DE102021108602A1

DE102021108602A1 - Verfahren zur Herstellung einer Schallisolierung mit Vlies-Isolation und Schallisolierung

Info

Publication number: DE102021108602A1
Application number: DE102021108602.7A
Authority: DE
Inventors: Oussama Al Sayed Sabsabi; Volkmar Schulze
Original assignee: Adler Pelzer Holding GmbH
Current assignee: Adler Pelzer Holding GmbH
Priority date: 2021-04-07
Filing date: 2021-04-07
Publication date: 2022-10-13
Also published as: WO2022214235A1; CN117177884A

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Ein-Schritt-Verfahren zur Herstellung einer Verkleidung und insbesondere Bodenverkleidung für ein Kraftfahrzeug mit einer Isolation aus Faser-/Absorptions-Vlies, sowie ggf. weiteren absorptiven Schichten, die sich zonenweise (partiell) über die Fläche und Dicke der Isolation in ihren mechanisch-physikalischen und akustischen Eigenschaften unterscheiden können. Im Fokus stehen dabei Vliesstrukturen, deren Faserausrichtung/Faserorientierung senkrecht zur Oberfläche / Nutzschicht der Bodenverkleidung ist.

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren und insbesondere ein Ein-Schritt-Verfahren zur Herstellung einer Verkleidung, und insbesondere einer Bodenverkleidung für ein Kraftfahrzeug mit einer Isolation aus Faser-/Absorptions-Vlies, sowie gegebenenfalls weiteren absorptiven Schichten, die sich zonenweise (partiell) über die Fläche und/oder Dicke der Isolation in ihren mechanisch-physikalischen und akustischen Eigenschaften unterscheiden können. Im Fokus stehen dabei Vliesstrukturen, deren Faserausrichtung/Faserorientierung senkrecht oder in einem bestimmten Faserorientierungswinkel zur Oberfläche beziehungsweise Nutzschicht der Bodenverkleidung ist.
Ziel ist dabei die Verbesserung der akustischen Wirksamkeit von Bodenverkleidungs-Systemen in Kraftfahrzeugen, infolge einer weichen bzw. sanften Ankopplung der Faser-/Absorptions-Isolation als Ganzes an die Nutzschicht; die Oberflächen-/Sichtflächen-Schicht mit gegebenenfalls den darunter befindlichen Schichten. Bevorzugt soll auch eine Dichtereduktion eben der Faser-/Absorptions-Schicht(en) der Isolation und somit eine Gewichtsoptimierung erreicht werden.
Des Weiteren bevorzugt soll auch eine Zykluszeitverkürzung in den Herstellungsprozessstufen erreicht werden, was sich wiederum auf die Wirtschaftlichkeit des Gesamtverfahrens positiv auswirkt.
Die heute in Kraftfahrzeugen eingesetzten Bodenverkleidungen weisen im allgemeinen Materialstrukturen auf, die eine Nutzschicht -bestehend aus der Oberflächen-/Sichtflächen-Schicht mit darunter befindlichen Klebeschichten, Akustik-/Versteifungs-Vliesen, Dicht- und Schwerfolien sowie Kontakt-/Folienvliesen- sowie die Isolation umfassen.
Im Stand der Technik sind verschiedene Ausführungen von Bodenverkleidungs-Nutzschichten bekannt; weitverbreitet sind als Oberflächen-/Sichtflächen-Schicht Tufting-, Velours- und Flachnadelvlies-Teppiche. Insbesondere bei VANs, SUVs, Pickups und leichten Nutzfahrzeugen sind im Stand der Technik auch Gummi, PUR-RIM, PVC und zunehmend TPO (oberflächenstrukturiert / mit Narbung) als Oberflächen-/Sichtflächen-Schicht der Nutzschicht im Einsatz.
Bei Tufting-Teppichen werden bevorzugt insbesondere PA6.6, PA6, PP, rPA und PET, rPET sowie die bio-basierenden Polyamide (PA 5.10; PA 6.10) oder Wolle als Garn-/Filamentmaterial eingesetzt. Im Bereich der Velours- und Flachnadelvlies-Teppichen finden vorwiegend PET, PET/PP, PP, PA/PET und rPET als Fasermaterial Verwendung. Der Tuftingträger bei den Tufting-Qualitäten besteht zumeist aus PET/PP, PET/coPET oder PET/PA.
Die hier angewandten Faser-/Filamenteinbindungen umfassen bevorzugt bei Tufting-Teppich vorwiegend EVA sowie PE und bei den Velours- und Flachnadelvlies-Teppichen SBR-Latex oder Acrylat. Weiterhin werden bei Velours- und Flachnadelvlies-Teppichen Folien, Vliese, Klebstoffe (hot melts), thermoplastische Kunststoffe (vorwiegend PE) sowie das in EP 1 598 476 B1 beschriebene Thermo-Bonding-Verfahren eingesetzt. Des Weiteren finden zunehmend Bindefasern, EVA oder thermoplastische Dispersionen Anwendung.
Die Unterschichten, wie Akustik- und/oder Versteifungsvliese, bestehen bevorzugt aus PET- und/oder Mischfaservliesen, oftmals mit einem BiCo-Faseranteil. Als Dicht- oder Dämmfolien finden PE/PA- und PE/PA/PE-Folien sowie Folienvliese PE/PA/PE+PET Anwendung. Je nach akustischen Anforderungen werden auch sogenannte Schwerfolien partiell und/oder vollflächig als Dämmfolien eingesetzt.
Zwischen Nutzschicht (oft allgemein auch als Oberware bezeichnet) und Karosserieboden befindet sich vorteilhaft eine Isolationsschicht, die insbesondere aus PUR-Schaumstoff oder Vliesstrukturen (Vliese oder Faser-Flock-(HMP)Verbunde) gebildet sein kann. Wird ein Schaumstoff eingesetzt, ist dieser bevorzugt mit der Nutzschicht fest verbunden (und insbesondere angeschäumt). Vlies-/Faser-Flock-Strukturen können mit der Nutzschicht ebenfalls fest verbunden sein, wobei diese dann in der Regel verklebt bzw. auch verschmolzen sind.
Es findet aber auch ein reines Übereinanderlegen ohne feste Verbindung Anwendung.
Im Stand der Technik sind im Wesentlichen die folgenden Bodenverkleidungs-Isolationen bekannt:

a.) Viskoelastischer Schaumstoff, DE 39 05 607 A1 , WO 2006/032433 A1
b.) Leichtschaumstoff (Schnitt-Schaum), DE 10 2008 017 893 A1 (partiell)
c.) Schaumstoff mit partiell unterschiedlicher Dichte, EP 0 210 102 B1 , EP 0 169 627 A2
d.) Vlies (aufgeklebte/kaschierte Vliesstanzteile)
e.) Vorgeformte (aufgeklebte) Vliese
f.) Faser-Flock-Isolation (HMP), DE 10 2008 013 808 A1 , DE 103 24 735 B3
g.) Vliese mit stehender/senkrechter Faserausrichtung, US 2017/0008462 A1 , US 9 321 412 B2
h.) Faser-Flock-Isolation (HMP) mit stehender/senkrechter Faserausrichtung, DE 10 2012 003 093 A1 , DE 10 2010 034 159 A1
i.) Gepresstes Fasermaterial, bestehend aus Faserbällchen, DE 20 2020 101 433 U1
j.) Kombination von Faser-Flock-Schichten mit weiteren Faser-Flock-Schichten oder Vlies- bzw. Schaumstoffschichten, DE 10 2021 101 921.4 , DE 10 2021 101 922.2

Bekannt ist weiterhin, dass sogenannte Crash-Elemente, Fußmatten-Befestigungs-Elemente und Fußstützen-Elemente in der Isolation integriert sind. Auch werden vornehmlich EPS-, EPP- und PEPP-Einleger in der Isolation platziert, um u.a. die Trittsteifigkeit zu erhöhen. In DE 10 2009 058 819 A1 wird eine Struktur mit Abstandshaltern hierfür beschrieben. Des Weiteren ist bekannt, Verbundschaumstücke einzuschäumen ( DE 36 23 789 A1 ). In DE 20 2008 004 918 U1 wird angeführt, dass Antidröhnfolien (partiell) an mehreren Stellen kraft- oder stoffschlüssig am Teppichverbund appliziert sind.
Der Vorteil der Anwendung von Faser-Isolationen, hergestellt im Faser-Flock- (HMP) Verfahren, besteht hauptsächlich darin, dass durch dieses Verfahren das Flächengewicht der Isolation über die Bauteil-Fläche weitgehend beeinflusst -den Erfordernissen örtlich angepasstwerden kann.
Im Stand der Technik sind hierzu verschiedene Verfahren zu finden; siehe insbesondere DE 44 30 961 A1 , DE 103 24 735 B3 , DE 10 2012 019 534 A1 , DE 10 2015 112 187 A1 , DE 10 2008 013 808 A1 und DE 10 2015 200 275 A1 .
WO 2019/007 660 A1 offenbart eine dreischichtige Isolation, Faser-Schicht / Folie (gegebenenfalls perforiert) / Faser-Schicht. Hierbei ist die erste Faser-Schicht (die der Nutzschicht zugewandte) ein Vlies (kardiert, air lay); die zwischen den porösen Faser-Schichten befindliche Folie wirkt als Klebe- und Strömungs"vlies".
Das Verfahren, das in DE 10 2008 013 808 A1 dargelegt wird, gestattet insbesondere durch die Anwendung von Leitblechen und speziellen Drosselklappen, eine bedarfsorientierte Verteilung der Faser-/Flock-Mischung über die Fläche der herzustellenden Isolation.
Für die Herstellung von Bodenverkleidungen im Automobilbau, der Verformung der Nutzschicht, bei der die Einzelschichten der Nutzschicht als Platinen- oder Rollenware vorliegen, finden sogenannte Thermoverformungs-Anlagen Anwendung. Diese können vollautomatisch, halbautomatisch oder in einem manuellen Verfahren betrieben werden.
Im Stand der Technik sind Thermoverformungsanlagen mit folgenden Vorrichtungen bekannt, die jeweils in einer Durchlaufrichtung hintereinander angeordnet sind: Warenspeicher > Ablagetisch > Kontaktheizfeld > Kontaktheizfeld > Strahlerheizfeld > Verformungswerkzeug $\begin{array}{l} Warenspeicher >Ablagetisch>Kontaktheizfeld>Strahlerheizfeld>Verformungswerkzeug \\ Warenspeicher >Ablagetisch>Kontaktheizfeld>Kontaktheizfeld>Verformungswerkzeug \\ Warenspeicher >Ablagetisch>Kontaktheizfeld>Verformungswerkzeug \\ Warenspeicher >Ablagetisch>Strahlerheizfeld>Verformungswerkzeug \end{array}$
Der Transport des gelegten Gesamtverbunds (der Nutzschicht) erfolgt bevorzugt mittels Transport- und Greifersystemen. Zudem ist auch üblich, mittels pick-and-place, partielle Einzelschichten auf dem Ablagetisch zu platzieren.
In der DE 10 2018 114 125 A1 wird ein Herstellungsverfahren mit zugehöriger Vorrichtung zur Herstellung von geformten textilen Mehrschichtverbunden dargelegt, das insbesondere eine Verringerung des Materialbedarfs und der Zykluszeiten garantiert; und das Einbringen der für das Kaschieren und Verformen erforderlichen Wärme auch bei kurzen Zykluszeiten ermöglicht werden.
DE 10 2012 222 000 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung wenigstens zweilagiger Bauteile als absorptive Verkleidung im Innen- und/oder Kofferraum oder für Bodenverkleidungen von Kraftfahrzeugen umfassend eine Oberware, und einen Träger, dadurch gekennzeichnet, dass man

(a) ein in einer Flockbox einseitig geformtes, Füllmittel und Bindemittel enthaltendes Trägermaterial in ein Dampf-/Vakuum-Werkzeug einbringt,
(b) die platinenförmig zugeschnittene Oberware mit ihrer strömungs-geschlossenen Seite zum Trägermaterial in das Werkzeug einbringt,
(c) das Werkzeug schließt,
(d) die Oberware durch Anlegen von Vakuum auf ihrer Sichtseite formt, während man das Trägermaterial durch Beaufschlagen mit zunächst Vakuum und anschließendem Dampf-/Vakuum von seiner Unterseite verfestigt, wodurch das Bauteil in Endkontur geformt wird und Oberware und Trägermaterial miteinander verbunden werden, und
(e) anschließend das Bauteil in einem Kalibrierwerkzeug oder einer Ablageschale kühlt.

Die DE 10 2021 101 921.4 und DE 10 2021 101 922.2 beschreiben Verfahren zur Herstellung von Bodenverkleidungs-Isolation bzw. einer schallisolierenden Verkleidung und insbesondere Bodenverkleidungen für ein Kraftfahrzeug, welche eine Fasern aufweisende und/oder eine aus geflockten Faserlagen/-schichten bestehende bzw. solche aufweisende Isolation.
Aus dem Stand der Technik sind keine Verfahren und Vorrichtungen bekannt, die eine Ein-Schritt-Technologie, Nutzschicht- plus Vlies-Isolationsschicht, bei der Herstellung von Bodenverkleidungen mit unterschiedlichen Dicken- und Dichte-Verteilungen der Vlies-Isolationsschicht über die Fläche der Bodenverkleidung offenbaren.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung gegenüber dem vorgenannten Stand der Technik ist somit die Bereitstellung eines Ein-Schritt Verfahrens zur Herstellung einer Verkleidung und insbesondere einer Bodenverkleidung für ein Kraftfahrzeug, mit Vlies-Isolation, bei dem insbesondere die Nutzschicht und die Vlies-Isolation in einem Schritt zu einer Bodenverkleidung verformt werden; wobei insbesondere die Isolation über die Fläche und Dicke unterschiedliche mechanisch-physikalische sowie akustische Eigenschaften aufweist.
Bevorzugt finden hier Vliese mit senkrechter Faserorientierung Anwendung, da die Fasern (mit elastischen Eigenschaften) somit in Belastungsrichtung ausgerichtet sind und eben damit die mechanischen Eigenschaften bevorzugt beeinflussen.
Hervorzuheben sind dabei eine hohe Kompressionsbeständigkeit/Rückgewinnungsleistung auch bei geringen Dichten, hohe Dicken bei geringer Dichte für Leichtbau-Komponenten mit guter Akustik, gute Thermoformbarkeit mit guten Dehneigenschaften und insbesondere guten Tiefziehverhalten und Radien-Gängigkeit sowie eine hohe Dickenstabilität, die unabhängig vom Gewicht gesteuert werden kann.
Allgemein zur Herstellung von Vliesen mit senkrecht orientierter Faserausrichtung wird zum aerodynamischen Verfahren in WO 2009/056745 A2 und zum Struto-Verfahren in WO 2005/081226 A1 berichtet.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist in einer ersten Ausführungsform ein Verfahren zur Herstellung einer Schallisolierung, einer Verkleidung und insbesondere Bodenverkleidung (bzw. einer schallisolierenden Verkleidung und insbesondere Bodenverkleidung) mit Vlies-Isolation für ein Kraftfahrzeug, wobei die Vlies-Isolation (und/oder die Bodenverkleidung) über die Fläche und Dicke der Vlies-Isolation unterschiedliche akustische und/oder mechanisch-physikalische Eigenschaften aufweist, und die Bodenverkleidung wenigstens eine Materialstruktur Nutzschicht (eine Oberflächen-/ Sichtflächen-Schicht, bevorzugt mit darunter befindlichen Klebeschichten, Akustik und/oder Versteifungs-Vliesen und/oder Dicht- und Schwerfolien und/oder Kontakt-/Folienvliesen) sowie die Vlies-Isolation aufweist.
Erfindungsgemäß ist die Vlies-Isolation ein ein- oder mehrlagiges Vlies, das eine Dichteverteilung (Flächengewichtsverteilung, bzw. eine sich ändernde Dichte) über Länge und/oder Breite aufweist und das vorzugsweise vollflächig oder partiell zur Nutzschicht hin orientierte Fasern aufweist.
Bevorzugt erstreckt sich die Bodenverkleidung und/oder die Vlies-Isolation in einer Länge bzw. Längsrichtung, einer Breite bzw. Breitenrichtung und in einer Dicke bzw. Dickenrichtung. Dabei stehen bevorzugt die Länge, die Breite und die Dicke jeweils senkrecht aufeinander. Die oben genannte Fläche wird bevorzugt durch die Länge und die Breite definiert.
Dabei wird das (insbesondere temperierte) Vlies (beispielsweise die Vlies-Platine) in ein Verformungswerkzeug (Bodenverkleidung) positioniert, und dieses durch kurzes Schließen und wieder Öffnen des Verformungswerkzeuges vorgeformt.
Unter einem kurzen Schließen (Formschließzeit) wird dabei insbesondere ein Zeitraum verstanden, der zwischen 1 und 5 Sekunden liegt.
Weiterhin werden größere Dicken und/oder Kontursprünge der Isolation ausgeglichen und insbesondere durch Hinzufügen und insbesondere Einblasen von Fasern oder Einlegen von Vlies-Pads ausgeglichen.
Insbesondere betrifft das die Differenz der eingesetzten Vliesdicke (Ausgangsvliesdicke) zur Gesamtdicke der Isolation, die zwischen 0 und 125 mm liegen kann.
Anschließend wird bevorzugt die (insbesondere ebenfalls temperierte und insbesondere erwärmte) Nutzschicht (im Platinen-Zuschnitt) darüber bzw. über der Isolation angeordnet.
Weiterhin schließt das Verformungswerkzeug und öffnet nach einer definierten Formschließzeit, die je nach Materialstruktur des Bodenverkleidungs-Systems zwischen 15 und 95 Sekunden liegen kann. Die geformte Nutzschicht mit (insbesondere stoffschlüssig) verbundener Vlies-Isolation wird entnommen und anschließend beschnitten, was beispielsweise durch Water-Jet oder durch Stanzen erfolgen kann.
Die Pads können in 2D-Platinenform oder in 3D-vorgeformter Form positioniert werden; diese dienen bevorzugt neben dem Dicken-/Konturausgleichen gleichzeitig einer Verbesserung der Isolations- und damit Bauteil-Steifigkeit.
Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung einer Schallisolierung, einer Verkleidung und insbesondere Bodenverkleidung mit Vlies-Isolation für ein Kraftfahrzeug, insbesondere mit geringem Bauraum für die Verkleidung bzw. Bodenverkleidung selbst, und insbesondere für die Vlies-Isolation, insbesondere einhergehend aber mit geringen Kontur-Sprüngen (die Ausgangsdicke des eingesetzten Isolations- Vlieses entspricht im Wesentlichen dem Isolations-Bauraum des Bauteils;
Das heißt, die Gesamtdicke der Vlies-Isolation kann konturfolgend durch das eingesetzte Isolations-Vlies abgedeckt werden) weist die Bodenverkleidung eine Vlies-Isolation auf, die ein ein- oder mehrlagiges Vlies ist, das eine Dichteverteilung (und/oder Flächengewichtsverteilung) über Länge und Breite aufweist, und vorzugsweise vollflächig oder partiell zur Nutzschicht hin orientierte Fasern aufweist, wobei das Vlies (die Vlies-Platine) in ein Verformungswerkzeug (für die Verkleidung und insbesondere Bodenverkleidung) positioniert wird, anschließend die (insbesondere temperierte) Nutzschicht (insbesondere im Platinen-Zuschnitt) darüber angeordnet wird und das Verformungswerkzeug schließt und nach einer definierten Formschließzeit (je nach Materialstruktur des Bodenverkleidungs-Systems, bevorzugt zwischen 10 und 72 Sekunden) öffnet, die geformte Nutzschicht mit (bevorzugt stoffschlüssig) verbundener Vlies-Isolation entnommen und anschließend beschnitten wird, beispielsweise durch Water-Jet oder durch Stanzen.
Bevorzugt weist die Verkleidung und insbesondere Bodenverkleidung wenigstens eine Materialstruktur Nutzschicht, eine Oberflächen-/Sichtflächen-Schicht (bevorzugt mit darunter befindlichen Klebeschichten, Akustik und/oder Versteifungs-Vliesen und/oder Dicht- und Schwerfolien und/oder Kontakt-/Folienvliesen) sowie die Vlies-Isolation auf.
Das ein- oder mehrlagige Vlies sowie auch die Nutzschicht werden bevorzugt im erwärmten Zustand (bevorzugt in separaten Prozessschritten temperiert, insbesondere mittels Heißluft oder Strahlerheizfeld) in das Verformungswerkzeug im Platinen-Zuschnitt eingelegt, in Endform gepresst /verformt und die dreidimensional geformte Bodenverkleidung abgekühlt.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Vlies-Isolation ein Basisvlies auf, das partiell über die Fläche mit Vlies-Pads - insbesondere anforderungsbedingt- bestückt ist. So kann die Vlies-Isolation ein Basisvlies aufweisen, welches zumindest partiell über die Fläche verteilte Vlies-Pads aufweist.
Recycling-Sandwich-Vliese, bevorzugt mit Faser-Streugut unterschiedlicher Streumenge über Länge und Breite in der Kernschicht, finden bevorzugt ebenso Anwendung. So kann die Vlies-Isolation ein Recycling-Sandwich-Vlies, bevorzugt Faser Streugut, mit besonders bevorzugt unterschiedlicher Streumenge über eine Länge und/oder Breite des Vlieses, insbesondere in der Kernschicht aufweisen.
Weiterhin kann die Vlies-Isolation über die Länge und Breite eine Dichteverteilung aufweisen und/oder -insbesondere vollflächig oder partiell- zur Nutzschicht hin orientierte Fasern aufweisen.
Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren werden die Nutzschicht und die Vlies-Isolation in ein Verformungswerkzeug positioniert und insbesondere werkzeugkonturfolgend in das Verformungswerkzeug positioniert.
Kern der vorliegenden Erfindung ist somit die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung einer Schallisolierung Bodenverkleidung mit Vlies-Isolation für ein Kraftfahrzeug, das es ermöglicht, eine Nutzschicht mit gegebenenfalls Unterschichten mit einer ein- oder mehrlagigen Vlies-Isolations-Schicht, die über Länge und Breite eine definierte Dichteverteilung verfügt, in einem Schritt herzustellen.
Der Vorteil ist bei diesem Verfahren, dass durch die Dichteverteilung der Vlies-Isolation neben einer Zykluszeitverkürzung im Herstellungsverfahren, den einzelnen Prozessstufen, auch eine Gewichtsreduktion erfolgen kann.
Darüber hinaus ist hier zum einen auch die Recyclingfähigkeit und zum anderen eben der Einsatz von recyceltem Material zu nennen.
Bei einem bevorzugten Verfahren wird die Nutzschicht vor dem Formen verstreckt und insbesondere über den Verlauf einer Längsseite in unterschiedlichem Ausmaß in Querrichtung und/oder über den Verlauf einer Querseite in unterschiedlichem Ausmaß in Längsrichtung verstreckt. Bevorzugt findet ein Verstrecken in mehrere Richtungen statt und insbesondere ein Verstrecken in unterschiedlichem Ausmaß in mehrere Richtungen.
Bevorzugt finden die oben beschriebenen Verfahren zur Herstellung von weiteren Schallisolierungen im Interieur (eines Kraftfahrzeugs) und bevorzugt im Gepäckraum Anwendung.
Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf eine Schallisolierung, eine Verkleidung und insbesondere Bodenverkleidung mit Vlies-Isolation für ein Fahrzeug gerichtet, wobei die Vlies-Isolation und/oder die Bodenverkleidung über die Fläche und/oder Dicke, insbesondere der Vlies-Isolation unterschiedliche akustische und/oder mechanisch-physikalische Eigenschaften aufweist und wobei die Bodenverkleidung wenigstens eine Materialstruktur Nutzschicht, eine Oberflächen-/Sichtflächen-Schicht, bevorzugt mit darunter befindlichen Unterschichten und die Vlies-Isolation aufweist.
Erfindungsgemäß ist die Vlies-Isolation ein ein- oder mehrlagiges Vlies, das eine Dichteverteilung über Länge und Breite aufweist, und das vollflächig oder partiell zur Nutzschicht hin orientierte Fasern aufweist, wobei Dicken und/oder Kontursprünge der Vlies-Isolation durch eingefügte Elemente und insbesondere durch eingeblasene Fasern und/oder eingelegte Vlies-Pads ausgeglichen sind.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Vlies-Isolation ein mehrlagiges Vlies, bei dem bevorzugt die Stauchhärte der Vlieslage und/oder Vliesschicht, die an die Nutzschicht angrenzt, gegenüber der Vlieslage/-schicht beziehungsweise Vlieslagen/-schichten die zum Fahrzeugboden liegen geringer ist; und besonders bevorzugt in einem Bereich von 0,2 kPa und 5 kPa liegt.
Besonders bevorzugt ist die Schallisolierung, die Verkleidung und insbesondere Bodenverkleidung mittels eines Verfahrens der oben beschriebenen Art gefertigt.
Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen. Darin zeigen:

1 zeigt den Bauraum für die Vlies-Isolation einer Bodenverkleidung für ein Kraftfahrzeug; und
2 zeigt schematisch die Prozessstufen des Verfahrens zur Herstellung einer Schallisolierung mit Vlies-Isolation.

In 1 ist der Bauraum 1 für eine Vlies-Isolation 2 dargestellt. Die Positionen 3 zeigen Areale, in denen im Herstellungsprozess eine Aufdickung der Vlies-Isolation 2 mittels Einblasen von Fasern oder mittels Pads erfolgen muss.
2 zeigt ein Schema für eine Ausführungsform des Verfahrens mit den Prozessstufen Ablagetisch 4 für die Nutzschicht und/oder die Vlies-Isolation 2, die Heizstationen 5 und die Verformungspresse 6 mit dem Verformungswerkzeug 7; das Transportsystem 8 für die Nutzschicht sowie die Vlies-Isolation 2 verbindet die Prozessstufen.
Nicht dargestellt sind die Warenspeicher für Pads und Fasern für das gegebenenfalls erforderliche Aufdicken der (Basis-)Vlies-Isolation 2, inklusive der erforderlichen Transportsysteme. Zum einen eine pick-and-place Station und zum anderen das Faser-Blas-System.
Die Heizstation 5 für die Vlies-Isolation 2 kann hier ein Strahlerheizfeld oder einen Heissluftofen umfassen; die Heizstation 5 für die Nutzschicht ein Strahlerheizfeld, je nach Materialstruktur auch ein Kontaktheizfeld.
Zu beachten ist hierbei auch, dass die Temperaturbeaufschlagung der Nutzschicht durch das insbesondere Faser-/Garnmaterial begrenzt ist und Unterschichten nicht durch die anliegende Temperatur zerstört werden dürfen.
Bei der Vlies-Isolation 2 ist zu beachten, dass durch die Temperaturführung die Faser-VliesStruktur nicht zerstört wird.
Andererseits sollten in der Nutzschicht sowie in der Vlies-Isolation 2 selbst Temperaturen anliegen, die ein Dehnen / Verstrecken gut ermöglichen (ohne das zum Beispiel Einzelschichten schmelzen, reißen). Bei der Zeit-/Temperaturführung ist auch zu beachten, dass das finale Bauteil den Anforderungen der Automobilindustrie gerecht werden muss. Hier ist insbesondere der Klima-Wechsel-Test (Schrumpf) und das Verschleißverhalten zu nennen.
Das Verfahren ist darüber hinaus dadurch gekennzeichnet, dass das Erwärmen der Nutzschicht und der Vlies-Isolation 2 unabhängig voneinander erfolgt und insbesondere die Nutzschicht vor dem Kaschieren und Verformen (dem Kaschieren und Verformen in dem Verformungswerkzeug 7, das sich in der Kaschierpresse 6 befindet) mit der Vlies-Isolation 2 mindestens in eine Richtung flächig verstreckt werden kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich darüber hinaus dadurch aus, dass vorteilhaft die Nutzschicht in mindestens einer Richtung flächig verstreckt wird, wobei das Ausmaß der Verstreckung über den Verlauf einer Achse senkrecht zur Verstreckungsrichtung innerhalb der Verstreckungsebene (somit insbesondere längs oder quer) unterschiedlich ist. Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass durch flächiges Verstrecken der Nutzschicht in mindestens einer Richtung, und insbesondere durch Verstrecken in unterschiedlichem Ausmaß über den Verlauf einer Achse senkrecht zur Verstreckungsrichtung, deutliche Materialeinsparungen realisiert werden können.
Bevorzugt wird die Nutzschicht im Strahlerheizfeld 5 oder während des Transportes zur Verformungspresse 6 verstreckt.
Bevorzugt wird die erwärmte Nutzschicht vor dem Formen verstreckt und insbesondere über den Verlauf seiner Längsseite in unterschiedlichem Ausmaß in Querrichtung verstreckt. Alternativ wird die Nutzschicht über den Verlauf seiner Querseite in unterschiedlichem Ausmaß in Längsrichtung verstreckt; bevorzugt im Strahlerheizfeld 5 mit speziell positionierten Greifer-Systemen. Allgemein kann das Verstrecken in einer oder auch in mehreren Richtungen erfolgen.
Das Ausmaß der Verstreckung beträgt vorzugsweise in Längsrichtung (Durchlaufrichtung) zwischen 5% und 20%; und in Querrichtung zwischen 5% und 35%.
Das Verstrecken kann beispielsweise mithilfe von Greifern durchgeführt werden, die bevorzugt entlang einer Seite der Nutzschicht angeordnet werden und besonders bevorzugt einzeln ansteuerbar sind. Auf diese Weise lässt sich das Ausmaß der Verstreckung für jeden Greifer einzeln festlegen, sodass über die Seite an der die Greifer angebracht werden in unterschiedlichem Ausmaß in eine Richtung senkrecht zu dieser Seite flächig verstreckt werden kann.
Die Greifer können beispielsweise Teil eines Transportsystems 8 sein, mit dem die Nutzschicht von dem Strahlerheizfeld 5 zur Verformungspresse 6 transportiert wird. Insbesondere kann die Nutzschicht während des Transports durch Greifer am Transportsystems in Querrichtung bezogen auf die Transportrichtung verstreckt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Nutzschicht und die Vlies-Isolation 2 werkzeug-konturfolgend in das sich schließende Verformungswerkzeug 7 transportiert. Insbesondere durch drehbare Greifer (Klemmzangen im Greifer) am Transportsystem 8 und durch die gegebenenfalls Greifer in/an der Verformungspresse 6 geführt in das sich schließende Verformungswerkzeug 7 transportiert werden. Das Nachfließen der Nutzschicht und Vlies-Isolation 2 ist somit steuerbar. Dies ermöglicht das Führen der Schichten in Korrelation zur Kontur des Verformungswerkzeuges 7 (Reduzierung des Ausziehgrades, Vermeidung von Faltenbildung).
Des Weiteren ist durch das separate Erwärmen von Nutzschicht und Vlies-Isolation 2 gewährleistet, dass durch die Prozessführung die Dichteverteilung in der Vlies-Isolation 2 nicht zerstört wird.
Die Verformungspresse 6 mit Verformungswerkzeug 7 dient der Formgebung. Insbesondere verfügt die Verformungspresse 6 über einen doppelseitig geregelten Hub, eine Werkzeugzentriervorrichtung, eine Werkzeugspannvorrichtung, eine Werkzeugdrehvorrichtung im oberen oder unterem Tisch und/oder ein Werkzeugwechselsystem.
Die Verformungspresse 6 kann mit höhen- und breitenverstellbaren Greifern ausgerüstet sein. Das Greifersystem verfügt insbesondere über einen geregelten Hub und lässt sich an verschiedene Werkzeugabmessungen anpassen. Ein gesteuertes Öffnen und Schließen der Greifer kann möglich sein.
Bevorzugt sind die Greifer drehbar und geeignet, ein gesteuertes Nachfließen von Nutzschicht und Vlies-Isolation 2 entsprechend der Werkzeugkonturen zu ermöglichen. Die Greifer sind insbesondere geeignet, einen die Nutzschicht und gegebenenfalls Vlies-Isolation 2 vor und/oder während des Schließens des Werkzeugs in Durchlaufrichtung zu verstrecken. Die Greifer können einzeln ansteuerbar sein und damit ein Verstrecken in Durchlaufrichtung in unterschiedlichem Ausmaß über eine Achse senkrecht zur Durchlaufrichtung ermöglichen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht damit überraschenderweise eine effiziente Prozessführung in Bezug auf das Einbringen der Prozesstemperatur in Nutzschicht und Vlies-Isolation 2. Damit wird ein bauteilspezifischer Kaschier- und Verformungsprozess gewährleistet. Insbesondere lässt sich die erforderliche Prozesstemperatur in Nutzschicht und Vlies-Isolation 2 einbringen, ohne dass Einzelschichten durch ver-/anbrennen, schmelzen oder rei-ßen zerstört werden, womit auch eine feste und haltbare Kaschierung ermöglicht wird.
Die Anmelderin behält sich vor, sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale als erfindungswesentlich zu beanspruchen, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind. Es wird weiterhin darauf hingewiesen, dass in den einzelnen Figuren auch Merkmale beschrieben wurden, welche für sich genommen vorteilhaft sein können. Der Fachmann erkennt unmittelbar, dass ein bestimmtes in einer Figur beschriebenes Merkmal auch ohne die Übernahme weiterer Merkmale aus dieser Figur vorteilhaft sein kann. Ferner erkennt der Fachmann, dass sich auch Vorteile durch eine Kombination mehrerer in einzelnen oder in unterschiedlichen Figuren gezeigter Merkmale ergeben können.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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WO 2005/081226 A1 [0027]

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Schallisolierung, einer Verkleidung und insbesondere Bodenverkleidung mit Vlies-Isolation (2) für ein Fahrzeug, wobei die Vlies-Isolation (2) und/oder die Bodenverkleidung über die Fläche und/oder Dicke, insbesondere der Vlies-Isolation (2) unterschiedliche akustische und/oder mechanisch-physikalische Eigenschaften aufweist, wobei die Verkleidung wenigstens eine Materialstruktur Nutzschicht, eine Oberflächen-/Sichtflächen-Schicht mit darunter befindlichen Unterschichten und die Vlies-Isolation (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vlies-Isolation (2) ein ein- oder mehrlagiges Vlies ist, das eine Dichteverteilung über Länge und/oder Breite aufweist, und das vorzugsweise vollflächig oder partiell zur Nutzschicht hin orientierte Fasern aufweist, wobei das temperierte Vlies (2) in ein Verformungswerkzeug (7) positioniert wird, und durch Schließen und wieder Öffnen des Verformungswerkzeuges (7) vorgeformt wird, Dicken und/oder Kontursprünge (3) der Isolation ausgeglichen werden und insbesondere durch Einblasen von Fasern und/oder Einlegen von Vlies-Pads ausgeglichen werden, anschließend die temperierte Nutzschicht darüber angeordnet wird und das Verformungswerkzeug (7) schließt und nach einer definierten Formschließzeit öffnet und die geformte Nutzschicht mit verbundener Vlies-Isolation (2) entnommen und anschließend beschnitten wird.
Verfahren zur Herstellung einer Schallisolierung, einer Verkleidung und insbesondere Bodenverkleidung mit Vlies-Isolation (2) für ein Kraftfahrzeug, wobei die Vlies-Isolation und/oder die Bodenverkleidung über die Fläche und/oder Dicke der Vlies-Isolation (2) unterschiedliche akustische und/oder mechanisch-physikalische Eigenschaften aufweist, wobei die Verkleidung wenigstens eine Materialstruktur Nutzschicht, eine Oberflächen-/Sichtflächen-Schicht mit darunter befindlichen Unterschichten und die Vlies-Isolation (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vlies-Isolation (2) ein ein- oder mehrlagiges Vlies ist, das eine Dichteverteilung über Länge und/oder Breite aufweist, und vorzugsweise vollflächig oder partiell zur Nutzschicht hin orientierte Fasern aufweist wobei das temperierte Vlies (2) in ein Verformungswerkzeug (7) positioniert wird, anschließend die temperierte Nutzschicht darüber angeordnet wird, das Verformungswerkzeug (7) schließt und nach einer definierten Formschließzeit öffnet, die geformte Nutzschicht mit verbundener Vlies-Isolation (2) entnommen und anschließend beschnitten wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pads in 2D-Platinenform oder in 3D-vorgeformter Form positioniert werden.
Verfahren nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nutzschicht mit darunter befindlichen Unterschichten und Vlies-Isolation (2) in separaten Prozessschritten erwärmt werden, wobei bevorzugt die Vlies-Isolation (2) in einer Heizstation (5) mit Heißluftstrom und/oder mittels (kurzwelliger) Strahlen erwärmt wird und/oder die Nutzschicht in einer Heizstation (5) mit IR-Strahlerfeld oder im Kontaktheizfeld erwärmt wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vlies-Isolation (2) eine Dichteverteilung (Flächengewichtsverteilung) über Länge und Breite aufweist, und insbesondere vollflächig oder partiell zur Nutzschicht hin orientierte Fasern aufweist.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vlies-Isolation (2) ein Basisvlies mit partiell über die Fläche, in vorgegebener Weise verteilten Vlies-Pads umfasst.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vlies-Isolation (2) ein Recycling-Sandwich-Vlies, das bevorzugt Faser-Streugut mit unterschiedlicher Streumenge über Länge und Breite des Vlieses in der Kernschicht aufweist, umfasst.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nutzschicht vor dem Formen verstreckt wird und insbesondere über den Verlauf einer Längsseite in unterschiedlichem Ausmaß in Querrichtung und/oder über den Verlauf einer Querseite in unterschiedlichen Ausmaß in Längsrichtung verstreckt wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nutzschicht und die Vlies-Isolation (2) werkzeugkonturfolgend in das Verformungswerkzeug (7) positioniert werden.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses zur Herstellung von weiteren Schallisolierungen im Interieur und bevorzugt im Gepäckraum Anwendung findet.
Schallisolierung, eine Verkleidung und insbesondere Bodenverkleidung mit Vlies-Isolation (2) für ein Fahrzeug, wobei die Vlies-Isolation (2) und/oder die Bodenverkleidung über die Fläche und/oder Dicke, insbesondere der Vlies-Isolation (2) unterschiedliche akustische und/oder mechanisch-physikalische Eigenschaften aufweist, wobei die Bodenverkleidung wenigstens eine Materialstruktur Nutzschicht, eine Oberflächen-/Sichtflächen-Schicht mit darunter befindlichen Unterschichten und die Vlies-Isolation (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vlies-Isolation (2) ein ein- oder mehrlagiges Vlies ist, das eine Dichteverteilung über Länge und Breite aufweist, und das vollflächig oder partiell zur Nutzschicht hin orientierte Fasern aufweist, wobei Dicken und/oder Kontursprünge (3) der Vlies-Isolation (2) durch eingeblasene Fasern und/oder eingelegte Vlies-Pads ausgeglichen sind.
Schallisolierung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vlies-Isolation (2) ein mehrlagiges Vlies ist, bei dem die Stauchhärte einer Vlieslage/-schicht und insbesondere der Vlieslage/-schicht, die an die Nutzschicht angrenzt, gegenüber der Vlieslage/-schicht beziehungsweise Vlieslagen/-schichten die zum Fahrzeugboden liegen geringer ist und bevorzugt in einem Bereich von 0,2 kPa und 5 kPa liegt.