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Die Erfindung betrifft eine Rohbaustruktur für einen Rohbau eines Kraftfahrzeugs.
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In Kraftfahrzeugen werden zur Senkung des Fahrzeuggewichts zunehmend Bauteile aus faserverstärktem Kunststoff eingesetzt, um den Kraftstoffverbrauch zu reduzieren. In diesem Zusammenhang werden auch vermehrt Rohbaustrukturen für Kraftfahrzeuge eingesetzt, welche Strukturbauteile aus faserverstärkten Kunststoffen umfassen. Die üblicherweise verhältnismäßig leicht und steif ausgebildeten Strukturbauteile aus faserverstärktem Kunststoff weisen einen hohen Abstrahlgrad bezüglich ihrer körperschallinduzierten Luftschallabstrahlung auf. Ein Maximum dieser körperschallinduzierten Luftschallabstrahlung wird dabei je nach verwendetem faserverstärkten Kunststoff bei Frequenzen um ca. 3 bis 4 kHz erreicht, anstatt wie z. B. bei Strukturbauteilen aus Stahl mit einer Stärke von einem Millimeter bei 12 kHz. Das Maximum der Luftschallabstrahlung erfolgt somit in einem für das menschliche Gehör sehr empfindlichen Frequenzbereich, sodass bei entsprechenden Schwingungsanregungen dieser Kunststoff-Strukturbauteile relativ viel Schall in einen Fahrzeuginnenraum abgestrahlt wird. Dadurch kann der Geräuschkomfort im Fahrzeuginnenraum erheblich beeinträchtigt werden.
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Die
DE 10 2009 040 164 A1 offenbart eine Tragkonstruktion für ein Schienenfahrzeug, welche eine Tragplatte aus faserverstärktem Kunststoff aufweist, die mit elastomeren Anschlusselementen zum Anschließen der Tragplatte an weitere Bauteile des Schienenfahrzeugs versehen ist.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Rohbaustruktur für einen Rohbau eines Kraftfahrzeugs mit wenigstens einem Bauteil aus einem faserverstärkten Kunststoff bereitzustellen, welche eine verringerte körperschallinduzierte Luftschallabstrahlung aufweist.
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Diese Aufgabe wird durch eine Rohbaustruktur für einen Rohbau eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen. und nichttrivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Eine erfindungsgemäße Rohbaustruktur für einen Rohbau eines Kraftfahrzeugs umfasst wenigstens ein erstes Strukturbauteil aus einem faserverstärkten Kunststoff und wenigstens ein weiteres Strukturbauteil, welche unter Vermittlung einer Dämpfungseinrichtung miteinander verbunden sind. Eine Schwingungsanregung des aus dem faserverstärkten Kunststoff ausgebildeten ersten Bauteils durch das weitere Bauteil wird durch die Dämpfungseinrichtung verringert, sodass eine körperschallinduzierte Luftschallabstrahlung des aus dem faserverstärkten Kunststoff ausgebildeten ersten Bauteils erheblich vermindert wird. Infolgedessen wird durch das Bauteil auch wesentlich weniger Schall in einen Fahrzeuginnenraum des Kraftfahrzeugs abgestrahlt, sodass der Geräuschkomfort des Kraftfahrzeugs insgesamt verbessert wird.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Dämpfungseinrichtung wenigstens ein Elastomerteil umfasst. Aufgrund der dämpfenden und nachgiebigen Eigenschaften von Elastomerteilen wird eine besonders effektive Schwingungs- und Schalldämpfung des aus dem faserverstärkten Kunststoff ausgebildeten Strukturbauteils erreicht.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Elastomerteil in das faserverstärkte Strukturbauteil einlaminiert ist. Dadurch wird eine besonders haltbare Verbindung zwischen dem Elastomerteil und dem Strukturbauteil aus dem faserverstärkten Kunststoff geschaffen, wodurch eine besonders stabile Verbindung zu dem weiteren Bauteil gegeben ist.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist die Dämpfungseinrichtung in wenigstens zwei Raumrichtungen eine unterschiedliche Steifigkeit auf. Die Steifigkeit der Dämpfungseinrichtung kann somit auf jeweilige in der Rohbaustruktur auftretende Lastfälle angepasst ausgelegt werden, wodurch eine besonders gute Schwingungs- und Schalldämpfung erzielt werden kann.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Dämpfungseinrichtung als dämpfende und nachgiebige Klebestelle ausgebildet ist, mittels welcher das Strukturbauteil aus faserverstärktem Kunststoff und das wenigstens eine weitere Bauteil miteinander verbunden sind. Dadurch kann eine besonders leichtgewichtige Rohbaustruktur erzielt werden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Strukturbauteil aus faserverstärktem Kunststoff ein Bodenelement eines Fahrzeugbodens.
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Schließlich sieht eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung vor, dass das weitere Bauteil ebenfalls aus einem faserverstärkten Kunststoff ausgebildet ist. Dadurch kann ein besonders niedriges Gewicht der Rohbaustrukturen erzielt werden.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in:
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1 eine schematische Schnittansicht einer Rohbaustruktur für einen Rohbau eines Kraftfahrzeugs, wobei die Rohbaustruktur ein aus einem faserverstärkten Kunststoff ausgebildetes Strukturbauteil und zwei weitere Bauteile umfasst, welche unter Vermittlung einer Dämpfungseinrichtung miteinander verbunden sind; und in
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2 eine weitere Ausführungsform der in 1 gezeigten Rohbaustruktur.
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Eine Rohbaustruktur 10 für einen hier nicht näher dargestellten Rohbau eines Kraftfahrzeugs ist in einer Schnittansicht in 1 gezeigt. Die Rohbaustruktur 10 umfasst ein erstes Strukturbauteil 12, das zumindest abschnittsweise aus einem faserverstärkten Kunststoff besteht, und zwei weitere Bauteile 14, welche unter Vermittlung einer jeweiligen Dämpfungseinrichtung 16 mit dem ersten Strukturbauteil 12 verbunden sind. Im vorliegend gezeigten, Fall handelt es sich bei dem ersten Strukturbauteil 12 um ein Bodenelement bzw. Bodenstrukturelement eines Fahrzeugbodens und bei den beiden weiteren Bauteilen 14 jeweils um einen aus einem faserverstärkten Kunststoff ausgebildeten Schweller des Kraftfahrzeugs. Beispielsweise kann eine obere hier nicht näher bezeichnete Schale des als Bodenelement ausgebildeten Strukturbauteils 12 mit den weiteren Bauteilen 14 unter Vermittlung der Dämpfungseinrichtung 16 miteinander verbunden sein.
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Bei den Strukturbauteilen 12, 14 kann es sich beispielsweise um Bauteils aus einem faserverstärkten Duroplast oder einem faserverstärkten Thermoplast handeln. Alternativ können die weiteren Bauteile 14 auch aus einem anderen Material als aus faserverstärktem Kunststoff ausgebildet sein, beispielsweise aus metallischen Materialien oder dergleichen. Die weiteren Bauteile 14 können beispielsweise Längsträger, Querträger oder dergleichen sein. Des Weiteren können die Bauteile 12, 14 im Wesentlichen beliebige lasttragende Elemente, beispielsweise Crash- oder Versteifungsstrukturen, eines Rohbaus eines Kraftfahrzeugs sein, welche unter Vermittlung der Dämpfungseinrichtung 16 miteinander verbunden sind.
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Die Dämpfungseinrichtungen 16 sind im vorliegenden Fall jeweils als Elastomerteil ausgebildet, welche jeweils in das Strukturbauteil 12 einlaminiert sind. Alternativ ist es ebenfalls möglich, dass die als Elastomerteile ausgebildeten Dämpfungseinrichtungen 16 in das weitere Bauteil 14 einlaminiert sind. Darüber hinaus kann die Dämpfungseinrichtung 16 auch mittels einer jeweiligen Klebeverbindung mit den Bauteilen 14 bzw. dem Bauteil 12 verbunden sein.
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Die Dämpfungseinrichtung 16 weist in wenigstens zwei Raumrichtungen eine unterschiedliche Steifigkeit auf. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel der Rohbaustruktur 10 ist eine Steifigkeit der Dämpfungseinrichtung 16 beispielsweise in Fahrzeughochrichtung z größer oder kleiner als in Fahrzeugquerrichtung y ausgebildet. Je nach Aufbau der Bauteile 12, 14 und den zu erwartenden Belastungen im Fahrbetrieb können die Steifigkeiten der Dämpfungseinrichtung 16 entsprechend in Fahrzeughochrichtung z bzw. in Fahrzeugquerrichtung y oder auch in Fahrzeuglängsrichtung x entsprechend angepasst und unterschiedlich sein.
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Alternativ zu der Ausführungsform, bei welcher die Dämpfungseinrichtung 16 als Elastomerteil ausgebildet ist, ist es ebenfalls möglich, dass die Dämpfungseinrichtung 16 als dämpfende und nachgiebige Klebestelle ausgebildet ist, mittels welcher das Bauteil 12 und die Bauteile 14 miteinander verbunden sind. Darüber hinaus ist es ebenso gut möglich, dass eine Kombination derart vorgesehen wird, dass in Fahrzeuglängsrichtung x sowohl eine Dämpfungseinrichtung 16, welche ein Elastomerteil umfasst, als auch eine als Klebestelle ausgebildete Dämpfungseinrichtung 16 jeweils hintereinander angeordnet werden. Des Weiteren sind im Wesentlichen beliebige Kombinationen und Anordnungen von als Elastomerteil und als dämpfende und nachgiebige Klebestelle ausgebildete Dämpfungsreinrichtungen 16 möglich.
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Mittels der Dämpfungseinrichtung 16 wird in der Rohbaustruktur 10 ein gezielter Sprung in der dynamischen Steifigkeit erzielt. Neben dem Sprung der dynamischen Steifigkeit kann die mittels der Dämpfungseinrichtung 16 erzielte weiche Lagerung zudem auch eine gezielte Nachgiebigkeit bewirkten, um beispielsweise eine dauerhaft elastische Aufhängung des beispielsweise als Unterbodenverkleidung ausgebildeten Bauteils 12 zu erreichen.
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In 2 ist eine weitere alternative Ausführungsform der Rohbaustruktur 10 gezeigt. Im Gegensatz zu der in 1 gezeigten Ausführungsform ist das Bauteil 12 zwischen den beiden Bauteilen 14 angeordnet, wobei die als jeweiliges Elastomerteil ausgebildeten Dämpfungseinrichtungen 16 in Verlängerung des Bauteils 12 jeweils an den Bauteilen 14 angebunden sind.
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Insgesamt wird durch das Vorsehen einer oder mehrerer Dämpfungseinrichtungen 16 zwischen dem Bauteil 12 und dem Bauteil 14 eine dämpfende und nachgiebige Verbindung in der Rohbaustruktur 10 geschaffen, sodass insbesondere eine körperschallinduzierte Luftschallabstrahlung des Bauteils 12 verringert wird, wodurch insgesamt der Geräuschkomfort der Rohbaustruktur 10 als auch des gesamten Kraftfahrzeugs verbessert wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009040164 A1 [0003]
