DE4400693C2

DE4400693C2 - Verfahren zur Herstellung geschäumter Aluminiumprodukte

Info

Publication number: DE4400693C2
Application number: DE19944400693
Authority: DE
Inventors: Toshio Masuda; Shigemi Kanbayashi
Original assignee: Fuji Jukogyo KK; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1993-01-12
Filing date: 1994-01-12
Publication date: 1995-03-30
Anticipated expiration: 2014-01-13
Also published as: GB2274118A; DE4400693A1; GB2274118B; JP3349186B2; JPH06212314A; GB9400428D0

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Her stellung geschäumter Aluminiumprodukte zur Verwendung als Schall- und Wärmedämmstoffe.

Geschäumtes Aluminium kann Schall schlucken oder Wärme iso lieren und wird daher beispielsweise in Form von schall dämpfenden Wänden an Autobahnen verwendet.

Das geschäumte Aluminium weist eine Zellstruktur auf, mit Zellen einheitlicher Form. Es wird durch Schmelzen von Alu minium oder seiner Legierung (Fig. 2A), Rühren der Schmelze mit einer bestimmten Menge Calcium (Ca), das als Viskosi tätsverbesserer zu der Schmelze gegeben wird, erneutes Rüh ren der Schmelze mit einer bestimmten Menge Titanhydrid (TiH₂), das als Schäumungsmaterial zum geschlossenzelligen Schäumen der Schmelze zugegeben wird (Fig. 2B), hergestellt. Beispielsweise sei auf die JP-B-1-51528 verwiesen.

Geschäumte Metalle, einschließlich geschäumtes Aluminium, werden allgemein in einem Hohlgefäß geformt. Ein wichtiger Punkt ist hierbei, in welchem Maß eine stabile und einheit liche Struktur (Dichte) mit der resultierenden geschäumten Struktur erzielt wird. Bisher wurde ein Aluminiumblock (a) in einem Hohlgefäß geformt (Fig. 2C). Anschließend wurde nur der Bereich (b) mit einer relativ stabilen Struktur (Dichte), der in der Mitte des Hohlgefäßes angeordnet ist, zur Verwendung aus dem Block (a) herausgeschnitten.

Daher ist der schraffierte Bereich (c) mit einem ungenügen den Schäumungsgrad (hohe Dichte und hohe Festigkeit), der nahe der Innenwand des Hohlgefäßes angeordnet ist, unge eignet als Schall- und Wärmedämmstoff, und wird daher ver worfen. Dadurch ist die Ausbeute der üblichen Verfahren sehr niedrig. Ebenso ist es sehr schwierig, nur den mittleren Be reich (b), der als Schall- und Wärmedämmstoff geeignet ist, herauszuschneiden und daraus Produkte herzustellen.

Demgemäß ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfah ren zur Herstellung geschäumter Aluminiumprodukte mit ver nünftigen Schall- und Wärmedämmungseigenschaften, die die zur Befestigung nötige örtliche Härte und Festigkeit aufwei sen, bereitzustellen, wobei mit Absicht sowohl die einheit lichen als auch die nicht-einheitlichen beim Schäumungs schritt erhaltenen Strukturen verwendet werden, wodurch die Probleme der üblichen Verfahren, d. h. niedrige Ausbeute und Schwierigkeiten bei der Herstellung der Produkte gelöst wer den.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Patentansprüche ge löst.

Erfindungsgemäß wird ein Hohlgefäß zum Schäumen verwendet, dessen Mantel mit seiner Innenfläche der äußeren Struktur des herzustellenden Produkts entspricht und das für die Ausbildung von Befestigungslöchern mehrere vertikale Stangen aufweist, die im Hohlgefäß und mindestens an bestimmten Stellen nahe der Innenwandfläche des Mantels befestigt sind. Weiterhin wird erfindungsgemäß eine Schmelze von Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, die mit einem Viskositätsverbesserer und einem Schäumungsmittel gerührt wird, im Hohlgefäß geschäumt, wobei ein geschäumter Aluminiumblock entsteht, der auf eine bestimmte Dicke zugeschnitten wird, wobei ein geschäumtes Aluminiumprodukt mit Befestigungslöchern mindestens an Stellen nahe seines äußeren Rands erhalten wird.

Die Bereiche des Produkts um das Befestigungsloch haben einen niedrigen Schäumungsgrad und sind härter als der Rest des Produktes, so daß das Produkt genug Härte und Festigkeit aufweist, um es direkt an einen zugehörigen Teil unter Ver wendung von Befestigungsbolzen, aber ohne Notwendigkeit von bestimmten Befestigungshilfsmitteln zu befestigen. Der Rest des Produkts weist einen stabilen Schäumungsgrad auf und be sitzt hervorragende Schall- und Wärmedämmeigenschaften, so daß das Produkt selbst Schall- und Wärmedämmung bewirkt.

Dadurch können die Probleme der üblichen Verfahren, d. h. niedrige Ausbeute und Schwierigkeiten bei der Herstellung der Produkte gut gelöst werden.

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend mit bezug auf die anliegende Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1A eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäß verwendeten Hohlgefäßes zum Schäumen,

Fig. 1B eine perspektivische Ansicht eines geschäumten Alu miniumblocks in dem Hohlgefäß,

Fig. 1C eine perspektivische Ansicht eines durch Zerschnei den eines geschäumten Aluminiumblocks erhaltenen Produkts;

Fig. 2A eine schematische Darstellung der ersten Verfahrens stufe mit der Zugabe eines Viskositätsverbesserers (Ca),

Fig. 2B eine schematische Darstellung der zweiten Verfah rensstufe mit der Zugabe des Schäumungsmaterials (TiH₂) zu der Schmelze zum erneuten Rühren, und

Fig. 2C eine schematische Darstellung eines geschäumten Alu miniumblocks der durch Schäumen und Kühlen der Schmelze nach Vollendung der zweiten Verfahrensstufe erhalten wird.

Die Ausführungsform in Fig. 1C zeigt eine Verkleidung, die an dem unteren Teil des Motorraums einer Autokarosserie be festigt wird und typischerweise aus geschäumtem Aluminium besteht.

Fig. 1A zeigt ein Hohlgefäß 1 zum Schäumen mit einem Mantel 2 mit einer gegebenen Höhe der Innenseite, deren Querschnitt der äußeren Struktur des herzustellenden Produkts (der Ver kleidung in dieser Ausführungsform) entspricht, und mit meh reren vertikalen Stangen (Hohlstangen) 3, die im wesentli chen an Stellen entlang der Innenseite des Mantels des Hohl gefäßes, an bestimmten Stellen in der Mitte des Hohlgefäßes und parallel zur Innenseite des Mantels des Hohlgefäßes an geordnet sind.

Wie im Stande der Technik wird eine Schmelze von Aluminium (oder einer Aluminiumlegierung), die mit einer bestimmten Menge Calcium (Ca), die als Viskositätsverbesserer zugegeben wird, gerührt wird, und mit einer gegebenen Menge Titan hydrid (TiH₂) erneut gerührt wird, zum Schäumen in das vor stehend genannte Hohlgefäß 1 gegeben. Anschließend wird das geschäumte Material auf Normaltemperatur gekühlt und aus dem Schäumungsgefäß 1 entfernt, wobei ein geschäumter Aluminium block 4 (Fig. 1B) erhalten wird.

Dieser geschäumte Aluminiumblock 4 entspricht in seiner äußeren Form der äußeren Struktur der herzustellenden Ver kleidung und weist mehrere durchgehende, vertikale Löcher 5 sowohl nahe seiner äußeren Oberfläche als auch seiner Mitte auf. Der geschäumte Aluminiumblock 4, der durch Schäumen im Hohlgefäß 1 erhalten wird, besteht aus einem Bereich 4a, der in der Mitte des Hohlgefäßes 1 angeordnet ist, weist einen stabilen Schäumungsgrad und daher ausreichend schall- und wärmedämmende Eigenschaften auf; (schraffierte) Bereiche 4b liegen nahe der Innenseite des Mantels 2 des Hohlgefäßes und den Außenseiten der Stangen 3 oder dem Umfangsbereich des Aluminiumblocks 4 und den um die Löcher 5 liegenden Berei chen des Blocks 4 und weisen einen niedrigen Schäumungsgrad oder eine hohe Dichte auf und sind fester als der vorstehend genannte Bereich 4a und daher ungeeignet zur Schall- und Wärmedämmung.

Anschließend wird der vorstehend genannte geschäumte Alumi niumblock 4 in einer Ebene senkrecht zu seiner axialen Rich tung auf eine geeignete Dicke zugeschnitten, wobei das in Fig. 1C gezeigte Produkt, d. h. eine Verkleidung 6, erhalten wird. Die derart erhaltene Verkleidung 6 aus geschäumtem Aluminium weist mehrere Bereiche, als den Teil (oder die Oberflächenseite) zur Befestigung des Produkts auf, die einen niedrigen Schäumungsgrad und eine hohe Dichte aufwei sen und hart und daher ungeeignet als Schall- und Wärmedämm stoff sind.

Erfindungsgemäß wird es möglich, die Ausbeute bei der Her stellung der geschäumten Aluminiumprodukte zu verbessern und die Kosten bei der Herstellung zu erniedrigen. Das ge schäumte Aluminiumprodukt kann direkt an den zugehörigen Teil unter Verwendung der gebildeten Befestigungslöcher aber ohne die Notwendigkeit der Verwendung von Hilfsmitteln zur Stärkung der Randgebiete der Befestigungslöcher befestigt werden. Dadurch kann die Anzahl der erforderlichen Teile verringert und die Befestigung leicht erreicht werden.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen eines geschäumten Aluminiumpro dukts mit den folgenden Verfahrensschritten:
Einsetzen mehrerer vertikaler Stangen in ein Gefäß,
Gießen einer Schmelze von Aluminium oder einer Alumini umlegierung in das Gefäß,
Rühren der Schmelze mit einem Viskositätsverbesserer und einem Schäumungsmittel,
Schäumen im Gefäß, wobei ein Block von geschäumtem Alu minium entsteht, und
Zerschneiden des Blocks auf eine festgelegte Dicke, wo bei ein geschäumtes Aluminiumprodukt mit einem Befesti gungsloch an mindestens einer einer Stelle nahe seines äußeren Randes erhalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Stange ein Rohr ist.

3. Geschäumtes Produkt aus Aluminium oder einer Aluminium legierung, herstellbar mit dem Verfahren nach Anspruch 1 oder 2.