CH699250B1 - Verfahren zur Herstellung eines schallabsorbierenden Schlitzlochbleches sowie Schlitzlochblech. - Google Patents

Abstract

Das vorliegende schallabsorbierende Schlitzlochblech weist dreidimensional verformte Öffnungen (3.2, 4.1–4.6) auf. Die Öffnungen (3.2, 4.1–4.6) bestehen in länglichen Schlitzen in einem Verhältnis von 1 zu 1 bis 1 zu 500 (Verhältnis Breite zu Länge). Die schallabsorbierende Wirkung wird durch eine gezielte Ungleichheit der Öffnungen (3.2, 4.1–4.6) verstärkt. Das Verfahren zur Herstellung des schallabsorbierenden Schlitzlochblechs ist dadurch gekennzeichnet, dass durch das Eindrücken gezielter Formen in einem Rollverfahren Materialeinschnürungen erzeugt werden, welche durch Bearbeitung in einer Noppen-Prägeanlage (5.5) gezielt aufplatzen, sodass die dreidimensional verformten Öffnungen (3.2, 4.1–4.6) entstehen.

Description

  [0001]    Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines schallabsorbierenden Schlitzlochblechs gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein schallabsorbierendes Schlitzlochblech gemäss Anspruch 7.

  

[0002]    Die Erfindung ist im technischen Gebiet der akustisch wirksamen Plattenmaterialien angesiedelt.

  

[0003]    Hinsichtlich der Funktion ähnliche Lochbleche werden im Automobilbau als Hitzeschilde und als schallabsorbierende Elemente im Gebäude- und Strassenbau eingesetzt, dies beispielsweise in Produktionshallen als Decken- und Wandverkleidungen sowie im Strassenbau als Tunnelverkleidung und Schallschutzmauern.

  

[0004]    Derzeitiger Stand der Technik ist das Prinzip, Schallenergie durch ein Material durchdringen zu lassen, um diese im nachfolgenden Isolationssystem zu absorbieren. Die technische Basis hierzu wird etwa im Patent CH 680 918 A5 und im Gebrauchsmuster DE-G8 700 919.6 beschrieben. Die mit dieser Art der Schalldämmung verbundenen Produktionskosten sind erheblich.

  

[0005]    Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein wärmebeständiges Material so zu gestalten, dass es in der Lage ist, Schallenergie in Reibungs-(Wärme) und Schwingungsenergie umzuwandeln. Dadurch wird der entstehende Schalldruck reduziert. Die gegenständliche Erfindung löst diese Aufgabe durch eine dreidimensionale Schlitzperforation des Bauteils.

  

[0006]    Heutiger Stand der Technik ist der Einsatz eines schalldurchlässigen Trägermaterials. Dieses ist beispielsweise mit Rundlöchern von 0,5 bis 5 mm ausgestattet. Davon abweichend basiert die Erfindung auf der Erkenntnis von der Energieumwandlung durch Reibung an kleinen Öffnungen.

  

[0007]    Hierbei ist die schalldämmende Wirkung umso grösser, je schmäler und länger die Öffnungen sind. Ein ÖffnungsVerhältnis von 1 zu 1 bis 1 zu 500 ist ideal, dies im Bereich von 0.01 bis 5 mm Breite der Öffnung. Zusätzlich wirkt sich eine gezielte Öffnungsgleichheit positiv auf die Funktion des Produktes aus.

  

[0008]    Die schalldämmende Wirkung kann zusätzlich verbessert werden, indem hinter dem wärmebeständigen Schlitzlochblech ein Schallabsorber angebracht wird. Zum Einsatz gelangen können hierbei diverse Baumwollprodukte, Steinwolle mit und ohne Phenolharzanteile oder sonstige schallabsorbierende Materialaufbauten. Je nach dem jeweiligen Frequenzbereich des zu absorbierenden Schalls sind unterschiedliche Wandabstände hinter dem Basismaterial von Vorteil.

  

[0009]    Um den im Gebrauch entstehenden mechanischen Beanspruchungen standzuhalten, werden die Befestigungspunkte, Abkant- oder Griffschutzstellen von der dreidimensionalen Schlitzung ausgespart.

  

[0010]    Die dreidimensionale Anordnung der Öffnungen erhöht die schalldämmende Wirkung in den verschiedenen Frequenzbereichen. Abweichend vom heutigen Stand der Technik kommen nicht runde Öffnungen, sondern linsenförmige Öffnungen beziehungsweise Schlitze zum Einsatz. Solche linsenförmigen Öffnungen haben gegenüber runden Öffnungen den Vorteil, dass hinsichtlich des Durchmessers der Öffnung nach unten keine Begrenzung besteht.

Zeichnungen

  

[0011]    
<tb>Fig. 1<sep>Schematische Darstellung des Verfahrens in der Draufsicht;


  <tb>Fig. 2<sep>Querschnitt der unterschiedlichen Schlitzformen und Muster 2.1/2.2/2.3;


  <tb>Fig. 3<sep>Schematische Darstellung der Schlitzformen und Muster in der Draufsicht nach dem Segmentschlitzapparat und nach der Noppen-Prägeanlage ohne Darstellung der Noppung-Prägung des Materials;


  <tb>Fig. 4<sep>Im Schnitt dargestellte Schlitzformen inkl. der Noppung-Prägung, die unterschiedlichen Formen 4.1 bis 4.6 zeigend;


  <tb>Fig. 5<sep>Verfahren zur Herstellung der Erfindung, Darstellung der einzelnen Verfahrensschritte 5.1 bis 5.8;


  <tb>Fig. 5A<sep>Schematische Darstellung der Segmentbauweise der Schlitzspindel; und


  <tb>Fig. 6<sep>Schematische Darstellung von Schlitzmustern.

  

[0012]    In Fig. 3 ist die Draufsicht einer solchen linsenförmigen Öffnung dargestellt. Ein maximaler Wirkungsgrad wird durch die unterschiedliche Breite jeder einzelnen Öffnung erzielt. Anzahl und Form der dreidimensionalen Öffnungen können je nach Einsatzbereich des Schlitzlochblechs optimiert berechnet werden.

  

[0013]    Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung des schallabsorbierenden Schlitzlochblechs beinhaltet das Einbringen von gezielten Öffnungsmustern in Plattenmaterialien.

  

[0014]    Der bisherige Stand der Technik im Bereich der Herstellung von Lochblechen ist es, die Öffnungen durch Stanzen herzustellen. Des Weiteren gibt es Herstellungsprozesse, mit welchen das Material aufgeschnitten und gezielt in die Länge gezogen wird, z.B. bei der Herstellung von Streckmetallen jeglicher Art. Auch diese Prozesse basieren auf dem Prinzip des Stanzens. Das Stanzen erfolgt entweder mit oder ohne Abfall. Aufgrund von werkzeugtechnischen Vorgaben ist bei auf dem Prinzip des Stanzens basierenden Herstellungsprozessen die Dimension der Öffnungen nach unten begrenzt.

  

[0015]    Die technische Aufgabe, welche mit der vorliegenden Erfindung gelöst werden soll, beinhaltet den Prozess des Einbringens von gezielten Öffnungsmustern in Platten- beziehungsweise Coilmaterialien mit einer zusätzlich erzielten "Öffnungsungleichheit". Die Öffnungen weisen eine Dreidimensionalität auf und sind in der Form möglichst schmal und möglichst lang. Gezielt wird auf Öffnungsverhältnisse zwischen 1 zu 1 bis 1 zu 500 hingearbeitet.

  

[0016]    Der Herstellungsprozess erfolgt wie in Fig. 5angedeutet.

  

[0017]    Das Rohmaterial - eine Rohmaterialrolle 5.1 - wird auf einen Abrollhaspel aufgespannt. Dieser kann wahlweise angetrieben (z.B. elektrisch oder hydraulisch) oder nur gebremst ausgeführt werden.

  

[0018]    Anschliessend gibt es die Möglichkeit, das Rohmaterial wahlweise über eine Schlaufe 5.2 oder gerade gebremst in einen Segmentschlitzapparat 5.3 einzuführen (Fig. 5, 5.2.).

  

[0019]    In Fig. 5 und 5A ist der Segmentschlitzapparat 5.3 schematisch dargestellt. Die Aufgabe dieses Maschinenelementes ist es, die Oberfläche mit Schlitzformen und Muster zu versehen. Hierbei ist jede Art der Materialdickenänderung denkbar. Im Unterschied zu den herkömmlichen Stanzvorgängen wird hier das Material nicht durchgestanzt, sondern nur eine Materialeinschnürung erzielt. Diese Materialeinschnürung wird im weiteren Bearbeitungsprozess zu einem Schlitz aufplatzen.

  

[0020]    Der Segmentschlitzapparat 5.3 besteht im Wesentlichen aus einer harten Stahlgegenwalze (5.3.2) und der Segmentwalze (5.3.1). Die Segmentwalze ist hinsichtlich Einprägeform, Einprägetiefe sowie hinsichtlich des Schlitzmusters auf das Halbfabrikat angepasst. Hierbei werden die mechanisch beanspruchten Zonen und die Befestigungspunkte von der Schlitzung ausgespart. Diese Walzen sind zusätzlich für den Materialtransport im Durchlauf- und Schrittbetriebsmodus verantwortlich. Das Halbfabrikat hat gezielte produktspezifische Materialdickenreduktionen eingeprägt. Diese Materialdickenreduktionen können mit Sollbruchstellen verglichen werden.

  

[0021]    Das Kernstück des Segmentschlitzapparates 5.3 ist die Segmentbauweise der Segmentschlitzspindel 5.3.1. Diese ist folgendermassen aufgebaut: 
<tb>1.<sep>Aufnahmedorn 5.3.1.g


  <tb>2.<sep>Segmenthaltering 5.3.1.f


  <tb>3.<sep>Segmentelemente mit den gewünschten Formen und Mustern 5.3.1.a bis 5.3.1.e usw.

  

[0022]    Durch diesen Aufbau kann nahezu jede Form und jedes Muster in kürzester Zeit aufgebaut werden, weil Ausgangsbasis immer dasselbe Mutter-Segmentelement ist. Jegliche Musteranpassung erfolgt durch das Entfernen von Schlitzeindrückern am Mutter-Segmentelement. Das bedeutet auch, dass bei Werkzeugbruch nur das defekte Segmentelement 5.3.1a bis 5.3.1e erneuert werden muss und nicht die gesamte Walze respektive die Spindel.

  

[0023]    Um das Endprodukt optimal anpassen zu können, bedarf es unterschiedlicher Schlitzformen (Fig. 2). Die Einprägungen stellen im Querschnitt eine Rund- 2.1, Dreiecks- 2.3, Kegel- 2.3, Trapez- 2.2 oder Quadratform dar. Des Weiteren sind unterschiedliche Längen und Lagepositionen notwendig, um die unterschiedlichen Öffnungen herzustellen.

  

[0024]    Zwischen dem Segmentschlitzapparat 5.3 und der Noppen-Prägeanlage 5.5 ist wiederum die Wahl einer Schlaufe 5.4 oder eines geraden Einlaufs in die Noppen-Prägeanlage 5.5 möglich.

  

[0025]    In Fig. 5 ist die Noppen-Prägeanlage 5.5 schematisch dargestellt. Die Aufgabe dieses Maschinenelementes ist es, das flache und mit Sollbruchstellen versehene Halbfabrikat in eine dreidimensionale Form zu bringen. Hierbei wird ein aufeinander abgestimmtes Walzenpaar 5.5.1 und 5.5.2 verwendet. Diese Art der Verformung von Rollenware ist Stand der Technik und somit nicht Bestandteil der Erfindung.

  

[0026]    Durch das Verarbeiten des vorgeschlitzten Materials in der Noppen-Prägeanlage 5.5 entsteht als Ergebnis ein Halbfabrikat, welches nun dreidimensionale und ungleichmässige Öffnungen aufweist (Fig. 3 und 4).

  

[0027]    Zwischen der Noppen-Prägeanlage 5.5 und der Längs- und Querteilanlage 5.7 besteht wiederum die Möglichkeit einer Schlaufe 5. 6 oder eines geraden Einlaufs in eine Längs- und Querteilanlage 5.7.

  

[0028]    In Fig. 5 ist eine handelsübliche Längs- und Querteilanlage 5.7 dargestellt. Die Längs- und Querteilanlage 5.7 kann wegfallen, wenn im Onlinebetrieb Fertigteile produziert werden.

  

[0029]    Mit diesem Verfahren können die Herstellkosten für das Lochblech auf zirka ein Zehntel des herkömmlichen Herstellverfahrens reduziert werden.

Bezugszeichenliste

  

[0030]    
<tb>1.1<sep>Platten oder Rollenprodukt


  <tb>1.2<sep>Geschlitztes Halbfabrikat


  <tb>1.3<sep>Halbfabrikat in der Schlaufe


  <tb>1.4<sep>Geschlitztes und genopptes Halbfabrikat


  <tb>1.5<sep>Halbfabrikat in der Schlaufe


  <tb>1.6<sep>Geschlitztes und genopptes Halbfabrikat längs-, quergeteilt


  <tb>1.7<sep>Fertiger Rechteckzuschnitt


  <tb>2.1<sep>Materialquerschnitt mit Kugelöffnungen


  <tb>2.2<sep>Materialquerschnitt mit Trapezöffnungen


  <tb>2.3<sep>Materialquerschnitt mit Kegel - Dreiecköffnungen


  <tb>3.1<sep>Schlitzmuster und Form


  <tb>3.2<sep>Dreidimensional verformtes Schlitzmuster


  <tb>4.1<sep>Materialquerschnitt von flachem Kugelmuster


  <tb>4.2<sep>Materialquerschnitt von tief eingedrücktem Kugelmuster


  <tb>4.3<sep>Materialquerschnitt von tief eingedrücktem Rechteckmuster


  <tb>4.4<sep>Materialquerschnitt von Trapezöffnungen


  <tb>4.5<sep>Materialquerschnitt von grossen Kugelöffnungen


  <tb>4.6<sep>Materialquerschnitt von Kegelöffnungen


  <tb>5.1<sep>Rohmaterialrolle - Coil


  <tb>5.2<sep>Schlaufe


  <tb>5.3<sep>Segmentschlitzapparat


  <tb>5.3.1<sep>Segmentschlitzspindel


  <tb>5.3.1.a-e<sep>Segmentelement (produktspezifisch viele einsetzbar)


  <tb>5.3.1.f<sep>Segmenthaltering


  <tb>5.3.1.g<sep>Aufnahmedorn


  <tb>5.3.2<sep>Stahlgegenwalze


  <tb>5.4<sep>Schlaufe


  <tb>5.5<sep>Noppen-Prägeanlage


  <tb>5.5.1 <sep>Noppenwalze


  <tb>5.5.2 <sep>Noppenwalze


  <tb>5.6<sep>Schlaufe


  <tb>5.7<sep>Längs- und Querteilanlage


  <tb>5.8<sep>Ablagetisch


  <tb>6.1-6.02 <sep>Schlitzform und Muster


  <tb>1.1A<sep>Maschinenelement 1, Rohmaterialcoil


  <tb>1.2A<sep>Maschinenelement 2, Produktspezifische Schlitzung


  <tb>1.4A<sep>Maschinenelement 3, Noppung


  <tb>1.6A<sep>Maschinenelement 4, Querteilanlage


  <tb>1.7A<sep>Maschinenelement 5, Halbfabrikat


  <tb>3A<sep>Prozessablauf


  <tb>3.1A<sep>Vor der Verformung


  <tb>3 .2A<sep>Nach der Verformung

Claims (7)

1. Verfahren zur Herstellung eines schallabsorbierenden Schlitzlochblechs mit folgenden Schritten:

- Bereitstellen von Rohmaterial,

- Eindrücken einer produktspezifischen Schlitzung (3.1),

- dreidimensionale Verformung zur Ausbildung einer Schlitzperforation und

- produktspezifischer Zuschnitt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch Eindrücken von gezielten Formen in das Rohmaterial Materialeinschnürungen entstehen.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Bereiche, welche - im Gebrauch - einer erhöhten mechanischen Beanspruchung ausgesetzt sind, von der Bearbeitung ausgespart bleiben.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei der dreidimensionalen Verformung die Schlitze (3.1) gezielt aufplatzen.

5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialeinschnürungen und Schlitze (3.1) durch ein Rollverfahren aufgebracht werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine zum Eindrücken der produktspezifischen Schlitzung (3.1) verwendete Schlitzspindel (5.3.1) in Segmentbauweise aus mehreren standardisierten Segmentelementen (5.3.1a-5.3.1e) zusammengebaut wird.

7. Schlitzlochblech, hergestellt nach dem Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 6.