DE69727480T2

DE69727480T2 - Schallisolierungsschicht mit integriertem schutzbalg

Info

Publication number: DE69727480T2
Application number: DE69727480T
Authority: DE
Inventors: T. Michael CAMPBELL
Original assignee: Cascade Engineering Inc
Current assignee: Cascade Engineering Inc
Priority date: 1996-07-26
Filing date: 1997-07-25
Publication date: 2004-12-16
Anticipated expiration: 2017-07-26
Also published as: CA2256475A1; US5975609A; CN1076680C; CA2256475C; EP0912368A1; BR9710600A; CN1223615A; JP2000516880A; WO1998004439A1; DE69727480D1; ES2215233T3; EP0912368B1

Description

Hintergrund der Erfindung
Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schallschutzschicht für ein Fahrzeug und dabei insbesondere eine Schallsperrmatte mit einer integral damit ausgebildeten Lenksäulenmanschette.
Beschreibung des Standes der Technik
In den meisten modernen Kraftfahrzeugen trennt eine Brandschutzwand aus Stahl den Motorraum vom Fahrgastraum. Zur Verringerung der Schallübertragung vom Motorraum durch die Brandschutzwand in den Fahrgastraum wird eine üblicherweise aus einem Elastomermaterial geformte (und auch als Trennmatte bekannte) Schallsperrmatte eingesetzt. Die Trennmatte wird an der Brandschutzwand gehaltert und überdeckt diese im wesentlichen, wobei die Außenfläche der Matte mit der Unterseite des Fahrzeugteppichs in Kontakt steht und sich über den Teppich hinaus bis zu einem hinter dem Armaturenbrett gelegenen oberen Abschnitt der Brandschutzwand erstreckt. An der Trennmatte lässt sich eine Dämmschicht befestigen, die üblicherweise aus einem Schaumstoff mit offenen Zellen hergestellt wird, wobei diese dann als Grenzfläche zwischen der Schallsperrmatte und der Brandschutzwand dient.
Während der Installation der Trennmatte wird eine in der Trennmatte vorgesehene Öffnung für die Fahrzeuglenksäule so ausgerichtet, dass sie mit einer entsprechenden Öffnung in der Brandschutzwand fluchtet. Zudem werden weitere in der Trennmatte ausgebildete Strukturen so ausgerichtet, dass sie mit weiteren an der Brandschutzwand vorgesehenen oder von dieser vorstehenden Ausbildungen fluchten. Die Trennmatte wird dann auf der Seite des Fahrgastraums an der Brandschutzwand befestigt, woraufhin eine Lenksäule durch die fluchtenden Öffnungen in der Brandschutzwand und der Trennmatte eingeschoben wird. Rund um die Lenksäule wird eine biegsame Manschette formgenau angebracht und sodann mit Befestigungselementen an der Brandschutzwand oder der Trennmatte befestigt. Für eine in dieser Weise durchgeführte Installation der Manschette und der Trennmatte werden mehrere unterschiedliche Bauteile und Befestigungsele mente benötigt, wobei dieser Einsatz von mehreren Bauteilen und Befestigungselementen den Aufwand für die Lagerhaltung, die Kosten und die Installationszeit erhöht. Zudem wird die Fuge zwischen der Manschette und der Trennwand bzw. der Brandschutzwand leicht undicht, so dass Lärm, Luft, Wasser etc. unerwünschterweise vom Motorraum durch die Fuge in den Fahrgastraum gelangen können.
Die EP 0 329 526 A1 beschreibt eine Schalldämmung für Kraftfahrzeuge, die sich an einer Sperrwand anbringen lässt und eine Öffnung für eine Lenksäule umfasst. Eine biegsame Manschette wird an der Lenksäule und zudem an der Schalldämmwand gehaltert. Die Schalldämmung besitzt einen Flansch, der mit der Manschette verbunden wird. Der Flansch umfasst einen äußeren Ring und ein Paar von Stegen, die zwischen dem äußeren Ring und einer inneren Dichtung der Lenksäule angeordnet sind. Die Schalldämmung soll durch Spritzgießen oder Extrusion aus einem thermoplastischen Material, beispielsweise ABS, hergestellt sein. Die Manschete scheint aus einem Gummimaterial zu bestehen.
Verwendet man die bei der Erfindung benutzten Formulierungen, so beschreibt dieses Dokument eine Schalldämmung, die sich an einer Sperrwand anbringen lässt und die folgenden Bestandteile umfasst: eine durch ein Formteil gebildete Schallschutzschicht mit schalldämpfenden Eigenschaften, welche eine Innenfläche, die an der Sperrwand anliegen kann, sowie eine Außenfläche besitzt, die so ausgelegt ist, dass sie von der Sperrwand wegweisen kann, wobei sich durch die Schallschutzschicht zwischen der Innen- und der Außenfläche eine Öffnung erstreckt; eine Manschette mit einem rohrförmigen Abschnitt und einem integral damit ausgebildeten Kappenabschnitt; wobei der rohrförmige Abschnitt einen durchgehenden, die Öffnung umgebenden Außenwandabschnitt sowie eine durchgehende Innenwand mit einem integral mit dem rohrförmigen Abschnitt ausgebildeten oberen Ende und mit einem unteren Ende umfasst, das integral mit dem Kappenabschnitt ausgebildet ist; wobei der Kappenabschnitt eine mit der Öffnung in der Schallschutzschicht fluchtende Öffnung aufweist.
Überblick über die Erfindung
Erfindungsgemäß umfasst eine Schalldämmung gemäß Anspruch 1 zur Halterung an einer Sperrwand eine aus einem Formteil gebildete Schallschutzschicht mit schalldämpfenden Eigenschaften. Die Schallschutzschicht umfasst eine Innenfläche, die an der Sperrwand anliegen kann, sowie eine Außenfläche, die so ausgebildet ist, dass sie von der Sperrwand wegweisen kann.
Durch die Schallschutzschicht erstreckt sich zwischen deren Innen- und Außenfläche eine Öffnung. Eine Manschette ist integral mit der Schallschutzschicht ausgeformt und umfasst einen rohrförmigen Abschnitt und einen hiermit integral ausgeformten Kappenabschnitt. Der rohrförmige Abschnitt umfasst ein durchgehendes Außenwandteil, das die Öffnung umgibt. Das durchgehende Außenwandtel besitzt ein oberes Ende, welches integral mit einem biegsamen bogenförmigen Abschnitt ausgebildet ist, eine durchgängige Innenwand mit einem oberen Ende, das integral mit dem bogenförmigen Abschnitt ausgebildet ist, sowie ein unteres Ende, das integral mit dem Kappenabschnitt ausgebildet ist. Der Kappenabschnitt weist eine Öffnung auf, die mit der Öffnung in der Schallschutzschicht zusammenfällt. Vorzugsweise umfasst die Manschette zudem eine Basis mit einem durchgehenden unteren Wandabschnitt, der integral zwischen der Schallschutzschicht und einem unteren Ende des durchgehenden Außenwandabschnitts ausgebildet ist. Der durchgehende untere Wandabschnitt steht vorzugsweise von der Außenfläche der Schallschutzschicht zu einer Mittelachse der Schallschutzschichtöffnung hin nach oben und innen vor.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine Schalldämmung an der Brandschutzwand eines Kraftfahrzeugs gehaltert. Die Brandschutzwand trennt einen Motorraum von einem Fahrgastraum und besitzt eine Öffnung, die eine Lenksäulenanordnung aufnimmt. Die Schalldämmung umfasst eine aus einem Formteil gebildete Schallschutzschicht mit schalldämpfenden Eigenschaften. Die Schalldämmschicht besitzt eine Innenfläche, die der Brandschutzwand zugewandt ist, sowie eine Außenfläche, die von der Brandschutzwand wegweist. Eine Öffnung erstreckt sich durch die Schallschutzschicht zwischen deren Innen- und Außenfläche und fluchtet mit der Öffnung in der Brandschutzwand, um so die Lenksäule aufzunehmen. Eine Manschette ist integral mit der Schallschutzschicht ausgeformt. Die Manschette umfasst einen rohrförmigen Abschnitt und einen Kappenabschnitt, der integral mit dem rohrförmigen Abschnitt ausgeformt ist. Der rohrförmige Abschnitt umfasst einen durchgehenden Außenwandabschnitt, der die Öffnung in der Schallschutzschicht umgibt. Der durchgehende Außenwandabschnitt umfasst ein oberes Ende, das integral mit einem biegsamen bogenförmigen Abschnitt ausgebildet ist, eine durchgehende Innenwand mit einem oberen Ende, das integral mit dem rohrförmigen Abschnitt ausgeformt ist, sowie ein unteres Ende, das integral mit dem Kappenabschnitt ausgeformt ist. Der Kappenabschnitt besitzt eine mit den Öffnungen in der Schallschutzschicht und der Brandschutzwand fluchtende Öffnung.
Die durchgehende Innenwand erstreckt sich im wesentlichen in derselben Richtung wie der Außenwandabschnitt, wodurch zwischen beiden ein innenliegender Kanal gebildet wird, der der Sperrwand zugewandt ist. Die Breite des innenliegenden Kanals ist vorzugsweise geringer als der Querschnitt der Lenksäulenwelle, wodurch ein Eindringen der Welle in den innenliegenden Kanal und somit eine Beschädigung der Manschette während der Installation der Lenksäule verhindert wird.
Vorzugsweise ist die Dicke des rohrförmigen Abschnitts geringer als die Dicke der Schallschutzschicht, um eine Verformung der Schallschutzschicht während der Installation der Lenksäule zu verhindern. Die Dicke des Kappenabschnitts und der Basis kann ebenfalls größer sein als die des rohrförmigen Abschnitts.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
1 eine perspektivische Außenansicht einer Lenksäulenmanschette, die gemäß der Erfindung integral mit einer Fahrzeugtrennmatte ausgebildet ist; und
2 eine Querschnittsansicht der Lenksäulenmanschette und der Trennmatte, die an einer Brandschutzwand eines Fahrzeugs und einer Lenksäule installiert sind.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Wie sich den 1 und 2 entnehmen lässt, umfasst eine Trennmattenanordnung 10 eine äußere Schallschutzschicht bzw. Trennmatte 12 und eine innere Dämm-Matte bzw. Dämmschicht 14. Die Schallschutzschicht 12 ist vorzugsweise aus einem gefüllten elastomeren formbaren Polymer hergestellt, beispielsweise aus elastomerem Polypropylen, und von der Fahrgastraumseite her an einer Brandschutzwand 20 eines Fahrzeugs angebracht. Die Matte 12 dient als Schallschutzschicht zur Verringerung der Schallübertragung vom Motorraum durch die Brandschutzwand in den Fahrgastraum eines Fahrzeugs. Die innenliegende Dämm-Matte 14 besteht aus einem biegsamen Schaumstoff, wie etwa Polyurethan, oder aus Glasfaserwatte. Eine Innenfläche 18 der Matte 14 wird üblicherweise so positioniert, dass sie an einer Fahrzeugbrandschutzwand 20 anliegt, während ihre Außenfläche 22 einer Innenfäche 24 der Matte 12 zugewandt ist. Eine Außenfläche 26 der Matte 12 ist der Unterseite eines (nicht dargestellten} Fahrzeugteppichs zugewandt und erstreckt sich üblicherweise über den Teppich hinaus bis hinter das Armaturenbrett.
Mehrere Befestigungselemente 28 sind integral mit der Trennmatte 12 ausgebildet, um die Trennmatte an der Brandschutzwand 20 zu haltern. Jedes Befestigungselement 28 weist eine tassenförmige Vertiefung 30 auf, die sich von der Außenfläche 26 der Trennmatte 12 aus nach unten erstreckt. Ein kegelförmiger Vorsprung 32 erstreckt sich von der tassenförmigen Vertiefung 30 aus nach oben und weist eine Öffnung 34 auf, die durch seinen Mittelabschnitt verläuft.
Mit jedem Befestigungselement 28 ist ein Bolzen 36 verbunden, der sich nach außen von der Brandschutzwand 20 wegerstreckt. Der Bolzen 36 wird in der Öffnung 34 in einem Reibsitz aufgenommen, wenn die Trennmatte sich in Anbringposition befindet. Weitere Einzelheiten der Halterungsanordnung lassen sich der US-Anmeldung Nr. 08/405,732 entnehmen, auf deren Offenbarung hier Bezug genommen und die hierdurch in die vorliegende Anmeldung miteinbezogen wird. Zwar wird die beschriebene Halterungsanordnung bevorzugt; es lassen sich aber auch andere Halterungsanordnungen verwenden.
Eine Lenksäulenmanschette 40 ist integral einstückig mit der Trennmattte 12 ausgebildet und steht nach außen von der Außenfläche 26 vor. Eine Basis 42 der Manschette 40 umfasst eine untere Umfangswand 44, die sich rund um den Umfang einer Lenksäulenöffnung 46 in der Trennmatte 12 erstreckt. Wie sich der Zeichnung entnehmen lässt, umfasst die untere Umfangswand 44 vier Wandabschnitte, die von der Oberfläche 26 mit einem Winkel zu dieser nach oben vorstehen. Die Wandabschnitte sind durchgehend miteinander und mit der Trennmatte 12 ausgeformt. Ein rohrförmiger Abschnitt 48 weist eine äußere Umfangswand 50 auf, die durch einen durchgehenden bogenförmigen Abschnitt 54 an einer inneren Umfangswand 52 angebracht ist. Die äußere Umfangswand 50 ist zwischen der unteren Umfangswand 44 der Basis 42 und dem bogenförmigen Abschnitt 54 ausgeformt, während die innere Umfangswand 52 zwischen einer Kappe 56 und dem bogenförmigen Abschnitt ausgebildet ist. Der Raum zwischen der äußeren und inneren Umfangswand bildet eine durchgängige Nut 64. Die Kappe 56 umfasst einen unteren Umfangskappenabschnitt 58, der zwischen der Innenumfangswand 52 des rohrförmigen Abschnitts 48 und einem oberen Umfangskappensegment 60 ausgebildet ist. Ein ringförmiger Bund 62 ist am äußeren Ende des Segments 60 ausgebildet und weist eine mittige Öffnung 66 auf, die eine Lenksäule 70 formgenau aufnehmen kann. Das untere Segment 58 verläuft in einem kleineren Winkel zu einer durch die Schnittlinie der Oberseite 26 und der unteren Wand 44 festgelegten Ebene als das obere Segment 60. Die Breite der Nut 64 im rohrförmigen Abschnitt ist vorzugsweise enger als das obere Ende 74 eines Lenksäulenschafts 72, der sich von der Lenksäule 70 nach außen erstreckt. Obwohl die Manschette mit ihren zugehörigen Umfangswänden und Segmenten in der Zeichnung eine viereckige Form aufweist, kann sie natürlich mit vergleichbaren Ergebnissen auch kreisförmig oder dreieckig ausgebildet sein oder eine andere Form aufweisen.
Während der Installation wird die Trennmattenanordnung 10 nahe der Brandschutzwand 20 platziert und die Öffnungen 34 in den Befestigungselementen 28 werden fluchtend zu den Zapfen 36 ausgerichtet, die von der Brandschutzwand 20 vorstehen. Gleichzeitig wird die Öffnung 46 in der Manschette 40 fluchtend zu einer Öffnung 78 in der Brandschutzwand 20 ausgerichtet. Die Dämmschicht 14 wird vorzugsweise vor der Installation im Fahrzeug an der Trennmatte 12 befestigt. Die Befestigungselemente 28 werden dann über die Zapfen 36 geschoben, um die Trennmatte 12 an der Brandschutzwand 20 anzubringen. Daraufhin wird die Lenksäule 70 mit ihrer zughörigen Welle 72 durch die Öffnungen 78, 46 in der Brandschutzwand bzw. Trennmatte in einer durch den Pfeil 80 angedeuteten Richtung vom Motorraum aus eingeschoben. Idealerweise sollte die Längsachse der Lenksäulenwelle 72 senkrecht zur Brandschutzwand 20 positioniert und mit der mittigen Öffnung 66 des Bundes 62 fluchtend ausgerichtet und sodann zum Fahrgastraum hin vorgeschoben werden, bis die Installation abgeschlossen ist. Allerdings ist es auch möglich, die Welle 72 während der Montage nicht senkrecht zur Brandschutzwand zu positionieren und nicht mit der mittigen Öffnung 66 fluchtend auszurichten. In diesem Fall kann das obere Ende 74 der Welle 72 an einer Innenfläche der Manschette 40 eingreifen. Da die Breite der inneren Nut 64 im rohrförmigen Abschnitt 48 vorzugsweise geringer ist als die des oberen Endes 74 der Welle 72, kann die Welle nicht in die innere Nut 64 eingeschoben werden, während sie zum Fahrgastraum hin geschoben wird, so dass sie die Manschette auch nicht beschädigen kann. Zudem verläuft das untere Segment 58 der Kappe in einem kleineren Winkel als das obere Segment 60, so dass die Welle nicht an der inneren Öffnung haftet. Aufgrund der Ausrichtung des unteren und oberen Segments 58, 60 wird die Welle 72 zur mittigen Öffnung 66 des Bundes hin geführt. Die Dicke der Kappe 56 und der Basis 42 ist größer als die des rohrförmigen Abschnitts 48, wodurch bei der Installation der Welle ein Biegen der Manschette ermöglicht wird, ohne dass eine Verformung oder Beschädigung der Trennmatte 12 erfolgt.
Wenn die integral ausgeformte Manschette gemäß der vorliegenden Erfindung installiert ist, so ist hier keine Nut vorhanden und somit kommt es auch nicht zu einem Durchsickern an der Nut wie bei der Manschette gemäß dem Stand der Technik, die getrennt installiert wird, und es werden auch keine gesonderten Manschettenbefestigungselemente benötigt.
Obwohl die Erfindung insbesondere bei Kraftfahrzeug-Trennmatten zum Verwendung findet, wird sie natürlich auch bei anderen Anwendungen für Kraftfahrzeuge oder in anderen Bereichen eingesetzt, in denen eine Konsole oder eine Materialschicht mit einer integral ausgeformten Manschette versehen ist und an einer Trägerfläche befestigt werden soll. So kann beispielsweise eine Matte mit integral ausgeformter Manschette rund um einen Ganghebel am Boden eines Fahrzeugs installiert werden.

Claims

Schalldämmung (10), die so ausgelegt ist, dass sie sich an einer Sperrwand (20) anbringen lässt, wobei die Schalldämmung die folgenden Bestandteile umfasst: – eine durch ein Formteil gebildete und schalldämpfende Eigenschaften aufweisende Schallschutzschicht (12) mit einer Innenfläche, die so ausgelegt ist, dass sie der Sperrwand (20) zugewandt werden kann, einer Außenfläche, die so ausgelegt ist, dass sie von der Sperrwand wegweisen kann, sowie mit einer sich zwischen der Innenfläche und der Außenfläche durch die Schallschutzschicht hindurcherstreckenden Öffnung (46); – einen integral mit der Schallschutzschicht ausgeformten Schutzbalg (40), der einen rohrförmigen Abschnitt (48) sowie einen integral damit ausgebildeten Kappenabschnitt (56) aufweist, wobei der rohrförmige Abschnitt ein durchgehendes, die Öffnung (46) umgebendes Außenwandteil (50) umfasst, und dieses durchgehende Außenwandteil (50) ein integral mit einem biegsamen bogenförmigen Abschnitt (54) ausgebildetes oberes Ende aufweist, und wobei der rohrförmige Abschnitt zudem eine durchgehende Innenwand (52) umfasst, deren oberes Ende integral mit dem bogenförmigen Abschnitt (54) und deren unteres Ende integral mit dem Kappenabschnitt (56) ausgebildet ist, und wobei der Kappenabschnitt (56) eine Öffnung (66) besitzt, die mit der Öffnung (46) in der Schallschutzschicht fluchtet.
Schalldämmung nach Anspruch 1, wobei der Schutzbalg zusätzlich eine Basis (42) mit einem durchgehenden unteren Wandteil (44) umfasst, das integral zwischen der Schallschutzschicht (12) und einem unteren Ende des durchgehenden Außenwandteils (50) ausgebildet ist, wobei das durchgehende untere Wandteil (44) die Schallschutzschichtöffnung (46) umgibt und von der Außenfläche der Schallschutzschicht zur Mittelachse der Schallschutzschichtöffnung hin nach oben und innen vorsteht.
Schalldämmung nach Anspruch 2, wobei sich die durchgehende Innenwand (52) im wesentlichen in dieselbe Richtung erstreckt wie das Außenwandteil (50), wodurch zwischen dem Innen- und dem Außenwandteil ein innerer Kanal (64) ausgebildet wird, der so ausgelegt ist, dass er der Sperrwand zugewandt werden kann, wenn die Schallschutzwand an dieser befestigt wird.
Schalldämmung nach Anspruch 3, wobei der Kappenabschnitt (56) ein integral mit dem unteren Ende der Innenwand ausgebildetes unteres Kappen segment (58) sowie ein zwischen dem unteren Kappensegment (58) und der Kappenabschnittsöffnung (66) verlaufendes oberes Kappensegment (60) umfasst.
Schalldämmung nach Anspruch 4, wobei sich sowohl das obere als auch das untere Kappensegment (58, 60) in einem spitzen Winkel zur Mittelachse der Kappenabschnittsöffnung (66) erstreckt, wobei der Winkel beim unteren Kappensegment größer ist als der Winkel beim oberen Kappensegment.
Schalldämmung nach Anspruch 5, wobei die Dicke des rohrförmigen Abschnitts (48) geringer ist als die Dicke der Schallschutzschicht (12) und des Basisabschnitts (42), um bei einem Biegen des Schutzbalgs eine Verformung der Trennmatte zu verhindern.
Schalldämmung nach Anspruch 6, wobei die Dicke des Kappenabschnitts (56) größer ist als die Dicke des rohrförmigen Abschnitts (48).
Schalldämmung nach Anspruch 1, wobei die Dicke des rohrförmigen Abschnitts (48) geringer ist als die Dicke der Schallschutzschicht (12), um bei einem Biegen des Schutzbalgs eine Verformung der Schallschutzschicht zu verhindern.
Schalldämmung nach Anspruch 8, wobei die Dicke des Kappenabschnitts (56) größer ist als die Dicke des rohrförmigen Abschnitts (48).
Schalldämmung nach Anspruch 1, wobei die Mittelachse der Schallschutzschichtöffnung (46) kollinear zur Mittelachse der Kappenabschnittsöffnung (66) verläuft.
Schalldämmung nach Anspruch 10, wobei der Kappenabschnitt (56) zusätzlich einen Bund (62) umfasst, der die Kappenabschnittsöffnung (66) umgibt.
Schalldämmung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, welche an einer Brandschutzwand eines Kraftfahrzeugs befestigt ist, wobei die Brandschutzwand den Motorraum vom Fahrgastraum trennt und wobei in der Brandschutzwand eine Öffnung zur Aufnahme einer Lenksäule vorgesehen ist und die Lenksäule sich durch die Kappenabschnittsöffnung (66) sowie durch die Öffnung (46) in der Schallschutzschicht (12) erstreckt.