-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten eines Körpers mit mindestens einer Antidröhnmasse.
-
Aus der
EP 0 882 561 A1 ist ein Verfahren zur Aufbringung eines Schaums auf einem harten Material bekannt. Dabei wird der Schaum mittels eines Formstempels in Form gedrückt.
-
Aus der
DE 103 42 753 B4 ist bekannt, eine Antidröhnschicht über eine elastomere Zwischenschicht mit einem harten Bauteil zu verbinden.
-
Diese Verfahren haben sich in der Praxis bewährt und bilden den Ausgangspunkt der vorliegenden Erfindung.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Beschichten eines Körpers mit mindestens einer Antidröhnschicht bereitzustellen, welches kostengünstig ist und eine gleichmäßige Verteilung der Antidröhnschicht über den beschichteten Körper erlaubt.
-
Diese Aufgabe wird, erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
-
Das Verfahren gemäß Anspruch 1 dient zum Beschichten eines Körpers mit mindestens einer Antidröhnmasse, die vorzugsweise eine pastöse Konsistenz aufweist. Die Antidröhnmasse hat die Aufgabe, Schwingungen des Körpers zu dämpfen. Dies reduziert einerseits die Lärmentwicklung und beugt andererseits Ermüdungsrisse im Körper vor. Die Antidröhnmasse wird zunächst auf den Körper in an und für sich bekannter Weise aufgetragen. Dies kann beispielsweise durch Spritzen, Aufschäumen, Aufspachteln oder ähnliches geschehen. Diese Aufzählung ist daher nicht abschließend zu verstehen. Anschließend werden auf die auf den Körper aufgetragene Antidröhnmasse flächige Abdeckmaterialien aufgelegt. Dabei ist es wichtig, dass jenes Abdeckmaterial, welches unmittelbar mit der Antidröhnmasse in Kontakt steht, luftdurchlässig ist. Diese Luftdurchlässigkeit erlaubt das spätere Aushärten der Antidröhnmasse, ohne dieses Abdeckmaterial entfernen zu müssen. Allerdings hat das luftdurchlässige Abdeckmaterial den Nachteil, dass stets ein Teil der Antidröhnmasse in ihrem flüssigen, schaumförmigen oder pastösen Zustand das flächige Abdeckmaterial durchdringen kann. Dies führt mittelfristig zu einer erheblichen Verunreinigung der Arbeitsmaterialien, was den Durchsatz limitiert und Reinigungskosten verursacht. Aus diesem Grund ist wenigstens eines der flächigen Abdeckmaterialien luftundurchlässig ausgebildet, so dass es von der Antidröhnmasse nicht durchdringbar ist. Um die Antidröhnmasse gleichmäßig über den zu beschichtenden Körper zu verteilen, wird anschließend ein Pressstempel gegen die Abdeckmaterialien gepresst. Aufgrund des mindestens einen luftundurchlässigen Abdeckmaterials ist sichergestellt, dass der Pressstempel in keinem direkten Kontakt mit der Antidröhnmasse gerät und folglich keine Antidröhnmasse an ihm haften bleibt. Eine Verschmutzung des Pressstempels ist daher ausgeschlossen, so dass der Pressvorgang mit hoher Taktrate erfolgen kann. Anschließend werden der Pressstempel und das mindestens eine luftundurchlässige Abdeckmaterial entfernt. Es spielt dabei keine Rolle, ob diese beiden Verfahrensschritte gleichzeitig oder hintereinander stattfinden. Die Wahl der zeitlichen Abfolge ist hauptsächlich durch Vorgaben innerhalb einer Presse bestimmt, die den Pressstempel betätigt und hat auf das Verfahrensergebnis keinerlei Einflüsse. Das Entfernen des mindestens einen luftundurchlässigen Abdeckmaterials ist in der Regel problemlos möglich, da erfahrungsgemäß während des Pressvorgangs nur wenig Antidröhnmasse das luftdurchlässige Abdeckmaterial durchdringen kann. Während das luftdurchlässige Abdeckmaterial dabei eine enge Bindung mit der Antidröhnmasse eingeht, ist die Adhäsionswirkung des luftundurchlässigen Abdeckmaterials äußerst gering. Damit ist es leicht möglich, das luftundurchlässige Abdeckmaterial abzuziehen, ohne die in Form gepresste Antidröhnmasse umzuformen und damit die gleichmäßige Verteilung der Antidröhnmasse auf den beschichteten Körper zu beeinträchtigen. Nach dem Abziehen des luftundurchlässigen Abdeckmaterials kann umgebendes Gas, vorzugsweise Luft das mindestens eine luftdurchlässige Abdeckmaterial durchdringen. Dabei wird die Antidröhnmasse einem Aushärtungsprozess unterworfen, der vorzugsweise mehrere Tage dauert. Dabei spielt es keine Rolle, welcher konkreten Art dieser Aushärtungsprozess ist. Im einfachsten Falle handelt es sich um einen Trocknungsvorgang, bei dem Lösungsmittel aus der Antidröhnmasse in das umgebende Gas, insbesondere Luft verdampft. Alternativ könnte in der Antidröhnmasse auch ein Polymerisationsprozess stattfinden, der die Aushärtung bewirkt. Unter dem Begriff der „Aushärtung” wird dabei jeder Vorgang verstanden, der die Viskosität der aufgetragenen Antidröhnmasse erhöht. Es ist dabei nicht erforderlich und in der Regel auch nicht gewollt, dass die Antidröhnmasse durch diesen Aushärtungsprozess hart wird. Eine weiche Konsistenz der Antidröhnmasse ist durchaus wünschenswert, um eine möglichst gute Schwingungsdämpfung zu erzielen. Die Antidröhnmasse muss allerdings soweit aushärten, dass einerseits ein Abfließen der Antidröhnmasse vom beschichten Körper im Betrieb verhindert wird und andererseits eine optimale Schwingungsdämpfungswirkung erzielt wird.
-
Oftmals ist es notwendig, die Antidröhnmasse nur lokal begrenzt auf den Körper aufzubringen, um die Schwingungsneigung des Körpers hinreichend zu dämpfen. Aufgrund der physikalischen Eigenschaften der nicht ausgehärteten Antidröhnmasse wird diese am Randbereich zerfließen und eine undefinierte räumliche Begrenzung der Antidröhnmasse erzeugen. Dabei gelangt Antidröhnmasse in jene Bereiche, die eigentlich nicht beschichtet werden sollten. Dies ist zwar grundsätzlich tolerierbar, erzeugt jedoch einen ungünstigen optischen Effekt. Außerdem fehlt eine gewisse Menge an Antidröhnmasse im Randbereich, was zu einem undefinierten Dämpfungsverhalten des Gesamtsystems führt. Zur Vermeidung dieser Probleme ist es gemäß Anspruch 2 vorteilhaft, auf den Körper einen Begrenzungsstempel aufzusetzen, der den Bereich, in dem die Beschichtung mit der Antidröhnmasse erfolgen soll, begrenzt. Dieser Begrenzungsstempel hat daher in der Regel eine ringförmige Kontur, die als Begrenzungswand dient. Alternativ können auch mehrere Stempel eingesetzt werden, die zusammengenommen die gewünschte ringförmige Kontur ergeben. Die konkrete geometrische Form des Begrenzungsstempels spielt dabei keine Rolle. Der Begrenzungsstempel wird zu einem beliebigen Zeitpunkt, aber vor dem eigentlichen Pressvorgang durch den Pressstempel auf den Körper aufgesetzt. Damit ist sichergestellt, dass der Begrenzungsstempel während des Pressvorgangs ein seitliches Austreten der Antidröhnmasse aus dem lokal begrenzten Bereich verhindert. Beispielsweise könnte der Begrenzungsstempel vor dem Auftragen der Antidröhnmasse auf den Körper aufgesetzt werden. Auf diese Weise verhindert der Begrenzungsstempel ein versehentliches Beschichten des Körpers mit der Antidröhnmasse außerhalb des begrenzten Bereichs.
-
Gemäß Anspruch 3 weist der Begrenzungsstempel mindestens eine Öffnung auf, durch die der mindestens eine Begrenzungsstempel greift. Damit ist die Schiebebewegung des Pressstempels bei aufgesetztem Begrenzungsstempel ungehindert möglich. Es müssen demnach nur zwei Stempel parallel zueinander verschoben werden, um die Antidröhnmasse auf dem Körper zu verteilen.
-
Gemäß Anspruch 4 ist es günstig, wenn der Begrenzungsstempel nach dem Auflegen der Abdeckmaterialien auf den Körper aufgesetzt wird. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Abdeckmaterialien auch den Begrenzungsstempel vor Verschmutzung durch die Antidröhnmasse bewahren. Dies erhöht die Standzeit des Begrenzungsstempels erheblich. Es muss in diesem Fall allerdings sichergestellt werden, dass die Antidröhnmasse beim Auftragen auf den Körper hinreichend weit vom Rand des Bereichs, der endgültig beschichtet werden soll, beabstandet ist. Anderenfalls besteht die Gefahr, dass Antidröhnmasse beim Aufsetzen des Begrenzungsstempels unter diesem hinausgedrückt wird.
-
Das mindestens eine luftdurchlässige Abdeckmaterial stört in der Regel die Schwingungsdämpfungseigenschaften der Antidröhnmasse in keiner Weise, so dass es grundsätzlich auf der erhärteten Antidröhnmasse verbleiben darf. Es gibt jedoch Anwendungsfälle, in denen dieses Abdeckmaterial unerwünscht ist, weil es beispielsweise aufgrund seiner großen Oberfläche als Schmutzfänger wirkt. Ein Abziehen des luftdurchlässigen Abdeckmaterials vor dem Aushärten der Antidröhnmasse ist grundsätzlich zu unterlassen, da hierbei Teile der Antidröhnmasse mit abgezogen würden oder die Antidröhnmasse verformt wird. Es ist jedoch gemäß Anspruch 5 möglich, das mindestens eine luftdurchlässige Abdeckmaterial nach dem Aushärtungsprozess zu entfernen. Zu diesem Zeitpunkt ist die Antidröhnmasse soweit verfestigt, dass sie eine gummiartige Konsistenz aufweist. Alternativ könnte die Antidröhnmasse nach dem Aushärtungsprozess auch eine Flüssigkeit mit extrem hoher Viskosität sein. In diesem Zustand ist die Entfernung des luftdurchlässigen Abdeckmaterials problemlos möglich.
-
Für das luftdurchlässige Abdeckmaterial hat sich gemäß Anspruch 6 mindestens ein Gewebe bewährt. Dieses hat im Gegensatz zu einem ebenfalls möglichen Vlies aus ungeordneten Fasern den Vorteil einer bei gleichem Materialeinsatz viel höheren Zugfestigkeit. Damit kann sich das luftdurchlässige Abdeckmaterial zwar an die Form der Antidröhnmasse anschmiegen, es besteht jedoch keine Gefahr, dass Risse im luftdurchlässigen Abdeckmaterial entstehen, die ein Austreten der Antidröhnmasse in Richtung Stempel ermöglichen.
-
Für das Gewebe hat sich gemäß Anspruch 7 ein Naturfasergewebe bewährt, welches günstig in der Herstellung ist. Außerdem haben Naturfasergewebe den weiteren Vorteil, dass die Haftwirkung der Antidröhnmasse im Verhältnis zu Polymer-Geweben verringert ist. Dies erleichtert ein späteres Abziehen des Gewebes von der ausgehärteten Antidröhnmasse.
-
Für das luftundurchlässige Abdeckmaterial hat sich gemäß Anspruch 8 mindestens ein Polymer bewährt. Polymere können problemlos in Folienform oder in Vliesform hergestellt werden. Bei diesen Materialien lässt sich die gewünschte Luftundurchlässigkeit mit recht einfachen Mitteln realisieren, was bei Naturfasergeweben nur mit sehr hohem Aufwand möglich wäre.
-
Schließlich ist es gemäß Anspruch 9 vorteilhaft, wenn das Polymer in Vliesform vorliegt. Ein Vlies hat gegenüber einer Folie den Vorteil einer besseren Verformbarkeit, so dass sich das luftundurchlässige Abdeckmaterial gut an die dreidimensionale Form des mit der Antidröhnmasse belegten Körpers anpassen kann. Dies ist insbesondere während des Pressvorgangs durch den Pressstempel wichtig.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert, ohne den Schutzumfang zu beschränken.
-
Es zeigt:
-
1 einen Ausschnitt einer Schnittdarstellung eines unbeschichteten Körpers,
-
2 den Körper gemäß 1 beim Auftragen einer Antidröhnmasse,
-
3 den Körper gemäß 2 mit aufgetragener Antidröhnmasse,
-
4 den Körper gemäß 3 mit aufgelegten Abdeckmaterialien,
-
5 den Körper gemäß 4 mit aufgesetztem Begrenzungsstempel,
-
6 den Körper gemäß 5 während des Pressvorgangs durch einen Presstempel,
-
7 den Körper gemäß 6 nach Vollendung des Pressvorgangs,
-
8 den Körper gemäß 7 nach dem Entfernen des luftundurchlässigen Abdeckmaterials,
-
9 den Körper gemäß 8 beim Aushärten der Antidröhnmasse und
-
10 den Körper gemäß 9 nach dem Abziehen des luftdurchlässigen Abdeckmaterials.
-
Die 1 zeigt eine Schnittdarstellung eines Ausschnitts eines Körpers 1 mit Rippen 2. Derartige Rippen 2 werden oftmals zur Versteifung eingesetzt, um eine hohe Festigkeit des Körpers 1 bei geringem Materialeinsatz zu erzielen. Eine weitere Funktion der Rippen 2 könnte die Vergrößerung der Oberfläche zur Erzielung einer verbesserten Kühlwirkung sein, wenn der Körper 1 im Betrieb größere Wärmemengen abgibt. Die Rippen 2 haben jedoch das grundsätzliche Problem, dass sie zu Schwingungen neigen. Insbesondere wenn der Körper 1 Teil eines Antriebssystems wie beispielsweise eines Motors ist, können sich Schwingungen durch Resonanzeffekte in den Rippen 2 verstärken. Dies führt zur Gefahr von Ermüdungsbrüchen aber auch zu einer erhöhten Lärmabstrahlung. Aus diesem Grund werden insbesondere Bereiche 3 um solche Rippen 2 mit einer Antidröhnmasse belegt. Diese soll Schwingungen der Rippen 2 dämpfen und damit sowohl Ermüdungsbrüchen als auch der Lärmabstrahlung vorbeugen.
-
Gemäß 2 wird eine pastöse Antidröhnmasse 4 mittels Düsen 5 auf den Körper 1 aufgetragen. Die Auftragung selbst erfolgt dabei nur innerhalb des Bereichs 3.
-
Aufgrund der pastösen Konsistenz der Antidröhnmasse 4 erfolgt die Auftragung auf den Körper 1 gemäß 3 ungleichmäßig. Dies ist in dieser Form nicht akzeptabel, da die schwingungsdämpfende Wirkung der Antidröhnmasse 4 im Bereich von Tälern 6 zu gering wäre. Die Antidröhnmasse 4 muss daher noch gleichmäßig verteilt werden.
-
Im nächsten Schritt gemäß 4 werden flächige Abdeckmaterialien 7, 8 oberseitig auf die Antidröhnmasse 4 aufgelegt. Dabei ist das der Antidröhnmasse 4 zugewandte Abdeckmaterial 7 luftdurchlässig, während das abgewandte Abdeckmaterial 8 luftundurchlässig ist. Das Abdeckmaterial 7 besteht aus einem Baumwollgewebe, welches die Antidröhnmasse 4 durch Kapillarwirkung aufsaugen kann. Das Abdeckmaterial 8 ist dagegen ein Kunststoffvlies, welches von der Antidröhnmasse 4 nicht durchdringbar ist.
-
Im folgenden Schritt wird gemäß 5 ein Begrenzungsstempel 9 gegen den Körper 1 gedrückt. Dieser Begrenzungsstempel 9 ist ringförmig aufgebaut, wobei seine Kontur 10 den zu beschichtenden Bereich 3 festlegt. Dieser Begrenzungsstempel 9 verhindert, dass im folgenden Pressvorgang Antidröhnmasse 4 in undefinierter Weise seitlich herausgedrückt wird. Die Abdeckmaterialien 7, 8 trennen die Antidröhnmasse 4 vom Begrenzungsstempel 9 und verhindern somit dessen Verschmutzung.
-
Anschließend wird ein Pressstempel 11 durch eine Öffnung 12 des Begrenzungsstempels 9 gedrückt. Dieser Pressstempel 11 übt eine Kraft auf die Antidröhnmasse 4 aus und verteilt diese gleichmäßig über den Bereich 3. Die Abdeckmaterialien 7, 8 verhindern dabei, dass die Antidröhnmasse 4 Kontakt zum Pressstempel 11 hat. Damit bleibt auch der Pressstempel 11 während des Betriebs sauber, was zur Erzielung hoher Taktraten wichtig ist.
-
Anschließend werden der Pressstempel 11 und der Begrenzungsstempel 9 gemäß 7 zurückgezogen, so dass die gleichmäßig verteilte Antidröhnmasse 4 auf dem Körper 1 zusammen mit den Abdeckmaterialien 7, 8 zurück bleibt.
-
Bevor nun die Antidröhnmasse 4 aushärten kann, muss gemäß 8 das luftundurchlässige Abdeckmaterial 8 entfernt werden. Anderenfalls ist ein Gasaustausch der Antidröhnmasse 4 mit dem umgebenden Gas nicht möglich. Dieser Gasaustausch ist jedoch für den Aushärtungsprozess von besonderer Bedeutung. Es ist aber auch wichtig, dass das luftdurchlässige Abdeckmaterial 7 auf der Antidröhnmasse 4 verbleibt. Ein Abziehen des luftdurchlässigen Abdeckmaterials 7 hätte zur Folge, dass die in Form gebrachte Antidröhnmasse 4 umgeformt und im schlimmsten Fall vom Körper 1 sogar abgezogen würde.
-
Während des nun folgenden Aushärtungsprozesses gemäß 9 erfolgt ein reger Gasaustausch der Antidröhnmasse 4 mit dem umgebenden Gas, wobei das luftdurchlässige Abdeckmaterial 7 diesen Gasaustausch in keiner Weise behindert. Während des Aushärtungsprozesses schrumpft die Antidröhnmasse 4 in ihrer Dicke.
-
Abschließend wird das luftdurchlässige Abdeckmaterial 7 entfernt, so dass nur noch die Antidröhnmasse 4 auf dem Körper 1 zurückbleibt. Da die Schrumpfung der Antidröhnmasse 4 nur in Dickenrichtung erfolgt, ist die Antidröhnmasse 4 im Bereich der Rippen 2 entsprechend höher als dazwischen. Dieser Effekt ist durchaus gewollt, um bei moderatem Materialeinsatz der Antidröhnmasse 4 eine optimale Schwingungsdämpfungswirkung zu erzielen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Körper
- 2
- Rippe
- 3
- Bereich
- 4
- Antidröhnmasse
- 5
- Düse
- 6
- Tal
- 7
- Abdeckmaterial
- 8
- Abdeckmaterial
- 9
- Begrenzungsstempel
- 10
- Kontur
- 11
- Pressstempel
- 12
- Öffnung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- EP 0882561 A1 [0002]
- DE 10342753 B4 [0003]
