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Anordnung und Kraftfahrzeug
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Die Erfindung betrifft eine Anordnung für ein Fahrzeug, mit einem Karosseriebauteil, insbesondere Fahrzeugtür oder Fahrgastzellenwand, wobei das Karosseriebauteil zwei einander gegenüberliegende Wandabschnitte aufweist, zwischen denen ein Hohlraum ausgebildet ist, in welchem ein Einlegeteil angeordnet ist, das zur Geräuschdämmung und Versteifung dient und dazu mehrschichtig ausgebildet ist.
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Außerdem betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, das die obenstehend beschriebene Anordnung aufweist.
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Einlegeteile, Anordnungen und Kraftfahrzeuge der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt. So offenbart beispielsweise die Offenlegungsschrift
DE 103 37 007 B1 ein Schalldämpfungs- und Versteifungselement für Karosseriebauteile an Kraftfahrzeugen, welches durch ein langestrecktes Hohlprofil nach Art eines Deckprofils gebildet und über eine dämpfende Zwischenschicht mit einem Karosseriebauteil verbunden ist. Die Zwischenschicht ist beispielsweise aus einem elastischen, selbstklebenden Material gefertigt oder sie weist ein Bitumenkleber, ein Polyurethan-Kleber, ein Schaummaterial mit klebenden Deckschichten oder ein Polyacrylkleber mit Schaummaterial auf.
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Aus der Offenlegungsschrift
US 9,168,814 B2 ist weiterhin ein Schalldämpfungselement bekannt, das zweilagig ausgebildet ist, wobei die beiden Lagen unter Zwischenschaltung eines ansteuerbaren Aktuators aneinander anliegen, durch welchen der Abstand der Lagen voneinander variierbar ist. Dabei können die Lagen und/oder Schichten des Einlegeteils aus einem Schaum, insbesondere einem Polyurethan-Schaum, gefertigt sein.
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Weiterhin ist aus der Offenlegungsschrift
CN 110774700 A ein mehrschichtiges Einlegeteil bekannt, das zwei aus Polyethylen gefertigte, schwer entflammbare Filme aufweist, zwischen welchen eine Schicht aus einem mikrometergroße, geschlossene Zellen aufweisenden Schaummaterial gefertigt ist.
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Die Offenlegungsschrift
DE 298 19 991 U1 offenbart einen schallabsorbierenden Schaumstoff-Formkörper, bei dem insbesondere ein Polyurethan-Weichschaum mit einem Polyethylen-Schaumstoff verklebt oder formschlüssig verbunden wird. Die Offenlegungsschrift
DE 10 2012 009 353 A1 offenbart eine Fahrzeugtür, mit einem Hohlraum, innerhalb dessen eine geschäumte Struktur angeordnet ist. Die Offenlegungsschrift
DE 20 2007 007 832 U1 offenbart eine Werkstoffkombination, die zumindest zwei Lagen aus unterschiedlichem Kunststoff umfasst.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung mit einem Einlegeteil zu schaffen, die eine einfache Montage ermöglicht und dennoch kostengünstig herstellbar und einfach handhabbar ist.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch eine Anordnung mit einem Einlegeteil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Diese hat den Vorteil, dass das Einlegeteil auch vorteilhaft in einem Nassraum des Karosseriebauteils anordenbar ist, also in einem Raum, in welchem das Eindringen von Feuchtigkeit möglich ist, ohne dass dadurch die Funktion des Einlegeteils beeinträchtigt wird. Darüber hinaus bietet das erfindungsgemäße Einlegeteil den Vorteil, dass es durch die Ausbildung der zweiten Schicht mit höherer Elastizität insbesondere unter Vorspannung in das Karosseriebauteil integrieren lässt, sodass die erste Schicht aus hydrophobem Material gegen beispielsweise eine Innenseite des Karosseriebauteils gedrückt ist, und dadurch eine sichere Anlage an dem Karosseriebauteil gewährleistet, wodurch die Geräuschdämpfung und Versteifung unterstützt werden. Erfindungsgemäß ist hierzu vorgesehen, dass eine außenliegende erste Schicht aus dem hydrophobem Material und eine an der ersten Schicht anliegende zweite Schicht aus einem Material mit im Vergleich zu der ersten Schicht höherer Elastizität gefertigt ist. Bei der ersten Schicht handelt es sich somit um eine Außenschicht, die eine Außenseite des Einlegeteils bildet und zur Anlage insbesondere an dem Karosseriebauteil, insbesondere an einer Innenseite des Karosseriebauteils dient.
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Erfindungsgemäß liegt an der zweiten Schicht auf der von der ersten Schicht abgewandten Seite eine dritte Schicht an, die aus dem gleichen Material wie die erste Schicht gefertigt ist. Somit ergibt sich eine Art Sandwich-Bauteil, mit zwei außen liegenden Schichten aus einem ersten Material und einer innenliegenden Schicht aus einem zweiten Material, das eine höhere Elastizität im Vergleich zu dem Material der außenliegenden Schichten aufweist. Dadurch werden die mit geringerer Elastizität ausgebildeten Außenschichten beziehungsweise die erste Schicht und die dritte Schicht, die in dem verbauten Zustand in oder an dem Karosseriebauteil anliegen, durch die zweite Schicht an das Karosseriebauteil angedrückt. Dadurch ergeben sich Vorteile sowohl bei der Schalldämmung als auch bei der Versteifung des Karosseriebauteils durch das Einlegeteil. Durch die Vorspannung ist ein Ankleben oder Befestigen des Einlegeteils durch extra dafür vorgesehene Befestigungsmittel nicht notwendig.
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Erfindungsgemäß ist die erste Schicht aus einem Polyethylen-Schaum gefertigt. Dieser ist hydrophob, wobei die erste Schicht sowohl eine gewisse Elastizität aufweist, um beispielsweise eine optimale Anpassung an das Karosseriebauteil zu erlauben, und um die Schalldämpfung zu unterstützen. Durch die hydrophoben Eigenschaften der ersten Schicht wird erreicht, dass bei der Anordnung des Einlegeteils in einen Nassraum des Karosseriebauteils Feuchtigkeit und/oder Flüssigkeit abgewiesen und insbesondere von der zweiten Schicht ferngehalten wird. Dadurch wird verhindert, dass Feuchtigkeit und/oder Flüssigkeit in die zweite Schicht gelangt und dadurch die Schalldämpfungs- oder Versteifungseigenschaften der zweiten Schicht beeinträchtigen.
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Erfindungsgemäß ist die erste Schicht aus einem kleinzelligen oder geschlossenzelligen Polyethylen-Schaum gefertigt. Hierdurch werden die zuvor genannten Eigenschaften in vorteilhafter Weise gewährleistet.
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Erfindungsgemäß ist die zweite Schicht aus Polyetherurethan-Weichschaum gefertigt. Hierdurch ergeben sich die vorteilhafte Elastizität der zweiten Schicht sowie vorteilhafte Dämpfungs- und Versteifungseigenschaften. Insbesondere dadurch, dass die erste und die dritte Schicht aus Polyethylen-Schaum gefertigt sind und die zweite Schicht aus Polyetherurethan-Schaum ergeben sich die vorteilhaften Wirkungen des Einlegeteils. Die äußeren Schichten erlauben insbesondere eine vorteilhafte Anlage an das Karosseriebauteil, insbesondere in einem Hohlraum des Karosseriebauteils, und die dazwischenliegende zweite Schicht gewährleistet in vorteilhafter Weise, dass eine Vorspannung bei der Montage des Einlegeteils erzielbar ist, durch welche sowohl die dämpfenden und versteifenden Eigenschaften optimiert als auch eine einfache Montage gewährleistet werden. Durch die Vorspannung wird beispielsweise eine Haftreibung oder kraftschlüssige Verbindung des Einlegeteils in einem Hohlraum des Karosseriebauteils erzielt, durch welche auf ein Verkleben, Verschrauben oder zusätzliche Befestigungsmittel verzichtet werden kann.
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Erfindungsgemäß sind die erste und die dritte Schicht auf die zweite Schicht aufgeklebt. Dadurch ist das Einlegeteil einfach handhabbar und montierbar. Darüber hinaus ist durch das Verkleben gewährleistet, dass die Schichten in vorteilhafter Weise zusammenwirken.
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Die erfindungsgemäße Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 zeichnet sich dadurch aus, dass in dem Hohlraum des Karosseriebauteils das erfindungsgemäße Einlegeteil derart angeordnet ist, dass es an den beiden Wandabschnitten, die den Hohlraum begrenzen, anliegt. Es ergeben sich hierdurch die zuvor bereits genannten Vorteile.
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Erfindungsgemäß liegt das Einlegeteil mit der ersten Schicht an einem Wandabschnitt und mit der dritten Schicht an dem anderen Wandabschnitt an. Dadurch, dass das Einlegeteil an beiden Wandabschnitten anliegt und dazwischen die elastische Zwischenschicht beziehungsweise zweite Schicht liegt, erfolgt eine vorteilhafte Geräusch- beziehungsweise Schalldämpfung in dem Karosseriebauteil und das Karosseriebauteil wird durch das eingelegte Einlegeteil gestützt beziehungsweise versteift. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zumindest die zweite Schicht elastisch komprimiert oder vorgespannt ist. In der montierten Endstellung liegt das Einlegeteil somit vorgespannt in dem Hohlraum des Karosseriebauteils ein, sodass die außenliegende erste und dritte Schicht gegen die einander zugewandten Innenseiten der Wandabschnitte des Hohlraums gedrückt beziehungsweise gepresst wird. Hierdurch ist eine sichere Anlage sowie eine sichere Anformung des Anlageteils an die Kontur der Wandabschnitte in vorteilhafter Weise gewährleistet.
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Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 2 zeichnet sich durch die erfindungsgemäße Anordnung aus. Es ergeben sich dabei die zuvor bereits genannten Vorteile. Erfindungsgemäß handelt es sich bei dem Karosseriebauteil um eine Fahrzeugtür, also um ein Karosseriebauteil, das zwischen dem Fahrgastzelleninnenraum und der äußeren Umgebung des Kraftfahrzeugs liegt. Dadurch erfolgt eine vorteilhafte Versteifung der Fahrgastzelle einerseits und eine vorteilhafte Geräusch- beziehungsweise Schalldämpfung zwischen Fahrzeuginnenraum und der äußeren Umgebung des Kraftfahrzeugs andererseits.
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Weitere Vorteile und bevorzugte Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich insbesondere aus dem zuvor Beschriebenen sowie aus den Ansprüchen. Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Dazu zeigen
- 1 ein Kraftfahrzeug in einer vereinfachten perspektivischen Darstellung,
- 2 ein Einlegeteil des Kraftfahrzeugs in einer vereinfachten perspektivischen Darstellung,
- 3 das Einlegeteil in einer Explosionsdarstellung und
- 4 eine Schnittdarstellung des Kraftfahrzeugs mit dem Einlegeteil.
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1 zeigt in einer vereinfachten perspektivischen Darstellung ein Kraftfahrzeug 1, das eine Karosserie 2 aufweist, die durch mehrere Karosseriebauteile gebildet ist. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eines der Karosseriebauteile 2 als Fahrzeugtür 3, konkret als Fahrzeughintertür, ausgebildet. Die Fahrzeugtür 3 weist ein außenseitiges
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Verkleidungselement 4 auf, das einen ersten Wandabschnitt 5 ausbildet, dem innenseitig ein zweiter Wandabschnitt 6, in 1 nicht gezeigt, in 4 jedoch ersichtlich, beabstandet gegenüberliegt, sodass die Wandabschnitte 5, 6 zwischen sich einen Hohlraum 7 ausbilden. In diesem Hohlraum ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Einlegeteil 8 angeordnet und zwischen den beiden Wandabschnitten 5, 6 vorgespannt gehalten.
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2 zeigt das Einlegeteil in einer vereinfachten perspektivischen Darstellung. Das Einlegeteil 8 ist mehrschichtig aufgebaut, wobei in 2 nur ein quaderförmiger Ausschnitt des Einlegeteils 8, zur Vereinfachung der Darstellung, gezeigt ist. Das Einlegeteil 8 ist vorliegend dreischichtig ausgebildet, mit einer ersten Schicht 9, einer zweiten Schicht 10 und einer dritten Schicht 11. Die Schicht 10 ist zwischen den beiden Schichten 9 und 11 angeordnet, wobei die außenliegenden Schichten 9 und 11 auf der mittleren beziehungsweise zweiten Schicht 10 flächig aufliegen. Insbesondere handelt es sich bei den Schichten 9 bis 11 jeweils um Schichten aus einem Schaummaterial, wobei zur Herstellung des Einlegeteils 8 die Schichten übereinander aufgetragen werden. Anschließend wird eine für den jeweiligen Anwendungszweck passende Form insbesondere herausgestanzt oder geschnitten.
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Die außenliegende erste Schicht 9 und dritte Schicht 11 sind gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einem geschlossenzelligen Polyethylen-Schaum gefertigt. Dieser weist insbesondere eine Temperaturbeständigkeit zwischen mindestens -40°C bis mindestens 95°C auf. Darüber hinaus ist das Material der Schichten 9 und 11 hydrophob ausgebildet, also wasserabweisend. Insbesondere weist es gemäß DIN 53428 eine Wasseraufnahme von weniger als 1 % auf. Insbesondere weist das Material der Schichten 9, 11 eine Rohdichte von 30 kg pro m3 ± 15 % auf und eine Zugfestigkeit von über 250 kPa. Die außenliegenden Schichten 9, 11 weisen eine im Vergleich zur dazwischenliegenden Schicht 10 geringere Höhe beziehungsweise Stärke auf.
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Die Zwischenschicht beziehungsweise zweite Schicht 10 ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einem Polyetherurethan-Weichschaum gefertigt. Dadurch weist die mittlere Schicht 10 eine höhere Elastizität beziehungsweise Verformbarkeit als die außenliegenden Schichten 9, 11 auf.
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3 zeigt eine Explosionsdarstellung des Einlegeteils 8 in einer vereinfachten Seitenansicht. Vorzugsweise wird vor dem Fügen der Schichten 9, 10, 11 miteinander die der zweiten Schicht 10 zugewandte Oberfläche der jeweiligen Schicht 9, 11 mit einem Kleber 12 versehen, um eine besonders gute Verbindung der Schichten 11, 9 mit der Schicht 10 zu gewährleisten.
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Vorstehend wurde bereits erwähnt, dass die Schichten insbesondere nacheinander aufeinander aufgetragen werden. Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel, wie es in 3 gezeigt ist, werden die Schichten 10, 9, 11 unabhängig voneinander gefertigt und anschließend miteinander verklebt. Auch ist es denkbar, die Schichten 9, 10, 11 aufeinander aufzutragen, wobei vor dem Auftragen der Folgeschicht zunächst eine Klebeschicht auf die bereits hergestellte Schicht aufgetragen wird.
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4 zeigt in einer vereinfachten Schnittdarstellung durch das Karosseriebauteil 2 entlang der Linie A-A von 1 die Anordnung 13 des Einlegeteils 8 in dem Karosseriebauteil 2 beziehungsweise in der Fahrzeugtür 3. Wie zuvor bereits erwähnt, weist das Karosseriebauteil 2 zwei Wandabschnitte 5, 6 auf, die beabstandet zueinander und beispielsweise parallel zueinander angeordnet und ausgerichtet sind. Zwischen diesen beiden Wandabschnitten 5, 6 ist das Einlegeteil 8 unter Vorspannung angeordnet. Dazu wird das Einlegeteil bei der Montage beispielsweise zwischen die beiden Wandabschnitte 5, 6 eingeschoben, wobei insbesondere die zweite Schicht 10 elastisch komprimiert wird, wie in 4 durch zwei Pfeile angezeigt. Durch das Komprimieren beziehungsweise elastische Verformen der Zwischenschicht beziehungsweise Schicht 10 ergibt sich, dass im montierten Zustand die Schicht 10 aufgrund ihrer Eigenelastizität die Schichten 9, 11 gegen die einander zugewandten Innenseiten der Wandabschnitt 5, 6 drückt beziehungsweise presst. Dadurch entsteht zum einen Haftreibung zwischen dem Einlegeteil 8 und den Wandabschnitten 5, 6, durch welche das Einlegeteil 8 zwischen den Wandabschnitten 5, 6 beziehungsweise den dadurch dazwischen ausgebildeten Hohlraum 7 in vorteilhafter Weise gehalten wird. Zum anderen bewirkt die Eigenelastizität, dass die im Vergleich zur Schicht 10 härteren Schichten 9, 11 vorteilhaft an die Wandabschnitte 5, 6 angelegt werden und gegebenenfalls unter elastischer Verformung der Schichten 9, 11 an die Wandabschnitte 5, 6 angeformt werden, wodurch insgesamt das Karosseriebauteil 3 versteift und eine vorteilhafte Schalldämpfung realisiert wird. Dadurch, dass das Einlegeteil 8 vor der Montage an dem Karosseriebauteil 2 bereits fertiggestellt ist, ist die Montage mit wenigen Handgriffen einfach und in kurzer Zeit durchführbar, wodurch insbesondere Herstellungs- und Montagekosten reduziert werden. Insbesondere kann die Montage des Einlegeteils 8 nach einem Lackieren der Fahrzeugtür 3 beziehungsweise des Karosseriebauteils 2 erfolgen, da ein nachträgliches Bearbeiten des Einlegeteils 8 nicht notwendig ist.
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Durch das vorteilhafte Einlegeteil 8 ergibt sich eine verbesserte Schließakustik, insbesondere der Fahrzeugtür 3, selbst dann, wenn die Wandabschnitte 5, 6 durch hochfeste Bleche gebildet werden. Auf das ansonsten übliche Einkleben von Bitumenmatten oder Aufbringen von Spritzdämmung kann dadurch verzichtet werden. Das Einlegeteil 8 ist aufgrund der vorteilhaften Materialwahl außerdem temperaturunempfindlich und kostengünstig herstellbar. Je nach Ausbildung des Karosseriebauteils 2, in welchem das Einlegeteil 8 einzusetzen ist, können sich die Dicken der Schichten 10, 11, 9 unterscheiden. Insgesamt kann die Größe des Einlegeteils 8 an den jeweiligen Bedarf angepasst werden. Insbesondere kann das Einlegeteil 8 zusätzlich oder alternativ zu sogenannten Crash-Pads (Unfallmatte/Einleger) eingesetzt werden.
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Durch die vorteilhafte Materialwahl wird außerdem erreicht, dass die außenliegenden Schichten 9, 11 wasserabweisend beziehungsweise hydrophob ausgebildet sind. Dadurch kann es sich bei dem Hohlraum 7 auch um einen Nassraum des Karosseriebauteils 3 handeln. Durch die vorteilhafte Anordnung der Schicht 10 zwischen den Schichten 9, 11 wird erreicht, dass die Schicht 10 durch die hydrophobe Ausbildung der außenliegenden Schichten 9, 11 vor Flüssigkeit oder Feuchtigkeit geschützt ist und dadurch ihre Funktion nicht beeinträchtigt wird, selbst dann, wenn in den Hohlraum 7 Flüssigkeit eintritt. Erfindungsgemäß sind auch die Seitenflächen des Einlegeteils 8 mit einer hydrophoben Beschichtung versehen oder versiegelt, sodass ein Eindringen von Flüssigkeit und/oder Feuchtigkeit in die mittlere Schicht 10 insgesamt verhindert ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Karosseriebauteil
- 3
- Fahrzeugtür
- 4
- Verkleidungselement
- 5
- Wandabschnitt
- 6
- Wandabschnitt
- 7
- Hohlraum
- 8
- Einlegeteil
- 9
- Schicht
- 10
- Schicht
- 11
- Schicht
- 12
- Kleber
- 13
- Anordnung
