阅读说明：本技术 用于敞篷车的车顶元件和车顶和敞篷车 (Roof element for a convertible, roof and convertible ) 是由 P·霍勒 R·梅灵 T·施瑙费尔 S·博尔切特 C·斯皮克曼 D·塞博思 于 2019-02-05 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于敞篷车的第一车顶元件(1),所述第一车顶元件依次包括：外车顶层(2)、耦合层(3)、面状弓形部(4)、吸收体层(5)和内车顶层(6)。(The invention relates to a first roof element (1) for a convertible vehicle, comprising in sequence: the outer vehicle top layer (2), the coupling layer (3), the planar arch part (4), the absorber layer (5) and the inner vehicle top layer (6).)

用于敞篷车的车顶元件和车顶和敞篷车

技术领域

本发明涉及用于敞篷车的第一车顶元件和车顶以及包括这样的车顶的敞篷车。

背景技术

人们将敞篷车基本上分成两类：具有传统的借助于杆和底层结构张紧的织物车顶的敞篷车，即所谓的软顶；和具有金属的折叠车顶的敞篷车，即所谓的硬顶，所述硬顶由金属元件制成，该金属元件在车顶打开时存放在车尾区域中。

关于声学舒适度，织物车顶和金属的折叠车顶之间存在不同。绷紧的织物车顶的外形通过车顶杆确定，因为支撑结构在绷紧的外蒙皮中变得明显，这不能完全避免并且大多不对应于利于流动的形状，而在硬顶的情况中则实现在钣金外蒙皮的造型方面的许多自由度。除了硬顶的流体力学方面的最佳几何形状之外，折叠车顶中的车顶部段的机械强度也是有利的，这有助于在很大程度上避免风噪。与此相比，纺织物的车顶篷在由行驶运行中的车身绕流产生的压力特性方面更具灵活性，这又不应导致干扰性的空气声学。

在软顶中不利的是，软顶也基于低的自重通常不提供足够的隔音。穿过车顶区域输入的噪音相较于硬顶更明显被察觉。硬顶在敞篷车中提供高度的连贯印象，然而具有大的自重，并且硬顶大多基于其在面向车辆内部空间的侧上的低吸收性的表面而仅能够有限地吸纳和吸收在敞篷车中的声音。基于通过硬顶内部空间衬里的低吸收份额，仅能够吸收非常高频的噪音。主要输入源的噪音、如例如轮胎噪音大部分在车辆乘员的声学近场范围中被反射，这导致低的噪音舒适度。

除了上述用于敞篷车的车顶类型之外，另外存在由软顶和硬顶组成的混合形式，在所述混合形式中，车顶织物张紧到面状的元件、即所谓的面状弓形部上。由此，在与硬顶相比减小的自重的情况下，大多能够将车顶织物良好地张紧，从而车顶织物也在行驶期间在封闭的敞篷车中使车顶稳定以抵抗作用的流动力。DE 199448666A1描述一种带有在车顶盒中可下降的并且在外侧包括织物盖的车顶的轿车，其中，在织物盖的面向车辆内部空间的侧上设有加强板，所述加强板在车顶打开和关闭时相对彼此可运动，并且所述加强板在车顶的关闭状态中彼此紧密地贴靠成，使得穿过车顶面输入的环境噪音有效地被隔离。然而，以这样形式设置的隔音在乘员近场中不能合适地吸收噪音，从而总体上作用到车辆上的风噪一如既往地非常高。

发明内容

从该现有技术出发，本发明的任务是提供用于敞篷车的第一车顶元件以及车顶，其基于改进的隔音和提高的噪音吸收能够实现高的噪音舒适度。此外，本发明的任务是提供具有非常高的噪音舒适度的敞篷车。

该任务通过用于敞篷车的第一车顶元件解决，所述第一车顶元件具有多层的构造，并且至少依次包括如下层：外车顶层、耦合层、面状弓形部、吸收体层和内车顶层。

外车顶层在此是如下的层，所述层在第一车顶元件安装在敞篷车中时与敞篷车的环境处于连接中。外车顶层因此尤其是至少拒水的、最好还防水的蒙面材料，所述蒙面材料防止天气影响并且基于振动特性的改进而隔音地作用。

该隔音通过设置耦合层改进。耦合层不在细节方面作限制并且有助于改进第一车顶元件的视觉形象，其方式是，通过设置耦合层避免在耦合层下面的层的显现并且因此实现尽可能相同形状的且不受干扰的面状的外车顶层。

面状弓形部是面状的支撑结构，所述面状的支撑结构张紧和支持第一车顶元件。面状弓形部因此尤其用于第一车顶元件的机械刚性和负荷能力并且基于面状弓形部的面状伸展显著改进隔音。

优选吸收体层的优点是提高的吸收噪音的性能。吸收体层在第一车顶元件安装在用于敞篷车的车顶中时面向车辆的内部空间。因此，用于吸纳来自车辆的内部空间中的噪音的吸收性能是特别有意义的。

内车顶层，即所谓的天花板在第一车顶元件安装在敞篷车中时构成第一车顶元件的与车辆内部空间接触的层并且也是可见面。因此内车顶层的优点是视觉上吸引人的外观，并且还具有优化流动的性能，从而来自车辆内部空间的噪音能够被传递到吸收噪音的吸收体层上。内车顶层因此是透声的并且不用作反射声波的阻隔层。

根据本发明的第一车顶元件的各个层不必相应地完全重叠。更确切而言，各个层可以在其面状伸展中构造成较小或较大的或者在其他层前面突出或缩进。然而，基本上第一车顶元件的所有层能够在很大程度上重叠。特别优选第一车顶元件的织物状的层在面状弓形部前面突出，例如以便在第一车顶元件安装在敞篷车中时跨越整个车顶，而为了绷紧而设置的面状弓形部在此仅部分地设置。

另外的层能够使第一车顶元件完善。然而，优选地，为根据本发明的第一车顶元件提出的上述层决定性地限定第一车顶元件，因为因此能够以最小的层构造并因此以尽可能低的成本实现关于优化第一车顶元件的空气声学的最大功能。

基于其结构上的和功能上的构造，根据本发明的第一车顶元件的优点是高的隔音性能以及非常好的吸收噪音的性能，因此总的来说，相对于由钢制成的传统的硬顶，通过所述第一车顶元件能够提供低的自重、最佳的噪音舒适度。

从属权利要求包含本发明的有利的进一步构成和设计方案。

根据一种有利的进一步构成，外车顶层具有在1000g/m²至1500g/m²的范围内的并且尤其是在1100g/m²至1300g/m²的范围内的单位面积重量。由此能够提高外车顶层的尤其是在高的频率范围内的侵入隔离。作为替代方案或附加方案，外车顶层的层厚度为0.8mm至2mm并且尤其是1mm至1.5mm。尤其是如果外车顶层的单位面积重量在大约1200g/m²，则在1mm至1.5mm的范围内的层厚度对于非常良好的可成型性和高的隔音被证明为特别有利的。

根据本发明，除非另有说明，否则沿第一车顶元件的各个层的堆叠方向测量层厚度。

另一种有利的进一步构成规定，外车顶层包括塑料层。所述塑料层在细节方面不作限制，并且可以尤其是丙烯酸层、丁基橡胶层、聚对苯二甲酸乙二醇酯层或这些层的任意组合。

为了在外车顶层中不显现位于所述外车顶层下面的层的结构并且还为了进一步改进第一车顶元件的隔音性能，耦合层具有4mm至8mm、尤其是5.5mm至6.5mm的层厚度。在高频范围内的隔音方面，由选自聚酯、聚醚砜、聚丙烯酸酯、聚酰胺及其混合物的塑料纤维制成的无纺布被证明是特别有利的。

在本发明的意义上，无纺布应理解为由彼此不连接的松散地放在一起的纤维制成的面状物。无纺布的强度仅基于纤维本身的附着力。

进一步有利地，耦合层具有130g/m²至270g/m²、尤其是180g/m²至220g/m²的单位面积重量。

根据本发明的第一车顶元件的用于绷紧车顶元件的其余层的面状弓形部可以由金属的基材、如例如钢构成，并且可以以钢板构件的形式存在。因而这在应实现特别高的隔音时是有利的。基于在尽管非常高的刚性情况下的减少的自重，深冲板钩件、铝压铸构件或镁压铸构件作为钢板构件的替代方案被证明是有利的。

特别有利的是，蜂窝三明治结构作为面状弓形部，因为蜂窝三明治结构在最低限度的自重情况下具有高的机械刚性。蜂窝三明治结构应理解为具有不同层的两层或更多层的布置结构，在所述不同层中的至少一层以蜂窝、即所谓的蜂巢形式构成。已经表明，蜂窝结构具有对本发明有利的侵入隔离。

鉴于在非常良好的机械刚性的情况下的尽可能降低重量的实施方案，进一步有利地规定，钢板构件的层厚度为0.7mm至1mm，深冲板构件的层厚度为1.2mm至3mm，铝压铸构件的层厚度为1.2mm至2mm，镁压铸构件的层厚度为2.5mm至4mm，并且蜂窝三明治结构的层厚度为7mm至10mm。

鉴于在优化层结构的面状张紧的情况下对第一车顶元件的隔音性能的进一步改进，进一步有利地规定，蜂窝三明治结构包括纸蜂窝结构作为中间层，并且包括纤维复合塑料层、如例如碳纤维复合塑料(CFK)、和/或塑料层和/或轻金属层作为包围中间层的各个外层。纸蜂窝结构——其也以纸蜂窝(PHC)的名称已知——基于含纤维的结构而相对于不同频率范围的噪音具有非常高的隔离能力并且还具有吸收噪音的性能。

尤其是借助于成型板或铸造元件构成的轻金属层的优点在于低的自重和非常高的机械刚性。特别合适的轻金属是铝，铝能够以铝层的形式包围中间的蜂窝结构层。为此，铝层尤其设有粘合层，所述粘合层能够与中间的蜂窝结构层建立良好的结合。特别合适的粘合层在这里是丁基橡胶层。该丁基橡胶层是自粘的并且非常良好地粘合铝表面。

尤其是在轻金属层用作包围中间的蜂窝结构层的外覆盖层时，蜂窝三明治结构具有1000g/m²至6000g/m²、尤其是1500g/m²至5500g/m²的单位面积重量。

面状弓形部优选具有1kg/m²至9kg/m²、尤其是2.5kg/m²至4.5kg/m²的单位面积重量。

吸收体层进一步有利地具有8mm至15mm、尤其是10mm至13mm并且尤其是11.5mm至12.5mm的层厚度，由此能够改进吸收体层的吸收噪音的性能。作为替代方案或附加方案，有利的是，吸收体层具有在300g/m²至600g/m²并且尤其在400g/m²至500g/m²范围内的单位面积重量。如果单位面积重量在300g/m²至600g/m²之间，则在高频范围内的吸收度提高并且声音能够被非常良好地吸收。作为替代方案或附加方案，有利的是，吸收体层包括泡沫层、孔状吸收体层、缝隙吸收体层或含塑料纤维的层及其组合，其中，所述塑料纤维尤其选自聚酯、聚氨酯、聚丙烯、聚醚砜、聚丙烯酸酯、聚酰胺及其混合物。吸收体层另外也可以实施为多层的吸收体、实施为所谓的多层吸收体，并且包括不同种类的层组合。

泡沫层在这种情况下尤其良好地适合于隔离和吸收声音。

孔状吸收体和缝隙吸收体的主要不同点在于用于吸声的开口的造型。这些吸收体层有利地由具有对应的开口的塑料构成。聚丙烯良好地适合用作塑料。

如果吸收体层构造为含塑料纤维的层，则该含塑料纤维的层包括塑料纤维，所述塑料纤维优选选自聚酯、聚氨酯、聚丙烯、聚醚砜、聚丙烯酸酯、聚酰胺及其混合物，因为这些塑料纤维的优点在于非常良好的并且致密的、具有高密度的无纺布成品，从而可非常良好地实现在300g/m²至600g/m²范围内的单位面积重量。

特别有利的是，内车顶层构造为开孔的，从而不反射声音。开孔的车顶层尤其优选开孔的发泡塑料，并且特别优选内车顶层在这种情况下包括开孔的聚氨酯泡沫或聚甲基丙烯酰亚胺泡沫。

内车顶层另外也可以包括装饰层，该装饰层因而设置为可见层。

特别有利地，吸收体层是直接施加到面状弓形部上的泡沫层。如上面已经说明的那样，泡沫层的优点在于特别高的吸收声音的功能。为了简化根据本发明的第一车顶元件的制造，泡沫层可以喷射或发泡到面状弓形部上并且然后至少材料锁合地与面状弓形部连接。

进一步有利的是，鉴于第一车顶元件的简化制造，面状弓形部、吸收体层和内车顶层彼此连接并且实施为一个构件。

以下的有利实施方式在此是尤其有利的：

根据一种实施方式，面状弓形部构造为具有7mm至10mm的构件厚度的PHC蜂窝结构。构件厚度在这里不包括模制的肋条、运动杠杆的边缘区域和连接点。以泡沫、并且在这种情况下尤其是聚氨酯泡沫形式的吸收体层直接喷射在面状弓形部上，并且内车顶层以开孔的装饰层形式与所述泡沫连接，其中，内车顶层具有尤其是1mm至2mm的层厚度。

特别有利地，内车顶层在这里是透声的。

根据另一种实施方式，面状弓形部实施为具有0.7mm至20mm的层厚度的深冲板构件或实施为具有2mm至5mm的层厚度的压铸构件或实施为具有7mm至10mm的层厚度的PHC蜂窝结构和三明治结构，其中，具有2.5mm至3.5mm的层厚度和1750g/m²至1850g/m²的单位面积重量的多层吸收体与所述面状弓形部连接，并且具有1mm至3mm的层厚度的开孔的内车顶层与所述多层吸收体连接。

根据另一种有利的实施方式，面状弓形部实施为具有0.7mm至2mm的层厚度的深冲板构件或实施为具有2mm至5mm的层厚度的压铸构件或实施为具有4mm至6mm的层厚度的蜂窝结构或实施具有7mm至10mm的层厚度的PHC蜂窝结构，其中，具有1.5mm至3mm的层厚度和1mm至4mm的孔直径的孔状吸收体与所述面状弓形部连接，并且具有1mm至3mm的层厚度的开孔的内车顶层与所述孔状吸收体连接。

根据另一种有利的实施方式，面状弓形部实施为具有0.7mm至2mm的层厚度的深冲板构件或实施为具有2mm至5mm的层厚度的压铸构件或实施为具有4mm至6mm的层厚度的蜂窝结构或实施为具有7mm至10mm的层厚度的PHC蜂窝结构，其中，具有1.5mm至3mm的层厚度和1mm至4mm的缝隙宽度的缝隙吸收体与所述面状弓形部连接，并且具有1mm至3mm的层厚度的开孔的内车顶层与所述孔状吸收体连接。在这里，缝隙宽度应理解为缝隙的最宽的开口。

同样根据本发明，还描述一种用于敞篷车的车顶，所述车顶包括至少一个如上所述的第一车顶元件。通过使用根据本发明的第一车顶元件，能够同时在车顶的小的自重情况下实现非常好的隔音和噪音吸收。

关于对于根据本发明的车顶给出的限定，补充地参考关于根据本发明的第一车顶元件的实施方式。此外，对于根据本发明的第一车顶元件描述的优点、有利效果和进一步构成也用于根据本发明的车顶。

根据本发明的车顶可以包括一个或多个根据本发明的第一车顶元件。在这里尤其地，第一车顶元件的织物状的层构造成面状的并且连续的，以便覆盖和跨越敞篷车的整个车顶，而所述面状弓形部作为单独的面状的构件设置在第一车顶元件的其余的层之间，以便将第一车顶元件的织物状的层张紧。

根据车顶的鉴于敞篷车的构造，除了所述一个或多个第一车顶元件之外，还可以设置一个或多个第二车顶元件，所述一个或多个第二车顶元件例如形成各个第一车顶元件之间的接缝或所述一个或多个第一车顶元件与敞篷车的车身之间的连接部。如果要跨接的距离大于25mm，则能够有利地使用第二车顶元件。

在这里要使用的第二车顶元件有利地依次包括：外车顶层；发泡塑料、尤其是开孔的发泡塑料，其尤其是由开孔的聚氨酯或聚甲基丙烯酰亚胺制成；吸收体层；和内车顶层。外车顶层、吸收体层和内车顶层在此如上对于根据本发明的第一车顶元件所述那样构造，从而第二车顶元件的优点同样是高的隔音和高的噪音吸收。开孔的发泡塑料在这里比内覆盖层还更多地构造用于实现噪音吸收。

在车顶的一种有利的实施方式中，发泡塑料具有3mm至18mm、尤其是8mm至11mm的层厚度和/或在130kg/m³的密度的情况下具有390g/m²至2340g/m²、尤其是1040g/m²至1430g/m²的单位面积重量。所述层厚度和所述单位面积重量因此非常高，由此能够实现特别高的隔音和噪音吸收。该结构上的构造尤其适合于第二车顶元件，该第二车顶元件连接到特别强烈地遭受行车风的车身构件上，如例如在车顶与侧向车身框架之间的或在各个第一车顶元件之间的区域。所述第二车顶元件尤其还适用于除了第一车顶元件之外的车辆的C柱或侧面的、后部的和前部的结构。

此外，根据本发明，也描述一种敞篷车，所述敞篷车尤其构造为敞篷机动车，并且所述敞篷车包括如上公开的车顶。基于使用根据本发明的车顶，敞篷车的优点在于基于在其内部空间中的非常良好的声音吸收而实现的优化的空气声学，从而在敞篷车的内部空间中实现优化的空气声学水平。因此，基于非常好的被动声学，根据本发明的敞篷车的噪音舒适度是最佳的。

优选敞篷车的至少一个第一车顶元件包括透明的窗玻璃、尤其是敞篷车的后窗玻璃，从而敞篷车也能够实现良好的视野。

附图说明

本发明另外的细节、特征和优点从下面的说明书和附图中得出，在附图中：

图1是根据本发明的一个实施方式的用于敞篷车的第一车顶元件的层构造的示意性剖视图，并且

图2是根据本发明的一个实施方式的用于敞篷车的车顶。

具体实施方式

在附图中仅示出根据本发明的第一车顶元件和车顶的对本发明重要的元件。为了清楚起见，省略所有其余元件。此外，相同的附图标记标识相同的元件。

图1以剖视图详细地示出用于敞篷车的第一车顶元件1以及尤其是第一车顶元件的层构造或者说层布置结构。

第一车顶元件1具有外车顶层2，所述外车顶层构造成防水的并且具有1100g/m²至1300g/m²的、尤其是1450g/m²的单位面积重量和从1mm至1.5mm的层厚度。外车顶层2尤其是层压板，所述层压板包括丁基橡胶层，所述丁基橡胶层在两侧被两个丙烯酸酯层包围。外车顶层2构成第一车顶元件的最外部的层，所述最外部的层在安装在用于敞篷车的车顶中时与敞篷车的环境接触。

一层耦合层3连接到外车顶层2上。耦合层3具有4mm至8mm的层厚度并且要么构造为泡沫层(尤其是聚氨酯泡沫)，要么包括由聚酯、聚醚砜、聚丙烯酸酯、聚酰胺及其混合物制成的塑料纤维。

附图标记4表示面状弓形部。该面状弓形部用于张紧和稳定第一车顶元件1，即尤其是第一车顶元件1的织物状的层。该面状弓形部也决定性地对第一车顶元件1的隔音做出贡献并且以蜂窝三明治结构的形式存在，蜂窝三明治结构具有纸蜂窝结构作为中间层并且包括带有粘合层、尤其是丁基橡胶层的纤维复合塑料层和/或塑料层和/或轻金属层、尤其是铝层作为包围所述中间层的各个外层。

第一车顶元件1还包括吸收体层5。吸收体层5尤其具有11.5mm至12.5mm的层厚度和在400g/m²至500g/m²范围内的单位面积重量，从而实现尤其是在高频范围中的非常良好的噪音吸收。吸收体层尤其包括泡沫层、孔状吸收体层、缝隙吸收体层或含塑料纤维的层及其组合，其中，塑料纤维尤其选自聚酯、聚氨酯、聚丙烯、聚醚砜、聚丙烯酸酯、聚酰胺及其混合物。

在吸收体层5下面还设置有内车顶层6。内车顶层6在第一车顶元件1安装在敞篷车中时面向敞篷车的内部空间并且尤其在内部空间中可见。内车顶层6尤其包括开孔的发泡塑料、聚氨酯或聚甲基丙烯酰亚胺。由此，既能够满足对视觉上吸引人的车辆天花板的高要求，也能够满足关于避免声音反射的功能性要求。

面状弓形部4、吸收体层5和内车顶层1就此而言层状地彼此重叠地设置，使得它们彼此连接并且尤其实施为一个构件。

通过构成第一车顶元件1的各个层的层布置结构和设计获得具有如下优点的第一车顶元件，即，良好的隔音和噪音吸收的性能。

图2示出用于敞篷车的车顶10。车顶10包括三个第一车顶元件1a、1b、1c，它们能够分别如在图1示出的第一车顶元件1一样构造。第一车顶元件1a在此指向敞篷车前部，而第一车顶元件1c指向敞篷车车尾。

第一车顶元件1a、1b、1c经由车顶元件接缝8、9彼此连接。

车顶元件接缝8、9同样可以称为第二车顶元件7，车顶元件接缝8、9和侧向地设置的第二车顶元件7的特征同样是多层的层状结构或层结构，所述多层的层状结构或层结构依次包括外车顶层、尤其是由开孔的聚氨酯或聚甲基丙烯酰亚胺制成的开孔的发泡塑料、吸收体层和内车顶层，其中，外车顶层、吸收体层和内车顶层如以上对于来自图1的第一车顶元件1示出的那样构造。发泡塑料具有8mm至11mm的层厚度并且在密度为130kg/m3的情况下具有1040g/m²至1430g/m²的单位面积重量并且因此隔离从外部作用到敞篷车上的风噪并且同时吸收在敞篷车内部空间中存在的噪音。侧向的第二车顶元件7和车顶元件接缝8和9基于各个层的相对厚的层厚度和高的单位面积重量以优化风噪的方式设计。

车顶10还包括后部的第二车顶元件11和后部的密封接缝12，所述后部的密封接缝围绕后部的第二车顶元件11和此外设置的由硬玻璃制成的透明的窗玻璃13设置。后部的密封接缝12同样能够基于其结构上的层构造称为第二车顶元件11。后部的第二车顶元件11和后部的密封接缝12也构造为多层状的或者说多层的，其中，层构造对应于侧向的第二车顶元件7的层构造。发泡塑料具有8mm至11mm的层厚度并且在130kg/m³的密度的情况下具有1040g/m²至1430g/m²的单位面积重量。由此，后部的第二车顶元件11和后部的密封接缝12足够灵活，使得它们能够以符合轮廓的方式遵循车顶10的预设的形状并且能够实现良好的隔音。

车顶10在简单的结构和低的自重的情况下的优点是：相对于在车辆绕流中产生的噪音的高的隔音和在敞篷车的内部空间中存在的噪音的非常良好的噪音吸收，并且因此最适合于具有优化的声压水平的敞篷车。

附图标记列表

1 第一车顶元件

1a 第一车顶元件

1b 第一车顶元件

1c 第一车顶元件

2 外车顶层

3 耦合层

4 面状弓形部

5 吸收体层

6 内车顶层

7 侧向的第二车顶元件

8 车顶元件接缝

9 车顶元件接缝

10 车顶

11 后部的第二车顶元件

12 后部的密封接缝

13 窗玻璃