DE10317305A1

DE10317305A1 - Abdeckung für ein Aggregat im Motorraum eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE10317305A1
Application number: DE10317305A
Authority: DE
Inventors: Detlef Winkler
Original assignee: Carcoustics Tech Center GmbH
Current assignee: Carcoustics Techconsult GmbH
Priority date: 2003-04-14
Filing date: 2003-04-14
Publication date: 2004-11-25
Anticipated expiration: 2023-04-15
Also published as: WO2004090307A1; CN1759232A; EP1613849A1; JP2006522890A; DE10317305B4; MXPA05009087A; US20060073310A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Abdeckung (1) für ein Aggregat im Motorraum eines Kraftfahrzeuges, die aus einem Trägerteil (2) und einem damit einstückig verbundenen Formteil (3) aus schallabsorbierendem Material gebildet ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abdeckung für ein Aggregat im Motorraum eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eine Motorabdeckung, bereitzustellen, die eine verbesserte akustische Wirksamkeit besitzt und sich zugleich einfach montieren läßt. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Montage der Abdeckung (1) dienende Steckkupplungselemente (6) vorgesehen sind, die beabstandet zum Trägerteil (2) mit dem schallabsorbierenden Material des Formteils (3) formschlüssig verbunden sind. Das Formteil kann vorteilhaft durch Hinterschäumen des Trägerteils (2) gebildet werden. Die Steckkupplungselemente (6) können dabei vorzugsweise durch den Schaumstoff des Formteils (3) umschäumt werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Abdeckung für ein Aggregat im Motorraum eines Kraftfahrzeuges, mit einem Trägerteil und einem damit einstückig verbundenen Formteil aus schallabsorbierendem Material.
Kraftfahrzeuge werden heute zunehmend mit schallabsorbierenden Motorabdeckungen ausgestattet, die regelmäßig auch eine Designfunktion haben.

In der DE 40 41 388 C2 ist eine Brennkraftmaschine beschrieben, die eine den Zylinderkopfdeckel übergreifende Akustikhaube aufweist. Die Akustikhaube ist ein selbsttragendes Formteil, das im Querschnitt einschichtig ausgebildet ist. Auf den Rand der Akustikhaube ist ein umlaufender geschlossener Dichtungsring aufgezogen, der auf der Stirnseite eines einen Zahnriemen abdeckenden Steuerkastens und den Randflächen bzw. der Oberfläche des Zylinderkopfdeckels dichtend aufliegt. Die Befestigung der Akustikhaube am Zylinderkopf erfolgt mittels Stehbolzen, die in eine Gewindebohrung im Zylinderkopf eingeschraubt sind und an ihrem anderen Ende einen äußeren Gewindeabschnitt aufweisen. Der äußere Gewindeabschnitt erstreckt sich durch eine Hülse, die mittels einer Gummitülle akustisch isoliert mit der Akustikhaube verbunden ist. Die Akustikhaube wird durch eine auf den Gewinde abschnitt aufgeschraubte Hutmutter gehalten. Aufgrund des Fehlens eines schallabsorbierenden Materials wie Schaumstoff oder dergleichen ist die akustische Wirksamkeit der Akustikhaube nicht zufriedenstellend. Zudem ist die Montage dieser Akustikhaube bedingt durch das erforderliche Aufschrauben der Hutmuttern relativ unkomfortabel.

Aus der DE 199 04 986 A1 ist eine schallabsorbierende Motorabdeckung bekannt, die mehrere Decklagen aus Schaumstoffmaterial aufweist, wobei in einem vorherbestimmten Bereich zwischen zwei Decklagen eine Füllschicht aus Schaumstoffmaterial angeordnet ist. Die Abdeckung ist an einer als Designabdeckung fungierenden Kunststoffschale mittels Ultraschallschweißen befestigt. Ferner weist die schallabsorbierende Abdeckung Aussparungen für einen Hindurchtritt von Komponenten der Kunststoffschale auf. Hinsichtlich der Befestigung der Abdeckung bzw. der Kunststoffschale an dem abzudeckenden Aggregat enthält die DE 199 04 986 A1 keine näheren Angaben.

Zum Stand der Technik sei ferner auf die DE 198 24 905 A1 hingewiesen. Darin ist eine Abdeckschale für Verbrennungsmotoren beschrieben, die einstückig angegossene schwingungsentkoppelnde Federelemente in der Art von Kegel-Druckfedern oder Membranfedern mit Montagekäfig aufweist. Die Abdeckschale und die integralen Federelemente werden aus dem gleichen Material, nämlich aus Kunststoff, in einem Arbeitsgang gefertigt und bilden somit eine Einheit. An den Enden der Federelemente sollen Montage- und Demontage-Vorrichtungen angebracht sein. Es ist jedoch unklar, wie diese Montage- und Demontage-Vorrichtungen, die offenbar ebenfalls in einem Arbeitsgang integriert werden, konkret ausgebildet sind. Darüber hinaus erfordern die vorgeschlagenen Federelemente relativ komplizierte Spritzgießwerkzeuge, was zu entsprechend hohen Herstellungskosten führt und zudem Qualitätsprobleme mit sich bringen kann. Im übrigen ist diese bekannte Abdeckschale nicht mit schallabsorbierendem Material versehen, so dass ihre akustische Wirkung kaum zufriedenstellend sein wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Abdeckung für ein Aggregat im Motorraum eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eine Motorabdeckung bereitzustellen, die eine verbesserte akustische Wirksamkeit besitzt und sich zugleich besonders einfach montieren läßt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Abdeckung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass zur Montage der Abdeckung an dem Aggregat dienende Steckkupplungselemente vorgesehen sind, die beabstandet zum Trägerteil mit dem schallabsorbierenden Material des Formteils formschlüssig verbunden sind.

Durch das aus schallabsorbierendem Material, vorzugsweise Schaumstoff gebildete Formteil weist die erfindungsgemäße Abdeckung eine verbesserte akustische Wirksamkeit gegenüber herkömmlichen Design- bzw. Akustikhauben auf, wie sie z.B. aus der DE 40 41 388 C2 und der DE 198 24 905 A1 bekannt sind. Zudem läßt sich die erfindungsgemäße Abdeckung aufgrund der Steckkupplungselemente sehr einfach und schnell montieren sowie demontieren. Die formschlüssige Verbindung der Steckkupplungselemente mit dem Formteil hat insbesondere den Vorteil, dass die Steckkupplungselemente integrale Bestandteile der Abdeckung sind, so dass die Anzahl der bei der Montage sowie Demontage der Abdeckung zu handhabenden Bauteile reduziert ist. Hierdurch können Lagerkosten verringert und Probleme durch eventuell fehlende Teile vermieden werden. Außerdem hat diese formschlüssige Verbindung den Vorteil, dass das Trägerteil der Abdeckung besonders gut gegenüber den Schwingungen des abzudeckenden Aggregats, insbesondere den Schwingungen eines Verbrennungsmotors isoliert ist. Insbesondere ein aus weichelastischem Material wie Schaumstoff gebildetes Formteil übernimmt neben der Schallabsorption zusätzlich eine schwingungsisolierende Wirkung.

Das Formteil kann vorteilhaft durch Hinterschäumen des Trägerteils gebildet werden. Die Steckkupplungselemente können dabei im Spritzgießwerkzeug angeordnet werden, so dass sie durch den Schaumstoff des Formteils umschäumt werden.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Abdeckung besteht darin, dass das schallabsorbierende Formteil an seiner dem Trägerteil abgewandten Seite einen Kragen aufweist. Mit dem Kragen, der das abzudeckende Aggregat seitlich umschließt, läßt sich die akustische Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Abdeckung weiter verbessern. Der vorzugsweise umlaufend ausgebildete Kragen kann dabei je nach der Geometrie des abzudeckenden bzw. akustisch zu isolierenden Motorteils unterschiedlich weit bzw. tief vorstehende Abschnitte aufweisen.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Kragen an seiner Außenseite zumindest abschnittsweise eine Schwerschicht, beispielsweise aus gefülltem thermoplastischem Elastomer aufweist. Der vorzugsweise aus elastischem, offenporigem Schaumstoff gebildete Kragen und die Schwerschicht bilden dann ein akustisches Feder-Masse-System, das die schall dämpfende sowie schalldämmende Wirkung der erfindungsgemäßen Abdeckung erhöht.

Weitere bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Abdeckung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer mehrere Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:
1 eine Seitenansicht einer Motorabdeckung für ein Kraftfahrzeug;
2 eine Schnittansicht einer Motorabdeckung gemäß 1;
3 eine Schnittansicht einer Motorabdeckung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
4 eine Schnittansicht einer Motorabdeckung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel; und
5 eine Schnittansicht eines Abschnitts einer Motorabdeckung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel.
Bei der in der Zeichnung dargestellten Abdeckung 1 handelt es sich um eine Motorabdeckung, die sowohl eine Design- als auch eine Akustikfunktion hat. Die Abdeckung 1 ist aus einem selbsttragenden Trägerteil 2 und einem damit einstückig verbundenen Formteil 3 aus schallabsorbierendem Material gebildet. Das Trägerteil 2 ist aus Kunststoff hergestellt, beispielsweise aus Polyamid.
Falls gewünscht, kann das Trägerteil 2 oder dessen Sichtseite aber auch aus Metall, vorzugsweise aus Aluminium bestehen.
Bei dem Trägerteil 2 kann es sich insbesondere um ein folienhinterspritztes Kunststoffformteil handeln, das an seiner Sichtseite eine durchgefärbte Kunststofffolie aufweist, die vorzugsweise aus dem gleichen Kunststofftyp wie das übrige Trägerteil 2 besteht.
Die durchgefärbte Kunststofffolie (nicht gezeigt) besitzt eine Stärke von ca. 300 bis 400 μm und wird getreu einer definierten Kontur verformt und anschließend beschnitten. Die so bearbeitete Kunststofffolie wird als Folieneinleger in einem Spritzgusswerkzeug mit Polyamid oder einem anderen geeigneten Kunststoff hinterspritzt. Die Kunststofffolie, kann, sofern gewünscht, nur Teilbereiche der Sichtseite des Trägerteils 2 abdecken. Sie besitzt eine Farbe, die von dem hinterspritzten Kunststoff abweicht. So kann die Kunststofffolie beispielsweise silberfarbend sein, während der hinterspritzte Kunststoff schwarz ist. Das Trägerteil 2 stellt somit ein form- und farbgestaltetes Designteil dar.
Das einstückig mit dem relativ biegesteifen Trägerteil 2 verbundene Formteil 3 ist vorzugsweise aus Schaumstoff gebildet. Bei dem Schaumstoff kann es sich beispielsweise um Polyurethan-, Polyethylen- oder Melaminharzschaum handeln. Vorzugsweise handelt es sich um ein offenporiges Schaumstoffmaterial mit hydophoben und olephoben Eigenschaften.
Das schallabsorbierende Formteil 3 kann insbesondere durch Hinterschäumen des Trägerteils 2 gebildet werden. Dementsprechend besteht zwischen dem Trägerteil 2 und dem Formteil 3 eine großflächige, stoffschlüssige Verbindung.
An seiner dem Trägerteil 2 abgewandten Seite weist das Formteil 3 einen umlaufenden Kragen 4 auf. Die Kontur des Kragens 4 ist dem abzudeckenden Motorteil (nicht gezeigt) angepasst. Dementsprechend weist der Kragen 4 unterschiedlich weit nach unten vorstehende Abschnitte auf. Das Formteil 3 kann im Bereich des Kragens 4 unmittelbar an dem Motor anliegen. Vorzugsweise ist das Formteil 3 aber so ausgebildet, dass zwischen dem abzudeckenden Motorteil und dem Formteil 3 einschließlich des Kragens 4 ein Luftspalt vorhanden ist.
Die Außenseite des Kragens 4 kann zumindest partiell mit einer Schwerschicht 5, insbesondere mit einem hochgefüllten thermoplastischen Elastomer beschichtet sein, so dass der Kragen 4 ein akustisches Feder-Masse-System bildet.
Zur lösbaren Befestigung der akustischen Abdeckung 1 sind Steckkupplungselemente 6 vorgesehen, die formschlüssig mit dem schallabsorbierenden Material des Formteils 3 verbunden sind, und zwar derart, dass sie beabstandet zum Trägerteil 2 angeordnet sind. Die Steckkupplungselemente 6 sind aus einem gummielastischen Material gefertigt, beispielsweise aus thermoplastischem Elastomer. Sie weisen jeweils einen nach Art einer Rastkupplung ausgebildeten Kupplungsabschnitt 7 auf. In diesen Kupplungsabschnitt 7 ist ein pilz- oder kugelförmiger Kopf 8 eines Stehbolzens 9 einrastbar, der an dem Motor des Kraftfahrzeugs angebracht ist (vgl. 5). Wie in 5 gezeigt, kann der Stehbolzen 9 hierzu einen sechskantförmigen Abschnitt 10 sowie ein Außengewinde 11 aufweisen, das in eine entsprechende Gewindebohrung am Motor (nicht gezeigt) einschraubbar ist. Die Anordnung der Steckkupplungselemente 6 entspricht dabei der Anordnung der Stehbolzen 9. Die erfindungsgemäße Motorabdeckung 1 lässt sich somit durch Aufstecken und Abziehen sehr einfach und schnell montieren bzw. demontieren.
Wie in den 2, 3 und 5 gezeigt, sind die Steckkupplungselemente 6 in dem Schaumstoff des Formteils 3 eingeschäumt. Sie sind dabei außerhalb des Kragens 4 angeordnet. Um eine besonders robuste Verbindung zwischen dem jeweiligen Steckkupplungselement 6 und dem Schaumstoff herzustellen, weist das Steckkupplungselement oberflächenvergrößernde Ansätze 12 auf. Diese Ansätze 12 sind kammer- oder hülsenförmig ausgebildet und können, wie in den 3 und 5 gezeigt, insbesondere radial abstehende Vorsprünge 13 bzw. Flansche 14 aufweisen. Zwischen dem oberflächenvergrößernden Ansatz 12 und dem mit einem Steg oder Bolzen verbindbaren Kupplungsabschnitt 7 ist ein wandstärkenreduzierter Übergangsbereich 15 ausgebildet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der wandstärkenreduzierte Übergangsbereich 15 durch eine umlaufende Einkerbung bzw. Nut gebildet. Der Übergangsbereich 15 hat die Funktion einer schwingungsentkoppelnden Feder bzw. Federmembran.
Wie oben bereits erwähnt, hat der Schaumstoff des Formteils 3 bei der erfindungsgemäßen Abdeckung 1 nicht nur eine schallabsorbierende Funktion, sondern zugleich eine schwingungsisolierende bzw. schwingungsentkoppelnde Funktion zwischen dem abgedeckten, vibrierenden Motorteil und dem Trägerteil 2 der Motorabdeckung 1. Hinsichtlich der Schwingungsentkopplung kann es vorteilhaft sein, wenn das Formteil 3 kammerartige Aussparungen 16 aufweist, in denen jeweils eines der Steckkupplungselemente 6 formschlüssig gelagert ist (vgl. 4). Die Abmessungen der kammerartigen Aussparungen 16 und der Steckkupplungselemente 6 sind dabei so gewählt, dass ein mit einem Steg oder einem Bolzen verbindbarer Kupplungsabschnitt 7 des jeweiligen Steckkupplungselements 6 schwingfähig innerhalb der kammerartigen Aussparung 16 gelagert ist. Wie in 4 zu erkennen ist, ist der mit einem Steg oder Bolzen verbindbare, schwingfähige Kupplungsabschnitt 7 nicht nur zum Trägerteil 2, sondern auch zum Schaumstoff des Formteils 3 beabstandet. Die kammerartige Aussparung 16 weist an ihrer Mündung einen absatzartigen Vorsprung 17 auf, der das Steckkupplungselement 6 gegen ein Herausziehen aus der kammerartigen Aussparung 16 zusätzlich sichert.
In 5 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem das Steckkupplungselement 6 wiederum im Schaumstoff eingeschäumt ist. Dieses Steckkupplungselement 6 weist einen kammer- bzw. hülsenförmigen Ansatz 12 auf, der einen umlaufenden Flansch 14 sowie von seiner Außenseite abstehende, widerhakenähnliche Vorsprünge 13 aufweist. Der kammer- bzw. hülsenförmige Ansatz 12 definiert einen Hohlraum 18, der mit einem Verschluss 19 versehen ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Verschluss 19 durch eine Klebefolie oder dergleichen gebildet, die an dem Flansch 14 angebracht ist. Der mit einem pilz- bzw. kugelförmigen Kopf 8 eines Stehbolzens 9 verbindbare Kupplungsabschnitt 7 ist innerhalb des von dem kammer- bzw. hülsenförmigen Ansatz 12 definierten Hohlraums 18 schwingfähig gelagert.
Die in der vorstehenden Beschreibung sowie in den Ansprüchen und der beiliegenden Zeichnung offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele. Vielmehr sind verschiedene Varianten denkbar, die auch bei grundsätzlich abweichender Gestaltung von dem in den Ansprüchen angegebenen Erfindungsgedanken Gebrauch machen. So kann das schallabsorbierende Formteil 3 beispielsweise auch aus mehreren einstückig verbundenen Schaumstoffschichten und/oder -bereichen aufgebaut sein, die unterschiedliche Eigenschaften, insbesondere verschiedene Raumgewichte aufweisen.

Claims

Abdeckung (1) für ein Aggregat im Motorraum eines Kraftfahrzeuges, mit einem Trägerteil (2) und einem damit einstückig verbundenen Formteil (3) aus schallabsorbierendem Material, dadurch gekennzeichnet , dass der Montage der Abdeckung (1) an dem Aggregat dienende Steckkupplungselemente (6) vorgesehen sind, die beabstandet zum Trägerteil (2) mit dem schallabsorbierenden Material des Formteils (3) formschlüssig verbunden sind.
Abdeckung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckkupplungselemente (6) jeweils einen in Form einer Rastkupplung ausgebildeten Kupplungsabschnitt (7) aufweisen.
Abdeckung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckkupplungselemente (6) jeweils einen mit einem Steg oder Bolzen (9) verbindbaren, schwingfähigen Kupplungsabschnitt (7) aufweisen, der beabstandet zum Formteil (3) angeordnet ist.
Abdeckung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (3) aus Schaumstoff gebildet ist.
Abdeckung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckkupplungselemente (6) in dem Schaumstoff eingeschäumt sind.
Abdeckung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (3) an seiner dem Trägerteil (2) abgewandten Seite einen Kragen (4) aufweist.
Abdeckung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerteil (2) eine form- und/oder farbgestaltete Sichtseite aufweist.
Abdeckung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (3) durch Hinterschäumen des Trägerteils (2) gebildet ist.
Abdeckung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (3) kammerartige Aussparungen (16) aufweist, in denen jeweils eines der Steckkupplungselemente (6) formschlüssig gelagert ist.
Abdeckung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerteil (2) ein folienhinterspritztes Kunststoffformteil ist, das sichtseitig eine durchgefärbte Kunststofffolie aufweist.
Abdeckung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerteil (2) oder dessen Sichtseite aus Aluminium gebildet ist.
Abdeckung nach Anspruch 6 oder Anspruch 6 in Verbindung mit einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Kragen (4) an seiner Außenseite zumindest abschnittsweise eine Schwerschicht (5) aufweist.