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HINTERGRUND
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Ein Heizungs-, Lüftungs- und Klimasystem (HVAC-System) umfasst eine Kanalanordnung, um klimatisierte Luft zu verschiedenen Stellen zu leiten. Zum Beispiel umfasst ein HVAC eines Fahrzeugs eine Kanalanordnung, um klimatisierte Luft zu verschiedenen Stellen des Fahrzeuginnenraums zu leiten. Die Kanalanordnung kann Kanäle umfassen, die sich vom Motorraum aus durch eine Instrumententafel, den Boden usw. des Fahrzeugs in den Fahrzeuginnenraum erstrecken und/oder Kanäle, die sich von einem hinteren Zusatz-HVAC-Modul aus erstrecken. Stationäre Kanäle, z. B. Dachhimmelkanäle, können sich ebenfalls durch einen Dachhimmel des Fahrzeugs erstrecken, um klimatisierte Luft zu Auslässen im Dachhimmel zu leiten. Verbindungskanäle können Kanäle in unteren Bereichen des Fahrzeugs, z. B. in der Instrumententafel, im hinteren Zusatz-HVAC-Modul usw., mit den Kanälen im Dachhimmel verbinden, um die klimatisierte Luft zu den Kanälen im Dachhimmel zu leiten. Die Verbindungskanäle können zum Beispiel Säulenkanäle sein, d. h. innerhalb der Säulen des Fahrzeugs, wie z. B. A-Säule, B-Säule, C-Säule und D-Säule, verlaufende Kanäle.
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Die Säulenkanäle werden zu einer späteren Phase des Montageverfahrens montiert, nachdem die Innenraumkomponenten, welche die Kanäle in den unteren Bereichen beherbergen, in das Fahrzeug eingebaut worden sind und nachdem der Dachhimmel in das Fahrzeug eingebaut worden ist. Da die Innenraumkomponenten und der Dachhimmel bereits in das Fahrzeug eingebaut sind, führen diese Innenraumkomponenten und der Dachhimmel zu Einbaubeschränkungen, die die Richtung, in der die Säulenkanäle innerhalb des Fahrzeugs während des Montageverfahrens bewegt werden können, begrenzen.
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Insbesondere die Einbaubeschränkungen können verhindern, dass die Säulenkanäle in einer direkten vertikalen Richtung oder aus einer direkten seitlichen Richtung mit dem Dachhimmel verbunden werden. Daher kann es erforderlich sein, die Säulenkanäle während der Montage in verschiedene Richtungen zu bewegen. Dies erhöht die Komplexität des Montageverfahrens, weil eine Feinmanipulation der Komponenten erforderlich ist, um die Verbindung herzustellen, und vergrößert die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung des Dachhimmelkanals und/oder des Säulenkanals. Darüber hinaus kann Schaumstoff verwendet werden, um den Bereich um den Säulenkanal abzudichten, und die Bewegung des Säulenkanals in verschiedene Richtungen während der Montage kann den Schaumstoff versehentlich durch Knittern oder Zerreißen beschädigen oder den Klebstoff, der den Schaumstoff an Ort und Stelle hält, ablösen.
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Dementsprechend bietet sich die Gelegenheit, einen Verbindungskanal zu konzipieren, der sich leicht montieren lässt, ohne den stationären Kanal oder den Verbindungskanal zu beschädigen, während er die benötigte Flexibilität bietet, um die Kanalverbindung in einer Weise herzustellen, die keine Feinmanipulationen von Teilen erfordert, um sie zusammenzupassen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine perspektivische Ansicht eines Verbindungskanals, eines stationären Kanals und eines Anschlussstücks, bevor der Verbindungskanal an den stationären Kanal und das Anschlussstück angeschlossen wird;
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2 ist eine perspektivische Ansicht des Verbindungskanals, der in den stationären Kanal eingeführt ist und mit dem Anschlussstück in Eingriff steht;
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3 ist eine perspektivische Ansicht eines zweiten Endes des Verbindungskanals, der mit dem Anschlussstück in Eingriff steht;
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4 ist eine perspektivische Ansicht des zweiten Endes des Verbindungskanals, der mit dem Anschlussstück in Eingriff steht;
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5A ist ein Querschnitt des Anschlussstücks, der den mit dem Anschlussstück in Eingriff stehenden Verbindungskanal zeigt;
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5B ist ein Querschnitt des Anschlussstücks, der eine geneigte Fläche des zweiten Endes des Verbindungskanals zeigt, die mit einer Auflauffläche des Anschlussstücks in Eingriff steht, um das zweite Ende des Verbindungskanals in das Anschlussstück einzuführen;
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5C ist ein Querschnitt des Anschlussstücks, wobei das zweite Ende mit dem Anschlussstück in Eingriff steht; und
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6 ist eine perspektivische Ansicht des zweiten Endes des Verbindungskanals, der mit dem Anschlussstück in Eingriff steht, wobei eine Dichtung am Anschlussstück montiert ist.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Unter Bezugnahme auf die Figuren, in denen gleiche Nummern in den verschiedenen Ansichten gleiche Teile bezeichnen, ist im Allgemeinen eine Kanalanordnung 10 für ein Heizungs-, Lüftungs- und Klimasystem (HVAC-System) gezeigt. Das HVAC-System kann das HVAC-System eines Fahrzeugs (nicht gezeigt) sein. Alternativ kann das HVAC-System das HVAC-System einer ortsfesten Konstruktion, wie z. B. eines Gebäudes, sein.
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Die Kanalanordnung 10 umfasst ein Anschlussstück 12 und einen stationären Kanal 14. Unter Bezugnahme auf die 1 und 2 erstreckt sich ein Verbindungskanal 16 zwischen einem ersten Ende 18 und einem zweiten Ende 20, das in einem Abstand D von dem ersten Ende 18 angeordnet ist. Zum Beispiel sind in den Figuren der stationäre Kanal 14 und der Verbindungskanal 16 für ein Fahrzeug bestimmt. Insbesondere ist der mit der Referenznummer 14 gekennzeichnete stationäre Kanal 14 als Dachhimmelkanal dargestellt, während der mit der Referenznummer 16 gekennzeichnete Kanal 16 als Säulenkanal dargestellt ist. Der Säulenkanal 16 definiert eine Öffnung 22, die sich zwischen dem ersten Ende 18 und dem zweiten Ende 20 erstreckt. Unter Bezugnahme auf die 2 steht das erste Ende 18 mit dem Dachhimmelkanal 14 in Eingriff, während das zweite Ende 20 mit dem Anschlussstück 12 in Eingriff steht. Der Säulenkanal 16 umfasst eine halbkreisförmige Fläche 24 am zweiten Ende 20, die sich um einen Radius R erstreckt, der die gleiche Länge wie der Abstand D zwischen dem ersten Ende 18 und dem zweiten Ende 20 hat.
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Da der Radius R der halbkreisförmigen Fläche 24 die gleiche Länge wie der Abstand D zwischen dem ersten Ende 18 und dem zweiten Ende 20 hat, kann das erste Ende 18 in den Dachhimmelkanal 14 eingeführt werden, wie in 2 gezeigt ist, und der Säulenkanal 16 kann um das erste Ende 18 gedreht werden, um das zweite Ende 20 mit dem Anschlussstück 12 in Eingriff zu bringen, wie in den 3 und 4 gezeigt ist. Mit anderen Worten kann das zweite Ende 20 geschwenkt werden, um in Eingriff mit dem Anschlussstück 12 zu kommen. Der Radius R der halbkreisförmigen Fläche 24 schafft einen Abstand zwischen der halbkreisförmigen Fläche 24 und dem Anschlussstück 12, wenn das zweite Ende 20 in Eingriff mit dem Anschlussstück 12 geschwenkt wird, und gestattet einen allmählichen Eingriff zwischen dem zweiten Ende 20 und dem Anschlussstück 12, wenn das zweite Ende 20 in das Anschlussstück 12 geschwenkt wird, wie weiter unten dargelegt wird.
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Unter Bezugnahme auf die 3 umfasst das Anschlussstück 12 eine Passfläche 26. Die Passfläche 26 nimmt das Anschlussstück 12 auf, wie in der fortschreitenden Bewegung gemäß 5A–C gezeigt ist, und grenzt an die halbkreisförmige Fläche 24 an, wenn das zweite Ende 20 mit dem Anschlussstück 12 in Eingriff steht, wie in 5C gezeigt ist.
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Die Passfläche 26 definiert eine Öffnung 28, wie in 3 gezeigt ist. Die Öffnung der Passfläche 26 deckt sich mit der Öffnung 22 des Säulenkanals 16, wenn das zweite Ende 20 des Säulenkanals 16 mit dem Anschlussstück 12 in Eingriff steht. Klimatisierte Luft vom HVAC-System kann durch die Öffnung 28 der Passfläche 26 und die Öffnung 28 des Säulenkanals 16 gedrückt werden. Insbesondere kann die klimatisierte Luft vom Anschlussstück 12 durch den Säulenkanal 16 und in den Dachhimmelkanal 14 gedrückt werden.
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Die Kanalanordnung 10 kann eine Dichtung 30 umfassen, die am zweiten Ende 20 des Säulenkanals 16 angeordnet ist, und/oder eine Dichtung 30 an der Passfläche 26 des Anschlussstücks 12. Zum Beispiel wird die Dichtung 30 in den 1–5C am zweiten Ende 20 gezeigt. In einer in 6 gezeigten weiteren Konfiguration wird die Dichtung 30 an der Passfläche 26 des Anschlussstücks 12 gezeigt. Die Dichtung 30 kann jede geeignete Art sein. Zum Beispiel kann die Dichtung 30 eine Schaumstoffdichtung, eine Elastomerdichtung usw. sein, die am zweiten Ende 20 und/oder der Passfläche 26 angebracht ist. Bei einer weiteren Konfiguration kann die Dichtung 30 aus einem Material geformt sein, das weicher als das Material des zweiten Endes 20 und/oder der Passfläche 26 ist, und kann als integraler Bestandteil des zweiten Endes 20 und/oder der Passfläche 26 ausgebildet sein, z. B. durch ein Zweistufen-Spritzgussverfahren.
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Unter Bezugnahme auf die 4 und 5C dichtet die Dichtung 30 zwischen der halbkreisförmigen Fläche 24 und der Passfläche 26 ab, wenn das zweite Ende 20 mit dem Anschlussstück 12 in Eingriff steht. Die Dichtung 30 ist elastisch komprimierbar, und die halbkreisförmige Fläche 24 und die Passfläche 26 komprimieren die Dichtung 30 dazwischen, wenn das zweite Ende 20 mit dem Anschlussstück 12 in Eingriff steht.
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Die Dichtung 30 kann eine Öffnung 32 definieren, die auf die Öffnung 28 der Passfläche 26 und die Öffnung 22 des Säulenkanals 16 ausgerichtet ist. Bei einer derartigen Konfiguration erstreckt sich die Dichtung 30 um einen Rand der Öffnung 26 der Passfläche und der Öffnung 22 des Säulenkanals 16, um den Randbereich abzudichten.
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Die Passfläche 26 kann sich um den Radius R erstrecken. Mit anderen Worten, eine Krümmung der Passfläche 26 kann mit einer Krümmung des zweiten Endes 20 des Anschlussstücks 12 übereinstimmen. Von daher wird die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung der Dichtung 30 reduziert, wenn das zweite Ende 20 mit dem Anschlussstück 12 in Eingriff steht. Bei der in den 1–5 gezeigten Konfiguration mit der Dichtung 30 am zweiten Ende 20 beispielsweise, nähert sich die Dichtung 30 am zweiten Ende 20 allmählich der Passfläche 26, wenn das zweite Ende 20 während der Montage in das Anschlussstück 12 eingeführt wird, um die Dichtung 30 allmählich zwischen dem zweiten Ende 20 und der Passfläche 26 zu komprimieren. Diese allmähliche Komprimierung reduziert die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung der Dichtung 30, z. B. durch Knittern der Dichtung 30, Ablösen des Klebstoffs zwischen der Dichtung 30 und dem zweiten Ende 20 usw., während das zweite Ende 20 und das Anschlussstück 12 miteinander in Eingriff sind.
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Unter Bezugnahme auf die 1 und 2 umfasst der Säulenkanal 16 ein Rohr 34, welches das erste Ende 18 darstellt, und einen Verbindungskopf 36, der das zweite Ende 20 darstellt. Der Verbindungskopf 36 greift in das Anschlussstück 12 ein. Zum Beispiel greift der Verbindungskopf 36 lösbar in das Anschlussstück 12 ein, wie weiter unten erläutert wird.
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Unter Bezugnahme auf die 3 definiert das Anschlussstück 12 eine Bahn 38, die das zweite Ende 20 des Säulenkanals 16, z. B. den Verbindungskopf 36, aufnimmt. Zum Beispiel umfasst der Verbindungskopf 36 des Säulenkanals 16 einen Flansch 40, der sich von der halbkreisförmigen Fläche 24 zum ersten Ende 18 hin erstreckt, und die Bahn 38 nimmt den Flansch 40 auf, wie in den 4–5C gezeigt ist. Die Bahn 38 umfasst eine Wand 42 und einen Vorsprung 44, der sich quer über die Wand 42 erstreckt. Im Querschnitt kann sich der Vorsprung 44 parallel zur Passfläche 26 erstrecken, um den Flansch 40 des Säulenkanals 16 zwischen dem Vorsprung 44 und der Passfläche 26 einzuschließen, wie in den 4 und 5C gezeigt ist. Wie in den 3 und 4 gezeigt ist, kann der Säulenkanal 16 zwei Flansche 40 umfassen, die voneinander getrennt sind, und die Bahn 38 kann zwei Wände 42/Vorsprünge 44 umfassen, um die Flansche 40 jeweils aufzunehmen.
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Die Bahn 38 kann sich von einem offenen Ende 46 zu einem geschlossenen Ende 48 erstrecken, wie beispielsweise aus der 3 ersichtlich ist. Wie in den 3–5C gezeigt ist, nimmt die Bahn 38 das zweite Ende 20 des Säulenkanals 16 im offenen Ende 46 auf, und das zweite Ende 20 wird auf das geschlossene Ende 48 zu bewegt, um das zweite Ende 20 mit dem Anschlussstück 12 in Eingriff zu bringen.
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Die Flansche 40 des zweiten Endes 20 des Säulenkanals 16 verengen sich vom offenen Ende 46 zum geschlossenen Ende 48 hin. Mit anderen Worten, die halbkreisförmige Fläche 24 erstreckt sich von einem vorderen Ende 50 zu einem hinteren Ende 52, und die Flansche 40 verbreitern sich in einer Richtung entlang der halbkreisförmigen Fläche 24 vom vorderen Ende 50 zum hinteren Ende 52.
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Wie in 5C gezeigt ist, verengt sich die Bahn 38 vom offenen Ende 46 zum geschlossenen Ende 48. Die Form von mindestens einem Teil der Bahn 38 kann mit der Form von mindestens einem Teil der Flansche 40 übereinstimmen.
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Entweder die Bahn 38 oder der Flansch 40 definiert einen Schlitz 54, während das jeweils andere Element der Bahn 38 oder des Flansches 40 eine Lasche 56 darstellt, die in den Schlitz 54 eingreift, wenn das zweite Ende 20 mit dem Anschlussstück 12 in Eingriff steht. Zum Beispiel, wie in den Figuren gezeigt ist, definiert der Vorsprung 44 der Bahn 38 den Schlitz 54. Die Lasche 56 kann sich in der Nähe des hinteren Endes 52 des Flansches 40 befinden, und der Schlitz 54 kann sich in der Nähe des offenen Endes 46 der Bahn 38 befinden. Da das zweite Ende 20 im Anschlussstück 12 sitzt, greift die Lasche 56 daher in den Schlitz 54 ein, um das zweite Ende 20 mit dem Anschlussstück 12 zu verriegeln.
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Wie in den 5A–B gezeigt ist, ist die Lasche 56 so bemessen, dass sie an dem Vorsprung 44 entlang gleitet, wenn der Verbindungskopf 36 in das Anschlussstück 12 eingeführt wird, und, wie in 5C gezeigt ist, so bemessen, dass sie durch den Schlitz 54 ragt, wenn das zweite Ende 20 im Anschlussstück 12 sitzt.
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Die Wand 42 und/oder der Vorsprung 44 der Bahn 38 können elastisch flexibel sein, so dass die Wand 42 und/oder der Vorsprung 44 gezielt von der Lasche 56 weggebogen werden können, um den Schlitz 54 von der Lasche 56 zu lösen, damit das zweite Ende 20 vom Anschlussstück 12 gelöst werden kann. Die Wand 42 und/oder der Vorsprung 44 der Bahn 38 können zum Beispiel aus Kunststoff geformt sein. Das zweite Ende 20 und das Anschlussstück 12 umfassen zwei Laschen 56 und entsprechende Schlitze 54, wie in den Figuren gezeigt ist. Alternativ können das zweite Ende 20 und das Anschlussstück 12 jede passende Anzahl von Laschen 56 und Schlitzen 54 umfassen.
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Die Bahn 38 definiert eine Auflauffläche 58 am geschlossenen Ende 48, um das zweite Ende 20 in die Bahn 38 zu führen, während die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung der Dichtung 30, z. B. durch Knittern der Dichtung 30, Ablösen des Klebstoffs der Dichtung 30, usw., minimiert wird. Der Säulenkanal 16 definiert eine geneigte Fläche 60, die sich von der halbkreisförmigen Fläche 24 aus erstreckt.
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Wie in 5A gezeigt ist, ist die geneigte Fläche 60 von der Dichtung 30 beabstandet, da das vordere Ende 50 des Verbindungskopfes 36 anfänglich in das offene Ende 46 der Bahn 38 des Anschlussstücks 12 eingeführt wird. Wie in den 5B und 5C gezeigt ist, liegt die geneigte Fläche 60 an der Auflauffläche 58 an, wenn das zweite Ende 20 weiter in das Anschlussstück 12 eingeführt wird. Das zweite Ende 20 und die Passfläche 26 können so ausgelegt sein, dass die Passfläche 26 beabstandet von der Dichtung 30 positioniert ist, bis die geneigte Fläche 60 an der Auflauffläche 58 anliegt, um die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung der Dichtung 30 zu reduzieren, während das zweite Ende 20 in das Anschlussstück 12 eingeschoben wird.
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Wie in den 5B und 5C gezeigt ist, zwingt die Auflauffläche 58 das zweite Ende 20 sich zu drehen, z. B. im Uhrzeigersinn in den 5B und 5C, um das zweite Ende 20 gegen die Dichtung 30 und die Passfläche 26 zu drücken, wenn die geneigte Fläche 60 an der Auflauffläche 58 anliegt. Mit anderen Worten, die geneigte Fläche 60 bleibt während eines Großteils des Einschiebens des zweiten Endes 20 in die Bahn 38 von der Dichtung 30 beabstandet, und, wenn die geneigte Fläche 60 die Dichtung 30 berührt, führt die Auflauffläche 58 die geneigte Fläche 60, um die Dichtung 30 zwischen dem zweiten Ende 20 und der Passfläche 26 mit minimaler seitlicher Bewegung der geneigten Fläche 60 relativ zur Dichtung 30 einzuklemmen. Diese Klemmbewegung mit minimaler seitlicher Bewegung reduziert die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung der Dichtung 30 während des Einschiebens des zweiten Endes 20 in das Anschlussstück 12.
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Wie in 5C gezeigt ist, grenzt die geneigte Fläche 60 an die Auflauffläche 58 der Bahn 38 an, wenn das zweite Ende 20 des Säulenkanals 16 mit dem Anschlussstück 12 in Eingriff steht. Durch den Eingriff der geneigten Fläche 60 mit der Auflauffläche 58, wenn das zweite Ende 20 in der Bahn 38 sitzt, wie in 5C gezeigt ist, wird die Dichtung 30 zwischen dem zweiten Ende 20 und der Passfläche 26 eingequetscht.
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Wie am besten in den 5A–C gezeigt ist, erstreckt sich die geneigte Fläche 60 des zweiten Endes 20 vom vorderen Ende 50 aus in einer vom vorderen Ende 50 wegführenden Richtung. Die geneigte Fläche 60 erstreckt sich quer von der halbkreisförmigen Fläche 24 aus in einer vom vorderen Ende 50 wegführenden Richtung. Insbesondere erstreckt sich die geneigte Fläche 60 in einem stumpfen Winkel relativ zum hinteren Ende 52.
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Um das zweite Ende 20 aus dem Anschlussstück 12 zu lösen, kann der Verbindungskanal 16 auf das Anschlussstück 12 zu geschoben werden, um die Dichtung 30 zu komprimieren und die Lasche 56 aus dem Schlitz 54 zu lösen. Nachdem die Lasche 56 aus dem Schlitz 54 gelöst ist, kann das zweite Ende 20 aus dem Anschlussstück 12 herausgeschwenkt werden. Darüber hinaus oder alternativ dazu, können die Wand 42 und/oder der Vorsprung 44 der Bahn 38 elastisch flexibel sein, wie oben dargelegt wurde, so dass die Wand 42 und/oder der Vorsprung 44 gezielt von der Lasche 56 weggebogen werden können, um den Schlitz 54 von der Lasche 56 zu lösen, damit das zweite Ende 20 aus dem Anschlussstück 12 gelöst werden kann.
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Das HVAC-System kann zum Beispiel ein hinteres Zusatz-HVAC-Modul umfassen, das sich im Fahrzeugheck befinden kann. Bei einer derartigen Konfiguration können das Anschlussstück 12 und der Dachhimmelkanal 14 so verlängert werden, dass sie im Heck des Fahrzeugs an die D-Säule des Fahrzeugs angrenzen, und der Säulenkanal 16 kann sich vom Anschlussstück 12 bis zum Dachhimmelkanal entlang der D-Säule erstrecken. Das Anschlussstück 12 kann zum Beispiel eine Verlängerung des hinteren Zusatz-HVAC-Moduls sein. Das Anschlussstück 12, der hintere Dachhimmelkanal 14 und der Säulenkanal 16 können alternativ an jeder Säule des Fahrzeugs angeordnet sein.
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Die Offenbarung wurde auf veranschaulichende Art beschrieben, und es versteht sich, dass die verwendete Terminologie den Charakter von Worten der Beschreibung und nicht der Beschränkung aufweisen soll. Viele Modifikationen und Variationen der vorliegenden Offenbarung sind in Anbetracht der obigen Lehren möglich, und die Erfindung kann anders als hier spezifisch beschrieben umgesetzt werden.