DE102018109710A1

DE102018109710A1 - Mehrteiliger Luftkanal bei einem Kraftfahrzeug sowie Verfahren zur Herstellung eines solchen Luftkanals

Info

Publication number: DE102018109710A1
Application number: DE102018109710.7A
Authority: DE
Inventors: Bogdan Pentia
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2018-04-23
Filing date: 2018-04-23
Publication date: 2019-10-24
Anticipated expiration: 2038-04-24
Also published as: DE102018109710B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen mehrteiligen Luftkanal (5), wobei der Luftkanal (5) sich, ausgehend von einer Öffnung (4) in einer Außenhautkomponente eines Kraftfahrzeugs, ins Innere des Kraftfahrzeugs erstreckt, wobei der Luftkanal (5) eine erste Komponente (6) und eine zweite Komponente (7) aufweist, die im miteinander verbundenen Zustand Bestandteil des Luftkanals (5) bilden.Bei einem solchen Luftkanal ist vorgesehen, dass eine zwischen den beiden Komponenten (6, 7) angeordnete Weichkomponente (10) die beiden Komponenten (6, 7) miteinander verbindet, wobei die Weichkomponente (10) gleichzeitig eine Dichtfunktion zu einem Rohbau (1) des Kraftfahrzeugs bildet.Die Erfindung schlägt ferner ein Verfahren zur Herstellung eines mehrteiligen Luftkanals zur Verwendung bei einem Kraftfahrzeug vor, wobei eine erste Komponente (6) und eine zweite Komponente (7) des Luftkanals (5) in einem Spritzgussprozess über eine Weichkomponente (10) miteinander verbunden werden, wobei die Weichkomponente (10) derart ausgebildet wird, dass sie die Funktion eines Dichtelements bezüglich eines Rohbaus (1) des Kraftfahrzeugs bei Positionierung des Luftkanals (5) am Rohbau (1) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen mehrteiligen Luftkanal, wobei der Luftkanal sich, ausgehend von einer Öffnung in einer Außenhautkomponente eines Kraftfahrzeugs, ins Innere des Kraftfahrzeugs erstreckt, wobei der Luftkanal eine erste Komponente und eine zweite Komponente aufweist, die im miteinander verbundenen Zustand Bestandteil des Luftkanals bilden.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines mehrteiligen Luftkanals zur Verwendung einem Kraftfahrzeug.
Ein derartiger mehrteiliger Luftkanal ist aus der EP 1 854 681 A2 bekannt. Dieser Luftkanal ist insbesondere unter einer Motorhaube eines Kraftfahrzeugs angeordnet. Eine erste Komponente des Luftkanals ist eine obere Komponente und eine zweite Komponente des Luftkanals eine untere Komponente. Die beiden Komponenten sind durch eine Dichtung relativ zueinander abgedichtet, die gleichzeitig zur Befestigung der beiden Komponenten aneinander beiträgt. Die Dichtung ist zwischen seitlichen Flanschen der Komponenten angeordnet. Bei der Herstellung dieses Luftkanals wird die Dichtung eingespritzt, die zur Befestigung der beiden Komponenten aneinander beiträgt. Somit können alle wesentlichen Bestandteile des Luftkanals, nämlich die Komponenten und die Dichtung, in einem Ein- oder Mehrkomponenten-Spritzgussverfahren hergestellt und zusammengefügt werden, ohne dass weitere Verfahrensschritte zur Verbindung der beiden Komponenten notwendig sind. Die Dichtung wird entweder zwischen seitlichen Flanschen der Komponenten eingespritzt oder um die seitlichen Flansche gespritzt.
Die Druckschriften JP 381 55 19 B2 , CN 206017009 U und US 6883861 B2 offenbaren jeweils einen Luftkanal aus einer oberen und einer unteren Komponente, wobei die beiden Komponenten miteinander zu dem Luftkanal verbunden sind.
In der DE 10 2014 116 612 A1 ist ein Luftkanal beschrieben, der mehrteilig ausgeführt ist. Ein Radkastenelement, ein Hutprofil und ein Radhausschalenelement bilden zusammen den Luftkanal. Luft wird durch den Luftkanal zu einem Heckmotor des als Personenkraftwagen ausgebildeten Kraftfahrzeugs geführt und gelangt von da aus wieder zur Außenseite des Kraftfahrzeugs.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen mehrteiligen Luftkanal der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass bei baulich besonders einfacher Gestaltung des Luftkanals dieser eine erhöhte Funktionalität aufweist. Aufgabe der Erfindung ist es ferner, ein besonders einfaches Verfahren zur Herstellung eines mehrteiligen Luftkanals, der eine erhöhte Funktionalität aufweist, anzugeben.
Gelöst wird die Aufgabe durch einen mehrteiligen Luftkanal, der gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 ausgebildet ist. Gelöst wird die Aufgabe ferner durch ein Verfahren, das die Merkmale des Patentanspruchs 8 aufweist.
Bei dem erfindungsgemäßen mehrteiligen Luftkanal ist vorgesehen, dass eine zwischen den beiden Komponenten angeordnete Weichkomponente die beiden Komponenten miteinander verbindet, wobei die Weichkomponente gleichzeitig eine Dichtfunktion zu einem Rohbau des Kraftfahrzeugs bildet.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass bei dem mehrteiligen Luftkanal die beiden Komponenten mittels der Weichkomponente auch dichtend miteinander verbunden sind.
Insbesondere handelt es sich bei der ersten Komponente um eine obere Komponente und bei der zweiten Komponente um eine untere Komponente. Diese Komponenten können durchaus aus unterschiedlichen Materialien, insbesondere unterschiedlichen Kunststoffen bestehen.
Insbesondere findet der mehrteilige Luftkanal Verwendung in einem Heckbereich eines Personenkraftwagens, insbesondere eines mittels heckseitigen Verbrennungsmotors angetriebenen Personenkraftwagens.
Vorzugsweise bildet die untere Komponente Bestandteil eines Radhauses, insbesondere Bestandteil eines im Bereich einer Hinterachse des Personenkraftwagens angeordneten Radhauses.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine der Komponenten, insbesondere die obere Komponente, auf der der anderen Komponente zugewandten Seite ein flächiges Element zur Optimierung der Akustik der miteinander verbundenen beiden Komponenten aufweist. Insbesondere ist das flächige Element als Vlies ausgebildet.
Der Luftkanal des Kraftfahrzeugs ist insbesondere ein Prozessluftkanal. Durch diesen Luftkanal wird somit Prozessluft relevanten Komponenten des Kraftfahrzeugs zugeführt.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung des mehrteiligen Luftkanals zur Verwendung bei einem Kraftfahrzeug, insbesondere zur Herstellung eines mehrteiligen vorbeschriebenen Luftkanals, ist vorgesehen, dass eine erste Komponente und eine zweite Komponente des Luftkanals in einem Spritzgussprozess über eine Weichkomponente miteinander verbunden werden, wobei die Weichkomponente derart ausgebildet wird, dass sie die Funktion eines Dichtelements bezüglich eines Rohbaus des Kraftfahrzeugs bei Positionierung des Luftkanals am Rohbau aufweist. Somit werden bereits beim Herstellen des Luftkanals die Funktionalitäten der Verbindung der beiden Komponenten und die Ausbildung der Funktion des Dichtelements bezüglich des Rohbaus verwirklicht.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass zusätzlich im Spritzgussprozess ein flächiges Element, insbesondere ein Vlies, als Akustikmaßnahme in den Luftkanal integriert wird. Das flächige Element wird beispielsweise über eine Weichkomponente mit der oberen Komponente verbunden.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der beigefügten Zeichnung und der Beschreibung des in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispiels, ohne hierauf beschränkt zu sein.
Es zeigt:

1 eine räumliche Ansicht eines Rohbaus eines Personenkraftwagens im Bereich eines hinteren, linken Kotflügels mit in diesen Kotflügel integriertem Luftkanal,
2 eine Darstellung gemäß 1, mit mittels strichlierter Linien veranschaulichtem Verlauf des Luftkanals innerhalb des Kotflügels,
3 in einer räumlichen Ansicht der gesamte Luftkanal, der in diesem Zustand mit dem Rohbau verbunden wird,
4 eine räumliche Ansicht der erfindungsrelevante Teil des Luftkanals, schräg von oben gesehen,
5 die Anordnung gemäß 4, schräg von unten gesehen,
6 die Anordnung gemäß 3 in einer Explosionsdarstellung,
7 einen Schnitt gemäß der Linie VII-VII in 2.

1 zeigt betreffend ein Kraftfahrzeug, konkret einen als Sportwagen ausgeführten Personenkraftwagen, einen Rohbau 1 der Karosserie im Bereich eines linken hinteren Kotflügels 2, der mit einem Radausschnitt 3 versehen ist. Der Kotflügel 2 weist in seinem vorderen Bereich eine Öffnung 4 auf, in die ein mehrteiliger Luftkanal 5 eingepasst ist. Dieser mehrteilige Luftkanal 5 besteht aus, auf die Orientierung des Fahrzeugs bezogen, einer oberen Komponente 6, einer unteren Komponente 7 und einer vor der oberen Komponente 6 angeordneten vorderen Komponente 8. Diesem schließt sich vorne unmittelbar an eine Öffnung 4 in einer Außenhaut des Kotflügels an. Hierbei sind nur die Komponenten 6 und 7 bezüglich des mehrteiligen Luftkanals 5 erfindungsrelevant.
Die Komponenten 6 und 7 werden miteinander verbunden und die Komponente 8, nach Verbindung der beiden Komponenten 6 und 7, in die Komponente 6 eingesteckt und mit dieser sowie der Komponente 7 verbunden, insbesondere verclipst. Die vordere Komponente 8 stellt hierbei einen Eintrittsbereich für die Luft dar. Diese Luft wird durch den weiteren Bereich des Luftkanals 5, der durch die Komponenten 6 und 7 gebildet ist, geführt und verlässt in dem der vorderen Komponente 8 abgewandten Bereich der Komponenten 6 und 7 diese durch eine Öffnung 9.
Der Luftkanal 5 erstreckt sich somit, ausgehend von der Öffnung 4 in der Außenhaut des Kotflügels 2 in das Innere des Personenkraftwagens. Die durch den Luftkanal 5 geleitete Luft wird, in ihrer Funktion als Prozessluft, im konkreten Fall einem Luftfilter eines im Heckbereich des Personenkraftwagens angeordneten Verbrennungsmotors zugeführt.
Die untere Komponente 7 bildet die obere Begrenzung des Radhauses im Bereich des hinteren linken Fahrzeugrades und ist dementsprechend gewölbt ausgebildet. Oberhalb dieser unteren Komponente 7 ist die obere Komponente 6 positioniert und mit der unteren Komponente 7 verbunden.
Die obere Komponente 6 und die untere Komponente 7 werden derart miteinander verbunden, dass zwischen den Komponenten 6 und 7 eine Weichkomponente 10 angeordnet ist. Die obere Komponente 6 wird beispielsweise in einem ersten Werkzeug im Spritzguss hergestellt und die untere Komponente 7 in einem zweiten Werkzeug im Spritzguss hergestellt. Anschließend werden in einem Spritzgussprozess die beiden Komponenten 6 und 7 über die Weichkomponente 10 miteinander verbunden. Diese stellt gleichzeitig die Dichtfunktion zum Rohbau 1 sicher. Dieses Detail ist insbesondere der Darstellung der 7 für den geschnittenen Bereich beispielhaft zu entnehmen. Die Spritzgusswerkzeuge sind insbesondere mit offenen Kanälen, somit im Querschnitt U-förmigen Kanälen, versehen, durch die die Weichkomponente 10 zwischen die Komponenten 6, 7 im gesamten umlaufenden Randbereich eingebracht werden kann.
Dies ermöglicht es, zusätzlich die Komponenten 6, 7 mittels der Weichteilkomponente 10 zu verbinden. Bei der Weichkomponente 10 handelt es sich insbesondere um einen thermoplastischen Elastomer.
In der Komponenten 6, 7 sind Durchlässe 10 zur Aufnahme von Befestigungsmitteln, insbesondere Schrauben, vorgesehen, zwecks Befestigung des Luftkanals 5 am Rohbau 1, dort auch am Kotflügel 2.
Der Explosionsdarstellung gemäß 6 ist zu entnehmen, dass der Luftkanal 5 zusätzlich ein flächiges Element 12, bei dem es sich um ein Vlies handelt, aufweist. Dieses Element 12 ist als Akustikmaßnahme in den Luftkanal 5 integriert. Das Element 12 ist als Formteil ausgebildet, entsprechend der Form der oberen Komponente 6 in dem Bereich, in dem das Element 12 anliegt, wobei das Element 12 in dessen umlaufenden Randbereich in einer elastischen rahmenartigen Aufnahme 13 gehalten ist, die zur Steigerung der Formstabilität des Elements 12 und deren Anbindung an die Komponenten 6 und 7 vorgesehen ist. Diese Aufnahme 13 besteht aus elastischem Material. Die Anordnung von Element 12 und Aufnahme 13 wird beim Herstellen der Verbindung der Komponenten 6 und 7 in den Fertigungsprozess integriert.
Es wird somit ein mehrteiliger Luftkanal 5, insbesondere mehrteiliger Prozessluftkanal, vorgeschlagen, mit den im Fertigungsprozess integrierten Funktionen, nämlich 1. Verbund, 2. Dichtfunktion zur Karosserie und 3. Akustikmaßnahme. Hierbei wird die obere Komponente 6 mit der unteren Komponente 7 im Spritzgussprozess miteinander über die Weichkomponente 10 verbunden, die gleichzeitig die Dichtfunktion zum Rohbau 1 sicherstellt. Das flächige Element 12 bzw. Vlies ist als Akustikmaßnahme im Fertigungsprozess integriert.
Bezugszeichenliste

1: Rohbau
2: Kotflügel
3: Radausschnitt
4: Öffnung
5: mehrteiliger Luftkanal
6: obere Komponente
7: untere Komponente
8: vordere Komponente
9: Öffnung
10: Weichkomponente
11: Durchlass
12: flächiges Element
13: Aufnahme

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1854681 A2 [0003]
JP 3815519 B2 [0004]
CN 206017009 U [0004]
US 6883861 B2 [0004]
DE 102014116612 A1 [0005]

Claims

Mehrteiligen Luftkanal (5), wobei der Luftkanal (5) sich, ausgehend von einer Öffnung (4) in einer Außenhautkomponente eines Kraftfahrzeugs, ins Innere des Kraftfahrzeugs erstreckt, wobei der Luftkanal (5) eine erste Komponente (6) und eine zweite Komponente (7) aufweist, die im miteinander verbundenen Zustand Bestandteil des Luftkanals (5) bilden, dadurch gekennzeichnet, dass eine zwischen den beiden Komponenten (6, 7) angeordnete Weichkomponente (10) die beiden Komponenten (6, 7) miteinander verbindet, wobei die Weichkomponente (10) gleichzeitig eine Dichtfunktion zu einem Rohbau (1) des Kraftfahrzeugs bildet.
Mehrteiliger Luftkanal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten (6, 7) mittels der Weichkomponente (10) dichtend miteinander verbunden sind.
Mehrteiliger Luftkanal nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Komponente (6) eine obere Komponente und die zweite Komponente (7) eine untere Komponente ist.
Mehrteiliger Luftkanal nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Komponente (7) Bestandteil eines Radhauses bildet, insbesondere Bestandteil eines im Bereich einer Hinterachse eines Personenkraftwagens angeordneten Radhauses bildet.
Mehrteiliger Luftkanal nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Komponente (6) der Komponenten (6, 7), insbesondere die obere Komponente (6), auf der der anderen Komponente (7) der Komponenten (6, 7) zugewandten Seite ein flächiges Element (12) zur Optimierung der Akustik der miteinander verbundenen Komponenten (6, 7) aufweist.
Mehrteiliger Luftkanal nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das flächige Element (12) als Vlies ausgebildet ist.
Mehrteiliger Luftkanal nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftkanal (5) ein Prozessluftkanal ist.
Verfahren zur Herstellung eines mehrteiligen Luftkanals (5) zur Verwendung bei einem Kraftfahrzeug, insbesondere zur Herstellung eines mehrteiligen Luftkanals (5) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Komponente (6) und eine zweite Komponente (7) des Luftkanals (5) in einem Spritzgussprozess über eine Weichkomponente (10) miteinander verbunden werden, wobei die Weichkomponente (10) derart ausgebildet wird, dass sie die Funktion eines Dichtelements bezüglich eines Rohbaus (1) des Kraftfahrzeugs bei Positionierung des Luftkanals (5) am Rohbau (1) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich im Spritzgussprozess ein flächiges Element (12), insbesondere ein Vlies, als Akustikmaßnahme in den Luftkanal (5) integriert wird.