DE3623789A1 - Mehrschichtiges, dreidimensional verformtes abdeckelement fuer schwingende flaechen - Google Patents

Mehrschichtiges, dreidimensional verformtes abdeckelement fuer schwingende flaechen

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Description

Die Erfindung betrifft ein mehrschichtiges, dreidimensional verformtes Abdeckelement für schwingende Flächen, insbesondere im Boden- und Stirnwandbereich von Kraftfahrzeugen.
Die Forderung nach geringen Innengeräuschpegeln in Kraftfahrzeugen ist nach dem heutigen Stand der Technik ohne weiteres realisierbar. Erschwerend wirkt jedoch der zwingend vorgeschriebene Parameter des geringen Energieverbrauchs, der sich primär über eine Reduktion des Kfz-Gewichtes realisieren läßt. Der physikalisch bekannte Weg, diese Probleme durch Massenerhöhung der Mehrschicht- bzw. Feder-Masse-Systeme zu lösen, ist deshalb nicht ohne weiteres begehbar.
So ist z. B. in der DE-OS 29 12 805 eine Schallschutzmatte beschrieben, welche eine Trägerschicht aus einem schweren elastischen Material besitzt, welche mit einem schallschluckenden Material, z. B. Schaumstoff festhaftend verbunden ist, wobei in streifenförmige Ausnehmungen schwere Versteifungsrippen eingelegt sind.
Diese Versteifungsrippen bestehen z. B. aus Stahlprofilen und erhöhen das Flächengewicht beträchtlich.
In der DE-OS 33 34 273 wird zur Schalldämmung bzw. -dämpfung in Kraftfahrzeugen eine Schalldämmauskleidung beschrieben, bestehend aus Deckschichten sowie einer Absorptionsschicht. Zur Wirkungsrealisation muß jedoch in die Absorptionsschicht eine zusätzliche Masseschicht eingebaut werden, welche naturgemäß das Flächengewicht spürbar erhöht.
Mehrere in der Literatur beschriebene Schalldämm-Vorrichtungen bestehen aus biegeweichen Schwerschichten im Wechsel mit leichten Absorberschichten. Die bekannten Schwerschichten bestehen hierbei aus thermoplastischen Kunststoffen, die mit hohen Anteilen an mineralischen Füllstoffen zur Verbesserung der Wirksamkeit angereichert sind.
Dies führt naturgemäß zu hohen Flächengewichten und widerspricht der Forderung nach Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs.
Keine Problemlösung bietet auch das in DE-AS 12 01 083 beschriebene System an. Dieses besteht aus mindestens einem Abdeckblech und einer Zwischenschicht aus dämpfenden, viskoelastischen Stoffen, insbesondere weichgemachte Kunststoffe. Hier muß das Blech zuerst der räumlichen Form des zu entdröhnenden Bauteils angepaßt werden, so daß bei dieser Problemlösung kein rationelles Fertigungsverfahren möglich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein mehrschichtiges, dämmendes und dämpfendes Abdeckelement zu schaffen, welches bei gewichtsmäßiger Abmagerung - ohne zusätzliche massenerhöhende Füllstoffe - mechanisch hoch belastbar ist und über die erfindungsgemäßen Rezepturvarianten eine Anpassung an unterschiedliche Störspektren ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein viskoelastischer PUR-Schaum mit eingeschäumten, mechanisch hartelastischen Verbundschaumstücken über ein Kupplungsvlies mit einer thermoplastischen Schwerschicht verbunden ist, wobei diese an einen Textilteppich grenzt, welcher partiell mit Thermoplastfolie belegt ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Abdeckelement hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die eingeschäumten hartelastischen Verbundschaumstücke (6) an den Stellen der zu erwartenden hohen Punktbelastung zu placieren.
Erfindungsgemäß vorteilhaft ist auch die Möglichkeit zur Wirkungsanpassung der Schicht (5) an spezielle fallbezogene Störspektren. Hier kann im Rahmen der in Unteranspruch 3 beschriebenen Rezeptur die Rückstellgeschwindigkeit des Schaumes über den Anteil des niedermolekularen Triols in Größenordnungen 0-15 GT erfolgen. Mit steigendem Anteil erhöht sich die Viskoelastizität des PUR-Schaumes.
Da verschiedene Flächenpressungen zu erwarten sind, ist erfindungsgemäß vorgesehen, über die Variation des Rezepturanteils "Diol mit erhöhter Reaktivität" in den Begrenzungen 2-18 GT eine Anpassung vorzunehmen.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Variante wird die Schicht (2) als Velourteppich auf Polyestervliesbasis mit PE-Bindung vorgesehen.
Zusätzliche erfindungsgemäße Varianten sind die im Hochfrequenzverfahren auf die Schicht (2) partiell aufgebrachte PVC-Folie sowie die thermoplastische Schwerschicht (3) aus modifiziertem EPDM mit einem Flächengewicht von ca. 3,4 kg/m².
Das Kupplungsvlies (4) - als thermoplastgebundenes Polyestervlies - ausgeführt, erhöht sowohl die Bindung der Schaumschicht (5) mit der thermoplastischen Schwerschicht (3) wie auch durch teilweise Abkoppelung dieser Schichten den Verlustfaktor.
Eine weitere vorteilhafte erfindungsgemäße Variante ist das für die Serienfertigung entwickelte Herstellungsverfahren, wobei die Schichten 1-4 durch Infrarot- bzw. Hochfrequenzstrahlungen erhitzt und in einem Formwerkzeug entsprechend der konstruktionsbedingten Formstruktur der Schicht (7) verformt werden. Die dabei entstehende Schichtverbindung führt zu einem sehr formstabilen, jedoch in sich flexiblen Teil. Der nachfolgende Schäumvorgang in einem dafür vorgesehenen Werkzeug fixiert die eingelegten Verbundschaumteile (6) im viskoelastischen Schaum und verbindet sie mit den Schichten 1-4.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Abdeckelementes liegt jedoch in der Minimierung störender akustischer Nebenwegübertragungen.
Diese oft zu wenig beachteten Störschallanteile vernichten aufwendige Verbesserungen des Hauptelementes und machen - an sich unerwünschte, jedoch notwendige Massenerhöhungen - unwirksam. Durch die Verwendung eines viskoelastischen PUR-Schaumes entsprechend der erfindungsgemäßen Rezeptur mit hohem Verlustfaktor in den gewünschten Störschallspektren und dem Untermaß im Bereich der Durchbrüche können diese Störungen vermieden werden.
In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Fig. 1 zeigt das Abdeckelement, bestehend aus der mittels Hochfrequenz-Verschweißung aufgebrachten PVC-Folie (1) auf dem Veloursteppich (2) mit PE-Bindung im Polyestervlies. Angrenzend die thermoplastische Schwerschicht (3) sowie das Polyester- Kupplungsvlies (4). Diese vier Schichten werden im Schäumwerkzeug mit dem viskoelastischen PUR-Schaum (5) sowie den eingelegten Verbundschaumstücken (6) durch die Klebkraft des PUR-Schaumes konfektioniert. Das Bodenblech (7) bildet die untere Begrenzung des Abdeckelementes.

Claims (13)

1. Mehrschichtiges, dreidimensional verformtes Abdeckelement für schwingende Flächen gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:
  • - viskoelastischer PUR-Schaum (5) mit eingeschäumten, mechanisch hartelastischen Verbundschaumstücken (Recyclingschaum) (6)
  • - Kupplungsvlies (4)
  • - thermoplastische Schwerschicht (3)
  • - Textilteppich mit Kunstharzbindung (2)
  • - Thermoplastfolie (1)
2. Mehrschichtiges, dreidimensional verformtes Abdeckelement für schwingende Flächen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eingeschäumten, mechanisch hartelastischen Verbundschaumstücke (6) sich an den Erwartungsstellen hoher mechanischer Punktbelastung befinden.
3. Mehrschichtiges, dreidimensional verformtes Abdeckelement für schwingende Flächen nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die viskoelastische Schaumschicht (5) nach folgender Rezeptur aufgebaut ist: 40-55 GTTriol mit MG 6000, mit erhöhter Reaktivität und einem primären Hydroxylgruppengehalt größer 82%. 5-15 GTDiol mit erhöhter Reaktivität und mehr als 80% primäre OH-Gruppen. 0-15 GTniedermolekulares Triol. 1-3 GTWasser. 1 GTStabilisator, z. B. Polyhydroxysilan-Verbindung. 0,5-2 GTTertiäres Amin. 8-13 GTMonofluortrichlormethan. 40-50 GTRoh-MDI.
4. Mehrschichtiges, dreidimensional verformtes Abdeckelement für schwingende Flächen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkungsanpassung der Schicht (5) an die fallspezifischen Störspektren durch Veränderung der Schaum-Rückstellgeschwindigkeit mittels der stufenlos möglichen Rezepturvariation (0-15 GT niedermolekulares Triol) erfolgt.
5. Mehrschichtiges, dreidimensional verformtes Abdeckelement für schwingende Flächen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaumhärte der Schicht (5) zur Anpassung an die partielle Flächenpressung über die stufenlose Variation des Rezepturanteils "Diol mit erhöhter Reaktivität . . ." in den Grenzen 2-18 GT erfolgt.
6. Mehrschichtiges, dreidimensional verformtes Abdeckelement für schwingende Flächen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß als Schicht (2) ein Veloursteppich auf Polyestervlies mit PE-Bindung benutzt wird.
7. Mehrschichtiges, dreidimensional verformtes Abdeckelement für schwingende Flächen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß zum Schutz vor mechanischem Abrieb auf die Schicht (2) partiell eine PVC-Folie im Hochfrequenz-Verfahren aufgeschweißt wird.
8. Mehrschichtiges, dreidimensional verformtes Abdeckelement für schwingende Flächen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die thermoplastische Schwerschicht (3) aus modifiziertem EPDM gebildet und ein Flächengewicht von vorzugsweise 3,4 kg/m² besitzt.
9. Mehrschichtiges, dreidimensional verformtes Abdeckelement für schwingende Flächen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß der viskoelastische Schaum (5) ein RG von ca. 180 kg/m³ hat.
10. Mehrschichtiges, dreidimensional verformtes Abdeckelement für schwingende Flächen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsvlies (4) als thermoplastgebundenes Polyestervlies ausgeführt ist.
11. Mehrschichtiges, dreidimensional verformtes Abdeckelement für schwingende Flächen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß konstruktionsbedingte Formstrukturen der Schicht (7) durch die dreidimensionale Verformung der Schicht (5) flächig anhaftend aufgenommen werden.
12. Mehrschichtiges, dreidimensional verformtes Abdeckelement für schwingende Flächen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren zur Herstellung des Formteils wie folgt aussieht:
  • Die Schichten (1-4) werden durch Infrarot-Strahlung erhitzt und im nachgeschalteten Formwerkzeug verformt und verbunden. Das nachfolgende Schäumwerkzeug nimmt die positionierten, eingelegten Verbundschaumteile (6) und das Formteil (1-4) auf und gestattet die Ausschäumung des verbliebenen Hohlraumes mit dem viskoelastischen PUR-Schaum.
13. Mehrschichtiges, dreidimensional verformtes Abdeckelement für schwingende Flächen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß Durchbrüche für Funktions- und Bedienungselemente speziell in der Schicht (5) mit Untermaß ausgeführt sind, so daß die, die Schalldämmung mindernden akustischen Nebenwegübertragungen minimiert werden.
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