DE3005407A1

DE3005407A1 - Verfahren zur erzeugung eines schichtenkoerpers mit wenigstens zwei metallblechen

Info

Publication number: DE3005407A1
Application number: DE19803005407
Authority: DE
Inventors: Harold Treasure Edmunds; Ralph Graham Timms
Original assignee: British Steel Corp
Current assignee: British Steel Corp
Priority date: 1979-02-16
Filing date: 1980-02-13
Publication date: 1980-08-28
Also published as: SE8001188L; FR2506671B1; FR2506671A1; AU5555980A; JPS55146742A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. Curt Wallach

Dipi.-Ing. Günther Koch

7 Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach

Dipl.-Ing. Rainer Feldkamp

D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 24 02 75 · Telex 5 29 513 wakai d

Datum: l~5 * Februar 198G

Unser Zeichen: 16 8^2 - K/Ap

Anmelder: British Steel Corporation

33 Grosvenor Place
London SWlX 7JG
England

Titel: Verfahren zur Erzeugung eines

Schichtenkörpers mit wenigstens
zwei Metallblechen

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Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Schichtenkörpern und insbesondere auf einen Schichtenkörper der aus Metallblechen besteht, die durch Plastikmaterial getrennt bzw. verbunden sind.

Es sind schalldämpfende Stahlschichtenkörper bekannt, die unter Verwendung eines Kerns aus Plastikmaterial in Form eines kontinuierlichen Films hergestellt sind, der zwischen die Stahlbleche eingefügt und durch Anwendung von Druck und Hitze mit den Blechen verbunden wird.

Die Zahl von Plastikmaterialien, die in dieser Weise als kontinuierlicher Film herstellbar sind, ist jedoch beschränkt. Gewisse Plastikmaterialien, die eine verbesserte Vibrationsdämpfungscharakteristik besitzen, können nicht als kontinuierlicher Film hergestellt werden, und sie konnten daher bisher nicht bei der Erzeugung von Schalldämpfungs-Stahlblechen hergestellt werden.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe der Erzeugung eines solchen Schichtenkörpers dadurch, daß zwischen benachbarte Metallbleche ein Plastikmaterial mit einem Füllstoff eingebracht wird, und indem unter Anwendung von Druck und Hitze eine Adhäsion zwischen dem Metall und dem Plastikmaterial erfolgt.

Es hat sich gezeigt, daß selbst wenn geeignete Plastikmaterialien in Filmform erzeugt werden können, die Benutzung eines Füllstoffes in dem Material eine unerwartete Verbesserung der Vibrationsdämpfungscharakteristik des Schichtenkörpers ergibt.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird das Verfahren

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zur Erzeugung eines solchen Schichtenkörpers in der Weise durchgeführt, daß zwischen benachbarte Metallbleehe eine offene Fadenmatrix aus Plastikmaterial gefügt und dann unter Anwendung von Druck und Hitze eine Adhäsion zwischen dem Metall und dem Material erzeugt wird.

Vorzugsweise ist das Plastikmaterial ein thermoplastisches Material, welches bei Anwendung einer genügenden Temperatur und eines genügenden Druckes zu fließen beginnt, um an den Blechen zu haften. Zweckmaßigerwexse enthält das Material einen Füllstoff, der aus einem oder mehreren der folgenden Stoffe gebildet sein kann: Bariumsulfat, Calcium-Karbonat, Titanoxid oder Kohlenstoff.

Das Metallblech kann aus Stahl bestehen.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht der Schichtenkörper aus wenigstens zwei benachbarten Metallblechen, die durch eine Plastikmaterialschicht, die einen Füllstoff enthält, voneinander getrennt, jedoch miteinander verbunden sind.

Als geeignete Füllstoffe können dabei allein oder in Kombination Bariumsulfat, Calcium-Karbonat, Titanoxid und Kohlenstoff Anwendung finden.

Das Metallblech kann aus Stahl bestehen.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine perspektivische Darstellung der noch voneinander getrennten Schichten eines erfindungsgemäß aufgebauten Schichtenkörpers .

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Zwei Stahlbleche 2, 6 mit einer Dicke von je 0,5 ram werden durch eine herkömmliche Säure-Beizbehandlung gereinigt. Dann werden die Bleche getrocknet und es wird eine 0,2 mm dicke Schicht 4 aus Plastikfadenmaterial mit offenen Maschen, die zwischen die beiden Bleche gefügt wird > dazwischengefügt. Die Maschenform der Schicht 4, die schematisch in der Zeichnung dargestellt ist, weist eine rhombische Form auf, d.h. die Form der Fäden bildet eine kontinuierliche rhombisch gestaltete offene Matrix. Die Maschenzahl der Matrix beträgt bei diesem Ausführungsbeispiel nach der Erfindung etwa 9 Maschen pro 30 mm Material, obgleich die Maschenzahl und die Dicke der Fäden in dem Maschengewebe gemäß der Enddicke verändert werden kann, die das Plastikmaterial zwischen den Metallblechen im fertigen Schichtenkörper aufweisen soll.-

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird als Plastikmaterial ein thermoplastisches Material, z.B. ein Ionomer Kunstharz (RTM Dupont) benutzt, welches auf Ä'thylenbasis hergestellt ist und gegebenenfalls ein Füllmaterial der beschriebenen Art aufnehmen kann.

Der aus Metallblechen und dazwischengefügtem Plastikgewebe bestehende Aufbau wird in eine Plattenpresse eingelegt, die einen Druck von etwa 6,9 bar eine Minute lang bei einer Temperatur ausübt, die gemäß dem benutzten Plastikmaterial eingestellt werden muß und in dem betrachteten Fall 185°C beträgt. Unter dem angelegten Druck und der Temperatur beginnen die Fäden der Maschenschicht zu fließen und bilden zwischen den Metallblechen 2,6 einen Film.

Die Presse wird zweckmäßigerweise an dieser Stelle augenblicklich geöffnet, um die darin befindliche Luft und die Lösungsmittel freizusetzen, und sie wird dann wieder geschlossen, um

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einen Druck auf den Aufbau bei einer Temperatur von etwa 200⁰C auszuüben. Bei dieser höheren Temperatur fließen die Fäden der Matrix derart, daß ein im wesentlichen kontinuierlicher Film zwischen den Stahlblechen 2,4 gebildet wird, wodurch der fertige Schichtenkörper gebildet wird, in dem die beiden Metallbleche durch den Film aneinanderhaften. Dann wird der Schichtenkörper auf 7O⁰C abgekühlt und die Presse wird geöffnet, damit der Schichtenkörper entfernt werden kann.

Die Erfindung wurde vorstehend beschrieben in Verbindung mit Fäden aus thermoplastischen Materialien, jedoch können auch duroplastische Materialien Anwendung finden, die zum Fließen neigen und/oder an den Metallblechen unter Anwendung von Hitze und Druck anhaften.

Gemäß einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung können die Metallbleche und die Plastikfäden bzw. das Plastikgewebe kontinuierlich dem Einlauf zweier Quetschwalzen zugeführt werden, mit denen die Druck und die Hitze aufgebracht wird, um eine Verbindung der Schichten zu bewerkstelligen.

Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel wurde eine Maschenbahn aus Fäden benutzt, jedoch können auch andere Maschengewebe oder eine Fadenmatrix mit oder ohne Füllstoff benutzt werden. Es können auch Filme oder Partikel aus Plastikmaterial mit einem Füllstoff Anwendung finden.

Der Vorteil der Erfindung liegt in der Tatsache, daß sehr viel mehr Plastikmaterial mit guten Vibrationsdämpfungseigenschaften in einem Maschen- oder Fadengewebe vorhanden sind als in einem Film. Der Grund dafür liegt darin, daß es einfacher ist, Plastikmaterialien in Fadenform zu extrudieren, um ein Maschengewebe zu erzeugen als in Filmform. Daher kann der Bereich der verfüg-

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baren Schichtenkörper erweitert werden. Außerdem kann durch Benutzung von Plastikmaschengewebelagen die Kosten gegenüber herkömmlichen Plastikfilmschichten erniedrigt werden, da die Maschen aus mit Füllstoffen angefüllten Extrusionsprodukten hergestellt werden können, während dies bei einem Film nicht möglich ist.

Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die Erzeugung von Schichtenkörpern mit guten Vibrationsdämpfungseigenschaften, sondern sie kann auch als Verklebesystem für alle zusammengesetzten Schichtenmaterialien benutzt werden, und für irgendwelche Systeme,die ein hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht erfordern.

Die Erzeugung eines Schichtenkörpers mit einem Plastikmaterial mit Füllstoff ergibt eine unerwartete Verbesserung der Dämpfungseigenschaften im Vergleich mit einem Schichtenkörper, der ein Plastikmaterial allein zwischen den Metallblechen aufweist. Insbesondere wird durch Benutzung eines Füllstoffmaterials der Temperaturbereich ausgedehnt, über dem die verbesserte Dämpfungscharakteristik erlangt werden kann.

Die Erfindung ermöglicht somit nicht nur die Schaffung eines Schichtenkörpers mit Plastikmaterial, das in Filmform nicht extrudiert werden kann, und selbst in solchen Fällen, wo ein Extrudieren des Films nicht möglich ist, können verbesserte Dämpfungscharakteristiken durch Anwendung eines Füllstoffes erzeugt werden. Die Herstellung der Schichtenkörper unter Verwendung von Faden-Maschengeweben ist besonders zweckmäßig, wenn Plastikmaterialien benutzt werden, die einen Füllstoff enthalten.

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Claims

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Patentansprüche

/X). Verfahren zur Herstellung eines Schichtenkörpers der wenigstens zwei Metallbleche aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen benachbarte Bleche (2, 6) eine Plastikmaterialschicht (4) mit einem Füllstoff eingelegt wird, und daß unter Anwendung von Druck und Hitze eine Adhäsion zwischen dem Metall und dem Plastikmaterial erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen benachbarten Metallblechen (2, 6) eine offene Padenmatrix aus Plastikmaterial eingefügt wird, und daß dann eine Adhäsion zwischen den Metallblechen und dem Plastikmaterial unter Anwendung von Hitze und Druck erzielt wird.
j5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Plastikmaterial ein thermoplastisches Material ist.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß Hitze und Druck so gewählt werden, daß das Plastikmaterial soweit zum Fließen gebracht wird, daß die Fäden zu einem Film verformt werden, indem sie erstarren.

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5. Verfahren nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Plastikmaterialfäden extrudiert werden.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Plastikmaterialfäden die Form einer kontinuierlichen offenen Maschenbahn haben.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Plastikmaterial einen Füllstoff enthält.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennze ichnet, daß der Füllstoff aus der Gruppe ausgewählt ist, die Bariumsulfat, Calcium-Karbonat, Titanoxid und Kohlenstoff enthält.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Plastikmaterial auf Äthylen basiert.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß die Metallbleche auf eine Temperatur innerhalb des Bereiches zwischen I85 und 200⁰C erhitzt werden.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleche einem Druck von 6,9 bar ausgesetzt werden.

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12. Nach dem "Verfahren gemäß Anspruch 1 bis hergestellter Schichtenkörper, dadurch gekennzeichnet, daß er aus wenigstens zwei Metallblechen besteht, die durch ein Plastikmaterial verbunden sind.
13. Schichtenkörper nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das die Metallbleche (2, 6) verbindende Plastikmaterial einen Füllstoff enthält.
14. Schichtenkörper nach Anspruch I3, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff aus der Gruppe ausgewählt ist, welche Bariumsulfat, Calcium-Karbonat, Titanoxid und Kohlenstoff enthält.

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