DE102018202771A1

DE102018202771A1 - Verdeckelement und Verdeck für ein Cabriolet-Fahrzeug und Cabriolet-Fahrzeug

Info

Publication number: DE102018202771A1
Application number: DE102018202771.4A
Authority: DE
Inventors: Ralf Mehling; Daniel Seiboth; Steffen Borchert; Thomas Schnaufer; Peter Holler; Christian Spickermann
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2018-02-23
Filing date: 2018-02-23
Publication date: 2019-08-29
Also published as: WO2019162075A1; CN111712378A; US11858323B2; US20210086599A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein erstes Verdeckelement (1) für ein Cabriolet-Fahrzeug umfassend in dieser Reihenfolge: eine äußere Verdecklage (2), eine Koppelschicht (3), einen Flächenspriegel (4), eine Absorberschicht (5) und eine innere Verdecklage (6).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein erstes Verdeckelement und ein Verdeck für ein Cabriolet-Fahrzeug sowie ein Cabriolet-Fahrzeug, das ein solches Verdeck umfasst.
Bei Cabriolet-Fahrzeugen unterscheidet man im Wesentlichen zwei Typen, solche mit klassischen Stoff-Verdecken, welche mittels Gestänge und Unterstruktur aufgespannt werden, so genannte Soft-Tops, und metallische Klappdächer, so genannte Hard-Tops, die aus Metallelementen bestehen, die beim Öffnen des Verdecks im Heckbereich abgelegt werden.
Hinsichtlich des akustischen Komforts gibt es Unterschiede zwischen Stoff-Verdecken und metallischen Klappdächern. Während die Außenform der ausgespannten Stoffverdecke durch die Verdeck-Gestänge bestimmt ist, insofern als dass sich die Stützstruktur in der ausgespannten Außenhaut abzeichnet, was sich nicht vollständig vermeiden lässt, und einer strömungsgünstigen Form meist nicht entspricht, ergeben sich beim Hard-Top viele Freiheitsgrade in der Formgebung der Blechaußenhaut. Neben der strömungsmechanisch optimalen Geometrie des Hard-Tops ist auch die mechanische Festigkeit der Dach-Segmente im Klappdach von Vorteil, was hilft, Windgeräusche weitestgehend zu vermeiden. Im Vergleich hierzu sind die textilen Verdeck-Bezüge bezüglich der anliegenden Druckverhältnisse aus der Karosserie-Umströmung im Fahrbetrieb nachgiebiger, was wiederum nicht zu störender Aeroakustik führen soll.
Nachteilig an den Soft-Tops ist, dass sie auch aufgrund des geringen Eigengewichts, oftmals keine ausreichende akustische Dämmung bieten. Die durch den Dachbereich eingetragenen Geräusche werden im Vergleich zu Hard-Tops deutlicher wahrgenommen. Hard-Tops bieten einen hohen Grad des Geschlossenheitseindrucks im Cabriolet-Fahrzeug, weisen jedoch ein großes Eigengewicht auf und sind zumeist aufgrund ihrer wenig absorbierenden Oberfläche an der dem Fahrzeuginnenraum zugewandten Seite nur bedingt in der Lage Schall im Cabriolet-Fahrzeug aufzunehmen und zu absorbieren. Aufgrund des geringen Absorptionsanteils durch die Hard-Top-Innenraumverkleidung können nur sehr hochfrequente Geräusche absorbiert werden. Geräusche der Haupteintragsquellen, wie z.B. Reifengeräusche, werden größtenteils im akustischen Nahfeldbereich des Fahrzeuginsassen reflektiert, was zu einem niedrigen Geräuschkomfort führt.
Neben den o.g. Verdecktypen für Cabriolet-Fahrzeuge gibt es des Weiteren eine Mischform aus Soft-Tops und Hard-Tops, in der ein Verdeckstoff auf flächigen Elementen, so genannten Flächenspriegeln, aufgespannt wird. Hierdurch kann zumeist, bei im Gegensatz zu den Hard-Tops reduziertem Eigengewicht, der Verdeckstoff gut aufgespannt werden, so dass er auch während der Fahrt im geschlossenen Cabriolet-Fahrzeug das Verdeck gegen die angreifenden Strömungskräfte stabilisiert. DE 199448666 A1 beschreibt einen Personenkraftwagen mit einem in einem Verdeckkasten versenkbaren und außenseitig einen Textilbezug aufweisenden Verdeck, wobei an der dem Fahrzeuginnenraum zugewandten Seite des Textilbezuges Versteifungsplatten vorgesehen sind, die beim Öffnen und Schließen des Verdeckes relativ zueinander bewegbar sind, und die im geschlossenen Zustand des Verdeckes derart dicht aneinander anliegen, dass die durch die Dachfläche eingetragenen Umgebungsgeräusche wirksam gedämmt werden. Eine in dieser Form vorgesehene akustische Dämmung kann jedoch nicht adäquat im Insassennahfeld Geräusche absorbieren, so dass die insgesamt auf das Fahrzeug einwirkenden Windgeräusche nach wie vor sehr hoch sind.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein erstes Verdeckelement sowie ein Verdeck für ein Cabriolet-Fahrzeug bereitzustellen, die aufgrund einer verbesserten akustischen Dämmung und einer erhöhten Geräuschabsorption einen hohen Geräuschkomfort ermöglichen. Darüber hinaus ist es eine Aufgabe der Erfindung ein Cabriolet-Fahrzeug mit sehr hohem Geräuschkomfort bereitzustellen.
Die Aufgabe wird durch ein erstes Verdeckelement für ein Cabriolet-Fahrzeug gelöst, das einen vielschichtigen Aufbau aufweist, und zumindest die nachfolgenden Schichten in der angegebenen Reihenfolge umfasst: eine äußere Verdecklage, eine Koppelschicht, einen Flächenspriegel, eine Absorberschicht und eine innere Verdecklage.
Die äußere Verdecklage stellt dabei die Lage dar, die beim Verbau des ersten Verdeckelements in einem Cabriolet-Fahrzeug mit der Umgebung des Cabriolet-Fahrzeugs in Verbindung steht. Die äußere Verdecklage ist daher insbesondere eine zumindest wasserabweisende, besser noch eine wasserdichte Bespannung, die Wettereinflüsse abwehrt und aufgrund einer Verbesserung des Schwingungsverhaltens geräuschdämmend wirkt.
Diese akustische Dämmung wird durch das Vorsehen der Koppelschicht verbessert. Die Koppelschicht ist im Einzelnen nicht beschränkt und trägt zur Verbesserung des optischen Erscheinungsbilds des ersten Verdeckelements bei, indem durch das Vorsehen der Koppelschicht Abzeichnungen von Schichten unterhalb der Koppelschicht vermeiden und damit eine möglichst gleichförmige und ungestörte flächige äußere Verdecklage erzielt wird.
Der Flächenspriegel ist eine flächige Stützstruktur, die das erste Verdeckelement aufspannt und ausstützt. Der Flächenspriegel dient somit insbesondere der mechanischen Steifigkeit und Tragkraft des ersten Verdeckelements und verbessert aufgrund seiner flächigen Ausdehnung die akustische Dämmung bedeutend.
Vorzugsweise zeichnet sich die Absorberschicht durch erhöhte geräuschabsorbierende Eigenschaften aus. Die Absorberschicht wird, bei Verbau des ersten Verdeckelements in einem Verdeck für ein Cabriolet-Fahrzeug, einem Innenraum des Fahrzeugs zugewandt. Daher sind absorbierende Eigenschaften zur Aufnahme von Geräuschen aus dem Innenraum des Fahrzeugs von besonderer Bedeutung.
Die innere Verdecklage, der so genannte Himmel, bildet, beim Verbau des ersten Verdeckelements in einem Cabriolet-Fahrzeug, die mit dem Fahrzeuginnenraum in Kontakt stehende Lage des ersten Verdeckelements und stellt auch eine Sichtfläche dar. Die innere Verdecklage ist also insbesondere durch ein optisch ansprechendes Aussehen gekennzeichnet, und weist ferner strömungsoptimierte Eigenschaften auf, so dass Geräusche aus dem Fahrzeuginnenraum an die geräuschabsorbierende Absorberschicht weitergegeben werden können. Die innere Verdecklage ist damit schalldurchgängig und wirkt nicht als Sperrschicht, an der Schallwellen reflektiert würden.
Die einzelnen Lagen des erfindungsgemäßen ersten Verdeckelements müssen sich nicht jeweils vollständig überlappen. Es ist vielmehr möglich, dass einzelne Lagen in ihrer flächigen Ausdehnung kleiner oder größer ausgebildet sind oder vor anderen Lagen hervorstehen oder zurückbleiben. Im Wesentlichen können jedoch alle Lagen des ersten Verdeckelements weitestgehend überlappen. Besonders bevorzugt stehen die stoffartigen Lagen des ersten Verdeckelements vor dem Flächenspriegel hervor, beispielsweise um, beim Verbau des ersten Verdeckelements in einem Cabriolet-Fahrzeug, das gesamte Dach zu überspannen, während hierbei zur Ausspannung vorgesehene Flächenspriegel lediglich abschnittsweise vorgesehen sind.
Weitere Lagen können das erste Verdeckelement komplettieren. Vorzugsweise definieren die vorstehenden für das erfindungsgemäße erste Verdeckelement angegebenen Lagen das erste Verdeckelement jedoch abschließend, da somit bei minimalem Schichtaufbau und damit möglichst niedrigen Kosten eine maximale Funktionalität im Hinblick auf eine Optimierung der Aeroakustik des ersten Verdeckelements erzielt werden kann.
Das erfindungsgemäße erste Verdeckelement zeichnet sich aufgrund seines strukturellen und funktionellen Aufbaus durch hohe geräuschdämmende und auch sehr gut geräuschabsorbierende Eigenschaften aus, so dass in Summe durch das erste Verdeckelement bei, gegenüber herkömmlichen Hard-Tops aus Stahl geringem Eigengewicht, ein optimaler Geräuschkomfort bereitgestellt werden kann.
Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung zum Inhalt.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weist die äußere Verdecklage ein Flächengewicht in einem Bereich von 1000 bis 1500 g/m² und insbesondere in einem Bereich von 1100 bis 1300 g/m², auf. Hierdurch kann die Einfügedämmung der äußeren Verdecklage, insbesondere in hohen Frequenzbereichen, erhöht werden. Alternativ oder additiv beträgt eine Schichtdicke der äußeren Verdecklage 0,8 bis 2 mm und insbesondere 1 bis 1,5 mm. Für eine sehr gute Formbarkeit und hoher Geräuschdämmung hat sich eine Schichtdicke in einem Bereich von 1 bis 1,5 mm als besonders vorteilhaft herausgestellt, insbesondere wenn das Flächengewicht der äußeren Verdecklage um etwa 1200 g/m² liegt.
Die Schichtdicke wird erfindungsgemäß, sofern nichts Anderweitiges angegeben ist, in Stapelrichtung der einzelnen Lagen des ersten Verdeckelements gemessen.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass die äußere Verdecklage eine Kunststoffschicht umfasst. Die Kunststoffschicht ist im Einzelnen nicht beschränkt und kann insbesondere eine Acrylschicht, eine Butylkautschukschicht, eine Polyethylenterephthalatschicht oder eine beliebige Kombination dieser Schichten sein.
Damit sich in der äußeren Verdecklage keine Strukturen der darunter liegenden Schichten abzeichnen und ferner zur weiteren Verbesserung der geräuschdämmenden Eigenschaften des ersten Verdeckelements, hat die Koppelschicht eine Schichtdicke von 4 bis 8 mm, insbesondere von 5,5 bis 6,5 mm. Gerade im Hinblick auf eine Geräuschdämmung im hochfrequenten Bereich haben sich Vliese aus Kunststofffasern die aus Polyester, Polyethersulfon, Polyacrylat, Polyamid und Mischungen daraus ausgewählt sind, als besonders vorteilhaft erwiesen.
Unter einem Vlies wird im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Flächengebilde aus lose zusammenliegenden Fasern verstanden, welche nicht miteinander verbunden sind. Die Festigkeit eines Vlieses beruht nur auf der fasereigenen Haftung.
Weiter vorteilhaft weist die Koppelschicht ein Flächengewicht von 130 bis 270 g/m², insbesondere von 180 bis 220 g/m², auf.
Der Flächenspriegel des erfindungsgemäßen ersten Verdeckelements, der zum Ausspannen der übrigen Lagen des Verdeckelements dient, kann aus einem metallischen Grundstoff, wie beispielsweise Stahl, gebildet und in Form eines Stahlblechbauteils vorliegen. Dies ist dann von Vorteil, wenn eine besonders hohe Geräuschdämmung erzielt werden soll. Aufgrund des reduzierten Eigengewichts bei dennoch sehr hoher Steifigkeit, haben sich als Alternative zu Stahlblechbauteilen Blech-Tiefziehbauteile, Aluminiumdruckgussbauteile oder Magnesiumdruckgussbauteile als vorteilhaft herausgestellt.
Besonders vorteilhaft sind Waben-Sandwichstrukturen als Flächenspriegel, da diese eine hohe mechanische Steifigkeit bei minimiertem Eigengewicht aufweisen. Unter einer Waben-Sandwichstruktur wird eine zwei- oder mehrschichtige Anordnung unterschiedlicher Schichten verstanden, von denen mindestens eine in Form von Honigwaben, so genannten honeycombs, ausgebildet ist. Es hat sich gezeigt dass eine Honigwabenstruktur eine für die Erfindung günstige Einfügedämmung aufweist.
Im Hinblick auf eine möglichst gewichtsreduzierte Ausführung bei sehr guter mechanischer Steifigkeit ist weiter vorteilhaft vorgesehen, dass eine Schichtdicke des Stahlblechbauteils 0,7 bis 1 mm, eine Schichtdicke des Blech-Tiefziehbauteils 1,2 bis 3 mm, eine Schichtdicke des Aluminiumdruckgussbauteils 1,2 bis 3 mm, eine Schichtdicke des Magnesiumdruckgussbauteils 2,5 bis 4 mm und eine Schichtdicke der Waben-Sandwichstruktur 7 bis 10 mm beträgt.
Im Lichte einer weiteren Verbesserung der geräuschdämmenden Eigenschaften des ersten Verdeckelements bei Optimierung der flächigen Aufspannung der Lagenstruktur, ist weiter vorteilhaft vorgesehen, dass die Waben-Sandwichstruktur als eine mittlere Schicht eine Papierwabenstruktur und als jeweils äußere, die mittlere Schicht umgebende Schichten, Faserverbundkunststoffschichten, wie z.B. Kohlenstofffaserverbundkunststoffen (CFK), und/oder Kunststoffschichten und/oder Leichtmetallschichten, umfasst. Die Papierwabenstruktur, die auch unter dem Namen paper-honey-comb (PHC) bekannt ist, weist aufgrund der faserhaltigen Struktur ein sehr hohes Dämmvermögen gegenüber Geräuschen unterschiedlicher Frequenzbereiche auf und hat zudem geräuschabsorbierende Eigenschaften.
Leichtmetallschichten, die insbesondere mittels Formblechen oder Gusselementen gebildet werden, zeichnen sich sowohl durch ein geringes Eigengewicht als auch durch eine sehr hohe mechanische Steifigkeit aus. Ein besonders geeignetes Leichtmetall ist Aluminium, das in Form von Aluminiumschichten eine mittlere Wabenstrukturschicht umgeben kann. Hierzu ist die Aluminiumschicht insbesondere mit einer adhäsiven Schicht versehen, die einen guten Verbund zu der mittleren Wabenstrukturschicht herstellen kann. Besonders geeignete adhäsive Schichten sind hierbei Butylkautschukschichten. Diese sind selbstklebend und kaschieren die Aluminiumoberfläche sehr gut.
Insbesondere bei der Verwendung von Leichtmetallschichten als äußere Deckschichten, die eine mittlere Wabenstrukturschicht umgeben, weist die Waben-Sandwichstruktur ein Flächengewicht von 1000 bis 6000 g/m², insbesondere von 1500 bis 5500 g/m², auf.
Der Flächenspriegel hat vorzugsweise ein Flächengewicht von 1 bis 9 kg/m², insbesondere von 2,5 bis 4,5 kg/m².
Weiter vorteilhaft weist die Absorberschicht eine Schichtdicke von 8 bis 15 mm, insbesondere von 10 bis 13 mm und insbesondere von 11,5 bis 12,5 mm, auf, wodurch die geräuschabsorbierenden Eigenschaften der Absorberschicht verbessert werden können. Alternativ oder additiv ist es von Vorteil, wenn die Absorberschicht ein Flächengewicht in einem Bereich von 300 bis 600 g/m² und insbesondere von 400 bis 500 g/m², aufweist. Liegt das Flächengewicht zwischen 300 und 600 g/m², ist der Absorptionsgrad im hochfrequenten Bereich erhöht und Schall kann sehr gut absorbiert werden. Alternativ oder additiv ist es von Vorteil, wenn die Absorberschicht eine Schaumschicht eine Lochabsorberschicht, eine Schlitzabsorberschicht oder eine kunststofffaserhaltige Schicht und Kombinationen davon umfasst, wobei die Kunststofffasern insbesondere ausgewählt sind aus Polyester, Polyurethan, Polypropylen, Polyethersulfon, Polyacrylat, Polyamid und Mischungen daraus. Die Absorberschicht kann zudem auch als mehrschichtiger Absorber, als so genannter Mehrschichtabsorber, ausgeführt sein und verschiedenartige Schichtkombinationen umfassen.
Schaumschichten sind hierunter besonders gut geeignet Schall zu dämmen und zu absorbieren.
Lochabsorber und Schlitzabsorber unterscheiden sich hauptsächlich in der Formgebung der Öffnungen zur Schallabsorption. Diese Absorberschichten sind vorteilhafterweise aus Kunststoff gebildet, der entsprechende Öffnungen aufweist. Gut geeignet ist Polypropylen als Kunststoff.
Ist die Absorberschicht als kunststofffaserhaltige Schicht ausgebildet, so umfasst diese Kunststofffasern, die vorzugweise ausgewählt sind aus Polyester, Polyurethan, Polypropylen, Polyethersulfon, Polyacrylat, Polamid und Mischungen daraus, da sich diese Kunststofffasern durch eine sehr gute und dichte Vliesbildung mit hoher Dichte auszeichnen, so dass ein Flächengewicht im Bereich von 300 bis 600 g/m² sehr gut erreichbar ist.
Besonders vorteilhaft ist die innere Verdecklage offenzellig ausgebildet, dass Schall nicht reflektiert wird. Unter offenzelligen Verdecklagen sind insbesondere offenzellige geschäumte Kunststoffe bevorzugt und besonders bevorzugt umfasst die innere Verdecklage hierunter einen offenzelligen Polyurethanschaum oder Polymethacrylimidschaum.
Die innere Verdecklage kann zudem auch eine Dekorlage umfassen, die dann als Sichtlage vorgesehen ist.
Besonders vorteilhaft ist die Absorberschicht eine Schaumschicht, die direkt auf den Flächenspriegel aufgebracht ist. Die Schaumschicht zeichnet sich, wie bereits vorstehend dargelegt, durch eine besonders hohe schallabsorbierende Funktion aus. Sie kann zur Vereinfachung der Herstellung des erfindungsgemäßen ersten Verdeckelements auf den Flächenspriegel aufgespritzt bzw. aufgeschäumt werden und ist dann mit dem Flächenspriegel zumindest stoffschlüssig verbunden.
Weiter vorteilhaft im Lichte einer vereinfachten Herstellung des ersten Verdeckelements sind der Flächenspriegel, die Absorberschicht und die innere Verdecklage miteinander verbunden und als ein Bauteil ausgeführt.
Folgende vorteilhafte Ausführungsformen sind dabei insbesondere von Vorteil:
Gemäß einer Ausführungsform ist der Flächenspriegel als PHC-Wabenstruktur mit einer Bauteildicke von 7 bis 10 mm ausgebildet. Die Bauteildicke umfasst hierbei keine eingeformten Rippen, Randbereiche und Anbindungspunkte von Kinematikhebeln. Eine Absorberschicht in Form eines Schaumes, und hierunter insbesondere eines Polyurethanschaumes, ist direkt auf dem Flächenspriegel aufgespritzt und mit dem Schaum ist die innere Verdecklage in Form einer offenzelligen Dekorlage verbunden, wobei die innere Verdecklage insbesondere eine Schichtdicke von 1 bis 2 mm aufweist.
Besonders vorteilhaft ist die innere Verdecklage hierbei schalldurchlässig.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Flächenspriegel als Blech-Tiefziehbauteil mit einer Schichtdicke von 0,7 bis 20 mm oder als Druckgussbauteil mit einer Schichtdicke von 2 bis 5 mm oder als PHC-Waben- und Sandwichstruktur mit einer Schichtdicke von 7 bis 10 mm ausgeführt, wobei mit dem Flächenspriegel ein Mehrschichtabsorber mit einer Schichtdicke von 2,5 bis 3,5 mm und einem Flächengewicht von 1750 bis 1850 g/m² und mit dem Mehrschichtabsorber eine offenzellige innere Verdecklage mit einer Schichtdicke von 1 bis 3 mm verbunden ist.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Flächenspriegel als Blech-Tiefziehbauteil mit einer Schichtdicke von 0,7 bis 2 mm oder als Druckgussbauteil mit einer Schichtdicke von 2 bis 5 mm oder als Wabenstruktur mit einer Schichtdicke von 4 bis 6 mm oder als PHC-Wabenstruktur mit einer Schichtdicke von 7 bis 10 mm ausgeführt, wobei mit dem Flächenspriegel ein Lochabsorber mit einer Schichtdicke von 1,5 bis 3 mm und einem Lochdurchmesser von 1 bis 4 mm und mit dem Lochabsorber eine offenzellige innere Verdecklage mit einer Schichtdicke von 1 bis 3 mm verbunden ist.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Flächenspriegel als Blech-Tiefziehbauteil mit einer Schichtdicke von 0,7 bis 2 mm oder als Druckgussbauteil mit einer Schichtdicke von 2 bis 5 mm oder als Wabenstruktur mit einer Schichtdicke von 4 bis 6 mm oder als PHC-Wabenstruktur mit einer Schichtdicke von 7 bis 10 mm ausgeführt, wobei mit dem Flächenspriegel ein Schlitzabsorber mit einer Schichtdicke von 1,5 bis 3 mm und einer Schlitzbreite von 1 bis 4 mm und mit dem Lochabsorber eine offenzellige innere Verdecklage mit einer Schichtdicke von 1 bis 3 mm verbunden ist. Unter einer Schlitzbreite wird hierbei die weiteste Öffnung des Schlitzes verstanden.
Ebenfalls erfindungsgemäß wird auch ein Verdeck für ein Cabriolet-Fahrzeug beschrieben, das mindestens ein wie vorstehend beschriebenes erstes Verdeckelement umfasst. Durch Verwendung des erfindungsgemäßen ersten Verdeckelements kann eine sehr gute Geräuschdämmung und Geräuschabsorption bei gleichzeitig geringem Eigengewicht des Verdecks erzielt werden.
Bezüglich der für das erfindungsgemäße Verdeck dargelegten Definitionen wird ergänzend Bezug genommen auf die Ausführungen zu dem erfindungsgemäßen ersten Verdeckelement. Ferner finden die für das erfindungsgemäße erste Verdeckelement beschriebenen Vorteile, vorteilhaften Effekte und Weiterbildungen auch Anwendung auf das erfindungsgemäße Verdeck.
Das erfindungsgemäße Verdeck kann ein oder mehrere erfindungsgemäße erste Verdeckelemente umfassen. Hierbei ist es insbesondere so, dass die stoffartigen Lagen der ersten Verdeckelemente flächig und durchgängig ausgebildet sind, um das gesamte Verdeck eines Cabriolet-Fahrzeugs zu bedecken und zu überspannen, während der oder die Flächenspriegel als separate flächige Bauteile zwischen den übrigen Lagen der ersten Verdeckelemente angeordnet sind, um die stoffartigen Lagen der ersten Verdeckelemente aufzuspannen.
Je nach Ausbildung des Verdecks im Lichte des Cabriolet-Fahrzeugs, kann zusätzlich zu dem einen oder den mehreren ersten Verdeckelementen ein oder können mehrere zweite Verdeckelemente vorgesehen sein, die beispielsweise Fugen zwischen den einzelnen ersten Verdeckelementen oder Verbindungen zwischen dem oder den ersten Verdeckelementen und der Karosserie des Cabriolet-Fahrzeugs bilden. Die zweiten Verdeckelemente können dann vorteilhaft eingesetzt werden, wenn ein zu überbrückender Abstand mehr als 25 mm beträgt.
Vorteilhaft umfasst das hierbei zu verwendende zweite Verdeckelement in dieser Reihenfolge: eine äußere Verdecklage, einen geschäumten Kunststoff, insbesondere einen offenzelligen geschäumten Kunststoff, insbesondere aus offenzelligem Polyurethan oder Polymethacrylimid, eine Absorberschicht und eine innere Verdecklage. Die äußere Verdecklage, die Absorberschicht und die innere Verdecklage sind dabei wie vorstehend für das erfindungsgemäße erste Verdeckelement beschrieben ausgebildet, so dass sich das zweite Verdeckelemente ebenfalls durch eine hohe Geräuschdämmung und eine hohe Geräuschabsorption auszeichnet. Der offenzellige geschäumte Kunststoff ist hierbei noch mehr als die innere Decklage dazu ausgebildet, eine Geräuschabsorption zu erzielen.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verdecks weist der geschäumte Kunststoff eine Schichtdicke von 3 bis 18 mm, insbesondere von 8 bis 11 mm, und/oder bei einer Dichte von 130 kg/m³ ein Flächengewicht von 390 bis 2340 g/m², insbesondere von 1040 bis 1430 g/m², auf. Die Schichtdicke und das Flächengewicht sind damit sehr hoch, wodurch eine besonders hohe Geräuschdämmung und auch Geräuschabsorption erreicht werden können. Dieser strukturelle Aufbau eignet sich insbesondere für zweite Verdeckelemente, die an Karosseriebauteile anbinden, die dem Fahrtwind besonders stark ausgesetzt sind, wie beispielsweise ein Bereich zwischen dem Verdeck und dem seitlichen Karosserierahmen oder auch zwischen den einzelnen ersten Verdeckelementen. Insbesondere ist das zweite Verdeckelement geeignet für die C-Säule eines Fahrzeugs oder seitliche, hintere und vordere Strukturen neben den ersten Verdeckelementen.
Ferner erfindungsgemäß wird auch ein Cabriolet-Fahrzeug beschrieben, das insbesondere als Cabriolet-Kraftfahrzeug ausgebildet ist, und das ein wie vorstehend offenbartes Verdeck umfasst. Aufgrund der Verwendung des erfindungsgemäßen Verdecks zeichnet sich das Cabriolet-Fahrzeug durch eine optimierte Aeroakustik aufgrund sehr guter Schallabsorption in seinem Innenraum aus, so dass im Innenraum des Cabriolet-Fahrzeugs ein optimiertes Aeroakustikniveau erzielt wird. Der Geräuschkomfort des erfindungsgemäßen Cabriolet-Fahrzeugs ist aufgrund der sehr guten Passivakustik damit optimal.
Vorzugsweise umfasst mindestens ein erstes Verdeckelement des Cabriolet-Fahrzeugs eine transparente Scheibe, insbesondere eine Heckscheibe des Cabriolet-Fahrzeugs, so dass das Cabriolet-Fahrzeug auch eine gute Rundumsicht ermöglicht.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Es zeigen:

1 eine schematische Schnittansicht eines Schichtaufbaus eines ersten Verdeckelements für ein Cabriolet-Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der Erfindung und
2 ein Verdeck für ein Cabriolet-Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

In den Figuren sind nur die erfindungswesentlichen Elemente des erfindungsgemäßen ersten Verdeckelements und des Verdecks dargestellt. Alle übrigen Elemente sind der Übersichtlichkeit halber weggelassen. Ferner beziffern gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente.
Im Detail zeigt 1 ein erstes Verdeckelement 1 für ein Cabriolet-Fahrzeug und insbesondere dessen Lagenaufbau bzw. Lagenanordnung im Schnitt.
Das erste Verdeckelement 1 weist eine äußere Verdecklage 2 auf, die wasserdicht ausgebildet ist und ein Flächengewicht von 1100 bis 1300 g/m², insbesondere von 1450 g/m², und eine Schichtdicke von 1 bis 1,5 mm aufweist. Die äußere Verdecklage 2 ist insbesondere ein Laminat, das eine Butylkautschukschicht umfasst, die beidseitig von zwei Acrylatschichten umgeben ist. Die äußere Verdecklage 2 bildet die äußerste Schicht des ersten Verdeckelements, die beim Verbau in einem Verdeck für ein Cabriolet-Fahrzeug mit der Umgebung des Cabriolet-Fahrzeugs in Kontakt gelangt.
An die äußere Verdecklage 2 schließt sich eine Lage einer Koppelschicht 3 an. Die Koppelschicht 3 hat eine Schichtdicke von 4 bis 8 mm und ist entweder als Schaumschicht (insbesondere Polyurethanschaum) ausgebildet, oder umfasst Kunststofffasern aus Polyester Polyethersulfon, Polyacrylat, Polamid und Mischungen davon.
Bezugszeichen 4 stellt einen Flächenspriegel, dar. Dieser dient der Aufspannung und Stabilisierung des ersten Verdeckelements 1, also insbesondere der stoffartigen Lagen des ersten Verdeckelements 1. Er trägt auch maßgeblich zur Geräuschdämmung des ersten Verdeckelements 1 bei und liegt in Form einer Waben-Sandwichstruktur vor, die als eine mittlere Schicht eine Papierwabenstruktur und als jeweils äußere, die mittlere Schicht umgebende Schichten, Faserverbundkunststoffschichten und/oder Kunststoffschichten und/oder Leichtmetallschichten, insbesondere Aluminiumschichten mit adhäsiven Schichten, insbesondere Butylkautschukschichten, umfasst.
Das erste Verdeckelement 1 umfasst ferner eine Absorberschicht 5. Die Absorberschicht 5 hat insbesondere eine Schichtdicke von 11,5 bis 12,5 mm und ein Flächengewicht in einem Bereich von 400 bis 500 g/m², so dass eine sehr gute Geräuschabsorption, insbesondere im hochfrequenten Bereich, erzielt wird.
Die Absorberschicht umfasst insbesondere eine Schaumschicht, eine Lochabsorberschicht, eine Schlitzabsorberschicht oder eine kunststofffaserhaltige Schicht und Kombinationen davon, wobei die Kunststofffasern insbesondere ausgewählt sind aus Polyester, Polyurethan, Polypropylen, Polyethersulfon, Polyacrylat, Polyamid und Mischungen daraus.
Unterhalb der Absorberschicht 5 ist ferner eine innere Verdecklage 6 angeordnet. Die innere Verdecklage 6 ist beim Verbau des ersten Verdeckelements 1 in einem Cabriolet-Fahrzeug dem Innenraum des Cabriolet-Fahrzeugs zugewandt und ist insbesondere im Innenraum sichtbar. Die innere Verdecklage 6 umfasst insbesondere einen offenzelligen geschäumten Kunststoff, der Polyurethan oder Polymethacrylimid umfasst. Hierdurch können sowohl die hohen Anforderungen an einen optisch ansprechenden Fahrzeughimmel als auch die funktionellen Erfordernisse in Bezug auf eine Vermeidung von Schallreflexion erfüllt werden.
Der Flächenspriegel 4, die Absorberschicht 5 und die innere Verdecklage 1 sind insofern lagenartig aufeinander angeordnet, dass sie miteinander verbunden und insbesondere als ein Bauteil ausgeführt sind.
Durch die Lagenanordnung und Ausgestaltung der einzelnen, das erste Verdeckelement 1 bildenden Lagen, wird ein erstes Verdeckelement erhalten, das sich durch sehr gute geräuschdämmende wie auch geräuschabsorbierende Eigenschaften auszeichnet.
2 zeigt ein Verdeck 10 für ein Cabriolet-Fahrzeug. Das Verdeck 10 umfasst drei erste Verdeckelemente 1a, 1 b und 1c, die jeweils wie das in 1 dargestellte erste Verdeckelement 1 ausgebildet sein können. Das erste Verdeckelement 1a weist dabei in Richtung der Front des Cabriolet-Fahrzeugs, während das erste Verdeckelement 1c in Richtung des Hecks des Cabriolet-Fahrzeugs weist.
Die ersten Verdeckelemente 1a, 1b und 1c sind über Verdeckelementfugen 8, 9 miteinander verbunden.
Die Verdeckelementfugen 8, 9 und das seitlich angeordnete zweite Verdeckelement 7, wobei die Verdeckelementfugen 8, 9 ebenfalls als zweite Verdeckelemente 7 bezeichnet werden können, zeichnen sich ebenfalls durch eine mehrlagige Schichtstruktur oder Lagenstruktur aus, die in der Reihenfolge eine äußere Verdecklage, einen offenzelligen geschäumten Kunststoff, insbesondere aus offenzelligem Polyurethan oder Polymethacrylimid, eine Absorberschicht und eine innere Verdecklage umfasst, wobei die äußere Verdecklage, die Absorberschicht und die innere Verdecklage wie vorstehend für das erste Verdeckelement 1 aus 1 dargestellt ausgebildet sind. Der geschäumte Kunststoff weist eine Schichtdicke von 8 bis 11 mm und bei einer Dichte von 130 kg/m³ ein Flächengewicht von 1040 bis 1430 g/m² auf und dämmt damit die Windgeräusche, die von außen auf das Cabriolet-Fahrzeug einwirken und absorbiert gleichzeitig die Geräusche, die im Innenraum des Cabriolet-Fahrzeug vorhanden sind. Das seitliche zweite Verdeckelement 7 und die Verdeckelementfugen 8 und 9 sind aufgrund der relativ dicken Schichtdicke und des hohen Flächengewichts der einzelnen Lagen das Windgeräusch optimierend ausgelegt.
Das Verdeck 10 umfasst ferner ein hinteres zweites Verdeckelement 11 und hintere Dichtfugen 12, die um das hintere zweite Verdeckelemente 11 und eine ferner vorgesehene transparente Scheibe 13 aus Hartglas, angeordnet sind. Die hinteren Dichtfugen 12 können ebenfalls, aufgrund ihres strukturellen Lagenaufbaus als zweites Verdeckelement 11 bezeichnet werden. Auch das hintere zweite Verdeckelemente 11 und die hinteren Dichtfugen 12 sind mehrschichtig bzw. mehrlagig aufgebaut, wobei der Lagenaufbau dem Lagenaufbau des seitlichen zweiten Verdeckelements 7 entspricht. Der geschäumte Kunststoff weist eine Schichtdicke von 8 bis 11 mm auf und hat bei einer Dichte von 130 kg/m³ ein Flächengewicht von 1040 bis 1430 g/m². Hierdurch sind das hintere zweite Verdeckelement 11 und die hinteren Dichtfugen 12 ausreichend flexibel, so dass sie den vorgegebenen Formen des Verdecks 10 konturengetreu folgen können und eine gute akustische Dämmung ermöglichen.
Das Verdeck 10 zeichnet sich bei einfacher Struktur und geringem Eigengewicht durch eine hohe Geräuschdämmung gegenüber den bei der Fahrzeugumströmung generierten Geräuschen und durch eine sehr gute Geräuschabsorption von im Innenraum des Cabriolet-Fahrzeugs vorherrschenden Geräuschen aus und ist damit für Cabriolet-Fahrzeuge mit optimiertem Schalldruckniveau bestens geeignet.
Bezugszeichenliste

1: erstes Verdeckelement
1a: erstes Verdeckelement
1b: erstes Verdeckelement
1c: erstes Verdeckelement
2: äußere Verdecklage
3: Koppelschicht
4: Flächenspriegel
5: Absorberschicht
6: innere Verdecklage
7: seitliches zweites Verdeckelement
8: Verdeckelementfuge
9: Verdeckelementfuge
10: Verdeck
11: hinteres zweites Verdeckelement
12: hintere Dichtfuge
13: Scheibe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 199448666 A1 [0005]

Claims

Erstes Verdeckelement (1) für ein Cabriolet-Fahrzeug umfassend in dieser Reihenfolge: - eine äußere Verdecklage (2), - eine Koppelschicht (3), - einen Flächenspriegel (4), - eine Absorberschicht (5) und - eine innere Verdecklage (6).
Erstes Verdeckelement nach Anspruch 1, wobei die äußere Verdecklage (2) ein Flächengewicht in einem Bereich von 1000 bis 1500 g/m², insbesondere von 1100 bis 1300 g/m² und/oder eine Schichtdicke von 0,8 bis 2 mm, insbesondere von 1 bis 1,5 mm, aufweist.
Erstes Verdeckelement nach Anspruch 1 oder 2, wobei die äußere Verdecklage (2) eine Kunststoffschicht umfasst, insbesondere eine Acrylschicht, eine Butylkautschukschicht, eine Polyethylenterephthalatschicht und beliebige Kombinationen daraus.
Erstes Verdeckelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Koppelschicht (3) eine Schichtdicke von 4 bis 8 mm, insbesondere von 5,5 bis 6,5 mm, aufweist und/oder wobei die Koppelschicht (3) eine Schaumschicht, insbesondere eine Polyurethanschaumschicht, umfasst und/oder wobei die Koppelschicht (3) Kunststofffasern umfasst, die ausgewählt sind aus Polyester, Polyethersulfon, Polyacrylat, Polamid und Mischungen daraus und/oder wobei die Koppelschicht (3) ein Flächengewicht von 130 bis 270 g/m², insbesondere von 180 bis 220 g/m², aufweist.
Erstes Verdeckelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Flächenspriegel (4) ein Stahlblechbauteil, ein Blech-Tiefziehbauteil, ein Aluminiumdruckgussbauteil, ein Magnesiumdruckgussbauteil oder eine Waben-Sandwichstruktur ist.
Erstes Verdeckelement nach Anspruch 5, wobei eine Schichtdicke des Stahlblechbauteils 0,7 bis 1 mm, eine Schichtdicke des Blech-Tiefziehbauteils 1,2 bis 3 mm, eine Schichtdicke des Aluminiumdruckgussbauteils 1,2 bis 3 mm, eine Schichtdicke des Magnesiumdruckgussbauteils 2,5 bis 4 mm und eine Bauteildicke der Waben-Sandwichstruktur 7 bis 10 mm beträgt und/oder wobei die Waben-Sandwichstruktur als eine mittlere Schicht eine Papierwabenstruktur und als jeweils äußere, die mittlere Schicht umgebende Schichten, Faserverbundkunststoffschichten und/oder Kunststoffschichten und/oder Leichtmetallschichten, insbesondere Aluminiumschichten mit adhäsiven Schichten, insbesondere Butylkautschukschichten, umfasst und/oder wobei die Waben-Sandwichstruktur ein Flächengewicht von 1000 bis 6000 g/m², insbesondere von 1500 bis 5500 g/m², aufweist.
Erstes Verdeckelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Absorberschicht (5) eine Schichtdicke von 8 bis 15 mm, insbesondere von 10 bis 13 mm und insbesondere von 11,5 bis 12,5 mm, aufweist und/oder wobei die Absorberschicht ein Flächengewicht in einem Bereich von 300 bis 600 g/m², insbesondere von 400 bis 500 g/m², aufweist und/oder wobei die Absorberschicht eine Schaumschicht, eine Lochabsorberschicht, eine Schlitzabsorberschicht oder eine kunststofffaserhaltige Schicht und Kombinationen davon umfasst, wobei die Kunststofffasern insbesondere ausgewählt sind aus Polyester, Polyurethan, Polypropylen, Polyethersulfon, Polyacrylat, Polyamid und Mischungen daraus.
Erstes Verdeckelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die innere Verdecklage (6) offenzellig ist und insbesondere einen offenzelligen geschäumten Kunststoff, insbesondere einen offenzelligen Polyurethanschaum oder Polymethacrylimidschaum, umfasst.
Erstes Verdeckelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Absorberschicht (5) eine Schaumschicht ist, die direkt auf den Flächenspriegel (4) aufgebracht ist.
Erstes Verdeckelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Flächenspriegel (4), die Absorberschicht (5) und die innere Verdecklage (1) miteinander verbunden als ein Bauteil ausgeführt sind.
Verdeck für ein Cabriolet-Fahrzeug umfassend mindestens ein erstes Verdeckelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Verdeck nach Anspruch 11 ferner umfassend ein zweites Verdeckelement (7, 8, 9, 11, 12) umfassend in dieser Reihenfolge: - eine äußere Verdecklage (2), - einen geschäumten Kunststoff, insbesondere einen offenzelligen geschäumten Kunststoff, insbesondere aus offenzelligem Polyurethan oder Polymethacrylimid, - eine Absorberschicht (5) und - eine innere Verdecklage (6), wobei die äußere Verdecklage (2), die Absorberschicht (5) und die innere Verdecklage (6) wie in den Ansprüchen des ersten Verdeckelements definiert sind.
Verdeck nach Anspruch 12, wobei der geschäumte Kunststoff eine Schichtdicke von 3 bis 18 mm, insbesondere von 8 bis 11 mm, und/oder bei einer Dichte von 130 kg/m³ ein Flächengewicht von 390 bis 2340 g/m², insbesondere von 1040 bis 1430 g/m², aufweist.
Cabriolet-Fahrzeug, insbesondere Cabriolet-Kraftfahrzeug, umfassend ein Verdeck (10) nach einem der Ansprüche 11 bis 13.
Cabriolet-Fahrzeug nach Anspruch 14, wobei mindestens ein erstes Verdeckelement (1c) eine transparente Scheibe (13), insbesondere eine Heckscheibe des Cabriolet-Fahrzeugs, umfasst.