DE19513670A1 - Klappe für einen Luftführungskanal - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Klappe für einen Luftführungs­ kanal, insbesondere für eine Heizungs- und/oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs, mit einem aus zwei Klappenhälften zu­ sammengefügten Klappenkörper.

Aus der DE 32 27 458 A1 ist eine Klappe zum Steuern der Luft­ strömung in einer Leitung für eine Heizungs- oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs bekannt, die aus zwei in gegenseitiger Anlage gehaltenen Klappenhälften gebildet ist. Die beiden Klappenhälften sind aus einem dünnen Leichtmetall geformt, wobei ihre ebenen Flächen flächig aneinander anliegen. Beide Klappenhälften weisen umlaufend jeweils einen nach außen ab­ ragenden Rand auf, wobei die beiden Ränder der beiden Klap­ penhälften ebenfalls aneinander anliegen. Die Ränder sind von einer gemeinsamen umlaufenden Dichtung umschlossen, die aus Gummi besteht und auf die Ränder aufgeformt ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Klappe der eingangs ge­ nannten Art zu schaffen, die strömungsgünstig gestaltet wer­ den kann und dennoch eine ausreichende Festigkeit aufweist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die beiden Klappen­ hälften aus Kunststoff hergestellt und mittels eines entlang einer Seitenkante der beiden Klappenhälften angespritzten Filmscharnieres zu einem einstückigen Spritzgußteil miteinan­ der verbunden sind, wobei die beiden Klappenhälften um eine Scharnierachse des Filmscharnieres zusammenklappbar und mit Hilfe von Fixierelementen in dieser zusammengeklappten Posi­ tion fixierbar sind. Durch die Wahl eines Kunststoffmaterials zur Herstellung der beiden Klappenhälften und durch die Ver­ bindung der beiden Klappenhälften mittels eines Filmscharnie­ res zu einem einstückigen Bauteil ist es möglich, die Klappe in einem einstufigen Spritzgußvorgang mittels einer gemeinsa­ men Werkzeugform für beide Klappenhälften herzustellen. Durch die Herstellung der Klappe im Kunststoffspritzgußverfahren ist es außerdem möglich, die Klappe nach strömungstechnischen Gesichtspunkten zu konstruieren. Durch die erfindungsgemäße Lösung ist es möglich, Klappenformen herzustellen, die indi­ viduell an die jeweiligen Funktionsanforderungen angepaßt sind.

In Ausgestaltung der Erfindung sind die beiden Klappenhälften halbschalenförmig ausgebildet und ergänzen sich in ihrer zu­ sammengeklappten Position zu einem Hohlkörper mit einer strö­ mungsgünstigen Außenkontur. Dadurch wird eine nach strömungs­ technischen Gesichtspunkten optimierte Klappenform geschaf­ fen, die insbesondere ein Leitflächen- oder Tropfenprofil aufweisen kann.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Innenseiten der halbschalenförmigen Klappenhälften mit zueinander korre­ spondierenden Verstärkungsrippen zur Versteifung des Hohlkör­ pers versehen. Neben der Möglichkeit der strömungstechnischen Optimierung der Klappe wird durch diese Ausgestaltung eine ausreichende Festigkeit für die Klappe erzielt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind als Fixierele­ mente an beiden Klappenhälften zueinander korrespondierende Teile einer Rastverbindung angespritzt. Dadurch sind auch die Fixierelemente einstückig mit der Klappe verbunden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind Lagerbuchsen zur Lagerung der Klappe einstückig an wenigstens einer Klappen­ hälfte angespritzt. Dadurch wird die Anzahl von Teilen für die funktionsgerechte Montage der Klappe weiter reduziert.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist im Bereich einer Lagerbuchse zusätzlich ein Stellhebel zur Verschwenkung der Klappe einstückig angespritzt. Dadurch sind an dem einstücki­ gen Spritzgußteil der Klappe bereits alle wesentlichen Funk­ tionselemente angeformt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Außenkontur des durch die Klappenhälften gebildeten Hohlkörpers mit einer elastomeren Dichtmasse, insbesondere einem Schaumstoff, um­ mantelt. Dadurch werden Herstellungstoleranzen der Klappe ausgeglichen und es wird eine gute Dichtwirkung der Klappen­ funktion in einem entsprechenden Luftführungskanal erzielt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind an den beiden Klappenhälften entlang ihrer Seitenkanten nach außen abragen­ de umlaufende Dichtstege angeformt, die mit über den Umfang der Dichtstege verteilten Aussparungen zum Anspritzen einer elastomeren, umlaufenden Dichtlippe versehen sind. Durch die einstückig angeformten Dichtstege wird die Basis für eine einfache Umspritzung der Dichtlippe geschaffen, die durch das formschlüssige Einformen in die Aussparungen zudem sicher an den Dichtstegen gehalten ist.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung, die an­ hand der Zeichnungen dargestellt sind.

Fig. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung eine Ausfüh­ rungsform einer erfindungsgemäßen Klappe, die aus zwei Klappenhälften besteht, an denen zwei Lagerbuch­ sen und ein Stellhebel angeformt sind,

Fig. 2 die Klappe nach Fig. 1 in einer aufgeklappten Posi­ tion, in der die im Inneren der Klappenhälften vorge­ sehenen Verrippungen erkennbar sind,

Fig. 3 die Klappe nach Fig. 2 in einer gegenüber der Positi­ on nach Fig. 2 hochgeklappten Zwischenposition,

Fig. 4 die Klappe nach den Fig. 1 bis 3 in perspektivischer Darstellung, wobei die Klappe zusätzlich mit einer Schaumgummiummantelung versehen ist, und

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung einer weiteren Klap­ pe ähnlich Fig. 1, die zusätzlich mit einem umlaufen­ den Stegrand versehen ist.

Eine Klappe (1) nach den Fig. 1 bis 4 ist zur Steuerung einer Luftströmung in einem Luftführungskanal einer Heizungs- und/ oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs vorgesehen. Die Klappe (1) ist in nicht dargestellter Weise in gegenüberliegenden Wandungen eines solchen Luftführungskanales um ihre Schwenk­ achse (2) schwenkbar gelagert. Die Klappe (1) ist in dem Luftführungskanal zwischen einer die Luftströmung durch den Luftführungskanal freigebenden und einer den Luftführungs­ kanal abschließenden Position stufenlos verschwenkbar. Die Klappe (1) ist aus Kunststoff, vorzugsweise einem Thermopla­ sten, hergestellt und weist zwei halbschalenförmige Klappen­ hälften (3, 4) auf, die einander zu einem strömungsgünstig geformten Hohlkörper mit einem tropfenartigen Profil ergän­ zen. Dabei ist die Klappe (1) so gestaltet, daß sie in ihrer die Strömung durch den Luftführungskanal freigebenden, geöff­ neten Position derart aerodynamisch günstig in der Luftströ­ mung ausgerichtet ist, daß sie einen geringen Luftwider­ standsbeiwert aufweist.

Die beiden Klappenhälften (3, 4) sind mittels eines Film­ scharnieres (6) einstückig miteinander verbunden. Das Film­ scharnier (6) ist an einer seitlichen Stirnkante der Klappe (1) und damit auch der beiden Klappenhälften (3, 4) vorgese­ hen, die in der in dem Luftführungskanal geöffneten Position der Klappe (1) der Luftströmung entgegenragt. Das Filmschar­ nier (6) erstreckt sich über die gesamte Breite der beiden Klappenhälften (3, 4). Die beiden Klappenhälften (3, 4) sind um eine durch das Filmscharnier (6) gebildete Scharnierachse aus einer Werkzeugposition, in der sie sich in einer gemein­ samen Ebene befinden (Fig. 2), in einer Schließrichtung (S) (Fig. 3) in die Position nach Fig. 1 zusammenklappbar. Dabei sind beide Klappenhälften (3, 4) im wesentlichen symmetrisch zueinander ausgebildet, so daß sie in der zusammengeklappten Position bündig aufeinanderliegen. Auf der dem Filmscharnier (6) gegenüberliegenden Stirnseite der Klappe (1) sind die beiden Klappenhälften (3, 4) mit Fixierelementen in Form ei­ ner Rastverbindung versehen, die in den Zeichnungen jedoch nicht dargestellt ist. Die Rastverbindung weist dabei wenig­ stens einen Rasthaken an einer der beiden Klappenhälften (3, 4) sowie wenigstens eine korrespondierende Raststelle an der gegenüberliegenden Klappenhälfte (3, 4) auf, die beim Schlie­ ßen der Klappenhälften (3, 4) in der zusammengeklappten Posi­ tion der Klappe (1) (Fig. 1) formschlüssig ineinanderrasten. Vorzugsweise ist die Rastverbindung im Bereich der Innensei­ ten der Klappenhälften (3, 4) vorgesehen, so daß sie in der zusammengeklappten Position der Klappe (1) unsichtbar ist und keinen Strömungswiderstand für die Außenkontur der Klappe (1) darstellt. Beide Klappenhälften (3, 4) sind auf ihren Innen­ seiten mit gitterartigen Verrippungen in Form von jeweils vier in Strömungsrichtung längs verlaufenden Verstärkungsrip­ pen (12 bzw. 14) sowie drei quer zur Strömungsrichtung ver­ laufenden Verstärkungsrippen (11 bzw. 13) versehen. Die Ver­ stärkungsrippen (11 bis 14) sind einstückig an den Innensei­ ten der Klappenhälften (3, 4) angeformt. Die Verstärkungsrip­ pen (11, 12 und 13, 14) der beiden Klappenhälften (3, 4) sind derart symmetrisch zu der Scharnierachse des Filmscharnieres (6) angeordnet, daß jeweils zugeordnete Verstärkungsrippen (11, 13, bzw. 12, 14) in der zusammengeklappten Position der Klappe (1) aufeinanderliegen. Dabei enden alle Oberseiten der Verstärkungsrippen (11 bis 14) in der zusammengeklappten Po­ sition der Klappe (1) in einer gemeinsamen Trennebene (7), so daß die jeweils gegenüberliegenden Verstärkungsrippen (11, 13; 12, 14) bündig aneinander anschließen. Dadurch stützen sich die beiden Klappenhälften (3, 4) über die gesamte Fläche der gitterartigen Verrippungen gegenseitig ab. Durch diese Verrippung wird daher eine äußerst stabile Klappe (1) ge­ schaffen, die eine hohe Festigkeit in Bezug auf Torsions- und Biegebeanspruchungen aufweist.

An der Klappenhälfte (4) sind koaxial zur Schwenkachse (2) auf gegenüberliegenden Seiten der Klappenhälfte (4) zwei La­ gerbuchsen (4) einstückig angeformt, die von der jeweiligen Seitenwandung der Klappenhälfte (4) aus nach außen abragen. Dabei stellen die beiden Lagerbuchsen (8) jeweils hohlzylin­ drische Fortsätze dar, die an der Klappenhälfte (4) ange­ spritzt sind. Damit das Zusammenklappen der beiden Klappen­ hälften (3, 4) durch die Lagerbuchsen (8) nicht behindert wird, sind an der anderen Klappenhälfte (3) auf Höhe der La­ gerbuchsen (8) in beiden Seitenwandungen der Klappenhälfte (3) zwei halbkreisförmige Aussparungen (10) vorgesehen, deren Durchmesser exakt an die Außenkontur der Lagerbuchsen (8) an­ gepaßt ist. An einer der beiden Lagerbuchsen (8) ist zudem ein radial nach außen abragender Stellhebel (9) einstückig angespritzt, der im montierten Zustand der Klappe (1) in an sich bekannter Weise an eine dem Luftführungskanal zugeord­ nete Steuereinrichtung angeschlossen ist und zur Übertragung der Steuerbewegung der Steuereinrichtung auf eine Schwenkbe­ wegung der Klappe (1) beiträgt. Beim dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel dienen die Lagerbuchsen (8) zur Lagerung der Klappe (1) in gegenüberliegenden Wandungen des Luftführungs­ kanales. Der Stellhebel (9) zur Verschwenkung der Klappe (1) im Luftführungskanal ist bereits außerhalb des Luftführungs­ kanales angeordnet.

Für beide Klappenhälften (3, 4) einschließlich der Lagerbuch­ sen (8) und des Stellhebels (9) ist eine gemeinsame Werkzeug­ form vorgesehen. Die Werkzeugform ist so ausgebildet, daß die beiden Klappenhälften (3, 4) in ihrer in Fig. 2 dargestellten Position, d. h. in einer gemeinsamen Ebene, unter gleichzeiti­ ger Bildung des diese verbindenden Filmscharnieres gespritzt werden. Die Werkzeugform kann relativ einfach gehalten wer­ den, da lediglich für das Auge in dem Stellhebel (9) und ge­ gebenenfalls für die beiden Lagerbuchsen (8) zur spritzguß­ technischen Entformung notwendige Kerne oder ähnliches vorge­ sehen sein müssen. Die gesamte Klappe (1) einschließlich der beiden Klappenhälften (3, 4), des Filmscharnieres (6), der beiden Lagerbuchsen (8), der nicht dargestellten Rastverbin­ dung und des Stellhebels (9) ist somit in einem einstufigen Spritzgußprozeß mittels eines gemeinsamen Werkzeuges als ein­ stückiges Spritzgußteil herstellbar. Je nach der Gestaltung der Werkzeugform sind unterschiedliche und an die jeweiligen Anforderungen angepaßte Klappenformen erzielbar.

Die Klappe (1) weist eine glatte, strömungsgünstige Außenkon­ tur auf. Um Herstellungstoleranzen der Klappe (1) auszuglei­ chen und in jedem Fall eine sichere Dichtfunktion innerhalb des Luftführungskanales zu erzielen, ist die Klappe (1) gemäß Fig. 4 zusätzlich mit einer elastischen Dichtmasse in Form eines Schaumstoffes (15), vorzugsweise eines Polypropylen­ schaumes, ummantelt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Schaumstoffummantelung (15) um die in der Luftströ­ mung des Luftführungskanales liegende Außenkontur der Klappe (1) herumgelegt, wobei die Stirnenden der Schaumstoffummante­ lung (15) im Bereich der Trennlinie (16) aneinandergefügt sind.

Die Klappe (1a) nach Fig. 5 entspricht im wesentlichen der Klappe (1) nach den Fig. 1 bis 3, so daß eine weitere, dies­ bezügliche Beschreibung entbehrlich ist. Auch bei dieser Klappe (1a) sind zwei Klappenhälften (3a, 4a) vorgesehen, die mittels eines Filmscharnieres (6a) einstückig miteinander verbunden sind. Auf der dem Filmscharnier (6a) gegenüberlie­ genden Stirnseite (5a) der Klappe (1a) ist auch eine nicht sichtbare Rastverbindung vorgesehen. Wie auch bei der Klappe (1) aus den Fig. 1 bis 3 sind Lagerbuchsen (8a) und ein Stellhebel (9a) einstückig an der Klappenhälfte (4a) ange­ spritzt. Beide Klappenhälften (3a, 4a) sind jedoch zusätzlich mit jeweils einem nach außen abragenden, umlaufenden Dicht­ steg (17, 18) versehen, wobei die beiden Dichtstege (17, 18) jeweils einstückig an den beiden Klappenhälften (3a, 4a) an­ gespritzt sind und in der Trennebene (7a) flächig aneinander anliegen. Durch die beiden umlaufenden Dichtstege (17, 18) wird in der zusammengeklappten Position der Klappe (1a) ein umlaufender Rand geschaffen, auf den eine aus einem elasti­ schen Werkstoff bestehende, nicht dargestellte Dichtlippe aufspritzbar ist. Um die angeformte Dichtlippe auf dem durch die Dichtstege (17, 18) gebildeten umlaufenden Rand sicher zu halten, sind in beiden Dichtstegen (17, 18) über ihren Umfang verteilt mehrere Aussparungen vorgesehen, die beim darge­ stellten Ausführungsbeispiel als die Dichtstege (17, 18) durchsetzende Durchbrüche (19) ausgebildet sind. Beim Um­ spritzen des Materials der Dichtlippe um die Dichtstege (17, 18) läuft das Material der Dichtlippe auch in die Durchbrüche (19), wodurch das Material der Dichtlippe zusätzlich zur Haf­ tung an den Außenkonturen der Dichtstege (17, 18) formschlüs­ sig an dem durch die Dichtstege (17, 18) gebildeten Rand ge­ halten wird. Auch die Dichtstege (17, 18) werden in einer ge­ meinsamen Werkzeugform zusammen mit den übrigen Teilen der Klappe (1a) in einem einstufigen Spritzgußvorgang einstückig an den Klappenhälften (3a, 4a) angeformt. Da durch die aufge­ spritzte Dichtlippe bereits ein Zusammenhalt der beiden Klap­ penhälften gewährleistet ist, ist es möglich, auf eine Rast­ verbindung im Inneren der beiden Klappenhälften zu verzich­ ten. Bei einem solchen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel dient dann die Dichtlippe als Fixierelementanordnung im Sinne der Erfindung.

Gleiches gilt auch für die durch die Schaumstoffummantelung (15) ummantelte Klappe (1) nach Fig. 4. Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist im Inneren der Klappe gemäß Fig. 4 keine Rastverbindung vorgesehen. Die Fi­ xierung der beiden Klappenhälften in ihrer zusammengeklappten Position erfolgt vielmehr durch die Schaumstoffummantelung, die die Außenkontur der Klappe umschließt und flächig mit dieser verklebt ist. Selbstverständlich darf die Trennlinie der Stirnkanten der Schaumstoffummantelung bei diesem Ausfüh­ rungsbeispiel nicht in der gemeinsamen Trennebene der beiden Klappenhälften liegen.

Claims (9)

1. Klappe für einen Luftführungskanal, insbesondere für ei­ ne Heizungs- und/oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs, mit einem aus zwei Klappenhälften zusammengefügten Klappenkörper, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Klappenhälften (3, 4; 3a, 4a) aus Kunststoff hergestellt und mittels eines entlang einer Seitenkante der beiden Klappenhälften (3, 4; 3a, 4a) angespritzten Filmscharnieres (6, 6a) zu einem einstückigen Spritzgußteil miteinander verbunden sind, wobei die beiden Klappenhälften (3, 4; 3a, 4a) um eine Scharnierachse des Filmscharnieres (6, 6a) zusammenklappbar und mit Hilfe von Fixierelementen in dieser zusammengeklappten Position fixier­ bar sind.

2. Klappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Klappenhälften (3, 4; 3a, 4a) halbschalenförmig ausge­ bildet sind und sich in ihrer zusammengeklappten Position zu einem Hohlkörper mit einer strömungsgünstigen Außenkontur er­ gänzen.

3. Klappe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenseiten der halbschalenförmigen Klappenhälften (3, 4) mit zueinander korrespondierenden Verstärkungsrippen (11, 12, 13, 14) zur Versteifung des Hohlkörpers versehen sind.

4. Klappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Fixierelemente an beiden Klappenhälf­ ten (3, 4; 3a, 4a) zueinander korrespondierende Teile einer Rastverbindung angespritzt sind.

5. Klappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Lagerbuchsen (8, 8a) zur Lagerung der Klappe (1, 1a) einstückig an wenigstens einer Klappenhälfte (4, 4a) angespritzt sind.

6. Klappe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich einer Lagerbuchse (8, 8a) zusätzlich ein Stellhebel (9, 9a) zur Verschwenkung der Klappe (1, 1a) einstückig ange­ spritzt ist.

7. Klappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenkontur des durch die Klappen­ hälften (3, 4) gebildeten Hohlkörpers mit einer elastomeren Dichtmasse, insbesondere einem Schaumstoff, ummantelt ist.

8. Klappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den beiden Klappenhälften (3a, 4a) entlang ihrer Seitenkanten nach außen abragende, umlaufende Dichtstege (17, 18) angeformt sind, die mit über den Umfang der Dichtstege (17, 18) verteilten Aussparungen (19) zum An­ spritzen einer elastomeren, umlaufenden Dichtlippe versehen sind.

9. Verfahren zur Herstellung einer Klappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe (1, 1a) in einem einstufigen Spritzgußvorgang mittels einer gemeinsamen Werkzeugform hergestellt wird.