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Die
Erfindung betrifft einen Luftkanal für eine Armaturentafel eines
Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, wobei der Luftkanal
ein luftführendes Kanalprofil
aus extrudiertem Kunststoff umfasst.
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Ein
gattungsgemäßer Luftkanal
wird in der Druckschrift
DE
37 25 147 A1 offenbart. Er besteht aus einem zweischichtig
coextrudierten Vorformling, der durch nachfolgendes Verstrecken
seine endgültige,
komplexe Gestalt erhält.
Zusatzfunktionen, insbesondere im Hinblick auf eine Abdichtung zur
Windschutzscheibe, übernimmt
dieser Luftkanal nicht.
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Letztgenanntes
gilt auch für
die in den Druckschriften WO 02/32702 A2,
US 3,724,357 A , JP 2002-87045
A beschriebenen Luftkanäle.
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Ein
weiterer Luftkanal ist aus der Offenlegungsschrift
DE 42 32 847 A1 bekannt.
Er besteht aus komplex geformten Rohrleitungen aus flexiblem Kunststoff,
die in einen Querträger
eingesetzt sind. Dieser ist seinerseits aus miteinander verschweißten; L-förmigen und
kastenprofilartigen Teilen zusammengesetzt, die aus stranggepresstem
Aluminium gefertigt sind. Dieser Aufbau weist den Nachteil einer Materialvielfalt
und einer komplizierten Montage des Luftkanals auf.
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In
der Druckschrift
DE
199 17 765 A1 wird eine Instrumententafel beschrieben,
die aus zwei Formteilen aus geschäumtem Kunststoff zusammengesetzt
ist. In die Formteile sind sich entlang der Instrumententafel erstreckende,
kanalartige Ausnehmungen eingelassen, die der Luftführung dienen. Gesondert
gefertigte Luftkanäle
sind hierbei nicht vorgesehen. Hierdurch wird zwar die Teilezahl
reduziert, der Fertigungsaufwand für die großvolumigen Formteile ist jedoch
erheblich.
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In
der Patentschrift
EP
0 644 078 B1 wird ferner ein Innenraum-Ausstattungsteil
für ein
Kraftfahrzeug offenbart, das durch Blasformen hergestellt wird und
Funktionsbereiche in Form von Luftkanälen für die Enteisungsluft sowie
zum Steuern der Innenraumtemperatur aufweist. Auch dieses Bauteil
ist wegen seines Volumens nur mit entsprechend aufwendigen Werkzeugen
herstellbar.
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Aus
der Patentanmeldung JP 10-329528 A ist darüber hinaus eine schwingungsmindernde
Befestigung für
das Gebläse
einer Fahrzeug-Klimaanlage
bekannt, welche an einer Armaturentafel montiert ist.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Luftkanal für die Armaturentafel
eines Fahrzeugs bereitzustellen, der mit einfachen Mitteln preiswert herstellbar,
einfach in die Armaturentafel integrierbar und mit geringem konstruktiven
Aufwand zur Windschutzscheibe abdichtbar ist.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass
das Kanalprofil mit einer zur Anlage an die Windschutzscheibe geeigneten,
vorzugsweise einstückig
anextrudierten elastischen Dichtlippe versehen ist. Der Fertigungsaufwand
wird durch diese Anformung nur geringfügig erhöht, während die Funktionalität des Luftkanals
erheblich erweitert wird. Die Dichtlippe kann beispielsweise aus
einem thermoplastischen Elastomer auf olefinischer Basis (TPE-O)
bestehen.
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Der
Luftkanal besteht im Wesentlichen aus einem mit einem kompakten
Extrusionswerkzeug endlos fertigbaren Profil, das einen nahezu beliebigen
Querschnitt aufweisen kann und nach der Kalibrierung und Abkühlung auf
die gewünschte
Länge abgelängt wird.
Geeignete Werkstoffe zur Herstellung des Kanalprofils sind thermoplastische
Kunststoffe, beispielsweise Polypropylen-Homo- oder Copolymere.
Vorzugsweise erstreckt sich das Kanalprofil im Wesentlichen über die
Breite der Armaturentafel. Beim Einsatz eines Profilquerschnitts
in unterschiedlichen Fahrzeugtypen kann das Kanalprofil bei unverändertem
Querschnitt auf die gewünschte
Länge zugeschnitten
werden.
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Da
das Kanalprofil eine im Verhältnis
zu seinem Querschnitt große
Länge aufweist
und Kunststoffe in der Regel relativ elastisch sind, ist es möglich, ein
an sich gerade extrudiertes Kanalprofil in Richtung seiner Längserstreckung
gekrümmt
in die Armaturentafel einzubauen und damit dem Verlauf der Windschutzscheibe
zu folgen. Grundsätzlich
ist es natürlich
auch möglich,
dem Kanalprofil bereits bei der Herstellung durch eine entsprechende
Spannungsverteilung einen bogenförmigen
Verlauf zu verleihen.
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Mit
Vorteil weist das Kanalprofil einen offenen Querschnitt auf, welcher
mit einem vorzugsweise gleichfalls extrudierten Deckelprofil verschließbar ist.
Bei dieser Ausbildung sind die Anschlüsse für den Luftein- und -austritt besonders
einfach anzubringen. Insbesondere wird das Kanalprofil U-förmig mit gleichgerichtet
gekrümmten
Schenkeln ausgebildet, wobei das Deckelprofil formschlüssig mit
dem Kanalprofil und insbesondere mit den freien Enden der Schenkel
verrastbar ist. Ferner kann vorgesehen werden, dass im Bereich des
Deckelprofils ein Luftzuführschacht
in den Luftkanal einmündet.
Das Deckelprofil wird vorzugsweise aus dem gleichen Werkstoff wie
das Kanalprofil gefertigt.
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Vorzugsweise
ist das Kanalprofil auf seinem Umfang mit Öffnungen für den Luftaustritt, insbesondere
in Richtung der Windschutzscheibe des Fahrzeugs, versehen, die nach
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung in der zwischen den Schenkeln befindlichen Basis des
Kanalprofils angeordnet sind.
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Ferner
kann das Kanalprofil mit einer sich in seiner Längsrichtung erstreckenden Aufnahme
für eine
obere Abdeckung der Armaturentafel ausgestattet werden, die unmittelbar
in den Profilquerschnitt eingebracht ist.
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Nach
einer besonderen Ausführung
der Erfindung ist der Luftkanal als steifes, insbesondere formschlüssig mit
der Fahrzeugkarosserie verbindbares Extrusionsprofil ausgeführt, das
als tragender Bestandteil des Fahrzeugs dient und vorzugsweise zumindest
anteilig aus einem faserverstärkten
Kunststoff gefertigt ist. Ein geeigneter Werkstoff ist beispielsweise
ein Polypropylen mit einem Anteil von 30 Gew.-% Glasfaser.
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Der
Formschluss ist mit Vorteil durch eine sich entgegen der Fahrtrichtung
erstreckende Anordnung karosseriefester Bolzen herbeiführbar, welche in
entsprechende Ausnehmungen des Luftkanals einführbar sind.
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Zur
mechanischen und akustischen Abdichtung können dabei zwischen Bolzen
und Ausnehmung vorzugsweise tüllenartige
Dichtelemente angeordnet werden.
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Der
Formschluss ist alternativ oder zusätzlich durch eine Anordnung
gesonderter, Luftkanal und Fahrzeugkarosserie vertikal durchdringender Clipse
herbeiführbar,
die erst dann montiert werden, wenn sich der Luftkanal bereits in
seiner Designposition befindet.
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Nach
einer weiteren bevorzugten Ausbildung der Erfindung sind zwischen
Luftkanal und Fahrzeugkarosserie Dichtungseinrichtungen angeordnet,
die gleichfalls der Geräuschdämmung dienen
und beispielsweise an auskragenden Blechdoppelungen des Wasserkastens
anliegen können.
Die Dichtungseinrichtung umfasst insbesondere ein an den Luftkanal
anextrudiertes, vorzugsweise hohlkammerartiges Dichtprofil aus einem
weichelastischen, thermoplastischen Kunststoff, beispielsweise TPE-O.
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Die
Figuren stellen beispielhaft und schematisch verschiedene Ausführungen
der Erfindung dar.
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Es
zeigen:
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1 eine
erste perspektivische Darstellung einer Armaturentafel mit einem
Luftkanal,
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2 die
Armaturentafel nach 1 in einer anderen dreidimensionalen
Abbildung,
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3 einen
Schnitt durch einen Luftkanal nach einer anderen Ausführung,
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4 einen
Schnitt durch einen anderen Luftkanal,
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5 einen
weiteren Schnitt durch einen bevorzugten Luftkanal.
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Die
in den Figuren gezeigte Armaturentafel 1 umfasst (unter
anderem) einen horizontal und quer zur Fahrtrichtung angeordneten
Luftkanal 2 und ein vom Fahrzeuginnenraum her sichtbares,
eigensteifes Abdeckungspanel 3. Der Luftkanal 2 besteht
aus einem extrudierten Kanalprofil 4 mit in Extrusionsrichtung
gleich bleibendem, näherungsweise
U-förmigem
Querschnitt, das etwa parallel zueinander verlaufende, bogenförmige Schenkel 5.1, 5.2 und eine
Basis 6 aufweist. Auf die freien Enden der Schenkel 5.1, 5.2 ist
ein gleichfalls extrudiertes Deckelprofil 7 formschlüssig aufgesetzt.
Das Deckelprofil 7 ist infolge der Krümmung der Schenkel 5.1, 5.2 näherungsweise
orthogonal zur Basis 6 und damit nahezu vertikal ausgerichtet.
Kanalprofil 4 und Deckelprofil 7 bestehen beispielsweise
aus einem Polypropylen-Homo- oder
Copolymer, das bei günstigem Materialpreis
eine ausreichende Steifigkeit sowie gute Extrusions- und Recyclingeigenschaften
aufweist.
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Der
Luftkanal 2 wird über
einen Luftzuführschacht 8,
der im Bereich des Deckelprofils 7 in den Luftkanal 2 einmündet, mit
einem von einem nicht gezeigten Gebläse bereitgestellten Luftstrom
(Pfeil A) gespeist. In das Deckelprofil 7 ist zu diesem
Zweck eine Ausnehmung eingestanzt, welche vom Luftzuführschacht 8 durchdrungen
wird. Das in den Luftkanal 2 hineinragende Ende des Luftzuführschachts 8 ist
mit nach links und rechts weisenden Ausströmöffnungen 9 versehen, über welche
der Luftstrom in den Luftkanal 2 eintritt (Pfeil B).
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Der
Luftkanal 2 erstreckt sich im Wesentlichen über die
gesamte Breite des Fahrzeugs, wobei der Luftzuführschacht 8 das Deckelprofil 7 vorzugsweise
in der Fahrzeugmitte durchdringt.
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In
die Basis 6 des Kanalprofils 4 sind Öffnungen 10 für den Luftaustritt
(Pfeil C) in Richtung der Windschutzscheibe 11 (nur in 1 dargestellt)
gestanzt, wodurch eine Enteisung der Windschutzscheibe 11 möglich ist.
Die Basis 6 ist dabei gegenüber der Windschutzscheibe 11 um
einen Winkel α geneigt,
der etwas weniger als 90°,
vorzugsweise 85°, beträgt. Der
freie Querschnitt der Öffnungen 10 kann in
Längsrichtung
des Kanalprofils 4 variieren, wobei sich die kleinsten Öffnungen 10 nahe
des Luftzuführschachts 8 und
die größten Öffnungen 10 an
den Enden des Kanalprofils 4 befinden. Auf diese Weise werden
der im Luftkanal 2 auftretende Druckverlust kompensiert
und ein aus allen Öffnungen 10 ähnlicher
Luftmengenstrom gewährleistet.
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Wie
insbesondere aus 2 ersichtlich, weist der Luftkanal 2 in
seiner Längsrichtung
eine bogenförmige
Ersteckung auf, welche der Kontur der Windschutzscheibe 11 folgt.
Die Krümmung
kann in der Regel durch Spannen des an sich geraden Kanalprofils 4 bzw.
Deckelprofils 7 erzeugt werden.
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An
das Kanalprofil 4 ist nahe der Basis 6 eine klammerartige
Aufnahme 12 für
den formschlüssigen Einsatz
des Abdeckpanels 3 angeformt. Das im Bereich des Einschubs
gleichfalls bogenförmig
gestaltete Abdeckpanel 3 fixiert nach dem Einsetzen in
die Aufnahme 12 die in Kanalprofil 4 und Deckelprofil 4 eingebrachte
Biegung. Gegebenenfalls ist hierzu auch eine zusätzliche Verklebung der Bauteile
erforderlich.
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An
den der Windschutzscheibe 11 zugewandten Schenkel 5.1 des
Kanalprofils 4 ist ferner eine auskragende Dichtlippe 13 anextrudiert,
die vorzugsweise aus einem thermoplastischen Elastomer auf olefinischer
Basis (TPE-O) besteht.
Dieser Werkstoff lässt
sich bei der Extrusion stoffschlüssig
mit dem vorzugsweise verwendeten Material des Kanalprofils 4 verbinden
und kann gemeinsam mit diesem beim Reycling gemahlen und wieder
verwendet werden. Im Ausführungsbeispiel
geht die Dichtlippe 13 nahe der Basis 6 tangential
in den der Windschutzscheibe 11 zugewandten Schenkel 5.1 des
Kanalprofils 4 über,
wobei das freie, an der Windschutzscheibe 11 anliegende
Ende 14 der Dichtlippe 13 zur Erzeugung eines
ansprechenden Abschlusses eine starke, zum Fahrzeuginnenraum hin
gerichtete Krümmung
aufweist. Bei der Montage der Armaturentafel 1 wird das
freie Ende 14 unter Vorspannung an die Windschutzscheibe 11 angelegt.
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Der
Luftkanal 2 nach 3 besteht
aus einem zweiteiligen Kanalprofil 4, das ein oberes, näherungsweise
ebenes Profilsegment 15.1 und ein etwa U-förmiges, unteres Profilsegment 15.2 umfasst.
Auf ein weiteres Deckelprofil kann somit verzichtet werden. Die
Profilsegmente 15.1, 15.2 sind miteinander über entgegen
der Fahrtrichtung, also in X-Richtung verrastbare Rastverbindungen 16.1, 16.2 gekoppelt, wobei
die Rastverbindung 16.2 gleichzeitig als Aufnahme 12 für das Abdeckpanel 3 dient.
Die Profilsegmente 15.1 und 15.2 sind aus einem
formsteifen, glasfaserverstärkten
Polypropylen extrudiert. An das obere Profilsegment ist dabei die
elastische Dichtlippe 14 einstückig angeformt.
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Die
Fahrzeugkarosserie 17 ist im Bereich des Wasserkastens 18 mit
einer Anordnung karosseriefester Bolzen 19 versehen, die
sich von der hinteren vertikalen Wandung 20 des Wasserkastens 18 aus
entgegen der Fahrtrichtung, also in X-Richtung des Fahrzeugs, erstrecken.
Die Bolzen 19 durchdringen die vordere senkrechte Wandung 21 des
unteren Profilsegments 15.2, wozu Ausnehmungen 22 in
die Wandungen 21 gestanzt sind. Ein auf den Bolzen 19 aufgesetztes
Sicherungsblech 23 fixiert das Profilsegment 15.2.
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Eine
weitere formschlüssige
Befestigung des Kanalprofils 4 erfolgt durch eine Anordnung
von gesonderten, also nicht vorab montierten Clipsen 24, welche
die untere Wandung 25 des Profilsegments 15.2 innerhalb
des luftführenden Kanalquerschnitts sowie
eine hierzu parallele Blechstruktur 26 der Fahrzeugkarosserie 17 durchdringen.
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Bei
der Installation des Luftkanals 2 wird zunächst das
untere Profilsegment 15.2 des Kanalprofils 4 auf
die Blechstruktur 26 aufgelegt und dann in Fahrtrichtung(-X-Richtung)
auf die am Wasserkasten 18 vormontierten Bolzen 19 aufgeschoben.
Nachfolgend werden die Sicherungsbleche 23 auf die Bolzen 19 aufgesetzt
und die Clipse 24 verrastet. Anschließend kann das aufgesetzte obere
Profilsegment 15.1 des Kanalprofils 4 durch Verschieben
entgegen der Fahrtrichtung (X-Richtung) mit dem unteren Profilsegment 15.2 über die
Rastverbindungen 16.1, 16.2 gekoppelt werden.
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Beim
Einbau des Luftkanals 2 wird bereits im zuvor beschriebenen
Ausführungsbeispiel
eine Abdichtung zum Wasserkasten 18 durch Anlage des oberen
Profilsegments 15.1 an der üblicherweise nach hinten auskragenden
Blechdoppelung 27 des Wasserkastens 18 bewirkt.
Diese kann durch die Anordnung einer Dichtungseinrichtung 28,
beispielsweise des in 4 gezeigten hohlkammerartigen
Dichtprofils 29, das einstückig an das insgesamt aus einem
elastischen Kunststoff (z. B. TPE-O) bestehende obere Profilsegment 15.1 anextrudiert
ist und federnd an der Blechdoppelung 27 anliegt, weiter
verbessert werden. Im Bereich der Rastverbindungen 16.1, 16.2 sind
Metalleinlagen 30.1, 30.2 in das obere Profilsegment 15.1 eingelassen,
welche die zum Verrasten mit dem unteren Profilsegment 15.2 erforderliche
Steifigkeit gewährleisten.
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Das
untere Profilsegment 15.2 ist weiterhin aus einem steifen
Werkstoff, insbesondere glasfaserverstärktem Polypropylen, gefertigt
und formschlüssig
mit der Fahrzeugkarosserie 17 verbunden. Abweichend von
den in 3 dargestellten Befestigungseinrichtungen sind
bei diesem Ausführungsbeispiel
tüllenartige
Dichtelemente 31 um die Bolzen 19 herum angeordnet. Darüber hinaus
befinden sich die Clipse 24 außerhalb des luftführenden Bereichs
des Kanalprofils 4. Auf diese Weise ist es möglich, die
bereits vormontierte Einheit aus oberem und unterem Profilsegment 15.1, 15.2 auf
die Bolzen 19 aufzuschieben und dann nachträglich durch
die Clipse 24 in -X-Richtung zu sichern.
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In 5 ist
ein Luftkanal 2 dargestellt, bei welchem in die hintere
vertikale Wandung 32 des unteren Profilsegments 15.2 ein
mit einem umlaufenden Dichtband 33 versehenes Adapterstück 34 eingesetzt
ist. Das Dichtband 33 ist an den sich konisch erweiternden
Endbereich des Adapterstücks 34 angeklebt
und wird beim Einsetzen des Luftzuführschachts 8 von dessen
vorderem, sich konisch verjüngendem
Bereich elastisch komprimiert.
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Alle
gezeigten Ausführungen
sind geeignet, Toleranzen der Fahrzeugkarosserie 17 in
X- beziehungsweise -X-Richtung in erheblichem Maße auszugleichen, da sowohl
die Dichtlippe 13 also auch die Dichtungseinrichtung 28 oder
die Anbindung des Luftzuführschachts 8 deutliche
Lageabweichungen zulassen, ohne dass ihre Funktion beeinträchtigt wird.
Darüber
hinaus gleichen die Dichtlippe 13, die Dichtungseinrichtung 28 und
das Dichtband 33 auch Abweichungen in vertikaler Richtung
(Z- bzw. -Z-Richtung
des Fahrzeugs) aus.
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- 1
- Armaturentafel
- 2
- Luftkanal
- 3
- Abdeckpanel
- 4
- Kanalprofil
- 5.1,
5.2
- Schenkel
- 6
- Basis
- 7
- Deckelprofil
- 8
- Luftzuführschacht
- 9
- Ausströmöffnungen
- 10
- Öffnungen
(für den
Luftaustritt)
- 11
- Windschutzscheibe
- 12
- Aufnahme
- 13
- Dichtlippe
- 14
- Ende
(der Dichtlippe)
- 15.1,
15.2
- Profilsegment
- 16.1,
16.2
- Rastverbindung
- 17
- Fahrzeugkarosserie
- 18
- Wasserkasten
- 19
- Bolzen
- 20
- Wandung
(des Wasserkastens)
- 21
- Wandung
(des Kanalprofils)
- 22
- Ausnehmung
- 23
- Sicherungsblech
- 24
- Clips
- 25
- Wandung
(des Kanalprofils)
- 26
- Blechstruktur
- 27
- Blechdoppelung
- 28
- Dichtungseinrichtung
- 29
- Dichtprofil
- 30.1,
30.2
- Metalleinlage
- 31
- Dichtelemente
- 32
- Wandung
- 33
- Dichtband
- 34
- Adapterstück
- α
- Winkel
zwischen Basis und Windschutzscheibe
- Pfeil
A
- vom
Gebläse
erzeugter Luftstrom
- Pfeil
B
- in
den Luftkanal eingespeister Luftstrom
- Pfeil
C
- in
Richtung der Windschutzscheibe austretender Luftstrom
- -X
- Fahrtrichtung
des Fahrzeugs
- Z/-Z
- vertikale
Achse des Fahrzeugs