。外表面88的至少一部分和夹子36A、36B中的每一个的第二侧64的至少一部分彼此互补以限制第二部件32相对于夹子36A、36B的运动。具体地，夹子36A、36B中的每一个的第二侧64可包括邻接件90，且当第二部件32的本体78接合邻接件90时，邻接件90限制第二部件32的运动。第二侧64的部分可进一步限定为邻接件90。例如，当装置34附接至夹子36A、36B且轴24在孔14内移位时，第二部件32可相对于纵向轴线26略微径向移动以与邻接件90接合，且该接合会进一步防止第二部件32沿那个方面的径向移动。

邻接件90可以是任何合适的配置。例如，如果夹子36A、36B与本体78的弯曲部分对齐，则邻接件90可以弯曲成补充本体78的部分。作为另一个示例，如果夹子36A、36B与本体78的平坦部分对齐，则邻接件90可以是平坦的以补充本体78的部分。

外表面88和邻接件90可限定其间的小间隙92，使得在将装置34组装到夹子36A、36B期间外表面88和邻接件90之间的接合最小化。在组装期间使装置34和夹子36A、36B之间的接合最小化减少用于组装这些零件34、36A、36B的工作量。换句话说，使第二部件32的外表面88和夹子36A、36B的邻接件90之间的摩擦接合最小化减少用于将装置34组装到夹子36A、36B的工作量。

转到图6和图7，夹子36B中的每一个可包括板94和齿96，该齿96与板94间隔开以限定齿96和板94之间的凹槽98。通常，凹槽98敞开以选择性地接收带38。狭槽66与凹槽98间隔开，且具体地，狭槽66和凹槽98相对于彼此面向相反方向。

凹槽98可以是将夹子36B固定到带38的任何合适的配置。例如，凹槽98可以具有圆角或方角。凹槽98的形状可以沿着第二配置41补充第二带38的形状。凹槽98和带38的配置允许夹子36B能够相对于带38摇摆或旋转，这在将夹子36B附接至面板12时提供了可调性。齿96的底侧100可以面向板94，且后壁102设置在凹槽98中，该凹槽98设置成横向于齿96的底侧100。板94可包括面向底侧100的内表面104。在一个实施例中，内表面104和底侧100可以以间隔开的关系大致彼此平行。此外，在某些实施例中，后壁102与底侧100和/或内表面104大致垂直。

本文所述的密封组件28改进了孔14的密封性能。此外，密封组件28通过减少将密封组件28联接到面板12所需的工作量来提供人体工学益处。这些人体工学益处还可以降低工人疲劳并减少组装时间。具体地，用于将装置34附接至夹子36A、36B的力通过利用本文所述的密封组件28降低到85.0牛顿或更小。

本公开还提供一种组装面板密封设备10的方法。该方法包括将夹子36A、36B在面板12的孔14中附接至面板12，并在将夹子36A、36B在孔14中附接至面板12之后将装置34附接至夹子36A、36B。因此，夹子36A、36B和装置34在两次单独的操作中组装，这减少了将密封组件28联接到面板12的工作量。如上所述，装置34包括弹性材料形成的第一部件30以及至少部分地包围第一部件30并固定到第一部件30的第二部件32。如上所讨论的，第二部件32由刚性材料形成。

在一个实施例中，该方法包括各自独立地将夹子36B附接到带38。因此，在本实施例中，夹子36B中的每一个与装置34分开地在孔14中附接至面板12。将夹子36B附接到带38上的操作发生在夹子36B中的每一个附接到面板12之前。如上文同样讨论的，对于本实施例来说，当夹子36B在孔14中附接至面板12之后，装置34附接至夹子36B。

将夹子36A、36B附接到面板12的操作可以包括接合夹子36A、36B与面板12。此外，接合夹子36A、36B与面板12可以包括朝向面板12移动夹子36A、36B，使得面板12设置在夹子36A、36B中的每一个的狭槽66中，以使夹子36A、36B与面板12接合。将夹子36A、36B附接到面板12，维持夹子36A、36B的位置，以便可以进行下一步操作，即装置34接下来可以附接至夹子36A、36B。夹子36A、36B中的每一个的狭槽66移动以与面板12的边缘68接合，同时装置34不干扰夹子36A、36B的放置或接合。因此，夹子36A、36B以低工作量附接至面板12。

将装置34附接至夹子36A、36B的操作可以包括接合第二部件32的唇部72与夹子36A、36B中的每一个的凸片70，以便将装置34附接到夹子36A、36B。此外，将装置34附接至夹子36A、36B的操作还可以包括将装置34插入孔14中以使得夹子36A、36B至少部分地包围第二部件32。在一个实施例中，将装置34附接至夹子36B的操作还可以包括将装置34插入孔14和带38的开口42中。因此，一旦夹子36A、36B放置，将装置34卡入到夹子36A、36B中的力就减小到约85.0牛顿或更小。该减小的力的量改善了组装过程中工人的人体工程学。

在某些实施例中，将装置34插入孔14中的操作可以包括从面板12的第一表面16朝向面板12的第二表面18将装置34插入孔14中。通常，第一表面16与乘客舱20相配合。因此，在组装过程中，装置34从乘客舱20插入孔14中，即装置34从面板12的乘客舱20侧朝向发动机舱22移动。最好如图1中所示，装置34的特征配置允许装置34从一个方向插入孔14中。

该方法还可以包括在将装置34附接到夹子36A、36B之后穿过装置34插入轴24。因此，密封组件28在轴24设置成穿过密封组件28之前联接到面板12。这样，在组装过程中，夹子36A、36B附接至面板12，然后装置34附接至夹子36A、36B，再然后轴24穿过装置34插入。具体地，通过装置34插入轴24的操作可以包括穿过第一孔洞48和第二孔洞50、第一凹陷52和第二凹陷54以及空腔60插入轴24。轴24抵靠装置34内部的第一轴承56和第二轴承58。具体地，一旦轴24穿过密封组件28插入，轴承56、58就包围轴24。

可替代地，该方法可以包括，在将夹子36A、36B附接到面板12之前，并因此在将装置34附接到夹子36A、36B之前，穿过面板12的孔14插入轴24。因此，一旦轴24穿过孔14就位，夹子36A、36B就附接至面板12。一旦夹子36A、36B附接至面板12，装置34就附接至夹子36A、36B。当装置34附接至夹子36A、36B上时，轴24穿过第一孔洞48和第二孔洞50、第一凹陷52和第二凹陷54以及空腔60插入。

尽管已经详细描述了用于实施本公开的最佳模式，但熟悉本公开所涉及领域的业内人士应认识到在所附权利要求书的范围内具有用于实践本公开的各种可选设计和实施例。另外，附图中所示的实施例或本说明书中提及的各种实施例的特征不一定理解成独立于彼此的实施例。而是，有可能一个实施例的示例之一中描述的每个特征可与来自其它实施例的一个或多个其它期望特征进行结合，带来未用文字或未参照附图进行描述的其它实施例。因此，这种其它实施例落入所附权利要求书的范围框架内。