DE10247492A1 - Automotive body shell and frame has frame mebers incorporating dampening elements separated from each other by narrow gap filled with visco-elastic plastic - Google Patents

Automotive body shell and frame has frame mebers incorporating dampening elements separated from each other by narrow gap filled with visco-elastic plastic Download PDF

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Abstract

An automotive body shell also incorporates a body frame consisting of a series of members spread within the shell. The frame incorporates one or more dampening elements each consisting of two parts, one moving within the other. The dampening elements (16, 17) are separated by a gap (20) which is plugged by a visco-elastic plastic material.

Description

Bei der Erfindung wird ausgegangen von einer Kraftfahrzeugkarosserie gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention is based on of a motor vehicle body according to the preamble of the claim 1.

Eine gattungsbildende Kraftfahrzeugkarosserie ist aus der DE 100 40 673 A1 bekannt. Diese umfasst ein Rahmengestell mit mehreren mit Abstand zueinander liegenden Rahmenträgern und mit wenigstens einem in dem Rahmengestell angeordneten Dämpfungselement. Das bekannte Rahmengestell besitzt mehrere Längs- und Querträger, die aneinander befestigt sind. Das Dämpfungselement weist zwei ineinander angeordnete Dämpferteile auf, die durch eine Kolben/Zylindereinheit gebildet sind. Derartige Dämpfungselemente sollen das Torsions- bzw. Biegeverhalten des Rahmengestells beeinflussen.A generic motor vehicle body is from the DE 100 40 673 A1 known. This comprises a frame with several spaced-apart frame supports and with at least one damping element arranged in the frame. The known frame has several longitudinal and cross members that are attached to each other. The damping element has two mutually arranged damper parts which are formed by a piston / cylinder unit. Such damping elements are intended to influence the torsion or bending behavior of the frame.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kraftfahrzeugkarosserie anzugeben, die hinsichtlich ihres Torsions- bzw. Biegeverhaltens und der Körperschalldämpfung optimiert ist.The object of the invention is a To specify motor vehicle body, which with regard to its torsional or bending behavior and structure-borne noise reduction optimized is.

Gelöst wird diese Aufgabe mit einer Kraftfahrzeugkarosserie mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.This task is solved with a Motor vehicle body with the features mentioned in claim 1. Further refinements of the invention are specified in the subclaims.

Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile sind darin zu sehen, dass mit dem den viskoelastischen Kunststoff aufweisenden Dämpfungselement sowohl Karosseriehauptmoden (Torsions- und Biegeschwingformen) als auch lokale Karosserieschwingformen zu bedämpfen sind, so dass außerdem mit dem Dämpfungselement dem Rahmengestell Körperschallenergie entzogen werden kann. In das Dämpfungselement eingeleitete Schwingungen werden in dem viskoelastischen Kunststoff durch innere Reibung in Wärme umgewandelt. Außerdem zeichnet sich das vorgeschlagene Dämpfungselement durch einen einfachen Aufbau aus und bietet Dämpfungseigenschaften über einen großen Frequenzbereich (ca. 20Hz bis 30kHz) der Schwingformen.The main advantages achieved with the invention can be seen in that with the viscoelastic plastic having damping element both main body modes (torsion and bending modes) as also local body vibrations are to be dampened, so that also with the damping element the structure-borne sound energy frame can be withdrawn. In the damping element Vibrations are introduced into the viscoelastic plastic through internal friction in heat converted. Also draws the proposed damping element through a simple structure and offers damping properties over a huge Frequency range (approx. 20 Hz to 30 kHz) of the waveforms.

Bei einem Ausführungsbeispiel gemäß Anspruch 2 wird eines der Dämpferteile von einem Rohr gebildet, dessen innere Querschnitt derart bemessen ist, dass das andere Dämpferteil mit Abstand zur inneren Rohrwandung liegt, wodurch der Spalt, in dem der viskoelastische Kunststoff angeordnet ist, als umlaufender Spaltraum vorliegt. Derartige, vorzugsweise dünnwandige und steife, Rohre könnten einen eckigen oder kreisförmigen Querschnitt besitzen.In an embodiment according to claim 2 becomes one of the damper parts formed by a tube, the inner cross section of which is dimensioned in such a way that the other damper part is at a distance from the inner tube wall, whereby the gap, in which the viscoelastic plastic is arranged as a circumferential There is a gap. Such, preferably thin-walled and rigid, pipes could an angular or circular Have cross-section.

Nach einem anderen Ausführungsbeispiel nach Anspruch 3 weisen die Dämpferteile jeweils eine Kammstruktur auf, die unter Bildung mehrere Spalte mit ihren Zähnen ineinander greifen, und in dem so gebildeten Spalträumen ist der viskoelastische Kunststoff angeordnet. Bei dieser Ausführungsform wird die Oberfläche an der Kontaktfläche mit dem viskoelastischen Kunststoff vergrößert, wodurch höhere Energiemengen in Wärme umsetzbar sind.According to another embodiment Claim 3 have the damper parts one comb structure each, forming several columns with her teeth interlock, and is in the gap spaces thus formed the viscoelastic plastic arranged. In this embodiment becomes the surface at the contact surface enlarged with the viscoelastic plastic, which means higher amounts of energy in warmth are feasible.

Als Werkstoff für die Dämpferteile wird entsprechend Anspruch 7 ein Körperschall leitendes Material, bspw. Stahl, Aluminium und/oder Kunststoff aufweisend, vorgeschlagen, wodurch der Körperschall in den viskoelastischen Kunststoff des Dämpfungselements geleitet wird.As a material for the damper parts is accordingly Claim 7 a structure-borne noise comprising conductive material, for example steel, aluminum and / or plastic, proposed, causing the structure-borne noise is passed into the viscoelastic plastic of the damping element.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The invention is described below of embodiments with reference to the drawing explained. Show it:

l eine Kraftfahrzeugkarosserie mit ausschnittweise dargestelltem Rahmengestell mit Dämpfungselementen in verschiedenen Anordnungsvarianten und l a motor vehicle body with a section frame shown with damping elements in different arrangement variants and

2 und 3 jeweils ein Ausführungsbeispiel eines Dämpfungselements. 2 and 3 each an embodiment of a damping element.

1 zeigt von einem Kraftfahrzeug, insbesondere Personenwagen, eine Kraftfahrzeugkarosserie, im Folgenden als Karosserie 1 bezeichnet, die ein teilweise dargestelltes Rahmengestell 2 mit mehreren Rahmenträgern 3 und Anbauteile 4, beispielsweise die Außenhaut bildende Kotflügel 5, eine Dachplatte 6, Seitenteile 7, Klappdeckel 8, Türen 9 usw., aufweist. Denkbar wäre es auch, das der Personenwagen als offener Wagen (Cabriolet) ohne Dachplatte 6 oder mit einer verschließbaren Öffnung in der Dachplatte 6 ausgeführt ist. 1 shows a motor vehicle body of a motor vehicle, in particular a passenger car, hereinafter as a body 1 referred to, which is a partially shown frame 2 with several frame supports 3 and attachments 4 , for example fenders forming the outer skin 5 , a roof tile 6 , Side panels 7 , Hinged lid 8th , Doors 9 etc., has. It would also be conceivable that the passenger car as an open car (convertible) without a roof plate 6 or with a closable opening in the roof panel 6 is executed.

Mehrere der Rahmenträger 3 des Rahmengestells 2 sind als Längsträger 10, zwischen den Längsträgern 10 angeordnete Querträger 11, aufrechte Säulen 12 und als schräg verlaufende Verbindungsträger 13 ausgebildet. Parallel zueinander verlaufende Rahmenträger 3 liegen mit Abstand zueinander und sind über quer dazu verlaufende Rahmenträger 3 miteinander verbunden, so dass Verbindungsknoten 14 entstehen. An mindestens einem Verbindungsknoten 14 können außerdem eine aufrechte Säule 12 und/oder ein Verbindungsträger 13 oder weitere, ggf. auch hier nicht dargestellte Rahmenträger des Rahmengestells 2 befestigt sein.Several of the frame beams 3 of the frame 2 are as side members 10 , between the side members 10 arranged cross members 11 , upright columns 12 and as an oblique connection carrier 13 educated. Frame supports running parallel to each other 3 are at a distance from each other and are over cross-sectional frame supports 3 interconnected so that connecting nodes 14 arise. At at least one connection node 14 can also have an upright pillar 12 and / or a connection carrier 13 or further frame supports of the frame, which may also not be shown here 2 be attached.

Um Torsions- und/oder Biegeschwingungen der Karosserie 1 um die Fahrzeuglängsachse FL und/oder Fahrzeugquerachse FQ und/oder Fahrzeughochachse FH sowie innerhalb der Karosserie auftretenden Körperschall zu bedämpfen, ist innerhalb des Rahmengestells 2 wenigstens ein Dämpfungselement 15 angeordnet, das zwischen zwei Rahmenträger 3 eingesetzt ist und ggf. mit seinen Enden in Verbindungsknoten 14 befestigt ist. Vorzugsweise wird ein Dämpfungselement 15 zwischen zwei Orten am Rahmengestell 2 aufgespannt, bei denen im Betrieb des Fahrzeugs aufgrund der Torsions- bzw. Biegeschwingungen eine große Relativbewegung auftritt.About torsional and / or bending vibrations of the body 1 in order to dampen the vehicle longitudinal axis FL and / or vehicle transverse axis FQ and / or vehicle vertical axis FH as well as structure-borne noise occurring within the body is within the frame 2 at least one damping element 15 arranged between two frame girders 3 is inserted and possibly with its ends in connecting nodes 14 is attached. Preferably a damping element 15 between two locations on the frame 2 clamped in which in operation of the vehicle due to the torsional or bending vibrations a large relative movement occurs.

In 1 sind mehrere Anordnungsvarianten für ein Dämpfungselement 15 gezeigt. In einer ersten Variante liegt ein Dämpfungselement 15A zwischen zwei Längsträgern 10 und verläuft parallel zur Fahrzeugquerachse FQ. Das Dämpfungselement 15A mit seinen beiden Dämpferteilen 16 und 17 erstreckt sich in der gezeigten Variante über den gesamten Abstand zwischen diesen beiden Längsträgern 10. Dieses Dämpfungselement 15A kann somit einen Rahmenträger 3 bilden oder parallel zu einem Rahmenträger angeordnet sein. In einer zweiten Variante befindet sich ein Dämpfungselement 15B ( 1) in einem aufgetrennten Rahmenträger 3, insbesondere Längsträger 10, und verbindet parallel zur Fahrzeuglängsachse FL verlaufend die beiden freien Enden 18 und 19 dieses Rahmenträgers 3. Nach einer dritten in 1 eingezeichneten Variante ist ein Dämpfungselement 15C diagonal bzw. unter einem Winkel zur Fahrzeuglängsachse FL zwischen zwei Rahmenträgern 3 ausgerichtet und verbindet diese. In den aufgezeigten Varianten liegen die Dämpfungselemente 15A, 15B und 15C parallel zu oder in einer von der Fahrzeugquerachse FQ und der Fahrzeuglängsachse FL aufgespannten Ebene EB. Denkbar wäre es in einer hier nicht gezeigten Variante, dass die Dämpfungselemente 15A, 15B und/oder 15C diese Ebene EB durchstoßen. Selbstverständlich können innerhalb des Rahmengestells 2 mehrere Dämpfungselemente 15A, oder 15B oder 15C einer einzigen Anordnungsvariante oder ggf. auch in Kombination mit wenigstens einem anderen Dämpfungselement 15A oder 15B oder 15C einer anderen Variante vorgesehen sein.In 1 are several arrangement variants for a damping element 15 shown. In a first variant, there is a damping element 15A between two side members 10 and runs parallel to the vehicle transverse axis FQ. The damping element 15A with its two damper parts 16 and 17 extends in the variant shown over the entire distance between these two side members 10 , This damping element 15A can therefore be a frame girder 3 form or be arranged parallel to a frame support. In a second variant there is a damping element 15B ( 1 ) in a separated frame support 3 , especially side members 10 , and connects the two free ends running parallel to the vehicle longitudinal axis FL 18 and 19 this frame girder 3 , After a third in 1 shown variant is a damping element 15C diagonally or at an angle to the vehicle longitudinal axis FL between two frame supports 3 aligned and connects them. The damping elements are located in the variants shown 15A . 15B and 15C parallel to or in a plane EB spanned by the vehicle transverse axis FQ and the vehicle longitudinal axis FL. In a variant not shown here, it would be conceivable that the damping elements 15A . 15B and or 15C pierce this level EB. Of course you can within the frame 2 several damping elements 15A , or 15B or 15C a single arrangement variant or possibly also in combination with at least one other damping element 15A or 15B or 15C another variant may be provided.

Mit Bezug auf die 2 und 3 werden Ausführungsbeispiele des Dämpfungselements 15 beschrieben: Es umfasst die zwei Dämpferteile 16 und 17, die ineinander greifen und zwischen sich einen Spalt 20 aufweisen, in dem ein viskoelastischer Kunststoff 21 angeordnet ist, der den Spalt 20 zumindest teilweise ausfüllt. In 2 ist eines der Dämpferteile 16 als Rohr 22 mit kreisförmigem oder eckigem inneren Querschnitt IQ ausgeführt und das andere Dämpferteil 17 greift in das Rohr 22 ein und liegt mit Abstand AB zur Rohrinnenwand 23, so dass der Spalt 20 vorliegt. Das Dämpferteil 17 kann ebenfalls als Rohr mit in den inneren Querschnitt FQ des Rohrs 22 passenden äußeren Querschnitt AQ ausgeführt sein. Der Spalt 20 ist in 2 als umlaufender Spaltraum 24A bzw. Ringraum ausgebildet, in den der Kunststoff 21 eingebracht ist.With respect to the 2 and 3 become embodiments of the damping element 15 described: It comprises the two damper parts 16 and 17 that interlock and a gap between them 20 have in which a viscoelastic plastic 21 is arranged, the gap 20 at least partially filled out. In 2 is one of the damper parts 16 as a pipe 22 with circular or square inner cross-section IQ and the other damper part 17 reaches into the pipe 22 and lies at a distance AB from the inner pipe wall 23 so the gap 20 is present. The damper part 17 can also be used as a pipe with the inner cross-section FQ of the pipe 22 matching outer cross-section AQ. The gap 20 is in 2 as a circumferential gap 24A or annular space in which the plastic 21 is introduced.

Beim Ausführungsbeispiel des Dämpfungselements 15 gemäß 3 besitzt jedes Dämpferteil 16 und 17 eine Kammstruktur 25 bzw. 26, die jeweils mehrere Zähne 27 bzw. 28 aufweisen, die zwischen sich jeweils den mit Kunststoff 21 gefüllten Spalt 20 begrenzen, so dass mehrere Spalträume 24B mit dem viskoelastischen Kunststoff 21 ausgebildet sind. Bei dieser Ausführungsform wird die Kontaktfläche zwischen den Zähnen 27 und 28 und dem viskoelastischen Kunststoff 21 vergrößert.In the embodiment of the damping element 15 according to 3 owns each damper part 16 and 17 a comb structure 25 or 26, each with several teeth 27 or 28, which each have plastic with between them 21 filled gap 20 limit so that multiple gaps 24B with the viscoelastic plastic 21 are trained. In this embodiment, the contact area between the teeth 27 and 28 and the viscoelastic plastic 21 increased.

Bei einer Schwingungsanregung der Dämpferteile 16 und/oder r bewegen diese sich relativ zueinander, wodurch innere Reibung in dem Kunststoff 21 in Wärme umgewandelt und die in das Dämpfungselement 15 eingeleitete Schwingung über einen großen Frequenzbereich bedämpft wird. Die Dämpfungseigenschaft des Dämpfungselements 15 kann beeinflusst werden über die Größe des Spalt 20, das heißt über den Abstand AB beider Dämpferteile 16 und 17 zueinander und über die Länge LE des mit Kunststoff gefüllten Spalts 20 sowie über die entsprechende viskoelastische Eigenschaft des Kunststoffes 21, also das Vermögen, eine bestimmte Bewegungsenergiemenge einer Schwingung in Wärme umzusetzen. In den gezeigten Ausführungsbeispielen ist der Spalt 20 über die gesamte Spaltlänge LE mit dem Kunststoff 21 ausgestattet. Alternativ ist es jedoch möglich, den bzw. die Spalte 20 abschnittsweise mit Kunststoff zu füllen. Als Werkstoff für die Dämpferteile 16, 17 und ggf. die Kammstrukturen 25, 26 wird ein Körperschall leitendes Material, wie Stahl, Aluminium, Kunststoff oder andere im Karosseriebau eingesetzte Materialien verwendet. Die Dämpferteile 16, 17 könnten auch aus schalenartigen Blechformteilen zusammengesetzt sein.In the case of vibration excitation of the damper parts 16 and or r these move relative to each other, creating internal friction in the plastic 21 converted into heat and that into the damping element 15 initiated vibration is damped over a wide frequency range. The damping property of the damping element 15 can be influenced by the size of the gap 20 , ie over the distance AB of both damper parts 16 and 17 to each other and over the length LE of the gap filled with plastic 20 as well as the corresponding viscoelastic properties of the plastic 21 , the ability to convert a certain amount of kinetic energy of a vibration into heat. In the exemplary embodiments shown, the gap is 20 over the entire gap length LE with the plastic 21 fitted. Alternatively, however, it is possible to use the column or columns 20 to be filled in sections with plastic. As a material for the damper parts 16 . 17 and possibly the comb structures 25 . 26 a structure-borne sound-conducting material, such as steel, aluminum, plastic or other materials used in body construction, is used. The damper parts 16 . 17 could also be composed of shell-like sheet metal parts.

Claims (7)

Kraftfahrzeugkarosserie mit einem Rahmengestell mit mehreren mit Abstand zueinander liegenden Rahmenträgern und mit wenigstens einem in dem Rahmengestell angeordneten Dämpfungselement, das zwei ineinander angeordnete Dämpferteile aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Dämpferteilen (16, 17) ein Spalt (20) ausgebildet ist, in dem wenigstens abschnittsweise ein viskoelastischer Kunststoff (21) angeordnet ist.Motor vehicle body with a frame with a plurality of spaced frame supports and with at least one damping element arranged in the frame, which has two damper parts arranged one inside the other, characterized in that between the two damper parts ( 16 . 17 ) A gap ( 20 ) is formed, in which at least in sections a viscoelastic plastic ( 21 ) is arranged. Kraftfahrzeugkarosserie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Dämpferteile (16, 17) als Rohr (22) mit einem inneren Querschnitt (IQ) derart ausgebildet ist, dass das andere Dämpferteil (17, 16) mit Abstand (AB) zur Rohrinnenwand (23) des Rohrs (22) liegt und so ein umlaufender Spaltraum (24A) gebildet ist, in dem der viskoelastische Kunststoff (21) angeordnet ist.Motor vehicle body according to claim 1, characterized in that one of the damper parts ( 16 . 17 ) as a pipe ( 22 ) with an inner cross-section (IQ) in such a way that the other damper part ( 17 . 16 ) at a distance (AB) to the inner pipe wall ( 23 ) of the pipe ( 22 ) lies and so a circumferential gap space ( 24A ) is formed in which the viscoelastic plastic ( 21 ) is arranged. Kraftfahrzeugkarosserie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Dämpferteil (16, 17) eine Kammstruktur (25, 26) mit mehreren Zähnen (27, 28) aufweist, dass die Kammstrukturen (25, 26) ineinander greifen und Zähne (27, 28) einer Kammstruktur (25, 26) jeweils den Spalt (20) zwischen sich aufweisen, und dass in den Spalten (20) der viskoelastische Kunststoff (21) angeordnet ist.Motor vehicle body according to claim 1, characterized in that each damper part ( 16 . 17 ) a comb structure ( 25 . 26 ) with several teeth ( 27 . 28 ) has that the comb structures ( 25 . 26 ) interlock and teeth ( 27 . 28 ) a comb structure ( 25 . 26 ) each the gap ( 20 ) between them, and that in the columns ( 20 ) the viscoelastic plastic ( 21 ) is arranged. Kraftfahrzeugkarosserie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (15, 15A, 15B, 15C) zwischen zwei mit Abstand zueinander liegenden Rahmenträgern (3) diagonal verlaufend angeordnet ist.Motor vehicle body according to claim 1, characterized in that the damping element ( 15 . 15A . 15B . 15C ) between two spaced-apart frame supports ( 3 ) is arranged diagonally. Kraftfahrzeugkarosserie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (15, 15A, 15B, 15C) einen Rahmenträger (3) bildet oder parallel dazu verläuft.Motor vehicle body according to claim 1, characterized in that the damping element ( 15 . 15A . 15B . 15C ) a frame support ( 3 ) forms or runs parallel to it. Kraftfahrzeugkarosserie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (15, 15A, 15B, 15C) in einen aufgetrennten Rahmenträger (3) eingesetzt ist und dessen freie Enden (18, 19) miteinander verbindet.Motor vehicle body according to claim 1, characterized in that the damping element ( 15 . 15A . 15B . 15C ) in a separated frame support ( 3 ) is inserted and its free ends ( 18 . 19 ) connects with each other. Kraftfahrzeugkarosserie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpferteile (16, 17) aus einem Körperschall leitenden Material hergestellt sind.Motor vehicle body according to one of the preceding claims, characterized in that the damper parts ( 16 . 17 ) are made of a structure-borne sound-conducting material.
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