DE102006055560A1

DE102006055560A1 - Karosseriebauteil für einen Kraftwagen

Info

Publication number: DE102006055560A1
Application number: DE200610055560
Authority: DE
Inventors: Georg Dipl-Ing. Bettinger; Wolfgang Dr.-Ing. Böhnke; Günther Johanntokrax; Gregor Dipl.-Ing. Koners
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2006-11-24
Filing date: 2006-11-24
Publication date: 2008-05-29

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Karosseriebauteil für einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen, welches wenigstens ein im Querschnitt umlaufend geschlossenes Hohlprofil (34, 56) aufweist, in deren Hohlkammer (36, 58) ein Dämpfungs- und/oder Versteifungsschaum (38) eingebracht ist, wobei die Hohlkammer (36, 58) zumindest über eine Teillänge des zugeordneten Hohlprofils (34, 56) mit dem Dämpfungs- und/oder Versteifungsschaum (38) zumindest annähernd vollständig ausgefüllt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Karosseriebauteil für einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen, der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
Ein solches Karosseriebauteil ist beispielsweise bereits aus der DE 101 43 550 C1 als bekannt zu entnehmen, welches dort beispielsweise als Dachsäule, Seitenschweller, Längsträger oder Tür ausgebildet ist und demzufolge wenigstens ein im Querschnitt umlaufend geschlossenes Hohlprofil aufweist, in deren Hohlkammer ein Dämpfungs- und/oder Versteifungsschaum eingebracht ist. Hierzu wird ein aus mindestens zwei Rohschäumen bestehendes Vorprodukt zwischen einander gegenüberliegenden Seiten des Hohlprofils angeordnet, welches durch eine entsprechende Temperaturbehandlung mit einer den beiden Rohschäumen jeweils zugeordneten Temperatur expandiert wird. Nach der Expansion erstreckt sich der Dämpfungs- und/oder Versteifungsschaum zwischen den beiden einander gegenüberliegenden Wänden des Hohlprofils, wobei dieser einen Teilbereich der dem Hohlprofil zugehörigen Hohlkammer ausfüllt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Karosseriebauteil der eingangs genannten Art zu schaffen, welches hinsichtlich seiner akustischen Dämpfungseigenschaften optimiert ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Karosseriebauteil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Patentansprüchen angegeben.
Um ein hinsichtlich seiner akustischen Dämpfungseigenschaften optimiertes Karosseriebauteil zu schaffen, mit gleichzeitig möglichst hoher Steifigkeit, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die jeweilige Hohlkammer zumindest über eine Teillänge des zugeordneten wenigstens einen Hohlprofils mit dem Dämpfungs- und/oder Versteifungsschaum zumindest annähernd vollständig ausgefüllt ist. Mit anderen Worten ist es erfindungsgemäß vorgesehen, die jeweilige Hohlkammer des entsprechenden Hohlprofils zumindest abschnittsweise vollständig bzw. über deren gesamten Querschnitt mit dem Dämpfungs- und/oder Versteifungsschaum zu verfüllen, um hierdurch insbesondere die dynamischen Eigenschaften der Karosserie bzw. der Rohbaustruktur deutlich zu verbessern. Insbesondere ist es hierdurch möglich, die Torsionsfrequenz, die Biegefrequenz und die lokalen Eigenschaften an Koppel- bzw. Anbindungsstellen des Karosseriebauteils so auszulegen, dass sich besonders günstige dynamische Eigenschaften des Kraftwagens ergeben.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Karosseriebauteils ist es, dass durch die zumindest annähernd vollständige Ausfüllung der entsprechenden Hohlkammer nicht nur eine verbesserte Akustik des Kraftwagens erreicht werden kann, sondern auch eine deutliche Versteifung. Durch den innerhalb der jeweiligen Hohlkammer angeordneten Dämpfungs- und/oder Versteifungsschaum wird nämlich erreicht, dass sich innerhalb der Hohlkammer ausbreitende Schwingungen entsprechend gedämpft werden. Insgesamt ist somit erkennbar, dass mittels des Einsatzes des Dämpfungs- und/oder Versteifungsschaums sowohl eine deutlich verbesserte Versteifung wie auch eine verbesserte Fahrzeugakustik hergestellt werden kann. Durch diese Maßnahmen resultieren Fahrzeugeigenschaften wie beispielsweise ein großer Abstand zwischen Achsresonanzen, Aufbauresonanzen und Resonanzen von Subsystemen wie beispielsweise der Lenkung. Somit ergeben sich deutlich größere Spielräume bei der Fahrzeugabstimmung.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen vollständigen Ausfüllung der Hohlkammer des zugehörigen Hohlprofils über wenigstens eine Teillänge ist es, dass sich hierdurch ein verbessertes Crashverhalten des Karosseriebauteils realisieren lässt. Dieses verbesserte Crashverhalten kann sich beispielsweise in einer verbesserten Beul- oder Knicksteifigkeit des Karosseriebauteils äußern, und zwar insbesondere in demjenigen Bereich, in welchem der Dämpfungs- und/oder Versteifungsschaum innerhalb des Hohlprofils angeordnet ist.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:
1 eine ausschnittsweise und schematische Perspektivansicht auf einen Karosserierohbau eines vorliegend als zweisitziger Roadster ausgebildeten Personenkraftwagens, wobei insbesondere eine Bodenanlage bestehend aus Boden- und Mitteltunnelelementen erkennbar ist, welche seitlich jeweils von einem zugehörigen Seitenschweller begrenzt sind;
2 eine schematische Schnittansicht durch den Seitenschweller des Personenkraftwagens gemäß 1; und in
3 eine schematische und ausschnittsweise Schnittansicht durch die Boden- und Mitteltunnelelemente des Kraftwagens gemäß 1.
In 1 ist in einer ausschnittsweisen und schematischen Perspektivansicht von schräg oben ein Karosserierohbau eines vorliegend als zweisitziger Roadster ausgebildeten Personenkraftwagens dargestellt. Dabei ist insbesondere eine Bodenanlage 12 unterseitig einer Fahrgastzelle 14 erkennbar, welche nach vorne hin durch eine vordere Stirnwand 16 und nach hinten hin durch eine hintere Stirnwand 18 begrenzt ist.
Die Bodenanlage 12 umfasst als wesentliche Bauteile zwei Seitenschweller 20, 22, welche sich zwischen jeweils zugeordneten vorderen und hinteren Radhäusern erstrecken. Oberseitig des jeweiligen Seitenschwellers 20, 22 schließen jeweils eine vordere und eine hintere Türsäule 24, 26 an, welche eine jeweilige Türöffnung für eine zugehörige, nicht dargestellte Seitentür begrenzen.
Innenseitig der Seitenschweller 20, 22 umfasst die Bodenanlage 12 zwei im Weiteren noch näher erläuterte Böden 28, 30, welche im Bereich eines Mitteltunnels 32 voneinander unterteilt sind.
In Zusammenschau mit 2, welche einen der beiden Seitenschweller 20, 22 in einer schematischen Schnittansicht zeigt, wird erkennbar, dass dieser vorliegend eine Mehrzahl von im Querschnitt umlaufend geschlossenen Hohlprofilen 34 umfasst, welche jeweils eine zugehörigen Hohlkammer 36 begrenzen. Der Seitenschweller 20, 22 kann vorliegend beispielsweise aus Blechschalen, einem Strangpressprofil, aus Kunststoff oder dergleichen hergestellt sein.
Innerhalb wenigstens einer Hohlkammer 36 des zugeordneten Hohlprofils 34 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Dämpfungs- und/oder Versteifungsschaum 38 eingebracht, welcher die zugehörige Hohlkammer 34 zumindest über eine Teillänge des zugeordneten Hohlprofils 34 – im Querschnitt betrachtet – zumindest annähernd vollständig ausfüllt. Dieser Dämpfungs- und/oder Versteifungsschaum 38 kann beispielsweise als Aluminiumschaum ausgebildet sein. Als im Rahmen der Erfindung mitumfasst ist es zu betrachten, dass natürlich alle gängigen Dämpfungs- und/oder Versteifungsschäume eingesetzt werden können. Darüber hinaus ist es vorliegend denkbar, dass das – im Querschnitt betrachtet – gesamte Profil des jeweiligen Seitenschwellers 20, 22 mit dem Dämpfungs- und/oder Versteifungsschaum 38 zumindest über eine Teillänge des Karosseriebauteils bzw. des Seitenschwellers 20, 22 ausgefüllt ist. In diesem Fall ist es denkbar, auf eine Mehrzahl von Kammerwänden 40, welche vorliegend die Hohlprofile 34 bilden bzw. die einzelnen Hohlkammern 36 voneinander unterteilen, zu verzichten. Gleichfalls wäre es natürlich denkbar, bloß auf einen Teil der Kammerwände 40 zu verzichten oder diese über lediglich eine Teillänge des zugehörigen Karosseriebauteils verlaufend auszubilden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Dämpfungs- und/oder Versteifungsschaum 38 zumindest im Bereich von jeweiligen Anbindungsstellen 42 des Seitenschwellers 20, 22 beispielsweise an der jeweiligen Türsäule 24, 26, an einem Triebstrang, einem Fahrwerksglied, einem anderen benachbarten Trägerteil oder dergleichen vorgesehen ist. Dabei ist es sowohl denkbar, einen Teil der Hohlkammern 36 wie auch alle mit dem Dämpfungs- und/oder Versteifungsschaum 38 auszufüllen. Ebenfalls ist es natürlich denkbar, die Seitenschweller 20, 22 über ihre gesamte Länge mit dem Dämpfungs- und/oder Versteifungsschaum 38 zu verfüllen.
In 3 ist in einer schematischen Schnittansicht ausschnittsweise ein Teil der Bodenanlage 12 gezeigt. Dabei sind drei Boden- und/oder Mitteltunnelelemente 44, 46, 48 erkennbar, welche vorliegend jeweils im Wesentlichen plattenförmig mit einer oberen und einer unteren Breitseite 50, 52 ausgebildet sind, welche über eine Mehrzahl von Kammerwänden 54 bzw. Rippen miteinander verbunden sind. Es ist erkennbar, dass diese Boden- und/oder Mitteltunnelelemente 44, 46, 48 insgesamt die Böden 28, 30 bzw. den Mitteltunnel 32 gemäß 1 bilden. Weiterhin ist aus 3 erkennbar, dass durch die Kammerwände 54 jeweilige Hohlprofile 56 gebildet sind, die im Querschnitt wiederum umlaufend geschlossen sind und somit eine jeweilige Hohlkammer 58 begrenzen. Diese Hohlkammern 58 sind wiederum zumindest über eine Teillänge des zugehörigen Hohlprofils 56 mit dem Dämpfungs- und/oder Versteifungsschaum 38 zumindest annähernd vollständig – über ihren Querschnitt betrachtet – ausgefüllt. Durch die Ausfüllung der Boden- und/oder Mitteltunnelelemente 44, 46, 48 ist es darüber hinaus möglich, auf eine Mehrzahl der Kammerwände 54 zu verzichten. Diese können gegebenenfalls auch nur über eine Teillänge des jeweiligen Hohlprofils 56 vorgesehen sein. Ebenfalls ist es denkbar, den gesamten Boden zwischen den beiden Seitenschwellern 20, 22 aus einem paneelartigen Element herzustellen. Auch im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist insbesondere dort Dämpfungs- und/oder Versteifungsschaum 38 vorgesehen, wo eine Anbindungsstelle des Bodens 28, 30 bzw. des Mitteltunnels 32 zu einem Triebstrang, einem Fahrwerksglied, einem benachbarten Trägerteil oder dergleichen vorgesehen ist.

10: Karosserierohbau
12: Bodenanlage
14: Fahrgastzelle
16: vordere Stirnwand
18: hintere Stirnwand
20, 22: Seitenschweller
24: vordere Türsäule
26: hintere Türsäule
28, 30: Boden
32: Mitteltunnel
34: Hohlprofil
36, 58: Hohlkammer
38: Schaum
40: Kammerwand
42: Anbindungsstelle
44, 46, 48: Boden-/Mitteltunnelelement
50, 52: Breitseite
54: Kammerwände
56: Hohlprofile

Claims

Karosseriebauteil für einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen, welches wenigstens ein im Querschnitt umlaufend geschlossenes Hohlprofil (34, 56) aufweist, in deren Hohlkammer (36, 58) ein Dämpfungs- und/oder Versteifungsschaum (38) eingebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkammer (36, 58) zumindest über eine Teillänge des zugeordneten Hohlprofils (34, 56) mit dem einem Dämpfungsschaum (38) zur akustischen Dämpfung zumindest annähernd vollständig ausgefüllt ist.
Karosseriebauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkammer (36, 58) des Hohlprofils (34, 56) zumindest im Bereich einer jeweiligen Anbindungsstelle (42) des Karosseriebauteils (20, 22) an einen Triebstrang, ein Fahrwerksglied, ein benachbartes Trägerteil (24, 26) oder dgl. mit dem Dämpfungsschaum (38) ausgefüllt ist.
Karosseriebauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dieses als Bauteil einer Bodenanlage (12) des Kraftwagens, insbesondere als Seitenschweller (20, 22) oder als Boden- und/oder Mitteltunnelelement (44, 46, 48) ausgebildet ist.
Karosseriebauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass dieses eine Mehrzahl von Hohlprofilen (34, 56) mit zugehörigen Hohlkammern (36, 58) umfasst, von welchen zumindest ein Anzahl über eine Teillänge des zugeordneten Hohlprofils (34, 56) mit dem Dämpfungsschaum (38) zumindest annähernd vollständig ausgefüllt sind.
Karosseriebauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Karosseriebauteil aus Stahl und/oder Aluminiumlegierung und der Dämpfungsschaum aus einer Aluminiumlegierung bestehen.