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Die Erfindung betrifft ein Gussbauteil für eine Fahrzeugkarosserie, welches eine, in eine Richtung offene Stegstruktur aufweist.
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Es ist bekannt, dass Personenkraftwagen mit einer Aluminiumkarosserie ausgestattet sind, wobei die Aluminiumkarosserie an strukturell relevanten Knotenpunkten Aluminiumgussbauteile aufweist. Solche strukturellen Knotenpunkte sind z. B. der Säulenfuß der A-Säule und ein Übergang der Tunnelflanke zum Hauptboden und zu den Dämpferbeinkonsolen. Diese Aluminiumgussstrukturen befinden sich in akustisch relevanten Bereichen und haben meist einen größeren Platzbedarf als die Knotenstrukturen bei Stahlkarosserien. Die Aluminiumgussstrukturen am Tunnelfußpunkt dienen beispielsweise als Lastverteiler im Crashfall und bedienen entsprechend hohe Steifigkeitsanforderungen.
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Bekannte Gussstrukturen weisen ein Rippenbild auf, das in eine Richtung offen ist. Die offene Seite ist teils in Richtung Fahrzeugaußenseite angeordnet. Nachteilig dabei ist, dass die Ausführung als offenes Profil einen erhöhten Platzbedarf benötigt. Durch das geringere Flächengewicht der Aluminiumbauteile ist die Luftschalldämpfung geringer und durch die höhere Wanddicke und die grundsätzlich niedrigere Koinzidenzfrequenz von Aluminiumgussbauteilen ist der Abstrahlgrad höher. Somit wird das akustische Verhalten der Rohbaustruktur schlechter.
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Aufgabe der Verbindung ist es, ein Gussbauteil für eine Fahrzeugkarosserie anzugeben, dessen akustisches Verhalten verbessert wird.
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Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind.
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Die Aufgabe ist mit einem Gussbauteil dadurch gelöst, dass die Gussstege auf der offenen Seite der Stegstruktur flächig mit einer Schließfläche abgedeckt sind, welche mit Enden der Gussstege verbunden sind, wodurch sich in dem Gussbauteil zwischen den Gussstegen Hohlräume bilden, in oder an welchen ein Dämpfungsmaterial und/oder ein Dämmungsmaterial und/oder ein Absorbermaterial zur Reduzierung von akustischen Geräuschen positioniert ist. Dies hat den Vorteil, dass Luftschallgeräusche der Fahrzeugkarosserie reduziert werden. Dies erfolgt unter der Optimierung des Platzbedarfes des Gussbauteiles im Fahrzeug, insbesondere in Bereichen kritischer Maßketten. Die Gussstruktur bildet dabei die Basis des akustisch wirksamen Aufbaus, wobei akustisch wirksame Materialien in diesen Aufbau integriert sind, ohne dass zusätzlicher Bauraum betätigt wird. Durch eine verbesserte tief- bis mittelfrequente quellnahe Absorption der Geräusche ergibt sich gleichzeitig ein verbessertes Gewichtspotenzial des Gussbauteiles.
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In einer Variante ist die Schließfläche stoff- und/oder kraft- und/oder formschlüssig mit den Enden der Gussstege verbunden und die Hohlräume sind als feuchtigkeitsdichte Trockenräume ausgebildet. Mit dem Trockenraum entsteht ein akustisch nutzbares Volumen, wobei der Trockenraum wasserdicht durch die Schließfläche abgedichtet ist.
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In einer Ausführungsform ist das Dämpfungsmaterial in mindestens einem Trockenraum an dem Gussbauteil befestigt, vorzugsweise angespritzt.
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Vorteilhafterweise füllen das Absorbermaterial oder das Dämmungsmaterial mindestens einen Trockenraum räumlich aus. Dabei kann in jedem Trockenraum ein anders geartetes akustisch reduzierendes Material angeordnet werden.
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In einer Ausführungsform ist das Absorbermaterial ein Vlies oder ein vorzugsweise selbst expandierender Schaum. Solche Vliese und Schäume haben den Vorteil, dass sie, wenn sie den Trockenraum ausfüllen, strukturversteifend wirken und nicht nur die Akustik des Fahrzeuges beeinflussen.
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In einer Ausgestaltung ist die, den Trockenraum abschließende Schließfläche aus einem Metall, vorzugsweise Aluminium, hergestellt. Eine solche Schließfläche wirkt versteifend und dämmt gleichzeitig die Geräusche.
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In einer Variante ist die Schließfläche selbst als Absorber ausgebildet. In diesem Fall sind die zwischen den Stegen ausgebildeten Hohlräume frei von einem akustisch wirksamen Material. Dies stellt eine besonders kostengünstige Ausgestaltung dar.
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In einer Weiterbildung ist die Schließfläche als plattenförmiger Resonanzabsorber oder als folienförmiger Kammerabsorber oder als mikroperforierter Absorber oder als Helmholtzabsorber ausgebildet. Bei dem Resonanzabsorber wird die Schließfläche durch eine Platte gebildet, welche eine geeignete Resonanzfrequenz aufweist. Bei dem Kammerabsorber ist die Schließfläche eine Folie, welche eine geeignete Resonanzfrequenz besitzt. Bei dem mikroperforierten Absorber ist die Schließfläche wiederum als Platte ausgebildet, wobei die Platte eine Mikroperformation aufweist. Der Helmholtzabsorber weist eine Schließfläche mit Öffnungen und einem Hals vor dem Resonanzvolumen auf, welches aus dem Gussbauteil, den Gussstegen und der Schließfläche gebildet wird.
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In einer Alternative ist das Gussbauteil selbst als Helmholtzabsorber ausgebildet, indem die der vollständig geschlossenen Schließfläche gegenüberliegende Fläche des Gussbauteiles Öffnungen aufweist. Auch hier wird der vorhandene Raum effektiv und optimal genutzt, um akustische Geräusche, die während der Fahrt des Fahrzeuges auftreten, zu reduzieren.
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In einer Ausführungsform ist die Schließfläche in einem, in der Fahrzeugkarosserie verbauten Zustand nach außen gerichtet. Dies hat den Vorteil, dass die Schallwellen nach außen, vom Fahrzeug weg transportiert werden.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der – gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung – zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale können für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung bilden, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separater Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Es zeigen:
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1 ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Gussbauteiles,
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2 ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Gussbauteiles,
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3 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Gussbauteiles,
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4 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Gussbauteiles.
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Gussbauteiles 1, welches an der Karosserie des Fahrzeuges in geometrisch kritischen Bereichen angeordnet ist. Die Karosserie des Fahrzeuges besteht dabei aus Aluminium, während dieses Gussbauteil 1 als Aluminiumgussbauteil ausgebildet ist. Das Gussbauteil 1 weist verschiedene Stege 3 mit unterschiedlicher Länge auf. Diese Stege 3 sind in einem vorgegebenen Bereich mittels einer Schließfläche 5 wasserdicht verbunden. Die Schließfläche 5 kann dabei aus Aluminium oder einem Kunststoff bestehen.
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Die Schließfläche 5 ist an die Enden 7 der Stege 3 aufgesetzt und mit diesen durch Kleben, Schweißen, Schrauben oder anderen Verbundtechniken verbunden. Gemäß 1 bildet sich dadurch ein Hohlraum zwischen jeweils zwei Stegen 3, welcher aufgrund seines wasserdichten Abschlusses als Trockenraum 9 bezeichnet wird. Zur Verbesserung des akustischen Verhaltens der Fahrzeugkarosserie werden in je einem solchen Trockenraum 9 Dämpfungsbelege 11 angebracht, die vorteilhafterweise an flächigen Bereichen des Gussbauteiles 1 befestigt sind, so dass sie der Schließfläche 5 gegenüberliegen. Bei einer Dämpfung wird der Körperschall mittels der Dämpfungsbelege in Wärme umgewandelt, wodurch eine Schallabstrahlung reduziert wird.
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Das Gussbauteil 1 ist dabei so an der Fahrzeugkarosserie positioniert, dass die Schließfläche 5 nach außen gerichtet ist, während abgeschlossene Teile des Gussbauteiles 1 dem Fahrzeuginnenraum zugewandt sind.
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Das in 2 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt ein Gussbauteil 1, welches aus zwei Abschnitten 13, 15 besteht, bei welchen sich die Stege 3 in den einzelnen Abschnitten 13, 15 entgegengesetzt zueinander erstrecken. Auch hierbei werden Trockenräume 17, 19 durch die Schließfläche 5 erzeugt. In den Trockenräumen 17 ist ein Dämpfungsbelag 11 in der an sich beschriebenen Art und Weise enthalten, während der Trockenraum 19 mit einem selbst expandierenden, dämpfenden Schaum 21 ausgefüllt ist, welcher ebenfalls als Dämpfungsmaterial verwendet wird. Sowohl die Trockenräume 17 und 19 als auch die Trockenräume 23, 25 weisen eine Öffnung 27 auf. Diese Öffnung 27 dient zur Ableitung eines Lackes, mittels welchem das Gussbauteil 1 während eines kathodischen Tauchlackierens umhüllt wurde. In den Trockenräumen 23, 25 sind Absorbermaterialien 29, wie Vliese oder Schäume oder strukturversteifende Schäume 31 eingeschlossen, die gleichzeitig durch ihre Masse der Dämmung dienen. Bei einer Schalldämmung wird die Schallausbreitung behindert, indem der ausbreitende Schall an einzelnen Unstetigkeitsstellen reflektiert wird.
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Bei dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel werden als Schließflächen Absorber 33 benutzt. Es können verschiedene Absorber eingesetzt werden. So bildet eine Platte 331 einen Resonanzabsorber, während ein Kammerabsorber durch eine Folie 333 gebildet wird. Ein mikroperforierter Absorber 335 besteht aus einer aufgeschweißten oder aufgesiegelten Alufolie, der ebenfalls als Schließfläche dient, während ein Helmholtzabsorber 337 Öffnungen 35 aufweist, die zusätzlich als Ablauf des Tauchlackes dienen. Bei diesem Einsatz als Absorber 33 weisen diese Schließflächen 331, 333, 335 eine vorgegebene Resonanzfrequenz auf, um die akustischen Schwingungen in Wärme umzuwandeln, was durch Reibung der Luftmoleküle in porösen Materialien geschieht. Bei den vorgeschlagenen Absorbern bleiben die Hohlräume frei von weiteren akustikwirksamen Materialien.
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In 4 ist ein Ausführungsbeispiel eines Gussbauteiles 1 dargestellt, welches selbst einen Helmholtzabsorber 37 darstellt. Bei einem solchen Helmholtzabsorber 37 weist das Gussbauteil, welches der Schließfläche 5 gegenüberliegt, Öffnungen 39 auf, um unterschiedliche Resonanzen erzeugen zu können.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereiches, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden Erläuterung in der Beschreibung, definiert sind.
