DE102004007602B4

DE102004007602B4 - Abdeckung für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102004007602B4
Application number: DE200410007602
Authority: DE
Inventors: Albert Kirzinger
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2004-02-17
Filing date: 2004-02-17
Publication date: 2014-06-18
Anticipated expiration: 2024-02-18
Also published as: DE102004007602A1

Abstract

Abdeckung (2) für einen Verbrennungsmotor (4) eines Kraftfahrzeugs, mit einem den Verbrennungsmotor (4) mindestens teilweise bedeckenden Schalldämmungselement sowie mit einem zur Abstützung des Schalldämmungselements dienenden, mit dem Schalldämmungselement verbundenen Trägerelement (6), wobei das Schalldämmungselement (8) den Verbrennungsmotor (4) freitragend überspannt und entlang seines äußeren Randes (18) von dem rahmenförmigen Trägerelement (6) aus geformtem Kunststoffmaterial umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Schalldämmungselement aus einem Schicht- oder Sandwichmaterial (10) aus einer oberen und unteren Metallschicht (20, 24) und einer zwischen den beiden Metallschichten (20, 24) angeordneten Kunststoffschicht (22) besteht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Abdeckung für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs, mit einem den Verbrennungsmotor mindestens teilweise bedeckenden Schalldämmungselement sowie mit einem zur Abstützung des Schalldämmungselements dienenden, mit dem Schalldämmungselement verbundenen Trägerelement.
Abdeckungen für Verbrennungsmotoren werden in Kraftfahrzeugen und insbesondere in Personenkraftwagen als Schalldämmung und als Verkleidung eingesetzt, um einerseits eine Ausbreitung der Schallemissionen des Verbrennungsmotors zu reduzieren und andererseits das optische Erscheinungsbild beim Blick in den Motorraum zu verbessern.
Aus der DE 198 25 739 A1 ist bereits eine zu Akustikzwecken dienende Abdeckung für einen Verbrennungsmotor der eingangs genannten Art bekannt. Die bekannte Abdeckung umfasst eine zugleich als Sichtblende dienende obere Abdeckplatte und einen auf der Unterseite der Abdeckplatte angeordneten und druckdicht mit der Abdeckplatte verbundenen Druckausgleichsbehälter in Form einer Schale. Bei dieser Abdeckung wird die verhältnismäßig große Bauhöhe als nachteilig angesehen, da einerseits der im Motorraum moderner Personenkraftfahrzeuge zwischen dem Verbrennungsmotor und der Motorhaube für die Abdeckung verfügbare Freiraum in der Regel keine große Höhe aufweist und andererseits für den Fall einer Kollision mit einem Fußgänger oberhalb des Motors eine ausreichende Verformbarkeit der Motorhaube gewährleistet sein muss, was bei der bekannten Abdeckung infolge der Versteifung der Abdeckplatte durch den Druckausgleichsbehälter nicht in ausreichender Weise sichergestellt scheint.
Um dieses zuletzt genannte Problem zu lösen, wird in der DE 101 21 683 A1 eine weitere, zu Design- und Akustikzwecken dienende Abdeckung der eingangs genannten Art vorgeschlagen, bei der eine Trägerschicht motorseitig, d. h. auf der Unterseite der Abdeckung, angeordnet ist und den oberen Teil des Motors umschließt, während eine zur Schallabsorption dienende Schaumstoffschicht haubenseitig, d. h. auf der Oberseite der Abdeckung, angeordnet und zur Verbesserung des optischen Erscheinungsbildes des Motorraums auf ihrer Oberseite mit einer dünnen Designschicht versehen ist. Zum Hindurchtritt der Schallwellen in die Schaumstoffschicht ist die Trägerschicht mit Löchern versehen, durch die jedoch nur ein Teil des abgestrahlten Schalls in die Schaumstoffschicht eintritt, so dass die Schalldämpfung nicht optimal ist.
Im Dokument DE 103 14 220 A1 wird eine Abdeckung für Komponenten in einem Motorraum eines Kraftfahrzeugs beschrieben, welche eine Trägerstruktur und einen an einer den Komponenten zugewandten Seite angeordneten Schaumstoffmaterial als Schallabsorptionskörper aufweist. In einer Ausführungsform weist die Abdeckung einen Außenrandbereich ohne Schaumstoffmaterial auf, an welchem gehäuseförmige Befestigungseinrichtungen zur Aufnahme eines motorseitigen Verbindungselements angebracht sind, welche auch als akustische Entkopplungsvorrichtungen dienen.
Des Weiteren sind im Dokument DE 41 05 844 A1 Verkleidungsteile für den Motorbereich eines Kraftfahrzeugs dargestellt, die an einem am Motor befestigten Tragblock oder an einem Fahrzeugrahmen befestigbaren formstabilen Rahmen aufgenommen werden. Der Rahmen wird über elastische Verbindungselemente aufgenommen, um die Übertragung von Vibrationen und Verwindungen des Motorblocks zu erschweren.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Abdeckung für einen Verbrennungsmotor der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass sich die Abdeckung mit einem geringen Platzbedarf oberhalb des Verbrennungsmotors gut an unterschiedliche Einbauverhältnisse im Motorraum anpassen lässt, eine gute Schalleinleitung in das Schalldämmungselement gewährleistet und mit einem ansprechenden optischen Erscheinungsbild versehen werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Schalldämmungselement den Verbrennungsmotor freitragend überspannt und entlang seines äußeren Randes von dem rahmenförmigen Trägerelement aus geformtem Kunststoffmaterial umgeben ist.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, durch die Verlagerung des Trägerelements an den Rand des Schalldämmungselements und die freitragende Anordnung des Schalldämmungselements über dem Motor die Bauhöhe des Schalldämmungselements zu verringern und die Einleitung des Körperschalls des Verbrennungsmotors in das Schalldämmungselement zu verbessern, durch den Kontrast zwischen der vorzugsweise metallischen Oberseite des freitragenden Schalldämmungselements und dem rahmenartigen Kunststoffträgerelement für ein ansprechendes optische Erscheinungsbild zu sorgen und durch die variable Formbarkeit des Kunststoffträgerelement eine Anpassung der Abdeckung an unterschiedlichste Einbauverhältnisse im Motorraum zu ermöglichen.
Eine besonders geringe Bauhöhe der Abdeckung im Bereich des freitragenden Schalldämmungselements wird erreicht, wenn das letztere gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung aus einem Sandwichmaterial besteht, vorzugsweise aus einem dünnen Schichtmaterial, bestehend aus einer oberen und unteren Metallschicht und einer zwischen den beiden Metallschichten angeordneten Kunststoffschicht, das im Handel erhältlich ist, trotz einer sehr geringen Dicke von weniger als 1,5 mm und vorzugsweise von weniger als 1 mm ausgezeichnete schalldämmende Eigenschaften aufweist und bei Bedarf zur weiteren Verringerung des Platzbedarfs und/oder Verbesserung des optischen Erscheinungsbildes zu einem dreidimensionalen Formteil geformt werden kann, das zum Beispiel der Kontur der Oberseite des Verbrennungsmotors folgt bzw. diese nachbildet.
Ein besonders ansprechendes optisches Erscheinungsbild wird erzielt, wenn die obere Metallschicht des Schalldämmungselements aus dünnem Edelstahl- oder Aluminiumblech oder einem anderen korrosionsbeständigen bzw. korrosionsbeständig beschichteten Metall besteht. Eine Abdeckung mit einem solchen Schalldämmungselement hat darüber hinaus den Vorteil, dass die Oberseite zum Beispiel zur Beschriftung der Abdeckung oder zur Anbringung eines Logos bei der Herstellung des Schalldämmungselements mit entsprechenden Einprägungen versehen werden kann, die ggf. zur Verstärkung des Kontrasts bedruckt werden können und separate Aufkleber oder dergleichen entbehrlich machen.
Um die Montage des Schalldämmungselements und des Trägerelements zu vereinfachen, kann das letztere zum Beispiel durch Spritzgießen, RRIM oder ein anderes Formverfahren in der gewünschten, an die Einbauverhältnisse des Verbrennungsmotors und umgebender Komponenten angepassten Form hergestellt und bereits bei der Herstellung mit dem Schalldämmungselement verbunden werden, zum Beispiel indem das letztere in das verwendete Formwerkzeug eingelegt und entlang seines Randes mit dem Kunststoff umspritzt wird.
Um nach dem Ende der Lebensdauer des Kraftfahrzeugs eine leichtere Trennung der unterschiedlichen Materialien des Trägerelements und des Schalldämmungselements bei der stofflichen Verwertung zu ermöglichen, sieht eine bevorzugte Alternative jedoch vor, dass das rahmenförmigen Trägerelement aus zwei komplementären Teilen besteht, die nach dem Einlegen des Schalldämmungselements in die miteinander verschweißt oder verstemmt oder auf sonstige Weise miteinander verbunden werden, wobei der äußere Rand des Schalldämmungselements zwischen den Teilen festgeklemmt wird. Um eine Übertragung von Schwingungen zwischen dem rahmenförmigen Trägerelement und dem Schalldämmungselement zu verringern, kann das Schalldämmungselement ggf. entlang seines äußeren Randes mit dem Trägerelement verklebt werden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Akustik- und Designabdeckung für den Verbrennungsmotor eines Personenkraftwagens;
2: eine Längsseitenansicht der Abdeckung aus 1;
3: eine Längsschnittansicht der Abdeckung entlang der Linie III-III aus 1;
4: eine Stirnseitenansicht der Abdeckung aus 1;
5: eine Querschnittsansicht der Abdeckung entlang der Linie V-V aus 1;
6: eine vergrößerte Ansicht des Ausschnitts VI aus 3.
Die in der Zeichnung dargestellte Akustik- und Designabdeckung 2 für den Verbrennungsmotor 4 eines Personenkraftwagens besteht im Wesentlichen aus einem durch Spritzgießen aus Kunststoff hergestellten Tragrahmen 6 aus Kunststoff und einem mit dem Tragrahmen 6 verbundenen und von diesem gehaltenen Formteil 8 aus einem schalldämmenden Schichtmaterial 10 in Sandwichbauweise.
Wie in 1 dargestellt, ist der Tragrahmen 6 so geformt, dass er den in zweistrichpunktierten Linien angedeuteten, unter der Abdeckung 2 im Motorraum des Personenkraftwagens untergebrachten Verbrennungsmotor 4 auf dessen Oberseite im Wesentlichen allseitig umgibt. Der Tragrahmen 6 ist aus einem oberen Rahmenteil 12 und einem unteren Rahmenteil 14 zusammengesetzt, die jeweils aus faserverstärktem Polyamid bestehen. Die beiden Rahmenteile 12 und 14 begrenzen jeweils oberhalb des Verbrennungsmotors 4 eine in Draufsicht im Wesentlichen dem Umriss des letzteren entsprechende Aussparung 16, die durch das schalldämmende Formteil 8 verschlossen ist.
Zur Befestigung des Formteils 8 im Tragrahmen 6 ist der an die Aussparung 16 angrenzende Rand des oberen und unteren Rahmenteils 12, 14 jeweils mit einer flachen umlaufenden Stufe versehen, wie am besten in 3 und 5 dargestellt. Die beiden Stufen sind so an den Querschnitt des umlaufenden äußeren Randes 18 des Formteils 8 angepasst, dass das zwischen die beiden Rahmenteile 12, 14 eingelegte Formteil 8 entlang seines äußeren Randes 18 zwischen den Rändern des oberen und unteren Rahmenteils 12, 14 festgeklemmt wird, nachdem diese beiden Teile 12, 14 durch Verschweißen miteinander verbunden worden sind.
Der Tragrahmen 6 stützt sich auf dem Verbrennungsmotor 4 bzw. auf der Aufhängung des Verbrennungsmotors 4 ab und ist in Bezug zu letzterem schwingend gelagert, so dass die Vibrationen des Verbrennungsmotors 4 nicht auf den Tragrahmen 6 übertragen werden.
Die äußere Form des Tragrahmens 6 ist an den oberhalb und seitlich des Verbrennungsmotors 4 im Motorraum vorhandenen Platz angepasst. Darüber hinaus ist der Tragrahmen 4 mit einer Durchführung 26 (1) für eine vom Luftfilter des Fahrzeugs zum Verbrennungsmotor 4 führende Frischluftzufuhrleitung versehen und kann bei Bedarf mit weiteren Durchführungen oder Aussparungen für andere Komponenten im Motorraum versehen sein.
Wie am besten in den 2, 4 und 5 dargestellt, ist das Formteil 8 an die Umrisse der Oberseite des Verbrennungsmotors 4 angepasst, wobei insbesondere die Gestalt der 10 Zylinderköpfe des unter dem Formteil 8 angeordneten, mit der Abdeckung 2 abgedeckten Verbrennungsmotors 4 nachgebildet bzw. angedeutet sind. Diese dreidimensionale Gestalt des Formteils 8 wird vor dessen Montage im Tragrahmen 6 erzeugt, indem das zuvor ebene Schichtmaterial 10 zum Beispiel durch Warmpressen einem Umformvorgang unterzogen wird.
Wie am besten in 3 und 5 dargestellt, überspannt das am äußeren Rand 18 vom Tragrahmen gehaltene Formteil 8 die Oberseite des Verbrennungsmotors 4 freitragend, wobei die dreidimensionale Gestalt des Formteils 8 dazu beiträgt, seine Stabilität durch Versteifung des verhältnismäßig dünnen Schichtmaterials 10 zu erhöhen.
Wie am besten in 6 dargestellt, besteht das zur Herstellung des Formteils 8 verwendete Schichtmaterial 10 in Sandwichbauweise aus drei übereinanderliegenden Schichten 20, 22, 24, von denen die oberste Schicht 20 aus 0,2 mm starkem Edelstahlblech, die unterste Schicht 24 aus 0,2 mm starkem verzinktem Stahlblech und die mittlere Schicht 22 aus einem die beiden Bleche starr miteinander verbindenden Kunststoff besteht. Ein derartiges Schichtmaterial 10 weist einen hohen Verlustfaktor auf, so dass der aus diesem Schichtmaterial 10 hergestellte Formkörper 8 ausgezeichnete schalldämmende Eigenschaften aufweist. Die vom Edelstahlblech gebildete Oberseite des Formteils 8 weist darüber hinaus ein sehr hochwertig anmutendes Aussehen auf, das im Kontrast zu dem umgebenden Tragrahmen 6 aus Kunststoff steht und durch die Nachbildung der Zylinderköpfe des Verbrennungsmotors 4 bei geöffneter Motorhaube für ein äußerst ansprechendes optisches Erscheinungsbild des Motorraums sorgt. Infolge der geringen Materialstärke des Schichtmaterials 10 benötigt das Formteil 8 oberhalb des Verbrennungsmotors 4 nur sehr wenig Platz, so dass zwischen der Oberseite des Formteils 8 und der Motorhaube ausreichend Raum für eine eventuelle Verformung der letzteren im Falle eines Fußgängeraufpralls bleibt.
Die Oberseite des Formteils 8 kann mit einer in das Edelstahlblech eingeprägten oder eingravierten Beschriftung versehen sein, wie z. B. dem in 1 dargestellten Logo 28 der Anmelderin, wobei diese Beschriftung ggf. durch einen zusätzlichen Farbauftrag in den eingeprägten oder eingravierten Bereichen hervorgehoben sein kann.

Claims

Abdeckung (2) für einen Verbrennungsmotor (4) eines Kraftfahrzeugs, mit einem den Verbrennungsmotor (4) mindestens teilweise bedeckenden Schalldämmungselement sowie mit einem zur Abstützung des Schalldämmungselements dienenden, mit dem Schalldämmungselement verbundenen Trägerelement (6), wobei das Schalldämmungselement (8) den Verbrennungsmotor (4) freitragend überspannt und entlang seines äußeren Randes (18) von dem rahmenförmigen Trägerelement (6) aus geformtem Kunststoffmaterial umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Schalldämmungselement aus einem Schicht- oder Sandwichmaterial (10) aus einer oberen und unteren Metallschicht (20, 24) und einer zwischen den beiden Metallschichten (20, 24) angeordneten Kunststoffschicht (22) besteht.
Abdeckung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schalldämmungselement (8) ein dreidimensionales Formteil (8) ist.
Abdeckung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schalldämmungselement (8) eine den Konturen der Oberseite des Verbrennungsmotors (4) nachgebildete Kontur aufweist.
Abdeckung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallschichten (20, 24) aus einem korrosionsbeständigen oder korrosionsbeständig beschichteten Metall bestehen.
Abdeckung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Metallschicht (20) aus Edelstahl oder Aluminium besteht, und dass die untere Metallschicht (20) aus verzinktem Blech oder Aluminium besteht.
Abdeckung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schalldämmungselement (8) eine Dicke von weniger als 1,5 mm und vorzugsweise von weniger als 1 mm aufweist.
Abdeckung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das rahmenförmige Trägerelement (6) den äußeren Rand (18) des Schalldämmungselements (8) umgreift.
Abdeckung (2) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das rahmenförmige Trägerelement (6) am Schalldämmungselement (8) angeformt ist.
Abdeckung (2) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das rahmenförmige Trägerelement (6) aus zwei miteinander verbundenen Teilen (12, 14) besteht, zwischen denen der äußere Rand (18) des Schalldämmungselements (8) festgehalten wird.
Abdeckung (2) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Teile (12, 14) des rahmenförmigen Trägerelements (6) miteinander verschweißt sind.
Abdeckung (2) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Rand (18) des Schalldämmungselements (8) zwischen beiden Teilen (12, 14) des rahmenförmigen Trägerelements (6) festgeklemmt ist.
Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor, gekennzeichnet durch eine Abdeckung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Trägerelement (6) am Verbrennungsmotor (4) abstützt und in Bezug zum Verbrennungsmotor (4) schwingend gelagert ist.