DE19508335A1 - Verfahren zur Herstellung einer Wärme- und Schalldämm-Matte und Anlage zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zur Herstellung einer Wärme- und Schalldämm-Matte und Anlage zur Durchführung des Verfahrens

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Wärme- und Schalldämm-Matte, die als Industrieisolierung sowie als Hitzeschutzschild im Kraftfahrzeugbau einsetzbar ist.
Aus EP 0 439 046 B1 ist ein Dämm-Material bekannt, das mehr­ lagig aus Metallfolien aufgebaut ist. Profilierte Folien werden übereinander geschichtet und umfangseitig unter Druck miteinander verbunden. Durch die Profilierung bilden sich wärmedämmende Hohlräume zwischen den Metallfolien, die am Umfang der Dämm-Matte geschlossen sind. Insbesondere das Schalldämmvermögen der nach dem beschriebenen Verfahren hergestellten Matte ist noch verbesserungsbedürftig.
Im Kraftfahrzeugbau werden daneben Dämmelemente eingesetzt, die aus mehreren unterschiedlichen Stoffen bestehen. Aus der Praxis bekannt sind sog. Hitzeschutzschilde, die aus einem tragenden Aluminiumblech, einer inneren Dämmschicht aus mineralischen Fasern, beispielsweise Glas-, Gestein- oder Keramikfasern, und einer abschließenden Aluminiumfolie bestehen. Die im Verbund eingesetzten unterschiedlichen Materialien erschweren die Entsorgung des Dämm-Materials und die Wiederverwertung der metallischen Wertstoffe.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben zur Herstellung einer ausschließlich aus Nicht­ eisenmetall, insbesondere aus Aluminium, bestehenden Dämm-Matte, die neben guten Wärmedämmeigenschaften ein hohes Schallschluckvermögen aufweist.
Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung ein Verfahren, bei dem eine Folienbahn aus einem Nichteisenmetall in bänd­ chenförmige Metallfasern zerkleinert wird und die Metall­ fasern abgesaugt, in einem Luftstrom verwirbelt sowie in Wirrlage auf einem Siebband unter Bildung eines Metallfaser­ vlieses abgelegt werden. Vorzugsweise werden die Metall­ fasern ohne Zwischenspeicherung aus einer die Metallfasern von der Folienbahn trennenden Zerkleinerungsvorrichtung abgesaugt, mit dem Luftstrom durch ein Gebläse geführt und mit dem Luftstrom auf dem Siebband abgelegt. Im Gebläse erfolgt eine sehr intensive Verwirbelung der Metallfasern. Das erfindungsgemäße Verfahren führt zu einem Vlies mit überraschend kleinem Flächengewicht. Anschließend wird das Metallfaservlies auf ein vorgegebenes Endmaß gewalzt oder durch Vernadelung verfestigt und verdichtet. Vorzugsweise besteht das Vlies aus Aluminiumfasern. - Aerodynamische Verfahren zur Herstellung textiler Faservliese, bei denen Textilfasern mit Hilfe eines Luftstroms in Wirrlage auf einer Siebtrommel abgelegt wird, sind bekannt (LUEGER Lexikon, Band 8, Seite 221). Ausgangsmaterial sind Faserhaufwerke, die mit Hilfe von Transportbändern und/oder unter Verwendung von Vorreißwalzen einem luftdurchströmten Kanal aufgegeben werden. Der Luftstrom wird von einem Ventilator erzeugt, welcher der Siebtrommel nachgeschaltet ist. Nach dem bekannten Verfahren hergestellte Matten weisen eine hohe Materialdichte auf und sind zur Herstellung von Matten aus Metallfasern mit geringem spezifischem Gewicht ungeeignet. Die Entwicklung von Dämm-Materialien aus metallischen Werk­ stoffen ist durch den vorstehend genannten Stand der Technik nicht beeinflußt worden.
Nach bevorzugter Ausführung der Erfindung werden auf das Metallfaservlies oberseitig und unterseitig Metallfolien aufgelegt, wobei die Metallfolien und das Metallfaservlies aus dem gleichen Werkstoff bestehen. Anschließend wird mit Hilfe einer Stanze das so gebildete mehrschichtige Material auf Maß geschnitten und werden die Materialschichten durch Verdichtung an den Umlaufkanten verbunden. Die randseitige Verbindung erfolgt durch eine Quetschnaht, ohne daß dabei die untere Metallfolie durchdrungen wird. Die randseitige Verdichtung durch Stoßbeanspruchung führt zu einer über­ raschend festen Verbindung zwischen den einzelnen Material­ schichten.
In weiterer Ausgestaltung lehrt die Erfindung, daß die Metallfolien zunächst durch Prägewalzen geführt werden, wobei parallele und in Bahnlängsrichtung fortlaufende Folienbahnabschnitte eine wellenförmige Verformung erhalten, die aus quer zur Bahnlängsrichtung ausgerichteten Wellen­ bergen und Wellentälern besteht, und wobei zwischen den Folienbahnabschnitten Folienstreifen stehen bleiben, welche die Wellentäler ausfüllende Zwickel bilden, daß anschließend die geprägten Metallfolien und das Metallfaservlies in der Stanze zusammengeführt, geschnitten und randseitig verbunden wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren führt zu einem temperatur­ festen Dämm-Material mit guten Wärme- und Schalldämmeigen­ schaften. Es ist flexibel und ohne weiteres an kompliziert geformte Gegenstände anpaßbar. Als Einstoffprodukt ist es recyclefähig. Die Ausführungsform mit unter- und ober­ seitiger Metallfolie sowie dem Metallfaservlies als Zwischenschicht hat weitere Vorteile. Bei dieser Ausführungsform ist sichergestellt, daß durch Gas- und Luftströme keine Ausfaserung erfolgt. Diese Ausführungsform ist ferner unempfindlich gegen Verschmutzung. Schließlich ist auch das Fertigungsverfahren leicht realisierbar.
Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Anlage zur Herstellung eines Vliesstoffes, insbesondere zur Herstellung eines Metallfaservlieses, - mit einer Transporteinrichtung für eine Folienbahn, einer Schneideinrichtung für die Zerkleinerung der Folienbahn in bändchenförmige Fasern, einer Absaugeinrichtung für die Fasern und einem Siebband, wobei die Absaugeinrichtung einen an die Schneideinrichtung angeschlossenen Luftkanal sowie ein oberhalb des Siebbandes angeordnetes Gebläse aufweist, dessen austretender, die Fasern mit führender Luftstrom auf das Siebband gerichtet ist. In weiterer Ausgestaltung lehrt die Erfindung, daß das Gebläse oder ein an der Druckseite des Gebläses ange­ schlossener Gebläseschlauch in Querrichtung zum Siebband eine hin- und hergehende Bewegung ausführt, wobei die Amplitude der Bewegung so bemessen ist, daß das Siebband über seine Breite gleichmäßig von dem Luftstrom beaufschlagt ist. Vorzugsweise ist das Gebläse oberhalb des Siebbodens drehbeweglich gelagert und an einen Schubkurbelantrieb, welche das Gebläse in Schwenkbewegung versetzt, ange­ schlossen. Die erfindungsgemäße Anlage zeichnet sich durch einen einfachen Aufbau aus und ermöglicht die Herstellung eines Vlieses, welches sich durch eine gleichmäßige Materialverteilung und ein geringes Flächengewicht auszeichnet. Die Anlage ist insbesondere zur Herstellung eines Metallfaservlieses nach dem zuvor erläuterten Verfahren geeignet. Auch andere, als Folienbahnen vorlie­ gende Materialien, beispielsweise Kunststoffolien, können mit Hilfe der erfindungsgemäßen Anlage zu Vliesstoffen verarbeitet werden.
Die Schneideinrichtung weist nach einer bevorzugten Aus­ führung der Erfindung als Schneidaggregat ein Rotations­ schneidmesser auf, welches sich über die Breite der Folien­ bahn erstreckt, wobei an der Stirnseite der über ein Gegenmesser geführten Folienbahn die bändchenförmigen Fasern abtrennbar sind. Diese Ausführung der Schneideeinrichtung eignet sich insbesondere für die Verarbeitung von Metallfolien. Eine besonders wirksame Absaugung der von der Folienbahn abgetrennten bändchenförmigen Fasern ist gewährleistet, wenn die Schneideinrichtung ein das Schneidaggregat kapselndes Gehäuse mit unterseitigem Trichter aufweist, an den der Luftkanal der Absaug­ einrichtung anschließt.
Es versteht sich, daß sich eine Preßwalzeneinrichtung, Zuführeinrichtungen für unterseitig und oberseitig aufzu­ bringende Metallfolien sowie eine Stanzeinrichtung für die Fertigbearbeitung mehrschichtigen Materials anschließen können. Es können ferner übliche Einrichtungen zum Vernadeln und Verfestigen des Vlieses nachgeschaltet sein.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlich erläutert. Es zeigen schematisch:
Fig. 1 einen Ausschnitt aus einer Wärme- und Schalldämm- Matte in perspektivischer Darstellung,
Fig. 2 das Anlagenschema zur Herstellung der in Fig. 1 dargestellten Dämm-Matte,
Fig. 3 die vorrichtungsmäßige Ausführung des wesentlichen Teils der in Fig. 2 dargestellten Anlage.
Die in Fig. 1 dargestellte Dämm-Matte ist ein mehrlagiges Einstoffprodukt. Sie besteht aus einem Metallfaservlies 1 und oberseitig sowie unterseitig angeordneten Metall­ folien 2. Die Metallfasern des Vlieses 1 und die Metall­ folien 2 bestehen aus einem Nichteisenmetall, insbesondere aus Aluminium. Das Metallfaservlies 1 ist aus bändchen­ förmigen Metallfasern aufgebaut, die in Wirrlage ineinander verschlungen sind. Randseitig ist das Metallfaservlies 1 verdichtet und mit den ober- und unterseitigen Metall­ folien 2 durch eine Quetschnaht 3 verbunden. Man erkennt ferner, daß die das Metallfaservlies 1 abdeckenden Metall­ folien 2 ein wellenförmiges Profil aus parallelen Wellen­ bergen und Wellentälern aufweisen, wobei in den Wellentälern Zwickel 4 eingefaltet sind.
Fig. 2 zeigt stark vereinfacht ein Anlagenschema zur Her­ stellung der beschriebenen Dämm-Matte. Eine Folienbahn 5 aus einem Nichteisenmetall, vorzugsweise Aluminium, wird in einer Schneideinrichtung 6 in bändchenförmige Metallfasern zerkleinert. Bändchenförmige Metallfaser meint im Rahmen der Erfindung schmale Folienstreifen. Diese haben vorzugsweise eine Folienstärke von weniger als 100 Mikrometern, eine Breite von einem oder einigen wenigen Millimetern sowie eine Länge von mehr als 5 cm. Die von der Folienbahn abgetrennten bändchenförmigen Metallfasern werden abgesaugt, in einem Luftstrom verwirbelt sowie in Wirrlage auf einem Siebband 7 unter Bildung eines Metallfaservlieses 1 abgelegt. Eine Preßwalzeinrichtung 8 schließt sich an, in der das Metall­ faservlies 1 auf ein vorgegebenes Endmaß gebracht und die Oberfläche geglättet wird. Die Preßwalzeinrichtung 8 umfaßt mehrere Preßwalzenpaare, die das Faservlies stufenweise auf das vorgegebene Endmaß verdichten, wobei Dicke und Dichte variabel einstellbar sind. Auf das Metallfaservlies 1 werden oberseitig und unterseitig Metallfolien 2 aufgelegt, wobei die Metallfolien 2 und das Metallfaservlies 1 aus dem gleichen Werkstoff bestehen. In einer Bearbeitungsstation 9 mit einer Stanzeinrichtung erfolgt die Fertigbearbeitung des mehrschichtigen Materials. Das mehr­ schichtige Material wird hier auf Maß geschnitten. Ferner werden die Materialschichten durch Verdichtung an den Umlaufkanten verbunden.
Fig. 3 zeigt die vorrichtungsmäßige Ausgestaltung der Anlage. Dargestellt sind eine Transporteinrichtung 11 für die Folienbahn 5, eine Schneideinrichtung 6 für die Zerklei­ nerung der Folienbahn 5 in bändchenförmige Fasern, eine Absaugeinrichtung 12 für die Fasern und ein Siebband 7. Die Absaugeinrichtung 12 weist einen an die Schneideinrichtung 6 angeschlossenen Luftkanal 13 sowie ein oberhalb des Siebbandes 7 angeordnetes Gebläse 14 auf, dessen austretender, die Fasern mitführender Luftstrom auf das Siebband 7 gerichtet ist. Das Gebläse 14 ist oberhalb des Siebbandes 7 drehbeweglich gelagert und an einen Schubkurbelantrieb 15, welcher das Gebläse 14 in Schwenkbe­ wegungen versetzt, angeschlossen. Das Gebläse 14 führt eine hin- und hergehende Bewegung aus, wobei die Amplitude der Bewegung so bemessen ist, daß das Siebband 7 über seine Breite gleichmäßig von dem Luftstrom beaufschlagt ist.
Die Schneideinrichtung 6 weist ein das Schneidaggregat 16 kapselndes Gehäuse 17 auf, welches bei abgenommenem Deckel dargestellt ist. Das Gehäuse 17 besitzt einen unterseitigen Trichter 18, an den der Luftkanal 13 der Absaugeinrich­ tung 12 anschließt. Das Schneidaggregat ist als Rotations­ schneidmesser ausgeführt, welches sich über die Breite der Folienbahn 5 erstreckt, wobei an der Stirnseite der über ein Gegenmesser 19 geführten Folienbahn 5 die bändchenförmigen Fasern abtrennbar sind.
Das Metallfaservlies 1 kann, wie bereits erläutert, mit abdeckenden Metallfolien 2 zu einem mehrschichtigen Verbund­ werkstoff vereinigt werden. Als Abdeckfolien 2 sind Metall­ folien bevorzugt, welche die in Fig. 1 dargestellte Profilierung aufweisen. Zur Herstellung dieser Profilierung werden die Metallfolien 2 durch Prägewalzen 10 geführt, wobei parallele und in Bahnlängsrichtung fortlaufende Folienbahnabschnitte eine wellenförmige Verformung erhalten, die aus quer zur Bahnlängsrichtung ausgerichteten Wellen­ bergen und Wellentälern besteht. Zwischen den Folienbahnab­ schnitten bleiben Folienstreifen stehen, welche die Wellen­ täler ausfüllende Zwickel 4 bilden. Anschließend werden die geprägten Metallfolien 2 und das Metallfaservlies 1 in der schon beschriebenen Weise in der Bearbeitungsstation 9 zusammengeführt, geschnitten und randseitig verbunden.
Im Rahmen der Erfindung liegt es auch, das Metallfaservlies durch Vernadelung zu verfestigen und zu verdichten. Das vernadelte Metallfaservlies ist ohne Abdeckfolie einsetzbar.

Claims (11)

1. Verfahren zur Herstellung einer Wärme- und Schalldämm-Matte, wobei
eine Folienbahn aus einem Nichteisenmetall in bänd­ chenförmige Metallfasern zerkleinert wird und die Metallfasern abgesaugt, in einem Luftstrom ver­ wirbelt sowie in Wirrlage auf einem Siebband unter Bildung eines Metallfaservlieses abgelegt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bändchenförmigen Metallfasern ohne Zwischenspeicherung aus einer die Metallfasern von der Folienbahn trennenden Zerkleinerungsvorrichtung abgesaugt, mit dem Luftstrom durch ein Gebläse geführt und mit dem Luftstrom auf dem Siebband abgelegt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallfaservlies auf ein vorgegebenes Endmaß gewalzt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Metallfolien oberseitig und unterseitig auf das Metallfaservlies aufgelegt werden, wobei die Metall­ folien und das Metallfaservlies aus dem gleichen Werkstoff bestehen, und daß mit Hilfe einer Stanze das so gebildete mehrschichtige Material auf Maß geschnitten wird sowie die Materialschichten durch Verdichtung an den Umlaufkanten ver­ bunden werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfolien zunächst durch Prägewalzen geführt werden, wobei parallele und in Bahnlängsrichtung fortlaufende Folienbahnabschnitte eine wellenförmige Verformung erhalten, die aus quer zur Bahnlängsrichtung ausgerichteten Wellen­ bergen und Wellentälern besteht, und wobei zwischen den Folienbahnabschnitten Folienstreifen stehen bleiben, welche die Wellentäler ausfüllende Zwickel bilden, daß anschließend die geprägten Metallfolien und das Metallfaservlies in der Stanze zusammengeführt, geschnitten und randseitig verbunden werden.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallfaservlies durch Vernadelung verfestigt und verdichtet wird.
7. Anlage zur Herstellung eines Vliesstoffes, insbesondere zur Herstellung eines Metallfaservlieses, - mit
einer Transporteinrichtung (11) für eine Folien­ bahn (5),
einer Schneideinrichtung (6) für die Zerkleinerung der Folienbahn (5) in bändchenförmige Fasern,
einer Absaugeinrichtung (12) für die Fasern und
einem Siebband (7),
wobei die Absaugeinrichtung (12) einen an die Schneidein­ richtung (16) angeschlossenen Luftkanal (13) sowie ein ober­ halb des Siebbandes (7) angeordnetes Gebläse (14) aufweist, dessen austretender, die Fasern mitführender Luftstrom auf das Siebband (7) gerichtet ist.
8. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse (14) oder ein an der Druckseite des Gebläses (14) angeschlossener Gebläseschlauch in Querrichtung zum Sieb­ band (7) eine hin- und hergehende Bewegung ausführt, wobei die Amplitude der Bewegung so bemessen ist, daß das Sieb­ band (7) über seine Breite gleichmäßig von dem Luftstrom beaufschlagt ist.
9. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse (14) oberhalb des Siebbandes (7) drehbeweglich gelagert sowie an einen Schubkurbelantrieb (15), welcher das Gebläse (14) in Schwenkbewegungen versetzt, angeschlossen ist.
10. Anlage nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schneideinrichtung (6) als Schneid­ aggregat (16) ein Rotationsschneidmesser aufweist, welches sich über die Breite der Folienbahn (5) erstreckt, wobei an der Stirnseite der über ein Gegenmesser (19) geführten Folienbahn (5) die bändchenförmigen Fasern abtrennbar sind.
11. Anlage nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneideinrichtung (6) ein das Schneidaggregat (16) kapselndes Gehäuse (17) mit unter­ seitigem Trichter (18) aufweist, wobei der Luftkanal (13) der Absaugeinrichtung (12) an den Trichter (18) anschließt.
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