DE19806122A1

DE19806122A1 - Schwingungsdämpfendes Profil

Info

Publication number: DE19806122A1
Application number: DE19806122A
Authority: DE
Inventors: Manfred Kroiss; Helmut Schneeweiss; Gerhard Muehlhofer; Mike Reichelt
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Kroiss Manfred 80636 Muenchen De
Priority date: 1998-02-14
Filing date: 1998-02-14
Publication date: 1999-08-19

Description

Die Erfindung betrifft ein schwingungsdämpfendes Profil zur Verklebung einer Fahr zeugscheibe mit einem Karosserierahmen sowie ein Verfahren zur Verklebung einer Fahrzeugscheibe in einem Karosserierahmen eines Kraftfahrzeuges unter Zwischenlage eines schwingungsdämpfenden Profils.

Fahrzeugscheiben werden durch Karosserieschwingungen zu Eigenschwingungen angeregt woraus eine unerwünschte Schallabstrahlung in den Innenraum des Fahrzeuges resultiert. Aus der DE 195 43 192 A1 ist ein Profil bekannt, bei dem durch eine Hohlkammer oder einen faltenartig ausgebildeten Profilabschnitt eine Schwingungsdämpfung erreicht wird. Die Verklebung des Profils mit dem Karosserierahmen erfolgt über eine Klebstoffraupe, die in eine Aufnahmerinne des Profils eingebracht wird.

Das bekannte Profil beansprucht in seiner Höhenerstreckung (d. h. senkrecht zur Fahrzeugscheibe) relativ viel Bauraum, da ein eigener schwingungsdämpfender Abschnitt vorgesehen ist. Bei zu geringer, in die Aufnahmerinne eingebrachter Kleb stoffmenge wird das Profil mit dem Karosserierahmen nicht einwandfrei verklebt, während bei einer zu großen Menge an Klebstoff die Gefahr besteht, daß der Kleb stoff aus der Aufnahmerinne austritt und hierdurch die Profilwand im Bereich der Hohlkammer bzw. des faltenartigen Profilabschnittes verstärkt, wodurch die Dämp fungseigenschaften verschlechtert werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, das bekannte Profil weiterzubilden sowie ein verbes sertes Verfahren zur Verklebung einer Fahrzeugscheibe mit dem Karosserierahmen eines Kraftfahrzeuges bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die Ansprüche 9 und 12 beschreiben erfindungsgemäße Verfahren zur Verklebung einer Fahrzeug scheibe in einem Karosserierahmen.

Durch die mit einem pastösen Material gefüllte Kammer des erfindungsgemäßen Profils wird gegenüber der luftgefüllten Kammer des bekannten Profils eine deutlich höhere Dämpfung erreicht. Durch die Verdrängung des pastösen Materials in Längs- oder Querrichtung der Kammer wird ein hohes Maß an kinetischer Energie in Reibungsenergie umgewandelt, so daß die Schwingungen der Karosserie ge dämpft auf die Fahrzeugscheibe übertragen werden und sich der Anteil des durch die Fahrzeugscheibe verursachten Schalldrucks im Innenraum verringert. Insbe sondere wird durch die Erfindung eine wirkungsvolle Schwingungsdämpfung in einem Frequenzbereich bis zu 300 Hz ermöglicht. Aufgrund der hohen Dämpfung des pastösen Materials kann die Größe der Kammer und damit die gesamte Bau höhe des Profils verringert werden. Gleichzeitig bleibt die Schubsteifigkeit der Pro filwände in Profillängsrichtung erhalten.

Unter dem "pastösen Material" ist bevorzugt ein Fluid mit hoher Viskosität zu verste hen. Neben diesen zähflüssigen Medien sind ebenso alle Stoffe oder Stoffgemische geeignet, die im wesentlichen inkompressibel sind und sich mit hohem innerem Reibungswiderstand verdrängen lassen, wie beispielsweise ein dünnflüssiges Me dium mit Festkörperpartikeln als Füllstoff. Durch Variation der Anzahl, Größe, Härte und Geometrie der Füllstoffe kann das Dämpfungsverhalten beeinflußt werden. Da neben ist es weiter denkbar, die Kammer des Profils mit einer Vielzahl kleiner, ku gelförmiger Partikel zu füllen.

Aus Gründen der Anschaulichkeit wird im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung durchgehend der Begriff "Fahrzeugscheibe" verwendet. Neben transpa renten Scheiben (Front-, Heck- oder Seitenscheiben) sind jedoch auch nicht durch sichtige, plattenförmige Elemente zum Verschließen einer Öffnung in einer Karos serie eines Fahrzeuges mit umfaßt, wie z. B. Außenhautbauteile zur Verkleidung der tragenden Struktur von Bussen, Transportern, Großraumlimousinen etc. Durch die Anbindung solcher Außenhautbauteile über erfindungsgemäße Profile kann eine Reduzierung störender Karosserieschwingungen erreicht werden.

Die Verdrängung des pastösen Materials wird beispielsweise durch elastische Wan dungen der Kammer (Anspruch 2) oder durch Ausgleichsvolumina außerhalb des Profils (Anspruch 3) ermöglicht.

Bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 4 weist die Kammer einen geschlosse nen Querschnitt auf. Der Hohlraum der schlauchartigen Kammer ist mit dem pastö sen Material befüllt, wobei die Befüllung beispielsweise von einem der Endab schnitte der Kammer erfolgt.

Demgegenüber erfolgt bei rinnenförmigen Kammern gemäß Anspruch 5 die Befül lung der Kammer entlang ihrer Längserstreckung. Derartige Kammern sind gemäß Anspruch 6 beispielsweise etwa U-förmig gestaltet, wobei sich durch konvex nach außen oder konkav nach innen gewölbte Schenkel (Anspruch 7) verbesserte Schwingungsdämpfungseigenschaften ergeben.

Das Verschließen der rinnenförmigen Kammer erfolgt durch Verkleben des Profils mit dem Karosserierahmen. Zur Vergrößerung der Klebefläche ist gemäß Anspruch 8 am Endabschnitt wenigstens eines Schenkels der Rinne ein Quersteg vorgese hen.

Anspruch 9 beschreibt ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Verklebung einer Fahrzeugscheibe in einem Karosserierahmen. Bei der Weiterentwicklung des Ver fahrens gemäß den Ansprüchen 10 und 11 wird ein Klebstoffmaterial in Rinnenform unmittelbar auf die Fahrzeugscheibe aufgebracht. Nach dem Aushärten des Kleb stoffmaterials liegt ein rinnenförmiges, mit der Fahrzeugscheibe verklebtes Profil mit etwa V- oder U-förmigem Querschnitt vor, in das nachfolgend das pastöse Material eingebracht wird. Anschließend wird die befüllte Kammer des Profils mit einer Decklage aus Klebstoffmaterial abdichtend verschlossen und die Fahrzeugscheibe in den Karosserierahmen eingebracht. Die Decklage stellt hierbei eine stoffschlüs sige Verbindung einerseits zur bereits ausgehärteten Rinne des Profils und ander seits zum Karosserierahmen her. Die Vormontageeinheit aus Fahrzeugscheibe aus aufgeklebtem, rinnenförmigem Profil kann zeitlich und örtlich unabhängig von der Endmontage der Fahrzeugscheibe hergestellt werden.

Bei dem Verfahren gemäß Anspruch 12 bringt ein Werkzeug ein befülltes Profil direkt auf die Fahrzeugscheibe auf. Dabei tritt einerseits aus einer Ringdüse des Werkzeugs ein "Klebstoffschlauch" aus, der unmittelbar mit der Scheibe verklebt, während andererseits durch eine im Inneren der Ringdüse angeordnete weitere Düse pastöses Material austritt, durch das der "Klebstoffschlauch" befüllt wird. Hier durch wird in einem Arbeitsgang mit geringem Aufwand ein schwingungsdämpfen des Profil hergestellt und auf eine Fahrzeugscheibe aufgebracht. Unmittelbar an schließend wird die Fahrzeugscheibe in den Karosserierahmen eingebracht, wo durch die Verklebung des noch nicht ausgehärteten Profils mit dem Karosse rierahmen erfolgt.

Gemäß Anspruch 13 kann die Menge des aus der Ringdüse austretenden Kleb stoffmaterials bzw. die Geschwindigkeit, mit der das Werkzeug relativ zur Fahr zeugscheibe bewegt wird, verändert werden, um entlang des Profils dessen Wandstärke zu variieren. Auch ist eine Variation der Austrittsgeschwindigkeit des pastösen Materials möglich, um die Füllmenge entlang des Profils zu verändern (Anspruch 14). Durch eine Abstimmung der Gesamtmenge des eingebrachten pa stösen Materials kann eine individuelle Anpassung der Scheibenverklebung an un terschiedliche Fahrzeugtypen erfolgen.

Anspruch 15 schützt ein Werkzeug, mit dem das Verfahren gemäß den Ansprüchen 12 bis 14 durchgeführt werden kann.

Anspruch 16 beschreibt ein Fahrzeug mit einem erfindungsgemäßen schwingungs dämpfenden Profil.

Gemäß Anspruch 17 wird vorgeschlagen, die Eckbereiche der Fahrzeugscheibe möglichst steif mit dem Karosserierahmen zu verkleben. Durch diese direkte Verkle bung der Eckbereiche kann die Fahrzeugscheibe eine nennenswerte Versteifung des Karosserierahmens bewirken, wobei nach wie vor entlang der Längsränder der Fahrzeugscheibe eine signifikante Schwingungsdämpfung erfolgt. Die Herstellung eines Profils für eine derartige Scheibenverklebung kann beispielsweise gemäß den Ansprüchen 13 und 14 erfolgen, indem in den Eckbereichen des Profils die aus der Ringdüse austretende Klebstoffmenge deutlich erhöht wird, bei gleichzeitiger Redu zierung der Menge des aus der inneren Düse austretenden pastösen Materials.

Bevorzugt wird, wie oben beschrieben, das Profil zunächst auf die Fahrzeugscheibe aufgeklebt und nachfolgend die Einheit aus Scheibe und Profil in den Karosse rierahmen eingebracht. Selbstverständlich kann jedoch das Profil in gleichwirkender Weise zunächst auf den Karosserierahmen aufgeklebt werden, mit anschließender Aufbringung der Fahrzeugscheibe.

Mögliche Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine prinzipielle Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Verbindung zwischen einer Fahrzeugscheibe und einem Karosserierahmen eines Kraftfahrzeuges,

Fig. 2 eine praxisgerechte Umsetzung der Erfindung mit einem Profil mit einer rinnenförmigen Kammer, im Querschnitt,

Fig. 3 eine bevorzugte Profilform im Querschnitt,

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbindung im Querschnitt,

Fig. 5 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Werkzeug zum Auf bringen eines Profils gemäß Fig. 4 und

Fig. 6 eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Profils mit einem Aus gleichsvolumen.

Fig. 1 zeigt das Prinzip der Erfindung anhand eines schlauchartigen Profils 1, das über jeweils eine Schicht 2 bzw. 3 eines Klebstoffmaterials einerseits mit einer Fahr zeugscheibe 4 und andererseits mit einem Karosserierahmen 6 verklebt ist. Der Karosserierahmen 6 begrenzt einen Karosserieausschnitt 7, beispielsweise für eine Frontscheibe eines Kraftfahrzeuges. Das schlauchartige Profil 1 schließt eine Kammer 14 ein, die mit einem pastösen Material 8 befüllt ist. Die Wandungen 9 des Profils 1 bestehen aus einem elastischen Material. Bei Schwingungen des Ka rosserierahmens 6 in Richtung des Doppelpfeils 10 wird das pastöse Material 8 in Querrichtung 11 des Profils bzw. in Längsrichtung (senkrecht zur Zeichenebene) verdrängt. Durch diese Verdrängung wird kinetische Energie in Reibungsenergie umgewandelt. Somit werden die Schwingungen der Karosserie gedämpft auf die Fahrzeugscheibe 4 übertragen.

Das schlauchartige, mit dem pastösen Material 8 befüllte Profil 1 wird z. B. beim Scheibenhersteller mit der Fahrzeugscheibe 4 verklebt (Klebstoffschicht 2). Die Vormontageeinheit aus Fahrzeugscheibe 4 und Profil 1 wird beim Fahrzeugherstel ler angeliefert, der die Scheibe 4 in an sich bekannter Weise mit einer dünnen Kleb stoffschicht 3 in das Fahrzeug einsetzt.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Profils 21, das direkt mit dem Karosserierahmen 6 verklebt wird. Das Profil 21 weist eine rinnenförmige Kammer 24 mit etwa U-förmigem Querschnitt auf, die auf ihrer scheibenabge wandten Seite offen ist. Durch diese in Längsrichtung des Profils 21 verlaufende Öffnung kann das pastöse Material 8 in einfacher Weise eingebracht werden.

Nachfolgend wird anhand der Fig. 2 der Ablauf der Verklebung der Fahrzeug scheibe 4 mit dem Karosserierahmen 6 beschrieben: Zunächst wird das Profil 21 mit Hilfe eines- Werkzeugs mit einer U-förmigen Austrittsdüse unmittelbar auf die Fahrzeugscheibe 4 aufgetragen, wobei eine stoffschlüssige Verbindung des Steges 22 des Profils 21 mit der Scheibe 4 erfolgt. Das zur Bildung des Profils 21 verwendete Klebstoffmaterial härtet nachfolgend aus. Die U-förmige Kammer 24 mit ihren Seitenwänden 23 wird nachfolgend mit pastösem Material 8 befüllt. An schließend wird die Kammer 24 durch eine Abschlußwand 25 aus Klebstoffmaterial verschlossen. Querstege 26 an den Enden der Seitenwände 23 vergrößern die Verbindungsfläche zwischen dem bereits ausgehärteten Klebstoffmaterial der Kammer 24 und dem noch "aktiven" Klebstoffmaterial der Verschlußwand 25. Un mittelbar danach wird die Einheit aus Fahrzeugscheibe 4 und Profil 21 auf den Ka rosserierahmen 6 aufgebracht, wobei sich die Verschlußwand 25 stoffschlüssig mit dem Karosserierahmen 6 verbindet.

Als Klebstoffmaterial für das Profil 21 eignet sich beispielsweise das Material Sika flex-250 PC-C der Fa. Sika AG, Zürich. Das pastöse Material 8 wird z. B. von einem abgeblockten Klebstoff gebildet. Auch können Öle oder Dispersionen verwendet werden.

Fig. 3 zeigt eine bevorzugte Profilform eines erfindungsgemäßen Profils 31. Das Profil 31 weist einen Steg 32 auf, der mit der Fahrzeugscheibe 4 verklebt wird. An diesen Steg schließen sich Schenkel 33 mit nach außen abgewinkelten Abschnitten 37 und 38 an. Die Schenkel 33 enden in Querstegen 39, die jeweils einen inneren und einen äußeren Überstand 40 bzw. 41 bilden. Durch die Überstände 40 und 41 wird die Klebefläche (in Bezug auf eine Verschlußwand 25 oder unmittelbar einen Karosserierahmen 6) vergrößert. Hierdurch wird die Scheibe 4 sicher gehalten und ein Austreten des pastösen Materials 8 aus der Kammer 34 des Profils 31 verhin dert. Durch die Überstände 41 wird das pastöse Material 8 weitestgehend von der Verschlußwand 25 getrennt und somit einer mangelhaften Verklebung entgegen gewirkt. Die äußeren Überstände 40 schließlich verhindern, daß sich das Kleb stoffmaterial der Verschlußwand 25 die Eckbereiche 42 in ungewollter Weise ver steift.

Fig. 4 zeigt ein Profil 51, das eine geschlossene Kammer 54 bildet. Eine erste Wand 52 der Kammer 54 ist zur Verklebung mit der Fahrzeugscheibe 4 ausgebil det, während eine zweite Wand 59 die Anlagefläche für den Karosserierahmen 6 bildet. Die Verformung des Profils 51 wird über elastische Seitenwände 53 ermög licht.

Die Herstellung des Profils 51 erfolgt über ein Werkzeug 60, wie in Fig. 5 darge stellt. Das Werkzeug 60 weist eine äußere Düse 61 mit einem rechteckförmigen Querschnitt entsprechend dem Querschnitt des Profils 51 auf. Der Düse 61 wird Klebstoffmaterial über eine Zuführung 62 zugeführt. Konzentrisch zur äußeren Düse 61 ist eine innere Düse 63 angeordnet, die das Innere des aus Klebstoffmaterial geformten Profils 51 simultan mit pastösem Material 8 füllt. Die innere Düse 63 wird über eine Zuführung 64 mit dem pastösen Material 8 versorgt.

Neben Ringdüsen mit einem rechteckförmigen Querschnitt können selbstverständ lich auch andersartige geformte Düsen eingesetzt werden, z. B. Ringdüsen mit kreisrundem, ovalem, trapezförmigem oder beliebig gestaltetem Querschnitt.

Durch die Aufbringung des Profils 51 auf die Fahrzeugscheibe 4 in einem einzigen Arbeitsgang ergeben sich besonders niedrige Montage- und Fertigungskosten. Die Fahrzeugscheibe 4 kann unmittelbar nach dem Aufbringen des mit pastösem Mate rial 8 befüllten Profils 51 auf den Karosserierahmen 6 aufgelegt werden. Wie Versu che der Anmelderin ergeben haben, ist bei geeigneter Wahl des Klebstoffmaterials die Festigkeit der noch nicht ausgehärteten Wandungen 52, 53 und 59 des Profils 51 ausreichend, um die Gewichtskraft der Fahrzeugscheibe 4 und den aufgebrach ten Anpreßdruck bei der Montage aufnehmen zu können.

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit einem Hohlprofil 71, das mit pastösem Material 8 befüllt ist. An das Profil 71 ist wenigstens eine Leitung 72 angeschlossen, die die Verbindung zu einem Ausgleichsvolumen 73 herstellt. Durch diese Ausgestaltung kann eine Verdrängung des pastösen Materials 8 erfol gen und somit ein Dämpfungseffekt erzielt werden. Das Ausgleichsvolumen 73 weist bevorzugt elastische Wandungen 74 und/oder eine Gasfüllung 75 auf.

Claims

1. Schwingungsdämpfendes Profil zur Verklebung einer Fahrzeugscheibe mit einem Karosserierahmen, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil (1, 21, 31, 51, 71) wenigstens eine Kammer (14, 24, 34, 54) aufweist, die mit einem pastösen Material (8) befüllt ist.

2. Profil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung der Kammer (14, 24, 34, 54) ela stisch ist.

3. Profil nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer an wenigstens ein außerhalb des Profils (71) liegend es Ausgleichsvolumen (73) angeschlossen ist.

4. Profil einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (14, 54) schlauchartig ausgebildet ist.

5. Profil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (24, 34) rinnenförmig ausgebildet ist.

6. Profil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (24, 34) im Querschnitt etwa U- förmig ist und zwei Schenkel (23, 33) aufweist, die durch einen Steg (22, 32) miteinander verbunden sind.

7. Profil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel (33) nach außen oder nach innen gewölbt sind.

8. Profil nach Anspruch 6 und/oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß an dem freien Ende zumindest eines Schenkels (23, 33) ein etwa quer zur Erstreckung des Schenkeis (23, 33) verlaufender Quersteg (26, 39) vorgesehen ist.

9. Verfahren zur Verklebung einer Fahrzeugscheibe in einem Karosserierahmen eines Kraftfahrzeuges unter Zwischenlage eines schwingungsdämpfenden Profils, gekennzeichnet durch die nachfolgenden Schritte:

1. Das Profil (21, 31) ist rinnenförmig ausgebildet und wird so mit der Fahr zeugscheibe (4) verklebt, daß die offene Seite des Profils (21, 31) von der Fahrzeugscheibe (4) weg weist.
2. In die Rinne des Profils (21, 31) wird ein pastöses Material (8) einge bracht.
3. Das Profil (21, 31) wird mit dem Karosserierahmen (6) verklebt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das rinnenförmige Profil (21, 31) von einem Klebstoffmaterial gebildet wird, das mittels einer entsprechend geformten Düse auf die Fahrzeugscheibe (4) aufgebracht wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9 und/oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das rinnenförmige Profil (21, 31) mit einer Decklage (25) aus einem Klebstoffmaterial verschlossen wird.

12. Verfahren zur Verklebung einer Fahrzeugscheibe in einem Karosserierahmen eines Kraftfahrzeuges unter Zwischenlage eines schwingungsdämpfenden Profils, gekennzeichnet durch die nachfolgenden Schritte:

1. Mittels eines Werkzeuges (60) mit einer Ringdüse (61) wird Klebstoff material so auf die Fahrzeugscheibe (4) aufgebracht, daß ein schlauchartiges Profil (51) entsteht.
2. Gleichzeitig mit der Aufbringung des Klebstoffmaterials auf die Fahr zeugscheibe (4) wird das Profil (51) mittels einer innerhalb der Ringdüse (61) angeordneten weiteren Düse (63) mit einem pastösen Material (8) befüllt.
3. Das Profil (51) wird mit dem Karosserierahmen (6) verklebt.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des aus der Ringdüse (61) austre tenden Klebstoffmaterials relativ zur Geschwindigkeit, mit der das Werkzeug (60) entlang der Fahrzeugscheibe (4) bewegt wird, verändert wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12 und/oder 13 dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des aus der inneren Düse (63) aus tretenden pastösen Materials relativ zur Geschwindigkeit, mit der das Werk zeug (60) entlang der Fahrzeugscheibe (4) bewegt wird, verändert wird.

15. Werkzeug (60) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 12 bis 14, mit einer Ringdüse (61) zur Ausbringung von Klebstoffmaterial so wie einer innerhalb der Ringdüse (61) angeordneten weiteren Düse (63) zur Ausbringung eines pastösen Materials (8).

16. Fahrzeug mit einer Fahrzeugscheibe (4), die mittels eines Profils (1, 21, 31, 51, 71) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 mit einem Karosserierahmen (6) verbunden ist.

17. Fahrzeug nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Steifigkeit des Profils (1, 21, 31, 51, 71) in den Eckbereichen der Fahrzeugscheibe (4) deutlich höher ist als in den übri gen Bereichen.