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Die
Erfindung betrifft eine schallisolierende Unterbodenverkleidung
für Kraftfahrzeuge,
mit einem aus Kunststoff hergestellten Hohlkörper, dessen Unterseite luftwiderstandssenkend
und/oder im Wesentlichen glattflächig
ausgebildet ist.
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Derartige
Unterbodenverkleidungen sind zum Beispiel aus der
EP 1 251 062 A2 und der
DE 100 01 932 A1 bekannt.
Sie dienen der Verringerung des Schallpegels im Fahrgastraum sowie
der Verbesserung des cW-Wertes des jeweiligen Kraftfahrzeuges.
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Die
aus der
EP 1 251 062
A2 bekannte Unterbodenverkleidung besitzt einen doppelwandigen Aufbau,
besteht aus Kunststoff und ist im Twin-Sheet-Prozess oder Extrusions-Blasformprozess
hergestellt. Bei der aus der
DE 100 01 932 A1 bekannten Unterbodenverkleidung
handelt es sich ebenfalls um ein Blasformteil.
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Als
störend
werden bei solchen Unterbodenverkleidungen die durch Spritzwasser-
und/oder Splittaufprall hervorgerufenen Geräusche empfunden, wenn das betreffende
Fahrzeug über
Straßen oder
Wege mit Wasseransammlungen bzw. Rollsplittbelag bewegt wird.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Unterbodenverkleidung
der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit der das Problem der
durch Spritzwasser- und/oder Splittaufprall hervorgerufenen Geräusche weitgehend
beseitigt ist und deren Herstellungskosten gleichwohl relativ günstig sind.
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Gelöst wird
diese Aufgabe durch eine Unterbodenverkleidung mit den Merkmalen
des Anspruchs 1.
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Die
erfindungsgemäße Unterbodenverkleidung
besteht im Wesentlichen aus einem aus Kunststoff hergestellten Hohlkörper, dessen
Unterseite luftwiderstandssenkend und/oder im Wesentlichen glattflächig ausgebildet
ist. Der Hohlkörper
weist an seiner Unterseite mindestens einen weichen Wandbereich
und mindestens einen gegenüber
dem weichen Wandbereich relativ harten Wandbereich auf, wobei der
weiche Wandbereich und der relativ harte Wandbereiche durch sequentielle
Extrusion und/oder durch sequentielle Coextrusion hergestellt sind,
und wobei der weiche Wandbereich zumindest an seiner freiliegenden
Außenseite
relativ weich ausgebildet ist und in der Montagestellung der Unterbodenverkleidung
näher an
einem Fahrzeugrad angeordnet ist als der relativ harte Wandbereich.
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Der
oder die relativ weichen Wandbereiche des Hohlkörpers sind dort angeordnet,
wo die Splitt- bzw. Spritzwasserbeaufschlagung gegebenenfalls am
größten ist.
Die übrigen
Wandbereiche des Hohlkörpers
sind aus relativ hartem Kunststoff ausgeführt.
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Der
jeweilige weiche Wandbereich des Hohlkörpers verringert die durch
Spritzwasser- oder Splittaufprall verursachten Geräusche. Die
weichen Wandbereiche sind vorzugsweise aus 90 bis 70 Gew.-% eines
Polyolefins oder Copolyolefins und 10 bis 30 Gew.-% eines vernetzten
oder teilvernetzten Elastomeren zusammengesetzt. Für die Schaffung eines
weichen Wandbereichs bedarf es lediglich eines vergleichsweise geringen
Mengenanteils einer weichen Komponente an der Unterbodenverkleidung.
Als weiche Komponente kann insbesondere EPDM verwendet werden.
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Die
weichen Wandbereiche sowie der oder die relativ harten Wandbereiche
können
insbesondere aus Polypropylen hergestellt werden, wobei für die relativ
weichen Wandbereiche eine Mischung aus Polypropylen und EPDM bevorzugt
ist.
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Der
bzw. die relativ harten Wandbereiche der erfindungsgemäßen Unterbodenverkleidung
können mit
Vorteil auch aus faserverstärktem
Polyolefin oder faserverstärktem
Copolyolefin hergestellt werden.
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In
dem oder den aus relativ hartem Kunststoff hergestellten Wandbereichen
der Unterbodenverkleidung ist vorzugsweise mindestens eine schallabsorbierende
Struktur ausgebildet. Die Wirkungsweise der schallabsorbierenden
Struktur wird durch den oder die weichen Wandbereiche des Hohlkörpers nicht
negativ beeinflusst.
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Im
Ergebnis ist also bei der erfindungsgemäßen Unterbodenverkleidung der
durch Spritzwasser- und/oder Splittaufprall verursachte Geräuschpegel deutlich
herabgesetzt. Auch ist es möglich,
die erfindungsgemäße Unterbodenverkleidung
relativ kostengünstig
herzustellen, da für
die Herstellung ihres weichen Bereichs lediglich eine vergleichsweise
geringe Menge einer weichen Kunst stoffkomponente benötigt wird
und die Herstellung der unterschiedlich weichen bzw. harten Bereiche
mittels sequentieller Extrusion und/oder sequentieller Coextrusion
erfolgt.
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Eine
vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Unterbodenverkleidung besteht
darin, dass der Hohlkörper
oberseitig einen akustisch wirksamen Strukturabschnitt aufweist,
in welchem kästchen-
oder becherförmige
Hohlkammern ausgebildet sind. Diese Ausgestaltung führt zu einer
erheblichen Verringerung des Geräuschpegels
im Fahrgastraum (Innenraum) des Kraftfahrzeuges und damit zu einer
Verbesserung des Fahrkomforts.
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Weitere
bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Unterbodenverkleidung
sind in den Unteransprüchen
angegeben.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand einer mehrere Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
schematische Seitenansicht eines Kraftfahrzeuges mit einer Unterbodenverkleidung,
die zur Veranschaulichung im noch nicht montierten Zustand dargestellt
ist;
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2 eine
schematische Unteransicht eines Kraftfahrzeuges mit zwei an dessen
Unterboden montierten Unterbodenverkleidungen;
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3 eine
schematische Unteransicht eines Kraftfahrzeuges mit drei an dessen
Unterboden montierten Unterbodenverkleidungen; und
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4 bis 10 sieben
verschiedene Ausführungsformen
einer erfindungsgemäßen Unterbodenverkleidung
in schematischer Schnittdarstellung.
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In 1 ist
ein Kraftfahrzeug 1 mit einem Unterboden 2 dargestellt.
Der Unterboden 2 des Kraftfahrzeuges erstreckt sich im
Wesentlichen vom Motorraum 3 bis hin unter den Kofferraum.
Unterhalb des Unterbodens 2 des Kraftfahrzeuges ist eine
doppelwandige, schallisolierende Unterbodenverkleidung 4 vorgesehen,
die in 1 noch nicht an dem Kraftfahrzeug 1 angebracht
ist. Entsprechend den Pfeilen P wird die Unterbodenverkleidung 4 am
Boden des Kraftfahrzeuges mittels Schrauben oder anderer Befestigungsmittel
angebracht.
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Die
Unterbodenverkleidung 4 ist einteilig ausgebildet. Sie
ist aus einem aus Kunststoff hergestellten Blasformteil gebildet,
dessen Unterseite luftwiderstandssenkend und/oder im Wesentlichen
glattflächig
ausgebildet ist. Die Unterbodenverkleidung 4 dient der
Verringerung des Luftwiderstandbeiwertes (cW-Wert). Sie kann daher
auch als cW-Verkleidung oder als aerodynamische Unterbodenverkleidung
bezeichnet werden.
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Die
erfindungsgemäße Unterbodenverkleidung 4 ist
so gestaltet, dass sie einen größeren Teilbereich
des Unterbodens 2 des Kraftfahrzeuges abdeckt. In den 2 und 3 sind
zwei Ausführungsbeispiele
dargestellt, bei denen jeweils zwei erfindungsgemäße Unterbodenverkleidungen 4', 4'' beabstandet zueinander am Unterboden 2 eines Kraftfahrzeuges
angebracht sind. Ein Teilbereich des Unterbodens 2, in
welchem ein Auspuffstrang (nicht dargestellt) und/oder eine die
Hinterräder 5.1, 5.2 antreibende
Kardanwelle 6 angeordnet sind, wird durch die beiden Unterbodenverkleidungen 4', 4'' nicht abgedeckt.
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Der
Hohlkörper
der jeweiligen Unterbodenverkleidung 4', 4'' weist
an seiner Unterseite mindestens einen weichen Wandbereich 4.1, 4.3 und
mindestens einen demgegenüber
relativ harten Wandbereich 4.2 auf.
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In
den 4 bis 10 sind der oder die weich ausgebildeten
Wandbereiche 4.1, 4.3 durch eine dünne und
dicke Linien im Wechsel aufweisende Schraffur gekennzeichnet, während die
relativ hart ausgebildeten Wandbereiche 4.2 durch eine
ausschließlich
dünne Linien
aufweisende Schraffur gekennzeichnet sind. Zusätzlich sind zur Verdeutlichung
der ungefähren
Abmessungen der unterschiedlichen Wandbereiche 4.1, 4.2, 4.3 Maßlinien oberhalb
der Unterbodenverkleidungen eingezeichnet.
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Die
beiden Wandbereiche des einteiligen Hohlkörpers sind durch sequentielle
Extrusion und/oder durch sequentielle Coextrusion hergestellt. Der
weiche Wandbereich 4.1 oder 4.3 ist dabei zumindest
an seiner freiliegenden Außenseite
relativ weich ausgebildet und in der Montagestellung der Unterbodenverkleidung
näher an
einem Fahrzeugrad 7.1, 7.2 oder 5.1, 5.2 angeordnet
als der relativ harte Wandbereich 4.2. Der weiche Wandbereich 4.1, 4.3 kann
einschichtig oder mehrschichtig ausgebildet sein.
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Die
weichen Wandbereiche 4.1, 4.3 und der oder die
relativ harten Wandbereiche 4.2 der Unterbodenverkleidung
sind vorzugsweise aus einem Polyolefin, Copolyolefin oder mehreren
Polyolefinen der gleichen Polyolefinklasse hergestellt. Die weichen Wandbereiche 4.1, 4.3 bestehen
dabei vorzugsweise aus einer Mischung, die aus einem Polyolefin
oder Copolyolefin und zusätzlich
aus vernetzten oder teilvernetzten Elastomeren zusammengesetzt ist.
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Bei
dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel weist der jeweilige
Hohlkörper
der beiden zueinander beabstandeten Unterbodenverkleidungen 4' zwei relativ
weiche Wandbereiche 4.1, 4.3 auf, zwischen denen
in Längsrichtung
des Fahrzeuges betrachtet ein relativ harter Wandbereich 4.2 ausgebildet
ist. Der dem Vorderrad 7.1, 7.2 zugeordnete weiche
Wandbereich 4.1 macht mehr als 1/3 der Gesamtlänge der
Unterbodenverkleidung 4' aus.
Der dem Hinterrad 5.1, 5.2 zugeordnete weiche
Wandbereich 4.3 ist dagegen wesentlich kleiner, beispielsweise
nur etwa halb so lang wie der vordere weiche Wandabschnitt 4.1.
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Bei
dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Unterbodenverkleidungen 4'' vorhanden, bei denen der dem Vorderrad
zugeordnete weiche Wandbereich 4.1 und der sich daran anschließende, relativ
harte Wandbereich 4.2 etwa gleich lang sind. Der dem Vorderrad
zugeordnete weiche Wandbereich 4.1 macht somit etwa die
Hälfte der
Gesamtlänge
der Unterbodenverkleidung 4'' aus. Wie in 3 dargestellt,
kann eine erfindungsgemäße Unterbodenverkleidung
auch so gestaltet sein, dass sie am Unterboden 2 unterhalb
des Heckbereichs oder Motorraums des Kraftfahrzeuges montierbar
ist. Die in 3 zwischen den Hinterrädern 5.1, 5.2 angeordnete
Unterbodenverkleidung 4''' weist zwei äußere, relativ weiche Wandbereiche 4.1' und 4.3' auf, die etwa
gleich groß sind und
zwischen denen ein relativ harter Wandbereich 4.2' ausgebildet ist.
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4 zeigt
in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Unterbodenverkleidung 4'' in Längsschnittansicht. Die einteilige
Unterbodenverkleidung 4'' ist als Blasformteil
ausgeführt.
Die Unterseite 8 der Verkleidung 4'' ist
zur Herabsetzung des Luftwiderstandbeiwert des mit ihr ausgerüsteten Kraftfahrzeuges
im Wesentlichen glattflächig
ausgebildet. Oberseitig weist der Hohlkörper einen akustisch wirksamen
Strukturabschnitt 9 auf, in welchem kästchen- oder becherförmige Hohlkammern 10 ausgebildet
sind. Die Hohlkammern 10 sind zu dem Bodenabschnitt 11 hin
einseitig offen. Zumindest eine Mehrzahl der Hohlkammern 10 bildet
einen gemeinsamen, in dem Blasformteil eingeschlossenen Luftraum.
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Die
kästchen-
oder becherförmige
Hohlkammern 10 sind unterschiedlich groß und inselartig gruppiert.
Ein Teil der Hohlkammern 10 ist zueinander versetzt angeordnet
(nicht dargestellt). Jede der Hohlkammern 10 besitzt einen
im Wesentlichen ebenflächigen,
schwingfähigen
Bodenabschnitt (Deckenabschnitt) 12 und quer dazu verlaufende
Kammerwände 13,
die ebenfalls im Wesentlichen ebenflächig ausgebildet sind. Die
unterschiedliche Größe der Hohlkammern 10 ergibt
sich unter anderem dadurch, dass ihre Grundfläche unterschiedlich groß ist; und
ergänzend
oder alternativ auch dadurch, dass ihre Tiefe bzw. der Abstand des
schwingfähigen Hohlkammerbodens 12 zum
Bodenabschnitt 11 unterschiedlich bemessen ist.
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Im
Bereich der Hohlkammern 10 sind zwischen dem Bodenabschnitt 11 und
dem Strukturteil 9 punkt- oder linienartige Verschweißungen 14 ausgebildet.
Einige der Hohlkammern 10 sind so ausgebildet, dass ihre
Kammerwände 13 bei
im Wesentlichen gleicher Höhe
bzw. Tiefe teilweise mit dem Bodenabschnitt 11 verschweißt sind
und teilweise freikragend auf den Bodenabschnitt 11 zugerichtet
sind, unter Belassung eines Luftspaltes S zwischen der Stirnfläche der
Kammerwand 13 und dem Bodenabschnitt 11.
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Der
Hohlkörper
der in 4 dargestellten Unterbodenverkleidung 4'' weist einen relativ weichen Abschnitt 4.1 und
einen relativ harten Abschnitt 4.2 auf, die durch sequentielle
Extrusion hergestellt sind.
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Der
weiche Abschnitt 4.1 liegt in der Montagestellung der Unterbodenverkleidung 4'' näher am Vorderrad des Kraftfahrzeuges
als der relativ harte Abschnitt 4.2.
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Das
Längenverhältnis von
weichem Abschnitt 4.1 zu relativ hartem Abschnitt 4.2 liegt
etwa im Bereich von 1:2 bis 1:1, d.h. die Länge des weichen Hohlkörperabschnitts 4.1 entspricht
etwa einem Drittel bis etwa der Hälfte der Gesamtlänge der
Unterbodenverkleidung 4''. Der Bodenabschnitt 11 der Unterbodenverkleidung 4'' ist vorzugsweise mit einer größeren Wandstärke ausgebildet
als der obere, dem Unterboden 2 des Kraftfahrzeuges zugewandte Hohlkörperabschnitt
mit dem Strukturteil 9.
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Die
beiden Enden des aus einem extrudierten Schlauch. gebildeten Hohlkörpers sind
durch Zusammenpressen verschlossen und verschweißt. Im den Verschlußbereichen
sind mehrere Durchbrüche 15 zur
Aufnahme von Schrauben (nicht gezeigt) oder anderen Befestigungsmittel
vorgesehen.
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Das
in 5 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet
sich von dem Ausführungsbeispiel
gemäß 4 lediglich
dadurch, dass der weiche Wandbereich 4.1 und der relativ
harte Wandbereich 4.2 zumindest an der glattflächig ausgebildeten Unterseite 8 des
Hohlkörpers
eine unterschiedliche Wanddicke aufweisen. Es ist zu erkennen, dass
der weiche Wandbereich eine größere Wanddicke
d aufweist als der relativ hart ausgebildete Wandbereich 4.2.
Der relativ harte Wandbereich 4.2 kann insbesondere aus
faserverstärktem
Polyolefin oder faserverstärktem
Copolyolefin hergestellt sein.
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Hinsichtlich
der in den 4 und 5 dargestellten
Ausführungsbeispiele
ist zudem anzumerken, dass der weiche Wandbereich 4.1 des
Hohlkörpers
einschichtig ausgeführt
ist. Die 6 und 7 zeigen
dagegen Ausführungsbeispiele
der erfindungsgemäßen Unterbodenverkleidung 4'', bei denen der weich ausgebildete
Wandbereich 4.1 des Hohlkörpers zweischichtig ausgeführt ist.
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Bei
dem Ausführungsbeispiel
gemäß 6 ist
der weiche Wandbereich 4.1 der Unterbodenverkleidung durch
sequentielle Coextrusion hergestellt worden, indem auf die Außenseite
eines extrudierten Schlauches, der aus einem nach der Verfestigung
relativ harten Kunststoff gebildet wird, eine Deckschicht 4.11 aus
Kunststoff bzw. Elastomer extrudiert wird, die nach Abkühlung und
Verfestigung relativ weich bleibt.
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Die
in 7 dargestellte Unterbodenverkleidung weist dagegen
einen zweischichtigen weichen Wandbereich 4.1 auf, bei
dem sowohl die äußere Schicht 4.11 als
auch der innere Schichtabschnitt 4.12 aus einem Polyolefin
oder Copolyolefin extrudiert ist, der EPDM oder ein anderes Elastomer
enthält,
so dass dieser Wandbereich 4.1 nach der Verfestigung relativ
weich bleibt. Der innere Schichtabschnitt 4.12 und die äußere Schicht 4.11 sind
vorzugsweise aus artgleichen Kunststoffen hergestellt, die jedoch
nach der Verfestigung unterschiedlich weich bzw. hart sind. Die äußere Schicht 4.11 dieses Wandabschnitts
ist vorzugsweise weicher ausgebildet als der innere Schichtabschnitt 4.12.
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Die
Außenseite
des relativ weichen Wandbereichs 4.1, 4.3, 4.1', 4.3' der erfindungsgemäßen Unterbodenverkleidung
ist vorzugsweise jeweils glattflächig
ausgeführt.
Die Unterseite 8 der erfindungsgemäßen Unterbodenverkleidung,
einschließlich
ihres relativ weichen Wandbereichs 4.1, 4.3, 4.1', 4.3' ist im Wesentlichen
porenfrei ausgebildet.
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Die 8 bis 10 zeigen
Ausführungsbeispiele
der erfindungsgemäßen Unterbodenverkleidung 4', die jeweils
zwei relativ weiche Wandbereiche 4.1, 4.3 aufweisen,
zwischen denen in Längsrichtung
des Fahrzeuges betrachtet ein relativ harter Wandbereich 4.2 ausgebildet
ist. In dem mittleren Abschnitt 4.3 der Unterbodenverkleidung 4' mit dem relativ
harten Wandbereich 4.3 ist wiederum eine akustisch wirksame
Struktur 9 mit kästchen-
oder becherförmige
Hohlkammern 10 ausgebildet.
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Das
in 8 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet
sich von dem Ausführungsbeispiel
gemäß 4 dadurch,
dass im hinteren Abschnitt der doppelwandigen Unterbodenverkleidung 4' ein zusätzlicher
relativ weicher Wandbereich 4.3 ausgebildet ist, der dem
Hinterrad (bzw. den Hinterrädern)
des Kraftfahrzeuges zugeordnet ist.
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Das
Ausführungsbeispiel
gemäß 9 weist einen
ersten relativ weich ausgebildeten Wandbereich 4.1 auf,
der dem Vorderrad des Kraftfahrzeuges zugeordnet und (wie in
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6)
zweischichtig ausgebildet ist. Im hinteren Abschnitt der Unterbodenverkleidung 4' ist ein weiterer
weich ausgebildeter Wandbereich 4.3 vorgesehen, der aus
einem relativ harten Innenschichtabschnitt und einer demgegenüber weichen
Außenschicht 4.31 aufgebaut
ist.
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Die
in 10 dargestellte Unterbodenverkleidung 4' besteht aus
einem Hohlkörper
mit einem vorderen Wandbereich 4.1 und einem hinteren Wandbereich 4.3,
die jeweils aus einer relativ weichen Innenschichtabschnitt 4.12, 4.32 und
einer weichen Außenschicht 4.11, 4.31 aufgebaut
sind. Die Eigenschaften dieser beiden Wandbereiche 4.1, 4.3 entsprechen
vorzugsweise dem weichen, zweischichtigen Wandbereich 4.1 gemäß 7.
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Die
Ausführung
der Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt.
Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten möglich, die auch bei abweichender
Gestaltung von der in den Ansprüchen
angegebenen Erfindung Gebrauch machen. So ist es beispielsweise
auch möglich,
eine erfindungsgemäße Unterbodenverkleidung so
auszuführen,
dass ihr Hohlkörper
im Bereich eines ersten relativ weichen Wandabschnitts 4.1 zweischichtig
(z.B. wie in 6 oder 7) und im
Bereich eines weiteren, relativ weichen Wandabschnitts 4.3 einschichtig
ausgebildet ist (z.B. wie in 4 oder 8).