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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schwingungstilger zum Dämpfen von Schwingungen, insbesondere von akustisch angeregten Schwingungen, eines Karosseriebauteils, insbesondere eines Türinnenblechs, eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Karosseriebauteil eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 8, welches mit einem Schwingungstilger zum Dämpfen von Schwingungen, insbesondere von akustisch angeregten Schwingungen, des Karosseriebauteils ausgeführt ist. Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Dämpfen von akustisch angeregten Schwingungen eines Karosseriebauteils eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 9.
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Schwingungstilger zum Dämpfen von Schwingungen unterschiedlicher Objekte sind grundsätzlich bekannt. Die Eigenfrequenz oder Resonanzfrequenz der Schwingungstilger wird üblicherweise auf die zu eliminierende Schwingfrequenz des Objekts, bspw. eines Karosseriebauteils eines Kraftfahrzeugs, abgestimmt. Hierzu werden Schwingungstilger mit einem Massenelement und einem Federelement ausgeführt. Das Massenelement bildet physikalisch zusammen gesehen mit dem Federelement ein Pendel, dessen Eigenfrequenz auf die Schwingfrequenz des Objekts eingestellt wird. Der Schwingungstilger entzieht bei dieser Frequenz dem Objekt Schwingungsenergie für seine eigenen Schwingbewegungen. In Kraftfahrzeugen werden Schwingungstilger zum Dämpfen von Fahrvibrationen und Fahrgeräuschen eingesetzt, wie es beispielsweise aus der Schrift
DE 10 2011 008 339 A1 bekannt ist. Hierbei werden die Schwingungstilger meistens an Außenteilen von Kraftfahrzeugen eingesetzt. Allerdings können so die Schwingungen von Innenteilen von Kraftfahrzeugen nicht immer zuverlässig abgedämpft werden.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, mindestens einen aus dem Stand der Technik bekannten Nachteil zumindest zum Teil zu überwinden. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Schwingungstilger zum Dämpfen von - insbesondere akustisch angeregten - Schwingungen eines Karosseriebauteils eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, welcher einfach aufgebaut ist, wenig Bauteile aufweist, leicht herzustellen und zu montieren ist und eine wirksame, zuverlässige Dämpfung von - insbesondere akustisch angeregten - Schwingungen des Karosseriebauteils ermöglicht. Zudem ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein entsprechendes Karosseriebauteil eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen.
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Die voranstehende Aufgabe wird durch einen Schwingungstilger zum Dämpfen von - insbesondere akustisch angeregten - Schwingungen eines Karosseriebauteils eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Zudem wird die erfindungsgemäße Aufgabe durch ein Karosseriebauteil eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 8, sowie durch ein Verfahren zum Dämpfen von akustisch angeregten Schwingungen eines Karosseriebauteils eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 9 gelöst.
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Die Erfindung stellt einen Schwingungstilger zum Dämpfen von Schwingungen, insbesondere von akustisch angeregten Schwingungen, eines Karosseriebauteils eines Kraftfahrzeugs, insbesondere einer Fahrzeugtür bzw. eines Türinnenblechs mit mindestens einem Anbauteil (beispielsweise einer Türinnenverkleidung), bereit, welches mit einem Massenelement ausgeführt ist, das schwingungsfähig über ein Dämpfungselement (als ein Federelement) am Karosseriebauteil abstützbar ist. Hierzu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Massenelement und/oder das Dämpfungselement des Schwingungstilgers modular aufgebaut ist.
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Der erfindungsgemäße Schwingungstilger kann vorteilhafterweise zum Dämpfen von - insbesondere akustisch angeregten - Schwingungen unterschiedlicher Karosseriebauteile eines Kraftfahrzeugs, verwendet werden, die insbesondere durch akustische Anregungen, ausgehend beispielsweise von einer Lautsprecheranlage (auch als Soundanlage bezeichnet) im Fahrzeuginnenraum, zu Schwingungen angeregt werden können und die weitere Anbauteile aufweisen können, die ebenfalls akustisch zu Schwingungen angeregt werden können. Insbesondere sind dabei die Karosseriebauteile des Kraftfahrzeugs gemeint, die dem Innenraum des Kraftfahrzeugs zugewandt sind und/oder Anbauteile aufweisen können, die dem Innenraum des Kraftfahrzeugs zugewandt sind (sogenannte Innenteile). Als ein Innenteil kommt dabei bspw. ein Türrinnenblech mit diversen Anbauteilen, bspw. einer Türinnenverkleidung und mit Anbauteilen zur Steuerung von Fenstern und/oder Schlössern, oder ein Dachinnenblech mit einer Dachinnenverkleidung und mit Anbauteilen, wie z. B. Schiebedach und/oder Beleuchtungselementen, oder ein Heckklappen- oder Heckdeckelinnenblech mit einer zugehörigen Innenverkleidung in Frage. Vorzugsweise kann der erfindungsgemäße Schwingungstilger an einem Innenteil des Karosseriebauteils, beispielsweise an einem Türinnenblech, des Kraftfahrzeugs befestigt werden, um die Ausbreitung von akustisch angeregten Schwingungen des Innenteils oder daran befestigter Anbauteile, wie z. B. Fensterheberbowdenzüge, zu vermeiden. Grundsätzlich ist jedoch der erfindungsgemäße Schwingungstilger auch zum Einsatz mit anderen beweglichen Bauteilen des Kraftfahrzeugs denkbar, wie z.B. mit einer Kofferraumklappe, einer Motorhaube oder dergleichen. Der Einsatz des erfindungsgemäßen Schwingungstilgers kann außerdem auf das Dämpfen von mechanisch angeregten Schwingungen ausgedehnt werden, die z. B. durch Fahren auf unebenen Straßen verursacht werden können. Das erfindungsgemäße Dämpfungselement kann aus einem Elastomer, beispielsweise Gummi, hergestellt werden und elastische Eigenschaften aufweisen.
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Der Erfindungsgedanke liegt dabei darin, einen modular aufgebauten Schwingungstilger bereitzustellen, welcher je nach Anforderungen in einem bestimmten Kraftfahrzeug (Modell und/oder Ausstattung) und/oder je nach der zu eliminierenden Schwingungsfrequenz aus einer geeigneten Anzahl an standardisierten Einzelteilen nach Art eines modularen Bausatzes individuell zusammengesetzt werden kann. Das Massenelement kann dabei aus mehreren standardisierten Gewichtseinheiten, sozusagen modular, zusammengesetzt werden oder mehrere das Gewicht stufenweise einstellende Bohrungen oder Ausnehmungen im Körper des Massenelements aufweisen. Beispielsweise ist es denkbar, dass das Massenelement immer eine gleiche Anzahl von Bohrungen oder Ausnehmungen aufweisen kann, welche durch standardisierte Massenstifte zu einer bestimmten Anzahl, und somit modular, besetzt werden können. Alternativ oder zusätzlich kann das Dämpfungselement durch mehrere Elastomerlagen und/oder durch spezielle Füllstoffe bzw. Inserts im Material des Dämpfungselements, d. h. modular, an eine gewünschte Shore-Härte des Dämpfungselements angepasst werden. Die standardisierten Einzelteile des modularen Schwingungstilgers können nach Art eines Bausatzes modellübergreifend und unabhängig von der zu eliminierenden Schwingungsfrequenz in einer großen Stückzahl hergestellt werden. Somit können die Kosten und der Aufwand bei der Herstellung des Schwingungstilgers erheblich reduziert werden. Der Grundaufbau bzw. die Form des erfindungsgemäßen Schwingungstilgers kann dabei gleich bleiben. Je nach Einsatzgebiet und/oder je nach der zu eliminierenden Schwingungsfrequenz kann ein passender Schwingungstilger schnell und einfach aus standardisierten Einzelteilen des modularen Bausatzes individuell zusammengesetzt werden. Hierzu könnte beispielsweise eine ausgewählte Anzahl an Gewichtseinheiten für das Massenelement und/oder eine gewünschte Anzahl an Elastomerlagen für das Dämpfungselement in einem Mehrkomponenten-Spritzgussverfahren in ein und demselben Formwerkzeug zu einem formgleichen und einsatzfertigen Schwingungstilger mit einem thermoplastischen Material umspritzt werden.
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Ein weiterer Vorteil liegt dabei darin, dass ein modellübergreifender Schwingungstilger bereitgestellt wird, sodass von Fahrzeugmodell zu Fahrzeugmodell nicht jeder separate Schwingungstilgertyp einzeln an bauteilspezifische und wirkungstechnische Anforderungen im jeweiligen Kraftfahrzeug angepasst werden muss. Zum Einstellen eines spezifischen zu eliminierenden Frequenzbereichs reicht erfindungsgemäß bevorzugt, die Eigenfrequenz des Schwingungstilgers durch die verschiedenen Gewichtseinheiten des Massenelements und/oder durch eine unterschiedliche Anzahl an Elastomerlagen des Dämpfungselements einzustellen.
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Außerdem ist es von Vorteil, dass der erfindungsgemäße Schwingungstilger gezielt zum Dämpfen von akustisch angeregten Schwingungen im Fahrzeuginnenraum eingesetzt werden kann, die beispielsweise durch einen oder mehrere Lautsprecher eines Soundsystems entstehen können. Vorteilhafterweise kann der erfindungsgemäße Schwingungstilger an einem Innenteil, vorzugsweise an einem Türinnenblech, des Karosseriebauteils schwingungstechnisch abgestützt sein. Dadurch können akustisch angeregte Schwingungen, die von akustischen Anregungen aus dem Fahrzeuginnenraum kommen, sozusagen an vorderster Front abgefangen werden. Somit können unangenehme Geräusche, wie z. B. Schwirren, Rasseln oder Klappern an einer Fahrzeugtür und den daran befestigten Anbauteilen, zuverlässig gedämpft werden.
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Ferner kann im Rahmen der Erfindung ein Befestigungselement vorgesehen sein, um den Schwingungstilger am Karosseriebauteil, insbesondere an einem Innenteil des Karosseriebauteils, wie z. B. an einem Türinnenblech, zu befestigen. Das Befestigungselement kann vorteilhafterweise immer gleich ausgebildet sein. Das Befestigungselement kann zudem als ein Grundgerüst dienen, um daran die Einzelteile des Bausatzes des modularen Schwingungstilgers anzubringen. Das Befestigungselement kann zum einfachen Befestigen des modularen Schwingungstilgers als ein einzeln handhabbares Bauteil am Karosseriebauteil dienen. Gleichwohl ist es aber auch denkbar, dass das Befestigungselement bereits im oder am Dämpfungselement zumindest formschlüssig integriert werden kann, bspw. im Rahmen eines Mehrkomponenten-Spritzgussverfahrens. Das Befestigungselement kann grundsätzlich aus einem Elastomer ausgeführt sein, um den Aufbau des Schwingungstilgers zu vereinfachen. Weiterhin kann im oder am Dämpfungselement zumindest eine Lage als ein Befestigungselement integriert, bspw. umspritzt, sein, die durch ihre Vernetzung oder durch spezielle Füllstoffe oder Verstärkungsfasern härter ausgeführt sein kann als der Rest des Dämpfungselements.
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Weiterhin kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass das Befestigungselement hülsenartig ausgebildet sein kann, um den Schwingungstilger an einem Türverkleidungsdom einer Türinnenverkleidung zu befestigen. Somit kann der Vorteil erreicht werden, dass das Dämpfungselement zuverlässig radiale Schwingungen, ausgehend vom Türverkleidungsdom, abfangen kann. Mit einem ausreichenden Abstand der Hülse zum Karosseriebauteil und/oder zur Türinnenverkleidung können außerdem axiale Schwingungen abgefangen werden. Zudem ist ein hülsenartiges Befestigungselement einfach in der Herstellung und in der Montage am Kraftfahrzeug.
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Des Weiteren kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass das Dämpfungselement mindestens ein Toleranzausgleichselement aufweisen kann, um das Befestigungselement an einem Innenteil des Karosseriebauteils abzustützen. Das Toleranzausgleichselement kann dabei in Form eines elastischen Kragenelements am Befestigungselement bzw. an einer Unterlage zwischen dem Befestigungselement und dem Karosseriebauteil ausgebildet sein. Somit kann das Toleranzausgleichselement nicht nur Montagetoleranzen, beispielsweise in einer axialen Richtung entlang der Erstreckungsrichtung eines Türverkleidungsdoms, ausgleichen, sondern auch zum geräuscharmen Einfangen von axialen Schwingungen dienen.
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Zudem kann die Erfindung vorsehen, dass das Befestigungselement aus einem Hartplastik und das Dämpfungselement aus einem Weichplastik ausgebildet sein können, wobei das Befestigungselement und das Dämpfungselement gemeinsam als ein 2-Komponenten-Spritzgussbauteil ausgebildet sein können. Somit kann die Herstellung des Schwingungstilgers vereinfacht werden. Weiterhin ist es denkbar, dass das Befestigungselement zumindest eine Lage im Dämpfungselement bilden kann. Mithin kann die Herstellung des Befestigungselements und des Dämpfungselements einfach ausgestaltet werden.
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Außerdem kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass das Massenelement aus Metall oder Hartplastik ausgebildet sein kann, wobei das Massenelement zumindest zum Teil mit dem Material des Dämpfungselements umspritzt sein kann. Somit kann die Herstellung des Schwingungstilgers noch weiter vereinfacht werden, sodass der einsatzfertige Schwingungstilger bevorzugt in nur einem Formwerkzeug und in nur einem Verfahrensschritt hergestellt werden kann.
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Ferner kann die Erfindung vorsehen, dass der Schwingungstilger als ein 3-Komponenten-Spritzgussbauteil ausgebildet sein kann. Dabei ist es denkbar, dass das Massenelement, ggf. zusammengesetzt aus einer bestimmten Anzahl an Gewichtseinheiten, das Dämpfungselement, ggf. zusammengesetzt aus einer ausgewählten Anzahl an beispielsweise entsprechend vernetzten Elastomerlagen, und das standardisierte Befestigungselement gemeinsam in ein Formwerkzeug eingesetzt werden können, um in einem Mehrkomponenten-Spritzgussverfahren zu einem einsatzfertigen Schwingungstilger umspritzt zu werden. Dadurch kann die Herstellung von schwingungstechnisch unterschiedlich ausgelegten, von der Form jedoch gleich ausgebildeten Schwingungstilgern, vereinfacht und standardisiert werden. Die Kosten und der Aufwand zum Bereitstellen von Schwingungstilgern für unterschiedliche Fahrzeugmodelle und/oder unterschiedliche Ausstattungen eines Fahrzeugmodells können somit gesenkt werden.
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Weiterhin kann die Erfindung bei einem Schwingungstilger vorsehen, dass das Dämpfungselement eine einstellbare Shore-Härte aufweisen kann, um eine Eigenfrequenz des Schwingungstilgers an einen zu eliminierenden Schwingungsfrequenzbereich anzupassen. Unterschiedliche Shore-Härten können dabei auf verschiedene Art und Weise eingestellt werden. Zum einen ist es denkbar, dass die Härte des Dämpfungselements durch unterschiedliche Vernetzung und/oder durch bestimmte Füllstoffe bzw. Fasern eingestellt werden kann. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass in ein und demselben Formwerkzeug mit ein und demselben thermoplastischen Kunststoff eine unterschiedliche Anzahl an Elastomerlagen eingesetzt werden können. Selbstverständlich ist es denkbar, dass beide Varianten in Kombination angewendet werden können. Dadurch kann die Einstellbarkeit der Shore-Härte verfeinert werden.
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Zudem kann die Erfindung vorsehen, dass das Massenelement ringförmig ausgebildet sein kann. Somit kann eine verbesserte Wirkung beim Abfangen von unterschiedlich, beispielsweise radial und axial, ausgerichteten Schwingungen erzielt werden.
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Des Weiteren kann das Massenelement mindestens eine Gewichtseinheit aufweisen, um das Gewicht des Massenelements modular einzustellen. Somit kann das Gewicht des Massenelements einfach angepasst werden, um eine gewünschte Schwingungsfrequenz oder einen gewünschten Schwingungsfrequenzbereich zu dämpfen.
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Außerdem ist es im Rahmen der Erfindung denkbar, dass die Gewichtseinheit in Form mindestens einer Bohrung im Massenelement ausgebildet sein kann, wobei in der Bohrung das Material des Dämpfungselements einspritzbar und/oder ein Massenstift einsetzbar sein kann. Dadurch kann der Vorteil erreicht werden, dass das Massenelement immer die gleiche Form aufweisen kann. Durch das Umspritzen des Massenelements kann eine unbesetzte Bohrung mit Material des Dämpfungselements ausgefüllt werden. Je nachdem wie viele Bohrungen mit einem Massenstift besetzt, welche Massenstifte gewählt und wie viele Bohrungen frei geblieben sind, variiert das Gewicht des Massenelements. Auf diese Weise kann die Eigen- oder Resonanzfrequenz des Schwingungstilgers einfach an eine bestimmte zu eliminierende Schwingungsfrequenz des Karosseriebauteils angepasst werden.
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Ferner wird die erfindungsgemäße Aufgabe durch ein Karosseriebauteil eines Kraftfahrzeugs gelöst, welches mit einem Schwingungstilger zum Dämpfen von - insbesondere akustisch angeregten - Schwingungen des Karosseriebauteils ausgeführt ist, wobei der Schwingungstilger an einem Innenteil des Karosseriebauteils, bspw. an einem Türinnenblech, angeordnet ist. Hierzu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Schwingungstilger wie oben beschrieben ausgeführt sein kann. Hierbei werden die gleichen Vorteile erreicht, die oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Schwingungstilger beschrieben wurden. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird vorliegend vollumfänglich darauf Bezug genommen.
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Weiterhin wird die erfindungsgemäße Aufgabe durch ein Verfahren zum Dämpfen von akustisch angeregten Schwingungen eines Karosseriebauteils eines Kraftfahrzeugs gelöst, wobei hierzu insbesondere ein Schwingungstilger verwendet wird der wie oben beschrieben ausgeführt sein kann, und wobei der Schwingungstilger mit einem Massenelement ausgeführt ist, welches schwingungsfähig über ein Dämpfungselement am Karosseriebauteil abgestützt wird. Vorteilhafterweise können dadurch gezielt akustische Schwingungen gedämpft werden, die durch einen oder mehrere am Karosseriebauteil angebrachte Lautsprecher im Fahrzeuginnenraum entstehen können. Nach einem weiteren Vorteil der Erfindung können dadurch auch Fahrgeräusche gedämpft werden. Außerdem werden durch das erfindungsgemäße Verfahren die gleichen Vorteile erreicht, die oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Schwingungstilger beschrieben wurden, auf die vorliegend vollumfänglich Bezug genommen wird.
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Weitere, die Erfindung betreffende Maßnahmen und Vorteile werden nachstehend mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Dabei ist zu beachten, dass die Figuren nur einen beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Schwingungstilgers in einer perspektivischen Ansicht,
- 2 eine schematische Darstellung des Schwingungstilgers der 1 in einer Schnittdarstellung,
- 3a eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Karosseriebauteils gemäß der Erfindung,
- 3b eine Ausschnittdarstellung des Karosseriebauteils der 3a im Schnitt durch einen Schwingungstilger,
- 3c eine vergrößerte schematische Ausschnittdarstellung des Karosseriebauteils der 3a im Schnitt durch den Schwingungstilger, und
- 4 eine Aufsichtdarstellung des Karosseriebauteils der 3 mit einem daran angebrachten Schwingungstilger, ohne Türinnenverkleidung.
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Die 1 und 2 zeigen einen Schwingungstilger 100 zum Dämpfen von akustisch angeregten Schwingungen eines Karosseriebauteils 101 eines Kraftfahrzeugs, welches im Nachfolgenden in der 4 gezeigt ist. Das Karosseriebauteil 101 ist dabei beispielhaft und bevorzugt als ein Türinnenblech 101a gezeigt. Grundsätzlich kann jedoch der erfindungsgemäße Schwingungstilger 100 an unterschiedlichen Karosseriebauteilen 101 eines Kraftfahrzeugs zum Einsatz kommen, die durch akustische Anregungen, ausgehend insbesondere von einer Lautsprecheranlage (auch Soundanlage oder Soundsystem genannt) im Fahrzeuginnenraum, zu Schwingungen angeregt werden können und die weitere Anbauteile aufweisen können, die ebenfalls akustisch zu Schwingungen angeregt werden können. Karosseriebauteile 101 im Sinne der Erfindung sind insbesondere Innenteile 101a des Kraftfahrzeugs, die dem Innenraum des Kraftfahrzeugs zugewandt sind und/oder Anbauteile aufweisen können, die dem Innenraum des Kraftfahrzeugs zugewandt sind. Neben einem Türinnenblech 101a sind bevorzugt ein Dachinnenblech oder ein Heckklappen- oder Heckdeckelinnenblech als ein Karosseriebauteil 101 im Sinne der Erfindung denkbar. Weiterhin kann der erfindungsgemäße Schwingungstilger 100 zum Einsatz an unterschiedlichen beweglichen Klappen des Kraftfahrzeugs kommen, wie z. B. an einer Heckklappe an oder einer Motorhaube, die bspw. durch mechanische Einwirkungen beim Fahren des Kraftfahrzeugs zu Schwingungen angeregt werden können.
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Der Schwingungstilger 100 ist mit einem Massenelement 10 ausgeführt, das schwingungsfähig über ein Dämpfungselement 20 am Karosseriebauteil 101 abstützbar ist, wobei das Dämpfungselement 20 als ein Federelement dient, um Schwingungen des Karosserieteils 101 abzufangen und in Schwingungen des Schwingungstilgers 100 umzuwandeln. Außerdem sorgt das Dämpfungselement 20 dafür, dass die Schwingungen gedämpft werden. Gemäß der Erfindung ist das Massenelement 10 und/oder das Dämpfungselement 20 des Schwingungstilgers 100 modular aufgebaut.
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Ein solcher modular aufgebauter Schwingungstilger 100 kann je nach Anforderungen in einem bestimmten Kraftfahrzeug, die durch Modell und/oder Ausstattung des Kraftfahrzeugs unterschiedlich ausfallen können, individuell und flexibel an die zu eliminierende Schwingungsfrequenz oder an den gewünschten Schwingungsfrequenzbereich angepasst werden. Der Schwingungstilger 100 kann erfindungsgemäß aus einer geeigneten Anzahl an standardisierten Einzelteilen nach Art eines modularen Bausatzes individuell zusammengesetzt werden.
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Die 1 und 2 zeigen eine mögliche Ausführungsform eines modularen Massenelements 10. Dabei ist das Massenelement 10 ringförmig ausgebildet, um sowohl radiale als auch axiale Schwingungen abfangen zu können. Das Massenelement 10 weist dabei mehrere Gewichtseinheiten 11 auf, um das Gewicht des Massenelements 10 modular einstellen und somit eine gewünschte Schwingungsfrequenz abfangen zu können. Die Gewichtseinheiten 11 können dabei in Form von Bohrungen ausgestaltet sein. In den Bohrungen können wahlweise entweder Massenstifte 12 wählbarer Masse angebracht werden, um das Gewicht des Massenelementes 10 zu erhöhen, oder sie können frei bleiben. Im letzteren Falle können die freien Bohrungen mit dem elastischen Material des Dämpfungselements 20 ausgefüllt sein bzw. werden. Ein solches Massenelement 10 weist den Vorteil auf, dass das Massenelement 10 immer die gleiche Form aufweisen kann. Je nachdem wie viele Bohrungen mit einem Massenstift 12 wählbarer Masse besetzt und wie viele Bohrungen frei geblieben sind, variiert das Gewicht des Massenelements 10. Auf diese Weise kann die Eigen- oder Resonanzfrequenz des Schwingungstilgers 100 einfach eingestellt werden.
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Alternativ ist es denkbar, dass das Massenelement 10 aus mehreren standardisierten Gewichtseinheiten 11 anderer Form, bspw. einer Scheibenform, zusammengesetzt werden kann. In diesem Falle können die Scheiben übereinander gelegt werden, um ein bestimmtes Gewicht des Massenelements 10 einzustellen.
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Eine ausgewählte Anzahl an Gewichtseinheiten 11 für das Massenelement 10 kann schließlich mit einem thermoplastischen Material des elastischen Dämpfungselements 20 in einem Mehrkomponenten-Spritzgussverfahren in ein und demselben Formwerkzeug zu einem formgleichen und einsatzfertigen Schwingungstilger 100 umspritzt werden.
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Weiterhin ist es denkbar, dass auch das Dämpfungselement 20 modular ausgebildet sein kann. Hierzu kann das Dämpfungselement 20 mehrere nicht dargestellte Elastomerlagen und/oder spezielle Füllstoffe bzw. Inserts aufweisen, um eine bestimmte gewünschte Shore-Härte des Dämpfungselements 20 einzustellen.
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Der Grundaufbau bzw. die Form des erfindungsgemäßen Schwingungstilgers 100 kann jedoch gleich bleiben, sodass der fertige Schwingungstilger 100 in ein und demselben Formwerkzeug hergestellt werden kann. Somit kann der erfindungsgemäße Schwingungstilger 100 schnell, einfach und individuell an die zu eliminierende Schwingungsfrequenz angepasst werden. Es wird sozusagen ein modellübergreifender Schwingungstilger 100 bereitgestellt, der durch die verschiedenen Gewichtseinheiten 11 des Massenelements 10 und/oder durch unterschiedliche Shore-Härten des Dämpfungselements 20 flexibel eingestellt werden kann.
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Wie die 2 im Nachfolgenden zeigt, kann der Schwingungstilger 100 mit einem Befestigungselement 30 ausgestattet sein, um den Schwingungstilger 100 am Karosseriebauteil 101 zu befestigen. Das Befestigungselement 30 kann dabei modellübergreifend immer gleich bleiben und zum einfachen Befestigen des modularen Schwingungstilgers 100 als ein einzeln handhabbares Bauteil am Karosseriebauteil 101 dienen. Das Befestigungselement 30 kann zudem als ein Grundgerüst dienen, um daran die Einzelteile des Bausatzes bzw. des modularen Schwingungstilgers 100 anzubringen.
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Im Rahmen der Erfindung ist es denkbar, dass das Befestigungselement 30 im Dämpfungselement 20 integriert sein kann, bspw. im Rahmen eines Mehrkomponenten-Spritzgussverfahrens. Dabei kann das Befestigungselement 30 aus einem Hartplastik und das Dämpfungselement 20 aus einem Weichplastik ausgebildet sein.
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Weiterhin ist es denkbar, dass das Befestigungselement 30 in Form einer Lage im Dämpfungselement 20 integriert sein kann, die durch ihre Vernetzung und/oder durch spezielle Füllstoffe oder Verstärkungsfasern härter ausgeführt sein kann als der Rest des Dämpfungselements 20.
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Wie die 1 und 2 es verdeutlichen, ist das Befestigungselement 30 hülsenartig ausgebildet, um den Schwingungstilger 100 an einem ebenfalls hülsenartigen Türverkleidungsdom 102 einer Türinnenverkleidung 101b zu befestigen, wie es die 3a bis 3c und die 4 im Nachfolgenden zeigen. Derartige Türverkleidungsdome 102 sind grundsätzlich bekannt und dienen dem Anbringen und/oder Abstützen der Türinnenverkleidung 101b am Türinnenblech 101a.
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Wie die 1 und 2 außerdem zeigen, kann unterhalb des Befestigungselements 30 - bevorzugt aus dem Material des Dämpfungselements 20 - ein Toleranzausgleichselement 21 ausgeformt sein, welches am Türinnenblech 101a elastisch zur Auflage kommen kann. Das Toleranzausgleichselement 21 kann dabei in Form eines Kragenelements ausgeformt sein. Das Toleranzausgleichselement 21 kann zum Ausgleich von Montagetoleranzen, beispielsweise in axialer Richtung entlang des Türverkleidungsdoms 102, dienen. Zudem kann das Toleranzausgleichselement 21 zum Einfangen von axialen Schwingungen in den Schwingungstilger 100 dienen.
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Der Schwingungstilger 100 kann somit als ein 3-Komponenten-Spritzgussbauteil mit einem Massenelement 10, ggf. zusammengesetzt aus einer ausgewählten Anzahl an Gewichtseinheiten 11, mit einem Dämpfungselement 20, ggf. zusammengesetzt aus einer ausgewählten Anzahl an beispielsweise entsprechend vernetzten Elastomerlagen, und mit einem standardisierten Befestigungselement 30 in einem Formwerkzeug bereitgestellt werden.
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Die 3a zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Karosseriebauteils 101 eines Kraftfahrzeugs, das als eine Fahrzeugtür ausgebildet ist. Das Karosseriebauteil 101 weist dabei ein Türinnenblech 101a und eine Türinnenverkleidung 101b auf. Entlang der Linie A-A der 3a wird ein Schnitt gezogen, der in den 3b und 3c gezeigt wird.
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Die 3b und 3c zeigen, dass der erfindungsgemäße Schwingungstilger 100, der wie oben beschrieben ausgeführt sein kann, am Türinnenblech 101a der Fahrzeugtür befestigt wird. Die 3c zeigt schematisch einen hülsenartigen Türverkleidungsdom 102, der normalerweise zum Anbringen der Türinnenverkleidung 101b dient. An dem Türverkleidungsdom 102 wird gemäß der Erfindung zudem der erfindungsgemäße Schwingungstilger 100 angebracht. Konzentrisch zum Türverkleidungsdom 102 schmiegt sich das Befestigungselement 30 an den Türverkleidungsdom 102 an. Denkbar ist dabei eine form- und/oder kraft- und/oder stoffschlüssige Befestigung des Befestigungselements 30 am Türverkleidungsdom 102. Zudem ist es denkbar, dass das Befestigungselement 30 zwischen dem Türinnenblech 101a und der Türinnenverkleidung 101b form- und/oder kraftschlüssig festgelegt werden kann. Konzentrisch zum Befestigungselement 30 erstrecken sich weiterhin das elastische Dämpfungselement 20 und das Massenelement 10.
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Die 4 zeigt die Fahrzeugtür aus der 3a ohne die Türinnenverkleidung 101b. Dabei ist erkennbar, dass der erfindungsgemäße Schwingungstilger 100 am Türinnenblech 101a abgestützt ist. Der Schwingungstilger 100 dient dabei gezielt zum Dämpfen von akustisch angeregten Schwingungen der Fahrzeugtür, die durch einen oder mehrere, am Türinnenblech 101a und/oder an der Türinnenverkleidung 101b des Kraftfahrzeugs angebrachte Lautsprecher entstehen können. Am Türinnenblech 101a ist eine Lautsprechermontageöffnung 103 für einen Lautsprecher sichtbar, dessen akustische Anregungen des Türinnenblechs 101a durch den Schwingungstilger 100 gedämpft werden. Der am Türverkleidungsdom 102 angebrachte Schwingungstilger 100 dämpft dabei die durch den Lautsprecher verursachten Anregungen des Türinnenblechs 101a und verringert oder verhindert eine Weiterleitung diese Schwingungen auf die Türinnenverkleidung 101b. Dadurch werden unangenehme Geräusche, wie z. B. Schwirren oder Prasseln oder Klappern, an der Fahrzeugtür wirkungsvoll verringert oder verhindert.
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Die voranstehende Beschreibung der Figuren beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern es technisch sinnvoll ist, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Schwingungstilger
- 10
- Massenelement
- 11
- Gewichtseinheit
- 12
- Massenstift
- 20
- Dämpfungselement
- 21
- Toleranzausgleichselement
- 30
- Befestigungselement
- 101
- Karosseriebauteil
- 101a
- Innenteil, insbesondere Türinnenblech
- 101b
- Türinnenverkleidung
- 102
- Türverkleidungsdom
- 103
- Lautsprechermontageöffnung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011008339 A1 [0002]
