AT510130B1 - Innenverkleidungsteil für ein fahrzeugdach - Google Patents

Abstract

Verkleidungsteile für den Dachhimmel in Kraftfahrzeugen weisen typisch eine Trägerschicht aus einem biegesteifen Schaumstoffmaterial oder Schaumstoffverbundmaterial geringer Dichte auf, an deren zum Innenraum weisenden Vorderseite eine Dekorschicht angeordnet ist. Zur Erhöhung der mechanischen Steifigkeit wird die Trägerschicht häufig eine dreidimensionale Form gegeben. Allerdings lässt sich mit einem, derart steifen Einbau nur eine geringe Schalldämpfung erzielen. Zur Lösung wird vorgeschlagen, Trägerschicht in einer Anzahl von Bereichen zu perforieren und mit einer rückseitigen Dämpfungsschicht zu versehen. Zusätzlich kann die Dämpfungsschicht mit einer luftundurchlässigen Sperrschicht versehen sein.

Description

österreichisches Patentamt AT510130B1 2014-12-15

Beschreibung

INNENVERKLEIDUNGSTEIL FÜR EIN FAHRZEUGDACH

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Innenverkleidungsteil für ein Fahrzeugdach und insbesondere eine sog. Dachhimmelverkleidung für ein Fahrzeug mit einer schalldämpfenden Wirkung.

[0002] Eine gebräuchliches Verkleidungsteil für den Dachhimmel eines Kraftfahrzeugs ist aus dem amtlichen Dokument WO 99/40567 A1 bekannt. Der darin als Flächenschallabsorber bezeichnete sich durch ein breites Absorptionsspektrum aus. Allerdings macht dies einen aufwändigen mechanischen Aufbau mit einem hohen Materialeinsatz erforderlich. Dadurch ergeben sich wiederum ein hohes Gewicht und die Notwendigkeit einer Befestigung des Flächenabsorbers an mehreren Stellen des Rohbaus. Eine den zeitgemäßen Ansätzen entsprechende freitragende Dachhimmelverkleidung lässt sich auf diese Art nur schwierig realisieren.

[0003] Ein als Schallabschirmelement bezeichnetes Verkleidungsteil für verschiedene Bereiche in einem Kraftfahrzeug und mit einer ähnlichen akustischen Wirkung offenbart das amtliche Dokument WO 00/068039 A1.

[0004] Weiterhin ist aus der EP 1 306 205 A1 ein Verkleidungsteil für den Dachhimmel eines Kraftfahrzeugs bekannt. Das Verkleidungsteil umfasst eine mit einer Perforation versehene plattenförmige Trägerschicht aus einem eine hohe Steifigkeit aufweisenden Schaumwerkstoff. Zum Fahrzeuginnenraum hin ist das Bauteil mit einem textilen Dekor verkleidet. Das Verkleidungsteil weist außenseitig einen Absorptionskörper aus einem offenporigen Polyesterschaum auf. Das beschriebene Verkleidungsteil, wobei die Trägerschicht perforiert ist, überspannt den gesamten ebenen Dachabschnitt.

[0005] Aus der DE 27 39 642 A1 ist eine Schichtverbundplatte, die zwei beabstandet zueinander angeordnete, nicht durchbrochene thermoplastische Filme aufweist, bekannt. Diese sind fest mit einer Kernschicht aus einem geschäumten Material verbunden. Der Schichtverbund aus thermoplastischen Filmen und Kernschicht als Trägerschicht ist nicht mit einer Perforation ausgeführt. Auf der zum Fahrzeuginnenraum weisenden Seite der Trägerschicht ist eine Schaumstoffschicht mit einer Perforation angeordnet.

[0006] Ein weiteres Verkleidungsteil ist aus der WO 92/01587 A1 bekannt. Hierbei handelt es sich um eine Bodenverkleidung, die aufgrund des Aufbaus des Isolationssystems, der Anordnung unmittelbar auf der Karosserie und der Abdeckung mit einer Teppichlage nicht für eine freitragende Aufhängung im Bereich des Dachhimmels geeignet ist.

[0007] Ein als Schichtverbund ausgeführtes Verkleidungselement offenbart die WO 94/20292 A1. Dieser Schichtverbund weist mittig eine Schicht aus einem perforierten Papiermaterial auf.

[0008] Weiterhin sind als Stand der Technik die DE 10 2004 015 472 A1, DE 102 48 266 A1, DE 101 52 759 A1, DE 41 23 593 A1 und EP 1 233 886 B1 bekannt.

[0009] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es vor dem beschriebenen Hintergrund, ein Verkleidungsteil für den Dachhimmel eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, das eine gute Schalldämmungswirkung mit einem geringen Gewicht verbindet und sich mit den bekannten Verfahren kostengünstig hersteilen lässt.

[0010] Diese Aufgabe wird durch ein Verkleidungsteil für den Dachhimmel eines Kraftfahrzeugs mit den im Anspruch zu 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den sich daran anschließenden Unteransprüchen definiert.

[0011] Kerngedanke der Erfindung ist es hierbei, in der Tragschicht zumindest in einem Teilbereich des Verkleidungsteils wenigstens eine Durchgangsöffnung vorzusehen, um die Ankopplung des Volumens im Innenraum des Fahrzeugs an die Dämpfungsschicht zu verbessern. Durch die wenigstens eine Durchgangsöffnung in der Trägerschicht wird Schall, der vom Kraftfahrzeug und/oder von der Umgebung des Kraftfahrzeugs erzeugt wird, in die Dämpfungs- 1 /12 österreichisches Patentamt AT510130B1 2014-12-15

Schicht eingeleitet, so dass die schallabsorbierenden Eigenschaften dieser Schicht sich auf die Akustik im Innenraum des Fahrzeugs auswirken können.

[0012] Hierbei ist die Innenauskleidung beispielsweise ein so genannter Dachhimmel für ein Kraftfahrzeug. Die Trägerschicht ist so stabil aufgebaut, dass eine freitragende Aufhängung der Innenauskleidung, mit ausschließlicher Befestigung an den Randbereichen der Trägerschicht, möglich ist. Somit ist es ausreichend, die Innenauskleidung an nur wenigen Punkten der Karosserie des Kraftfahrzeugs zu befestigen, mit Vorteilen hinsichtlich des Gewichts und des Herstellaufwands. Zur weiteren Aussteifung kann die Trägerschicht eine dreidimensionale Gestalt aufweisen. Zum Zweck der Aussteifung kann ein sich über einen wesentlichen Teil der Länge oder der Breite der Trägerschicht erstreckender Vorsprung oder eine entsprechend ausgestaltete Sicke vorgesehen sein.

[0013] In bevorzugter Ausführung der Erfindung Ist eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen mit vergleichsweise kleinem Querschnitt vorgesehen, so dass sich eine flächige Perforation der Trägerschicht ergibt. Eine derartige Perforation stellt eine Trägerschicht bereit, die einen in akustischer Hinsicht optimierten (also reduzierten) Strömungswiderstand aufweist, so dass eine akustisch vorteilhafte Einleitung des Schalls in die Dämpfungsschicht ermöglicht wird. Durch die flächige Perforation wird im Unterschied zu nur einer großen Durchgangsöffnung oder zu nur wenigen größeren Durchgangsöffnungen die Eigensteifigkeit der Trägerschicht nicht nennenswert herabgesetzt.

[0014] Die besondere akustische Wirkung der erfindungsgemäßen Innenauskleidung ergibt sich aus dem Zusammenwirken der perforierten Trägerschicht mit der Dämpfungsschicht und der anschließenden Begrenzung des akustisch wirksamen Volumens durch eine benachbarte Karosseriebegrenzung, wie zum Beispiel ein Fahrzeugdach. Diese Anordnung wirkt als Kammer für eine Mehrzahl nebeneinander angeordneter Helmholtz-Resonatoren und wird in der Literatur auch als Lochflächenresonator bezeichnet.

[0015] Für aus dem Fahrzeuginnenraum auf die Perforation auftreffende Schallwellen, deren effektive Frequenz der Resonanzfrequenz entspricht, ergibt sich eine maximale Ankopplung an diese Helmholtz-Resonatoren. Dadurch wird die Schnelle in den Durchgangsöffnungen und der daran angrenzenden Umgebung oberhalb und unterhalb maximal. Diesem Schnellemaximum wird durch die oberhalb der Trägerschicht liegende Dämpfungsschicht mit ihrem erhöhten Strömungswiderstand in hohem Maß Energie entzogen. Damit geht eine Dämpfung der Schallintensität einher. Die von der benachbarten Karosseriebegrenzung, beispielsweise dem Fahrzeugdach, zurücklaufende Schallenergie ist dadurch stark vermindert.

[0016] In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Trägerschicht als Sandwichbauteil mit wenigstens zwei Schichten ausgestaltet, wobei sich die wenigstens eine Durchgangsöffnung in der Kernschicht befindet, während die unterseitige luftdurchlässige Deckschicht keine Durchgangsöffnung aufweist. Somit Ist eine Insgesamt „akustisch offene" Tragschicht (aus Kernschicht und Deckschicht) gegeben, die die Dämpfungsschicht an den Innenraum des Kraftfahrzeugs anbindet. Durch die vollflächige Deckschicht ohne Durchgangsöffnung wird erreicht, dass sich die wenigstens eine Durchgangsöffnung nicht an der unterseitigen Dekorschicht abzeichnet. Hierdurch wird ein über die gesamte Fläche der Trägerschicht einheitliches und gleichmäßiges Erscheinungsbild der Innenauskleidung erreicht.

[0017] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung Ist die Dämpfungsschicht nur in einem Bereich oder nur in mehreren Bereichen der Innenauskleidung vorgesehen. Demzufolge sind auch die Durchgangsöffnungen nur in diesem Bereich bzw. in diesen Bereichen der Innenauskleidung eingebracht Hierdurch wird der Aufwand bei der Herstellung der Innenauskleidung reduziert und die Eigensteifigkeit der Tragschicht erhöht Die Bereiche mit Dämpfungsschicht bestimmen sich vor allem nach der akustischen Wirksamkeit. Ein weiteres Kriterium ist der an der Innenseite des Fahrzeugdachs vorhandene Einbauraum für die Dämpfungsschicht.

[0018] In einer Ausgestaltung der Erfindung weisen die Durchgangsöffnungen einen kreisrunden Querschnitt auf. Derartige Durchgangsöffnungen sind in einfacher Weise einzubringen. Ihr 2/12 österreichisches Patentamt AT510130B1 2014-12-15

Durchmesser beträgt beispielsweise etwa 1,5 mm bis 9 mm. Selbstverständlich sind neben der Kreisform auch andere Querschnittsformen möglich. Das Lochflächenverhältnis ist auf die spezifischen Einbauverhältnisse abzustimmen und kann zum Beispiel Werte von etwa 10 % bis etwa 70 % annehmen, beispielsweise 25 %.

[0019] Die Fertigung der Durchgangsöffnungen bzw. Löcher kann beispielsweise durch Schneiden, Bohren, Stanzen, thermische Verfahren etc. erfolgen. Bei Anwendung eines thermischen Verfahrens (zum Beispiel Laserstrahlschneiden) bei einem thermoplastischen Kunststoffmaterial kann durch das Aufschmelzen der Schneideränder eine zusätzliche Versteifung der Trägerschicht erfolgen. Die Durchgangsöffnungen können aus Gründen der Vereinfachung der Herstellung über die gesamte Fläche der Trägerschicht eingebracht werden. Alternativ können sich die Durchgangsöffnungen auf diejenigen Bereiche beschränken, in denen eine Dämpfungsschicht an der Oberseite der Trägerschicht angeordnet ist. Werden die Durchgangsöffnungen durch Stanzen eingebracht, kann die Stanzvorrichtung beispielsweise als Stempel oder als Walze ausgeführt sein.

[0020] Bei einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung ist bei denjenigen Ausführungsformen der Erfindung, bei denen die schallabsorbierende Schicht nur in einem Teilbereich der Tragschicht der Innenauskleidung angeordnet ist, die nicht mit der schallabsorbierenden Schicht bedeckte Oberseite der Tragschicht mit einer luftundurchlässigen Schicht versehen, um auch hier eine Verschmutzung der Dekorschicht zu verhindern. Auch der Übergang zwischen der luftundurchlässigen Schicht an der Oberseite der schallabsorbierenden Schicht und der luftundurchlässigen Schicht an der Oberseite der Tragschicht ist luftdicht ausgestaltet, um einen Luftdurchtritt zu verhindern.

[0021] Bei einer direkt auf der Rückseite der Trägerschicht angebrachten luftundurchlässigen Schicht, bei der der mindestens eine Bereich mit wenigstens einer Durchgangsöffnung (bevorzugt mit einer Mehrzahl von Durchgangsöffnungen - „Perforation“), ausgespart ist, ergibt sich zusätzlich eine Schalldämpfung in einem weiteren, höheren Frequenzbereich. Für eine höher-frequente Schalleinstrahlung, deren effektive Wellenlänge ungefähr das Vierfache des Abstands zwischen der Trägerschicht und der benachbarten Karosseriebegrenzung (beispielsweise dem Fahrzeugdach) beträgt, wirkt die luftdurchlässige Trägerschicht in der gleichen Art wie vorstehend die darüber liegende Dämpfungsschicht. Somit realisiert die erfindungsgemäße Innenauskleidung eine gute Schalldämpfung in zwei unterschiedlichen Frequenzbereichen. Für den typischen Anwendungsfall in einem Kraftfahrzeug wird die niederfrequente Absorption auf den motorinduzierten Schall abgestimmt, während die höherfrequente Absorption vorzugsweise auf Reifen- und Windgeräusche ausgelegt wird.

[0022] In einer Ausgestaltung der Erfindung ist an der Trägerschicht sowohl unterseitig als auch oberseitig eine Deckschicht vorgesehen. Durch diesen symmetrischen Sandwichaufbau wird eine hohe Steifigkeit der Trägerschicht erreicht.

[0023] Die wenigstens eine Deckschicht der Trägerschicht wird beispielsweise von einem Vlies gebildet, das mit Naturfasern verstärkt ist. Hierdurch ergibt sich eine verbesserte Recyclingfähigkeit der Trägerschicht. Bei der Auswahl der Naturfasern Ist darauf zu achten, dass diese die Luftdurchgängigkeit nicht zu stark behindern. Beispielsweise eignen sich hierfür Sisalfasern. Der Kernschicht der Trägerschicht besteht beispielsweise aus einem PUR-Schaum, zum Beispiel ein offenporiger PUR-Schaum mit RG 32.

[0024] Die Dämpfungsschicht besteht beispielsweise aus einem offenporigen PUR-Schaum mit vergleichsweise geringer Dichte. Alternativ kann die Dämpfungsschicht auch von einem "lockeren" Vlies aus Natur- und/oder Kunstfasern gebildet werden, ebenso von einem andersartigen leicht gepackten Textilmaterial oder Mischformen daraus (Faser- oder Mischfaservlies). Die Schallabsorption in der Dämpfungsschicht erfolgt primär nicht durch deren Masse, sondern durch die schallschluckenden Eigenschaften des Schaumes bzw. des Vlieses bzw. des Textilmaterials, indem die genannten Materialien dem Durchtritt der Luftströmung einen bestimmten Strömungswiderstand entgegen setzen, sich die Schallwellen in den Hohlräumen des Schaums bzw. des Vlieses bzw. des Textilmaterials also "totlaufen". 3/12 österreichisches Patentamt AT510130B1 2014-12-15 [0025] Alle Angaben im Zusammenhang mit der Erfindung bezüglich der räumlichen Lage der einzelnen Komponenten der Innenauskleidung sind auf deren Einbaulage im Fahrzeug bezogen. Dementsprechend ist die Bezeichnung "unterseitig" gleichbedeutend mit der Angabe "auf den Fahrgastraum zuweisend", während die Angabe "oberseitig" gleichzusetzen ist mit "auf das Fahrzeugdach zuweisend".

[0026] Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verkleidungsteils für den Dachhimmel eines Kraftfahrzeugs wird nachfolgend mit Bezug auf die anhängenden schematischen Zeichnungen beschrieben. Darin zeigen: [0027] Fig. 1 eine schematische perspektivische Darstellung von Komponenten des Innen raums eines Fahrzeugs, mit einem erfindungsgemäßen Innenverkleidungsteil für ein nicht dargestelltes Fahrzeugdach, [0028] Fig. 2 eine Ansicht auf die Unterseite des Innenverkleidungsteils von Fig. 1, [0029] Fig. 3 einen Querschnitt durch die Trägerschicht des erfindungsgemäßen Innenverklei dungsteils entlang der Schnittverlaufslinie lll-lll in Fig. 2 und [0030] Fig. 4 einen Querschnitt durch die Trägerschicht des erfindungsgemäßen Innenverklei dungsteils entsprechend der Schnittverlaufslinie IV-IV in Fig. 2.

[0031] Fig. 1 zeigt den Innenraum eines Fahrzeugs, hier eines fünfsitzigen Kraftfahrzeugs, in schematischer Darstellung. Unterhalb eines in Fig. 1 nicht dargestellten Fahrzeugdaches ist ein in seiner Gesamtheit mit 2 bezeichnetes Innenverkleidungsteil vorgesehen. Das Innenverkleidungsteil 2 deckt die Innenseite des Fahrzeugdaches vollständig ab und überdeckt unter anderem Vordersitze 4, von denen nur der linke Vordersitz 4 dargestellt ist, sowie Rücksitze 6.

[0032] Die Untersicht auf das Innenverkleidungsteil 2 gemäß Fig. 2 zeigt unter anderem einen vorderen Randbereich 8, der in Einbaulage des Innenverkleidungsteils 2 im Kraftfahrzeug an eine nicht dargestellte Windschutzscheibe angrenzt. Außerdem sind folgende Details dargestellt: Öffnungen 10 zur Anbringung von Sonnenblenden, Aufnahmen 12 für Haltegriffe, ein Befestigungsbereich 14 für ein Innenspiegelmodul und ein in Richtung des Fahrzeuginnenraums vorstehender Vorsprung 16, der sich quer zur Fahrtrichtung FR des Kraftfahrzeugs erstreckt, um einen nicht dargestellten Querspriegel des Fahrzeugdaches zu überdecken. Der Vorsprung 16 dient außerdem der Versteifung des Innenverkleidungsteils 2. In gleicherweise kann zu diesem Zweck wenigstens eine versteifende Sicke vorgesehen sein. Am hinteren Bereich des Innenverkleidungsteils 2 ist ein Abschnitt 20 ausgebildet, der eine nicht dargestellte Hutablage des Kraftfahrzeugs überdeckt.

[0033] Das in den Figuren dargestellte erfindungsgemäße Verkleidungsteil für den Dachhimmel eines Kraftfahrzeugs umfasst eine Trägerschicht 30, die aus einem Schaumstoffmaterial oder Schaumstoffverbundmaterial hergestellt ist und eine gute mechanische Stabilität und Steifigkeit aufweist. Dadurch ist eine freitragende Aufhängung des Verkleidungsteils mit dessen ausschließlicher Befestigung am Rand möglich. Die Trägerschicht 30 kann als einzelne Schicht eines Polyurethanschaums oder als Verbund einer solchen Schaumschicht mit einer Faserschicht ausgebildet sein. In beiden Fällen ist eine Herstellung mit den gebräuchlichen Verfahren möglich.

[0034] Die nach dem bestimmungsgemäßen Einbau des Verkleidungsteils 2 zum Fahrzeuginnenraum weisende Vorderseite der Trägerschicht 30 ist mit einer Dekorschicht 56 versehen, die in erster Linie für die gewünschte optische Erscheinung und haptische Anmutung der gesamten sichtbaren Oberfläche des Verkleidungsteils 2 sorgt.

[0035] In zwei ausgewählten Bereichen 38, 40 ist die Trägerschicht des Verkleidungsteils mit einer Perforation 70 versehen. Aus der Darstellung der Figur 2 kann man erkennen, dass die ausgewählten Bereiche in einem vorderen Abschnitt oberhalb der Vordersitze 4 sowie in einem hinteren Abschnitt oberhalb der Rücksitze 6 angeordnet sind. Eine auf der Rückseite der Trägerschicht 30 angebrachte luftundurchlässige Sperrschicht 80 ist in diesen Bereichen 38, 40 ausgespart. Die Sperrschicht 80 ist vorzugsweise als ein mit Kunststoff getränktes Vlies ausge- 4/12 österreichisches Patentamt AT510130B1 2014-12-15 bildet, das flächig mit der Trägerschicht 30 verbunden ist und den Durchtritt von Luft aus dem Innenraum in den Zwischenraum zwischen dem Verkleidungsteil und dem Fahrzeugdach verhindert. Dies dient dem bekannten Zweck, eine gesteigerte Verschmutzungsneigung der Dekorschicht 56 wegen einer Partikelablagerungen beim Durchströmen des Verkleidungsteils mit verunreinigter Umgebungsluft während des Schließens und Öffnens der Fahrzeugtüren zu beheben. Besonders vorteilhaft ist vorliegend die Sperrschicht in den Bereichen 38,40 nicht nur identisch zu der Perforation 70 durchbrochen sondern vollständig in diesen Bereich ausgespart. Dadurch verfügt die Trägerschicht 30 des Verkleidungsteils innerhalb der Bereiche 38, 40 noch über eine Luftdurchlässigkeit, die über den Durchtrittsquerschnitt der Perforation 70 hinaus geht.

[0036] In den Bereichen 38 und 40 ist an dem Innenverkleidungsteil 2 oberseitig jeweils eine Dämpfungsschicht 32 als Schallisolierung angeordnet. Vorzugsweise ist diese Dämpfungsschicht 32 als lockeres Vlies oder ein anderes leicht gepacktes Textilmaterial ausgeführt, das dem Durchtritt eines Luftstroms einen bestimmten Strömungswiderstand entgegen setzt. Die Dämpfungsschicht 32 kann beispielsweise als offenporiger PUR Schaum ausgebildet sein und weist eine vergleichsweise große Bauhöhe H auf. Aufgrund der relativ geringen Dichte der Dämpfungsschicht 32 ergibt sich dennoch ein verhältnismäßig niedriges Gewicht der akustisch wirksamen Dämpfungsschicht 32.

[0037] Der Aufbau des Innenverkleidungsteils 2 geht aus den Fig. 3 und 4 näher hervor. Fig. 3 zeigt hierbei den Aufbau der Trägerschicht 30 an ihrem linken, fahrzeugaußenseitigen Rand, an den sich zur Fahrzeugmitte hin der Teilbereich 40 anschließt. Maßgeblich für die Eigenstabilität der Trägerschicht 30 ist deren Aufbau als ein Flächenlaminat. Das Flächenlaminat umfasst dabei zumindest eine erste Schicht 50, beispielsweise aus einem PUR-Schaum, sowie einer zweiten Schicht aus einer Fasermatte, vorzugsweise einer Naturfasermatte. In der dargestellten Ausführungsform umfasst das Flächenlaminat zusätzlich eine oberseitige und unterseitige Deckschicht 52. Die beiden Deckschichten 52 und 54 werden beispielsweise von einem luftdurchlässigen Vlies gebildet, das mit Sisalfasern verstärkt ist. Die Trägerschicht 30 aus der ersten Schicht 50 und den Deckschichten 52 und 54 hat beispielsweise eine Dicke D von insgesamt etwa 6 mm. An der Unterseite der Trägerschicht 30 befindet sich, wie bereits obenstehend erläutert, eine Dekorschicht 56, die für die gewünschte optische Erscheinung und haptische Anmutung der gesamten sichtbaren Oberfläche des Innenverkleidungsteil 2 sorgt. Außenseitig weist die Dekorschicht 56 zum Beispiel ein textiles Gewebe 57 auf. An der Innenseite des textilen Gewebes 57 ist eine Hinterschäumung 58, beispielsweise mit einem PUR Schaum, vorgesehen, um einen so genannten "Softtouch-Effekt" zu erreichen. Die Dicke d der Dekorschicht 56 beträgt beispielsweise etwa 3 bis 4 mm.

[0038] Die Schnittdarstellung der Fig. 4 zeigt den Verlauf des Innenverkleidungsteils 2 über die Breite des Kraftfahrzeugs. Das Innenverkleidungsteil 2 erstreckt sich unterhalb des Fahrzeugdaches 60, das beispielsweise aus einem Leichtmetallwerkstoff oder aus einem kohlefaserverstärktem Kunststoff besteht.

[0039] Das Innenverkleidungsteil 2 weist Teilbereiche 38 und 40 mit einer Breite B auf. In Fig. 4 ist der Teilbereich 40 im Querschnitt dargestellt. Die schematische Darstellung der Fig. 2 ist dahingehend zu verstehen, dass der Teilbereich 40 (ebenso wie der Teilbereich 38) nicht als vollflächiger Ausschnitt ausgebildet ist, sondern eine Vielzahl kreisrunder Durchgangsöffnungen aufweist, die gleichmäßig oder ungleichmäßig über die Fläche des Teilbereichs 40 (und entsprechend des Teilbereichs 38) verteilt sind. Mit anderen Worten ist das Innenverkleidungsteil 2 in den Teilbereichen 38 und 40 mit einer Perforation 70 versehen. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, sind zwei separate Dämpfungsschichten 32, jeweils in den Teilbereichen 38 und 40, vorgesehen.

[0040] Die Durchgangsöffnungen bzw. Löcher der Perforation 70 sind auf die akustischen Eigenschaften des betreffenden Kraftfahrzeugs hinsichtlich Durchmesser, Anzahl, Abstand und Verteilung abgestimmt. Die Löcher der Perforation 70 sind in der zeichnerischen Darstellung der Fig. 2 nicht über die gesamte Fläche der Teilbereiche 38 und 40 eingezeichnet, jedoch in der 5/12 österreichisches Patentamt AT510130B1 2014-12-15 tatsächlichen Ausführung über die gesamte Fläche der Teilbereiche 38 und 40 verteilt. Wie insbesondere aus Fig. 3 hervorgeht, erstrecken sich die Löcher der Perforation 70 nur innerhalb der Trägerschicht 30. Oberseitige und unterseitige Deckschicht 52 und 54 sind luftdurchlässig und weisen keine Perforation 70 auf.

[0041] Wie zuvor bereits beschrieben, ist an der Oberseite der Trägerschicht 30 eine Sperrschicht 80 vorgesehen. In den Teilbereichen 38 und 40 ist keine Sperrschicht 80 vorhanden. Alternativ ist die Sperrschicht 80 vor der Einbringung der Perforationen 70 in den Teilbereichen 38 und 40 zwar vorhanden, wird jedoch mit der Einbringung der Perforation 70 jeweils lokal entfernt, um die Luftdurchgängigkeit herzustellen.

[0042] Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Sperrschicht 80 in den Teilbereichen 38 und/oder 40 nicht nur entsprechend der Perforation (Durchgangsöffnungen 70) durchbrochen ist, sondern in diesen Bereichen vollständig ausgespart ist. Dadurch entsteht eine verbesserte Luftdurchlässigkeit, die über den Durchtrittsquerschnitt der Durchgangsöffnungen 70 hinaus geht.

[0043] Ebenso ist an der Oberseite der Dämpfungsschicht 32 eine luftundurchlässige Sperrschicht 82 vorgesehen. Auch diese Sperrschicht 82 ist luftundurchlässig und verhindert den intensiven Luftaustausch zwischen der Fahrgastzelle und dem Zwischenraum zum Fahrzeugdach durch die Dekorschicht 56 des Verkleidungsteils hindurch. Auch die Verbindung zwischen den beiden Sperrschichten 80 und 82 ist luftdicht gestaltet. Beispielsweise ist der Randbereich R der Dämpfungsschicht 32 zusammengepresst und über eine Kleberschicht 84 mit der Oberseite der Trägerschicht 30, genauer gesagt, mit der Sperrschicht 80, verklebt.

[0044] Die Bereiche 38 und 40, in denen sich die Perforation 70 und die Dämpfungsschichten 32 befinden, sind möglichst groß ausgeführt. Im vorliegenden Beispiel beträgt die Breite B der Bereiche 38 und 40 etwa 800 bis 900 mm. Die Länge L1 bzw. L2 der Bereiche 38 und 40 beträgt etwa 350 bzw. 450 mm. Infolge des Innenspiegelmoduls 14 ist im Mittenbereich eine reduzierte Länge L3 von etwa 250 mm gegeben.

[0045] Grundsätzlich ist von Vorteil, wenn die mit Perforation 70 versehenen Bereiche 38 und 40 zusammen eine Fläche von wenigstens 0,5 m2 einnehmen. Die Bereiche 38 und 40 sind dabei bevorzugt rechteck- oder trapezförmig.

[0046] Wie insbesondere aus der Darstellung der Fig. 4 hervorgeht, benötigt das erfindungsgemäße Innenverkleidungsteil 2 einen vergleichsweise großen Bauraum unterhalb des Fahrzeugdaches 60. Dieser Bauraumbedarf geht vor allem auf die relativ große Höhe H der Dämpfungsschicht 32 zurück. Die Höhe H beträgt beispielsweise etwa 20 bis 30 mm. Trotz der vergleichsweise großen benötigten Bauhöhe des Innenverkleidungsteils 2 hat das Innenverkleidungsteil 2 wegen der verhältnismäßig geringen Dichte der schallabsorbierenden Schicht 32 insgesamt ein nur relativ geringes Gewicht.

[0047] Der benötigte Bauraum steht nicht über die gesamte Fläche des Fahrzeugdachs 60 zur Verfügung. Insbesondere im Bereich des Vorsprungs 16, in dem sich ein Querspriegel bzw. eine Sicke zur Verstärkung des Fahrzeugdachs 60 befindet, ist der erforderliche Bauraum nicht gegeben. Aus diesem Grund wird die Dämpfungsschicht 32 in zwei Abschnitte unterteilt, wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt. Auch in den Randbereichen des Fahrzeugdachs 60 ist der zur Verfügung stehende Bauraum in der Regel reduziert. Da die Dämpfungsschicht 32 üblicherweise als Plattenware mit konstanter Materialstärke zur Verfügung steht, können die Bereiche mit reduziertem Bauraum somit nicht mit einer Dämpfungsschicht 32 versehen werden. Entscheidend für die Wahrnehmung durch die Fahrzeuginsassen ist jedoch, dass die Dämpfungsschicht 32 vor allem „kopfnah“ zu den Fahrzeuginsassen angeordnet ist.

[0048] Zusammenfassend lässt sich die Erfindung wie folgt beschreiben: Eine erfindungsgemäßes Innenverkleidungsteil 2 für ein Fahrzeugdach weist eine Trägerschicht 30 auf, die unterseitig mit einer Dekorschicht 56 versehen ist. Oberhalb der Trägerschicht 30 ist eine Dämpfungsschicht 32 vorgesehen. Gemäß der Erfindung weist die Trägerschicht 30 in mindestens einem Teilbereich 38, 40 eine flächige Perforation mit einer Mehrzahl von Durchgangsöffnungen 70 auf, um den Innenraum des Fahrzeugs an die Dämpfungsschicht 32 anzukoppeln. 6/12

österreichisches Patentamt AT510130B1 2014-12-15 [0049] Die besondere akustische Wirkung des vorangehend beschriebenen Verkleidungsteils ergibt sich aus dem Zusammenwirken der Perforation 70 in den Bereichen 38, 40 der Träger-schicht 30, der daran nach dem Einbau oberhalb anschließenden Dämpfungsschicht 32 und dem darüber liegenden Dachblech der Fahrzeugkarosserie. Die teilweise in der Dämpfungsschicht 32 und teilweise darüber liegende Luftschicht zwischen dem Dachblech und der Perforation in den Bereichen 38, 40 der Trägerschicht 30 wirkt als Kammer für eine Anzahl nebeneinander angeordneter Helmholtz-Resonatoren. Diese Anordnung wird in der Literatur zuweilen auch als Lochflächenresonator bezeichnet, dessen Resonanzfrequenz f0 sich einfach durch die nachstehend angegebene Formel bestimmen lässt (aus: Schalltechnisches Taschenbuch; Helmut Schmidt; VDI-Verlag Düsseldorf, 1996):

[0050] Darin bezeichnet ε den Lochflächenanteil, r den Lochradius, d die Lochplattendicke und a die Kammerhöhe jeweils in Zentimeter (cm). Als effektive Frequenz einer nicht lotrecht auf die Oberfläche des Verkleidungsteils einstrahlenden ebenen Schallwelle ist die um den Einfallswinkel korrigierte Frequenz zu verstehen.

[0051] Für aus dem Fahrzeuginnenraum auf die Perforation in den Bereichen 38, 40 auftreffen-de Schallwellen, deren effektive Frequenz der Resonanzfrequenz entspricht, ergibt sich eine maximale Ankopplung an diese Helmholtz-Resonatoren. Dadurch wird die Schnelle in den Öffnungen der Perforation und der daran angrenzenden Umgebung oberhalb und unterhalb maximal. Diesem Schnellemaximum wird durch die oberhalb der Trägerschicht 30 liegende Dämpfungsschicht 32 In an sich bekannter Weise aufgrund des dadurch erhöhten Strömungswiderstands stark Energie entzogen. Damit geht eine Dämpfung der Schallintensität einher. Die von dem Dachblech zurücklaufende Schallenergie ist stark vermindert.

[0052] Da in der beschriebenen Ausführungsform die direkt auf der Rückseite der Trägerschicht 30 angebrachte Sperrschicht 80 die Bereiche 38, 40 mit der Perforation vollständig ausspart, ergibt sich zusätzlich eine Schalldämpfung in einem weiteren, höheren Frequenzbereich. Für eine höher frequente Schalleinstrahlung, deren effektive Wellenlänge ungefähr das Vierfache des Abstands zwischen der Trägerschicht 30 und dem Dachblech beträgt, wirkt das teilweise luftdurchlässige Material der Trägerschicht 30 in der gleichen Art wie vorstehend die darüber liegende Dämpfungsschicht. Somit realisiert das vorgestellte Verkleidungsteil eine gute Schalldämpfung in zwei unterschiedlichen Frequenzbereichen. Für den typischen Anwendungsfall in einem Kraftfahrzeug wird die niederfrequente Absorption auf den typischen motorinduzierten Schall abgestimmt sein, während die höherfrequente Absorption vorzugsweise auf Reifen- und Windgeräusche ausgelegt sein wird. 7/12

Claims (7)

1. österreichisches Patentamt AT510130B1 2014-12-15 Patentansprüche 1. Verkleidungsteil für den Dachhimmel eines Kraftfahrzeugs mit einer Trägerschicht (30) aus einem biegesteifen Schaumstoff material oder Schaumstoffverbundmaterial geringer Dichte und einer vorderseitig angeordneten Dekorschicht (56), wobei die Trägerschicht (30) in einer Anzahl von Bereichen (38, 40) perforiert und mit einer rückseitigen Dämpfungsschicht (32) versehen ist, wobei die Dämpfungsschicht (32) ein offenporiger Polyurethan (PUR) Schaum ist, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere perforierte Bereiche (38, 40) vorgesehen sind, die zur Fahrzeuglängsachse (A) quer verlaufende längliche Flächenstücke vorzugsweise mit einem Flächenverhältnis von 60 % bis 85 % bedecken und durch eine Anzahl von zur Fahrzeuglängsachse (A) quer verlaufenden länglichen Sicken (16) getrennt sind.
2. 2. Verkleidungsteil nach dem vorangehenden Anspruch, wobei die Trägerschicht (30) gebildet ist als ein Flächenlaminat mit einer ersten Schicht (50) aus einem Polyurethanschaumstoff und einer zweiten Schicht aus einer Fasermatte, vorzugsweise einer Naturfasermatte und insbesondere einer Sisalmatte.
3. 3. Verkleidungsteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei zwischen der Dekorschicht (56) und der Trägerschicht (30) eine Vliesschicht (52) angeordnet ist.
4. 4. Verkleidungsteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Lochdurchmesser der Perforation 1,5 mm bis 9 mm und/oder das Lochflächenverhältnis von 10 % bis 70 % betragen.
5. 5. Verkleidungsteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Lochdurchmesser der Perforation und/oder das Lochflächenverhältnis in den vorgesehenen Bereichen (38, 40) konstant sind.
6. 6. Verkleidungsteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Trägerschicht rückseitig mit einer luftdichten Sperrschicht (80) versehen ist, die die Bereiche (38, 40) der Perforation ausspart und wahlweise durch eine auf der Außenseite der Dämpfungsschicht (32) angebrachte Sperrschicht (82) ergänzt wird.
7. 7. Verkleidungsteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein perforierter Bereich (38, 40) eine quer zur Fahrzeuglängsrichtung (A) erstreckende rechteckige oder trapezförmige Fläche von vorzugsweise 0,5 m2 bedeckt. Hierzu 4 Blatt Zeichnungen 8/12