DE19817567A1 - Integrales Radlaufteil für Fahrzeuge - Google Patents
Integrales Radlaufteil für FahrzeugeInfo
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Abstract
Es wird ein Radlaufteil für Fahrzeuge angegeben zum Mindern der Übertragung von Spritzwassergeräuschen in das Fahrzeuginnere und zum Vermindern der Abstrahlung der durch das Abrollen eines Reifens auf einer Fahrbahn hervorgerufenen Rollgeräusche. Das Radlaufteil ist als (selbsttragendes) geformtes Kunststoffteil ausgebildet und im Radkasten des Fahrzeugs befestigbar. Es besteht aus ersten Flächenbereichen aus einem akustisch wirksamen thermoplastischen Kunststoffmaterial, zweiten Flächenbereichen aus einem textilen Kunststoffmaterial mit teppichflorartiger Oberfläche, wobei erste und zweite Flächenbereiche ausschließlich lediglich randseitig fest miteinander verbunden sind, derart, daß das Radlaufteil ein integrales Ganzes ist. Die ersten Flächenbereiche bilden dabei eine Art tragendes Skelett oder Gestell. Zweckmäßig beruhen die Kunststoffmaterialien für beide Flächenbereiche auf dem gleichen Basiskunststoff, beispielsweise Propylen mit hoher Schlagfestigkeit, eines Synthesekautschuks und eines Füllstoffs, wobei der verwendete Kunststoff zähelastisch ist mit einem dynamischen Elastizitätsmodul von 10·7· bis 10·10· Nm·-2· und einem Verlustfaktor von mindestens 0,05. Durch Verwendung des gleichen Basiskunststoffes ist gute Recycelfähigkeit erzielt.
Description
Die Erfindung betrifft ein Radlaufteil für Fahrzeuge zum Mindern der Übertragung von
Spritzwassergeräuschen in das Fahrzeuginnere und zum Vermindern der Abstrahlung
der durch das Abrollen eines Reifens auf einer Fahrbahn hervorgerufenen
Rollgeräusches, das als geformtes Kunststoffteil ausgebildet ist und in dem Radkasten
des Fahrzeugs befestigbar ist.
Herkömmlich werden Radlaufteile oder Radkastenauskleidungen in den Radkästen von
Kraftfahrzeugen zum Schutz gegen Korrosion und Steinschlag vorgesehen.
Es ist erkannt worden, daß Radlaufteile auch so ausgebildet werden können, daß sie
schallmindernde Eigenschaften besitzen derart, daß die Reflexion von Schall nach außen
und/oder das Hindurchlassen von Schall nach innen vermieden oder vermindert werden.
Ein solches Radlaufteil ist grundsätzlich aus der DE-C2-33 43 402 bekannt.
Insbesondere ist bekannt, daß bei einem vollflächig als geformte Kunststoffschale
ausgebildetem Radlaufteil die Art der verwendeten Kunststoffmischung von Bedeutung
ist. Insbesondere sogenannte zähelastische Kunststoffe mit verhältnismäßig hohem
Verlustfaktor bei gleichzeitig relativ niedrigem Elastizitätsmodul, die dort ausführlich
erläutert sind, sind geeignet, den Pegel der Innengeräusche im Kraftfahrzeug zu
vermindern. Ferner wird durch eine besondere Formgebung der dem Rad zugewandten
Kunststoffschale erreicht, daß bei aufprallendem Spritzwasser ein im wesentlichen
zusammenhängender Wasserfilm gebildet wird, der für weiter auftreffende
Wasserteilchen energieentziehend wirkt, wodurch die Übertragung von Schallenergie in
den Fahrgastraum verringert wird. Die bekannten Radlaufteile weisen aufgrund der
notwendigen Mindest-Wanddicken von 2,0 bis 2,5 mm im Spritzgießverfahren ein
ziemlich hohes Gewicht (Masse) auf, was unerwünscht ist.
Es ist erwünscht, die Übertragung von Spritzwassergeräuschen und
Steinschlaggeräuschen in das Fahrzeuginnere sowie die Übertragung von
Rollgeräuschen ins Innere sowie die Reflexion von Rollgeräuschen an dem Radlaufteil
weiter zu vermindern, ohne einen kostspieligen Aufwand bei der Formgebung der dem
Rad zugewandten Oberfläche durchführen zu müssen.
Aus der EP-B1-0 222 193 ist ein aus einem genadelten Kunststoffaservliesmaterial
hergestelltes Radlaufteil bekannt, das aus Bahnenmaterial hergestellt ist und durch
Warmverformung der Kontur des Radhauses angepaßt ist. Derartige
Kunststoffaservliesmaterialien sind vergleichsweise leichtgewichtig und auch
kostengünstig herstellbar, allerdings bringt die Warmverformung einer solchen
Radhausauskleidung im Tiefziehverfahren hohe Materialverluste durch Randbeschnitte
mit sich. Diese können bis zum Gewicht des Radteils selbst gehen. Außerdem sind
komplexe dreidimensionale Geometrien mit rechtwinkligen Ausformungen und/oder
kleinen Radien durch das Tiefziehverfahren nicht erreichbar, jedoch bei den derzeit
üblichen komplizierten Karosserieformen notwendig, was eine erhebliche Anzahl von
Befestigungspunkten an der Karosserie bedingt, was sehr aufwendig ist. Darüberhinaus
müssen Löcher oder Durchbrüche in einem gesonderten Arbeitsgang nachträglich
eingebracht werden. Diese Vorgehensweise ist also sehr kompliziert. Zur Überwindung
dieses Problems wird auch vorgeschlagen, in das genadelte Kunststoffaservliesmaterial
ein flächiges warmverformbares Trägermaterial einzubetten, wodurch ein
selbsttragendes von der Form der Karosserie unabhängiges Radlaufteil gebildet werden
kann, das in einfacherer Weise gefertigt und im Radkasten befestigt werden kann. Das
Trägermaterial muß jedoch beidseitig das genadelte Kunststoffaservliesmaterial
aufweisen, um Schalleffekte in dem Hohlraum zwischen Karosserie und Radlaufteil zu
vermeiden. Die bekannten Radlaufteile sind somit sehr kostspielig, was für
Serienfertigung unerwünscht ist. Nachteilig ist ferner die Aufnahme von
Schmutzpartikeln. Die Druckschrift sieht dies zwar als vernachlässigbares Problem an,
weil eingebrachter Schlamm bei Fahrten über regennasse Straßen wieder weitgehend
ausgeschwemmt wird. Die Praxis hat jedoch gezeigt, daß nach ca. 80 000 gefahrenen
Kilometern Schmutzpartikel in einer Menge von 850 g vorliegen bei einem
Ausgangsgewicht der Radlaufteile von ca. 1000 g.
Schließlich ist eine weitere Radlaufteil-Anordnung aus der DE-C2-44 15 983 bekannt.
Es handelt sich um eine Mehrschichtenanordnung mit einem von einem
schallabsorbierenden Material gefüllten Abschnitt, in den Luft eingepumpt wird und der
dem Radkasten zugewandt ist, und einer dem Rad zugewandten Perforationen
aufweisenden Außenhülle, auf die zweckmäßig eine biegsame, wasserundurchlässige
Folie aufgebracht ist oder zusätzlich Röhrenabsorber aufgebracht sind. Durch den
komplizierten Aufbau ist eine vergleichsweise kostspielige Herstellung auch bei großer
Serie vorgegeben. Ferner ist wegen der Verwendung unterschiedlicher Materialien für
dieses Radlaufteil ein Recycling nahezu unmöglich.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Radlaufteil der eingangs genannten Art so
auszubilden, daß es nicht nur leichter ist, sondern verbesserte akustische Wirkung durch
luftschallabsorbierende Komponenten enthält, wobei das Herstellverfahren einfach und
für Großserie geeignet sein soll.
Erwünscht ist darüberhinaus die Möglichkeit, ein Radlaufteil so auszubilden, daß das
Recycling ermöglicht oder zumindest erleichtert ist. Ferner soll ein Verfahren
angegeben werden, das die Herstellung erleichtert.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß erste Flächenbereiche des Radlaufteils aus einem
akustisch wirksamen thermoplastischem Kunststoffmaterial bestehen, daß zweite
Flächenbereiche des Radlaufteils aus einem textilen Kunststoffmaterial bestehen und
eine teppichflorartige Oberfläche aufweisen und daß sich erste und zweite
Flächenbereiche jeweils über die gesamte Dicke erstrecken, d. h. keine praktisch
relevanten gegenseitigen Überdeckungsbereiche haben und randseitig fest miteinander
verbunden sind, derart, daß das so gebildete Radlaufteil ein integrales Ganzes ist.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß durch das akustisch wirksame
thermoplastische Kunststoffmaterial nicht nur die schalttechnische Funktion erreicht
wird, sondern auch eine Formhaltung des gesamten Radlaufteils, selbst wenn die daran
befestigten textilen Kunststoffmaterialien einen relativ hohen Anteil an der gesamten
Fläche einnehmen, wobei die aus textilem Kunststoffmaterial bestehenden und eine
teppichflorartige Oberfläche aufweisenden Flächenbereiche eine außerordentlich
günstige schalttechnische Wirkung entfalten. Das Radlaufteil vermag sowohl die
Übertragung von Spritzwassergeräuschen auf nasser Fahrbahn wirksam zu unterdrücken
als auch bei trockener oder feuchter Fahrbahn die Reifen-Fahrbahn-Geräusche, also die
Rollgeräusche, deutlich zu vermindern. Die durch die teppichflorartige Oberfläche
erzielte Strukturierung wirkt der Entstehung von Sprühnebeln bei Fahrt auf nasser
Fahrbahn entgegen.
Die Erfindung wird durch die Merkmale der Unteransprüche weitergebildet.
Das Radlaufteil kann insgesamt als wasserundurchlässig angesehen werden, wobei diese
Eigenschaft in den zweiten Flächenbereichen aus den textilen Kunststoffmaterialien
durch eine rückseitige Kunststoffbeschichtung beispielsweise aus Polyethylen oder
Polypropylen sicher erreicht werden kann.
Wenn die zweiten Flächenbereiche mit der teppichflorartigen Oberfläche an den Stellen
vorgesehen sind, an denen die größte Spritzwasserbeanspruchung gegeben ist, d. h. an
den in Fahrtrichtung gesehenen hinteren Bereichen, ist die Übertragung von
Spritzwassergeräuschen ins Innere des Fahrzeugs praktisch verhindert.
Ein besonderer Vorteil ist dann gegeben, wenn für beide Flächenbereiche
Materialzusammensetzungen verwendet werden, für die die gleichen Basiskunststoffe
verwendet sind. Hierdurch wird ein späteres Recycling ohne komplizierte
Materialtrennung durch Demontage und/oder durch Sichten oder andere
Vorgehensweisen ermöglicht.
Schließlich ist es vorteilhaft möglich, das erfindungsgemäße integrale Radlaufteil durch
unmittelbar an den Rändern oder Randabschnitten ansetzende und weiterführende
Flächen zu ergänzen, und zwar in einem Arbeitsgang oder mit Hilfe von
Verbindungsmechanismen, die etwa steinschlaggefährdete Bereiche am Heck und/oder
an den Türschwellern mit überdecken.
Von Vorteil sind ferner die in der eingangs genannten gattungsgemäßen DE-C2-33 43 402
erwähnten Materialien und Arten der Befestigung und weiteren wirksamen
Parameter wie Flächenmassen (Flächengewichte), Abstand des integralen Radlaufteils
zum karosserieseitigen Radkasten und auch die Art der Befestigung. Auf die dort
erwähnte besondere Oberflächenausformung kann jedoch verzichtet werden.
Vorteilhaft ist das erfindungsgemäße integrale Radhausteil im Spritzgießverfahren
herstellbar. Dabei werden die aus einer Materialbahn gebildeten Zuschnitte für die
zweiten Flächenbereiche in die geöffnete Form einer Spritzgießvorrichtung eingelegt
und in ihrer Lage - so lange die Form geöffnet ist - durch Nadeln gesichert. Nach dem
Schließen der Form werden der bzw. die Zuschnitte entlang der Ränder durch
Niederhalter (Stifte) so fixiert, daß ein Verschieben während des Spritzgießens der
ersten Flächenbereiche ausgeschlossen ist. Das Material des zweiten Flächenbereichs
wird mit dem thermoplastischen Kunststoffmaterial des ersten Flächenbereichs so
umspritzt, daß die beiden Flächenbereiche nur randseitig fest miteinander verbunden
sind und sich das thermoplastische Kunststoffmaterial des ersten Flächenbereichs weder
auf der Rückseite noch auf der Vorderseite der ersten Flächenbereiche befindet. Dies
erlaubt eine sehr kostengünstige Herstellung, auch in der Großserie.
Ein erfindungsgemäßes Radlaufteil ist in Großserie und kostengünstig herstellbar, auch
mit sehr komplexen Geometrien. Eine Nachbearbeitung wie ein Randbeschnitt ist nicht
mehr erforderlich. Etwaige Stanzabfälle bei den Zuschnitten können dem
Ausgangsmaterial (compound) zugegeben werden. Verschmutzungsanfällige Abschnitte
sind stark reduziert.
Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele
näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 schematisch im Schnitt ein Kraftfahrzeug mit einem im Radkasten
vorgesehenem Radlaufteil,
Fig. 2 vergrößerte Anordnung des Radlaufteils im Radkasten,
Fig. 3 in Seitenansicht und im Schnitt ein Radlaufteil gemäß der Erfindung,
Fig. 4 eine erste perspektivische Ansicht eines Radlaufteils gemäß der
vorliegenden Erfindung
Fig. 5 einen Querschnitt gemäß der Linie V-V in Fig. 4,
Fig. 6 perspektivisch in anderer Ansicht das Radlaufteil gemäß Fig. 4.
Fig. 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1, dessen Innenraum gegenüber der
Geräuschentwicklung von außen geschützt werden soll. Das Kraftfahrzeug 1 weist einen
Radkasten 2 auf, in dem ein Rad 3 angeordnet ist. In dem Radkasten 2 ist ein
Radlaufteil 4 aus Kunststoffmaterial vorgesehen. Das Radlaufteil 4 ist an dem
Radkasten 2 bzw. dessen Flanschbereich 6 befestigt. Wie eingangs erwähnt, dient ein
derartiges Radlaufteil herkömmlich zur Vermeidung von Steinschlagschäden und zum
Schutz vor Korrosion. Es ist jedoch bereits erkannt worden, daß durch geeignete
Ausbildung eine spürbare Verminderung der Innengeräusche bei insbesondere Fahrt auf
regennasser Fahrbahn erreicht werden kann.
Fig. 2 zeigt vergrößert den der Lauffläche 7 des Rades 3 gegenüberliegenden
Abschnitt des Radlaufteils 4, und zwar etwa im oberen Bereich 10 (Fig. 3), der der
Fahrbahn 5 gegenüber liegt. Ein gewisser weiterer Beitrag zur Verringerung von
Innengeräuschen im Fahrzeug 1 ergibt sich durch die besondere Zuordnung des
Radlaufteils 4 zum Radkasten 2 derart, daß zwischen dem Radkasten 2 und dem
Radlaufteil 4 ein bestimmter Abstand 17 erreicht ist und die verwendete
Kunststoffmischung ein bestimmte Flächenmasse besitzt. In dem Zwischenraum 18
zwischen der Karosserie 2 und dem Radlaufteil 4 wird eine Art Hohlkammerresonator
gebildet, der durch die besondere Wahl des Abstandes 17 und die besondere Wahl der
Flächenmasse auf einen ganz bestimmten Frequenzbereich abgestimmt werden kann und
in diesem somit als Schwingungsabsorber wirkt. Zur Verbesserung des akustischen
Verhaltens trägt auch eine elastische Verbindung oder Ankopplung des Radlaufteils 4
mit dem bzw. an dem Radkasten 2 bzw. dessen Flanschbereich 6 bei. Dies kann
beispielsweise durch ein clipartige Umgreifung des dem Flanschbereich 6 zugewandten
Randes 21 des Radlaufteils 4 erreicht werden. Dies kann darüberhinaus oder alleine
durch besondere Befestigungselemente 19 erzielt werden, wie durch einrastende
Kunststoffstifte, wie das an sich zur Befestigung eines Radlaufteils 4 an dem Radkasten
2 bzw. dessen Flanschbereich 6 üblich ist.
Für die Erfindung ist wesentlich, daß das Radlaufteil 4 aus ersten Flächenbereichen 11
und zweiten Flächenbereichen 12 gebildet ist, die an den aneinanderstoßenden Rändern
13 fest miteinander verbunden sind. Dies ist schematisch in den Fig. 2 und 5 in
Schnittdarstellungen und perspektivisch in den Fig. 4 und 6 dargestellt. Die dünnen
Linien in Fig. 4 weisen auf die in Fig. 4 nicht sichtbaren Abschnitte eines
Radlaufteils 4 hin, und zeigen, daß ein solches Radlaufteil äußerst komplexe
dreidimensionale Formgebung besitzen kann.
Die ersten Flächenbereiche 11 bestehen aus einem thermoplastischen Kunststoff. Die
zweiten Flächenbereiche 12 bestehen aus einem textilen Kunststoffmaterial mit
teppichflorartiger Oberfläche. Wesentlich bei der Erfindung ist, daß diese beiden Arten
von Flächenbereiche einander nicht oder allenfalls marginal überdecken, also im
praktisch realisierbarem Umfang lediglich randseitig aneinander stoßen und beide
Flächenbereiche fest miteinander verbunden sind, d. h. daß das Material des ersten
Flächenbereichs 11 den Randbereich des zweiten Flächenbereichs 12 allenfalls lediglich
in einer Tiefe von max. 10 mm - vorzugsweise 5 mm - überdeckt.
Wie insbesondere aus den Fig. 4 und 6 ersichtlich, bilden die ersten
Flächenbereiche 11 eine Art tragendes Skelett oder Gestell, wobei in den
Zwischenräumen die zweiten Flächenbereiche 12 flächig aufgespannt sind. Die zweiten
Flächenbereiche 12 sind besonders vorteilhaft bei der Unterdrückung der Übertragung
von Spritzwassergeräuschen bei Fahrt auf nasser Fahrbahn. Sie sind daher zweckmäßig
dort vorgesehen, wo ein Radlaufteil 4 der größten Spritzwasserbelastung ausgesetzt ist,
nämlich dem in Fahrtrichtung F (Fig. 3) hinteren Bereich 9 des Radlaufteils 4.
Wie insbesondere Fig. 6 erkennen läßt, können randseitig Verlängerungen oder
Ansätze (etwa auch ein Ansatz 20 am Hinterende des Radlaufteils 4 von Fig. 3)
vorgesehen sein, die zur Abdeckung oder Überdeckung von anderen Teilen der
Karosserie dienen, etwa steinschlaggefährdeten Bereichen am Heck oder an den
Türschwellern (nicht im Einzelnen dargestellt).
Ein erfindungsgemäßes Radlaufteil 4 ist zur Herstellung in Großserie geeignet.
Insbesondere eignet sich das Spritzgießverfahren. Dazu werden zunächst Zuschnitte aus
dem Material für die zweiten Flächenbereiche 12, das üblicherweise in Form einer
biegsamen, jedoch flächigen Matte oder Bahn hergestellt ist, gefertigt und in eine
geöffnete Form einer Spritzgießvorrichtung an den vorgesehenen Stellen positioniert
und dort in ihrer Lage gesichert, beispielsweise mittels Nadeln, die einen solchen
Zuschnitt in der Nähe dessen Randes festlegen. Nach Schließen der Form derart, daß
diese Zuschnitte der zweiten Flächenbereiche 12 flächig abgedeckt werden, werden die
Zuschnitte entlang ihrer Ränder durch Niederhalter (Stifte) so fixiert, daß ein
Verschieben während des Spritzgießens der ersten Flächenbereiche 11 durch Einspritzen
des Kunststoffmaterials für die ersten Flächenbereiche 11 ausgeschlossen ist. Hierdurch
werden die zweiten Flächenbereiche 12, nämlich die Zuschnitte von ersten
Flächenbereichen 11 so umgeben, daß eine feste und innige Verbindung an den Rändern
13 erreicht ist. Dies wird z. B. dadurch erreicht, daß das thermoplastische Material für
die ersten Flächenbereiche 11 im Bereich der Ränder 13 geringfügig in das
teppichartige oder faserige textile Kunststoffmaterial der zweiten Flächenbereiche 12
eindringt und/oder durch Erwärmung zu einer Anschmelzverbindung kommt. Dies wird
auch durch eine vernachlässigbare lediglich randseitige Überdeckung um etwa maximal
10 mm erreicht. Jedenfalls sind besondere Maßnahmen zur Verbindung längs der
Ränder 13 nicht erforderlich.
Die Größe der ersten Flächenbereiche 11 und der zweiten Flächenbereiche 12 sowie
deren Formgebung wird zum einen durch die komplizierte dreidimensionale Geometrie
des Radlaufteils 4 insgesamt und zum anderen durch die bereits erwähnte, nicht
gleichförmige Beaufschlagung durch Geräusch, durch Spritzwasser und dergleichen
bestimmt. Da für eine Großserie die Geometrie der zweiten Flächenbereiche 12 eines
Radlaufteils 4 bekannt ist, können deren Zuschnitte aus dem bahnenförmigen, textilen
Kunststoffmaterial mit teppichflorartiger Oberfläche so optimiert werden, daß nur
geringer Abfall entsteht.
Es zeigt sich, daß die ersten Flächenbereiche 11 nicht notwendigerweise durchgehend
die gleiche Dicke wie die zweiten Flächenbereiche 12 aufweisen müssen, es können
Verstärkungsrippen oder dergleichen vorgesehen sein, wenn dies aus statischen Gründen
zweckmäßig ist. Ferner können die einzelnen zweiten Flächenbereiche 12 aus
unterschiedlichen textilen Materialien z. B. hin sichtlich Dicke, Faserstruktur,
Flächenmasse oder dgl. zugeschnitten sein.
Aus Umweltschutzgründen gewinnt das Recycling zunehmende Bedeutung. Besonders
günstig ist das Recycling bei den erfindungsgemäßen Radlaufteilen 4 dann, wenn die
Materialzusammensetzungen der ersten Flächenbereiche 11 und der zweiten
Flächenbereiche 12 den gleichen Basiskunststoff verwenden. Eine mühsame Trennung
der verschiedenen Flächenbereiche bzw. deren Materialien ist dann beim Recycling
nicht mehr erforderlich.
Wenn auch grundsätzlich jedes Kunststoffmaterial, insbesondere thermoplastisches
Kunststoffmaterial geeignet ist, das akustisch wirksame Eigenschaften besitzt, und die
meisten dieser Kunststoffe auch in Form von Fasern herstellbar sind, so daß textile
Kunststoffmaterialien mit teppichflorartiger Oberfläche gebildet werden können, so
haben sich bestimmte Materialien nach derzeitiger Erkenntnis als zweckmäßig erwiesen.
Insbesondere kann von den physikalisch-akustischen Kennwerten her ein zähelastischer
Kunststoff ausgewählt werden mit verhältnismäßig hohem Verlustfaktor bei gleichzeitig
relativ niedrigem Elastizitätsmodul.
Dies ist insbesondere für das Kunststoffmaterial für die ersten Flächenbereiche 11
wesentlich. Durch das besondere Kunststoffgemisch wird durch innere Dämpfung
Auftreffenergie der Wassertropfen und von Steinen bzw. festen Partikeln verzehrt,
wodurch der Pegel der Innengeräusche im Kraftfahrzeug vermindert wird. Harte, nicht
zähelastische Kunststoffe haben relativ hohe Elastizitätsmodule und geringe Dämpfung
und bewirken daher eine durch Körperschallanregung hervorgerufene relativ hohe
Sekundär-Luftschallstrahlung. Diese Begriffe Dämpfung, Verlustfaktor sowie
Elastizitätsmodul sind beispielsweise definiert in Gahlau, H. "Mechanismen und
Möglichkeiten der Körperschalldämpfung - der neue Richtlinienentwurf VDI 3727,
Blatt 1", VDI-Berichte 389, VDI-Verlag GmbH, Düsseldorf, 1981. Insbesondere aus
Bild 8 dieser Literaturstelle geht der Zusammenhang zwischen dem Verlustfaktor und
dem komplexen Elastizitätsmodul hervor. Die Ausführungen dieser Literaturstelle
beziehen sich auf Entdröhnungsbeläge, die ihrer Art nach grundsätzlich nicht
selbsttragend sind und auch nicht selbsttragend sein müssen, weil sie ausnahmslos auf
tragendes Material aufgespritzt oder aufgeklebt werden. Entdröhnungsmittel müssen
einen hohen Verlustfaktor und gleichzeitig einen hohen Elastizitätsmodul aufweisen.
Den in der zitierten Literatur angegebenen Zahlenwerten ist daher ein Hinweis auf die
Ausbildung als selbsttragendes Teil für Radlaufteile nicht entnehmbar. Die für die
Radlaufteile gemäß der vorliegenden Erfindung zu verwendenden Kunststoffe mit einem
dynamischen Elastizitätsmodul von 107 bis 1010 Nm-2, insbesondere bis 109 Nm-2 und
einem Verlustfaktor von mindestens 0,05, insbesondere mindestens 0,07, müssen durch
Abmischen mehrerer Mischungsbestandteile speziell erzeugt werden, da bei üblichen
Kunststoffmaterialien die beiden Bedingungen nicht gleichzeitig erfüllt sind.
Als Kunststoffkomponente mit hoher Schlagfestigkeit sind insbesondere Polyolefine
geeignet, vor allem schlagfestes Polypropylen. Dem Fachmann stehen als derartiges
schlagfestes Polypropylen verschiedene geeignete Handelsprodukte zur Auswahl, für die
kennzeichnend ist, daß sie im Schlagversuch nicht brechen. Wie erwähnt basieren
zweckmäßiger Weise die Kunststoffmaterialien für beide Flächenbereiche 11, 12 auf
dem gleichen Basiskunststoff, beispielsweise Polypropylen. Zur Verbesserung der
akustischen sowie der mechanischen Eigenschaften kann der Kunststoff des ersten
Flächenbereichs 11 mit Kautschuk und mineralischem Füllstoff sowie Additiven
modifiziert werden.
Geeignet ist insbesondere eine Kunststoffmischung mit folgenden
Mischungsbestandteilen:
25-40 Gew.-% Polypropylen oder Polypropylen mit Recyclat
25-40 Gew.-% Polypropylen-Recyclat oder
25-40 Gew.-% Polypropylen/EPDM-Recyclat (Propylen/EPDM-Blend) sowie
25-40 Gew.-% Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) oder
25-40 Gew.-% Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPM) bzw.
25-40 Gew.-% Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) oder
25-40 Gew.-% Styrol-Butadien-Styrol-Kautschuk (SBS) bzw.
25-40 Gew.-% eines Polyolefin-Elastomers (POE) sowie
25-40 Gew.-% eines mineralischen Füllstoffes sowie
7-10 Gew.-% Additive.
25-40 Gew.-% Polypropylen oder Polypropylen mit Recyclat
25-40 Gew.-% Polypropylen-Recyclat oder
25-40 Gew.-% Polypropylen/EPDM-Recyclat (Propylen/EPDM-Blend) sowie
25-40 Gew.-% Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) oder
25-40 Gew.-% Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPM) bzw.
25-40 Gew.-% Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) oder
25-40 Gew.-% Styrol-Butadien-Styrol-Kautschuk (SBS) bzw.
25-40 Gew.-% eines Polyolefin-Elastomers (POE) sowie
25-40 Gew.-% eines mineralischen Füllstoffes sowie
7-10 Gew.-% Additive.
Der in diesem Fall als zweiter Bestandteil verwendete Synthesekautschuk ist
vorzugsweise ein sogenannter EPDM-Kautschuk, der ein Terpolymeres aus Ethylen,
Propylen und einem Dien darstellt.
Wenn auch bei textilen Kunststoffmaterialien mit teppichflorartiger Oberfläche, wie sie
für die zweiten Flächenbereiche 12 zu verwenden sind, eine gewisse Wasserdichtheit
gewährleistet ist, so kann diese nicht immer bei den Anwendungsfällen ausreichend
sein, etwa dort, wo das Spritzwasser mit hoher Belastung auftrifft. Es ist dann
zweckmäßig, wie in Fig. 2 schematisch dargestellt, rückseitig eine
Kunststoffbeschichtung 14 vorzusehen, beispielsweise aus einem Polyethylen oder
einem Polypropylen. Diese Beschichtung 14 kann bereits bei der Herstellung der Matte
vorgesehen sein, aus der dann die die zweiten Flächenbereiche 12 bildenden Zuschnitte
gefertigt werden, die Beschichtung 14 kann jedoch auch nachträglich nur an den
Bereichen vorgesehen werden, in denen sie erforderlich ist.
Weiter oben ist bereits bemerkt worden, daß dem Hohlraum 18 und dem Abstand 17
besondere Bedeutung zukommt. Es ist bekannt, daß die Abrollgeräusche auf
regennasser Fahrbahn durch insbesondere hochfrequente Anteile gekennzeichnet sind,
jedoch auch starke tieffrequente Anteile aufweisen, wie sie auch beim Abrollen auf
trockener Fahrbahn entstehen. Unter Berücksichtigung dieser Tatsachen kann eine
weitere Verminderung der Innengeräusche in Kraftfahrzeugen dadurch erreicht werden,
daß die Flächenmasse und der Abstand 17 des Radlaufteils 4 gegenüber dem Radkasten
2 so bemessen ist, daß eine Absorptionswirkung im Bereich tieferer Frequenzen durch
Bildung eines Hohlkammerresonators gegeben ist. Bei einer Flächenmasse des
Radlaufteils 4 von ca. 2,5 kg/m2 und einem Abstand 17 von maximal 20 mm gegenüber
dem Radkasten 2 wird eine Abstimmung des so gebildeten Schwingungsabsorbers in
einen Frequenzbereich unterhalb 300 Hz erreicht. Zur Verhinderung der
hochfrequenten Anteile vorzugsweise im Bereich oberhalb 1000 Hz dienen dagegen die
Materialien, und damit die Flächenmasse, des Radlaufteils 4.
Zusammenfassend wird also ein Radlaufteil 4 angegeben, das die Nachteile des Standes
der Technik zu überwinden vermag, insbesondere recycelbar ist und in einfacher Weise
herstellbar ist sowie gegenüber dem Stand der Technik verbesserte akustische Wirkung
erzielt. Das Radläufteil 4 ist ferner in Massenproduktion herstellbar und kann praktisch
in jeder gewünschten dreidimensionalen Geometrie geformt werden.
Claims (12)
1. Radlaufteil für Fahrzeuge zum Mindern der Übertragung von Spritzwassergeräuschen
in das Fahrzeuginnere und zum Vermindern der Abstrahlung der durch das Abrollen
eines Reifens (3) auf einer Fahrbahn (5) hervorgerufenen Rollgeräusche,
das als geformtes Kunststoffteil ausgebildet ist und in dem Radkasten (2) des Fahrzeugs
(1) befestigbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß erste Flächenbereiche (11) des Radlaufteils (4) aus einem akustisch wirksamen thermoplastischen Kunststoffmaterial bestehen,
daß zweite Flächenbereiche (12) des Radlaufteils (4) aus einem textilen Kunststoffmaterial bestehen und eine teppichflorartige Oberfläche aufweisen und
daß sich erste Flächenbereiche (11) und zweite Flächenbereiche (12) jeweils über die gesamte Dicke ohne wesentliche Überdeckungen erstrecken und randseitig fest miteinander verbunden sind, derart, daß das so gebildete Radlaufteil (4) ein integrales Ganzes ist.
daß erste Flächenbereiche (11) des Radlaufteils (4) aus einem akustisch wirksamen thermoplastischen Kunststoffmaterial bestehen,
daß zweite Flächenbereiche (12) des Radlaufteils (4) aus einem textilen Kunststoffmaterial bestehen und eine teppichflorartige Oberfläche aufweisen und
daß sich erste Flächenbereiche (11) und zweite Flächenbereiche (12) jeweils über die gesamte Dicke ohne wesentliche Überdeckungen erstrecken und randseitig fest miteinander verbunden sind, derart, daß das so gebildete Radlaufteil (4) ein integrales Ganzes ist.
2. Radlaufteil nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Flächenbereiche
(11) ein tragendes Skelett bilden und die zweiten Flächenbereiche (12) insbesondere an
denjenigen Abschnitten des Radkastens (4) vorgesehen sind, die in eingebautem Zustand
des Radkasten (4) der größten Spritzwasserbelastung ausgesetzt sind, nämlich die in
Fahrtrichtung (F) gesehen hinteren Bereiche (9) des Radlaufteils (4).
3. Radlaufteil nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß für die
Materialzusammensetzungen der ersten und zweiten Flächenbereiche (11, 12) der
gleiche Basiskunststoff verwendet ist.
4. Radlaufteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß zur
Sicherstellung der Wasserdichtheit zumindest einzelne der zweiten Flächenbereiche (12)
rückseitig eine Kunststoffbeschichtung (14) aufweisen, insbesondere aus Polyethylen
oder Polypropylen.
5. Radlaufteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß die
Materialzusammensetzung der ersten Flächenbereiche (11) elastomermodifiziert ist.
6. Radlaufteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß der zur
Herstellung verwendete Kunststoff in seiner Mischung ein Polyolefin mit hoher
Schlagfestigkeit, einen Synthesekautschuk und einen Füllstoff sowie ggf. übliche
Zusätze enthält und die Mischung so eingestellt ist, daß der verwendete Kunststoff
zähelastisch ist mit einem dynamischen Elastizitätsmodul von 107 bis 1010 Nm-2 und
einem Verlustfaktor von mindestens 0,05.
7. Radlaufteil nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff
25-40 Gew.-% Polypropylen oder Polypropylen mit Recyclat
25-40 Gew.-% Polypropylen-Recyclat oder
25-40 Gew.-% Polypropylen/EPDM-Recyclat (Propylen/EPDM-Blend) sowie
25-40 Gew.-% Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) oder
25-40 Gew.-% Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPM) bzw.
25-40 Gew.-% Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) oder
25-40 Gew.-% Styrol-Butadien-Styrol-Kautschuk (SBS) bzw.
25-40 Gew.-% eines Polyolefin-Elastomers (POE) sowie
25-40 Gew.-% eines mineralischen Füllstoffes sowie
7-10 Gew.-% Additive enthält.
25-40 Gew.-% Polypropylen-Recyclat oder
25-40 Gew.-% Polypropylen/EPDM-Recyclat (Propylen/EPDM-Blend) sowie
25-40 Gew.-% Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) oder
25-40 Gew.-% Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPM) bzw.
25-40 Gew.-% Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) oder
25-40 Gew.-% Styrol-Butadien-Styrol-Kautschuk (SBS) bzw.
25-40 Gew.-% eines Polyolefin-Elastomers (POE) sowie
25-40 Gew.-% eines mineralischen Füllstoffes sowie
7-10 Gew.-% Additive enthält.
8. Radlaufteil nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß das
Radlaufteil (4) einen solchen Abstand (17) zur Innenseite des Radkastens (2) und eine
solche Flächenmasse besitzt, daß unter Bildung eines Hohlraumresonators (18) ein
Schwingungsabsorber für tiefere Frequenzen gebildet ist.
9. Radlaufteil nach Anspruch 8 gekennzeichnet durch einen Abstand (17) von maximal
20 mm und eine Flächenmasse von ca. 2,5 kg/m-2 für einen Schwingungsabsorber für
einen Frequenzbereich unter ca. 300 Hz.
10. Radlaufteil nach einem der Ansprüchen 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, daß das
Radlaufteil (4) mittels eines Befestigungselements (19) elastisch an den Radkasten (2)
bzw. dessen Flanschbereich (6) ankoppelbar ist.
11. Verfahren zum Herstellen eines Radlaufteils nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zweiten Flächenbereiche (12) bildende Zuschnitte aus einem textilen
Kunststoffmaterial mit einer teppichflorartigen Oberfläche in die geöffnete Form einer
Spritzgießvorrichtung eingelegt und lagegesichert werden und bei geschlossener Form
durch Spritzgießen mit dem thermoplastischem Kunststoffmaterial der ersten
Flächenbereiche (11) randseitig umgebend so umspritzt werden, daß erste
Flächenbereiche (11) und zweite Flächenbereiche (12) nach dem Spritzgießvorgang nur
randseitig (13) fest miteinander verbunden sind.
12. Radlaufteil nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, daß die Zuschnitte der
zweiten Flächenbereiche 12 durch Nadeln in der Form lagegesichert werden.
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