DE112008001900B4

DE112008001900B4 - Laminiertes Blech mit zugeschnittenem Kern

Info

Publication number: DE112008001900B4
Application number: DE112008001900.2T
Authority: DE
Inventors: Robert B. Ruokolainen; Xiaohong Q. Gayden; Xiaorong Jin
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2007-07-20
Filing date: 2008-05-30
Publication date: 2017-04-27
Anticipated expiration: 2028-05-31
Also published as: CN101754851A; WO2009014808A1; US20090022962A1; US7919174B2; DE112008001900T5

Abstract

Laminiertes Blech (30), umfassend: eine erste Tafel (32) aus Metall und eine zweite Tafel (34) aus Metall; und eine Polymerschicht, die zwischen der ersten und zweiten Tafel (32, 34) angeordnet ist, um eine viskoelastische Klebung zwischen den Tafeln bereitzustellen, wobei die Polymerschicht zumindest einen ersten Bereich aus einem ersten Polymermaterial (35), das wegen optimaler klebender Qualitäten gewählt ist, durch die die Tafeln (32, 34) gegen Trennung zusammengefügt sind, und mehrere zweite Bereiche aus einem zweiten Polymermaterial (44) umfasst, das wegen optimaler viskoser und elastischer Qualitäten gewählt ist, durch die die Übertragung von Geräusch und Schwingung zwischen den zwei Tafeln (32, 34) gedämpft wird; dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerschicht ferner mehrere weitere zweite Bereiche aus einem dritten Polymermaterial (46) umfasst, das wegen optimaler viskoser und elastischer Qualitäten gewählt ist, durch die die Übertragung von Geräusch und Schwingung zwischen den zwei Tafeln (32, 34) gedämpft wird; und dass der erste Bereich ein Gitterwerk (43) aus Längsstreifen (36, 40) und Querstäben (42) aus dem ersten Polymermaterial (35) bildet, wobei das Gitterwerk (43) Zwischenräume aufweist, wobei die zweiten Bereiche die Zwischenräume des Gitterwerks (43) bilden.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein laminiertes Blech gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie es beispielsweise aus der DE 196 45 030 A1 oder aus der US 5,691,037 A bekannt geworden ist.
HINTERGRUND
Es ist in der modernen Kraftfahrzeugherstellung bekannt, laminiertes Metall, insbesondere laminierten Stahl, bei dem Bilden von Bauteilen, wie etwa Ölwannen, Kipphebeldeckeln, Radkasteninnenteilen und vorderen Armaturenbrettstrukturen anzuwenden. Laminiertes Metall besteht aus zwei Tafeln aus Metall, wie etwa Stahl, Aluminium oder Magnesium, mit einer dazwischen angeordneten Polymerschicht.
Die Polymerkernschicht bewirkt, dass die Metalltafeln aneinander kleben, und stellt auch eine viskoelastische Kopplung zwischen den Metalltafeln bereit, die Geräusche und Schwingung dämpft.
Das laminierte Blech kann durch bekannte Metallumformprozesse, wie etwa Stanzen, geformt werden. Es ist bekannt, dass laminiertes Metall eine gute Kombination von Schwingungsdämpfungsmerkmalen und hohen Verhältnissen von Festigkeit zu Gewicht bereitstellt und dementsprechend interessant ist, um den exakten Anforderungen hinsichtlich des Leistungsvermögens verschiedener Industrien gerecht zu werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein laminiertes Blech bereitzustellen, das sich im Rahmen eines Tiefziehumformvorgangs möglichst isotrop verhält, wobei im Rahmen der Herstellung des Blechs möglichst wenig Verschnitt anfällt.
ZUSAMMENFASSUNG
Diese Aufgabe wird mit einem laminierten Blech gelöst, das die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird aus der ausführlichen Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen umfassender verstanden werden, in denen:
1 eine Perspektivansicht eines nicht-erfindungsgemäßen laminierten Blechs mit inselartigen Bereichen aus Klebstoff ist, die in dem viskoelastischen Material verteilt sind;
2 eine erfindungsgemäße Ausführungsform zeigt, in der klebendes Material in den Bereichen entlang des Randes des Blechlaminats angeordnet ist und das viskoelastische Material in Bereichen weiter von den Rändern des laminierten Metalls weg angeordnet ist; und
3 eine Perspektivansicht einer Fahrzeugsitzwannenkonstruktion ist, die aus dem laminierten Blech gestanzt ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Unter Bezugnahme auf 1 ist zu sehen, dass eine nicht-erfindungsgemäße laminierte Blechtafel oder ein laminierter Blechstreifen 10 aus einer oberen oder Oberseitenmetalltafel 12 und einer unteren oder Unterseitenmetalltafel 14 besteht, die durch eine Polymerkernschicht 16 zusammengefügt sind. Die Metalltafel 12 und die Metalltafel 14 können Stahl oder Aluminium oder Magnesium oder irgendein anderes Metallmaterial oder irgendeine andere Legierung sein. Häufig wird interstitieller Stahl verwendet, und eine oder beide Metalltafeln 12 und 14 können eine galvanische Beschichtung auf entweder beiden Seiten der Metalltafel oder auf einer einzigen Seite der Metalltafel aufweisen.
Wie es in 1 zu sehen ist, besteht die Polymerkernschicht 16 aus mehreren Fleck- oder Inselbereichen 20 aus einem ersten Polymermaterial 22 und einem umgebenden größeren Bereich 24 aus einem zweiten Polymermaterial 26. Das erste Polymermaterial 22 ist unter den im Handel erhältlichen Polymeren primär wegen seiner Klebstoffstoffeigenschaften gewählt, und das zweite Polymermaterial 26 ist unter den im Handel erhältlichen Polymeren primär wegen seiner viskoelastischen Eigenschaften gewählt. Obwohl jedes der Polymermaterialien 22 und 26 sowohl klebende als auch viskoelastische Eigenschaften aufweisen wird, kann das erste Polymermaterial 22 Klebequalitäten aufweisen, die den Klebequalitäten des zweiten Polymermaterials 26 überlegen sind, und das zweite Polymermaterial 26 weist viskoelastische Qualitäten auf, die den viskoelastischen Qualitäten des ersten Polymermaterials 22 überlegen sein können.
Dementsprechend kann der Produktdesigner den Kern des laminierten Blechs 10 zuschneiden, um gewählte Bereiche 20 mit starker Anhaftung vorzusehen, die in dem anderen Bereich 24 mit starken viskoelastischen Qualitäten eingestreut sind. Ein Beispiel eines ersten Polymermaterials 22, das wegen seiner Klebequalitäten gewählt werden könnte, ist ein Epoxid. Ein Beispiel eines zweiten Polymermaterials 26, das wegen seiner viskoelastischen Dämpfungsqualitäten gewählt wird, ist ein Polymer auf der Basis von Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol (SEBS).
Es ist zu verstehen, dass das laminierte Blech 10 von 1 in einem kontinuierlichen Streifenherstellungsprozess gebildet werden kann, bei dem die Metalltafeln 12 und 14 fortschreitend von Coils aus Tafelmaterial abgerollt werden. Alternativ kann das laminierte Blech 10 von 1 hergestellt werden, indem zunächst die Oberseitenmetaltafel 12 und die Unterseitenmetalltafel 14 aus einem Coil oder einem Rohling ausgestanzt werden, und anschließend die Polymermaterialien 22 und 26 zwischen den beiden Rohlingen aufgebracht werden.
Unter Bezugnahme auf 2 ist eine erfindungsgemäße laminierte Blechplatte 30 gezeigt, die eine obere Metalltafel 32 und eine untere Metalltafel 34 aufweist. In dem Beispiel von 2 ist ein erstes Polymermaterial 35, das wegen seiner Klebequalitäten gewählt ist, an einem linken Randstreifen 36 und einem rechten Randstreifen 38 des laminierten Blechs 30 vorgesehen. Zusätzlich ist dieses erste Polymermaterial 35 auch in einem Längsstreifen 40 entlang der Mitte des laminierten Blechs 30 und an Querstäben 42 angeordnet, so dass das erste Polymermaterial 35 ein Gitterwerk 43 mit einer starken Klebeeigenschaft bilden wird, das die Metalltafel 32 und 34 klebend miteinander verbinden wird. 2 zeigt auch, dass ein zweites Polymermaterial 44 in manchen der Zwischenräume des durch das erste Polymermaterial 35 gebildeten Gitterwerks 43 angeordnet ist, und ein drittes Polymermaterial 46 in manchen der Zwischenräume des Gitterwerks 43 angeordnet ist. Das zweite Polymermaterial 44 und das dritte Polymermaterial 46 sind wegen ihrer viskoelastischen Eigenschaften gewählt, und gestatten somit, dass die Konstruktion des laminierten Blechs 30 variierende viskoelastische Qualitäten an ausgewählten Gebieten des laminierten Blechs 30 aufweisen wird. Somit werden, wie es in 2 zu sehen ist, die Metalltafeln 32 und 34 durch das Gitterwerk 43 aus dem ersten klebenden Polymermaterial 35 effektiv verbunden, und die größeren Zwischenräume oder Bereiche zwischen den Streifen 36, 38 und 40 und den Querstäben 42 des ersten Polymermaterials 35 werden von den viskoelastischen Materialien 44 und 46 eingenommen, um die Übertragung von Geräusch und Schwingung durch das laminierte Blech 30 effektiv und variabel zu dämpfen.
3 zeigt ein schalenförmiges Produkt 80, wie etwa eine Ölwanne oder eine Fahrzeugsitzwanne, die aus dem laminierten Blech 10 gestanzt ist, das abwechselnde Bereiche aus ersten und zweiten Polymeren aufweist.
Das laminierte Blech 10 kann besonders darauf zugeschnitten sein, die Qualitäten zu optimieren, die wegen der Herstellung des besonderen Produkts, wie etwa des in 3 gezeigten schalenförmigen Becherprodukts 80, gewünscht sind. Der Becher 80 weist einen Umfangsrandflansch 82 auf, der sich um seine Außenseite herum erstreckt, wo die Ränder der oberen Metalltafel 12 und der unteren Metalltafel 14 den Elementen, die möglicherweise Feuchtigkeit, Salz und Lösungsmittel enthalten, ausgesetzt sein werden. Dementsprechend kann der Konstrukteur wählen, ein stärker klebendes Polymer an denjenigen Bereichen des laminierten Blechs 10 anzuwenden, die dazu bestimmt sind, der Flansch 82 des gestanzten Metallbechers 80 zu werden, um dadurch die Anhaftung der oberen Metalltafel 12 und der unteren Metalltafel 14 größtmöglich zu erhöhen und somit Schutz vor der Möglichkeit einer Trennung an den Rändern des Bechers 80 zu gewähren.
Während des Blechumformprozesses, wie etwa eines Stanzens oder Tiefziehens, um die Schalenform des Bechers 80 zu bilden, wird darüber hinaus das laminierte Blech 10 Scher- und Druckkräften ausgesetzt, um das laminierte Blech 10 um den Flansch 82 herum abzutrennen, und verschiedenen Scher- und Druckkräften, um die Tiefe der Seitenwand 84 des Bechers 80 zu ziehen. Dementsprechend kann der Konstrukteur wählen, ein stärker klebendes oder weniger klebendes Polymer an denjenigen Bereichen des laminierten Blechs 10 anzuwenden, die dazu bestimmt sind, während des Umformprozesses beansprucht zu werden.
In anderen Bereichen des Bechers 80, wie etwa der im Allgemeinen ebenen Unterseitenwand 86 kann der Konstrukteur ein stärker viskoelastisches Polymer oder mehr als ein viskoelastisches Polymer wählen, um die Geräusch- und Schwingungsdämpfungseigenschaften der großen ebenen Unterseitenwand 86 zu optimieren.
In Anbetracht des Vorstehenden ist festzustellen, dass ein fachkundiger Konstrukteur eines Produktes ein laminiertes Blech auf eine Weise zuschneiden kann, die den am besten optimierten Kompromiss aus klebenden und viskoelastischen Eigenschaften erreicht, die für das fertig gestellte Produkt erwünscht sind. Die Polymere können gemäß dem Muster der 2 und in Abwandlung davon abgegeben werden. Jede Zahl von zwei oder mehr unterschiedlichen Polymeren kann verwendet werden. Obwohl die Zeichnungen nur zwei aneinander geklebte Tafeln aus Metall zeigen, können mehrere Metalltafeln verwendet werden, um das laminierte Blech zu bilden, indem abwechselnde Schichten aus Blech und Polymeren gestapelt sind.

Claims

Laminiertes Blech (30), umfassend: eine erste Tafel (32) aus Metall und eine zweite Tafel (34) aus Metall; und eine Polymerschicht, die zwischen der ersten und zweiten Tafel (32, 34) angeordnet ist, um eine viskoelastische Klebung zwischen den Tafeln bereitzustellen, wobei die Polymerschicht zumindest einen ersten Bereich aus einem ersten Polymermaterial (35), das wegen optimaler klebender Qualitäten gewählt ist, durch die die Tafeln (32, 34) gegen Trennung zusammengefügt sind, und mehrere zweite Bereiche aus einem zweiten Polymermaterial (44) umfasst, das wegen optimaler viskoser und elastischer Qualitäten gewählt ist, durch die die Übertragung von Geräusch und Schwingung zwischen den zwei Tafeln (32, 34) gedämpft wird; dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerschicht ferner mehrere weitere zweite Bereiche aus einem dritten Polymermaterial (46) umfasst, das wegen optimaler viskoser und elastischer Qualitäten gewählt ist, durch die die Übertragung von Geräusch und Schwingung zwischen den zwei Tafeln (32, 34) gedämpft wird; und dass der erste Bereich ein Gitterwerk (43) aus Längsstreifen (36, 40) und Querstäben (42) aus dem ersten Polymermaterial (35) bildet, wobei das Gitterwerk (43) Zwischenräume aufweist, wobei die zweiten Bereiche die Zwischenräume des Gitterwerks (43) bilden.
Laminiertes Blech nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass: das erste Polymermaterial (35) zumindest entlang der Randabschnitte der Tafeln (32, 34) vorgesehen ist, um eine optimale Verbindung der Tafeln (32, 34) gegen Trennung an den Rändern vorzusehen.
Laminiertes Blech nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass zumindest eine von der ersten und zweiten Tafel (32, 34) eine galvanische Beschichtung auf zumindest einer Seite davon aufweist.