DE10253508B3 - Semifinished product in the form of a sheet metal plate for a structural component of a motor vehicle or a machine with integrated heat and / or sound insulation, as well as a method for producing such a structural component - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Halbzeug in Form einer Blechplatine (1) für ein Strukturbauteil (2) eines Kraftfahrzeuges oder einer Maschine. Um das Strukturbauteil (2) vor unerwünscht hoher Wärmebelastung zu schützen oder eine unerwünscht hohe Wärmeabstrahlung und Schallabstrahlung zu vermeiden, ist das Strukturbauteil (2) mit einem Wärme- und/oder Schallschutz versehen. Dieser Wärme- und/oder Schallschutz wird erfindungsgemäß dadurch raumsparend und wirksam verwirklicht, daß die für das Strukturbauteil (2) zu verwendende Blechplatine (1) partiell auf der der Wärme- oder Schallquelle zugekehrten Seite mit einem solchen Wärme- und/oder Schallschutz versehen ist, der aus einem von einer wärme- und/oder schallbeständigen Folie (4) abgedeckten und mit einem solchen Füllmaterial (3) gefüllten flachen Hohlraum besteht, daß die Blechplatine (1) unter Erhaltung des Wärme- und/oder Schallschutzes zu dem Strukturbauteil (2) verformbar ist.The invention relates to a semifinished product in the form of a sheet metal blank (1) for a structural component (2) of a motor vehicle or a machine. In order to protect the structural component (2) from undesirably high heat loads or to avoid undesirably high heat radiation and sound radiation, the structural component (2) is provided with heat and / or sound insulation. This heat and / or sound insulation is achieved in a space-saving and effective manner according to the invention in that the sheet metal plate (1) to be used for the structural component (2) is partially provided with such heat and / or sound insulation on the side facing the heat or sound source which consists of a flat cavity covered by a heat and / or soundproof film (4) and filled with such filler material (3) that the sheet metal plate (1) while maintaining heat and / or sound insulation to the structural component (2nd ) is deformable.
Description
Strukturbauteile für Kraftfahrzeuge
mit integriertem Wärmeschutz,
z.B. Fahrzeugdächer,
sind bekannt (
Bei Fahrzeugdächern als Strukturbauteile an Fahrzeugen ist es sinnvoll, über die gesamte Dachfläche den gleichen Schichtaufbau zu haben, da die Dachfläche Wärme abstrahlt. Es gibt jedoch auch andere Strukturbauteile an Fahrzeugen, die nur partiell einer höheren Belastung, sei es einer Wärmebelastung, sei es einer Schallbelastung, ausgesetzt sind. Bei solchen Strukturbauteilen wäre ein vollflächiger einheitlicher Aufbau wirtschaftlich nicht optimal. Eine aus der Praxis bekannte Lösung dieses Problems besteht darin, zwischen der Wärmequelle und dem zu schützenden Bereich des Strukturbauteils ein Wärmeschild in Form eines dreischichtigen Sandwiches anzuordnen, das aus einem Trägerblech und einer metallenen Abdeckfolie und einer Zwischenschicht aus einem wärmedämmenden Material besteht. Diese Lösung ist wegen des separaten Bauteils aus montagetechnischen Gründen aufwendig und beansprucht kostbaren Bauraum, der in modernen Kraftfahrzeugen dafür kaum zur Verfügung gestellt werden kann.In vehicle roofs as structural components on vehicles it makes sense to over the entire roof area to have the same layer structure because the roof surface radiates heat. However, there are other structural components on vehicles that only partially a higher one Load, be it a thermal load, be it exposed to noise. With such structural components would be a full area Construction not economically optimal. A known from practice solution this problem is between the heat source and the one to be protected Area of the structural component is a heat shield in the form of a three-layer Arrange sandwiches that consist of a carrier plate and a metal Covering film and an intermediate layer made of a heat-insulating Material exists. This solution is complex because of the separate component for assembly reasons and takes up valuable space, which in modern motor vehicles hardly for that to disposal can be put.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Halbzeug in Form einer Blechplatine für ein Strukturbauteil zu schaffen, dessen Auslegung bezüglich der betrieblichen Beanspruchung durch Wärme und/oder Schall optimal ausgelegt ist und keinen oder kaum Bauraum benötigt. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein für die Herstellung eines Strukturbauteils geeignetes Verfahren anzugeben.The invention is based on the object To create semi-finished products in the form of a sheet metal blank for a structural component, its interpretation regarding the operational stress due to heat and / or sound is designed and requires little or no installation space. The invention also lies the task, one for specify a suitable method for the production of a structural component.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht somit bei einem Halbzeug in Form einer Blechplatine für ein Strukturbauteil eines Kraftfahrzeuges oder einer Maschine, das bzw. die eine auf das Strukturbauteil einwirkende Wärme- und/oder Schallquelle aufweist, gegenüber der dem Strukturbauteil ein Wärme- und/oder Schallschutz zugeordnet ist, darin, daß die Blechplatine nur in dem wärme- und/oder schallbelasteten Bereich des Strukturbauteils auf der der Wärme- und/oder Schallquelle zugekehrten Seite den Wärme- und/oder Schallschutz trägt, der aus einem von einer wärme- und/oder schallbeständigen Folie abgedeckten und mit einem solchen Füllmaterial gefüllten, flachen Hohlraum besteht, daß die Blechplatine unter Erhaltung des Wärme- und/oder Schallschutzes zu dem Strukturbauteil verformbar ist.The solution to this problem exists thus in the case of a semi-finished product in the form of a sheet metal blank for a structural component of a motor vehicle or a machine, the one or the the structural component acting heat and / or sound source has opposite the structural component a heat and / or Soundproofing is assigned in that the sheet metal plate only in the warmth- and / or sound-loaded area of the structural component on which the heat and / or Sound source facing the heat and / or sound insulation wearing, from one of a warm and / or soundproof film covered and filled with such a filler, flat Cavity is that the sheet metal board while maintaining the heat and / or soundproofing can be deformed into the structural component.
Bei der Erfindung ist der Wärme- und/oder Schallschutz einerseits auf den tatsächlich belasteten Bereich des Strukturbauteils beschränkt und andererseits im Halbzeug- bzw. Strukturbauteil integriert untergebracht. Das bedeutet, daß er praktisch keinen Bauraum beansprucht. Da er auf der der wärme- und/oder Schallquelle zugekehrten Seite angeordnet ist, entfaltet er seine optimale Wirkung. Er ist nicht nur raumsparend, sondern auch kostengünstig herzustellen, weil für ihn keine separate Formgebung erforderlich ist, sondern er gemeinsam mit der Blechplatine seine Form erhält. Dabei ist wichtig, daß das Füllmaterial die Umformung zuläßt, für die Aufrechterhaltung des Hohlraums aber sorgt. Dieser Effekt lässt sich mit nahezu inkompressiblem Füllmaterial erreichen.In the invention, the thermal and / or sound insulation on the one hand on the actual restricted area of the structural component and on the other hand in the semi-finished or structural component integrated housed. That means that there is practically no installation space claimed. Since he is on the and / or sound source facing side is deployed he its optimal effect. It is not only space-saving, but also inexpensive to manufacture, because for no separate shaping is required, but rather together gets its shape with the sheet metal. It is important that the filling material the reshaping allows for the maintenance of the cavity. This effect can be achieved with almost incompressible Reach fill material.
Je nach Aufgabenstellung können für das Füllmaterial verschiedene Materialien verwendet werden, insbesondere Wärme- und/oder Schalldämm-Material. Als besonders geeignetes Wärmedämm-Material hat sich hochdisperse Kieselsäure erwiesen. Solches Material wird von der deutschen Firma Wacker-Chemie, München, unter der Bezeichnung DWS bzw. HDK auf den Markt gebracht. Dieses Material ist inkompressibel und gewährleistet eine große Wärmedämmung.Depending on the task, you can use the filling material different materials are used, in particular heat and / or Sound insulation material. As a particularly suitable thermal insulation material has shown highly disperse silica. Such material is supplied by the German company Wacker-Chemie, Munich the DWS or HDK designation. This material is incompressible and guaranteed a big Thermal insulation.
Entscheidend ist, daß beim Verformen das Füllmaterial inkompressibel ist. Es kann auch nach dem Umformvorgang weiter inkompressibel sein. Allerdings können auch Füllmaterialien verwendet werden, die sich nach dem Umformvorgang verflüssigen, verdampfen oder vergasen lassen und ggf. aus dem Hohlraum entleeren lassen. So könnte der Hohlraum mit Wasser gefüllt sein, das für den Formvorgang zu Eis gefroren wird und danach aus dem Hohlraum entfernt wird. Der entleerte Hohlraum wirkt in all diesen Fällen dann als Isolierkammer.It is crucial that when deforming the filling material is incompressible. It can also become incompressible after the forming process his. However, you can also filling materials can be used, which liquefy after the forming process, evaporate or let it gasify and empty it if necessary from the cavity. So could the cavity filled with water be that for the molding process is frozen to ice and then from the cavity Will get removed. The emptied cavity then works in all of these cases as an isolation chamber.
Da die abdeckende Folie der Wärmequelle zugewandt ist, kann der Wärmeschutz weiter dadurch verbessert werden, daß ihre Außenseite verspiegelt ist.Because the covering film faces the heat source is, the thermal insulation can be further improved in that their outside is mirrored.
Für die Befestigung des Isoliermaterials und der abdeckenden Folie gibt es mehrere Möglichkeiten. So können die einzelnen Lagen vollflächig mit der Blechplatine verbunden sein. Vorzugsweise ist aber nur die abdeckende Folie an ihrem Rand mit der Blechplatine verbunden, z.B. angeschweißt. Es kann eine durchgehende Schweißnaht, aber auch eine Punktschweißung vorgesehen sein. Um die abdeckende Folie thermisch und/oder schalltechnisch von dem Strukturbauteil zu entkoppeln, um den Wärmeschutz und/oder Schallschutz weiter zu verbessern, und auch die Befestigung der Folie am Strukturbauteil zu bewirken, kann am Rand zwischen dem Strukturbauteil und der Folie eine Trennlage aus Klebstoff vorgesehen sein.There are several options for attaching the insulating material and the covering film. In this way, the individual layers can be connected to the sheet metal board over the entire surface. However, preferably only the covering film is connected at its edge to the sheet metal plate, for example welded on. A continuous weld seam, but also spot welding can be provided. In order to decouple the covering film thermally and / or acoustically from the structural component in order to further improve the thermal insulation and / or sound insulation, and also to secure the film to the structural component, a separating layer of adhesive can be provided at the edge between the structural component and the film.
Verfahrensmäßig wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß auf einer Blechplatine ein flächenmäßig partieller Verbund aus einer Lage aus wärme- und/oder schalldämmendem, inkompressiblem Material und einer diese Lage abdeckenden Metallfolie auf der Blechplatine fixiert wird, und daß dann die Blechplatine mit dem darauf gehaltenen Verbund zum Strukturbauteil umgeformt wird. Das Umformen kann in einer Presse mit einer Ausnehmung zur Aufnahme des partiellen Bereichs des Verbundes erfolgen. Vorzugsweise kann zumindest der partielle Bereich aber auch an einem Wirkmedium abgestützt sein. So lassen sich leichter die lokalen Dickensprünge im Bauteil kompensieren.In procedural terms, the object is achieved in that on a Sheet metal a partial in terms of area Composite from a layer of heat and / or soundproofing, incompressible material and a metal foil covering this layer the sheet metal board is fixed, and then the sheet metal board with the composite held thereon is formed into a structural component. Forming can take place in a press with a recess of the partial area of the network. Preferably can at least the partial area but also be supported on an active medium. This makes it easier to compensate for the local thickness changes in the component.
Die Erfindung ist bei unterschiedlichen Strukturbauteilen zu verwirklichen, die einer erhöhten Wärme- und/oder Schallbelastung ausgesetzt sind. Dies sind bei einem Kraftfahrzeug z.B. Teile im Bereich der Abgasanlage oder des Motors oder bezüglich der Schallisolierung die Bodenplatte oder die Spritzwand. Bei Maschinen und Anlagenteilen können mit Flüssigkeit gefüllte Behälter wärmeisoliert sein. Bei Wasch-, Spül- und Trockenautomaten kommt vor allem eine Schallisolierung der der Umgebung zugekehrten Außenteile der Maschine in Betracht.The invention is different Realize structural components that increased heat and / or Are exposed to noise. These are in a motor vehicle e.g. Parts in the area of the exhaust system or the engine or in relation to the Soundproof the base plate or the bulkhead. For machines and system parts with liquid filled container be heat insulated. For washing, rinsing and dryers comes above all a soundproofing of the Outside parts facing the environment machine.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:The invention is explained below closer to a drawing explained. In detail show:
Auf eine ebene Blechplatine
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