DE10144680A1 - Verfahren zum Entdröhnen eines Blechformteils und Blechformteil mit Entdröhnschicht - Google Patents

Abstract

Bei einem Verfahren zum Entdröhnen eines Blechformteils mittels einer wenigstens abschnittsweise an dem Blechformteil vorgesehenen Entdröhnschicht wird eine gegenüber der Wanddicke des Blechformteils dünnere, flexible metallische Entdröhnfolie bereits beim Umformen des Blechformteils auf dieses aufgepreßt. Weiterhin wird ein entsprechendes Blechfomrteil angegeben, das vorzugsweise als Karosserieblech im Automobilbau einsetzbar ist. Mit dem Verfahren wird ein Blechformteil mit Entdröhnschicht erhalten, das sich durch eine gute Körperschallverminderung, eine gute Recyclingfähigkeit sowie durch die Eignung für die effiziente Fertigung in Großserien auszeichnet.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf das Entdröhnen von Blechformteilen, die beispielsweise als Karosseriebleche im Automobilbau eingesetzt werden. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Entdröhnen eines Blechformteils mittels einer wenigstens abschnittsweise an dem Blechformteil vorgesehenen Entdröhnschicht sowie weiterhin auf ein entsprechendes Blechformteil, das bevorzugt nach dem Verfahren hergestellt wird.
• Dünnwandige Bleche neigen bei einer Anregung durch Kräfte und Momente zu mechanischen Schwingungen in Form von Körperschall, der als Dröhnen wahrgenommen wird.
• Zur Verminderung des Körperschalls existieren eine Vielzahl von technischen Maßnahmen. So kann beispielsweise durch eine Verrippung eine Verschiebung der ersten Eigenfrequenz und damit des Eigentonbereichs zu höheren Frequenzen erzielt werden, wodurch der relativ körperschallarme quasi-statische Bereich (bei niedrigen Frequenzen) erweitert wird. Allerdings scheitert die Ausbildung von Rippen oder auch von Dickensprüngen oftmals an konstruktiven und fertigungstechnischen Hürden. So sind derartige Maßnahmen beispielsweise an Karosserieblechen in der Regel impraktikabel. Dort läßt sich neben den Einflußparametern "Wanddicke" und "Elastizitätsmodul" allenfalls durch die Ausbildung von Sicken eine Verminderung des Körperschallmaßes realisieren.
• In der Praxis werden zum Entdröhnen von Blechformteilen daher oftmals Entdröhnbleche oder Entdröhnschichten an den Blechformteilen angebracht. Hierzu sind bereits eine Vielzahl von Möglichkeiten bekannt, die im folgenden kurz dargestellt werden sollen.
• Eine kostengünstige Lösung besteht in der Aufbringung einer Bitumenfolie, die auf das Blechformteil aufgeklebt wird. Üblicherweise wird die Bitumenfolie jedoch dadurch an dem Blechformteil befestigt, daß diese bei einem Lackiervorgang aufgeschmolzen wird und sich dabei mit dem Blechformteil verbindet. Durch das Aufschmelzen wird eine gute Anpassung der Folie an die Form des Blechformteils erzielt. Allerdings sind die hiermit erreichbaren Absenkungen des Körperschallmaßes nicht in allen Fällen ausreichend. Zudem besteht bei einem Lackieren des Blechformteils das Problem der Verunreinigung des Lackes. Überdies werden die Recyclingeigenschaften des Blechformteils durch den Materialmix eingeschränkt.
• Akustisch besser sind nachträglich aufgebrachte Sandwichsysteme mit einer mit Metalldeckschicht. Aufgrund der steifen Metalldeckschicht ist jedoch die Befestigung des Sandwichsystems an einem geformten Blechteil sehr aufwendig, da die Entdröhnschicht vor der Befestigung paßgenau vorgeformt werden muß. Verbleibende Hohlstellen, die sich in der Praxis nie ganz vermeiden lassen, müssen durch Quellschäume gefüllt werden. Die Verklebung einer solchen Entdröhnschicht kann ebenfalls im Lack erfolgen. Dabei ist jedoch eine Fixierung des bzw. der vorgeformten Sandwichteile mittels Magnetstreifen, Halteclips oder dergleichen erforderlich. Für einen Großserieneinsatz ist eine derartige Lösung wenig geeignet.
• Weitere Möglichkeiten zum Entdröhnen von Blechformteilen bestehen in der Befestigung von zusätzlichen Blechteilen, Kunststoffformteilen, beispielsweise aus adhäsiven Schäumen, oder in dem Aufspritzen von hierfür geeigneten Materialien, die in der Regel jedoch mit einem hohen fertigungstechnischen Aufwand verbunden sind oder aber in ihrer akustischen Dämpfung nicht befriedigen.
• Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine weitere Möglichkeit zum Entdröhnen von Blechformteilen zu schaffen, welche bei einfachen fertigungstechnischen Rahmenbedingungen eine verbesserte Absenkung des Körperschallmaßes ermöglicht.
• Hierzu wird ein Verfahren der eingangs genannten Art vorgeschlagen, bei dem eine gegenüber der Wanddicke des Blechformteils dünnere, flexible metallische Entdröhnfolie beim Umformen des Blechformteils auf dieses aufgepreßt wird.
• Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt einen einfachen und sicheren Auftrag der Entdröhnschicht beim Pressen eines Bauteils. Einschränkungen bezüglich der beschichtbaren Geometrie des Blechformteils bestehen hierbei nicht. Vielmehr lassen sich insbesondere auch schwer zugängliche Abschnitte von Blechformteilen zuverlässig mit einer Entdröhnschicht versehen. Ein Beispiel hierfür sind die Außenseiten von Schwellern an Kraftfahrzeugen. Mit der erfindungsgemäßen Lösung lassen sich beispielsweise die Geräusche, welche durch Splittbewurf entstehen, verringern. Damit wird eine Möglichkeit geschaffen, die herkömmlicherweise verwendeten PVC- Beschichtungen zu ersetzen.
• Gegenüber herkömmlichen Bitumenfolien wird eine verbesserte Absenkung des Körperschallmaßes erzielt. Außerdem wird ein Schmutzeintrag beim Lackieren vermieden. Durch die Verwendung einer metallischen Folie werden überdies gegenüber Materialmix-Konstruktionen die dort bestehenden Recyclingprobleme ausgeschaltet.
• Weiterhin ist es möglich, die Entdröhnfolie lediglich an ausgewählten Abschnitten des Blechformteils zu befestigen, wodurch auf einfache Weise durch eine partielle Beschichtung zusätzliche Entdröhneffekte erzielt werden können oder Schweißbereiche an dem Blechformteil beschichtungsfrei ausgestaltbar sind.
• Bevorzugt wird die dünne Entdröhnfolie bereits auf das noch unverformte, plane Rohblech des Blechformteils aufgebracht. Dies erlaubt eine besonders einfache Anordnung einer entdröhnenden (Teil-)Beschichtung an nahezu jeder beliebigen Stelle des Blechformteils.
• Das Aufbringen der Entdröhnfolie kann beispielsweise mit einem Roboter automatisch durchgeführt werden. Dabei ist es auch möglich, die Entdröhnfolie wenigstens stellenweise mehrschichtig zu verlegen oder auch Bereiche des Blechformteils folienfrei zu belassen.
• Die Fixierung der Entdröhnfolie an dem Blechformteil erfolgt bevorzugt mittels eines Klebers, der im Recyclingfall verbrannt wird. Zur Erleichterung der Handhabung bei der Fertigung wird der Kleber vor dem Pressen auf die Folie aufgebracht.
• Dabei hat sich eine Dicke des Klebers von 25 bis 75 µm, vorzugsweise von 50 µm als vorteilhaft erwiesen.
• Eine weitere oder auch die eigentliche Fixierung der Entdröhnfolie kann während des Lackierens des Blechformteils erfolgen.
• Zu Lösung der obengenannten Aufgabe wird weiterhin ein Blechformteil mit Entdröhnschicht, vorgeschlagen, bei dem die Entdröhnschicht, die das Blechformteil wenigstens abschnittsweise bedeckt, durch eine flexible, selbstklebende metallische Entdröhnfolie gebildet wird, deren Wanddicke geringer als die Wanddicke des Blechformteils ist, und die auf das Blechformteil aufgepreßt ist.
• Ein derartiges Blechformteil zeichnet sich durch die oben bereits erläuterten Vorteile aus. Gegenüber einem mit Bitumen beschichteten Blechformteil ergibt sich neben der verbesserten Recyclingfähigkeit zudem eine merkliche Gewichtsersparnis bei gleichzeitig verminderter Admittanz.
• Im Hinblick auf die Recyclingfähigkeit des beschichteten Blechformteils ist es weiterhin vorteilhaft, wenn die Entdröhnfolie aus dem Material des Blechformteils besteht.
• Für die Entdröhnfolie wird bevorzugt eine Wanddicke im Bereich von 0,05 bis 0,4 mm, vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 0,2 mm vorgesehen.
• Die Kleberschicht zwischen der Entdröhnfolie und dem Blechformteil ist mit einer Dicke von vorzugsweise 25 bis 75 µm und weiter bevorzugt von etwa 50 µm erheblich dünner, so daß diese beim Blechrecycling verbrennt.
• Der Kleber besitzt vorteilhafterweise selbst schwingungsdämpfende Eigenschaften und haftet auf öligen Oberflächen. Bei einer Scherbeanspruchung wird in dem Kleber Bewegungsenergie in Wärme umgewandelt. Beispielsweise wird hierzu ein viskoelastisches Acrylpolymer verwendet.
• Über der Entdröhnschicht kann zudem eine Lackschicht aufgebracht sein.
• Nachfolgend sei nun noch kurz ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren sowie für ein entsprechendes Blechformteil angegeben.
• Das bevorzugte Ausführungsbeispiel des Verfahrens bezieht sich auf ein Karosserieblechformteil eines Kraftfahrzeugs. Zur Herstellung dieses Karosserieblechformteils wird auf das noch unverformte, plane Rohblech des Blechformteils eine metallische Entdröhnfolie aufgebracht.
• Die metallische Entdröhnfolie ist flexibel ausgebildet und weist eine Wanddicke von etwa 0,1 mm bis 0,2 mm auf, das heißt die Entdröhnfolie ist gegenüber der Wanddicke des Blechformteils sehr dünn. Das Dickenverhältnis liegt dabei in der Größenordnung von 1 : 5 bis 1 : 20.
• Die Entdröhnfolie ist auf einer Seite dünn mit einem Kleber, hier einem viskoelastischen Acrylpolymer, beschichtet und kann so in der Art einer Selbstklebefolie gehandhabt werden. Sie wird an den zu entdröhnenden Abschnitten auf das Rohblech aufgeklebt. Dabei können einzelne Bereiche des Bleches folienfrei bleiben. Dies gilt beispielsweise für eventuell an dem Blechformteil vorgesehene Schweißstellen. Auch eine wenigstens stellenweise mehrlagige Anordnung der Folie ist dabei möglich. Die Aufbringung erfolgt manuell, in der Serienfertigung jedoch vorzugsweise automatisch mit einem Roboter.
• Nach dem Aufbringen der Entdröhnfolie auf das Rohblech wird dieses in der gewünschten Weise umgeformt. Dabei wird die Entdröhnfolie auf das Blechformteil aufgepreßt. Denkbar ist auch eine Beschichtung ohne die Verwendung eines Klebers, wobei die Befestigung der Entdröhnfolie dann zunächst allein durch das Pressen bewirkt wird. Das Ankleben der Entdröhnfolie vermeidet jedoch einen Verrutschen derselben insbesondere während der ersten Umformung des Rohbleches oder bei komplizierten Formen des Blechformteils.
• Nach der Umformung wird das Blechformteil mit einer Lackierung versehen. Dabei wird auch die Entdröhnfolie überlackiert. Über die Lackierung erfolgt eine zusätzliche Fixierung der Entdröhnfolie an dem Blechformteil.
• Der verwendete Kleber ist so ausgewählt, daß dessen schwingungsdämpfende Eigenschaften bei den Prozeßtemperaturen der Lackierung erhalten bleiben.
• Mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren wird ein Blechformteil mit Entdröhnschicht erhalten, das sich durch eine gute Körperschallverminderung, eine gute Recyclingfähigkeit sowie durch die Eignung für die effiziente Fertigung in einer Großserie auszeichnet. Das Verfahren eignet sich insbesondere für Stahlbleche, kann jedoch auch für andere metallische Bleche, beispielsweise aus Leichtmetall, insbesondere für Bleche aus Aluminiumlegierungen eingesetzt werden.
• Das bevorzugte Ausführungsbeispiel des Blechformteils besitzt eine Entdröhnschicht, die aus einer metallischen Entdröhnfolie mit einer Wanddicke im Bereich von 0,05 bis 0,4 mm, vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 0,2 mm gebildet ist. Diese Entdröhnfolie ist auf das Blechformteil aufgepreßt und damit eng an dessen Kontur angepaßt, so daß Hohlräume zwischen dem Blechformteil und der Entdröhnfolie vermieden sind. Sie besteht aus dem gleichen Material, wie das Blechformteil, wodurch eine besonders gute Recyclingfähigkeit gewährleistet wird. Hierunter sind auch noch lediglich in Legierungskomponenten geringfügig abweichende Materialien zu verstehen.
• Zwischen der Entdröhnfolie und dem Blechformteil befindet sich ein Kleber bzw. eine Kleberschicht mit einer Dicke von etwa 50 µm. Der Kleber wirkt neben der Entdröhnfolie zusätzliche schwingungsdämpfend und ist hier ein viskoelastisches Acrylpolymer. Über der Entdröhnschicht, die auch lediglich abschnittsweise vorgesehen sein kann, befindet sich eine das Blechformteil abdeckende und die Entdröhnschicht dabei miteinschließende Lackierung.

Claims (14)

1. Verfahren zum Entdröhnen eines Blechformteils mittels einer wenigstens abschnittsweise an dem Blechformteil vorgesehenen Entdröhnschicht, dadurch gekennzeichnet, daß eine gegenüber der Wanddicke des Blechformteils dünnere, flexible metallische Entdröhnfolie beim Umformen des Blechformteils auf dieses aufgepreßt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entdröhnfolie auf das noch unverformte, plane Rohblech des Blechformteils aufgebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbringen der Entdröhnfolie mit einem Roboter automatisch durchgeführt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbringen der Entdröhnfolie vor einem Lackieren des Blechformteils vorgenommen wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Entdröhnfolie und dem Blechformteil ein Kleber vorgesehen ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kleber vor dem Pressen auf die Folie aufgebracht wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kleber mit einer Dicke von 25 bis 75 µm, vorzugsweise von 50 µm vorgesehen wird.

8. Blechformteil mit Entdröhnschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die das Blechformteil wenigstens abschnittsweise bedeckende Entdröhnschicht durch eine flexible, selbstklebende Entdröhnfolie gebildet wird, deren Wanddicke geringer als die Wanddicke des Blechformteils ist, und die auf das Blechformteil aufgepreßt ist.

9. Blechformteil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Entdröhnfolie eine Wanddicke im Bereich von 0,05 bis 0,4 mm, vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 0,2 mm aufweist.

10. Blechformteil nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Entdröhnfolie aus dem Material des Blechformteils besteht.

11. Blechformteil nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kleber zwischen der Entdröhnfolie und dem Blechformteil eine Dicke von 25 bis 75 µm, vorzugsweise von etwa 50 µm aufweist.

12. Blechformteil nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kleber schwingungsdämpfend ist.

13. Blechformteil nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kleber ein viskoelastisches Acrylpolymer ist.

14. Blechformteil nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß über der Entdröhnschicht eine Lackschicht aufgebracht ist.