DE19807411B4

DE19807411B4 - Luftströmungskanal für eine Lüftungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE19807411B4
Application number: DE19807411A
Authority: DE
Inventors: Silke Hasenauer
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1998-02-21
Filing date: 1998-02-21
Publication date: 2007-04-26
Anticipated expiration: 2018-02-22
Also published as: DE19807411A1

Abstract

Luftströmungskanal für eine Lüftungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs als Rohrkanal mit an Längsrändern (2, 3) mit Randflanschen (4, 5, 6, 7) aneinanderliegend verbundenen Schalen (8, 9) aus formstabilem und formelastischen Kunststoffschaum, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einer Rohröffnung (10) des Luftströmungskanals (1) zur Stabilisierung und in Fortsetzung desselben in axialer Richtung wenigstens ein Anschlußstutzen (11) und/oder wenigstens eine Anschlußlasche (14) aus Polypropylen oder Polyethylen angebracht sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Luftströmungskanal für eine Lüftungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Luftströmungskanäle in Kraftfahrzeugen werden zur Führung und Weiterleitung von Frischluft, Heizluft und Kühlluft in Verbindung mit Frischluft-, Heizungs- und Klimaanlagen verwendet. Dazu sind die Luftströmungskanäle abschnittsweise als Rohrkanäle mit meist unregelmäßiger Rohrform ausgebildet. Solche Luftströmungskanäle oder Kanalabschnitte werden beispielsweise als freitragende Kanalteile zwischen einer Klimaanlage und einem karosserieseitigen Kanal eines Fahrzeugs eingesetzt.

Die US 5054378 beschreibt einen Kleinbus mit einer Klimaanlage. Diese weist isolierte Winkelstücke bzw. Krümmer mit einem vertikalen Abschnitt auf, an dem ein Flansch in radialer Richtung zur Fixierung des jeweiligen Krümmers mit Schrauben oder Bolzen an der Unterseite des Fahrzeugbodens einstückig angeformt ist. Bevorzugt werden die Krümmer und damit auch der Flansch durch Formen oder Pressen aus einem Kunstharz hergestellt. Ein Verfahren zur Herstellung formstabiler Hohlkörper ist auch aus der US 511 47 67 A bekannt. Bei diesem Verfahren werden Abschnitte eines aus zwei Schichten bestehenden thermoplastischen Laminates in ein Formwerkzeug gegeben und unter vorbestimmter Temperatureinwirkung einer Blasumformung unterzogen.

Ein weiterer, allgemein bekannter, gattungsgemäßer Luftströmungskanal ist ein rohrförmiges Kunststoffblasteil aus Polypropylen. Ein solcher Kanal, wie auch ein durch eines der vorbeschriebenen Verfahren hergestellter, erfüllt zwar die Anforderungen an die erforderliche Formstabilität und das erforderliche Wärme/Kälteverhalten, hat jedoch nur ungünstige Geräuschdämmeigenschaften und ein ungünstig hohes Gewicht.

Um hier eine Geräuschreduzierung zu erreichen, ist es auch bereits bekannt, auf ein entsprechendes Trägerkanalmaterial an der Innen- und Außenseite eine Schaumauflage aus Polyurethanschaum aufzubringen. Solche Luftströmungskanäle sind relativ teuer in der Herstellung, da sie aus einem Trägermaterial und einer Schaumauflage bestehen. Die Schaumauflage bringt zudem eine weitere Gewichtserhöhung. Durch die relativ rauhe Innenfläche des Luftströmungskanals wird das Strömungsverhalten negativ beeinflußt.

Beide vorstehend beschriebenen Varianten von Luftströmungskanälen sind durch die Verwendung von Polypropylen als formstabiles Wandmaterial nur wenig formelastisch, so dass nur geringe Fahrzeugrohbautoleranzen an den Anschlussstellen ausgeglichen werden können.

Weiter ist insbesondere für die Herstellung von Fahrzeugkopfstützen ein sog. "twin-sheet"-Verfahren bekannt ( US 53 89 177 A ), mit dem ein geschlossener Verbundmaterial-Hohlköper aus Kunststoffwänden und einer Metalleinlage herstellbar ist. Die Tragfähigkeit und Formstabilität dieses Hohlkörpers wird durch die Metalleinlage erreicht. Eine Übertragung dieses Verfahrens auf die Herstellung von Luftströmungskanälen mit Metalleinlagen ist nicht möglich, da dann aufgrund der Metalleinlagen Gewichts- und Akustikverhältnisse verschlechtert würden.

Das vorgenannte "twin-sheet"-Verfahren ist auch ganz allgemein Gegenstand der EP 0445592 A2 . In der Figurenbeschreibung wird darauf hingewiesen, dass ein nach diesem Verfahren hergestellter Hohlkörper als Luftkanal in Kraftfahrzeugen einsetzbar ist.

Des Weiteren sind Verfahren zur Herstellung von Hohlkörperformteilen aus Schaumstoff bekannt. Die DE 3712 973 A1 beschreibt dazu ein Verfahren, bei dem die Hohlkörper durch Blasformen aus ein- oder mehrschichtigen Schaumstoffschlauchbahnen oder Schlauchfolien hergestellt werden. Bei diesem Verfahren wird aus einem geschäumten bzw. schäumbaren Rohmaterial, das in Bahnen, Folien, Schläuchen, Rohren oder anderweitigen Hohlprofilen vorliegt, über einen Vorformling in entsprechender Größe das gewünschte Hohlkörperprofil in einem Werkzeug unter Temperatureinfluss hergestellt. Insbesondere ist dabei auch an die Herstellung von Luftführungskanälen in Kraftfahrzeugen gedacht. Bei einem weiteren Verfahren nach der DE 40 06 729 A1 werden zunächst ein oder mehrere Abschnitte eines Schaumstoffs, insbesondere eines chemisch vernetzten Polyolefin-Schaumstoffes, nach einer vorbestimmten Erwärmung in ein mehrteiliges Formwerkzeug eingelegt. Durch Schließen desselben werden die Abschnitte entlang ihrer Kanten miteinander verbunden. Durch nachfolgendes Einführen eines unter Druck stehenden Fluids, insbesondere durch Einblasen von Druckluft, in den Zwischenraum zwischen den Abschnitten werden diese an die Wandungen der mehrteiligen Form gedrückt und ausgeformt. Nach Abkühlen wird das Formteil aus der Form entnommen. Die mit diesen Verfahren hergestellten Hohlkörper, insbesondere Luftführungskanäle, lassen hinsichtlich der Formstabilität und Verbaubarkeit in einem Kraftfahrzeug Wünsche offen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Luftströmungskanal für eine Lüftungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs unter Beibehaltung guter mechanischer und akustischer Eigenschaften so weiterzubilden, dass er mit geringem Montageaufwand in Kraftfahrzeugen verbaubar ist.

Diese Aufgaben wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen Gemäß Anspruch 1 wird zur Vereinfachung der Montage an wenigstens einer Rohröffnung des Luftströmungskanals zur Stabilisierung und in Fortsetzung desselben in axialer Richtung wenigstens ein Anschlussstutzen und/oder eine oder mehrere Anschlusslaschen aus Polypropylen oder Polyethylen angebracht, um Verbindungen beispielsweise zu Anlagenteilen oder karosserieseitigen Kanälen herzustellen. Dieser Anschlussstutzen weist bevorzugt ebenfalls eine rohrförmige Wandung auf und stabilisiert insbesondere das jeweilige Ende des Lüftungskanals. Dadurch wird das Anschlussmaß des Luftführungskanals eindeutig festgelegt, so dass eine definierte Verbindung zu Anschlussteilen schon beim Einsetzen in das Fahrzeug ohne weitere Montagegriffe erreicht wird. Die Anschlusslaschen dienen bei der Montage der Führung und können ggf. auch Arretierfunktionen übernehmen.

Vorgenannter Anschlussstutzen kann als Adapterteil in der Art eines separaten Kunststoffspritzteiles hergestellt und in die Rohröffnung dicht eingeschweißt oder ein geklebt sein. Anschlußstutzen und/oder Anschlußlaschen können jedoch auch direkt an die Halbschalen angeformt sein.

Insbesondere bei Aufteilungen der Luftströme kann ein Anschlußstutzen zwei Stutzenöffnungen aufweisen mit zwei brillenartig nebeneinanderliegenden Stutzenöffnungen.

In an sich bekannter Weise ist der Luftströmungskanal als Rohrkanal mit unregelmäßiger Rohrform bevorzugt in Zweischalenbauweise ausgeführt, und zwar mit zwei an Längsrändern mit Randflanschen aneinanderliegend verbundenen Halbschalen aus formstabilem und formelastischen Kunststoffschaum. Durch die Formstabilität des Kunststoffschaums ist vorteilhaft kein zusätzliches Trägermaterial erforderlich und durch die Formelastizität können Rohbautoleranzen ohne hohe innere Materialspannungen einfach auch bei großen Toleranzbereichen ausgeglichen werden. Besonders vorteilhaft ist die hohe Geräuschdämmung und Klapperfreiheit, die im Wandmaterial materialintegriert erfolgt. Durch Messungen konnten Verbesserungen in der Fahrzeugakustik und eine Geräuschreduzierung um bis zu 6 dB (A) ermittelt werden. Ebenso wie eine gute Geräuschdämmung wird vorteilhaft auch eine hohe Wärmedämmung für Heizluft oder Kühlluft materialintegriert und ohne weitere Zusatzmaßnahmen erreicht. Durch die Zweischalenbauweise sind einfache und kostengünstige Herstellungsmöglichkeiten gegeben.

Als bevorzugtes, formstabiles und dennoch formelastisches Kunststoffschaummaterial wird ein chemisch vernetzter, geschlossenzelliger Polyethylenschaumstoff mit verhauteter Oberfläche verwendet. Dieses Material ist kostengünstig und für einen Einsatz in einem Temperaturbereich von ca. –40°C bis ca. 100°C geeignet und deckt damit die bei einem Luftströmungskanal in einem Kraftfahrzeug vorkommenden Temperaturbereiche gut ab. Durch die verhautete Oberfläche ergeben sich vorteilhaft relativ glatte, strömungsgünstige Kanalinnenflächen. Auch die verhauteten Kanalaußenoberflächen sind vorteilhaft, da gegenüber offenen Schaumstoffflächen weniger Schmutz und Flüssigkeiten eindringen können, so daß sowohl die Lebensdauer verlängert als auch der optische Eindruck über eine längere Betriebsdauer aufrechterhalten werden kann.

Die Halbschalen können in an sich bekannten Verfahren einzeln tiefgezogen werden. Bevorzugt werden zugeordnete Halbschalen jedoch in einem Arbeitsgang gemeinsam nach dem sog. „twin-sheet"-Verfahren hergestellt. Dabei werden zwei übereinandergelegte Folien bestimmten Zuschnitts an Randflanschen dicht anliegend in einer Hohlform entsprechend der Außenform des Luftströmungskanals zunächst gehalten. Anschließend wird zwischen die Folien Druckluft geblasen, so daß sie sich unter Bildung der Halbschalen an die Innenseite der Hohlform anlegen. Dazu ist als Folienmaterial insbesondere der vorstehend genannte, geschlossenzellige Polyethylenschaumstoff gut geeignet.

Die Halbschalen werden vorzugsweise an den Randflanschen verklebt, beispielsweise mit einem Kontaktklebstoff auf Polychloroprenbasis oder thermisch verschweißt. Die thermische Verschweißung kann mit dem „twin-sheet"-Verfahren ggf. in einem Herstellungsschritt kombiniert werden, so daß eine besonders kostengünstige Herstellung möglich ist.

Weiter wird vorgeschlagen, die Wand eines Lüftungskanals zumindest in Teilbereichen als Wellenprofil auszubilden, so daß sich dort eine balgartige Ausführung ergibt. Solche Luftströmungskanäle können je nach der Balgstellung unterschiedliche und größere Distanzen ausgleichen und können damit ggf. als Gleichteile in unterschiedlichen Fahrzeugmodellen mit unterschiedlichen geometrischen Anschlußgegebenheiten verwendet werden.

Anhand einer Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine erste, perspektivische Ansicht eines Luftströmungskanals für eine Lüftungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs, und
2 eine zweite, perspektivische Ansicht des Luftströmungskanals der 1.
In den 1 und 2 ist ein Luftströmungskanal 1 für eine Lüftungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs als Rohrkanal mit unregelmäßiger Rohrform in unterschiedlichen, perspektivischen Ansichten dargestellt. Dieser Luftströmungskanal 1 ist gekennzeichnet durch eine Zweischalenbauweise mit zwei an Längsrändern 2, 3 mit Randflanschen 4, 5 und 6, 7 aneinanderliegend verbundenen Halbschalen 8, 9.
Die Halbschalen 8, 9 des Luftströmungskanals 1 bestehen 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.
Die Halbschalen 8, 9 werden in einem einzigen Arbeitsgang gemeinsam nach dem „twin-sheet"-Verfahren hergestellt. Dazu werden zwei Polyethylenschaumstoffolien bestimmten Zuschnitts übereinandergelegt und an Randflanschen dicht anliegend in eine Hohlform eingebracht. Die Hohlform weist eine Form entsprechend der Außenform des Luftströmungskanals 1 auf. Anschließend wird zwischen die Polyethylenschaumstoffolien Druckluft geblasen, so daß sich diese unter Bildung der Halbschalen 8, 9 des Luftströmungskanals 1 an die Innenseite der Hohlform anlegen.
Die Halbschalen 8, 9 können an den Randflanschen 4, 5 und 6, 7 mit einem Kontaktklebstoff auf Polychloroprenbasis verklebt oder thermisch verschweißt werden. Die Verklebung oder thermische Verschweißung kann dabei auch während der Durchführung des „twin-sheet"-Verfahrens erfolgen.
Wie dies den 1 und 2 entnommen werden kann, ist in eine Rohröffnung 10 des Luftströmungskanals 1 ein als separates Kunststoffspritzteil aus Polypropylen hergestellter Anschlußstutzen 11 mit zwei brillenartig nebeneinanderliegenden Stutzenöffnungen 12, 13 dicht eingeklebt. Alternativ kann der Anschlußstutzen 11 auch direkt an den Halbschalen 8, 9 angeformt sein.
Weiter sind im Bereich der Rohröffnung 10 an den Halbschalen 8, 9 des Luftströmungskanals 1 Anschlußlaschen 14 angeklebt. Die Anschlußlaschen 14 können ebenso wie die Anschlußstutzen 11 jedoch alternativ auch direkt an den Halbschalen 8, 9 des Luftströmungskanals 1 angeformt sein.
Die Wand des Luftströmungskanals 1 ist in Teilbereichen faltenbalgartig als Wellenprofil 15 ausgebildet. Dadurch können je nach der Balgstellung unterschiedliche und größere Distanzen ausgeglichen werden.

Claims

Luftströmungskanal für eine Lüftungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs als Rohrkanal mit an Längsrändern (2, 3) mit Randflanschen (4, 5, 6, 7) aneinanderliegend verbundenen Schalen (8, 9) aus formstabilem und formelastischen Kunststoffschaum, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einer Rohröffnung (10) des Luftströmungskanals (1) zur Stabilisierung und in Fortsetzung desselben in axialer Richtung wenigstens ein Anschlußstutzen (11) und/oder wenigstens eine Anschlußlasche (14) aus Polypropylen oder Polyethylen angebracht sind.
Luftströmungskanal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlußstutzen (11) als separates Kunststoffspritzteil hergestellt ist und in die Rohröffnung (10) dicht eingeklebt oder eingeschweißt ist.
Luftströmungskanal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Anschlußstutzen (11) und/oder die wenigstens eine Anschlußlasche (14) an den Schalen (8, 9) angeformt sind.
Luftströmungskanal nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlußstutzen (11) zwei nebeneinanderliegende Stutzenöffnungen (12, 13) aufweist.
Luftströmungskanal nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftströmungskanal (1) zumindest in Teilbereichen ein Wellenprofil aufweist.
Luftströmungskanal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffschaum ein chemisch oder physikalisch vernetzter, geschlossenzelliger Polyethylenschaumstoff mit verhauteter Oberfläche ist.
Luftströmungskanal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrkanal in Zweischalenbauweise ausgeführt ist und Halbschalen (8, 9) aus im Wesentlichen plattenförmigen Halbzeugen unter Einwirkung von Wärme in einem Formwerkzeug erzeugt sind.
Luftströmungskanal nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbschalen (8, 9) in einem Arbeitsgang gemeinsam hergestellt sind, dergestalt, daß zwei übereinandergelegte Folien aus dem Halbschalenwandmaterial bestimmten Zuschnitts an Randflanschen dicht anliegend in einer Hohlform entsprechend der Außenform des Luftströmungskanals (1) gehalten sind und zwischen die Folien Druckluft geblasen wird, so daß sich diese unter Bildung der Halbschalen (8, 9) an die Innenseite der Hohlform anlegen.
Luftströmungskanal nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbschalen an den Randflanschen (4, 5, 6, 7) verklebt sind, bevorzugt mit einem Kontaktklebstoff auf Polychloroprenbasis.
Luftströmungskanal nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbschalen (8, 9) an den Randflanschen (4, 5, 6, 7) thermisch verschweißt sind.