DE102020102785A1

DE102020102785A1 - Form zur Herstellung einer Schalldämmungseinheit für ein Kraftfahrzeug und zugeordnetes Herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE102020102785A1
Application number: DE102020102785.0A
Authority: DE
Inventors: Michel LANGINY
Original assignee: Faurecia Automotive Industrie SAS
Current assignee: Adler Pelzer France Grand Est SAS
Priority date: 2019-02-11
Filing date: 2020-02-04
Publication date: 2020-08-13
Also published as: FR3092517A1; GB202001677D0; GB2583013B; GB2583013A; FR3092517B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Form (30) zur Herstellung einer Schalldämmungseinheit eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine erste Halbform (32) und eine zweite Halbform (34), die zwischen sich einen Innenraum festlegen, wobei der Innenraum zur Aufnahme einer ersten Schicht (14) bestimmt ist, die ein thermoplastisches Material umfasst, wobei der Innenraum einen freien Abschnitt (46) aufweist, der sich zwischen der ersten Schicht (14) und einer von der ersten Halbform (32) und der zweiten Halbform (34) erstreckt, wobei der freie Abschnitt (46) imstande ist, einen Vorläufer eines Schaumstoffs aufzunehmen, der zur Bildung einer Absorptionsschicht bestimmt ist. Die zweite Halbform (34) umfasst mindestens eine Rippe (56), die in Richtung der ersten Halbform (32) hervorragt, wobei sich jede Rippe (56) entlang einer äußeren Kontur des Innenraums erstreckt, wobei jede Rippe (56) bestimmt ist, gegen die erste Schicht (14) in Kontakt zu kommen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Form zur Herstellung einer Schalldämmungseinheit eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine erste Halbform und eine zweite Halbform, die zwischen sich einen Innenraum festlegen, wobei der Innenraum zur Aufnahme einer ersten Schicht bestimmt ist, die ein thermoplastisches Material umfasst, wobei der Innenraum einen freien Abschnitt aufweist, der sich zwischen der ersten Schicht und einer von der ersten Halbform und der zweiten Halbform erstreckt, wobei der freie Abschnitt imstande ist, einen Vorläufer eines Schaumstoffs aufzunehmen, der zur Bildung einer Absorptionsschicht bestimmt ist. Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Herstellungsverfahren zur Umsetzung der Form.
Eine derartige Form ist zu Herstellung von Schalldämmungseinheiten bestimmt, um die akustischen Probleme zu lösen, die sich in einem etwa abgeschlossenen Raum stellen wie in einem Fahrgastraum eines Kraftfahrzeugs (Matte, Dach, Türverkleidung usw.) in der Nähe von Geräuschquellen wie einem Motor (Schürze usw.) oder beim Kontakt von Reifen mit einer Straße (Straßenübergang usw.).
Im Allgemeinen werden im Bereich der niedrigen Frequenzen die von den vorgenannten Geräuschquellen erzeugten Schallwellen von Materialien in Form einfacher oder doppelter Platten (vorgespanntes Sandwich) mit viskoelastischem Verhalten oder durch akustische Abschwächung durch ein poröses und elastisches Masse-Feder-Systems „gedämpft“.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung gewährleistet eine Schalldämmungseinheit eine „Isolation“, wenn sie den Eintritt von mittel- und hochfrequenten Schallwellen in den gedämmten Bereich im Wesentlichen durch Reflexion der Wellen in Richtung der Geräuschquellen oder nach außerhalb des gedämmten Bereichs sicherstellt.
Eine Schalldämmungseinheit funktioniert durch „akustische Absorption“ (im Bereich der mittleren und hohen Frequenzen), wenn sich die Energie der Schallwellen in einem absorbierenden Material zerstreut.
Eine leistungsfähige Schalldämmungseinheit muss sowohl eine gute Isolation als auch Absorption gewährleisten. Um die Leistungsfähigkeit einer derartigen Einheit beurteilen zu können, wird der Begriff des Geräuschreduktionsindex NR verwendet, der sowohl die Isolation als auch die Absorption berücksichtigt: Dieser Index kann anhand der folgenden Gleichung berechnet werden: $NR (db) = TL - 10 log (S / A),$
wobei TL der Schalldämpfungsindex ist (nachfolgend Dämpfungsindex) ist, der für die Isolation steht. Je höher dieser Index ist, umso besser ist die Isolation.
A die äquivalente Absorptionsfläche ist. Je höher A ist, umso besser ist die Absorption. S die Fläche des Teils ist.
Um eine gute Schalldämmung zu gewährleisten, beispielsweise für einen Kraftfahrzeug-Fahrgastraum, ist es wünschenswert, eine Gruppe von Materialien anzuwenden, die genau diese Größen beeinflussen. Dies wurde in vielen Artikel beschrieben, vor allem in dem Artikel „Faurecia Acoustic Light-weight Concept“, der 2002 auf der Konferenz SIA/CTTM in Le Mans vorgestellt wurde.
Für eine gute Schallisolation ist die Verwendung von Einheiten vom Typ Masse-Feder bekannt, die von einer porösen und elastischen Basisschicht gebildet sind, auf der eine schwere undurchlässige Schicht angeordnet ist. Diese schwere undurchlässige Schicht hat im Allgemeinen eine hohe flächenbezogene Masse, insbesondere über 1 kg/m², und eine ebenfalls hohe volumenbezogene Masse in der Größenordnung von 1500 kg/m³ bis 2000 kg/m³.
Zur Verbesserung der Absorption der Schalldämmungseinheit ist auf der schweren Masse eine poröse obere Schicht hinzugefügt, die imstande ist, die Vibrationen des Masse-Feder-Systems so zu verteilen, dass ihre Übertragung in Richtung des Fahrgastraums minimiert wird.
Die obere poröse Schicht ist beispielsweise aus einem Schaumstoff hergestellt, der in eine Form direkt gegen die schwere Masse unmittelbar nach dem Thermoformen gespritzt wird. Die noch warme schwere Masse wird in eine Form platziert, die einen Hohlraum definiert, in den ein Vorläufer des Schaumstoffs gespritzt wird.
Nach dem Thermoformen der schweren Masse kann diese eine ungleichmäßige Stärke aufweisen, was die Dichtigkeit des Hohlraums beeinflussen kann, in welchen der Schaumstoff eingespritzt wurde. Der gebildete Schaumstoff weist somit eine ungleichmäßige Dichte auf und kann sogar eingefallene Bereiche aufweisen.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Form bereitzustellen, die ein effizientes Einspritzen von absorbierendem Schaumstoff auf eine thermisch geformte schwere Masse erlaubt, um eine gute Homogenität und zufriedenstellende akustische Eigenschaften aufzuweisen.
Zu diesem Zweck hat die Erfindung eine Form des vorgenannten Typs zum Gegenstand, wobei die zweite Halbform mindestens eine Rippe umfasst, die in Richtung der ersten Halbform hervorragt, wobei sich jede Rippe entlang einer äußeren Kontur des Innenraums erstreckt, wobei jede Rippe bestimmt ist, gegen die erste Schicht in Kontakt zu kommen.
Gemäß besonderen Ausführungsformen der Erfindung kann die erfindungsgemäße Form ein oder mehrere der folgenden Merkmale aufweisen, die allein oder gemäß allen technisch möglichen Kombinationen herangezogen werden:

- die Rippe erstreckt sich kontinuierlich entlang der äußeren Kontur;
- die Rippe weist, indem sie sich von der zweiten Halbform entfernt, in einer Ebene, die orthogonal zu einer lokalen Erstreckungsrichtung der Rippe entlang der äußeren Kontur des Innenraums ist, eine abnehmende Breite auf;
- die Rippe weist in der Ebene, die orthogonal zu der lokalen Erstreckungsrichtung ist, einen etwa halbkreisförmigen Querschnitt auf;
- die Rippe ist einstückig mit der zweiten Halbform;
- die erste Halbform umfasst eine Verschlusskante, die zur zweiten Halbform hervorsteht, wobei sich die Rippe der Verschlusskante zugewandt erstreckt;
- die Form enthält eine erste Schicht, die an der zweiten Halbform an der oder jeder Rippe anliegt, wobei die erste Halbform imstande ist, auf der ersten Schicht, der oder jeder Rippe zugewandt, anzuliegen, um den Innenraum hermetisch zu verschließen.

Die Erfindung hat ebenfalls ein Herstellungsverfahren einer Schalldämmungseinheit eines Kraftfahrzeugs zum Gegenstand, das die folgenden Schritte umfasst:

- Bereitstellen einer wie weiter oben beschriebenen Form;
- Bereitstellen einer ersten Schicht, die ein erhitztes thermoplastisches Material umfasst, und Platzieren der ersten Schicht im Innenraum;
- Schließen der Form durch relative Verlagerung der ersten Halbform in Richtung der zweiten Halbform, und Einspannen der ersten Schicht zwischen der Rippe und einer Oberfläche der ersten Halbform;
- Schließen eines freien Abschnitts des Innenraums, wobei sich der freie Abschnitt zwischen der ersten Schicht und einer von der ersten Halbform und der zweiten Halbform erstreckt; und
- Einspritzen eines Vorläufers eines Schaumstoffs in den freien Abschnitt und Bilden der Absorptionsschicht.

Gemäß besonderen Ausführungsformen der Erfindung weist das erfindungsgemäße Verfahren eins oder mehrere der folgenden Merkmale auf, die allein oder gemäß allen technisch möglichen Kombinationen herangezogen werden:

- die Rippe erstreckt sich kontinuierlich entlang der äußeren Kontur, wobei das Schließen des freien Abschnitts das Spannen der ersten Schicht zwischen der Rippe und der zweiten Halbform, entlang der äußeren Kontur des Innenraums, derart umfasst, dass der Innenraum etwa hermetisch verschlossen wird;
- das Schließen der Form umfasst das Einspannen der ersten Schicht zwischen der Rippe und einer Verschlusskante der zweiten Halbform, die zur ersten Halbform hervorsteht;
- das Verfahren umfasst ebenfalls zusätzliche Schritte des:
- Platzierens der ersten Schicht und der Absorptionsschicht in eine zweite Form;
- Schließens der zweiten Form und Bildens eines Innenraums, der sich der ersten Schicht zugewandt erstreckt, auf der Seite, die der Absorptionsschicht gegenüberliegt; und
- Einspritzens eines Vorläufers eines Schaumstoffs, der zur Bildung der elastischen Schicht im Innenraum bestimmt ist und Bildens der elastischen Schicht, wobei die elastische Schicht eine Rille füllt, die von der Rippe während des Schritts des Schließens der Form gebildet wurde;
- das Verfahren umfasst einen zusätzlichen Schritt des Befestigens eines elastischen Filzes auf der ersten Schicht auf der Seite, die der Absorptionsschicht gegenüberliegt, wobei der Filz eine elastische Schicht bildet.

Die Erfindung betrifft ferner ein Ausstattungsteil eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine Schalldämmungseinheit, wobei die Schalldämmungseinheit umfasst:

- eine erste Schicht schwerer Masse;
- eine Absorptionsschicht, umfassend einen Schaumstoff, wobei die Absorptionsschicht auf einer Fläche der ersten Schicht aufgenommen ist;
- eine elastische Schicht, die auf der anderen Fläche der ersten Schicht aufgenommen ist,

Gemäß einer besonderen Ausführungsform weist das erfindungsgemäße Teil das folgende Merkmal auf:

- die elastische Schicht umfasst einen Schaumstoff, wobei die elastische Schicht die Rille füllt.

Die Erfindung wird bei der Lektüre der folgenden Beschreibung besser verstanden werden, die nur als Beispiel gegeben ist und sich auf die Zeichnungen in der Anlage bezieht, von denen:

[1] die 1 eine schematische Teilschnittansicht einer mit einer erfindungsgemäßen Form hergestellten Schalldämmungseinheit ist;
[2] [3] [4] [5] [6] die 2 bis 6 schematischen Schnittansichten aufeinanderfolgender Herstellungsschritte der Schalldämmungseinheit der 1 sind.

Im Folgenden sind die Richtungen im Allgemeinen die üblichen Richtungen eines Kraftfahrzeugs. Jedoch sind die Begriffe „oberhalb“, „über“, „unterhalb“, „unter“, „darüber“ und „darunter“ relativ in Bezug auf die Referenzfläche des Kraftfahrzeugs zu verstehen, gegenüber der die Schalldämmungseinheit angeordnet ist. Der Begriff „darunter“ ist demzufolge als so nah wie möglich bei der Fläche und der Begriff „darüber“ als so weit wie möglich von dieser Fläche entfernt zu verstehen.
Eine Schalldämmungseinheit 10 ist auf der 1 dargestellt. Diese Einheit 10 ist bestimmt, gegenüber einer Fläche 12 eines Kraftfahrzeugs angeordnet zu sein.
Die Fläche 12 ist beispielsweise eine metallische Fläche aus Blech des Fahrzeugs, die insbesondere einen Boden, eine Decke, eine Tür, eine Schürze, die den Fahrgastraum vom Motorraum trennt, eine Haube oder einen Radkasten des Kraftfahrzeugs definiert.
Die Einheit 10 ist bestimmt, direkt auf der Fläche 12 anzuliegen. Sie kann auf der Fläche 12 in vorteilhafter Weise mit Hilfe von Stiften (beispielsweise im Fall einer Schürze) befestigt sein oder auf dieser aufgesetzt sein (beispielsweise im Fall einer Matte). In einer Variante ist die Einheit auf der Fläche 12 verklebt.
Wie von der 1 veranschaulicht ist, weist die Schalldämmungseinheit 10 eine zentrale erste Schicht 14 schwerer Masse sowie eine obere Absorptionsschicht 16 und eine untere elastische Schicht 18 auf.
In einer (nicht dargestellten) Variante weist die Schalldämmungseinheit 10 ferner eine dekorative Schicht wie beispielsweise ein Muster oder einen Teppichbelag auf, die über der Absorptionsschicht 16 angeordnet ist.
Die erste Schicht 14 ist von einer Schicht schwerer Masse gebildet, die luftdicht ist.
Infolge ihrer Herstellung gemäß dem weiter unten beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren weist die erste Schicht 14 eine umlaufende Rille 20 auf, die sich entlang der Peripherie der Absorptionsschicht 16 erstreckt. Die Rille 20 ist in vorteilhafter Weise durch die elastische Schicht 18 gefüllt.
Die schwere Masse umfasst in vorteilhafter Weise ein thermoplastisches Material vom Typ Polyolefin wie ein Ethylen-Vinylacetat-Copolymer, ein Polyethylen, ein Polypropylen, ein Ethylen-Propylen-Dien-Monomer-Polymer.
Die schwere Masse inkorporiert in vorteilhafter Weise Chargen vom Typ Bitumen, Kreide und/oder Bariumsulfat, die erlauben, eine höhere Dichte, beispielsweise über 1.500 kg/m³, vorzugsweise über oder gleich 2.000 kg/m³, zu erhalten.
Die flächenbezogene Masse der schweren Masse liegt in vorteilhafter Weise zwischen 0,2 kg/m² und 10 kg/m², vor allem 1 kg/m² und 4 kg/m².
Die Stärke der schweren Masse liegt im Allgemeinen zwischen 0,1 mm und 5 mm.
Die Absorptionsschicht 16 ist beispielsweise auf der Basis von Schaumstoff hergestellt, insbesondere eines eingespritzten Schaumstoffs oder eines gespaltenen Schaumstoffs mit offenen Zellen. Sie ist beispielsweise aus Polyurethan hergestellt. Der Schaumstoff, die die Absorptionsschicht 16 bildet, ist thermisch formbar.
Die Stärke der Absorptionsschicht 16 ist größer als 5 mm und liegt beispielsweise zwischen 5 mm und 20 mm und liegt insbesondere zwischen 10 mm und 15 mm.
Die Porosität der Absorptionsschicht 16 ist gewählt, damit die Luftdurchgangsresistivität über 10000 N.m^-4.s beträgt, in vorteilhafter Weise zwischen 10000 N.m^-4.s und 90000 N.m^-4.s, insbesondere zwischen 25000 N.m^-4.s und 35000 N.m^-4.s liegt.
Der Luftdurchgangswiderstand oder die Resistivität wird anhand der Methode gemessen, die in der Dissertation „Mesures des parametres caracterisant un milieu poreux. Etude expérimentale du comportement acoustique des mousses aux basses frequences“ von Michel HENRY, verteidigt am 3. Oktober 1997, Universite du Mans, beschrieben wurde.
Die elastische Schicht 18 ist in vorteilhafter Weise leicht. Die Dichte der elastischen Schicht 18 ist beispielsweise niedriger als 30 g/l und liegt in vorteilhafter Weise zwischen 8 g/l und 25 g/l.
Die elastische Schicht 18 ist auf der Basis eines Spritzschaumstoffs hergestellt. Sie ist beispielsweise aus Polyurethan hergestellt. Sie ist beispielsweise auf der Basis von Schaumstoff F25 hergestellt, der von der Firma HUNTSMAN vertrieben wird.
In einer Variante enthält der Schaumstoff der elastischen Schicht 18 ebenfalls Recyclingmaterial, wie oben festgelegt, und/oder ,Bio-Polyol‘.
Die volumenbezogene Masse der elastischen Schicht 18 liegt zwischen 40 g/l und 80 g/l und insbesondere zwischen 45 g/l und 60 g/l.
Die Stärke der elastischen Schicht 18, ermittelt senkrecht zur Oberfläche 12, liegt in vorteilhafter Weise zwischen 5 mm und 30 mm, beispielsweise zwischen 10 mm und 20 mm.
Um Federeigenschaften aufzuweisen, weist die elastische Schicht 18 in vorteilhafter Weise ein Young-Modul über 5000 Pa auf. Dieses Young-Modul liegt in vorteilhafter Weise zwischen 5000 Pa und 60.000 Pa, insbesondere zwischen 10.000 Pa und 20.000 Pa.
Die Luftdurchgangsresistivität der elastischen Schicht 18 ist in vorteilhafter Weise höher als 10000 N.m-4.s, liegt in vorteilhafter Weise zwischen 10000 N.m-4.s und 90000 N.m-4.s, insbesondere zwischen 25000 N.m-4.s und 35000 N.m-4.s.
Als Variante umfasst die elastische Schicht 18 einen elastischen Filz, die mit der ersten Schicht 14 schwerer Masse verklebt ist.
Unter „Filz“ ist im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Gemisch aus Basisfasern und Bindemittel zu verstehen. Die Basisfasern können neue und/oder recycelte, Natur- oder synthetische Fasern einer oder mehrerer Arten sein. Bespiele für natürliche Fasern, die verwendet werden können, sind das Leinen, die Baumwolle, der Hanf, der Bambus usw. Beispiele für synthetische Fasern, die verwendet werden können, sind mineralische Fasern wie Glasfasern oder organische Fasern wie Kevlar, Polyamid, Acryl, Polyester, Polypropylen.
Das Bindemittel ist vorzugsweise ein thermisch härtbares Harz. Beispiele für thermisch härtbare Harze sind Epoxidharze oder Polyesterharze.
Wenn der Filz die Fabrikationslinie verlässt, wurden diese Harze in einem Ofen vorvernetzt, so dass ein handhabbarer und teilweise gebundener Filz bereitgestellt wird.
Als Variante ist das Bindemittel eine schmelzbare Faser oder eine Zweikomponentenfaser, die im Allgemeinen eine Seele aus Polyester und einen Mantel aus CoPolyester mit einem niedrigeren Schmelzpunkt als die Seele hat.
Wenn der Filz die Fabrikationslinie verlässt, wurden die schmelzbaren Fasern beim Durchgang in einem Ofen derart verschmolzen, dass der Zusammenhalt des Filzes gewährleistet ist und dieser handhabbar ist.
Unabhängig vom verwendeten Bindemitteltyp wird der Filz nur sehr geringen Druck in dem Fixierofen ausgesetzt, so dass er seine poröseste Form aufweist.
In einer Variante umfasst der Filz einen erhöhten Prozentsatz von Mikrofasern, beispielsweise über 50% und in vorteilhafter Weise 80% Mikrofasern.
Unter „Mikrofasern“ sind Fasern mit Größen unter 0,9 dtex, in vorteilhafter Weise 0,7 dtex, zu verstehen.
In einer Variante enthält der Filz recyceltes Material, das beispielsweise von internen oder externen Abfällen herrührt, insbesondere von abgefallenen Automobilausrüstungsteilen, Fabrikationsausschuss oder Fahrzeugteilen, deren Lebensdauer abgelaufen ist. Diese Abfälle werden beispielsweise zerkleinert und in den Filz in Form von Stücken zerteilten Materials integriert, das von Agglomeraten, Flocken oder Partikeln gebildet ist. Die Bestandteile der Abfälle können vor oder während des Zerkleinerns getrennt werden.
Die flächenbezogene Masse der elastischen Schicht 18, wenn sie aus Filz ist, beträgt über 500 g/m² und liegt zwischen 500 g/m² und 1000 g/m², in vorteilhafter Weise zwischen 600 g/m² und 750 g/m².
Ihre anderen Eigenschaften, insbesondere ihre Stärke, ihre Luftdurchgangsresistivität, und ihre Biegesteifigkeit sind in vorteilhafter Weise analog zu denen, die weiter oben beschrieben wurde, wenn die elastische Schicht 18 aus Schaumstoff ist.
Jetzt wird eine Herstellungsform 30 der Schalldämmungseinheit 10 unter Bezugnahme auf die 2 bis 4 beschrieben. Die Form 30 umfasst eine erste Halbform 32 und eine zweite Halbform 34.
Die erste Halbform 32 und die zweite Halbform 34 erstrecken sich von einer Fläche zur anderen und sind im Verhältnis zueinander gemäß einer Verschlussrichtung X-X der Form 30 translatorisch beweglich. Die Verschlussrichtung X-X ist beispielsweise etwa vertikal, die erste Halbform 32 ist demnach eine obere Halbform und die zweite Halbform 34 ist eine untere Halbform.
Die Form 30 ist auf der 2 in geöffneter Position dargestellt, in welcher die erste Halbform 32 und die zweite Halbform 34 voneinander beabstandet sind. Die erste Schicht 14, bestehend aus einem Bogen schwerer Masse, ist zwischen der ersten Halbform 32 und der zweiten Halbform 34 angeordnet.
Auf der 3 ist die Form 30 in geschlossener Position dargestellt mit der ersten Halbform 32 im Kontakt mit der zweiten Halbform 34.
Die erste Halbform 32 und die zweite Halbform 34 definieren zwischen sich einen Innenraum 35, der zur Aufnahme der ersten Schicht 14 bestimmt ist.
Die erste Halbform 32 umfasst eine Platte 36, die eine innere Fläche 38 aufweist, die sich der zweiten Halbform 34 zugewandt erstreckt, sowie eine Verschlusskante 40 und ein Schneidwerkzeug 42, das ab der inneren Fläche 38 in Richtung der zweiten Halbform 34 hervorsteht, gemäß der Verschlussrichtung X-X. Die erste Halbform 34 umfasst ferner einen in der Platte 36 definierten Einspritzkanal 43 eines Vorläufers des Schaumstoffs, der die Absorptionsschicht 16 bildet.
Auf den 2 bis 4 ist die innere Fläche 38 etwa eben und erstreckt sich parallel zur zweiten Halbform 34. Als Variante weist die innere Fläche 38 je nach gewünschter Form der Schalldämmungseinheit 10 eine komplexere Geometrie auf.
Die Verschlusskante 40 und das Schneidwerkzeug 42 erstrecken sich etwa gemäß einer geschlossenen Kontur entlang einer Außenkante der ersten Halbform 32 und weisen lokal gekrümmte Konturen auf oder definieren Winkel gemäß der gewünschten Form der Schalldämmungseinheit 10.
Auf den 2 bis 4 sind die Verschlusskante 40 und das Schneidwerkzeug 42 im Querschnitt dargestellt, in einer Ebene, die etwa senkrecht zu ihrer lokalen Erstreckungsrichtung ist.
Wenn die Form 30 in geschlossener Position ist, wie auf der 3 dargestellt ist, umfasst der Innenraum 35 einen freien Abschnitt 46, der von der inneren Oberfläche 38, der Verschlusskante 40 und der ersten Schicht 14 definiert ist.
Jede Verschlusskante 40 weist eine innere Oberfläche 44 auf, die den freien Abschnitt 46 des Innenraums 35 begrenzt, und eine Verschlussfläche 48 des freien Abschnitts 46, die sich etwa parallel zur zweiten Halbform 34 erstreckt.
Jedes Schneidwerkzeug 42 umfasst eine Schneidkante 50 auf, die zur zweiten Halbform 34 zeigt. Die Schneidkante 50 ist beispielsweise die Schneide einer Klinge aus Metall.
Die Schneidkante 50 ist ausgebildet, um in Verschlussposition mit der zweiten Halbform 34 in Kontakt zu kommen und die erste Schicht 14 entlang der Kontur des Schneidwerkzeugs 42 durch Quetschen (oder „pinching“) zu durchtrennen.
Die Schneidkante 50 ist gemäß der Verschlussrichtung X-X von der inneren Fläche 38 weiter entfernt als die Verschlussfläche 48. Somit stützt sich, wie auf der 2 gezeigt wird, die Verschlussfläche 48 in Verschlussposition auf der ersten Schicht 14 ab und komprimiert sie derart, dass der freie Abschnitt 46 geschlossen wird.
Der Einspritzkanal 43 des Vorläufers des Schaumstoffs, der die Absorptionsschicht 16 bildet, mündet durch die innere Fläche 38 in den freien Abschnitt 46 aus. Er ist mit einem Vorläufer-Vorratsbehälter 51 sowie einer Einspritzpumpe 53 verbunden, die imstande ist, den Vorläufer in den freien Abschnitt 46 einzuspritzen.
Die zweite Halbform 34 umfasst eine zweite Platte 52, die eine obere Fläche 54 definiert, die sich der ersten Halbform 32 zugewandt erstreckt, auf der die erste Schicht 14 ruht. Die zweite Halbform 34 umfasst eine Rippe 56, die aus der oberen Fläche 54 in Richtung der ersten Halbform 32 hervorsteht und bestimmt ist, mit der ersten Schicht 14 in Kontakt zu kommen.
Die Rippe 56 ist insbesondere metallisch und in vorteilhafter Weise mit der zweiten Halbform 34 einstückig. Somit weist die Rippe 56 eine verbesserte Stabilität und eine gute Widerstandsfähigkeit gegenüber mechanischen Belastungen auf.
Die Rippe 56 erstreckt sich entlang der äußeren Kontur des Innenraums, der Verschlusskante 40 zugewandt. Somit ist die Rippe 56 in Verschlussposition in der Nähe der Verschlussfläche 48, so dass die erste Schicht 14 gegen die erste Halbform 32 gespannt wird, wie auf der 2 dargestellt ist.
Die erste Schicht 14 wird demzufolge zwischen der Rippe 56 und der Verschlussfläche 48 komprimiert, wodurch der Innenraum 35 etwa hermetisch geschlossen wird und ein verbessertes Einspritzen in den freien Abschnitt 46 des Innenraums 35 erlaubt wird.
Die Rippe 56 ist imstande, beim Spannen in der ersten Schicht 14 die Rille 20 zu bilden.
In vorteilhafter Weise weist die Rippe 56, indem sie sich von der zweiten Halbform 34 entfernt, in einer Ebene, die orthogonal zu einer lokalen Erstreckungsrichtung der Rippe 56 entlang der äußeren Kontur des Innenraums 35 ist, eine abnehmende Breite auf. Somit wird das Spannen der ersten Schicht 14 zwischen der Rippe 56 und der Verschlusskante 40 verbessert.
Insbesondere weist die Rippe 56, wie in dem auf den 2 bis 6 dargestellten Beispiel, einen halbkreisförmigen Querschnitt auf. In einer Variante weist die Rippe 56 einen trapezförmigen, dreieckigen, halbelliptischen oder anderen Querschnitt auf.
Die Rippe 56 weist insbesondere eine Höhe auf, die zwischen 0,5 mm und 2 mm liegt, beispielsweise von 1 mm, gemessen gemäß der Verschlussrichtung X-X, ab der oberen Fläche 54 der zweiten Halbform 34.
Die Rippe 56 weist insbesondere eine Breite auf, die zwischen 1 mm und 5 mm liegt, beispielsweise von 2 mm, gemessen auf Ebene der oberen Fläche 54 gemäß einer Richtung, die orthogonal zu der Verschlussrichtung X-X und zu der lokalen Erstreckungsrichtung der Rippe 56 ist.
Beispielsweise weist die Rippe 56 einen halbkreisförmigen Querschnitt mit einem Radius von gleich 1 mm auf.
Gemäß einer nicht dargestellten Variante weist die Rippe 56 mindestens eine transversale Kerbe auf, die imstande ist, eine Gasableitungsöffnung aus dem Innenraum 35 zu bilden. Bei der Verschäumungsreaktion des Vorläufers, der bestimmt ist, die Absorptionsschicht 16 zu bilden, kann eine große Menge Gas entstehen und einen Überdruck im Innenraum 2 verursachen. Die erste Schicht 14 ist imstande, sich unter der Wirkung dieses Überdrucks gegen jede Kerbe zu verformen, so dass auf der gegenüberliegenden Seite der Kerbe ein Luftdurchlass gebildet wird. In vorteilhafter Weise weist jede Kerbe eine Breite gemäß der Erstreckungsrichtung der Rippe auf, die zwischen 1 mm und 3 mm liegt, insbesondere 2 mm. Eine derartige Breite erlaubt die Ableitung des Verschäumungsgases bei Überdruck und verhindert gleichzeitig, dass Schaumstoff austritt.
Gemäß einer nicht dargestellten Variante umfasst die zweite Halbform 34 eine Vielzahl von Ansaugöffnungen, die in der oberen Fläche 54 definiert und mit einer Vakuumpumpe verbunden sind. Die Ansaugöffnungen sind eingerichtet, um die erste Schicht 14 gegen die obere Fläche 54 platziert zu halten.
Ferner wird eine zweite Form 60 beschrieben, die auf den 5 und 6 dargestellt ist, die zur Bildung der elastischen Schicht 18 dient.
Die zweite Form 60 umfasst eine obere Platte 62 und eine untere Platte 64. Die zweite Form 60 ist zur Aufnahme, zwischen der oberen Platte 62 und der unteren Platte 64, einer Einheit geeignet, die von der ersten Schicht 14 und der Absorptionsschicht 16 gebildet ist, die miteinander verbunden sind.
Die obere Platte 62 weist eine innere Oberfläche 66 auf, die zur Anpassung der in der zweiten Form 60 aufgenommenen Absorptionsschicht 16 geeignet ist. Dies erlaubt, die Spannungen in der Absorptionsschicht während der Bildung der elastischen Schicht 18 zu minimieren.
Die untere Platte 64 weist eine Kante 68 auf, die imstande ist, die erste Schicht 14 abzustützen und definiert einen Innenraum 70 zur Bildung der elastischen Schicht, der von der Kante 68 verschlossen wird.
Die untere Platte 64 weist weiterhin eine Einspritzleitung 72 eines Vorläufers des Schaumstoffs auf, der bestimmt ist, die elastische Schicht zu bilden, die mit einer Einspritzpumpe 74 und mit einem Vorratsbehälter 76 verbunden ist, der den Vorläufer enthält.
Jetzt wird unter Bezugnahme auf die 2 bis 6 ein Herstellungsverfahren der Schalldämmungseinheit 10 beschrieben.
Das Verfahren umfasst einen vorherigen Schritt des Bereitstellens der oben beschriebenen Form 30 sowie einer ersten Schicht 14, die sich insbesondere aus einer erhitzten schweren Masse zusammensetzt, die in den Innenraum 35 der Form 30 platziert wird, wie auf der 1 dargestellt ist.
Gemäß einer nicht dargestellten Variante wird die erste Schicht 14 auf der zweiten Halbform durch Ansaugen durch Öffnungen drapiert, die in der oberen Fläche 54 der zweiten Halbform 34 definiert und mit einer Vakuumpumpe verbunden sind. Dies verbessert das Am-Platz-Halten der ersten Schicht 14 während des Verfahrens.
Das Verfahren umfasst danach einen Schritt des Schließens der Form 30 durch relatives Verlagern der ersten Halbform 32 und der zweiten Halbform 34, um zu der auf der 3 dargestellten Verschlussposition zu gelangen.
Während des Schritts des Schließens wird die erste Schicht 14 zwischen der Verschlusskante 40 und der Rippe 56 eingespannt, so dass der Innenraum 35 etwa hermetisch verschlossen wird. Durch das Spannen der ersten Schicht 14 wird die erste Schicht 14 im Kontakt mit der Rippe 56 verformt und die Rille 20 ausgebildet.
Die erste Schicht 14 wird ebenfalls während des Schritts des Schließens durch die oder jede Schnittführung 42 zugeschnitten.
Das Verfahren umfasst danach einen Einspritzschritt, der auf der 4 dargestellt ist, bei dem ein Vorläufer der Absorptionsschicht 16 von der Pumpe 53 aus dem Vorratsbehälter 51 in den freien Abschnitt 46 des Innenraums 35 durch den Kanal 43 eingespritzt wird.
Der Vorläufer der Absorptionsschicht 16 polymerisiert und bildet die Absorptionsschicht 16 im Innenraum 35 im Kontakt mit der ersten Schicht 14.
Die Einheit, gebildet aus der ersten Schicht 14 und der Absorptionsschicht 16, die miteinander verbunden sind, wird dann aus der Form genommen, um dann die elastische Schicht 18 zu bilden.
Die Einheit wird in der zweiten Form 60 platziert, mit der aufgenommenen Absorptionsschicht im Kontakt mit der oberen Halbform 62, die sich an die innere Oberfläche 66 anschmiegt, wie auf der 5 dargestellt.
Die zweite Form 60 wird dann geschlossen und spannt die erste Schicht 14 zwischen der oberen Halbform 62 und der unteren Halbform 64 und verschließt dabei den Innenraum 70.
Es folgt ein Einspritzschritt, der auf der 6 dargestellt ist, bei dem der Vorläufer des Schaumstoffs, der die elastische Schicht 18 bildet, in den Innenraum 70 durch den Kanal 72 durch die Pumpe 74 ab dem Vorratsbehälter 76 eingespritzt wird.
Der Schaumstoff, der die elastische Schicht 18 bildet, füllt in vorteilhafter Weise die Rille 20.
Der Vorläufer polymerisiert dann und bildet die elastische Schicht 18 im Kontakt mit der ersten Schicht 14 auf der der Absorptionsschicht 16 gegenüberliegenden Seite.
Die Schalldämmungseinheit 30 wird dann aus der zweiten Form 60 genommen. Gemäß einer Variante des Herstellungsverfahrens der Schalldämmungseinheit 30 werden die vorangehenden Schritte, die die zweite Form 60 verwenden, durch einen vorbereitenden Schritt der Herstellung eines elastischen Filzes, wie weiter oben beschrieben, und einen Schritt des Befestigens des elastischen Filzes an der ersten Schicht 14 auf der der Absorptionsschicht 16 gegenüberliegenden Seite ersetzt. Der elastische Filz wird insbesondere durch Kleben befestigt und bildet die elastische Schicht 18.
Die Rippe 56 erlaubt, die unfreiwilligen Stärkenunterschiede der ersten Schicht 14 auszugleichen, indem sie beim Schließen der Form 30 in die schwere Masse eindringt. Dies erlaubt, den hermetischen Charakter des Verschlusses des Innenraums 35 erheblich zu verbessern.
Durch den etwa hermetischen Verschluss des Innenraums 35 durch Spannen der ersten Schicht 14 zwischen der Rippe 56 und der Verschlusskante 40 werden Austritte des Vorläufers aus dem Innenraum 35 und ein Kollabieren des Schaumstoffes, der die Absorptionsschicht 16 bildet, vermieden.
Somit erhält man eine Schalldämmungseinheit, die eine homogenere Absorptionsschicht und verbesserte akustische Isolations- und Schalldämmungseigenschaften aufweist.

Claims

Form (30) zur Herstellung einer Schalldämmungseinheit (10) eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine erste Halbform (32) und eine zweite Halbform (34), die zwischen sich einen Innenraum (35) festlegen, wobei der Innenraum (35) zur Aufnahme einer ersten Schicht (14) bestimmt ist, die ein thermoplastisches Material umfasst, wobei der Innenraum (35) einen freien Abschnitt (46) aufweist, der sich zwischen der ersten Schicht (14) und einer von der ersten Halbform (32) und der zweiten Halbform (34) erstreckt, wobei der freie Abschnitt (46) imstande ist, einen Vorläufer eines Schaumstoffs aufzunehmen, der zur Bildung einer Absorptionsschicht (16) bestimmt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Halbform (34) mindestens eine Rippe (56) umfasst, die in Richtung der ersten Halbform (32) hervorragt, wobei sich jede Rippe (56) entlang einer äußeren Kontur des Innenraums (35) erstreckt, wobei jede Rippe (56) bestimmt ist, gegen die erste Schicht (14) in Kontakt zu kommen.
Form (30) nach Anspruch 1, wobei sich die Rippe (56) kontinuierlich entlang der äußeren Kontur erstreckt.
Form (30) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Rippe (56), indem sie sich von der zweiten Halbform (34) entfernt, in einer Ebene, die zu einer lokalen Erstreckungsrichtung der Rippe (56) entlang der äußeren Kontur des Innenraums (35) orthogonal ist, eine abnehmende Breite aufweist.
Form (30) nach Anspruch 3, wobei die Rippe (56) in der Ebene, die zu der lokalen Erstreckungsrichtung orthogonal ist, einen etwa halbkreisförmigen Querschnitt aufweist.
Form (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Rippe (56) mit der zweiten Halbform (34) einstückig ist.
Form (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die erste Halbform (32) eine Verschlusskante (40) umfasst, die zur zweiten Halbform (34) hervorsteht, wobei sich die Rippe (56) der Verschlusskante (40) zugewandt erstreckt.
Form (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, enthaltend eine erste Schicht (14), die an der zweiten Halbform (34) an der oder jeder Rippe (56) anliegt, wobei die erste Halbform (32) imstande ist, auf der ersten Schicht (14), der oder jeder Rippe (56) zugewandt, anzuliegen, um den Innenraum (35) hermetisch zu verschließen.
Herstellungsverfahren einer Schalldämmungseinheit (10) eines Kraftfahrzeugs, umfassend die folgenden Schritte: - Bereitstellen einer Form (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 7; - Bereitstellen einer ersten Schicht (14), die ein erhitztes thermoplastisches Material umfasst, und Platzieren der ersten Schicht (14) im Innenraum (35); - Schließen der Form (30) durch relative Verlagerung der ersten Halbform (32) in Richtung der zweiten Halbform (34), und Einspannen der ersten Schicht (14) zwischen der Rippe (56) und einer Oberfläche der ersten Halbform (32); - Schließen eines freien Abschnitts (46) des Innenraums (35), wobei sich der freie Abschnitt (46) zwischen der ersten Schicht (14) und einer von der ersten Halbform (32) und der zweiten Halbform (34) erstreckt; und - Einspritzen eines Vorläufers eines Schaumstoffs in den freien Abschnitt (46) und Bilden der Absorptionsschicht (16).
Verfahren nach Anspruch 8, wobei sich die Rippe (56) kontinuierlich entlang der äußeren Kontur erstreckt, wobei das Schließen des freien Abschnitts (46) das Spannen der ersten Schicht (14) zwischen der Rippe (56) und der zweiten Halbform (34), entlang der äußeren Kontur des Innenraums (35), derart umfasst, dass der Innenraum (35) etwa hermetisch verschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei das Schließen der Form (30) das Spannen der ersten Schicht zwischen der Rippe (56) und einer Verschlusskante (40) der zweiten Halbform (34) umfasst, die zur ersten Halbform (32) hervorsteht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, umfassend ebenfalls zusätzliche Schritte des: - Platzierens der ersten Schicht (14) und der Absorptionsschicht (18) in eine zweite Form (60); - Schließens der zweiten Form (60) und Bildens eines Innenraums (70), der sich der ersten Schicht (14) zugewandt erstreckt, auf der Seite, die der Absorptionsschicht (16) gegenüberliegt; und - Einspritzens eines Vorläufers eines Schaumstoffs, der zur Bildung der elastischen Schicht (18) im Innenraum (70) bestimmt ist und Bildens der elastischen Schicht (18), wobei die elastische Schicht eine Rille (20) füllt, die von der Rippe (56) während des Schritts des Schließens der Form (30) gebildet wurde.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, umfassend einen zusätzlichen Schritt des Befestigens eines elastischen Filzes auf der ersten Schicht (14) auf der Seite, die der Absorptionsschicht (16) gegenüberliegt, wobei der Filz eine elastische Schicht (18) bildet.
Ausstattungsteil eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine Schalldämmungseinheit (10), wobei die Schalldämmungseinheit umfasst: - eine erste Schicht (14) schwerer Masse; - eine Absorptionsschicht (16), umfassend einen Schaumstoff, wobei die Absorptionsschicht (16) auf einer Fläche der ersten Schicht (14) aufgenommen ist; - eine elastische Schicht (18), die auf der anderen Fläche der ersten Schicht (14) aufgenommen ist, wobei die erste Schicht eine umlaufende Rille (20) auf ihrer Fläche umfasst, die die elastische Schicht (18) aufnimmt, wobei sich die Rille (20) entlang einer Peripherie der Absorptionsschicht (16) erstreckt.
Ausstattungsteil nach Anspruch 13, wobei die elastische Schicht (18) einen Schaumstoff umfasst, wobei die elastische Schicht (18) die Rille (20) füllt.