DE102004021152B4

DE102004021152B4 - In seinen akustischen Eigenschaften angepasster Fahrzeugbodenbelag sowie Verfahren zum Herstellen eines in seinen akustischen Eigenschaften angepassten Bodensystems

Info

Publication number: DE102004021152B4
Application number: DE200410021152
Authority: DE
Inventors: Kenneth R. Parrish; Edward C. Simon
Original assignee: INT AUTOMOTIVE COMPONENTS; International Automotive Components Group North America Inc
Current assignee: International Automotive Components Group North America Inc
Priority date: 2003-05-06
Filing date: 2004-04-29
Publication date: 2014-08-28
Anticipated expiration: 2024-04-30
Also published as: GB2401332B; GB0409401D0; DE102004021152A1; GB2401332A; US20040224166A1

Abstract

Verfahren zum Herstellen eines Fahrzeugbodenbelags, das folgende Schritte umfasst: Vorsehen einer offenen Form (12) mit einer Formfläche (14), die in Entsprechung zu wenigstens einem Teil einer Fahrzeugraumpfanne (28) konturiert ist, und mindestens einer Sprühdüse (18, 20), Sprühen einer Polyurethanmischung auf die Formfläche (14), um einen Polyurethan-Bodenbelag (26) auszubilden, wobei eine erste Dicke (38) auf einen ersten Bereich der Formfläche (14) aufgetragen wird und eine zweite Dicke (42) auf einen zweiten Bereich der Formfläche (14) aufgetragen wird, wobei die erste Dicke (38) größer als die zweite Dicke (42) ist, wobei die unterschiedlichen Dicken (38, 42) des fertigen Bodenbelags (26) bestimmt werden durch unterschiedliche Sprühraten oder Verweildauern der Sprühdüse (18, 20) über dem jeweiligen Bereich.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Nichtteppich-Fahrzeugbodenbeläge sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Bodensystems unter Verwendung eines Sprühpolyurethanprozesses.
Nichtteppich-Fahrzeugbodenbeläge werden in Fahrzeugen, Sportfahrzeugen und insbesondere in Lastkraftwägen verwendet. Nichtteppich-Fahrzeugbodenbeläge bieten eine hervorragende Dauerhaftigkeit. Derartige Bodenbeläge können einfach gereinigt werden, weshalb sie insbesondere für Fahrzeuge geeignet sind, die an Baustellen oder in Industrieanlagen verwendet werden, wo sich Schmutz und Öl rasch ansammeln und Fahrzeugbodenbeläge des Teppichtyps ruinieren können.
Nichtteppich-Fahrzeugbodenbeläge werden derzeit mittels eines Unterdruckformprozesses hergestellt, in dem eine Schicht aus einem thermoplastischen Polymermaterial in eine Unterdruckform mit einer Kontur in Entsprechung zu der Form des Fahrzeugsbodens platziert wird, an dem der Belag befestigt werden soll. Während des Unterdruckformprozesses wird die Polymerschicht erhitzt, wobei dann konturierte Teile des Bodenbelags dort gedehnt und verdünnt werden, wo die Polymerschicht gezogen wird, um der Kontur der Unterdruckform zu folgen. Das Unterdruckformen verursacht auch eine Verzerrung der Oberflächenstrukturmuster in den gezogenen Bereichen, was zu Qualitätskontrollproblemen führen kann.
Die derzeitigen Unterdruckformprozesse gestatten keine Kontrolle der Dicke des Bodenbelags, belags, sodass der Bodenbelag in bestimmten Bereichen dicker und in anderen Bereichen dünner gemacht werden könnte. Zum Beispiel wäre es in Fußstellbereichen vorteilhaft, eine größere Materialdicke vorzusehen, um die Dauerhaftigkeit zu erhöhen und einem Verschleiß entgegenzuwirken. Dagegen wäre es vorteilhaft, in den Bereichen des Bodenbelags, in denen Sitze über dem Bodenbelag montiert werden, lediglich eine Mindestdicke des Materials vorzusehen, um die Materialkosten zu reduzieren und Gewichtseinsparungen zu erreichen.
Nichtteppich-Bodenbeläge werden gewöhnlich über einem Entkoppler installiert, der eine Fasermatte umfasst, die etwa aus Shoddy, gegossenem Polyurethanschaum, Polyesterwatte oder ähnlichem ausgebildet ist und zwischen dem Bodenbelag und der Raumpfanne des Fahrzeugs befestigt ist. Der Entkoppler und der Bodenbelag wirken zusammen, um Schwingungen zu dämpfen und Geräusche zu reduzieren. Der Bodenbelag trägt zu der Schwingungs- und Geräuschdämpfung bei. In den während des Unterdruckformprozesses ausgebildeten dünnen Bereichen ist die Schwingungs- und Geräuschdämpfung jedoch reduziert.
Aus der DE 696 28 590 T2 geht ein Verfahren zur Herstellung eines dreidimensional geformten Teppichs für ein Kraftfahrzeug hervor. Auf die Rückseite eines vorgeformten Teppichs wird dabei eine Schaumschicht aufgebracht. Anschließend wird diese Anordnung in eine zweiteilige Form mit Hohlräumen unterschiedlicher Größe eingeklemmt und eingepresst und der Schaum ausgehärtet. Die Dicke der Schaumkörperschicht wird durch die Größe der jeweiligen Hohlräume der zweiteiligen Form bestimmt. Folglich können mit einer einzigen Form lediglich Artikel mit einheitlicher Struktur ausgebildet werden, und zur Herstellung von Artikeln mit anderen Formen oder Eigenschaften muss zunächst aufwändig ein neues, zweiteiliges Formwerkzeug hergestellt werden.
Ein anderes Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugteppichs geht aus der EP 0 220 305 B1 hervor. Hier wird eine vorgeformte PU-Schaumlage an die Rückseite einer ebenfalls vorgeformten Teppichschicht angebunden. Da die Schichten vorgeformt sind, haben sie über den gesamten Artikel eine konstante Dicke.
Ein vergleichbares Verfahren wird auch in der DE 1 669 786 C beschrieben. Dort wird ebenfalls ein bereits vorgeformter PU-Schaumstoff von einer Rolle abgezogen und an eine äußere Deckschicht angeklebt.
Aufgabe der vorliegeriden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen eines Fahrzeugbodenbelags zur Verfügung zu stellen, das ohne großen Aufwand sehr flexibel in den Möglichkeiten zur Herstellung unterschiedlich geformter Bodenbeläge ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines Fahrzeug-Bodenbelags in einer Form angegeben, bei dem eine Polymermischung auf die Form gesprüht wird. Die Form ist eine offene Form mit einer Formfläche, die eine Kontur in Entsprechung zu wenigstens einem Teil einer Fahrzeugraumpfanne aufweist. Die gesprühte Polymermischung kann eine zweiteilige Polyurethanmischung oder ein anderes geeignetes Polymer sein, das für das Sprühformen geeignet ist und vorzugsweise eine gummiartige Struktur mit wenig Glanz bildet. Die Mischung wird auf die Formfläche der Form gesprüht, wobei wenigstens zwei unterschiedliche Dicken auf verschiedenen Bereichen der Formfläche vorgesehen werden. Die Sprühdicke wird gesteuert, um Eigenschaften des Bodenbelags wie etwa die Dauerhaftigkeit, die Geräuschübertragung oder die Schwingungsdämpfungen zu verbessern.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Bodenbelag durch einen Sprühurethan-Formprozess für ein Fahrzeug mit einem nicht mit Teppich belegten Boden hergestellt. Der Bodenbelag umfasst eine gesprühte Polyurethanschicht, die zu einer Kontur geformt ist, die der Form von wenigstens einem Teil des Fahrzeugbodens entspricht. Die Schicht weist eine erste Dicke in bestimmten Bereichen und eine zweite Dicke, die dicker als die erste Dicke ist, in anderen vorbestimmten Bereichen der Schicht auf. Die zweiten, dickeren Teile der Schicht können an Positionen ausgebildet werden, um Geräusche und Schwingungen stärker zu kontrollieren als sie durch die ersten, dünneren Teile der Schicht kontrolliert werden können. Ein Fahrzeug kann akustische Fokuspunkte, die Geräusche und Schwingungen verstärkt übertragen, sowie Bereiche umfassen, die weniger Geräusche und Schwingungen übertragen. Der Bodenbelag ist mit einer Vielzahl von unterschiedlichen Dicken ausgebildet, die variiert werden können, um über den akustischen Fokuspunkten eine größere Dicke und in den übrigen Bereichen eine geringere Dicke vorzusehen.
Gemäß anderen Aspekten der oben beschriebenen Erfindungen kann die in dem Sprühschritt gesprühte Mischung ein Polyurethan sein. Die Formfläche der Form kann eine strukturierte Oberfläche sein, die auf die obere Fläche des Bodenbelags übertragen wird. Der Fahrzeugboden weist Sitzmontagebereiche auf, d. h. Bereiche die durch Fahrzeugsitze bedeckt werden, wenn die Sitze auf dem Fahrzeugboden montiert sind.
1 ist eine schematische Teilquerschnittansicht von einer Form und von zwei Sprühdüsen, die eine Polymerverbindung auf einer Formfläche der Form auftragen.
2 ist eine perspektivische Ansicht eines Bodenbelags für ein Fahrzeug mit einer Raumpfanne, über der ein Entkoppler und ein Bodenbelag angebracht sind.
3 ist eine vergrößerte Ansicht des in 2 durch den Kreis 3 umgegebenen Teils des Fahrzeugskörpers.
4 ist eine Querschnittansicht entlang der Linie 4-4 von 2.
In 1 ist ein Sprühformsystem 10 schematisch dargestellt, das zum Ausbilden eines Nichtteppich-Bodensystems gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Das Sprühformsystem 10 umfasst eine Form 12, die eine Formfläche 14 definiert. Die Formfläche 14 ist in Übereinstimmung mit einer Entwurfsspezifikation in Bezug auf die gewünschte auszubildende Struktur strukturiert. Die Formfläche 14 ist vorzugsweise auch mit einer gewünschten Form konturiert, was weiter unten ausführlicher beschrieben wird. Das Sprühformsystem umfasst auch eine Sprühmaschine 16, die eine Polymermischung zu einer ersten Sprühdüse 18 und zu einer zweiten Sprühdüse 20 gibt. Die Polymermischung kann ein Polyurethanmaterial sein. Ein Beispiel für ein geeignetes Polyurethan ist ein aromatisches Polyurethan, das von BASF erhältlich ist. Es kann auch ein aliphatisches Polyurethan verwendet werden. Die erste und/oder die zweite Düse 18, 20 können zum Auftragen von Polyurethan verwendet werden. Auf der Form wird zuerst eine Formlösungsverbindung aufgetragen, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist.
2 zeigt einen gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildeten Bodenbelag 26, der auf einer Fahrzeugraumpfanne 28 installiert ist. Die Fahrzeugraumpfanne 28 ist Teil eines Fahrzeugkörpers (nicht gezeigt). Ein Entkoppler 30 kann zwischen der Raumpfanne 28 und dem Bodenbelag 26 vorgesehen werden. Die Fahrzeugraumpfanne 28 ist in Abhängigkeit von dem Fahrzeugentwurf konturiert und kann einen zentralen Tunnelbereich 32, einen Sitzbereich 34 und einen Fußstellbereich 36 umfassen. Der zentrale Tunnel 32 erstreckt sich über die Antriebswelle eines Hinterradantrieb-Fahrzeugs oder über andere Komponenten wie etwa Bremsleitungen, Kraftstoffleitungen und ähnliches in Vorderradantrieb-Fahrzeugen. Der Sitzbereich 34 ist ein Bereich, über dem eine Vielzahl von Fahrzeugsitzen montiert werden können. Die Fußstellbereiche 36 sind auf beiden Seiten des zentralen Tunnels 32 vorgesehen.
Wie in 3 und 4 gezeigt, umfasst der Bodenbelag 26 durch das Bezugszeichen 38 angegebene Teile mit normaler Dicke (z. B. 0,5 bis 3 mm), durch das Bezugszeichen 40 angegebene dickere Teile (z. B. 0,75 bis 5 mm) und durch das Bezugszeichen 42 angegebene dünnere Teile (z. B. 0,25 bis 1,0 mm). Der Bodenbelag 26 wird durch den Sprühprozess mit vorbestimmten Dickenbereichen in Entsprechung zu den akustischen Eigenschaften oder Schwingungseigenschaften des Fahrzeugs ausgebildet. Die Dicke wird auch kontrolliert, um dickere Teile in Bereichen wie etwa dem Fußstellbereich 36 vorzusehen, die eine stärkere Dauerhaftigkeit benötigen. Die dünneren Teile 42 werden vorzugsweise in Bereichen wie etwa dem Sitzbereich 34 vorgesehen, um das Gewicht zu reduzieren und die Materialkosten zu minimieren.
Das Sprühformsystem 10 kann derart kontrolliert werden, dass die Sprühdüsen 18 und 20 eine größere Menge des verwendeten Polymers auftragen, um den Bodenbelag 26 in den dickeren Teilen 40 auszubilden, während sie in den dünneren Teilen 42 mit einer reduzierten Rate oder Verweildauer sprühen.
4 zeigt den dickeren Teil 40, in dem sich der zentrale Tunnel 32 von der Fahrzeugraumpfanne 28 erstreckt. Der dickere Teil 40 kann über einer Bodenkomponente vorgesehen werden, die schwingt oder ansonsten eine akustische Dämpfung oder Schwingungsabsorption erfordert. Der dünnere Teil 42 kann in einem Bereich vorgesehen werden, in dem ein Sitz oder eine zentrale Konsole über dem Bodenbelag 26 installiert wird. In diesen Bereichen können der Sitz oder die zentrale Konsole eine Schwingungsabsorption oder Geräuschdämpfung vorsehen, wobei auch kein Bedarf für eine zusätzliche Dicke zur Erhöhung der Dauerhaftigkeit besteht, weil diese Bereiche keinem Verschleiß ausgesetzt sind.
Das Sprühformsystem 10 kann verwendet werden, um die Dicke des durch den Prozess ausgebildeten Bodenbelags 26 effektiv zu steuern. Während in 3 und 4 bestimmte Bereiche als dickere Teile 40 oder dünnere Teile 42 identifiziert wurden, ist zu beachten, dass Dickenvariationen an beliebigen Positionen in Abhängigkeit von Anforderungen in Bezug auf die Geräuschdämpfung, Vibrationsabsorption und Dauerhaftigkeit des Bodenbelags vorgesehen werden können.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Fahrzeugbodenbelags, das folgende Schritte umfasst: Vorsehen einer offenen Form (12) mit einer Formfläche (14), die in Entsprechung zu wenigstens einem Teil einer Fahrzeugraumpfanne (28) konturiert ist, und mindestens einer Sprühdüse (18, 20), Sprühen einer Polyurethanmischung auf die Formfläche (14), um einen Polyurethan-Bodenbelag (26) auszubilden, wobei eine erste Dicke (38) auf einen ersten Bereich der Formfläche (14) aufgetragen wird und eine zweite Dicke (42) auf einen zweiten Bereich der Formfläche (14) aufgetragen wird, wobei die erste Dicke (38) größer als die zweite Dicke (42) ist, wobei die unterschiedlichen Dicken (38, 42) des fertigen Bodenbelags (26) bestimmt werden durch unterschiedliche Sprühraten oder Verweildauern der Sprühdüse (18, 20) über dem jeweiligen Bereich.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in dem Sprühschritt aufgesprühte Mischung ein aromatisches Polyurethan ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyurethan als eine Flüssigkeit aufgesprüht wird, die unter Wärme zu einer Schicht aushärtet.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der resultierende Polyurethan-Bodenbelag (26) ein Oberflächenstrukturmuster aufweist, das dem Werkzeug entspricht.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Formfläche (14) eine strukturierte Oberfläche aufweist, die auf eine obere Fläche des Bodenbelags übertragen wird.
Fahrzeugbodenbelag (26), der durch ein Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche ausgebildet ist und eine gesprühte Polyurethanschicht aufweist, die mit einer Kontur geformt ist, die der Form von wenigstens einem Teil einer Fahrzeugraumpfanne (28) entspricht, wobei der Belag (26) eine erste Dicke (38) in bestimmten Bereichen und eine zweite Dicke (40), die größer als die erste Dicke (38) ist, in vorbestimmten anderen Bereichen aufweist, an denen Geräusche und Schwingungen starker kontrolliert werden sollen als in den Bereichen mit der ersten Dicke (38).
Fahrzeugbodenbelag nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugraumpfanne (28) Sitzmontagebereiche (34) aufweist, die durch eine Vielzahl von an der Raumpfanne (28) montierten Fahrzeugsitzen bedeckt werden.
Fahrzeugbodenbelag nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Dicke (38) zwischen 0,5 und 3 Millimeter beträgt.
Fahrzeugbodenbelag nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Dicke (40) größer als 0,75 Millimeter ist.
Fahrzeugbodenbelag nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Bodenbelag (26) über einem Entkoppler (30) angeordnet ist, der auf dem Boden des Fahrzeugs installiert ist.