DE102008064258A1 - Cabriolet-Fahrzeug mit einem Innenhimmel - Google Patents

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Abstract

Ein Cabriolet-Fahrzeug (1) mit einem ganz oder teilweise beweglichen Dach (2), das zumindest bereichsweise eine von außen sichtbare Dachhaut (6) und eine einem Insassenraum (3) zugewandte innere Bezugslage (7), häufig auch als Innenhimmel bezeichnet, umfasst, wird so ausgebildet, dass unterhalb der äußeren Dachhaut (6) zumindest eine schallabsorbierende Lage (9) aus einem mit einer Vielzahl von zumindest bereichsweise begrenzten Hohlräumen oder Ausnehmungen (10) versehenen flächigen Material angeordnet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Cabriolet-Fahrzeug mit einem ganz oder teilweise beweglichen Dach, das eine zumindest in Schließstellung des Daches von außen sichtbare Dachhaut und eine einem Insassenraum zugewandte innere Bezuglage umfasst, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Es ist für derartige Cabriolet-Fahrzeuge bekannt, ein mit einer flexiblen äußeren Dachhaut versehenes Dach, das oft auch als Softtop bezeichnet wird, oder ein mit einer starren äußeren Dachhaut versehenes Dach, das häufig auch als Retractable Hardtop (RHT) bezeichnet wird, mit einer dicken inneren Polstermatte zu versehen, um damit die Schall- und/oder Wärmedämmung zu verbessern. Derartige Isolierungen sind häufig mehrere Zentimeter stark und behindern dadurch das Einfalten des Daches, haben zudem ein hohes Eigengewicht und weisen insbesondere schalltechnische Nachteile auf: So ist zwar in der Isolierung eine starke Dämmung durch Schallreflexion ermöglicht, so dass Außengeräusche gut gegenüber dem Insassenraum abgeschirmt werden können, jedoch ergibt sich durch die Reflexionseigenschaften für Insassen eine relativ schlechte und durch Nachhall belastete Verständigung. Die Verschlechterung der Verständigung kann am sog. Artikulationsindex für derartige Dächer abgelesen werden. Auch andere Geräusche, wie zum Beispiel Motor- und Fahrwerks-, Heizungs- und Lüftergeräusche oder auch Musik aus dem Autoradio werden zu einem erheblichen Teil durch die Reflexion mit einer kleinen zeitlichen Verzögerung und mit dem dadurch begründeten Nachhall in den Insassenraum zurückreflektiert.
  • Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, hier eine Verbesserung zu erreichen.
  • Die Erfindung löst dieses Problem durch ein Cabriolet-Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Fahrzeugdach mit den Merkmalen des Anspruchs 14. Hinsichtlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung wird auf die weiteren Ansprüche 2 bis 13 verwiesen.
  • Durch die Erfindung ist ein Cabriolet-Fahrzeug mit einem beweglichen Dach hinsichtlich seiner schalltechnischen Eigenschaften und des daraus resultierenden Komforts für die Insassen verbessert.
  • Dadurch, dass unterhalb der äußeren Dachhaut zumindest eine schallabsorbierende Lage aus einem mit einer Vielzahl von zumindest bereichsweise begrenzten Hohlräumen oder Ausnehmungen versehenen flächigen Material angeordnet ist, kann ein hoher Anteil des im Innenraum entstehenden oder diesen durchlaufenden Schalls in diese Hohlräume oder Ausnehmungen eindringen, die die Schallwellen an ihren Randbegrenzungen in Schwingungen des flächigen Materials umsetzen, also absorbieren, anstatt den Schall zu reflektieren. Der Nachhall von im Fahrzeug entstehenden Geräuschen oder von durch die Insassen gesprochenen Worten ist dadurch minimiert.
  • Insbesondere führt die Schallabsorptionsfähigkeit zu einer breitbandigen Erhöhung des Absorptionsgrads (über einen Frequenzbereich von zum Beispiel 400 Hz bis 6000 Hz). Günstig kann die Schallabsorptionsfähigkeit der schallabsorbierenden Lage größer als ihre Schallreflexionsfähigkeit für Schallwellen dieser Frequenzen sein. In diesem Bereich treten die meisten Geräusche aus Fahrwerk und Motor auf, die durch die Erfindung dann effektiv absorbiert werden können, ohne wieder in den Insassenraum zurückgeworfen zu werden.
  • Um eine gute Absorption an den (zumindest einseitig offenen) Hohlräumen oder Ausnehmungen zu erreichen, weisen diese vorteilhaft eine lichte Weite von weniger als einem Millimeter auf, insbesondere für die genannten Frequenzen von etwa zwischen 0,05 und 0,25 Millimetern, wobei die Abstimmung im Verhältnis zur Dicke der schallabsorbierenden Lage und zum Lochabstand zu wählen ist. Insbesondere kann für die genannte „Lochgröße” deren Abstand zueinander zwischen 1,5 und 2,5 Millimetern liegen und dabei die schallabsorbierende Lage eine Dicke von 0,1 bis 0,3 Millimetern aufweisen.
  • Eine derartig geringe Dicke behindert auch das Dach beim Einfalten nicht und ist einfach zu montieren. Zudem sinkt die Aufbauhöhe des Daches. Insbesondere kann die schallabsorbierende Lage eine Folie, zum Beispiel eine TPU-Kunststofffolie, umfassen. Insbesondere bei einem Softtop ist eine Flexibilität der schallabsorbierenden Lage ohne die Sperrigkeit herkömmlicher dicker Polstermatten sehr günstig. Eine solche Folie beispielsweise kann die o. g. sehr geringe Dicke aufweisen, eine Polstermatte ist entbehrlich. Zur Ausbildung des genannten Musters von Ausnehmungen kann die Folie mit zum Beispiel einer Nadelwalze bearbeitet werden kann, so dass ein Muster von durchgehenden Mikroperforationen als absorbierenden Ausnehmungen entsteht. Insbesondere kommt hierbei ein Heißnadelverfahren in Betracht.
  • Dabei kann der Flächenanteil der ausgenommenen Bereiche gegenüber der Gesamtfläche der Folie bei weniger als einem Prozent liegen, so dass sie auch bei einer Vielzahl von Ausnehmungen eine sehr hohe Stabilität und Reißfestigkeit beibehält.
  • Zusätzlich oder alternativ kann die schallabsorbierende Lage eine Schicht aus einem Vliesmaterial umfassen, wobei auch hier auf geeignete Hohlräume in für die Absorption passender Größe im Bereich von Zehntelmillimetern und auf Abstand zur äußeren Dachhaut zu achten ist. Im Verbund mit einer absorbierenden Folie muss die Vlieslage keine gesondert angepassten eigenen Ausnehmungen oder Hohlräume mehr enthalten.
  • Je nach Ausbildung kann die schallabsorbierende Lage zwischen der äußeren Dachhaut und der inneren Bezuglage gehalten sein oder selbst mit einem Dekor versehen sein und eine innere, dem Innenraum zugewandte Bezuglage bilden.
  • Es ist günstig, wenn die schallabsorbierende Lage mit einem Abstand von zumindest zehn Millimetern zur äußeren Dachhaut gehalten ist, so dass sich ein Resonanzraum dazwischen ausbilden kann. Der Abstand kann je nach Foliendicke, Lochanzahl, -größe und -abstand variieren und über Spriegel entsprechender Dimensionen automatisch sichergestellt sein.
  • Ein bewegliches Dach für ein solches Cabriolet-Fahrzeug ist separat beansprucht und kann auch einfach an bestehenden Fahrzeugen gegen bisherige Dächer ausgetauscht werden. Auch eine Nachrüstung nur der schallabsorbierenden Lage ist mit relativ wenig Aufwand möglich.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus einem in der Zeichnung schematisch dargestellten und nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung.
  • In der Zeichnung zeigt
  • 1 ein erfindungsgemäßes Cabriolet-Fahrzeug in schematischer perspektivischer Ansicht von schräg hinten bei geschlossenem Dach, wobei der besseren Übersicht halber ein Dachbezug transparent eingezeichnet ist,
  • 2 eine Draufsicht auf eine innere Bezuglage mit daran festgelegter Schallschutzlage, wobei ein Ausschnitt für eine Heckscheibe hier noch nicht eingezeichnet ist,
  • 3 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Dachbezug, etwa entlang der Linie III-III in 1,
  • 4 eine herausgezeichnete Einzelteildarstellung der Lagen des Dachbezugs unterhalb einer äußeren Bezuglage, die hier selbst nicht eingezeichnet ist,
  • 5 eine Draufsicht auf eine schallabsorbierende Folienlage mit einem zusätzlich eingezeichneten Größenmaßstab,
  • 6 ein Diagramm von zwei Messkurven zur Schallabsorption über die Frequenz einer inneren Bezuglage und einer inneren Bezuglage mit zusätzlicher schallabsorbierender Lage (dort als MPA bezeichnet),
  • 7 das Diagramm nach 6 mit zusätzlicher Einzeichnung einer dritten Messkurve für eine Ergänzung der schallabsorbierenden Lage um ein Nadelvlies.
  • Das in 1 dargestellte und erfindungsgemäß ausgebildete Cabriolet-Fahrzeug 1 kann ein Zweisitzer sein oder auch einen größeren Innenraum mit etwa zwei oder mehr Sitzreihen hintereinander aufweisen. Es umfasst ein ganz oder teilweise bewegliches Dach 2, das zumindest teilweise zwischen einer einen Insassenraum 3 überdeckenden Schließstellung und einer Offenstellung beweglich ist. Gemäß der Zeichnung ist das Dach 2 insgesamt beweglich und weist hier über seine gesamte Länge einen flexiblen Dachbezug 4 auf, der eine Heckscheibe 5 einfasst. Alternativ wäre auch möglich, dass das Dach 2 ganz oder teilweise starre Dachteile als äußere Dachhaut 6 aufweist.
  • Hier ist die äußere Dachhaut 6 durch zumindest eine in Schließstellung des Daches 2 von außen sichtbare und flexibel faltbare Bezuglage gebildet. Zusätzlich umfasst das Dach 2 eine einem Insassenraum 3 zugewandte innere Bezuglage 7, die häufig auch als Innenhimmel bezeichnet wird (3). Die Bezuglagen können in sich mehrschichtig aufgebaut sein, wobei die Schichten jedoch zu einer Einheit miteinander verbunden sein können. Die äußere Bezuglage 6 des hier gezeigten Softtops ist unterstützend von mehreren Spriegeln 8 untergriffen, die auch gleichzeitig als mittelbare oder unmittelbare Träger für einen Innenhimmel 7 dienen können.
  • Unterhalb der äußeren Bezuglage 6, also von dort aus gesehen näher am Insassenraum 3 liegend, ist zumindest eine schallabsorbierende Lage 9 angeordnet, die verschiedenartig ausgebildet sein kann. Sie umfasst eine Vielzahl von zumindest bereichsweise begrenzten Hohlräumen oder Ausnehmungen 10 und ist aus hier aus flexiblem flächigem Material gebildet und mit dem Dach 2 einfaltbar. Sie kann, wie in 3 angedeutet ist, zumindest punktuell fest mit der inneren Bezuglage 7 verbunden sein und somit einen Teil dieser inneren Bezuglage bilden.
  • Die Hohlräume oder Ausnehmungen 10 der schallabsorbierenden Lage 9 sind nicht vollständig geschlossen, sondern ermöglichen ein Eintreten von Schallwellen aus dem Insassenraum 3 – oder auch aus dem Außenraum – in diese. Da die Ausnehmungen eine sehr geringe lichte Weite von weniger als einem Millimeter, typisch zwischen 0,05 und 0,25 Millimetern, aufweisen, können die Schallwellen in diesen Ausnehmungen 10 durch Anregung von Materialschwingungen an deren Rändern weitgehend absorbiert und letztlich in Wärme umgesetzt werden, insbesondere bei den hier relevanten Frequenzen von einigen hundert bis etwa 6000 Hz.
  • Zumindest in diesem Frequenzbereich ist die Schallabsorptionsfähigkeit der schallabsorbierenden Lage 9 deutlich größer ist als ihre Schallreflexionsfähigkeit. Eine Reflexion von Schallwellen in den Insassenraum 3 mit der o. g. Nachhalleigenschaft kann dadurch fast vollständig eliminiert werden.
  • Wie beispielsweise in den 3 und 4 dargestellt ist, umfasst die schallabsorbierende Lage 9 eine Folie 11 aus Kunststoff, zum Beispiel eine TPU-Folie (thermoplastisches Polyurethan).
  • Diese ist mit einem regelmäßigen Muster von Mikroperforationen 10 versehen, die o. g. Ausnehmungen bilden und die zum Beispiel über Nadelwalzen in einem Kalt-, Vakuum- oder insbesondere Heißnadelverfahren in die Folie 11 eingetragen werden. Der Abstand der Ausnehmungen 10 zueinander liegt hier zwischen 1,5 und 2,5 Millimetern. Dabei hat die Folie 11 nur eine Dicke von 0,1 bis 0,3 Millimetern, ist also sehr dünn und leicht handhabbar.
  • Der Flächenanteil der ausgenommenen Bereiche 10 gegenüber der Gesamtfläche der Folie liegt bei weniger als einem Pro zent und sichert auch die hohe mechanische Stabilität und insbesondere Reißfestigkeit der Folie 11. Auch mit nur punktuellen Verbindungen faltet sich die Folie 11 nicht gegenüber dem Innenhimmel 7, sondern behält seine flächige Parallelität zu diesem auch im Dauerbetrieb.
  • Die schallabsorbierende Lage 9 ist mit einem Abstand von zumindest zehn Millimetern zur äußeren Dachhaut 6 gehalten, so dass sich zwischen diesen Lagen 6, 9 ein Resonanzraum ausbilden kann. Der genaue Abstand steht in Abstimmung zu der Lochgröße und -anzahl in zum Beispiel der Folie 11. Er kann einfach über eine entsprechende Auslegung der Dicke der zwischen den Lagen 6 und 9 liegenden Spriegel oder bei einem RHT über gesonderte Abstandshalter sichergestellt werden.
  • Die schallabsorbierende Lage 9 kann, wie in 4 angedeutet ist, eine Schicht 12 aus einem Vliesmaterial umfassen. Ebenso ist es möglich, dass die schallabsorbierende Lage 9 direkt mit einer dem Insassenraum 3 zugewandten Dekorlage versehen ist, die somit den Innenhimmel 7 bildet. Ein solcher dreischichtiger Sandwichaufbau der Schichten 12, 11 und 7 ist in 4 angedeutet.
  • In 2 ist hingegen ein zweischichtiger Aufbau dargestellt, bei dem die Folie 11 mit dem Innenhimmel 7 zum Beispiel an den Ecken 13 punktuell verklebt oder verschweißt ist. Ebenso sind Quernähte eingezeichnet, an denen die Folie 11 linienhaft mit den Spriegeln 8 und/oder dem Innenhimmel 7 verbunden sein kann.
  • Die schallabsorbierende Lage kann auch ohne Verbindung zum Innenhimmel 7 zwischen der äußeren Dachhaut 6 und dem Innenhimmel 7 gehalten sein, wobei eine zumindest punktuelle Lagesicherung zumindest an den Spriegeln 8, der Dachspitze 14 oder dem Rahmen der Heckscheibe 5 angeraten ist.
  • In 7 ist ein dreischichtiger Aufbau (4) der schallabsorbierenden Lage 9 in seinem Absorptionsgrad ausgemessen. Es wird deutlich, dass die Unterschiede mit der zusätzlichen Nadelvliesschicht 12 gegenüber dem zweischichtigen Aufbau (2) aus Himmel 7 und MPA-Folie 11, dessen Absorptionsgrad in 6 aufgetragen ist, insbesondere bei Frequenzen unter 1600 Hz günstig ist. In diesem Bereich liegen etwa Windgeräusche, aber auch Geräusche aus dem Fahrwerk (ca. 200 bis 800 Hz) oder aus Heizung und Lüftung (bis ca. 1000 Hz).

Claims (14)

  1. Cabriolet-Fahrzeug (1) mit einem ganz oder teilweise beweglichen Dach (2), das zumindest bereichsweise eine von außen sichtbare Dachhaut (6) und eine einem Insassenraum (3) zugewandte innere Bezuglage (7), häufig auch als Innenhimmel bezeichnet, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der äußeren Dachhaut (6) zumindest eine schallabsorbierende Lage (9) aus einem mit einer Vielzahl von zumindest bereichsweise begrenzten Hohlräumen oder Ausnehmungen (10) versehenen flächigen Material angeordnet ist.
  2. Cabriolet-Fahrzeug (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schallabsorptionsfähigkeit der schallabsorbierenden Lage (9) durch eine breitbandige Erhöhung des Absorptionsgrades größer ist als ihre Schallreflexionsfähigkeit für Schallwellen mit einer Frequenz von 400 Hz bis 6000 Hz.
  3. Cabriolet-Fahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die schallabsorbierende Lage (9) Hohlräume oder Ausnehmungen (10) mit einer lichten Weite von weniger als einem Millimeter aufweist.
  4. Cabriolet-Fahrzeug (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die lichte Weite zwischen 0,1 und 0,5 Millimetern beträgt.
  5. Cabriolet-Fahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die schallabsorbierende Lage (9) eine Folie (11) umfasst.
  6. Cabriolet-Fahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die schallabsorbierende Lage (9) mit einem Muster von Mikroperforationen (10) versehen ist.
  7. Cabriolet-Fahrzeug (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Mikroperforationen (10) zueinander zwischen 1,5 und 2,5 Millimetern liegt.
  8. Cabriolet-Fahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die schallabsorbierende Lage (9) eine Dicke von 0,1 bis 0,3 Millimetern aufweist.
  9. Cabriolet-Fahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Flächenanteil der ausgenommenen Bereiche (10) gegenüber der Gesamtfläche der Folie (11) bei weniger als einem Prozent liegt.
  10. Cabriolet-Fahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die schallabsorbierende Lage (9) eine Schicht (12) aus einem Vliesmaterial umfasst.
  11. Cabriolet-Fahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die schallabsorbierende Lage (9) zwischen der äußeren Dachhaut und der inneren Bezuglage (7) gehalten ist.
  12. Cabriolet-Fahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die schallabsorbierende Lage (9) mit einem Abstand von zumindest zehn Millimetern zur äußeren Dachhaut (6) gehalten ist.
  13. Cabriolet-Fahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die schallabsorbierende Lage (9) mit einem dem Insassenraum zugewandten Oberflächendekor (7) versehen ist.
  14. Fahrzeugdach (2) für ein Cabriolet-Fahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13.
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