-
Die Erfindung betrifft eine Unterbodenverkleidung.
-
In Kraftfahrzeugen ist der Unterboden häufig mit ausladenden Verkleidungsteilen abgedeckt um zu verhindern, dass Schmutz und Feuchtigkeit in Kontakt mit korrosionsgefährdeten Stellen der Karosserie kommen und Leitungen, Kabel oder Filter, die dort montiert sind, beschädigt werden. Die Unterbodenverkleidungen sind häufig Teil eines großflächig angelegten Kraftfahrzeug-Verkleidungskonzepts und sind an die Motorraum- und/oder die Radlaufverkleidung angebunden. Aufgrund der Schwingungsneigung des Kraftfahrzeugs, insbesondere im Bereich der Motor-, Antriebs- und/oder Fahrwerkskomponenten, neigen auch Verkleidungsteile zur Resonanz. Auch aufgrund von Unterströmungen der Karosserie im Fahrbetrieb und an anderen Bauteilen entstehenden Verwirbelungen und Turbulenzen der Strömung am Unterboden kann die Unterbodenverkleidung zu Schwingungen angeregt werden, die im Innenraum als unangenehme Geräusche hörbar sind. Um dem vorzubeugen, wurden Unterbodenverkleidungen bisher mit einer bestimmten Mindestdicke ausgeführt, um über eine Mindeststeifigkeit die Schwingungsanregung kontrollieren zu können und wurden auch mit dämpfendem Vlies unterfüttert. Dies ist jedoch aufgrund des Materialeinsatzes teuer und auch hinsichtlich des akustischen Komforts keine optimale Lösung, da zwar einer Anregung des Bauteils selbst vorgebeugt wird, jedoch andere Frequenzen, die auch als störend empfunden werden können, nur unzureichend gedämpft werden. Zudem lassen sich die genannten Faservliese aufgrund ihrer Biegeschlaffheit nur schwierig positionieren und stellen ein Problem beim Korrosionsschutz dar, da sie eine dauerhaft feuchte Umgebung begünstigen können.
-
So ist aus der
DE 198 56 579 A1 ein Karosseriebauteil bekannt, das einen Kotflügel und eine Verlängerung aufweist, die teilweise einen Stoßfänger überlappt. Im Bereich der Verlängerung kann zwischen dem Kotflügel und dem Stoßfänger ein Stoßdämpferelement aus Schaumstoff angeordnet sein, das einstückig mit der Verlängerung ausgebildet ist und auch verrippt sein kann. Durch die dort beschriebene Konstruktion können Geräusche, die durch Relativbewegungen der beiden Teile und unterschiedlichen Eigenfrequenzen resultieren, gedämpft werden, während die Schwingungsanregung des Kotflügels und/oder des Stoßfängers selbst nur unzureichend unterdrückt wird.
-
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Unterbodenverkleidung bereitzustellen, die eine bessere Geräuschdämpfung ermöglicht und die kostengünstiger als bisher hergestellt werden kann.
-
Diese Aufgabe wird durch eine Unterbodenverkleidung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen ausgeführt.
-
Die erfindungsgemäße Unterbodenverkleidung weist in einer ersten Ausführungsform eine Schale auf, die eine Innenschale ist. Mit der Innenschale ist eine Außenschale verbunden, wobei zwischen der Innenschale und der Außenschale ein oder mehrere Zwischenräume vorliegen.
-
Mit „innen” wird hierin eine dem Karosserie-Rohbau zugewandte Seite des Verkleidungsteils bezeichnet, während „außen” die dem Rohbau abgewandte Seite bezeichnet.
-
Durch den erfindungsgemäßen Aufbau konnte überraschend erreicht werden, dass die Unterbodenverkleidung bei insgesamt verbesserter Steifigkeit mit einem deutlich geringeren Materialeinsatz hergestellt werden konnte als bekannte Unterbodenverkleidungen. Dadurch, dass zwischen den Schalen ein „Spalt” vorliegt, erhöht sich im Vergleich zum einlagigen Verkleidungsteil bei gleichbleibendem Materialeinsatz das Flächenträgheitsmoment der Unterbodenverkleidung, was sie steifer macht. Als weiterer Vorteil wird dadurch die Eigenfrequenz des Verkleidungsteils in den Bereich höherer Frequenzen verschoben, wodurch die Geräuschbelastung des Innenraums gemindert werden kann. Die erfindungsgemäße Unterbodenverkleidung kann also aufgrund des verringerten Materialeinsatzes zu verminderten Kosten hergestellt werden und weist verbesserte akustische Eigenschaften als bekannte Verkleidungen auf.
-
Vorteilhaft kann durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Unterbodenverkleidung auf weitere „externe” Dämmmaßnahmen mit Faservlies verzichtet werden, was die Korrosionsneigung in den relevanten Karosseriebereichen reduzieren kann. Auch kann die erfindungsgemäße Unterbodenverkleidung viel genauer auf vorhandene Hohlräume des Karosserie-Rohbaus zugeschnitten werden, so dass vorhandene Hohlräume besser für die Schalldämpfung ausgenutzt werden können. Dazu trägt auch bei, dass die Montage des erfindungsgemäßen biegesteifen Verkleidungsteils einfacher ist als bei biegeschlaffen Vliesmatten.
-
In einer weiteren Ausführungsform kann die Innenschale mit der Außenschale an Verbindungspunkten oder Verbindungsflächen stoffschlüssig – beispielsweise verklebt oder verschweißt – werden.
-
Es kann dabei sowohl vorgesehen sein, die Klebeflächen im Wesentlichen parallel zu einer Längenrichtung des Unterbodenverkleidungsteils auszurichten, d. h. parallel zur Fahrtrichtung des damit ausgestatteten Kraftfahrzeugs, oder zusätzlich oder alternativ auch senkrecht dazu. Durch eine solche Anordnung der Klebeflächen wird ein karoartiges Klebemuster erhalten, das den Zwischenraum oder Spalt zwischen den beiden Schalen in einzelne Parzellen unterteilt. Die Parzellen können auch unterschiedliche Größen aufweisen und so hinsichtlich ihres Resonanzraums an vorbestimmte Anforderungen der jeweiligen Einbausituation angepasst werden.
-
Es können auch andere Klebeflächenmuster gewählt werden.
-
In einer noch weiteren Ausführungsform kann die Innenschale und zusätzlich oder alternativ auch die Außenschale eine oder mehrere Versteifungssicken aufweisen. Insbesondere kann eine längliche Versteifungssicke vorgesehen sein, die sich vorteilhaft parallel zu einer Längenrichtung der Unterbodenverkleidung erstreckt.
-
Durch die Versteifungssicken wird ein noch steiferes und hinsichtlich der Schwingungsanregung optimiertes Verkleidungsteil erhalten. Es kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die äußere Schale die Sicken aufweist, wobei die Sicken dann geeigneter Weise nach innen ausgeformt sind. Die Klebe- oder Schweißverbindung kann in diesem Fall entlang einer Auflagefläche der Sicken auf der Innenschale ausgebildet sein. Vorteilhaft ergibt sich so zwischen den „Bergen” der Versickung und der anderen Schale ein Zwischenraum mit vergleichsweise großen Abmessungen; durch die Versickung wird dadurch sowohl die Versteifungsfunktion erreicht und es wird auch der Dämpfungsraum bereitgestellt. Vorteilhafterweise kann der sich ergebende Dämpfungsraum auch quer zur Sickenrichtung noch unterteilt sein und/oder mit dem Dämpfungsmaterial gefüllt sein.
-
Darüber hinaus kann in dem Zwischenraum ein Dämpfungsmaterial, insbesondere ein Schwingungsdämpfungsmaterial aufgenommen sein. Als vorteilhaft wird ein Schalldämpfungsmaterial angesehen, das eben gerade die Geräuschübertragung verringert. Dämpfungsmaterialien an sich sind bekannt; sie können zur Erreichung einer vorbestimmten Dämpfungsfunktion aus den verfügbaren Dämpfungsmaterialien ausgewählt werden, wobei etwa die Dichte und/oder das zu dämpfende Frequenzband Auswahlkriterien sein können. Der zu dämpfende Frequenzbereich kann dabei im hörbaren aber auch im fühlbaren Bereich liegen.
-
Das Schwingungsdämpfungsmaterial kann etwa einen porösen Werkstoff aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann das Schwingungsdämpfungsmaterial aber auch einen eingelegten Absorberkörper und/oder ein eingespritztes Absorbermaterial, insbesondere einen Schaum, ein ein- oder mehrlagiges Textilmaterial oder Polymermaterial oder eine Kombination der Vorgenannten aufweisen. Bei den vorgenannten Materialien handelt es sich jedoch nicht um eine abschließende Aufzählung.
-
Ferner kann die Innenschale oder die Außenschale aus Kunststoff bestehen, bevorzugt aus einem thermoplastischen Kunststoff, besonders bevorzugt aus Polypropen oder aus Acrylnitril-Butadien-Styrol. Die vorgenannten Werkstoffe beschränken die Erfindung nicht, vielmehr können auch noch andere Werkstoffe geeignet sein.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Innenschale und zusätzlich oder alternativ auch die Außenschale eine oder mehrere Durchtrittsöffnung(en) aufweisen. Die Durchtrittsöffnungen liegen dabei vorteilhaft an einem Abschnitt der Innenschale und/oder der Außenschale vor, der zwischen zwei Versteifungssicken liegt.
-
Die Durchtrittsöffnungen ermöglichen es, dass zur Schallabsorption in den Zwischenraum eingelegte Körper, Platten oder Folien besser angeregt werden können. Die Durchtrittsöffnungen können sich dabei auch durch den eingelegten oder eingespritzten Absorberkörper erstrecken, so dass sowohl die jeweilige Schale mit Durchtrittsöffnungen als auch die Absorberkörper im Zwischenraum zur Schwingung angeregt werden und Schallenergie dissipieren können. Es handelt sich auch bei diesem Fall um einen Resonanzabsorber, der nur innerhalb eines vorbestimmten Frequenzbandes gute Absorption ermöglicht; das Wirkprinzip des Resonanzabsorbers ist bekannt und wird etwa bei Schalldämpfern von Abgasanlagen und in der Raumakustik eingesetzt.
-
Schließlich können die Durchtrittsöffnungen nach einem Muster angeordnet sein. Es können hier beliebige Muster und Abmessungen der Durchtrittsöffnungen gewählt werden, wobei es vorteilhaft sein kann, die Öffnungen nicht zu groß auszuführen, um zu verhindern, dass sich Grobschmutz in den Zwischenraum dringt und sich ansammeln kann. Jedoch müssen die Durchtrittsöffnungen auch einen gewissen Mindestdurchmesser haben, da ansonsten kein Dämpfungseffekt realisierbar ist, da sich in diesem Fall keine schwingende Luftsäule einstellen kann, da der Druckverlust der Durchtrittsöffnungen zu groß würde. Vorteilhaft kann es sich bei den Durchtrittsöffnungen um eine Art Perforation handeln. Es sind „Lochmuster” verschiedener Art, auch unregelmäßige Muster, möglich.
-
Diese und weitere Vorteile werden durch die nachfolgende Beschreibung unter Bezug auf die begleitenden Figuren dargelegt. Der Bezug auf die Figuren in der Beschreibung dient der Unterstützung der Beschreibung und dem erleichterten Verständnis des Gegenstands. Die Figuren sind lediglich eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung.
-
Dabei zeigen:
-
1 eine perspektivische Ansicht eines Karosserie-Rohbaus,
-
2 eine Teil-Schnittansicht zweier Unterbodenverkleidungen,
-
3 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Unterbodenverkleidung,
-
4 einen Querschnitt der Unterbodenverkleidung,
-
5a–d weitere Querschnitte von Unterbodenverkleidungen.
-
In 1 ist ein Karosserie-Rohbau eines Kraftfahrzeugs von der Unterseite her dargestellt. In den schraffierten Bereichen sind beidseitig der Mittellängsachse Unterbodenverkleidungen 10 angeordnet, die erfindungsgemäß zweischalig aufgebaut sind. Die Unterbodenverkleidungen 10 dienen einerseits dazu, den Unterboden und daran befestigte Leitungen, Filter und Kabel vor Umwelteinflüssen zu schützen und dämpfen andererseits Schwingungen des Kraftfahrzeugs. insbesondere ist es wichtig, Schwingungen des Antriebsstrangs und/oder des Antriebsmotors zu dämpfen, aber auch Schwingungen, die durch Turbulenzen in der Unterströmung des Unterbodens oder Wirbel hervorgerufen werden, werden gedämpft. Um die Dämpfung zu verbessern wird das erfindungsgemäße Unterbodenverkleidungsteil 10 vorgeschlagen.
-
In 2 ist links ein Standard-Unterbodenverkleidungsteil 10' dargestellt, das aus einer Schale besteht, wobei die Schale noch mit schwingungsdämpfendem Material hinterfüttert sein kann, was in der Figur aber nicht gezeigt ist. Das gezeigte Standard-Unterbodenverkleidungsteil 10' ist nur wenig verwindungssteif und wird sich bei der Montage unter den Montagekräften verformen. Rechts in der Abbildung ist die erfindungsgemäße Unterbodenverkleidung 10 dargestellt. Diese weist eine Außenschale 1 auf, deren Form im Wesentlichen dem bekannten Standard-Unterbodenverkleidungsteil 10' entspricht, mit der eine Innenschale 2 verbunden ist. Es ist ferner zu erkennen, dass die Innenschale Sicken 21 hat, wobei die Innenschale 2 entlang der Sicken 21 mit der Außenschale 1 verschweißt ist. Sie kann jedoch auch auf andere Weise mit der Außenschale verbunden sein, etwa geklebt oder genietet. In den Bereichen zwischen den Sicken 21, d. h., in den Bergen der Sickung 21, liegen Zwischenräume 22 zwischen der Innenschale 2 und der Außenschale 1 vor. Dieser Aufbau mit beabstandeten Innen- 2 und Außenschalen 1 sorgt dafür, dass die Unterbodenverkleidung 10 bei gleichbleibendem Materialeinsatz deutlich steifer gebaut werden kann als das bekannte Standard-Unterbodenverkleidungsteil 10'. Dies ermöglicht es, die Unterbodenverkleidung 10 leichter zu montieren, da diese sich unter den Montagekräften nicht mehr verbiegt. Dadurch wird es ebenfalls ermöglicht, enge Hohlräume des Rohbaus mit dem Verkleidungsteil quasi auszufüllen, um diese Hohlräume auch als Schalldämpfungsraum zu verwenden. Die Zwischenräume 22 der Unterbodenverkleidung 10 können dabei auch mit einem schwingungsdämpfenden Material gefüllt sein.
-
In 3 ist die Unterbodenverkleidung 10 in einer perspektivischen Ansicht gezeigt. Hierbei ist die Sicke 21 gut zu erkennen und, dass die Hohlräume 22 auch unterschiedliche Größen haben können. Insbesondere ist die Größe der Zwischenräume 22 für das Dämpfungsverhalten der Zwischenräume 22 ein wichtiges Auslegungskriterium, da das Absorptionsspektrum eines einzelnen Zwischenraums 22 wesentlich vom Volumen des Zwischenraums 22 abhängt. So konnte eine Unterbodenverkleidung 10 geschaffen werden, die in einem breiten Wellenlängenbereich gute Dämpfungseigenschaften aufweist.
-
Darüber hinaus ist in 4 dargestellt, dass der Zwischenraum 22 mit einem schwingungsdämpfenden Material 3 gefüllt sein kann. Das schwingungsdämpfende Material 3 kann entweder als Körper in den Zwischenraum 22 eingelegt sein oder aber auch bei der Herstellung in den Zwischenraum 22 der inneren Schale 2 eingespritzt werden bevor die äußere Schale 1 daran gefügt wird. Bei dem schwingungsdämpfenden Material 3 kann es sich insbesondere um ein Schaummaterial handeln, bei dem Schwingungen aufgrund von Druckverlusten in den Poren gedämpft werden. Es ist aber auch nicht ausgeschlossen, jedoch in der Figur nicht gezeigt, dass das schwingungsdämpfende Material 3 auch ein textiles Lagenmaterial, etwa ein Faservlies, sein kann.
-
5a zeigt einen Teil der erfindungsgemäßen Unterbodenverkleidung nochmals im Schnitt.
-
In den 5b bis 5d ist dargestellt, dass die Unterbodenverkleidung auch mit einer Lochung bzw. Perforation versehen sein kann. Hierbei liegen in einem an den Zwischenraum 22 angrenzenden Bereich in einem vorbestimmten Muster angeordnete Durchtrittsöffnungen 23, 11 in der oder beiden Schalen 1, 2 vor, die es ermöglichen, dass der Zwischenraum 22 als Resonanzabsorber wirkt, ähnlich wie bei einem Schalldämpfer einer Abgasanlage oder einem Resonanzabsorber der Raumakustik. Die Durchtrittsöffnungen des Resonanzabsorbers können dabei in der Innenschale 2 (siehe 5c), in der Außenschale 1 (siehe 5b) oder aber in beiden Schalen 1, 2 (siehe 5d) vorliegen.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
