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Die
Erfindung betrifft eine Stirnwandverkleidung für Kraftfahrzeuge zur Abschirmung
der Fahrgastzelle gegenüber
dem Motorraum, mit einem aus zumindest bereichsweise verpresstem
Vliesmaterial gebildeten Schallabsorber.
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Aus
der
DE 37 34 239 A1 ist
eine gattungsgemäße Stirnwandverkleidung
bekannt. Die Verkleidung umfasst ein erstes Deckvlies, das dem Motorraum
zugewandt ist, ein Baumwollfaservlies und ein der Stirnwand zugewandtes
zweites Deckvlies, wobei zwischen dem ersten Deckvlies und dem Baumwollfaservlies
eine Mineralfaserschicht angeordnet ist. Die Mineralfaserschicht
enthält
duroplastisch gebundene Mineralfasern. Die Fasern des Baumwollfaservlieses
können
dagegen duroplastisch oder thermoplastisch gebunden sein. Zwischen
dem Baumwollfaservlies und dem zweiten Deckvlies ist eine Masseschicht
mit einem spezifischen Gewicht von 0,9 – 2,5 g/cm
3 angeordnet,
die aus PUR-Schaummaterial mit Füllstoffen
gebildet ist. Der Verbund der einzelnen Schichten miteinander wird
durch Verpressung unter gleichzeitiger Temperatureinwirkung erreicht.
Dabei sind die Deckvliese auf den dem Verbund zugewandten Schichten
mit einer Klebeausrüstung
versehen, die unter Temperatureinwirkung aufweicht.
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Diese
bekannte Stirnwandverkleidung ist relativ schwer, was hinsichtlich
des Fahrzeuggewichtes und des davon abhängigen Kraftstoffverbrauchs
von Nachteil ist. Zudem ist ihre Herstellung relativ aufwendig und
ein sortenreines Recycling aufgrund ihrer unterschiedlichen Schichtmaterialien
kaum möglich.
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Ferner
sind dreidimensional geformte Stirnwandverkleidungen für Kraftfahrzeuge
bekannt, die unter anderem aus glasfaserverstärktem thermoplastischen Kunststoff
mit Füllstoffen
wie Schwerspat und einer Weichschicht aus offenporigem Polyurethanschaum
hergestellt sind (
DE
92 13 804 U1 ). Auch solche Stirnwandverkleidungen sind
relativ schwer.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine selbsttragende Stirnwandverkleidung
der eingangs genannten Art zu schaffen, die ein geringes Gewicht
und ein gutes Schallabsorptionsvermögen besitzt. Zugleich soll
die Stirnwandverkleidung günstige
Montageeigenschaften aufweisen und kostengünstig herstellbar sein.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe durch eine Stirnwandverkleidung mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst.
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Die
erfindungsgemäße Stirnwandverkleidung
weist einen aus zumindest bereichsweise verpresstem Vliesmaterial
gebildeten Schallabsorber auf, der mit einem der Stirnwandverkleidung
selbsttragende Eigenschaften verleihenden Kunststoffrahmen versehen
ist, wobei der Rahmen durch Hinterspritzen oder Hinterpressen des
verpressten Vliesmaterials gebildet ist und ein oder mehrere integrierte Befestigungsmittel
zur Befestigung eines Kabels, einer Schlauchleitung und/oder eines
weiteren Aggregats an der Stirnwandverkleidung aufweist.
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Der
aus zumindest bereichsweise verpresstem Vliesmaterial gebildete
Schallabsorber ist bemerkenswert leicht und weist ein hohes Schallabsorptionsvermögen auf.
Erbesitzt für
sich genommen allerdings keine ausreichende Festigkeit hinsichtlich der
bestimmungsgemäßen Montage.
Die erforderliche Festigkeit erhält
die erfindungsgemäße Stirnwandverkleidung
durch den durch Hinterspritzen oder Hinterpressen des verpressten
Vliesmaterials gebildeten Kunststoffrahmen, wobei das Gewicht des Rahmens
gegenüber
einem herkömmlichen,
im wesentlichen vollflächigen
Träger
deutlich geringer ist. Das Gesamtgewicht der erfindungsgemäßen Stirnwandverkleidung
ist somit wesentlich geringer als das von herkömmlichen selbsttragenden Stirnwandverkleidungen.
Durch die Integration eines oder mehrerer Befestigungsmittel an
dem tragenden Kunststoffrahmen wird die Montage von Funktionsteilen wie
Kabel, Schlauchleitungen und/oder elektrischen Aggregaten vereinfacht.
Die Anbringung separat gefertigter Befestigungsmittel zur Montage
derartiger Bauteile an der Stirnwandverkleidung entfällt somit bzw.
kann jedenfalls teilweise entfallen. Die Befestigungsmittel können beispielsweise
in Form von Haken oder so genannten Clips ausgebildet sein.
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Die
erfindungsgemäße Stirnwandverkleidung
besitzt aufgrund ihres Kunststoffrahmens zudem günstige Recyclingeigenschaften.
Denn der aus Vliesmaterial gebildete Schallabsorber und der als Träger fungierende
Kunststoffrahmen lassen sich voneinander wesentlich leichter trennen
als bei der Verwendung eines herkömmlichen flächigen Trägers, an dem der Schallabsorber
vollflächig
angebunden wird. Bei der erfindungsgemäßen Stirnwandverkleidung liegt
dagegen in Bezug auf den Schallabsorber eine erheblich reduzierte
Flächenanbindung
zum Träger
vor, wodurch die Trennung vom Träger
und damit das Recycling der Stirnwandverkleidung stark vereinfacht
ist.
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Eine
vorteilhafte Ausgestaltung des Kunststoffrahmens besteht darin,
dass dieser mindestens eine Versteifungsrippe und/oder mindestens
einen Versteifungssteg aufweist. Hierdurch lässt sich bei gleicher oder
vorzugsweise verringerter Rahmenmasse die Festigkeit, insbesondere
Biegesteifigkeit des Rahmens erhöhen.
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Der
Schallabsorber ist vorzugsweise aus einem Volumenvlies gefertigt
ist. Das verwendete Volumenvlies weist eine Ausgangsdicke auf, die
beispielsweise im Bereich von 70 bis 100 mm liegt. Es wird zu einem
dreidimensionalen Prägeteil
verpresst, dessen mittlere Dicke 8 bis 25 mm, insbesondere 10 bis
20 mm beträgt.
Das Vliesmaterial bzw. der Schallabsorber weist ein Flächengewicht
im Bereich von 500 bis 1200 g/m2, vorzugsweise
im Bereich von 800 bis 1100 g/m2 auf. Sein
längenbezogener
Strömungswiderstand
liegt im Bereich von 6 bis 40 kNs/m4, vorzugsweise
im Bereich von 9 bis 35 kNs/m4.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Stirnwandverkleidung
besteht darin, dass der relativ weiche Schallabsorber zur Erlangung
einer nachgiebigen Abdichtung an angrenzenden Karosserieteilen oder
sonstigen Anbauteilen zumindest mit einem Längenabschnitt seines Umfangs über den
Außenrand
des Kunststoffrahmens vorsteht. Der randseitig vorstehende Abschnitt
des Schallabsorber bildet dabei eine Art Dichtlippe.
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Bezüglich der
dreidimensionalen Struktur des Schallabsorbers und dessen Formstabilität ist es vorteilhaft,
wenn das Vliesmaterial aus Mikrofasern auf Basis von Polyester und
Bikomponenten-Fasern gebildet ist. Beispielsweise kann das Vliesmaterial aus
etwa 75 Gew.-% Polyester-Mikrofasern und etwa 25 Gew.-% Bikomponenten-Fasern zusammengesetzt
sein.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass
der Kunststoffrahmen mindestens einen sprossenartigen Verbindungsstreifen aufweist.
Der Verbindungsstreifen erhöht
die Stabilität
der Stirnwandverkleidung. Zudem kann an dem Verbindungsstreifen
mindestens ein Befestigungsmittel zur Befestigung eines Kabels,
einer Schlauchleitung oder eines anderen Funktionsteils angeordnet sein.
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Weitere
bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Stirnwandverkleidung
sind in den Unteransprüchen
angegeben.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand einer mehrere Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung
näher erläutert. Es
zeigen schematisch:
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1 eine
Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Stirnwandverkleidung;
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2 eine
Schnittansicht der Stirnwandverkleidung gemäß 1 entlang
der Linie A–A;
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3 eine
Schnittansicht einer Variante der erfindungsgemäßen Stirnwandverkleidung; und
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4 eine
Schnittansicht einer weiteren Variante der erfindungsgemäßen Stirnwandverkleidung.
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Die
in den 1 und 2 dargestellte Stirnwandverkleidung 1 dient
als schallisolierende Abschirmung des Fahrgastzelle eines Kraftfahrzeuges
gegenüber
dem Motorraum. Sie wird motorseitig an der Karosseriestirnwand montiert.
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Die
Stirnwandverkleidung 1 ist der Form und den Abmessungen
der zugeordneten Stirnwand angepasst. Sie umfasst einen Schallabsorber 2,
der aus verpresstem Vliesmaterial gebildet ist. Bei dem Vliesmaterial
handelt es sich vorzugsweise um ein Volumenvlies (auch Bauschvlies
genannt), insbesondere um ein Volumenvlies aus Polyesterfasern,
vorzugsweise aus Polyethylenterephthalat-Fasern. Die Fasern sind
relativ fein ausgebildet. Vorzugsweise wird ein Volumenvlies aus
Mikrofasern, deren Feinheit im Bereich von 0,1 bis 1,0 dtex liegt,
verwendet. Das Volumenvlies weist ein Flächengewicht im Bereich von 500
bis 1200 g/m2 auf, wobei ein Bereich von
800 bis 1100 g/m2 besonders bevorzugt ist.
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Zur
Herstellung des Schallabsorbers 2 wird ein Zuschnitt oder
Bahnabschnitt eines entsprechenden Volumenvlieses mit einer Ausgangsdicke
im Bereich von beispielsweise 70 bis 100 mm mittels eines Prägewerkzeuges
zu einem dreidimensionalen Prägeteil
verpresst. Der so hergestellte Schallabsorber 2 besitzt
einen längenbezogenen
Strömungswiderstand
im Bereich von 6 bis 40 kNs/m4, vorzugsweise 9
bis 35 kNs/m4. Die mittlere Dicke des Schallabsorbers 2 liegt
im Bereich von beispielsweise 8 bis 25 mm, insbesondere im Bereich
von 10 bis 20 mm.
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Das
Volumenvlies enthält
vorzugsweise Bikomponenten-Fasern,
wobei die eine Komponente eine Schmelzkleberfunktion hat. Die Bikomponenten-Fasern,
deren Anteil im Volumenvlies vorzugsweise im Bereich von etwa 20
bis 30 Gew.-% liegt, verbessern die Formstabilität des dreidimensionalen Struktur
des Schallabsorbers 2.
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Der
Schallabsorber 2 ist erfindungsgemäß mit einem Kunststoffrahmen 3 versehen,
der durch Hinterspritzen oder Hinterpressen des verpressten Vliesmaterials
gebildet ist. Der Kunststoffrahmen 3 verleiht der Stirnwandverkleidung 1 selbsttragende Eigenschaften.
Bei dem Material des spritzgeformten Rahmens 3 handelt
es sich vorzugsweise um Polypropylen. Es kann allerdings auch ein
anderer thermoplastischer Kunststoff für die Herstellung des Rahmens 3 Verwendung
finden, insbesondere glasfaserverstärkter Kunststoff.
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Während des
Prägevorgangs
wird das Vliesmaterial in dem Bereich, der nachfolgend zur Bildung des
Rahmens 3 mit Kunststoff hinterspritzt wird, so stark verdichtet,
dass der fließfähige Kunststoff
das Vliesmaterial nicht durchbricht. Das Hinterspritzen des Vliesmaterials
führt zu
einer stoffschlüssigen Verbindung
zwischen dem als Schallabsorber 2 wirkenden Vliesmaterial
und dem Kunststoffrahmen 3. Der in 2 dargestellte
Schallabsorber 2 weist unterschiedlich stark verdichtete
Bereiche auf, wobei der Kunststoffrahmen 3 mit dem stärker verdichteten Bereich
des Schallabsorbers 2 stoffschlüssig verbunden ist.
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Wie
in 1 gezeigt, verläuft der Kunststoffrahmen 3 als
geschlossener Rahmen entlang des Randes des Schall absorbers 2.
An dem Kunststoffrahmen 3 ist ein umlaufender Versteifungssteg 4 ausgebildet.
Grundsätzlich
sind auch Ausgestaltungen des Kunststoffrahmens 3 möglich, bei
denen der Rahmen nicht geschlossen sondern beispielsweise im wesentlichen
U-förmig
ausgebildet ist und/oder mehrere voneinander getrennte Rahmenteile
aufweist.
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Des
Weiteren ist in den 1 und 2 zu erkennen,
dass der Schallabsorber 2 zur Ausbildung einer flexiblen,
nachgiebigen Dichtung an angrenzenden Karosserieteilen oder Anbauteilen über den Außenrand
des Kunststoffrahmens 3 vorsteht. Je nach der Länge und
Form der gewünschten
Abdichtung kann der Schallabsorber 2 zumindest mit einem Längenabschnitt
seines Umfangs über
den Außenrand
des Kunststoffrahmens 3 vorstehen. Bei dem in 1 gezeigten
Ausführungsbeispiel
steht der Schallabsorber 2 entlang seines gesamten Umfangs über den
Außenrand
des Kunststoffrahmens 3 vor.
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Der
in 1 gezeigte Kunststoffrahmen 3 weist mehrere
sprossenartige Verbindungsstreifen 5 auf. Die Verbindungsstreifen 5 sind
einteilig mit dem umlaufenden Teil des Rahmens 3 verbunden.
Die fensterartigen Aussparungen des Rahmens 3 sind jeweils
durch den Schallabsorber 2 gefüllt. Die Aussparungen machen
deutlich mehr als die Hälfte
der Vorderseite der Stirnwandverkleidung 1 aus. Ihr Flächenanteil
beträgt
vorzugsweise sogar mehr als Zweidrittel der Vorderseite der Stirnwandverkleidung 1.
Zur Durchleitung von Kabeln, Schlauchleitungen und/oder mechanischen
Bauteilen wie z.B. einer Lenksäule
und/oder zur Anordnung von Aggregaten einer Klimaanlage können in
dem Kunststoffrahmen 3 und/oder in dem Schallabsorber 2 Durchbrechungen
(nicht gezeigt) angeordnet sein. Derartige Durchbrechungen sind
aus Gründen
der schall isolierenden Abdichtung vorzugsweise möglichst klein ausgeführt und/oder
mit integrierten Dichtungen versehen. Die Durchbrechungen können beispielsweise
tüllenförmig ausgestaltet
sein und/oder mehrere Schlitze aufweisen, die eine flexible Erweiterung
der Durchbrechung zulassen.
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Der
umlaufende Teil des Kunststoffrahmens 3 und dessen Verbindungsstreifen 5 sind
der Struktur des Schallabsorbers 2 angepasst. Bei den hier
dargestellten Ausführungsbeispielen
weist der Schallabsorber 2 jeweils eine dreidimensionale
Struktur mit einer innerhalb einer Aussparung des Kunststoffrahmens 3 angeordneten
Wölbung 6 aufweist.
Während der
randseitig umlaufende Teil des Rahmens 3 im wesentlichen flach ausgeführt ist,
ist z.B. der mittlere Verbindungsstreifen 5 entsprechend
dem unmittelbar angrenzenden Bereich des Schallabsorbers 2 gewölbt. Die
erfindungsgemäße Stirnwandverkleidung 1 definiert
somit in Verbindung mit der zugeordneten Karosseriestirnwand (nicht
gezeigt) einen oder mehrere geschlossene, luftgefüllte Hohlräume 7.
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Erfindungsgemäß weist
der Kunststoffrahmen 3 mindestens ein integriertes Befestigungsmittel 8 zur
Befestigung eines Kabels, einer Schlauchleitung oder eines Funktionsteils
an der Stirnwandverkleidung 1 auf. Das einteilig an dem
Rahmen 3 angeformte Befestigungsmittel 8 kann
beispielsweise als Clip oder Haken ausgebildet sein.
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Bei
dem in den 1 und 2 dargestellten
Ausführungsbeispiel
ist der mittlere Verbindungsstreifen 5 durch einen Spalt 9 in
zwei Abschnitte unterteilt, deren einander zugewandte Enden 5.1, 5.2 jeweils
bogenförmig
vom Schallabsorber 2 abstehen und eine Halterung für eine Schlauchleitung,
einen Kabelstrang oder dergleichen bilden. Zum Einsetzen eines Kabelstrangs
in diese Halterung werden die elastischen Enden 5.1, 5.2 der
Streifenabschnitte umgebogen bzw. auseinandergespreizt. Nach Fortfall
der dafür
erforderlichen Krafteinwirkung stellen sich die Streifenenden elastisch
zurück.
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Ferner
ist der Kunststoffrahmen 3 mit integrierten Befestigungsmittel 9 zur
Befestigung der Stirnwandverkleidung 1 an einer zugeordneten
Kraftfahrzeugstirnwand versehen. Diese Befestigungsmittel 9 können beispielsweise
als verrastbare Steckteile, verrastbare Steckteilaufnahmen oder
Gewindebohrungen ausgeführt
sein. Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel
sind die Befestigungsmittel 9 als an der Stirnwand verrastbare
Steckstifte ausgeführt.
Die an der Rückseite
des Rahmens 3 einteilig angeformten Steckstifte 9 durchdringen
dabei den Schallabsorber 2, der den Steckstiften 9 zugeordnete
Ausnehmungen 10 aufweist, welche während des Prägevorgangs
aus dem Vliesmaterial ausgestanzt werden.
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Wie
in 3 dargestellt, können Befestigungsmittel 11 zur
Befestigung eines Kabels, einer Schlauchleitung oder eines anderen
Funktionsteils an der Stirnwandverkleidung 1 nicht nur
an einem oder mehreren der sprossenartigen Verbindungsstreifen 5,
sondern insbesondere auch am Rand des Rahmens 3 ausgebildet
sein.
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Die
in 3 dargestellten Befestigungsmittel 11 sind
im wesentlichen C-förmig
ausgebildet und weisen elastisch spreizbare Schenkel auf. Diese Clipsverbindungen
eignen sich insbesondere zur Befestigung von Kabeln sowie von Schlauch-
oder Rohrleitungen.
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4 zeigt
dagegen ein Ausführungsbeispiel,
bei dem ein hakenförmiges
Befestigungsmittel 12 an dem sprossenartigen Verbindungsstreifen 5 des
Kunststoffrahmens 3 angeformt ist. Auch diese hakenförmige, elastische
Clipsverbindung eignet sich zur Befestigung von Kabeln und anderen
Leitungen an der Stirnwandverkleidung 1.
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Das
Ausführungsbeispiel
gemäß 4 unterscheidet
sich von den anderen Ausführungsbeispielen
zudem dadurch, dass der Kunststoffrahmen 3 außer einem
Versteifungssteg 4 zusätzlich
noch mindestens eine Versteifungsrippe 13 aufweist. Die
Versteifungsrippe 13 ist am oder nahe des Randes des Rahmens 3 ausgebildet.
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Bei
den in den 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispielen
sind am Kunststoffrahmen 3 wiederum verrastbare Steckstifte 9 angeformt,
die der Befestigung der Stirnwandverkleidung 1 an einer zugeordneten
Motorraum-Stirnwand
dienen.
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In
den 3 und 4 ist zudem die oben bereits
angesprochene Abdichtungsfunktion der Stirnwandverkleidung 1 veranschaulicht.
Es ist zu erkennen, dass der über
den Rand des Kunststoffrahmens 3 vorstehende Schallabsorber 2 nachgiebig
an einem Karosserie- oder Anbauteil 14 anliegt.
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Die
Ausführung
der erfindungsgemäßen Stirnwandverkleidung
ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr
sind weitere Varianten möglich,
die auch bei grundsätzlich
abweichender Gestaltung von dem in den Ansprüchen offenbarten Erfindungsgedanken Gebrauch
machen. So ist es beispielsweise möglich, den Schallabsorber 2 an
seiner dem Motorraum zugewandten Seite partiell mit einem Hitzeschild,
insbesondere mit einer mikroperforierten Aluminiumfolie zu versehen.