CZ20023351A3 - Vsuvná součást pro utěsňování dutin - Google Patents

Description

Přihlašovaný vynález se zaměřuje na vsuvný díl pro utěsňování dutin v nosných součástech karoserie vozidla, a to obzvláště v nosných sloupcích karoserie vozidla, podle předvýznakové části patentového nároku 1.

Dosavadní stav techniky

Vozidla všech typů mají nosné nebo podpůrné části v podobě dulých, konstrukčních součástí. Tyto nosné části se obvykle skládají ze dvou tvářených nebo lisovaných, kovových plechů, které se do vozidla zabudovávají takovým způsobem, aby se vymezovaly vnitřní povrch a vnější povrch. V zájmu vyztužení těchto dvou sloupkových, dutých, strukturálních součástí se obvykle přidává patřičně tvarovaný, třetí kovový plech, který se umisťuje do vnitřku zmíněných dutých, strukturálních součástí. Takto se uvnitř dutých, strukturálních součástí vytvářejí různé dutiny. Tyto nosné součásti a dutiny způsobují hlučné vibrace, které se přenášejí po celém vozidle a narušují pohodlí cestujících v důsledku chvění a hluku ve vnitřku vozidla.

V souvislosti stím je v dosavadním stavu v této oblasti techniky známé vkládání přepažovacích stěn do těchto dutých, strukturálních součástí v zájmu ochrany proti přenášení zvuku a potlačování vibrací. Zkušení odborníci v této oblasti techniky znají takové vkládané díly například z EP 0 730 999 nebo US 5,642,914. Vkládané díly, jež jsou v těchto publikacích popsány, obsahují ve své podstatě nosnou strukturu, která je upevněna uvnitř dutých, strukturálních součástí, a mají na svých okrajích nanesen pěnotvomý materiál, jenž při výrobě vytváří pěnu účinkem zahřívání. Tímto způsobem se vytváří přepažující stěna uvnitř duté, strukturální součásti. Tyto přepažující stěny slouží pro potlačování vibrací nosných součástí a mají také účinek protihlukového izolování, neboť odrážejí hluk přenášený nosnými částmi. Připevňování těchto Vložených částí vyžaduje, aby se v nosných součástech vytvářely otvory, skrze které by bylo možné zavádět použitelné upevňovací prostředky, jako jsou zejména šrouby nebo úchytky. Zkušenosti ukazují, že při výrobě vozidla se tyto otvory nemohou dokonale

• · ·

-2utěsftovat pomocí postupu vytváření pěny, což negativně ovlivňuje vlastnosti přepažujících stěn z hlediska protihlukového izolování a ochrany proti vnikání vlhkostí.

Podstata vynálezu

Proto je cílem tohoto vynálezu vyvinout vsuvnou součást, která překoná nedostatky vložených částí, které jsou známé z dosavadního stavu v této oblasti techniky. Konkrétně to lze vyjádřit tak, že cílem přihlašovaného vynálezu je vyvinout vsuvnou součást pro utěsňování dutin, která zdokonaluje akustické vlastnosti těchto částí. Navíc vzniká možnost poskytnutí vsuvné součásti, která bude vyžadovat nízké výrobní náklady a která se bude snadno instalovat.

Uvedené cíle se dosahují s použitím vsuvné součásti pro utěsňování dutin, která vykazuje znaky patentového nároku 1, a obzvláště s použitím vsuvné součásti, na jejím rámu jsou vytvořeny přinejmenším dvě postranní čelní plošky, které nejsou postaveny přímo proti sobě. Toto uspořádání umožňuje nerušený proces vytváření pěny na obvodových oblastech vsuvné součásti a tím i výsledné, úplné izolování především v oblasti udržovacích nebo upevňovacích součástí. Navíc v případě takového uspořádání se zvětšuje pěnou pokrytá povrchová část příčného řezu utěsňovaného nosiče.

V upřednostňovaném provedení tohoto vynalezu se přinejmenším jedna z opěrných čelních plošek zhotovuje jako úchytka. Toto umožňuje úplně zalití úchytky pěnou v průběhu procesu vytváření pěny, čímž se dokonale utěsňuje otvor pro připevňování nosných součástí.

V dalším výhodném provedení tohoto vynálezu má materiál, který vyplňuje rám nosné součásti, podobu roštu pokrytého pěnotvomým materiálem. Tento rošt se může zhotovovat z kovového materiálu, a to obzvláště z ocelového plechu nebo hliníku, popřípadě se může zhotovovat z termoplastického polymeru, kterým je například polyamid nebo polypropylen a který se může kombinovat s polybutadienem pro účely řízeného určování tuhosti. Tímto způsobe se poměrně nákladný plnivový materiál může nahrazovat levnějším pěnovým materiálem. Toto provedení se může praktikovat tak, že kompaktní vyplňování se provádí v průběhu procesu vytváření pěny, která má geometricky nepravidelný povrch a její stavba obsahuje uzavřené buňky, dále vede k dalšímu vylepšení zvukových izolačních vlastností.

Pro účely tvorby pěny se osvědčují termoplastické polymery, obzvláště pak kopolymer ethylenu a vinylacetatu (zkratka PEVA), k němuž se přidává pěnu vytvářející činidlo, kterým je

• · ·· ·· • · · • · « • · ♦ • · · • · · · · ·

3zejména azodikarbonamid, a síťovací činidlo, jakým je přednostně dikumylperoxid. V průběhu tvorby pěny tento materiál vytváří pěnu s uzavřenými buňkami, která nejen izoluje a vstřebává hluk, ale také obzvláště využitelná jako zábrana proti pronikání vlhkosti a neprodyšné utěsnění.

Další výhodná provedení mají znaky, které jsou zahrnuty v závislých nárocích.

V dalším provedení se vynalezená vsuvná součást zhotovuje z jediného dílu pěnotvomého materiálu a má přinejmenším jednu udržovací součást, která strukturálně náleží k jedinému celku této vsuvné součásti. Tato udržovací součást vyčnívá z okrajové oblasti vsuvné součásti a může se buď uchycovat nebo zamykat v otvoru, který je pro tento účel vytvořen, nebo se může vsunovat do zdvojené úchytky jako odpovídající protějšek.

Výhody vsuvné součásti podle přihlašovaného vynálezu podle přihlašovaného vynálezu budou pro zkušeného odborníka v této oblasti techniky okamžitě zřejmé a obzvláště bude zjištěno, že na základě účinného utěsnění dojde k podstatnému zvýšení úrovně vstřebávání zvuku a tím i zdokonalení akustické účinnosti, jakož i ke snížení výrobních nákladů a nákladů souvisejících s montážní manipulací.

Přehled obrázků na výkrese

V následujícím textu bude tento vynález vysvětlen s pomocí popisu upřednostňovaného provedení a připojených vyobrazení, na nichž:

Obr. 1 předvádí příčný řez nosného dílu karoserie vozidla se vsuvnou součástí;

Obr. 2 předvádí podrobný pohled na vsuvnou součást podle přihlašovaného vynálezu;

Obr. 3 předvádí graf s křivkami znázorňujícími vstřebávání zvuku.

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 předvádí příčný řez nosného dílu 4 karoserie vozidla s instalovanou vsuvnou součástí. Tento nosný díl 4 obsahuje první část 1 z tvářeného, kovového plechu, která tvoří vnější povrch A, a druhou část 2 z tvářeného, kovového plechu, jež tvoří vnější povrch B. Tyto dvě části 1, 2 z kovového plechu se svařují k sobě na jejich okrajích 3. Pro účely dalšího vyztužení se v tomto provedení přivařuje prostřední kovový plech 5, který rozděluje vnitřní prostor nosného dílu 4 na vnější dutinu 6 a vnitřní dutinu 7. V zájmu utěsnění vnější dutiny 6

• · » I ·· ·· · ·

-4se k prostřednímu kovovému plechu 5 připevňuje vsuvná součást 8. Pro tento účel jsou na vsuvné součásti vytvořeny připevňovací prostředky 9 a obzvláště úchytka, která se uchycuje v otvoru v prostředním kovovém plechu 5. Vsuvná součást 8 obsahuje nosnou strukturu 10, na které je nanesen pěnotvomý, těsnicí materiál 11. V zájmu udržování pěnotvomého, těsnicího materiálu 11 na svém místě má nosná struktura přinejmenším dvě opěrné, čelní plošky 12, které nejsou postaveny přímo proti sobě. Pro účely přihlašovaného vynálezu je podstatné, že tyto opěrné čelní plošky nejsou postaveny přímo proti sobě, protože jinak by se pěnotvomý materiál nemohl volně přeměňovat na pěnu, výsledkem čehož by mohl být vytváření propustných nebo prodyšných oblastí. Navíc výsledkem vynalezeného konstrukčního uspořádání je podstatné zvýšení povrchových ploch dutin v příčném řezu v těch oblastech, které se pokrývají pěnou, což podstatně vylepšuje akustickou účinnost.

V případě dalšího rozvinutí vynálezecké koncepce této vsuvné součásti se připevňovací proslředky zhotovují takovým způsobem, podle něhož se další vsuvná součást může připevnit k první vsuvné součásti z opačné strany.

Obr. 2 jasně předvádí vynalezené konstrukční uspořádání vsuvné součásti 8. Je podstatné, že nosná struktura 10 obsahuje rám 13 a vnitřní část 14. Na boční části rámu se nacházejí opěrné čelní plošky 12, které nejsou postaveny přímo proti sobě. Jedna z těchto opěrných čelních plošek je jedna z těchto čelních plošek zhotovena v podobě připevňovacích prostředků a v provedení nakresleném na obr. 2 má tvar úchytky 9. Toto vyobrazení předvádí část prostředního kovového plechu 5 v zájmu výstižného znázornění funkce úchytky 9. Na rámu 13 nebo nad rámem 13 nosné struktury 10 je umístěn proužek nesoucí pěnotvomý, těsnicí materiál 11, který se udržuje na svém místě pomocí opěrných, čelních plošek 12· V tomto konstrukčním uspořádám může těsnicí materiál úplně oblévat úchytku 12 pěnou v průběhu procesu vytváření pěny a může zatékat do otvoru v prostředním kovovém plechu 5, jenž je předurčen pro vstup připevňovacích prostředků 9. Tím se zajišťuje to, že tyto otvory se neprostupně utěsňují proti pronikání vzduchu a přenášení hluku s využitím procesu vytváření pěny. Při dalším vyvíjení této vsuvné součásti se vnitřní část 14 nahrazuje mřížovinou, která znovu slouží jako opěra pro pěnotvomý, těsnicí materiál. Výsledkem procesu vytváření pěny je další zvětšení povrchové plochy příčného řezu dutiny v oblasti, která je pokryta pěnou, což podstatně zdokonaluje akustickou účinnost a obzvláště schopnost vstřebávání hluku. Navíc lze počítat s tím, že pěnový materiál má neprodyšný povrch, který slouží jako zábrana proti • · · ·«

-5• · » 1 ·· průniku vlhkosti. Zkušený oborník v oblasti akustiky bude hledat taková řešení, která budou optimalizovat vlastnosti akustického izolování a vstřebávání podle konkrétních požadavků. V právě popisovaném provedení, v němž má nosná struktura 10 vnitřní část 14 mřížovinového typu, bude možné množství vyplňovacího materiálu, kterým je obvykle polyamid, podstatně snížit a na základě toho poměrně snížit náklady na výrobu celé vsuvné součásti, protože pěnotvomý materiál používaný v souladu s přihlašovaným vynálezem je značně levnější než polyamid. Navíc stavba vnitřní část nosné struktury 10 mřížovinového typu rovněž poskytuje možnost zhotovování této vnitřní části z levného polypropylenu namísto obvykle používaného polyamidu. Přestože polypropylen má nižší bod tavení než polyamid a není tudíž použitelný jako materiál pro zhotovování nosné struktury, může se uplatňovat jako vnitřní část mřížovinového typu, protože teplota v rozsahu od 160° C do 200° C, která se vyžaduje pro proces vytváření pěny, se dále snižuje s ohledem na pěnotvomý materiál Π.

Měřicí křivky předvedené na obr. 3 předvádějí výsledky srovnávacího měření. Známá vsuvná součást mající uzavřenou vnitřní část 14 a uspořádání nosné struktury ve tvaru drážky byla měřena v impedanční trubici podle normy D45 5430. Výsledná měřicí křivka C ukazuje, že hodnota vstřebávacího koeficientu pro fikvence nižší než 3150 Hz je nižší než 0,1 a že hodnota pro frekvence v rozsahu od 3150 Hz do 5000 Hz dosahuje maximum 0,23. Na rozdíl od toho vsuvná součást podle přihlašovaného vynálezu reprezentovaná měřicí křivkou D ukazuje podstatně lepší absorpční chování při frekvencích nad 1250 Hz, což znamená, že v tomto rozsahu předvádí absorpční koeficient kolem 0,58. Zvětšování plochy pokryté pěnou může úměrně vylepšovat absorpční koeficient na hodnotu kolem 0,8. Tato srovnávací měření jasně ukazují, že na základě využívání specifické stavby nosné struktury 10 a s tím souvisejícího úměrného zvětšování plochy utěsněného příčného řezu, která je pokryta pěnotvomým materiálem, se akustické vstřebávání podstatně vylepšuje, aniž by docházelo k omezování akustické izolace.

V upřednostňovaném provedení se ve íunkci pěnotvomého materiálu používá termoplastický polymer, a to obzvláště kopolymer ethylenu a vinylacetatu (zkratka PEVA), k němuž se přidává pěnotvomé činidlo, kterým je zejména azodikarbonamid, a síťovací činidlo, jakým je přednostně dikumylperoxid. V průběhu tvorby pěny tento materiál výsledně vytváří pěnu s uzavřenými buňkami, je obzvláště využitelná jako zábrana proti pronikání vlhkosti a neprodyšné utěsnění.

Claims (7)

1. Vsuvná součást (8) pro utěsňování dutin (6, 7) v nosných dílech karoserie vozidla s použitím prostředků procesu vytváření pěny, a to obzvláště ve sloupcích (4) karoserie vozidla, mající těsnicí prostředky obsahující pěnotvomý materiál (11) a prostředky pro upevňování řečené vsuvné součásti (8) v prázdných dutinách (6, 7), kdy řečená vsuvná součást (8) obsahuje nosnou strukturu (10) pro pěnotvomý materiál (11), řečená nosná struktura (10) má rám (13) a vnitřní část (14), přičemž rám (13) má přinejmenším dvě postranní, opěrné čelní plošky (12), které nejsou postaveny přímo proti sobě, vyznačující se tím , že přinejmenším jedna z opěrných plošek (12) je vytvořena v podobě připevňovacích prostředků (9) a má tvar úchytky, přičemž řečené připevňovací prostředky (9) jsou konstrukčně uspořádány tak, aby pěnotvomý materiál (11) úplně obléval úchytku pěnou v průběhu procesu vytváření pěny a v důsledku toho zatékal do otvoru pro vstup připevňovacích prostředků (9) v zájmu zajištění neprostupného utěsnění tohoto otvoru proti pronikání vzduchu a přenášení hluku.

2. Vsuvná součást podle nároku 1, vyznačující se tím , že řečená úchytka (9) je vytvořena jako zdvojená úchytka.

3. Vsuvná součást podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím , že vnitřní část (14) nosné struktuiy (10) má podobu mnžoviny.

4. Vsuvná součást podle nároku 3, vyznačující se tím , že přinejmenším vnitřní část (14) nosné struktury (10) se zhotovuje z kovového materiálu nebo z propylenu.

5. Vsuvná součást podle jednoho z nároků 3 nebo 4, vyznačující se tím , že vnitřní část (14) je pokryta pěnotvomým materiálem, který po dokončení procesu vytváření pěny úplně utěsňuje vnitřní část (14).

*· *·

-76. Vsuvná součást podle kteréhokoli z předcházejících nároků laž5, vyznačující se tím , že pěnotvomý materiál (11) se připravuje z termoplastického polymeru, jako je například kopolymer ethylenu a vinylacetátu (PEVA), přičemž k tomuto kopolymeru se přidává činidlo vytvářející pěnu, kterým je například azodikarbonamid, a síťovací činidlo, jímž je například dikumylperoxid

7. Vsuvná vložka (8) pro utěsňování dutin (6, 7) v nosných dílech karoserie vozidla, a to obzvláště ve sloupcích (4) karoserie vozidla, mající prostředky pro utěsňování připravované z pěnotvomého materiálu (11) a mající prostředky pro upevňování řečené vsuvné součásti (8) v prázdných dutinách (6, 7), vyznačující se tím , že vsuvná součást (8) se zhotovuje z jediného dílu pěnotvomého materiálu (11), k němuž celistvě náležejí řečené připevňovací prostředky (9).

8. Vsuvná součást podle nároku 7, vyznačující se tím , že pěnotvomý materiál (11) se připravuje z termoplastického polymeru, jako je například kopolymer ethylenu a vinylacetátu (PEVA), přičemž k tomuto kopolymeru se přidává činidlo vytvářející pěnu, kterým je například azodikarbonamid, a síťovací činidlo, jímž je například dikumylperoxid.