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Die
Erfindung betrifft eine akustische Dämmvorrichtung für ein Karosserieteil
eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Üblicherweise
werden Karosserieteile bzw. Rohbauteile in Kraftfahrzeugen häufig gegen schallerzeugende
Vibrationen gedämmt,
indem die Karosserieteile mit einer eine Dämmeinheit und eine Befestigungseinheit
aufweisenden Dämmvorrichtung versehen
werden, wobei die Dämmeinheit
häufig
als akustisches Feder-Masse-System in Form einer Schaumstoffschicht-Schwerschicht-Einheit
ausgeführt
ist. In der Regel wird die Dämmeinheit
mittels der Befestigungseinheit am Karosserieteil befestigt, indem
die Dämmeinheit
mittels starrer Clipverbindungen auf einem am Karosserieteil befestigten
Bolzen montiert wird. Als nachteilig bei dieser bekannten akustischen
Dämmvorrichtung
ist der Umstand anzusehen, dass sich über den Bolzen Körperschallbrücken zwischen
Rohbau beziehungsweise Karosserieteil und Schwerschicht ergeben.
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher, eine akustische Dämmvorrichtung für ein Karosserieteil eines
Kraftfahrzeugs anzugeben, die bei festem Sitz im Karosserieteil
eine Übertragung
von Körperschall zwischen
Karosserieteil und Schwerschicht im Wesentlichen verhindert.
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Die
Erfindung löst
diese Aufgabe durch Bereitstellung einer akustischen Dämmvorrichtung
für ein
Karosserieteil eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1.
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Vorteilhafte
Ausführungsformen
und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Um
eine akustische Dämmvorrichtung
für ein Karosserieteil
eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, die bei festem Sitz im Karosserieteil
eine Übertragung
von Körperschall
zwischen Karosserieteil und Schwerschicht im Wesentlichen verhindert,
ist erfindungsgemäß vorgesehen,
dass sich die Befestigungseinheit am Karosserieteil und an einer
schallisolierenden Unterschicht einer Dämmeinheit abstützt. Dadurch
wird in vorteilhafter Weise eine direkte Körperschallübertragung vom Karosserieteil
auf eine Oberschicht der Dämmeinheit
bzw. auf die Schwerschicht vermieden. Die Befestigungseinheit wirkt
somit körperschallentkoppelnd
zwischen Karosserieteil und der Oberschicht der Dämmeinheit
und verbessert somit die schallisolierende Wirkung der akustischen
Dämmvorrichtung
in erheblichem Maße.
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Bevorzugt
ist die Oberschicht im Bereich der Abstützung der Befestigungseinheit
mindestens beidseitig von der schallisolierenden Unterschicht umgeben.
Vorteilhafterweise stützt
sich hierdurch die Befestigungseinheit nicht direkt auf der Schwerschicht
bzw. der Oberschicht, sondern auf der schallisolierenden Unterschicht
ab, so dass eine direkte Körperschallübertragung
vom Karosserieteil bzw. Rohbau auf die Oberschicht der Dämmeinheit
verhindert wird.
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In
Ausgestaltung der erfindungsgemäßen akustischen
Dämmvorrichtung
ist die Dämmeinheit als
Feder-Masse-Bauteil ausgeführt,
bei welchem die Unterschicht als Feder und die Oberschicht als Masse
wirkt. Dies ermöglicht
die Bereitstellung einer akustischen Dämmvorrichtung, welche sowohl
eine gute akustische Dämpfung
als auch eine stabile, belastbare Gestaltung ermöglicht.
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In
weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen akustischen Dämmvorrichtung
weist die Oberschicht eine größere Dichte
und Steifigkeit als die Unterschicht auf. Hieraus ergibt sich für die Oberschicht
insbesondere eine hohe Schlagzähigkeit
und Reißfestigkeit,
die der Oberschicht in vorteilhafter Weise eine extreme Belastbarkeit
verleiht.
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Vorzugsweise
handelt es sich bei der Befestigungseinheit um eine verrastende
und/oder klemmende Steckverbindungseinheit. Die Befestigungseinheit
ist dadurch auch für
eine Serienfertigung geeignet, da es sich um eine einfach handzuhabende Steckverbindung
handelt, die einen montagegünstigen
Zusammenbau der Bauteile ohne Werkzeug ermöglicht. Im Falle einer Reparatur
ist es möglich,
die Dämmeinheit
zerstörungsfrei
abzunehmen und die Dämmeinheit
bzw. das Karosserieteil auszutauschen.
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In
einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen akustischen Dämmvorrichtung
umfasst die Befestigungseinheit ein an dem Karosserieteil angebrachtes
und durch eine dämmeinheitsseitige
Durchgangsöffnung
durchgeführtes
Befestigungselement und ein an dem Befestigungselement festlegbares und/oder
festgelegtes Befestigungsmittel, wobei sich das Befestigungsmittel
an der Unterschicht abstützt. Hierbei
handelt es sich um eine einfach handzuhabende Befestigungseinheit,
bei welcher nur das Befestigungselement mittels Werkzeug vorzugsweise vor
der eigentlichen Montage der Dämmeinheit
am Karosserieteil anzubringen ist. Die restliche Befestigungseinheit
und insbesondere das Be festigungsmittel sind einfach und ohne Werkzeug
montierbar. Dies bedeutet geringe Montagezeiten und somit verringerte
Herstellungskosten.
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In
einer alternativen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen akustischen
Dämmvorrichtung
umfasst die Befestigungseinheit ein durch eine in der Dämmeinheit
und dem Karosserieteil angeordnete Durchgangsöffnung durchgeführtes Befestigungselement
und zwei an dem Befestigungselement festlegbare und/oder festgelegte
Befestigungsmittel, wobei sich ein Befestigungsmittel an dem Karosserieteil und
ein Befestigungsmittel an der Unterschicht abstützt. Auch hierbei handelt es
sich um eine einfach handzuhabende Befestigungseinheit, bei welcher
die Montage ohne Werkzeug erfolgen kann, da ein Befestigungsmittel
bereits vor der Montage der Dämmeinheit
am Befestigungselement vorgesehen und das zweite Befestigungsmittel
bei der Montage nur werkzeuglos auf das Befestigungselement aufzubringen
ist. Dies bedeutet eine weitere Verringerung der Montagezeit und
somit der Herstellkosten.
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Vorzugsweise
ist das Befestigungsmittel verrastend und/oder klemmend und/oder
fest auf dem Befestigungselement festlegbar und ist damit in einer insbesondere
für die
Serienfertigung geeigneten einfachen, montagefreundlichen Weise
an dem Befestigungselement festleg- bzw. anbringbar. Hierdurch können die
Montagekosten gering gehalten werden, was sich auch positiv, da
verringernd, auf die Herstellungskosten auswirkt.
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Vorteilhafterweise
weist die Durchgangsöffnung
einen Querschnitt auf, der so ausgestaltet ist, dass das Befestigungselement
die Durchgangsöffnung
berührungslos
durchdringt. Hieraus ergibt sich eine weitere Körperschallentkoppelung, da
das Befestigungselement der Befestigungseinheit auch im Bereich
der Durchgangsöffnung
nur Kontakt zum Karosserieteil des Kraftfahrzeugs und insbesondere keinen
Kontakt zur Schwerschicht hat. Die Ausgestaltung der Durchgangsöffnung bewirkt
somit eine Körperschallentkoppelung
zwischen Karosserieteil und Dämmeinheit
und verbessert somit zusätzlich die
schallisolierende Wirkung der akustischen Dämmvorrichtung.
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Eine
bevorzugte Realisierung der erfindungsgemäßen akustischen Dämmvorrichtung
sieht vor, dass die geometrische Gestalt der Unterschicht an die
Topographie des vorgegebenen Karosserieteils des Kraftfahrzeugs
angepasst ist und/oder anpassbar ist. Hierdurch ergibt sich eine
optimierte raumsparende Anordnung der Dämmvorrichtung. Es können Bauräume des
Kraftfahrzeugs akustisch gedämmt
werden, ohne unverhältnismäßig viel
Platz zu verbrauchen, da sich die Dämmvorrichtung optimal anpasst.
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Vorzugsweise
enthält
die Unterschicht zur Schallabsorbierung und aus Gründen der
mechanischen Stabilität
mindestens teilweise Polyurethan-Schaum (PUR-Schaum). Es ist jedoch
auch jeder andere einem Fachmann als sinnvoll erscheinender Werkstoff
denkbar, der eine gleiche oder mindestens ähnliche schallabsorbierende
und mechanisch stabile Eigenschaft wie Polyurethan aufweist.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Oberschicht in vorteilhafter
Weise in einem RIM-Verfahren (RIM = Reaction Injection Moulding) und
insbesondere in einem PP-EPDM-RIM-Verfahren (PP-EPDM = Poly-Propylen-Ethylen-Propylen-Dien-Monomer)
erzeugt werden. Kennzeichnend für
diese im PP-EPDM-RIM-Verfahren gefertigte Oberschicht ist die größere Dichte
und Steifigkeit im Vergleich zur Unterschicht. Die größere Dichte
und Steifigkeit verleiht der Oberschicht eine extreme Belastbarkeit
durch besondere Schlagzähigkeit
und hohe Reißfestigkeit.
In RIM-Verfahren gefertigte Teile zeichnen sich durch ihre hohe
Langlebigkeit sowie ihre Stoß-
und Schlagfestigkeit aus. Sie schützen so die sie umgebenden
Karosseriekomponenten und Teile sehr effektiv vor Beschädigungen.
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Vorteilhafte
Ausführungsformen
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend
beschrieben.
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Dabei
zeigen:
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1 in
einer Querschnittsansicht einen Abschnitt einer erfindungsgemäßen akustischen Dämmvorrichtung
für ein
Karosserieteil eines Kraftfahrzeugs mit einer Befestigungseinheit
in einer ersten Ausführungsform,
und
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2 in
einer Querschnittsansicht einen Abschnitt einer erfindungsgemäßen akustischen Dämmvorrichtung
für ein
Karosserieteil eines Kraftfahrzeugs mit einer Befestigungseinheit
in einer zweiten Ausführungsform.
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Die
Figuren zeigen einen Ausschnitt eines Kraftfahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen Dämmvorrichtung 10.
Bei dem Fahrzeug kann es sich beispielsweise um einen Personenkraftwagen,
einen Lastkraftwagen oder einen Omnibus handeln. Der Ausschnitt
zeigt ein mit einem Bezugszeichen 12 bezeichnetes Karosserieteil,
welches vorzugsweise aus Blech besteht. Die Dämmvorrichtung 10 umfasst
eine Dämmeinheit 14 und
eine Befestigungseinheit 20', 20''.
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Die
Dämmeinheit 14 weist
eine schallisolierende karosseriezugewandte Unterschicht 16 und eine
daran anschließende
Oberschicht 18 auf, wobei die Unterschicht 16 an
das Karosserieteil 12 anschließt. Bevorzugt enthält die Unterschicht
mindestens teilweise Polyurethan-Schaum (PUR-Schaum). Im vorliegenden
Ausführungsbeispiel
handelt es sich bei der Unterschicht 16 in vorteilhafter
Weise um eine gespritzte PUR-Schicht mit geringer Verdichtung und mit
offener Zellstruktur, die auch als Leichtschicht oder üblicherweise
als Schaumstoffschicht bezeichnet wird. Die Unterschicht 16 schmiegt
sich insbesondere hohlraumfrei und weitgehend formgetreu an das Karosserieteil 12 an.
Die Unterschicht 16 bildet also eine Schicht aus, deren
geometrische Gestalt an die Topographie eines vorgegebenen Karosserieteils 12 des
Fahrzeugs angepasst und/oder anpassbar ist. Die Unterschicht 16 wirkt
sowohl akustisch dämpfend als
auch schallabsorbierend. Als Werkstoff für die Unterschicht 16 wäre selbstverständlich auch
ein anderer Werkstoff denkbar, der eine gleiche oder zumindest ähnliche
schallabsorbierende und/oder akustisch dämpfende Eigenschaft wie Polyurethan aufweist.
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Auf
der Unterschicht 16 ist die Oberschicht 18 angeordnet
bzw. vorzugsweise aufgebracht. Zum Aufbringen der Oberschicht 18 wird
bevorzugt das so genannte Reaction-Injection-Moulding-Verfahren (RIM-Verfahren)
und insbesondere das PP-EPDM-RIM-Verfahren
(PP-EPDM = Poly-Propylen-Ethylen-Propylen-Dien-Monomer) verwendet. Damit
wird ein harter homogener Werkstoff erzeugt, der sich in vorteilhafter
Weise auch in vergleichsweise dünnen
Wandstärken
fertigen lässt.
Die Schichtdicke kann hierbei variabel gestaltet werden. Die im PP-EPDM-RIM-Verfahren
gefertigte Oberschicht 18 weist eine größere Dichte und Steifigkeit
im Vergleich zur Unterschicht 16 auf, was der Oberschicht 18 aufgrund
der Schlagzähigkeit
und hohen Reißfestigkeit insgesamt
eine extreme Belastbarkeit verleiht. Die Oberschicht 18 wird
wegen ihrer vergleichsweise größeren Dichte
auch als Schwerschicht bezeichnet.
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Die
Dämmeinheit 14 ist
somit als akustisches Feder-Masse-Bauteil in Form einer Schaumstoffschicht-Schwerschicht-Einheit
ausgeführt,
bei welchem die Unterschicht 16 als Feder und die Oberschicht 18 als
Masse wirkt. In vorteilhafter Weise ist die Dämmeinheit mattenförmig ausgebildet,
wodurch insbesondere im Montageprozess eine besonders einfache Handhabung
möglich
ist.
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Zur
Befestigung der Dämmeinheit 14 an
dem Karosserieteil 12 des Kraftfahrzeugs weist die akustische
Dämmvorrichtung 10 die
Befestigungseinheit 20', 20'' auf, welche sich an dem Karosserieteil 12 und
der Dämmeinheit 14 abstützt, wobei 1 eine erste
Aus führungsform
und 2 eine zweite Ausführungsform der Befestigungseinheit 20', 20'' zeigt.
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Um
bei festem Sitz der akustischen Dämmvorrichtung 10 im
Karosserieteil 12 bzw. im Rohbau eine Übertragung von Körperschall
zwischen Karosserieteil 12 bzw. Rohbau und Schwerschicht 18 im Wesentlichen
zu verhindern, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass sich
die Befestigungseinheit 20', 20'' an der schallisolierenden bzw.
schallabsorbierenden und/oder akustisch dämpfenden Unterschicht 16 der
Dämmeinheit 14 abstützt. Hierzu
ist die Oberschicht 18 im Bereich der Abstützung mindestens
beidseitig von der Unterschicht 16 umgeben. D. h. bei der
Herstellung der Dämmvorrichtung 10 wird
die Schwerschicht bzw. Oberschicht 18 im Bereich der Abstützung mindestens
beidseitig mit dem Werkstoff der Unterschicht 16 umschäumt. Hierdurch stützt sich
die Befestigungseinheit 20', 20'' nicht direkt auf der Oberschicht
bzw. Schwerschicht 18 ab und eine direkte Körperschallübertragung
wird verhindert. Zur mindestens beidseitigen Umschäumung der
Schwerschicht 18 werden entweder zusätzliche Bauteile zum Wegdrücken der
Schwerschicht 18 im Abstützungsbereich, wodurch Platz
für eine
Hinterschäumung
der Schwerschicht 18 geschaffen wird, oder ein zusätzliches
Werkzeug für
die Schwerschicht 18 mit einem Dom im Abstützungsbereich
benötigt,
wobei die zusätzlichen
Bauteile variabel ausfahrbar im vorhandenen Werkzeug vorgesehen
sein können.
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Bevorzugt
handelt es sich bei der Befestigungseinheit 20', 20'' um eine verrastende und/oder klemmende
Steckverbindungseinheit. Die Befestigungseinheit 20', 20'' ermöglicht vorzugsweise eine lösbare Befestigung
der Dämmeinheit 14.
Die Befestigungseinheit 20', 20'' ist derart ausgebildet, dass eine
form- und/oder kraftschlüssige
Befestigung der Dämmeinheit 14 möglich ist.
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1 zeigt
eine erste Ausführungsform
der Befestigungseinheit 20',
bei welcher die Befestigungseinheit 20' ein an dem Karosserieteil 12 angebrachtes
und durch eine dämmeinheitsseitige
Durchgangsöffnung 22' durchgeführtes Befestigungselement 24' und ein an
dem Befestigungselement 24' festlegbares
Befestigungsmittel 26' umfasst,
wobei sich das Befestigungsmittel 26' an der Unterschicht 16 abstützt. In
der ersten Ausführungsform
handelt es sich bei dem Befestigungselement 24' um einen Bolzen,
der stoffschlüssig,
insbesondere durch Schweißen
an dem Karosserieteil 12 befestigt ist. Die Durchgangsöffnung 22' ist als Bohrung
ausgebildet, welche die Dämmeinheit 14 durchdringt.
Bei der Montage der akustischen Dämmvorrichtung 10 wird die
Dämmeinheit 14 auf
das Karosserieteil 12 aufgesetzt und über das als Federscheibe ausgebildete und
auf den Bolzen 24' aufgeschobene
Befestigungsmittel 26' an
dem Karosserieteil 12 be festigt, indem die Federscheibe 26' auf dem Bolzen 24' verklemmt,
d. h. die Federscheibe 26' kann
beispielsweise auf den Bolzen 24' aufgeclipst werden und bildet
einen Klemmsitz. Alternativ hierzu könnte auch eine Verrastung erfolgen,
bei welcher beispielsweise das Befestigungsmittel 26' Nasen aufweist,
die in korrespondierende Nuten des Befestigungselements 24' eingreifen.
Die Federscheibe 26' stützt sich
an der Unterschicht 16 ab. Alternativ hierzu kann das Befestigungsmittel 26' auch einteilig
mit dem Befestigungselement 24' ausgeführt sein.
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2 zeigt
eine zweite Ausführungsform
der Befestigungseinheit 20'', bei welcher
die Befestigungseinheit 20'' ein durch eine
in der Dämmeinheit 14 und
dem Karosserieteil 12 angeordnete Durchgangsöffnung 22'' durchgeführtes Befestigungselement 24'' und zwei an dem Befestigungselement 24'' festlegbare Befestigungsmittel 26'', 28'' umfasst,
wobei sich ein Befestigungsmittel 28'' an
dem Karosserieteil 12 und ein Befestigungsmittel 26'' an der Unterschicht 16 abstützt. In
der zweiten Ausführungsform
handelt es sich bei dem Befestigungselement 24'' um einen Bolzen. Die Durchgangsöffnung 22'' ist als Bohrung ausgebildet, welche
die Dämmeinheit 14 und
das Karosserieteil 12 durchdringt. Ein erstes Befestigungsmittel 26'' ist als Federscheibe und ein zweites
Befestigungsmittel 28'' ist als Clip
ausgebildet, wobei das erste Befestigungsmittel 26'' und/oder das zweite Befestigungsmittel 28'' einteilig mit dem Befestigungselement 24'' ausgeführt sein können. Zur Montage der akustischen
Dämmvorrichtung 10 wird
der im Clip 28'' montierte Bolzen 24'' in die Durchgangsöffnung 22'' eingesteckt, wodurch sich der
Clip 28'' an dem Karosserieteil 12 abstützt. Danach
wird die Dämmeinheit 14 auf
das Karosserieteil 12 aufgesetzt und über das als Federscheibe ausgebildete
und auf den Bolzen 24'' aufgeschobene
Befestigungsmittel 26'' an dem Karosserieteil 12 befestigt,
indem die Federscheibe 26'' auf dem Bolzen 24'' verklemmt, d. h. die Federscheibe 26'' kann beispielsweise auf den Bolzen 24'' aufgeclipst werden und bildet
einen Klemmsitz. Alternativ hierzu könnte auch eine Verrastung erfolgen,
bei welcher beispielsweise das Befestigungsmittel Nasen aufweist,
die in Nuten des Befestigungselements eingreifen. Die Federscheibe 26'' stützt sich an der Unterschicht 16 und der
Clip 28'' stützt sich
an dem Karosserieteil 12 ab.
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Im Übrigen kann
ein Fachmann auch andere alternative Befestigungseinheiten 20', 20'' vorsehen, die ihm sinnvoll erscheinen.
Das Befestigungselement 24', 24'' kann aus jedem Werkstoff oder
jeder Werkstoffkombination bestehen, welcher bzw. welche einem Fachmann
als sinnvoll erscheint.
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Bevorzugt
weist die Durchgangsöffnung 22', 22'' einen Querschnitt auf, der so
ausgestaltet bzw. bemessen ist, dass das Befestigungselement 24', 24'' die Durchgangsöffnung 22', 22'' berührungslos durchdringt.
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Obgleich
die vorliegende Erfindung vorstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Art
und Weise modifizierbar. So ist die Erfindung beispielsweise nicht
auf die angegebenen Materialien beschränkt. Vielmehr sind diese beliebig
austauschbar, sofern sie eine vergleichbare oder ähnliche
Eigenschaft aufweisen, wenngleich aber die angegebenen Materialien
besonders vorteilhaft sind.
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- 10
- Dämmvorrichtung
- 12
- Karosserieteil
- 14
- Dämmeinheit
- 16
- Unterschicht
- 18
- Oberschicht
- 20', 20''
- Befestigungseinheit
- 22', 22''
- Durchgangsöffnung
- 24', 24''
- Befestigungselement
- 26', 26''
- Befestigungsmittel
- 28''
- Befestigungsmittel