DE102011077672A1 - Luftströmungskanal für eine Lüftungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Luftströmungskanal für eine Lüftungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs und Verfahren zu dessen Herstellung Download PDF

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Mirko Wiedemeyer
Hans-Georg Werner
Antoine Kmeid
Peter John Thurgood
Bernd Gross
Martin Kuckertz
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Luftströmungskanal (1) für eine Lüftungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs. Erfindungsgemäß ist an wenigstens einer Rohröffnung (6) des Luftströmungskanals (1) im Bereich eines Öffnungsrandes (2) ein Dichtelement (7) stoffschlüssig angeordnet. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Luftströmungskanals (1) für eine Lüftungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Luftströmungskanal für eine Lüftungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Luftströmungskanals für eine Lüftungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9.
  • Die DE 198 07 411 B4 beschreibt einen Luftströmungskanal für eine Lüftungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs als Rohrkanal mit an Längsrändern mit Randflanschen aneinanderliegend verbundenen Schalen aus formstabilen und formelastischen Kunststoffschaum, wobei an wenigstens einer Rohröffnung des Luftströmungskanals, zur Stabilisierung und in Fortsetzung desselben in axialer Richtung, wenigstens ein Anschlussstutzen und/oder wenigstens eine Anschlusslasche aus Polypropylen oder Polyethylen angebracht sind.
  • Die WO 2006/024316 A1 beschreibt ein Verfahren zum Verbinden einer Schicht aus thermoplastischem Polymer mit der Oberfläche eines Elastomers. Es wird ein geschäumter Elastomer mit vorzugsweise offenporiger Oberfläche verwendet. Die thermoplastische Schicht wird gegen diese Oberfläche gepresst, während sie durch Wärmestrahlung, insbesondere Laserlicht, aufgeheizt wird. Die thermoplastische Schicht ist für diese Wellen transparent, während sie durch die Oberfläche des Elastomers absorbiert werden.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Luftströmungskanal für eine Lüftungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs und ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Luftströmungskanals für eine Lüftungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs anzugeben.
  • Hinsichtlich des Luftströmungskanals für eine Lüftungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs wird die Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Hinsichtlich des Verfahrens zur Herstellung eines Luftströmungskanals für eine Lüftungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs wird die Aufgabe durch die im Anspruch 9 angegebenen Merkmale gelöst.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Beim Luftströmungskanal für eine Lüftungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs, ist an wenigstens einer Rohröffnung des Luftströmungskanals, im Bereich eines Öffnungsrandes, ein Dichtelement stoffschlüssig angeordnet. Dadurch sind der Luftströmungskanal und zumindest ein Dichtelement zu einem einstückigen Bauteil verbunden, so dass eine Montage des Bauteils vereinfacht ist.
  • Besonders vorteilhafterweise sind die Herstellungskosten des Luftströmungskanals mit Dichtelement signifikant reduziert, da im Vergleich zur herkömmlichen Herstellung eines Luftströmungskanals mit separatem Flansch und Dichtelement eine Bauteilanzahl und eine Anzahl notwendiger Fertigungsschritte reduziert ist.
  • Das Dichtelement ist zweckmäßigerweise mittels eines Aufschmelzvorgangs oder eines thermischen Schweißverfahrens im Bereich des Öffnungsrandes der Rohröffnung anordenbar oder auf den Luftströmungskanal aufbringbar.
  • Das Dichtelement erstreckt sich bevorzugt entlang der Rohröffnung radial umlaufend im Luftströmungskanal. Dies ermöglicht eine besonders effiziente Dichtwirkung des Dichtelements.
  • Besonders bevorzugt ist das Dichtelement innenseitig im Bereich des Öffnungsrandes angeordnet. Dadurch kann auf einfache Weise ein herkömmlicher Flansch eines weiteren Luftströmungskanals abgedichtet, am oder im Öffnungsrand angeordnet werden.
  • In einer alternativen Ausführungsform kann das Dichtelement außenseitig im Bereich des Öffnungsrandes angeordnet sein.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Dichtelement aus einem aufgeschäumten und/oder elastischen Kunststoff gebildet. Dadurch ist eine dauerhafte Dichtwirkung auch unter schwierigen Bedingungen, wie beispielsweise Vibrationen und/oder Temperaturschwankungen, ermöglicht.
  • Besonders bevorzugt ist das Dichtelement aus einem thermoplastischen Elastomer gebildet.
  • Das Dichtelement kann vorteilhafterweise einen runden oder vieleckigen Querschnitt aufweisen.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist das Dichtelement als Hohlprofil ausgebildet. Dadurch ist eine Gewichtsreduzierung ermöglicht und ein zum Herstellen des Dichtelements notwendiger Materialeinsatz ist reduziert. Weiterhin ist ein solches Dichtelement besonders flexibel und weist eine verbesserte thermische Isolationswirkung auf.
  • Beim Verfahren zur Herstellung eines Luftströmungskanals für eine Lüftungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs wird erfindungsgemäß an wenigstens einer Rohröffnung des Luftströmungskanals im Bereich eines Öffnungsrandes ein Dichtelement stoffschlüssig aufgebracht. Dadurch sind der Luftströmungskanal und zumindest ein Dichtelement zu einem einstückigen Bauteil verbunden, so dass Herstellungskosten des Bauteils signifikant reduziert sind und eine Montage des Bauteils vereinfacht ist.
  • Das aus einem thermoplastischen Elastomer bildbare Dichtelement wird bevorzugt mittels eines Aufschmelzvorgangs stoffschlüssig auf dem Luftströmungskanal aufgebracht, so dass eine besonders haltbare Verbindung zwischen dem Luftströmungskanal und dem Dichtelement ermöglicht ist.
  • Anhand der beigefügten schematischen Figuren wird die Erfindung näher erläutert.
  • Dabei zeigen:
  • 1 schematisch eine Schnittdarstellung durch einen Luftströmungskanal im Bereich eines Öffnungsrandes,
  • 2 schematisch eine Schnittdarstellung in Richtung einer Längsausdehnung des Luftströmungskanals im Bereich eines Öffnungsrandes,
  • 3 schematische Querschnittsvarianten des Dichtelements,
  • 4 schematisch eine erste Ausführungsvariante einer Anordnung eines ersten Luftströmungskanals an einem weiteren Luftströmungskanal und
  • 5 schematisch eine zweite Ausführungsvariante einer Anordnung eines ersten Luftströmungskanals an einem weiteren Luftströmungskanal.
  • Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • 1 zeigt schematisch eine Schnittdarstellung durch einen Luftströmungskanal 1 im Bereich eines Öffnungsrandes 2.
  • Der Luftströmungskanal 1 ist als ein herkömmlicher Luftströmungskanal für eine Lüftungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs ausgebildet und beispielsweise als Rohrkanal mit regelmäßiger oder unregelmäßiger Rohrform ausgeformt.
  • Der Luftströmungskanal 1 ist vorzugsweise in einer so genannten Zweischalenbauweise aus zwei einzelnen Halbschalen 3, 4 hergestellt, wobei an den Längsrändern der Halbschalen 3, 4 Randflansche 5 angeordnet sind und aneinanderliegend verbundene Halbschalen. Die Randflansche 5 der Halbschalen 3, 4 sind korrespondierend zueinander ausgeformt und werden derart aneinander angeordnet, dass sie einen röhrenförmigen Hohlraum mit zumindest zwei Rohröffnungen 6, beispielsweise einem Eingang und einem Ausgang, ausbilden.
  • Dabei werden die Halbschalen 3, 4 an den aneinander angeordneten Randflanschen 5 der Halbschalen 3, 4 form-, stoff- und/oder kraftschlüssig miteinander verbunden, beispielsweise mechanisch und/oder thermisch gefügt, z. B. geschweißt, gelötet, genietet oder in einer anderen geeigneten Art und Weise miteinander verbunden. Besonders bevorzugt sind die Randflansche 5 der Halbschalen 3, 4 mittels einer thermischen Verschweißung stoffschlüssig gefügt.
  • Die Halbschalen 3, 4 des Luftströmungskanals 1 bestehen beispielsweise aus einem chemisch vernetzten, geschlossenzelligen Polyethylenschaumstoff mit verhauteter Oberfläche, der für einen Einsatz in einem Temperaturbereich von ca. –40°C bis ca. 100°C geeignet ist und zudem formstabil und formelastisch ist.
  • Jede Rohröffnung 6 umfasst einen Öffnungsrand 2, mit welchem ein in 4 und 5 dargestellter weiterer Luftströmungskanal 12 koppelbar ist. In einer nicht dargestellten Ausführungsvariante können am Öffnungsrand 2 weitere am Luftströmungskanal 1 anzuschließende Bauteile, beispielsweise Lüftungsöffnungen und/oder -gitter, angeordnet werden.
  • Erfindungsgemäß ist an wenigstens einer Rohröffnung 6 des Luftströmungskanals 1 im Bereich eines Öffnungsrandes 2 ein Dichtelement 7 stoffschlüssig angeordnet. Das Dichtelement erstreckt sich dabei entlang der Rohröffnung 6 radial umlaufend im Luftströmungskanal 1.
  • In einer ersten, in 1 dargestellten Ausführungsvariante ist das Dichtelement 7 innenseitig im Bereich des Öffnungsrandes 2 im Luftströmungskanal 1 angeordnet.
  • In einer zweiten, nicht dargestellten Ausführungsvariante ist das Dichtelement 7 außenseitig im Bereich des Öffnungsrandes 2 am Luftströmungskanal 1 angeordnet.
  • Das Dichtelement 7 ist aus einem aufgeschäumten und/oder elastischen Kunststoff gebildet, wobei das Dichtelement 7 vorteilhafterweise aus einem thermoplastischen Elastomer gebildet ist.
  • 2 zeigt schematisch eine Schnittdarstellung entlang der in 1 dargestellten Schnittkante II-II in Richtung einer Längsausdehnung des Luftströmungskanals 1 im Bereich des Öffnungsrandes 2.
  • 3 zeigt schematisch unterschiedliche Querschnittsvarianten des Dichtelements 7. Das Dichtelement 7 kann einen runden oder vieleckigen Querschnitt aufweisen und beispielweise mit einem runden Querschnitt 8, einem dreieckigen Querschnitt 9 oder einem quadratischen Querschnitt 10 ausgebildet werden.
  • Unabhängig von der Querschnittsvariante kann das Dichtelement 7 als Vollprofil oder als Hohlprofil 11 ausgebildet sein.
  • Während der Herstellung wird das aus einem thermoplastischen Elastomer bildbare Dichtelement 7 mittels eines herkömmlichen Aufschmelzvorgangs stoffschlüssig auf dem Luftströmungskanal 1 aufgebracht.
  • Dabei führt ein Roboter eine herkömmliche Extrusionsdüse entlang des Öffnungsrandes 2 des Luftströmungskanals 1, während gleichzeitig der Öffnungsrand 2 im Bereich des aufzubringenden Dichtelements 7 partiell durch Heißluft erwärmt wird. Der geschmolzene Werkstoff des Dichtelements 7 verbindet sich mit dem erwärmten Werkstoff des Luftströmungskanals 1 und bildet somit eine Bindung aus, welche bereits nach kurzer Zeit fest ist. Diese Bindung ist vorteilhafterweise so stark bzw. mechanisch belastbar, dass das Dichtelement 7 gleichzeitig als Fixierungselement einsetzbar ist.
  • 4 zeigt schematisch eine erste Ausführungsvariante einer Anordnung eines ersten Luftströmungskanals 1 an einem weiteren Luftströmungskanal 12. Dabei ist ein Außendurchmesser des Öffnungsrandes 2 des ersten Luftströmungskanals 1 im Vergleich zum Außendurchmesser des Öffnungsrandes 2 des weiteren Luftströmungskanals 12 vergrößert, so dass die Luftströmungskanäle 1, 12 endseitig ineinander schiebbar sind. Um die ineinander geschobenen Luftströmungskanäle 1, 12 abzudichten, ist das Dichtelement 7 innenseitig am Öffnungsrand 2 des ersten Luftströmungskanals 1 angeordnet. Beim ineinander schieben der Luftströmungskanäle 1, 12 wird das elastische Dichtelement 7 derart verformt, dass es form- und/oder kraftschlüssig an der Außenseite des weiteren Luftströmungskanals 12 anliegt und den Innenraum der Luftströmungskanäle 1, 12 gegenüber der Umgebung abdichtet.
  • 5 zeigt schematisch eine zweite Ausführungsvariante einer Anordnung eines ersten Luftströmungskanals 1 an einem weiteren Luftströmungskanal 12. Diese entspricht im Wesentlichen der ersten Ausführungsvariante nach 4 mit dem Unterschied, dass am Öffnungsrand 2 des weiteren Luftströmungskanals 12 eine widerhakenartige Ausformung 13 angeordnet ist. Diese widerhakenartige Ausformung 13 umfasst einen ansteigenden Abschnitt 14, in dessen Verlauf sich der Außendurchmesser des Öffnungsrandes 2 vergrößert und einen rechtwinklig oder nahezu rechtwinklig zur Oberfläche des Öffnungsrandes 2 angeordneten Abschnitt 15, welcher den vergrößerten Außendurchmesser und die Oberfläche des Öffnungsrandes 2, unter Ausbildung eines Absatzes 16, verbindet.
  • Im montierten Zustand der Luftströmungskanäle 1, 12 ist das Dichtelement 7 unter Ausbildung eines Formschlusses am Absatz 16 gehalten.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Luftströmungskanal
    2
    Öffnungsrand
    3
    Halbschale
    4
    Halbschale
    5
    Randflansch
    6
    Rohröffnung
    7
    Dichtelement
    8
    runder Querschnitt
    9
    dreieckiger Querschnitt
    10
    quadratischer Querschnitt
    11
    Hohlprofil
    12
    weiterer Luftströmungskanal
    13
    widerhakenartige Ausformung
    14
    ansteigenden Abschnitt
    15
    Abschnitt
    16
    Absatz
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 19807411 B4 [0002]
    • WO 2006/024316 A1 [0003]

Claims (10)

  1. Luftströmungskanal (1) für eine Lüftungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einer Rohröffnung (6) des Luftströmungskanals (1) im Bereich eines Öffnungsrandes (2) ein Dichtelement (7) stoffschlüssig angeordnet ist.
  2. Luftströmungskanal (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (7) mittels eines Aufschmelzvorgangs oder eines thermischen Schweißverfahrens im Bereich des Öffnungsrandes (2) der Rohröffnung (6) anordenbar oder auf den Luftströmungskanal (1) aufbringbar ist.
  3. Luftströmungskanal (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Dichtelement (7) entlang der Rohröffnung (6) radial umlaufend im Luftströmungskanal (1) erstreckt.
  4. Luftströmungskanal (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (7) innenseitig oder außenseitig im Bereich des Öffnungsrandes (2) angeordnet ist.
  5. Luftströmungskanal (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (7) aus einem aufgeschäumten und/oder elastischen Kunststoff gebildet ist.
  6. Luftströmungskanal (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (7) aus einem thermoplastischen Elastomer gebildet ist.
  7. Luftströmungskanal (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (7) einen runden oder vieleckigen Querschnitt aufweist.
  8. Luftströmungskanal (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (7) als Hohlprofil ausgebildet ist.
  9. Verfahren zur Herstellung eines Luftströmungskanals (1) für eine Lüftungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einer Rohröffnung (6) des Luftströmungskanals (1) im Bereich eines Öffnungsrandes (2) ein Dichtelement (7) stoffschlüssig aufgebracht wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das aus einem thermoplastischen Elastomer bildbare Dichtelement (7) mittels eines Aufschmelzvorgangs stoffschlüssig auf dem Luftströmungskanal (1) aufgebracht wird.
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