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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Schalldämmung und Befestigungselemente zur Befestigung von Schalldämmung in Kraftfahrzeugen.
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Schalldämpferplatten aus akustischem Material werden üblicherweise an Karosserieteilen oder Wänden mit Bolzen, die an der Karosseriewand befestigt sind, und Haltevorrichtungen, die in die Bolzen eingreifen, montiert. Die akustische Absorptionsfähigkeit geht in den Bereichen, in denen sich die Bolzen befinden, durch die Kompression der akustischen Materialplatte verloren, die erforderlich ist, um eine Delamination in den Bereichen zu vermeiden, in denen die Bolzen, die zur Montage der akustischen Materialplatte verwendet werden, eindringen. Darüber hinaus sind bekannte Befestigungselemente, die zur Montage von Schalldämpferplatten verwendet werden, schwer zu entfernen und verursachen häufig Schäden am Akustikmaterial, da zusätzliche Werkzeuge zum Entfernen der Befestigungselemente erforderlich sind, um eine Wartung im lokalen Bereich oder den Austausch der Schalldämpferplatten zu ermöglichen.
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Die US 2005 / 0 241 118 A1 beschreibt eine Klammer zum Befestigen eines zweiten Elements, wie z.B. eines Isolators, an einem ersten Element, wie z.B. einer Autokarosserie. Die Klammer umfasst eine erste Klammerkomponente, die an dem ersten Element angebracht ist, und eine zweite Klammerkomponente, die mit der ersten Klammerkomponente zusammenwirkt, um das zweite Element zu stützen. Die erste Klammerkomponente hat einen Flansch zum Berühren des ersten Elements, einen Schenkel, der sich von dem Flansch zum Einsetzen in ein Montageloch in dem ersten Element erstreckt, und einen Schaft, der sich von dem Flansch in einer Richtung entgegengesetzt zu dem Schenkel zum Eingreifen in die zweite Klammerkomponente erstreckt. Die zweite Klammerkomponente hat einen Flansch für den Kontakt mit dem zweiten Element, eine Röhre zur Aufnahme des Schafts und Sperrklinken im Inneren des Rohrs. Das Ende des Schaftes hat einen Abschnitt für den Eingriff mit den Sperrklinken, um das zweite Element zwischen den Flanschen zu klemmen.
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Die WO 2003 / 020 555 A1 beschreibt ein in einen Armaturenbrett-Schalldämpfer einzusetzenden Abstandshalter. Der Abstandshalter umfasst einen zylindrischen Hohlkörper, einen ersten Flansch, der sich von einem der Enden des Körpers radial nach außen erstreckt, einen zweiten Flansch (einen Kontaktflansch), der sich von dem anderen Ende des Körpers radial nach außen erstreckt, und eine Vielzahl von Eingriffsklinken, die sich jeweils von der Außenfläche des anderen Endes des Körpers in Richtung des ersten Flansches erstrecken. Die Eingriffssperrklinken umfassen eine elastische Eingriffssperrklinke und eine starre Eingriffssperrklinke. Der Kontaktflansch hat einen Außendurchmesser, der etwas größer ist als der Lochdurchmesser eines Montagelochs, das im Armaturenbrettschalldämpfer ausgebildet ist, damit der Abstandshalter leicht in das Montageloch eingesetzt werden kann. Jede der Eingriffsklinken hat eine äußere Form, die sich nach oben und außen erweitert, um das Einsetzen des Abstandshalters in das Montageloch zu ermöglichen, während die jeweiligen Mittelpunkte des Abstandshalters und des Montagelochs aufeinander ausgerichtet werden. Die elastische Eingriffsklinke ist so ausgelegt, dass sie nach dem Einsetzen des Abstandshalters in die untere Fläche einer Gummiplatte des Armaturenbrett-Schalldämpfers eingreift, um den Abstandshalter am Armaturenbrett-Schalldämpfer zu befestigen.
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Die
US 4 435 111 A beschreibt eine Kunststoffmutter bestehend aus einem zylindrischen Körper, in dessen rohrförmiger Wandung elastische Teile eingearbeitet sind, die an ihren Innenflächen mit Rückstellgewinden versehen sind. Wenn eine gewöhnliche Schraube einfach in die Mutter geschoben wird, greifen die Gegengewinde der Mutter untrennbar in die Schraubengewinde der Schraube ein. Die so gebildete Verbindung wird fest und dauerhaft gehalten. Das Lösen dieser Verbindung wird durch Drehen der Mutter um den Bolzen erreicht.
US 5 707 192 A beschreibt einen Verbindungsclip, der am Randbereich einer Platte installierbar ist, um einen dichten oder schwimmenden Zustand einzunehmen. Der Clip ist an einem Befestigungsloch in der Platte zentriert. Der Clip umfasst mindestens einen Zinken oder einen ähnlichen Greifmechanismus, der dafür ausgelegt ist, den Clip an einem Befestigungselement an Ort und Stelle zu halten, während das Befestigungselement festgezogen wird. Der Clip umfasst ferner einen Druckbegrenzungsmechanismus zum Begrenzen des Drucks, der von den Clipwänden ausgeübt wird, wenn sich das Befestigungselement in seiner endgültig festgezogenen Position befindet. Der Clip kann auch als Befestigungsmittel verwendet werden. Während die derzeitigen Einbauverfahren und Befestigungselemente für Schalldämpferplatten ihren Zweck erfüllen, bedarf es daher eines neuen und verbesserten Systems und Verfahrens zum Einbau von Schalldämpferplatten in Kraftfahrzeuge.
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Beschreibung der Erfindung
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Gemäß der Erfindung beinhaltet ein Schalldämpferbefestigungselement eine Kappe mit einer zylindrischen Form, die eine äußere Umfangswand und eine zylindrische Bohrung definiert. Ein Schalldämpfer-Materialkörper ist lokal komprimiert und teilweise in der zylindrischen Bohrung der Kappe eingefangen. Ein Rest des nicht in der zylindrischen Bohrung eingeschlossenen Schalldämpfer-Materialkörpers erstreckt sich radial nach außen und frei von der Kappe weg. Eine Endfläche der Kappe definiert eine Sitzfläche, um direkt mit einem planaren komprimierten Abschnitt einer Schalldämpferplatte in Kontakt zu treten. In einem eingebauten Zustand des Schalldämpferbefestigungselements ist die Kappe bezogen auf eine Montagerichtung zwischen dem Schalldämpfer-Materialkörper und der Schalldämpferplatte angeordnet.
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Gemäß einer Ausführungsfomr der vorliegenden Offenbarung beinhaltet die Endfläche der Kappe mehrere flexible Bisselemente.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung definiert jedes der Bisselemente eine Propellerform.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beinhaltet jedes der Bisselemente eine gekrümmte Stirnfläche, die so geformt ist, dass sie im Wesentlichen einem Krümmungsradius einer Außenfläche eines Schaftes eines Zapfens entspricht.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ermöglicht ein Spalt zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgenden der Bisselemente den einzelnen Bisselementen eine individuelle elastische Biegung.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist eine Öffnung, die durch die Stirnseite der Kappe geschaffen wurde, so bemessen, dass sie ein Befestigungselement aufnimmt, das sich auch durch eine Durchgangsöffnung erstreckt, die im Körper des Schalldämpfermaterials erzeugt wurde.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform beinhaltet die Kappe mehrere längliche Schlitze, die um die äußere Umfangswand der Kappe herum gebildet werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung sind die länglichen Schlitze im Wesentlichen parallel zu einer Länge der Kappe ausgerichtet.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beinhaltet die Kappe mehrere längliche, erhabene Rippen, die um die äußere Umfangswand der Kappe herum gebildet wurden.
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Weitere Anwendungsbereiche werden aus der hierin bereitgestellten Beschreibung ersichtlich. Es ist zu beachten, dass die Beschreibung und die spezifischen Beispiele nur dem Zweck der Veranschaulichung dienen und nicht dazu beabsichtigt sind, den Umfang der vorliegenden Offenbarung zu begrenzen.
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Figurenliste
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Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen lediglich der Veranschaulichung und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise einschränken.
- 1 ist eine perspektivische Vorderansicht eines Kraftfahrzeugs mit einer Schalldämpferplatte, die mithilfe von Befestigungselementen für Schalldämpfer gemäß einer exemplarischen Ausführungsform befestigt ist;
- 2 ist eine Vorderansicht mit Blick nach hinten auf die Schalldämpferplatte und die Karosserieplatte von 1;
- 3 ist eine perspektivische Ansicht eines Schalldämpferbefestigungselements gemäß einer exemplarischen Ausführungsform;
- 4 ist eine Querschnittsansicht, die in Abschnitt 4 von 2 aufgenommen wurde;
- 5 ist eine Seitenansicht einer exemplarischen Installation der Schalldämpferbefestigung von 3;
- 6 ist eine partielle perspektivische Ansicht einer Stirnwand des Schalldämpferbefestigungselements von 3;
- 7 ist eine seitliche Ansicht einer exemplarischen Entfernung des Schalldämpferbefestigungselements von 3; und
- 8 ist eine Querschnittsansicht ähnlich der 4.
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Detaillierte Beschreibung
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Die folgende Beschreibung ist ihrer Art nach lediglich exemplarisch und beabsichtigt nicht, die vorliegende Offenbarung, Anwendung oder Verwendungen zu begrenzen.
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Unter Bezugnahme auf 1 ist für ein Kraftfahrzeug 12 ein Fahrzeug-Schallabsorptionssystem 10 vorgesehen, um eine Schalldämpferplatte 14 aus einem akustischen Material lösbar an einer Fahrzeugstruktur oder Karosseriewand 16 durch Verbinden der Schalldämpferplatte 14 mit Befestigungsmitteln, die in Bezug auf die 3 bis 6 in einer Einbaurichtung 18 beschrieben sind, zu befestigen.
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Unter Bezugnahme auf 2 und erneut auf 1 kann die Fahrzeugkarosseriewand 16 beispielsweise eine Kofferraumwand, eine Türinnenverkleidung oder eine Motorraumwand sein, wobei mehrere Montagebolzen an der Fahrzeugkarosseriewand 16 vorinstalliert sind. Die Bolzen können einen ersten Bolzen 20, einen zweiten Bolzen 22, einen dritten Bolzen 24, einen vierten Bolzen 26 und einen fünften Bolzen 28 beinhalten. Die Anzahl der Bolzen ist nicht begrenzt und kann je nach Größe und Geometrie der an der Karosseriewand 16 zu befestigenden Schalldämpferplatte 14 mehr oder weniger als fünf Bolzen betragen. Jede Position eines der Bolzen kann ferner einen vertieften ebenen Abschnitt 30 beinhalten, um bei der Montage der in 1 dargestellten Schalldämpferplatte 14 einen direkteren Zugang zu jedem der Bolzen zu ermöglichen.
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Unter Bezugnahme auf 3 und erneut auf die 1 und 2 wird die Schalldämpferplatte 14 lösbar an jedem der an der Karosseriewand 16 befestigten Bolzen mit einem Schalldämpferbefestigungselement 32 befestigt. Jedes Befestigungselement 32 für den Schalldämpfer beinhaltet eine Kappe 34, die mehrere längliche Elemente 36 beinhaltet, wie beispielsweise vertiefte Schlitze oder erhabene Rippen, die um eine äußere Umfangswand 38 herum gebildet sind, die im Wesentlichen parallel zu einer Länge der Kappe 34 und einer Ausrichtung des Stifts ausgerichtet sind, wenn er sich durch die Kappe 34 erstreckt, wie der exemplarische Bolzen 20 zeigt. Die länglichen Elemente 36 können auch mehrere erhabene Rippen in den gleichen Positionen sein wie die länglichen Elemente 36, die Schlitze definieren. Die langgestreckten Elemente 36, wie beispielsweise erhabene Rippen oder vertiefte Schlitze, sorgen für einen verbesserten Reibungsgriff der Kappe 34 für die manuelle Montage oder das anschließende Entfernen der einzelnen Befestigungselemente 32 des Schalldämpfers. Die Kappe 34 ist im Allgemeinen zylindrisch geformt und kann aus einem Metallmaterial gebildet werden, das mit den im gleichen Umformvorgang gebildeten länglichen Elementen 36 gezogen oder gestanzt wird, oder sie kann so geformt werden, dass sie beispielsweise im Spritzgussverfahren aus einem Material wie einem Polymermaterial mit den damit ausgebildeten länglichen Elementen 36 hergestellt wird. Eine im Wesentlichen flache oder ebene Endfläche 40 der Kappe 34 ist als Auflagefläche für die direkte Kontaktierung der Schalldämpferplatte 14 vorgesehen.
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Ein Schalldämpfer-Materialkörper 42 ist lokal komprimiert und teilweise in einer zylindrischen Bohrung 44 der Kappe 34 gefangen. Ein Rest des Schalldämpfer-Materialkörpers 42, der nicht in der zylindrischen Bohrung 44 eingeschlossen ist, erstreckt sich radial nach außen und frei von der Kappe 34 weg. Durch die Endfläche 40 ist eine Öffnung 46 vorgesehen, um den Bolzen, wie den dargestellten Bolzen 20, verschiebbar aufzunehmen.
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Unter Bezugnahme auf 4 und nochmals auf die 1 bis 3 ist für einen Fahrzeugmotorraum wie folgt eine exemplarische Installation eines Schalldämpferbefestigungselements 32 vorgesehen. Der Bolzen, wie der exemplarisch dargestellte Bolzen 20, ist mit einem Befestigungskopf vorinstalliert, der an einer Fahrzeugkabine mit der Sichtfläche 48 der Fahrzeugkarosseriewand 16 anliegt, und kann einen Montageflansch beinhalten, der an einer gegenüberliegenden Motorraumsichtfläche 50 der Fahrzeugkarosseriewand 16 anliegt. Die Schalldämpferplatte 14 ist in ihrer Einbaulage gegen die Motorraumverkleidung 50 dargestellt. Die Schalldämpferplatte 14 beinhaltet eine vertiefte Fläche 52, die in der Nähe jeder Stelle, an der ein Bolzen aufgenommen wird, vorgeformt ist, an der schallabsorbierendes Material zumindest teilweise komprimiert wird. Die Schalldämpferplatte 14 wird weiterhin lokal an der Stelle der Durchdringung durch jeden Bolzen vollständig komprimiert, um eine vollständig komprimierte Schicht 54 zu bilden, die im Wesentlichen ebenflächig ist und im Wesentlichen parallel zur Motorraumgegenfläche 50 der Fahrzeugkarosseriewand 16 ausgerichtet ist. Jede vollständig komprimierte Schicht 54 ist vorgesehen, um eine Delamination der Schalldämpferplatte 14 in der Nähe jedes Zapfens während der Montage und mit dem Schalldämpferbefestigungselement 32 in einer eingebauten Position zu vermeiden. Eine Durchgangsöffnung 56 ist durch die vollständig komprimierte Schicht 54 vorgeformt, um den Durchgang jedes Zapfens, wie beispielsweise des exemplarischen Zapfens 20, zu ermöglichen. Im exemplarischen Aspekt erstreckt sich ein Schaft 57 des Zapfens 20 durch die Durchgangsöffnung 56 in einen Motorraum 58 des Fahrzeugs. Es sollte ersichtlich sein, dass der Motorraum 58 auch als Fahrzeugkofferraum, Türinnenraum oder dergleichen definiert werden kann, wenn eine Schalldämmung gewünscht wird.
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Das Schalldämpferbefestigungselement 32 ist so ausgerichtet, dass der Bolzen 20 in einer im Schalldämpfer-Materialkörper 42 erzeugten Durchgangsbohrung 60 aufgenommen wird, wenn das Schalldämpferbefestigungselement 32 in Montagerichtung 18 auf den Bolzen gedrückt wird. Die Endfläche 40 der Kappe 34 beinhaltet mehrere flexible Bisselemente oder Haltelaschen, wie beispielsweise ein gegenüberliegendes erstes Bisselement 62 und ein zweites Bisselement 64. Die Bisselemente greifen direkt reibschlüssig in eine Außenfläche 66 des Schaftes 57 des Zapfens 20 ein und „beißen“ in diese ein, um dem Lösen des Schalldämpferbefestigungselements 32 zu widerstehen. Die Schalldämpferbefestigung 32 wird auf den Bolzen gedrückt, bis die Endfläche 40 der Kappe 34 an der vollständig komprimierten Schicht 54 anliegt und somit sowohl die Schalldämpferplatte 14 als auch die Schalldämpfermaterialkarosserie 42 lösbar an der Karosseriewand 16 befestigt sind.
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Der in der zylindrischen Bohrung 44 der Kappe 34 aufgenommene Materialabschnitt des Schalldämpfer-Materialkörpers 42 sitzt gegen eine zylindrische Innenwand 68 der Kappe 34. Der verbleibende Abschnitt des Materials des Schalldämpfer-Materialkörpers 42 weist eine Außenfläche 70 auf, die so konfiguriert werden kann, dass sie einer Geometrie des vertieften Bereichs 52 nahe kommt und somit den vertieften Bereich 52 im Wesentlichen ausfüllen kann. In einer alternativen Konfiguration kann ein Spalt zwischen der Außenfläche 70 und dem vertieften Bereich 52 wie dargestellt beibehalten werden. Abgesehen von den Bolzen, wie der dargestellte Bolzen 20, ersetzt das schallabsorbierende Material des Schalldämpfer-Materialkörpers 42 im Wesentlichen das Schallabsorptionsmaterial, das entfernt wird, um jeden der vertieften Bereiche 52 und die vollständig komprimierten Schichten 54 zu bilden. Dadurch wird die gewünschte akustische Leistung des Fahrzeugs aufrechterhalten.
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Unter Bezugnahme auf 5 und nochmals auf die 1 bis 4 wird bei der Montage eines exemplarischen Schalldämpferbefestigungselements 32 die äußere Umfangswand 38 der Kappe 34 beispielsweise zwischen dem Daumen und einem oder mehreren Fingern einer Hand 72 eines Monteurs gegriffen. Bei der Montage des Schalldämpferbefestigungselements 32 ist keine Drehbewegung erforderlich, daher schiebt der Installateur das Schalldämpferbefestigungselement 32 in Einbaurichtung 18 bis zum vollständigen Sitz gegen die vollständig komprimierte Schicht 54. Die Bisselemente, wie das erste Bisselement 62 und ein zweites Bisselement 64, biegen sich elastisch ab, wenn die Kappe 34 auf den Bolzen 20 gleitet, wobei eine elastische Vorspannkraft erzeugt wird, die durch die elastische Durchbiegung der Bisselemente erzeugt wird und danach wirkt, um die Bisselemente in Reibungskontakt mit dem Bolzen 20 zu bringen. Die Größe oder der Freiraum, der durch die vertiefte Fläche 52 bereitgestellt wird, ist vorgegeben, um Platz für mindestens den Daumen und die Finger der Hand 72 des Installateurs während der Installation zu schaffen.
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Unter Bezugnahme auf 6 und erneut auf die 1 bis 5 definieren das erste Bisselement 62 und das zweite Bisselement 64 individuelle von mehreren Bisselementen, die die Endfläche 40 der Kappe 34 definieren. Die mehreren Bisselemente können auch ein drittes Bisselement 74 ein viertes Bisselement 76 ein fünftes Bisselement 78 und ein sechstes Bisselement 80 beinhalten. Jedes Bisselement kann eine „propellerförmige“ Winkelorientierung mit einer gekrümmten Stirnfläche 82 beinhalten, die so geformt ist, dass sie im Wesentlichen einem Krümmungsradius der Außenfläche 66 des Schaftes 57 des Zapfens 20 entspricht. Zwischen den beiden aufeinander folgenden Bisselementen ist ebenfalls ein Spalt 84 vorgesehen, der es den einzelnen Bisselementen ermöglicht sich während der Installation individuell elastisch zu biegen und individuell gegen die Außenfläche 66 zu beißen.
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Unter Bezugnahme auf 7 und erneut auf die 1 bis 6 können die Befestigungselemente 32 der vorliegenden Offenbarung entfernt werden, um eine Wartung im Motorraum 58 oder überall dort, wo eine ähnlich installierte Schalldämpferplatte vorgesehen ist, oder eine Reparatur und einen Austausch der Schalldämpferplatte 14 selbst zu ermöglichen. Jedes Befestigungselement 32 des Schalldämpfers kann mit der Hand 72 gegriffen und gegen den Uhrzeigersinn gedreht werden 86. Diese Drehung der Kappe 34 zusammen mit der „propellerförmigen“ Winkelorientierung der Bisselemente und der gekrümmten Stirnfläche 82 ermöglicht es der Kappe 34, sich von der Außenfläche 66 des Schaftes 57 des Zapfens 20 gewindefrei zu lösen.
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Unter Bezugnahme auf 8 und erneut auf 4 erzeugt eine Schallquelle 88, wie beispielsweise ein Fahrzeugmotor, ein oder mehrere Fahrzeugreifen oder dergleichen, Schallwellen 90, die normalerweise von der Schalldämpferplatte 14 im Wesentlichen auf Restschallwellen 92 abgeschwächt werden, bevor sie durch die Fahrzeugkarosseriewand 16 in einen Fahrgastraum 94 gelangen. Jedes der Schallquellen-Schalldämpferbefestigungselemente 32 (nur eines in dieser Ansicht) sorgt für zusätzliche Schallabsorption in den vertieften Bereichen 52 durch Abschwächung der Schallwellen 96, die auf die Schallquellen-Schalldämpferbefestigungselemente 32 treffen, um Restschallwellen 98 im Fahrgastraum 94 zu erzeugen. Darüber hinaus lenkt die gekrümmte Geometrie der Schallquellen-Schalldämpferbefestigungselemente 32 auch einen Abschnitt 100 der Schallwellen 96 ab, der mit jedem der Schallquellen-Schalldämpferbefestigungselemente 32 in die Schalldämpferplatte 14 einwirkt, um eine weitere Dämpfung zu erreichen.
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Ein Fahrzeugschalldämpfersystem 10 der vorliegenden Offenbarung bietet mehrere Vorteile. Dazu gehört die Bereitstellung eines akustischen Materialabsorbers mit dem Schalldämpferbefestigungselement 32, um die ansonsten verlorene akustische Absorptionsfähigkeit aufgrund der Kompression einer akustischen Materialplatte wiederherzustellen, die erforderlich ist, um eine Delamination in den Penetrationsbereichen der Bolzen zu vermeiden, die zur Befestigung der akustischen Materialplatte verwendet werden. Darüber hinaus ermöglicht die Kappenkonstruktion und das Verfahren zur Befestigung des Schalldämpferbefestigungselements 32 das manuelle Entfernen des Schalldämpferbefestigungselements 32, um das Entfernen, Warten oder Ersetzen der Schallabsorptionsmaterialplatte zu ermöglichen.
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Die Beschreibung der vorliegenden Offenbarung ist nur als Beispiel zu verstehen und Variationen, die sich nicht vom Kern der Erfindung entfernen, werden als im Rahmen der Erfindung befindlich vorausgesetzt. Solche Varianten sollen nicht als eine Abweichung vom Sinn und Umfang der Erfindung betrachtet werden.
