紧固系统及包括这种紧固系统的空气处理单元的制作方法

众所周知，在建筑物上，特别是在办公楼或超市上应用空气处理单元来处理建筑物内容纳的空气。这种空气处理单元通常具有用于使空气循环穿过该单元的入口开口和出口开口以及每个都与用于处理空气的功能(例如循环、过滤、去污染、加湿、干燥、加热、冷却或诸如此类的)有关的多个部件。这些部件封闭在结构框架内，结构框架支撑由平坦隔离面板制成的外壳，外壳形成空气处理单元的保护性热屏障。每个面板包括介于两个金属壁之间的隔离芯材料，例如，玻璃棉层。该单元的面板中的至少一些是可移除的，或者设置有把手、铰链或诸如此类的，使得这些面板可以被移除或打开以维护包含在单元内的内部部件。通常，面板通过紧固件，例如螺钉、铆钉或诸如此类的固定到框架和/或彼此固定。

us-a1-2004/0063398公开了一种具有隔离面板的空气处理单元，隔离面板通过各自插入在相应的塑料衬套中的自钻孔螺钉彼此固定。每个塑料衬套通过衬套的两个侧向弹性钉固定到面板的外表层，该弹性钉构造成径向地弹性地延伸。衬套还设置有可移除的盖子，以保护螺钉免受腐蚀并提供美观的外观。

然而，在一些情况下，面板和已知的可移除盖子以及衬套之间的连接不足以可靠地避免与振动相关的噪音，且不足以确保所述盖子不可以被太容易地移除并且露出螺钉头部。

本发明的目的是提供一种新的紧固系统，其构造成可靠、紧密且牢固地固定到空气处理单元的面板。

为此，本发明涉及根据权利要求1的紧固系统。

由于本发明，插塞通过夹持翼保持在孔眼(bore)内并因此牢固地固定到衬套。此外，当所述衬套插入在所述面板的通孔内时，随着夹持翼被推动并保持在向外的定向上，插塞有助于确保面板和衬套之间的紧密连接。

本发明的进一步的可选的且有利的方面在权利要求2至13中限定。

本发明还涉及根据权利要求14的空气处理单元。本发明的进一步可选的且有利的方面在权利要求15中限定。

作为说明性示例，现在将参考附图对本发明进行说明。在附图中：

-图1是根据本发明的空气处理单元的透视图；

-图2是包括根据本发明的紧固系统的图1的空气处理单元的隔离面板的透视分解图；

-图3是通过根据本发明的紧固系统装配在一起的空气处理单元的两个隔离面板的横截面图；以及

-图4是图2和图3中的紧固系统中的一个的分解图。

图1示出了空气处理单元1，其包括结构框架，结构框架包括水平梁2和竖直梁3。这些梁2和梁3属于由大体上矩形形状的平坦隔离面板4a、4b、4c、4d、4e和4f制成的外壳。图1中省略了这些面板中的一些，以使外壳的内部可见。一些其它面板4a和面板4b构成入口面板4a和入口面板4b。一些另外的面板构成出口面板4c和出口面板4d。更多的面板构成水平顶棚面板4e和水平底板面板4f。

空气处理单元1包括两个层级(twolevels)，即，第一层级5和叠加在所述第一层级5上的第二层级7。层级7在其端部处由面板4a和面板4b限定，侧向由图1中未示出的连续的面板限定，在顶部由顶面板4e限定，且在底部由底板面板4f限定。类似地，层级7在其端部处由面板4c和面板4d限定，面板4d与面板4a定位在同一平面中，而面板4c定位在与面板4b的平面平行的平面中，面板4b与面板4c相距一定距离。面板4b和面板4c之间的距离由在面板4b和面板4c之间覆盖层级5的顶部的两个顶棚面板4e覆盖。连续的侧向面板(图1中未示出)侧向地覆盖层级5，而层级5的底部由底板面板4f限定。

空气处理单元1包括数个部件，其中一些部件在图1中示出。在这些部件之中，该空气处理单元1包括风扇马达组件9，该风扇马达组件9在面板4c附近在层级5处被封闭在外壳内。空气处理单元1包括另外的风扇马达组件11，该风扇马达组件11在面板4a和面板4b之间封闭在层级7中。空气处理单元1还具有空气热交换器13，空气热交换器13设置成跨过层级5和层级7、在面板4a和风扇马达组件14之间以及在面板4d和风扇马达组件9之间。根据应用，各种其它部件可以以本身已知的方式提供给空气处理单元1。

如图2中所示，每个面板4a至4f界定垂直于其表面的主轴线x4。此外，每个面板4e包括第一外壁21、第二内壁23、隔离材料层25、周边框架87和多个紧固系统89。壁21和壁23以及层25彼此平行并且垂直于轴线x4。壁21因为其定位在空气处理单元1的外部而被称为“外壁”。壁23因为其定位在空气处理单元的内部而被称为“内壁”。

壁21设置有平行于轴线x4朝向壁23定向的四个边缘凸缘91。壁23包括平行于轴线x4朝向壁21定向的四个边缘凸缘93。可选地，壁21和23中只有一个设置有边缘凸缘。

边缘凸缘93各自包括凸缘端部97，凸缘端部97垂直于主轴线x4朝向壁23的中心定向。此外，外壁21包括沿其周边定位的多个通孔95。更准确地说，在外壁25的每个边缘上设置三个通孔95。通孔95构造成当装配面板4a至4f时接纳紧固系统89。

壁21和壁23由大体上刚性的材料制成，例如由铝合金或任何其它金属材料制成，或者可选地由塑料材料制成。

层25布置在壁21和壁23之间，并且例如用粘合带固定到壁21和壁23中的至少一个。隔离层25有助于限制穿过面板4a至4f的热传递。因此，装配好的面板4a至4f形成热屏障，热屏障旨在限制空气处理单元1的内部和外部之间的热损失。例如，层25包括玻璃棉材料或任何其它合适的材料。

周边框架87包括上面提到的结构梁2和结构梁3中的四个，梁2纵向地布置，并且梁3横向地布置，以围绕层25呈矩形形状。框架87还包括用于将梁2和梁3装配在一起的四个角部99。四个梁2和梁3以及角部99构造成抵抗空气处理单元1所承受的载荷并且属于空气处理单元1的结构框架。优选地，四个梁2和梁3具有相同的横向截面。梁2和梁3可以具有不同的长度，这取决于为梁2和梁3所提供的面板4a至4f。

框架87沿主轴线x4介于壁21和壁23之间。框架87允许将所考虑的面板4a至4f安装到用于构建空气处理单元1的相同类型的另一面板上。框架87还构造成用于减少空气处理单元1的内部和外部之间的热传递。为此，梁2和梁3由诸如塑料材料的热隔离材料制成。

每个梁2和梁3包括三个保持孔101。如图3中可见，每个通孔95与主轴线x4平行地与保持孔101中的一个对齐。因此，紧固系统89中的每一个可以被引入到一对对齐的通孔95和保持孔101中。如图3中所描绘的，更准确地说，每个梁2和梁3优选是挤压件，具有包括外部部分103、内部部分105和中间部分107的长形区段。部分103、105和107彼此平行并且平行于壁21和壁23布置。外壁21由外部部分103支撑，其中边缘凸缘91抵靠在梁2或梁3的边缘部分109上。边缘部分109将外部部分103连结到中间部分107。内壁23由内部部分105支撑，边缘凸缘93靠在梁2或梁3的错开的边缘部分111上，该错开的边缘部分111将内部部分105连结到中间部分107。

特别地，每个保持孔101穿过外部部分103设置，而中间孔113穿过中间部分107设置，与保持孔101对齐，平行于轴线x4。

如图3和图4中所描绘的，紧固系统89包括衬套27和插塞29，衬套27和插塞29构成可被装配的独立的零件。如图3中可见，紧固系统89还包括紧固件31，紧固件31包括头部32和主体34。紧固件31可以是自攻螺钉或适合于该应用的任何其它合适的螺钉。

衬套27具有主体33，主体33具有界定所述衬套27的主轴线x27的基本圆柱形的形状。主体33沿主轴线x27界定远侧轴向端部35和近侧轴向端部37。

衬套27还包括设置在主体33的近侧轴向端部37处的外部套环39。外部套环39包括沿与主轴线x27正交的近侧平面p1延伸的大致方形的主部分41，或者至少矩形的主部分41。因此，主部分41在近侧轴向端部37处界定围绕主体33的四个边缘45。外部套环39还包括从边缘45中的一个延伸的外翻脊(turnedoutridge)43。外翻脊43在平行于主轴线x27的方向上延伸，朝向远侧轴向端部35定向。外翻脊43一直沿边缘45延伸并且是直的形状。如图3中所描绘的，外翻脊43与主体33并排延伸并且与所述主体33的外表面相距径向距离d1，所述距离d1相对于轴线x27径向地测量。

沉孔44设置到外部套环39的主部分41上，所述沉孔44是圆形的并且在近侧端部37处以轴线x27为中心。凹口46也设置到外部套环39上，在沉孔44的周边，相对于主轴线x27与脊43在直径上相对。凹口46可用作防止误操作标记(foolproofmarking)，使得使用者在看着衬套27的近侧轴向端部37时可以知道脊43在轴线x27的哪一侧上。

如图4中所示，衬套27还包括四个加强肋47，或者根据应用包括不同数量的肋47。肋47平行于主轴线x27从主体33向外突出，沿主轴线x27从外部套环39向下突出到主体33的中间位置。优选地，加强肋47围绕轴线x27均匀地分布。肋47具有锥形轮廓并且在其近侧端部处比在其远侧端部处厚。

大体上圆柱形形状的孔眼49沿主轴线x27穿过外部套环39和主体33设置。因此，孔眼49在近侧轴向端部37处和远侧轴向端部35处打开，其中衬套27包括设置在孔眼49内的内部套环51，在图3中可见。内部套环51在垂直于主轴线x27的平面内延伸。紧固件31可以穿过外部套环39插入到孔眼49中，使得主体34沿轴线x27延伸穿过内部套环51，同时头部32由内部套环51保持在孔眼49中。

如图4中所示，衬套27具有两个夹持翼53，该两个夹持翼53相对于主轴线x27设置在主体33的在直径上相对的侧向孔口55内。侧向孔口55相对于轴线x27沿与外翻脊43平行的直径定位。每个孔口55是大体上矩形形状的并且沿主轴线x27从外部套环39延伸到主体33的中间位置，比肋47延伸得更远。每个孔口55穿过主体33设置，以便终止于孔眼49内。因此，翼53至少部分地在孔口55内大致上平行于轴线x27延伸。

夹持翼53中的每一个在相关孔口55的远侧边缘57处连接到主体33。夹持翼53与主体33成一体。远侧边缘57与外部套环39相对。换句话说，远侧边缘57定向在垂直于主轴线x27的平面中，所述平面位于端部35和端部37之间的中间距离处。

每个夹持翼53围绕垂直于主轴线x27半径的变形轴线x57相对于主体33可弹性地定向。换句话说，每个夹持翼53可以围绕相应孔口55的远侧边缘57相对于主体33弹性地弯曲。每个翼53可以相对于主体33在向外定向(未示出)、中间定向(图4中所示)和向内定向(未示出)之间定向。中间定向在向外定向和向内定向之间成角度地界定。因此，每个翼53的与远侧边缘57相对的自由边缘59可以相对于轴线x27在向外定向和向内定向之间大体上径向地移动。在向外定向上，每个翼53的一部分径向突出到主体33外，并且每个翼53的另一部分包含在相应的孔口55内，使得所述翼53不突出到孔眼49中。在向内定向上，每个翼53的一部分包含在相应的孔口55内，并且每个翼53的另一部分在孔眼49内径向突出，使得所述翼53不突出到主体33外。在中间定向上，每个翼53的一部分突出到孔眼中，并且每个翼53的另一部分突出到主体33外。

翼53构造成当处于向外定向或向内定向时，弹性地拉回到中间定向。换句话说，翼53构造成从向外定向弹性地回到中间定向，并且从向内定向弹性地回到中间定向。

插塞29包括圆柱形形状的插接主体(plug-inbody)61和位于插接主体61的轴向端部的圆盘状的帽63。帽63以插接主体61的圆柱形形状的轴线为中心并且具有更大的直径。

如图3中所示，插接主体61优选是中空的并且设置有与帽63相对地在插接主体61的远侧端部69处敞开的空腔65。空腔65设置有围绕主体61的圆柱形形状的轴线分布的三个加强轴向内部肋67。

如图3中所描绘的，插接主体61成形为沿轴线x27完全插入到孔眼49中。帽63和沉孔44具有对应的形状，使得当插接主体61插入孔眼49中时，所述帽63完全或至少部分地插入在所述沉孔44中。因此，插塞29可以穿过外部套环39或者基本上穿过近侧轴向端部37插入到衬套27中。

当插塞29插入在孔眼49中时，夹持翼53在向外定向上被推动，因为插接主体61的圆柱形形状具有足够的直径足以使所述翼53的自由边缘59彼此推开。更准确地说，插塞29被成形为当所述插塞29插入到孔眼49中时，推动夹持翼53从中间定向进入向外定向。

同样为了这个目的，插接主体61具有长度d2，长度d2超过外部套环39和夹持翼53的自由边缘59之间的轴向距离d3，如图4中所描绘的。长度d2在帽63和远侧端部69之间测量，而轴向距离d3平行于主轴线x27测量。在所描绘的示例中，长度d3是足够的，使得当插塞29插入到孔眼49中时，插接主体61到达翼53的远侧边缘57。然而，长度d2是足够短的，使得当插塞29插入孔眼49中时，在插接主体61和内部套环51之间提供空间s，如图3中所见。当插塞29插入在孔眼49中时，内部套环51距插塞29的距离足以使紧固件31的头部32容纳在空间s内。

优选地，衬套27和插塞29由塑料材料制成，或者由可有助于相关面板4a至4f的热屏障特征的任何其它合适的材料制成。因此，衬套27可以通过注射模制以一体件获得，并且易于制造。插塞29可以用类似的工艺获得。

如图3中所描绘的，作为应用于空气处理单元1的面板4a的示例，衬套27的主体33构造成穿过与所述保持孔101对齐的通孔95插入到保持孔101中的一个中。衬套27将在没有插塞29的情况下插入，以通过孔95和孔101暂时使翼53定向到翼53的向内定向，并且衬套27穿过外壁21和梁2的外部部分103。一旦衬套27插入到孔101足够远，优选地对应于当外部套环51与壁21接触时，翼53弹性地拉回到它们的中间定向。因此，图3中所描绘的壁21和梁2在翼53和套环39之间装配在一起，而衬套27轴向地保持在孔95和孔101内。加强肋47具有锥形形状，衬套楔入到孔101中。相同的方案可以应用于上面限定的梁3。

孔95和孔101位于距壁21的边缘凸缘91的预定距离处。该预定距离等于径向距离d1，使得当衬套保持在孔95和孔101内时，外翻脊43可以覆盖所述边缘凸缘91，如图3中所描绘的。因此，外翻脊43机械地锁定衬套27相对于壁21绕主轴线x27旋转。

当衬套27插入到孔95和孔101中时，紧固件31可以穿过内部套环51并且穿过中间孔113插入到所述衬套27中，以使图3的另一个面板4e紧固到所考虑的面板4a上。优选地，紧固件31被螺纹连接到面板4e的边缘凸缘91和/或螺纹连接到所述面板4e的梁3的边缘部分109。

然后，将插塞29插入到孔眼49中，使得夹持翼53通过所述插塞29处于向外定向，这加强了衬套27在保持孔101内的保持作用，同时插塞29通过翼53的弹性保持在孔眼49内，所述插塞29被径向地压在翼53之间。

在上述示例中，衬套27设置有两个夹持翼53。然而，衬套27可以具有不同于两个、至少一个的许多个夹持翼。

在不需要将另一面板4e固定到所述面板4a的情况下，紧固系统89不需要紧固件31就可以使用，例如用于将外壁21固定到面板4a的梁2。

本发明的上述实施方案和特征可以被组合，以产生本发明的另外的实施方案。