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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum akustischen Abdecken einer von einer Lenkwelle durchsetzten Öffnung in einer eine Fahrgastzelle von einem Motorraum räumlich trennenden Wandung der Karosserie eine Fahrzeugs, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 der Erfindung.
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Aus der
DE 197 12 847 A1 ist eine Vorrichtung zum Abdecken respektive Abdichten einer von einer Lenkwelle durchsetzten Öffnung in einer Stirnwand eines Kraftfahrzeugs bekannt, welche aus einer Hülse mit einer daran angesetzten Rinne besteht. In der Rinne befindet sich eine dauerelastische Masse. Die Hülse wird auf einem Absatz am Lenkgetriebe aufgesetzt. Als Gegenstück dazu ist ein Einsatzstück in der Stirnwand vorgesehen, das mit einer Messerleiste versehen ist. Beim Heranfahren des Lenkgetriebes an die Stirnwand während des Zusammenbaus des Fahrzeugs dringt besagte Messerleiste in die Dichtmasse ein, wodurch eine dauerhafte Abdichtung entstehen soll. In einem zwischen der Hülse und der Lenkwelle gebildeten Ringraum kann ein Dämmmaterial zur Geräuschdämpfung eingesetzt sein. Aus der
WO 2005/021 335 A1 ist des Weiteren eine Abdeckung einer von einer Lenkwelle durchsetzten Öffnung in einer Stirnwand eines Kraftfahrzeugs bekannt, welche durch eine Dämpfungsmatte aus einer schalldämpfenden Schaumschicht und zur Fahrgastzelle hin aus einer die Schaumschicht abdeckenden sogenannten Barriereschicht aus einem dichten elastischen oder flexiblen Material gebildet ist. Im Bereich besagter Öffnung verfügt die Dämpfungsmatte über einen zur Lenkwelle beabstandeten, dieselbe umschlingenden und sich in die Fahrgastzelle hinein erstreckenden zylindrischen Steg, wobei eine zur Lenkwelle achsparallel ausgebildete Innenkontur des Steges durch besagte Schaumschicht gebildet ist. Durch diese Maßnahme sollen durch die Öffnung hindurch in die Fahrgastzelle eindringende Geräusche respektive soll Luftschall gedämpft bzw. absorbiert werden.
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Aus der
GB 2 291 383 A ist eine geräuschdämpfende Einrichtung für eine Lenkwelle eines Kraftfahrzeugs bekannt, welche zum einen eine Lenkwelle vorsieht, die ihrerseits aus zwei koaxial zueinander angeordneten Teilen besteht, die wiederum fahrgastzellenseitig mittels einer Wellenkupplung untereinander verbunden sind. Die Wellenkupplung besteht aus zwei Scheiben, zwischen denen ein Elastomer angeordnet ist. Auf diese Weise soll die Übertragung von Körperschall, Vibrationen etc. aus dem Motorraum durch eine Öffnung in einer Stirnwand hindurch in die Fahrgastzelle über die Lenkwelle verhindert werden. Ferner ist die Wellenkupplung über eine Schaumschicht in eine Schale eingebettet, wobei die Schale Geräusche und Vibrationen in niedrigen Frequenzbereichen und die Schaumschicht Geräusche und Vibrationen in höheren Frequenzbereichen absorbieren soll. Besagte Schale ist zum Motorraum hin offen und bildet einen freien Ringraum aus, in welchen ein abgestellter ringförmiger Steg der Stirnwand hineinreicht. Hierdurch wird sozusagen ein Labyrinth gebildet, welches durch die Öffnung hindurchtretenden Luftschall durch Umlenkung desselben absorbieren soll.
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Die
DE 10 2007 005 371 A1 offenbart ein Rohrdichtungselement mit einer Dichtungsausbildung zwischen einem Rohr und einem Trennwanddurchgangsloch einer Trennwand, wobei das Rohr durch das Trennwanddurchgangsloch geführt wird, die Trennwand den Motorraum von der Fahrgastzelle eines Motorfahrzeugs trennt, und auf deren Fläche nahe der Fahrgastzelle ein geräuschdämpfendes Trennwandpolster mit einer Polsteröffnung anliegt, das größer als das Trennwanddurchgangsloch ist.
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Die
DE 41 23 494 A1 beschreibt eine Dichtungsvorrichtung zur geräuschdämmenden Überdeckung des lichten Raums zwischen einer lagestabilen Wand und einer eine Durchtrittsöffnung in dieser durchsetzenden drehbaren Welle, durch welche ein toleranzbedingter Versatz der Welle radial und axial zu einem Sollwert in der Durchtrittsöffnung dichtend ausgleichbar ist. Die Dichtungsvorrichtung weist zwei Rohrteile auf, die sich in Axialrichtung der Welle eingepasst überlappen, wobei in Axialrichtung ein vorgespanntes Federelement zwischen den beiden Rohrteilen liegt und wobei ein der Welle zugeordnetes Rohrteil unter Einhaltung eines radialen Abstands die drehbare Welle umschließt und mit dieser axial bewegbar ist. Das andere Rohrteil ist an der Wand festgelegt. Die Welle weist dabei einen radialen Bund auf, dessen Außendurchmesser größer als eine Innenbohrung des bewegbaren Rohrteils ist, und der unter flächiger Anlage auf einer Stirnfläche dieses Rohrteils verdrehbar und radial verschiebbar ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine im Hinblick auf den Stand der Technik alternative Anordnung zum akustischen Abdecken einer von einer Lenkwelle durchsetzten Öffnung in einer eine Fahrgastzelle von einem Motorraum räumlich trennenden Wandung der Karosserie eines Fahrzeugs zu schaffen, welche einfach und kostengünstig bewerkstelligbar ist und einen hohen Wirkungsgrad bzgl. Schalldämpfung und -dämmung aufweist.
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Ausgehend von einer Anordnung zum akustischen Abdecken einer von einer Lenkwelle durchsetzten Öffnung in einer eine Fahrgastzelle von einem Motorraum räumlich trennenden Wandung der Karosserie eines Fahrzeugs, wobei der Wandung fahrgastzellenseitig eine Schalldämpfungsmatte zugeordnet ist, welche im Bereich der Lenkwelle einen ringförmig abgestellten, dieselbe umgebenden Steg ausbildet, wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, dass in einem zwischen dem ringförmigen Steg der Schalldämpfungsmatte und der Wandung gebildeten Freiraum ein drehfest mit der Lenkwelle verbundener, jedoch zur Wandung der Karosserie und zum Steg der Schalldämpfungsmatte beabstandeter akustisch wirksamer Kragen angeordnet ist, wobei der Kragen und der Steg der Schalldämpfungsmatte zueinander korrespondierende, schallreflektierende Mantelflächen aufweisen.
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Durch Kombination des Steges der Schalldämpfungsmatte mit dem akustisch wirksamen Kragen der Lenkwelle ist eine wirkungsvollere Schalldämpfung und Schalldämmung als herkömmlich bewirkt, da eine Schallausbreitung zum einen durch Absorption von Luftschall und zum anderen durch Schallreflexion von sich ausbreitenden Luft- und/oder Körperschall zwischen den besagten Mantelflächen mittels einfachster und kostengünstiger Maßnahmen effektiv und nachhaltig, behindert wird.
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Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen oder Ausgestaltungen der Erfindung.
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Danach kann der Kragen vorteilhaft aus einem schallabsorbierenden respektive schalldämpfenden Schaum, insbesondere Kunststoffschaum, gebildet sein, wodurch insbesondere der Schalldämpfungseffekt noch weiter erhöht ist. Hier bietet sich im Ergebnis umfangreicher Versuche insbesondere ein Kragen aus einem offenporigen Schaum, insbesondere offenporigen Kunststoffschaum, an. Weiter vorteilhaft kann zumindest die schallreflektierende Mantelfläche des Kragens vermittels einer oder mehrerer Unstetigkeitsstellen schalldämmend ausgebildet sein, wodurch die an sich bereits bewirkte vorteilhafte Schallreflexion zwischen den besagten zueinander korrespondierenden, schallreflektierenden Mantelflächen weiter erhöht ist. Besonders vorteilhaft können sowohl die schallreflektierende Mantelfläche des Kragens, als auch die schallreflektierende Mantelfläche des, Steges der Schalldämpfungsmatte vermittels einer oder mehrerer Unstetigkeitsstellen schalldämmend ausgebildet sein, wodurch der Schallreflexionsgrad und damit die schalldämmende Wirkung noch weiter erhöht ist. Vorteilhafterweise können die Unstetigkeitsstellen durch lokale Ausnehmungen und/oder Erhebungen und/oder durch jedwede andere an sich bekannte Unstetigkeitsstellen ausbildende Oberflächenstruktur gebildet sein. Denkbar ist es z. B., Zacken, Zähne, Rillen und/oder dgl. mehr in den zueinander korrespondierenden, schallreflektierenden Mantelflächen des Steges und des Kragens vorzusehen. Wie die Erfindung weiter vorsieht, kann der akustisch wirksame Kragen als vorgefertigtes Formteil kraft-, form- und/oder stoffschlüssig mit der Lenkwelle verbunden sein, wodurch die Ausbildung der Lenkwelle mit einem derartigen Kragen besonders vereinfacht ist.
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Die Erfindung umfasst auch ein Fahrzeug, mit einer Anordnung der vorstehend beschriebenen Art.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand des in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die einzige Figur zeigt danach im Längsschnitt (teilweise geschnitten) den erfindungswesentlichen Bereich einer Fahrzeugkarosserie, nämlich den Bereich einer vorderen Wandung 1, auch als Stirnwand bezeichnet, welche die Fahrgastzelle 2 des Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs, vom Motorraum 3 desselben räumlich trennt und in ein Bodenblech 4 übergeht.
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Die Wandung 1 verfügt über eine Öffnung 5 zum Motorraum 3, welche von einer Lenkwelle 6 durchsetzt ist. Vorliegend ist besagte Lenkwelle 6 mit einem an sich bekannten Kreuzgelenk 6a ausgebildet, welches die mechanische Verbindung zu weiteren an sich bekannten, hier nicht näher dargestellten Lenkungsbauteilen gestattet und einen Freigang zwischen der Lenkwelle 6 und den benachbarten Karosserie- und sonstigen Bauteilen erfordert. Besagter Freigang beträgt in etwa 10 mm und gestattet herkömmlich in nachteiliger Weise den Durchtritt von Luftschall 7 aus dem Motorraum 3 in die Fahrgastzelle 2.
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Um diesem Problem zu begegnen, ist zunächst der Wandung 1 fahrgastzellenseitig eine an sich bekannte Schalldämpfungsmatte 8 zugeordnet, welche aus einem an sich bekannten akustisch aktiven Faser- oder Schaumstoffmaterial besteht und die Schallausbreitung durch Absorption von Luftschall behindert, indem Schallenergie in Schwingungsenergie umgewandelt und in der Folge Reflexion von Schallwellen gemindert wird. Bevorzugt ist besagte Schalldämpfungsmatte 8 mit der Wandung 1 vermittels an sich bekannter mechanischer Befestigungselemente und/oder stoffschlüssig durch Klebung verbunden (nicht näher dargestellt).
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Im Bereich der Lenkwelle 6 bildet des Weiteren besagte Schalldämpfungsmatte 8 einen ringförmig abgestellten, die Lenkwelle 6 in einem bestimmten Abstand umgebenden Steg 9 aus.
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In einem zwischen dem ringförmigen Steg 9 der Schalldämpfungsmatte 8 und der Wandung 1 gebildeten Freiraum 10 ist ferner ein drehfest mit der Lenkwelle 6 verbundener, jedoch zur Wandung 1 der Karosserie und zum Steg 9 der Schalldämpfungsmatte 8 beabstandeter akustisch wirksamer Kragen 11 derart angeordnet, dass der Kragen 11 und der Steg 9 zueinander korrespondierende, schallreflektierende Mantelflächen 12, 13 aufweisen.
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Der Kragen 11 ist dabei bevorzugt als vorgefertigtes Formteil aus einem schallabsorbierenden respektive schalldämpfenden Schaum, insbesondere offenporigen Kunststoffschaum gebildet und mit der Lenkwelle 6 kraft-, form- und/oder stoffschlüssig, insbesondere durch Klebung, drehfest verbunden.
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Die schallreflektierende Mantelfläche 12 des Kragens 11 ist vorliegend vermittels einer oder mehrerer, hier lediglich schematisch dargestellter Unstetigkeitsstellen 14 in Form von Ausnehmungen und Erhebungen schalldämmend ausgebildet. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf diese Ausführungsvariante, sondern erfasst auch eine Variante, bei der sowohl die schallreflektierende Mantelfläche 12 des Kragens 11 als auch die schallreflektierende. Mantelfläche 13 des Steges 9 der Schalldämpfungsmatte 8 in der vorbeschriebenen Art schalldämmend ausgebildet sind (nicht näher dargestellt).
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Die Funktionsweise der Erfindung ist wie folgt: Gesetzt den Fall, im Motorraum 3 bewirkter Luftschall 7 dringt durch die Öffnung 5 in den zwischen dem ringförmigen Steg 9 der Schalldämpfungsmatte 8 und der Wandung 1 gebildeten Freiraum 10 ein, so wird zunächst aufgrund der Ausbildung der Schalldämpfungsmatte 8 respektive dessen Steges 9 sowie des Kragens 11 aus schalldämpfenden Material dasselbe Energie vernichtend zum Schwingen angeregt. In der Folge ist die Reflexion von Schallwellen vorteilhaft gemindert. Die Schallwellen, welche noch als Luftschall 7 die Beabstandung zwischen den schallreflektierenden Mantelflächen 12, 13 des Kragens 11 und des Steges 9 in Richtung Fahrgastzelle 2 hindurch dringen, werden an besagten schallreflektierenden Mantelflächen 12, 13 aufgrund deren Unstetigkeitsstellen 14 mit großem Schallreflexionsfaktor reflektiert und somit wirkungsvoll gedämmt. Je größer besagter Schallreflexionsfaktor ist, desto stärker ist die schalldämmende Wirkung der schallreflektierenden Mantelflächen 12, 13.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Wandung
- 2
- Fahrgastzelle
- 3
- Motorraum
- 4
- Bodenblech
- 5
- Öffnung
- 6
- Lenkwelle
- 6a
- Kreuzgelenk
- 7
- Luftschall
- 8
- Schalldämpfungsmatte
- 9
- Steg
- 10
- Freiraum
- 11
- Kragen
- 12
- Mantelfläche (Kragen 11)
- 13
- Mantelfläche (Steg 9)
- 14
- Unstetigkeitsstellen