DE602004012504T2

DE602004012504T2 - Unterbauabweiser mit Lärmschutzeigenschaften

Info

Publication number: DE602004012504T2
Application number: DE602004012504T
Authority: DE
Inventors: Dominique Lemaire; Sosthène Lullier
Original assignee: Centre dEtude et de Recherche pour lAutomobile CERA
Current assignee: Centre dEtude et de Recherche pour lAutomobile CERA
Priority date: 2003-10-02
Filing date: 2004-09-30
Publication date: 2009-04-23
Anticipated expiration: 2024-10-01
Also published as: FR2860468A1; ATE389575T1; EP1520772B1; EP1520772A1; FR2860468B1; DE602004012504D1

Description

Die Erfindung betrifft eine Leitschaufel mit Lärmschutzeigenschaften, die dafür bestimmt ist, unter einer Wand unter dem Wagenkasten eines Kraftfahrzeugs angebaut zu werden, sowie ein System zum Lärmschutz eines Kraftfahrzeugbodens, das eine derartige Leitschaufel umfasst.
Es ist bekannt, unter dem Wagenkasten eines Kraftfahrzeugs eine oder mehrere Leitschaufeln anzuordnen, deren Geometrie angepasst ist, um insbesondere die aerodynamischen Eigenschaften des Fahrzeugs zu verbessern.
Derartige Leitschaufeln werden üblicherweise auf der Basis eines Kunststoffmaterials hergestellt, das, verstärkt oder nicht, leicht in die gewünschte Geometrie geformt werden kann.
Mit diesen Leitschaufeln kann zwar den gesuchten aerodynamischen Eigenschaften entsprochen werden, jedoch umfassen sie keine oder lediglich eine geringe Lärmschutzfunktion, insbesondere gegenüber der Lärmübertragung vom Außenbereich des Fahrzeugs in den Fahrgastraum.
Aufgrund dieser Tatsache sind Kraftfahrzeuge, insbesondere im Fahrzeuginneren und oberhalb ihrer Bodenstruktur mit nachstehend beschriebenen Lärmschutzmitteln ausgestattet.
Die Lärmisolierung, die dafür bestimmt ist, die Lärmintensität, die in den Fahrgastraum eindringt, zu verringern, wird üblicherweise von Systemen der Art „Masse-Feder" sichergestellt, die auf der Bodenstruktur angeordnet werden. Derartige Systeme sind aus einem Komplex gebildet, der eine Schicht aus verformbarem, elastischem Material, wie etwa Schaumstoff oder Filz umfasst, die mit einer Schicht mit hoher flächenbezogener Masse verbunden ist.
Diese Komplexe können mit einer dekorativen Verkleidung, wie etwa einem Teppichboden bedeckt sein. Aufgrund seiner porösen Natur besitzt der Teppichboden schallschluckende Eigenschaften, die es ermöglichen, den Lärm, der trotz der angebrachten Isolierung in den Fahrgastraum eindringt, zu verringern.
Andererseits ist es bekannt, die Vibrationsdämpfung der Bodenbleche von Fahrzeugen durch Anbringen einer Schicht aus einem dämpfenden Material, zum Beispiel auf Bitumenbasis, auszuführen (die Behandlung wird manchmal als IFF („Insonorisant en Feuille Fusible", Schalldämmung mittels Schmelzfolie) bezeichnet).
Es ist ersichtlich, dass derartige Lärmschutzbehandlungen komplex sind und mehrere Ausführungsschritte erfordern.
Die Patentschrift DE-44 12 427 sieht es vor, ein poröses, schallschluckendes Material zwischen einer Leitschaufel und einer Wand unter dem Wagenkasten eines Kraftfahrzeugs anzuordnen.
Ziel der Erfindung ist es, eine Vereinfachung in der Ausführung der Lärmschutzbehandlung von Kraftfahrzeugen herbeizuführen, und zwar durch die Integration einer Lärmschutz-, Isolierungs- und/oder Dämpfungsfunktion in die Leitschaufeln, die unter dem Wagenkasten angeordnet sind.
Dazu bietet die Erfindung eine Leitschaufel mit einer steifen Platte, wobei die besagte Leitschaufel unter einer Wand unter dem Wagenkasten eines Kraftfahrzeugs anzubauen ist, wodurch ein Raum zwischen der besagten Platte und der besagten Leitschaufel gebildet wird, wobei die besagte Leitschaufel weiterhin – auf der Innenseite der besagten Platte angeordnet – mindestens ein erweitertes Element zum Verkleiden des Raums besitzt, wobei das besagte Element verformbar und elastisch ist, wobei die Leitschaufel so angeordnet ist, dass eine Kompression mindestens eines Elements mindestens lokal möglich ist, nachdem die Leitschaufel unter der Wand angebaut ist.
Eine derartige Anordnung kann zum Beispiel erhalten werden, indem eine Stärke des verformbaren Elements vorgesehen wird, die größer ist als der Raum, der zwischen der steifen Platte und der Wand unter dem Wagenkasten verfügbar ist. Das verformbare Element ist somit nach Befestigen der Leitschaufel komprimiert.
Ein derartiger Aufbau, der ein Einfügen eines verformbaren Elements zwischen die steife Platte und die Wand unter dem Wagenkasten vorsieht, ermöglicht es, aufgrund der Elastizität des verformbaren Elements ein Masse-Feder-System herzustellen, wobei die Masse von der Platte und die Feder vom verformbaren Element gebildet werden.
In einer besonderen Ausführung wird das verformbare Element auf seiner gesamten Oberfläche komprimiert.
Es wird somit eine dämpfende Wirkung, kombiniert mit der zuvor beschriebenen isolierenden Wirkung, hergestellt, und zwar durch Kompression des gesamten oder eines Teils des verformbaren Elements gegen die Wand, von welcher die Vibrationen gedämpft werden sollen.
Gemäß einer Ausführung ist der Kompressionsgrad gering, zum Beispiel weitgehend kleiner oder gleich 5%. Die Dämpfung verringert sich nämlich mit dem Kompressionsgrad. Die Kompression wird daher angepasst, um die dämpfende Wirkung und die isolierende Wirkung bestmöglich zu kombinieren.
Unter erweitertem Element wird ein Element verstanden, dessen Oberfläche nicht unbedeutend ist in Bezug auf jene der Platte, im Gegensatz vor allem zu einer Scheibe oder einem Klotz.
Noch spezieller kann das verformbare Element in Form einer Schicht ausgebildet sein, wobei die besagte Schicht mindestens einen durchgehenden Teil der steifen Platte bedeckt.
In einer besonderen Ausführung kann die Schicht fast die gesamte Innenfläche der Platte abdecken, das heißt, ihre Fläche, die dem Fahrzeug zugewendet ist.
Die Integration des verformbaren Elements in den verfügbaren Raum ermöglicht es des Weiteren, den Lärm von Splitt zu dämpfen, der gegen die Platte geschleudert wird, und auch dessen Eindringen zwischen Platte und Wand zu verhindern.
Je nach gewählter Anordnung ist der Kompressionsgrad des verformbaren Elements mehr oder weniger wichtig, wobei Letzterer in Abhängigkeit von den jeweils gewünschten Isolierungs- und Dämpfungseigenschaften angepasst wird.
Es ist ebenfalls möglich, mit der flächenbezogenen Masse der steifen Platte zu arbeiten, um die Lärmschutzeigenschaften der Leitschaufel zu verfeinern.
Das verformbare Element umfasst zum Beispiel einen Werkstoff wie Filz, weichen Schaumstoff oder ein Elastomer, wobei die Wahl des Werkstoffes von den erforderlichen Lärmschutzleistungen und/oder von der Geometrie des verformbaren Elements bestimmt wird.
Zum Beispiel sind Filz oder geschnittener Schaumstoff besonders geeignet, wenn das verformbare Element eine im Wesentlichen konstante Stärke aufweist.
Im Falle eines verformbaren Elements hingegen, dessen Stärke wesentliche Schwankungen aufweist, kann dieses durch Formschäumen oder Elastomerformung erhalten werden.
Die Herstellung der steifen Platte auf der Grundlage eines Kunststoffes, wie etwa Polypropylen, ermöglicht es, insbesondere im Falle einer Formung, Funktionselemente wie Mittel zum Befestigen an der Wand und/oder am verformbaren, elastischen Element einfach zu integrieren.
Zum Beispiel kann die Platte mit Noppen ausgestattet sein, die es ermöglichen, sie einfach mit dem verformbaren, elastischen Element zu verbinden.
Um die Leitschaufel an der Wand zu befestigen, können, aus der Formung stammend, Öffnungen vorgesehen werden, die ein Passieren von Schrauben oder vorragenden Befestigungselementen wie Clips ermöglichen, die so angeordnet sind, dass sie in die komplementären Öffnungen, die in der Wand vorgesehen sind, eingegliedert werden können.
In dem Falle, in dem das verformbare Element porös ist, zum Beispiel wenn es Filz oder offenzelligen Schaumstoff umfasst, kann es auf der Seite, die gegenüber der Wand anzuordnen ist, mit einer dichten Folie abgedeckt sein, wobei die besagte Folie mit der steifen Platte im Außenbereich des verformbaren Elements verbunden ist, zum Beispiel durch eine Schweißnaht.
Eine derartige Ausführung ermöglicht es, die Absorption von Flüssigkeiten wie etwa Wasser durch das verformbare Element zu vermeiden, was den Lärmschutzeigenschaften der Leitschaufel abträglich wäre.
In einer Ausführung kann die Leitschaufel eine Mehrzahl von verformbaren Elementen umfassen, die weitgehend auf derselben Ebene angeordnet sind, wobei eines oder mehrere Elemente die oben erwähnten Eigenschaften erfüllen können.
Somit ist es möglich, verformbare Elemente mit unterschiedlichen Eigenschaften auf unterschiedlichen Bereichen der Leitschaufel anzuordnen, und dies so, dass die Lärmschutzbehandlung des Bodens in Abhängigkeit von den jeweiligen Lärmbelastungen, die jeden seiner Bereiche betreffen, optimiert wird.
Eine derartige Modulation kann durch Geometrieabwandlungen zwischen den verformbaren Elementen herbeigeführt werden, die zum Beispiel ihre Stärke und somit ihren Kompressionsgrad nach Befestigen der Leitschaufel betreffen. Sie kann ebenfalls durch Abwandlungen in deren Zusammensetzung (Filz, Schaumstoff, usw.) herbeigeführt werden.
Je nach, beispielsweise geometrischen, Vorgaben können zwei verformbare Elemente eines dem anderen gegenüber entweder aneinandergrenzend oder getrennt angeordnet werden.
Eine erfindungsgemäße Leitschaufel, die unter dem Wagenkasten eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist, ermöglicht es aufgrund ihrer Fähigkeit, eine Lärmisolierung und/oder -dämpfung zu erzeugen, die Isolierungs- und/oder Dämpfungsbehandlungen, die üblicherweise auf dem Bodenbereich im Fahrzeuginneren angebracht werden, zu verringern oder sogar zu beseitigen.
In manchen Fällen kann, wenn eine erfindungsgemäße Leitschaufel angebracht wird, eine Lärmabsorptionsbehandlung durch Anbringen einer porösen Bodenverkleidung allein als Lärmschutzbehandlung des Bodenbereiches im Fahrzeuginneren genügen.
Um die Absorptionsleistungen zu verbessern, kann die Bodenverkleidung selbst auf einer oder mehreren porösen Schichten angeordnet werden, zum Beispiel auf Filzbasis.
Weitere Besonderheiten und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen hervor. Es zeigen:
1 eine schematische, perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Leitschaufel gemäß einer Ausführungsform;
2 eine Schnittansicht XX' der Leitschaufel aus 1;
3 eine Schnittansicht XX' der Leitschaufel aus 1 nach Befestigung unter einer Wand unter dem Wagenkasten;
4 eine Grafik des Vibrationsverhaltens, welche die Dämpfungskurven eines geformten, überzugslosen Stahlbleches mit einer Stärke von 0,8 mm, eines geformten, Bleches, das mit einer Schmelzfolie von 3,2 Kg/m² verbunden wurde, und eines geformten Bleches, das mit einer erfindungsgemäßen Leitschaufel verbunden wurde, zeigt.
Bezug nehmend auf 1 und 2 wird jetzt eine Leitschaufel 1 gemäß einer Ausführungsform beschrieben.
Die Leitschaufel 1 umfasst eine steife Platte 2 und zwei verformbare Elemente 3, hier in Form von Schichten, die im Wesentlichen aufgereiht und getrennt sind, und die teilweise die Innenfläche der Platte 2 abdecken, zum Beispiel auf Filzbasis.
Als Abwandlung könnten die Elemente 3 aneinandergrenzend angeordnet sein.
Je nach den gesuchten Lärmschutzeigenschaften für die jeweiligen Bereiche der Leitschaufel 1 können sie eine unterschiedliche Geometrie (zum Beispiel in der Stärke) und/oder eine unterschiedliche Zusammensetzung (zum Beispiel Filz oder Schaumstoff) aufweisen.
Als Abwandlung kann die Leitschaufel 1 ein einziges oder mehr als zwei verformbare(s) Element(e) 3 umfassen, das (die) in Abhängigkeit von den gewünschten Leistungen und geometrischen Vorgaben definiert wird (werden).
Wenn nur ein einziges verformbares Element 3 vorgesehen wird, kann es in Form einer Schicht ausgebildet sein, die weitgehend die gesamte Innenfläche der Platte 2 abdeckt.
Die Platte 2 ist auf der Grundlage eines geformten Kunststoffes gefertigt und umfasst Befestigungsmittel 4, die direkt aus der Formung stammen, hier Öffnungen, die dafür bestimmt sind, das spätere Passieren von Schrauben bei der Befestigung der Leitschaufel unter dem Wagenkasten eines Kraftfahrzeugs zu ermöglichen.
Darüber hinaus gewährleisten Noppen 6, die mit der Platte 2 in einem Stück geformt werden, den Zusammenbau von Platte 2 und Element 3.
In der dargestellten Ausführung wird auf die Platte 2 im Außenbereich eines Elements 3 entlang einer Schweißnaht 7 eine Abdichtungsfolie 5 aufgeschweißt. Das Vorhandensein dieser Folie 5 ist an den Schutz eines porösen Elements 3, wie etwa Filz, gegenüber Flüssigkeiten, wie etwa Wasser, angepasst.
Die Leitschaufel 1, so wie sie in 2 und 3 (nicht am Fahrzeug montiert beziehungsweise montiert) dargestellt ist, ist angeordnet, um eine Kompression des Elements 3 zu bewirken, und dies aufgrund der Überstärke des besagten Elements gegenüber dem Raum 9, der zwischen der Platte 2 und der Wand 8 nach Befestigung der Leitschaufel 1 unter der Wand 8 verfügbar ist.
Gemäß einer Ausführung beträgt die Kompression im Wesentlichen weniger oder gleich 5%.
Als Abwandlung kann vorgesehen werden, dass das Element 3 nur in manchen seiner Bereiche komprimiert wird, dies aufgrund einer entsprechenden Geometrie.
3 zeigt offensichtlich die Kompression des Elements 3 nach Befestigung der Leitschaufel auf der Wand 8. Darüber hinaus ist es vorgesehen, oberhalb der Wand 8 eine poröse Schicht 10, wie etwa einen Teppichboden, anzuordnen, die dafür bestimmt ist, den Lärm im Inneren des Fahrgastraums zu absorbieren. Als nicht dargestellte Abwandlung können des Weiteren Mittel zur Isolierung und/oder zur Dämpfung vorgesehen werden, die zwischen der Wand 8 und der Schicht 10 angeordnet werden, dies zur Optimierung der Lärmschutzleistungen.
Die poröse Schicht 10 kann aus mehreren porösen Unterschichten mit unterschiedlichen Absorptionseigenschaften gebildet sein.
Die Dämpfungsleistungen der Leitschaufel kombiniert mit einem um 5% komprimierten Element 3 sind im Wesentlichen gleich wie jene einer IFF von 3,2 Kg/m². Es versteht sich also, dass die erfindungsgemäße Leitschaufel einen beachtlichen Gewichtsgewinn ermöglicht und gleichzeitig gute Dämpfungs- und Isolierungseigenschaften aufweist.
Diese Ergebnisse sind in 4 dargestellt. In dieser Figur entsprechen die Kurven A, B und C jeweils den Dämpfungskurven eines geformten, überzugslosen Bleches mit einer Stärke von 0,8 mm, eines geformten, Bleches, das mit einer Schmelzfolie von 3,2 Kg/m² verbunden wurde, und eines geformten Bleches, das mit einer erfindungsgemäßen Leitschaufel verbunden wurde, deren Element 3 um 5% komprimiert wurde.

Claims

Leitschaufel (1) mit einer steifen Platte (2), wobei die besagte Leitschaufel unter einer Wand unter dem Wagenkasten (8) eines Kraftfahrzeugs anzubauen ist, wodurch ein Raum (9) zwischen der besagten Platte und der besagten Leitschaufel gebildet wird, wobei die besagte Leitschaufel weiterhin – auf der Innenseite der besagten Platte angeordnet – mindestens ein erweitertes Element (3) zum Verkleiden des Raums (9) besitzt, wobei das besagte Element verformbar und elastisch ist, wobei die besagte Leitschaufel dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Element (3) eine Überstärke gegenüber dem Raum (9) besitzt, so dass die Kompression mindestens eines Elements (3) mindestens lokal möglich ist, nachdem die Leitschaufel (1) unter der Wand (8) angebaut ist.
Leitschaufel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (3) in Form einer Schicht ausgebildet ist, wobei die besagte Schicht weitgehend die gesamte Innenfläche der Platte (2) abdeckt.
Leitschaufel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Mehrzahl von Elementen (3) besitzt, die weitgehend auf derselben Ebene angeordnet sind.
Leitschaufel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Element (3) einen Werkstoff wie Filz, weichen Schaumstoff oder ein Elastomer besitzt.
Leitschaufel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte auf der Grundlage eines Kunststoffs gefertigt ist, in dem Funktionselemente (4, 6) wie Mittel zum befestigen an der Wand (8) und/oder an einem Element integriert sind.
Leitschaufel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Element (3) auf der Seite, die gegenüber der Wand (8) anzuordnen ist, mit einer dichten Folie (5) abgedeckt ist, wobei die besagte Folie einer Platte (2) im Außenbereich des Elements (3) zugeordnet ist, zum Beispiel durch eine Schweißnaht (7).
Leitschaufel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein Element (3) durch seine Geometrie und/oder Zusammensetzung von einem anderen unterscheidet.
Leitschaufel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompressionsgrad des Elements (3) weitgehend kleiner oder gleich 5% beträgt.
System zum Lärmschutz eines Kraftfahrzeugbodens, mit einer Wand unter dem Wagenkasten (8), mit mindestens einer porösen Schicht (10), die an der besagten Wand angeordnet ist, und einer Leitschaufel (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die besagte Leitschaufel unter der besagten Wand angebaut ist.