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Dokumentenidentifikation DE10116820B4 29.07.2004
Titel Druckausgleichssystem für Fahrzeuginnenräume
Anmelder Becker, Udo, Dipl.-Ing. Dr., 38442 Wolfsburg, DE;
Lemmermann, Pai, Dipl.-Ing. (FH), 38110 Braunschweig, DE;
Gerhus, Hans-Herrmann, 29393 Groß Oesingen, DE;
Bischoff, Lars, Dipl.-Ing. (FH), 38104 Braunschweig, DE
Erfinder Becker, Udo, Dipl.-Ing. Dr., 38442 Wolfsburg, DE;
Lemmermann, Pai, Dipl.-Ing. (FH), 38110 Braunschweig, DE;
Gerhus, Hans-Herrmann, 29393 Groß Oesingen, DE;
Bischoff, Lars, Dipl.-Ing. (FH), 38104 Braunschweig, DE
Vertreter Schatt, M., Dipl.-Ing.Univ., Pat.-Anw., 80637 München
DE-Anmeldedatum 04.04.2001
DE-Aktenzeichen 10116820
Offenlegungstag 02.01.2003
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 29.07.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 29.07.2004
IPC-Hauptklasse B60H 1/26

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Druckausgleichssystem für Fahrzeuginnenräume gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Im zunehmenden Maße werden Fahrzeuginnenräume, und hier vor allem die heckseitigen Kofferräume, mit Belüftungsöffnungen versehen, die einen Luftstau (Überdruck) beim Schließen von Türen oder des Kofferraumdeckes vermeiden sollen. Beispielsweise sei hier das Fahrzeug "Golf' angeführt, bei welchem im Heck links und rechts derartige Druckausgleichsöffnungen angebracht sind, und zwar in den durch den hinteren Stoßfänger verdeckten Eckbereichen der Karosserie. Um den Eintritt von Schmutz und Feuchtigkeit zu verhindern, sind diese Öffnungen mit einem Gitter versehen, vor dem bewegliche Gummilappen angebracht sind, die sich bei Überdruck im Fahrzeuginneren nach außen biegen und so die Druckausgleichsöffnung freigeben und der Druckausgleich zwischen Innenraum des Fahrzeuges und Außenbereich stattfinden kann. Liegt im Fahrzeug kein Überdruck vor, liegen die Gummilappen auf dem Gitter auf und decken die Öffnungen des Gitters ab. Diese Abdeckung wirkt also als eine Art Rückschlagventil gegen den Eintritt von Feuchtigkeit und festen Partikeln in das Fahrzeuginnere. Die Anordnung dieser Druckausgleichsöffnungen in dem hinteren, unteren Heckbereich der Fahrzeuge hat den Vorteil, dass einerseits die Öffnungen (und die sie abdeckenden Druckausgleichsventile) durch den hinteren Stoßfänger abgedeckt, also von außen nicht sichtbar sind, andererseits auch im "toten Winkel" des Kofferraums angeordnet sind, und dessen Nutzung nicht behindern.

Diesen Vorteilen stehen aber eine ganze Reihe von Nachteilen gegenüber:

  • – Die Gummilippen der Druckausgleichsventile altern und neigen dazu, sich zu rollen, wodurch ihre Dichtfunktion leidet.
  • – Die Druckausgleichsöffnungen und – Ventile sind im Spritzwasserbereich der hinteren Radkästen angeordnet, bei nachlassender Dichtigkeit der Ventile (oder bei sonstiger Störung ihrer Funktion) besteht die Gefahr, dass Feuchtigkeit in den Kofferraum eindringt.
  • – Die Druckausgleichsöffnungen sind akustische Schwachstellen, durch die bei wegen ihrer Nähe zu den Hinterrädern und dem Auspuff Rollgeräusche und Abgasgeräusche leicht ins Fahrzeuginnere gelangen können.
  • – Die Druckausgleichsöffnungen befinden sich in der Nähe des Auspuffes. Bei Unterdruck im Fahrzeuginneren, beispielsweise bei geöffnetem Schiebedach während der Fahrt, besteht bei gestörter Dichtfunktion der Druckausgleichsventile die Gefahr, dass Abgase ins Fahrzeuginnere gesaugt werden.

Weiterhin ist aus der DE 32 44 968 A1 eine Entlüftungseinrichtung bekannt, die Druckausgleichsöffnungen verwendet. Diese Öffnungen sind über Schwerkraft oder eine Feder verschließbare Abdeckklappe versehen, um den Eintritt von Abgasen zu verhindern. Bei der Entlüftung fließt die Luft von dem Fahrzeug-Innenraum durch Durchgangsöffnungen zu einem Luftsammelraum, von dort über Entlüftungs-Öffnungen und Eintritts-Öffnungen in einen Hohlraum. Dieser steht über Ausnehmungen in entsprechenden Seitenwänden eines Verstärkungsblechs mit einem Hohlraum in Verbindung. Von dort entweicht die Luft durch eine nach unten ausmündende, entfernt von Druckausgleichsöffnung gelegene Ausnehmung.

Aus der EP 0 306 073 A1 ein Gepäckraum mit einer Öffnung bekannt, in die ein Druckausgleichs-Ventil eingesetzt ist, durch die Luft in die Umgebung geführt werden kann.

Die DE 698 02451 T2 offenbart ein Druckausgleichssystem, das eine Entlüftungs-Vorrichtung mit einer Leitung umfasst, die vertikal gegen die Außenkante der Kotflügelstütze montiert ist. In deren oberen Bereich ist eine Öffnung und im unteren Bereich eine weitere Öffnung gelegen, durch die die Luft fast vertikal von oben nach unten abströmt. Eine Austrittsöffnung im unteren Bereich der Leitung befindet sich oberhalb und in unmittelbarer Nähe einer entsprechend dimensionierten Öffnung, die im unteren Teil des Kotflügels vorgesehen ist. Außerdem berührt in diesem Bereich die Außenwand der Leitung einen Teil des Kotflügels, so dass die Luft nur durch die Öffnungen abströmen kann.

Der Erfindung liegt bei diesem Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, ein Druckausgleichssystem für Fahrzeuginnenräume anzugeben, bei dem die Dichtungsfunktion insbesondere im Hinblick auf die Langzeitbeständigkeit und die Funktionssicherheit des Druckausgleichsventils verbessert wird, so dass die Gefahr des Eindringens von Feuchtigkeit in den Innenraum gemindert, ein Eintritt von Abgasen in den Fahrzeuginnenraum ausgeschlossen wird, sowie die akustischen Verhältnisse im Fahrzeuginnenraum verbessert werden.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Patentanspruches 1. Die Patentansprüche 2 bis 6 geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung an. Dadurch, dass mindestens eine Druckausgleichsöffnung in der Karosserie mit mindestens einer räumlich entfernt angeordneten Verbindungsöffnung zur Außenluft durch einen Luftleitkanal verbunden ist, und nicht wie beim Stand der Technik, die Druckausgleichsöffnungen mit den Verbindungsöffnungen zur Außenluft identisch sind, ergibt sich der Vorteil, dass Druckausgleichs- und Verbindungsöffnungen, jede für sich, bezüglich des Anbringungsortes getrennt optimierbar sind Die Druckausgleichsöffnungen beispielsweise wie bisher im toten Winkel des Karosseriehecks, die Verbindungsöffnungen zur Außenluft, anders als bisher, außerhalb der Einwirkungsbereiche von Spritzwasser, Abgasauslässen und Störschallquellen. Dabei kann der Luftleitkanal mehrere Druckausgleichsöffnungen in der Karosserie mit mindestens einer Verbindungsöffnung zur Außenluft verbinden, worin jeweils ein Druckausgleichsventil eingebaut sein kann. Bei besonders günstiger Anordnung dieser Öffnung kann ein derartiges Abschlussventil jedoch auch entfallen. Das Luftleitsystem (der Luftleitkanal) wird vorzugsweise im inneren Wölbungsbereich des Heckstoßfängers angeordnet sein und diesen zusätzlich versteifen. Es ergibt sich dann der Vorteil, dass Heckstoßfänger, Luftleitkanal und gegebenenfalls ein Druckausgleichsventil eine Baueinheit bilden, die als Zulieferteil ohne Mehraufwand montiert werden kann.

Es ist aber auch möglich, das Luftleitsystem als versteifenden Kasten in die Karosserie zu integrieren und so beispielsweise das Karosserieheck aufprallsicherer zu gestalten. Als Bestandteil des Heckstoßfängers wird das Luftleitsystem bevorzugt materialgleich sein, also meist aus einem -ggf. verstärkten – Polymerwerkstoff bestehen, als Karosseriebestandteil vorzugsweise aus einem metallischen Werkstoff. In jedem Fall ist es vorteilhaft, wenn das Luftleitsystem zumindest bereichsweise schallabsorbierend bzw. schalldämmend ausgekleidet ist, um die akustischen Eigenschaften zu verbessern. Derartige Auskleidungen gehören zum Stand der Technik, ihre Wirkweise braucht daher nicht näher erläutert zu werden.

Die Verbindungsöffnungen zur Außenluft werden zweckmäßigennreise möglichst weit entfernt vom Abgasauslass und außerhalb des Spritzwasserbereiches der Räder und/oder der Radkästen angeordnet sein, in der Regel also im Bereich der Stoßfängermitte. Das Eindringen von Spritzwasser und Abgas in das Fahrzeuginnere ist so mit großer Sicherheit unterbunden, besonders dann, wenn die Verbindungsöffnung zur Außenluft (gegebenenfalls schon durch ein Druckausgleichsventil abgeschlossen) durch eine überwölbende Kappe zusätzlich gegen Spritzwasser geschützt ist. Werden Druckausgleichsventile in dem Druckausgleichssystem eingesetzt, so ist es zweckmäßig, sie auf der Oberseite des Luftleitkanals anzuordnen. Auf diese Weise können die Schließkräfte der Ventile überwiegend Schwerkräfte sein. Die Ventile können dann beispielsweise als funktionssichere Fallklappen ausgebildet sein. Störungen, die für die zum Stand der Technik gehörenden näherungsweise senkrecht angeordneten Gummilappenventile typisch sind (Alterung, Verkrümmung und Aufrollung der Gummilappen), sind dann ausgeschlossen.

Ein besonders vorteilhaftes Druckausgleichssystem besteht aus einem im Heckstoßfänger angeordneten und mit diesem fest verbundenen Luftleitkanal, der den Stoßfänger noch mechanisch verstärkt, der an seiner Oberseite, näherungsweise in der Fahrzeugmitte, eine durch ein Druckausgleichsventil verschließbare Verbindungsöffnung zur Außenluft aufweist und der von der Außenhülle des Stoßfängers überdeckt wird, so dass der Luftkanal und die Verbindungsöffnung zur Außenluft von außen nicht sichtbar sind und die Verbindungsöffnung hierdurch auch gegen Spritzwasser und Schmutz geschützt ist. Der Luftleitkanal besitzt im Bereich der beiden, durch den Stoßfänger abgedeckten Heckrundungen Anschlussstutzen zu den karosserieseitigen Durckausgleichsöffnungen. Diese Anschlussstutzen können z. B. toleranzausgleichende Dichtwülste besitzen, die sich bei der Montage selbsttätig an die karosserieseitigen Ränder der Druckausgleichsöffnungen anlegen und so diese dauerhaft dicht mit dem Luftleitkanal verbinden. Dieses System ist als Zulieferteil ohne Montagemehraufwand gegenüber dem heute üblicherweise verwendeten Stoßfänger einsetzbar.

Die Erfindung sei nunmehr anhand der 1 bis 4 näher beschrieben. Es zeigen:

1 die Heckpartie einer Rohkarosserie ohne Stoßfänger in perspektivischer Teilansicht,

2 den Heckstoßfänger mit integriertem Luftleitsystem in perspektivischer Explosions-Darstellung

3 den Schnitt A-A in 2,

4 die Abdichtung zwischen Druckausgleichsöffnung und Luftleitkanal.

In 1 zeigt andeutungsweise die Heckpartie einer Kraftfahrzeug-Rohkarosse in deren unterem Heckbereich 1 die Druckausgleichsöffnungen 2 angeordnet sind.

Die 2 zeigt als Ausführungsbeispiel in einer Explosionsdarstellung das in einen hinteren Stoßfänger integrierte Luftleitsystem. Die äußere Sichtschale des Stoßfängers ist mit dem Bezugszeichen 4 bezeichnet. Der Luftleitkanal wird durch eine Innenschale in Form eines U-förmigen Kastens 7 gebildet, der in der durch die gestrichelten Pfeile angedeuteten Weise mit der Innenseite der Stoßfänger-Außenschale 4 verbunden wird. Der Kasten 7 kann aus einem Metallblech oder aber in bevorzugter Weise aus Kunststoff wie Polypropylen, wie es auch für die Stoßfänger-Außenschale 4 benutzt wird, oder einem anderen geeigneten Material gebildet werden. Die Öffnungen 3, als Anschlussstutzen für die Druckausgleichsöffnungen 2 ausgebildet und mit in dieser Figur nicht dargestellten Dichtungen versehen, verbinden das Luftleitsystem aus der Stoßfänger-Außenschale 4 und der Innenschale bzw. dem Kasten 7 mit den Druckausgleichsöffnungen 2 direkt bei der Montage des Stoßfängers an der Karosserie ohne zusätzlichen Montageaufwand. Die Halbschale 7 enthält etwa in der Fahrzeugmitte die muldenförmige Eindrückung 5, in der die durch Druckausgleichsventile 6 abgeschlossenen Verbindungsöffnungen 8 angeordnet sind. Diese Eindrückung muss nicht notwendigerweise in jeder Ausführungsform vorhanden sein. Ein glatt durchgehendes Profil ist ebenfalls denkbar.

3 zeigt den Querschnitt A-A in 2 durch das in den Heckstoßfänger integrierte Luftleitsystem. Die Sichtschale 4 des Stoßfängers ist mit der U-förmigen Innenschale 7 in der Verbindungsebene 10 verbunden, beispielsweise durch Kleben oder Reibschweißen (auch ein Anspritzen in einem Folgewerkzeug wäre denkbar.) Dadurch bildet sich der Luftleitkanal 11 aus, der mit der Schallschluckauskleidung 9 versehen ist. Die Verbindungsöffnungen 8 zur Außenluft sind mit dem Druckausgleichsventil 6 abgeschlossen, das schematisch als durch die Schwerkraft schließendes Überdruckventil dargestellt ist.

4 zeigt im Querschnitt den Anschluss der Innenschale oder des Kastens 7 an die Karosserie 1 mit den Druckausgleichsöffnungen 2, denen gegenüber im Luftleitkanal 7 jeweils eine Eintrittsöffnung 12 für die durch die Druckausgleichsöffnungen 2 durchströmende Luft in den Luftleitkanal 11 angeordnet ist. Die Wand des Profils 7 ist im Randbereich der Öffnung 12 mit einem z. B. hammerartigen, die Öffnung 12 umlaufenden Aufnahmeprofil 13 für die Dichtung 14 versehen. Die Dichtung 14 wird in das Profil 13 eingeknöpft. Bei der Montage des Stossfängers wird die Dichtung 14 an das Karosserieblech 1 in der unmittelbaren Umgebung der Druckausgleichsöffnung 2 angepresst und dichtet so den Übergangsbereich zwischen den beiden Öffnungen dauerhaft ab.

Die Figuren erläutern eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung, aus der ersichtlich ist, dass durch ein erfindungsgemäßes Druckausgleichssystem nicht nur der Druckausgleich zur Außenluft verbessert und bezüglich der Störfreiheit optimiert wird, sondern dass auch die Festigkeit des Stoßfängers (oder auch der Karosserie) wesentlich verbessert wird, wie der 3 ohne weiteren Kommentar entnehmbar ist.


Anspruch[de]
  1. Druckausgleichs-System zum Ausgleich von in einem Innenraum eines Fahrzeugs entstehenden Druckänderungen mit mindestens einer im Bereich einer Heck-Karosserie (1) angeordneten, mit der Luft im Innenraum in Verbindung stehenden Druckausgleichsöffnung, die über einen Luftleitkanal (11) mit zumindest einer räumlich entfernt angeordneten Verbindungsöffnung (8) in Verbindung steht, um eine Verdrängung von Luft aus dem Innenraum in die Außenluft zu ermöglichen, dadurch gekennzeichnet,

    – dass die zumindest eine Druckausgleichsöffnung (2) im Seitenbereich der Heck-Karosserie (1) angeordnet ist und in einen Luftleitkanal (11) einmündet, der gebildet wird aus dem Raum zwischen einer an der Heck-Karosserie (1) angeordneten Innenschale (7) und der Außenschale (4) eines an diesem befestigten Heckstoßfängers, wobei in der Innenschale (7) im Bereich der Druckausgleichsöffnung (2) eine Öffnung (3) angeordnet ist, die mit zumindest einer Verbindungsöffnung (8) zusammenwirkt, und

    – dass die zumindest eine Verbindungsöffnung (8) in der Innenschale (7) gelegen ist.
  2. Druckausgleichs-System nach dem Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenschale (7) durch Kleben, Reibschweißen oder Anspritzen an der Außenschale (4) befestigt ist.
  3. Druckausgleichs-System nach dem Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung der Innenschale (7) mittels einer Dichtung abgedichtet ist, um ein Entweichen von Luft beim Einströmen in den Luftleitkanal (11) zu vermeiden.
  4. Druckausgleichs-System nach einem der voranstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsöffnung (8) mittels eines Ventils (6) gegen Eindringen von Außenluft in den Luftleitkanal (11) gesichert ist.
  5. Druckausgleichs-System nach einem der voranstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Innenschale (7) angeordnete Verbindungsöffnung (8) des Luftleitkanals an der Oberseite des Profils (7) gelegen ist.
  6. Druckausgleichs-System nach einem der voranstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsöffnung zur Außenluft durch eine diese Öffnung überwölbende Kappe gegen Spritzwasser geschützt ist.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






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