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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Struktur zur Befestigung einer
faserigen Matte, insbesondere eine Struktur zur Befestigung einer
faserigen Matte, die durch Schweißen in kurzer Zeit eine hohe Verbindungsstärke erzielen
kann, wenn eine faserige Matte durch Ultraschallschweißen einstückig an
einem aus einem thermoplastischem Kunststoff ausgebildeten Harzformkörper befestigt
wird.
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Beschreibung des Standes der
Technik
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Innenverkleidungen,
die Harzformkörper
aufweisen, werden gewöhnlich
durch Befestigungsmittel wie Klammern an innenliegenden Seitenflächen von Formplatten
von Fahrzeugen befestigt. Ein schalldämpfendes Glied wird auf Oberflächen derartiger
Innenverkleidungen auf der Seite der Fahrzeugformplatte befestigt,
um die Stille in der Fahrgastzelle zu erhöhen. Wie in 12 gezeigt,
wird beispielsweise ein schalldämpfendes
Glied 2 durch Verbinden mittels eines Klebemittels 3 an
der Rückfläche einer
Innenverkleidung 1 für
ein Fahrzeug befestigt, um die Geräuschentwicklung, die sich von
außerhalb
des Fahrzeugs bis ins Fahrzeuginnere fortpflanzt, zu senken, wodurch
die Stille in der Zelle erhöht
wird.
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Als
Innenverkleidung 1 wird ein Spritzgusselement oder eine
formgepresste Form, welche aus einem thermoplastischen Kunststoff
wie Polypropylen (PPP)-Wachs, Polyethylen (PE)-Wachs oder ABS-Wachs
ausgebildet ist, verwendet. Als schalldämpfendes Glied 2 wird
eine faserige Matte, wie eine Matte aus Filz oder Vlies verwendet.
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Eine
Struktur, in der ein schalldämpfendes Glied 2,
wie eine faserige Matte, durch Ultraschallschweißen befestigt wird, findet
heute Beachtung, da sie eine Arbeitsumgebung vor einer durch die
Verwendung eines Klebemittels bedingten Verschlechterung schützt, während das
Recycling erleichtert wird.
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DE 42 06 583 A1 offenbart
ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verbindung zweier thermoplastischer
Kunststoffbauteile mittels Ultraschall. Die zu verbindenden Bauteile
werden über
eine Sonotrode mit Ultraschall versorgt, wobei die Sonotrode und
die Bauteile zueinander bewegbar sind. Die Spitze der Sonotrode
wird während
der Ausbildung der Verbindung in die Bauteile hinein versenkt.
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Details
eines Verfahrens zum Ultraschallschweißen sind im japanischen Patent
mit der Offenlegungs-Nr.
11-5267 offenbart.
Dieses Verfahren wird unter Bezugnahme auf
13 kurz
dargestellt. Ein schalldampfendes Glied
2, wie eine faserige
Matte, wird auf der Seite einer Fahrzeugformplatte einer Innenverkleidung
1,
die aus einem aus Kunstharz ausgebildeten Glied besteht, angesetzt,
wobei ein Ultraschallhorn
4 mit einer vorbestimmten Presskraft
in Richtung der Innenverkleidung
1 gegen das schalldämpfende
Glied
2 gedrückt
wird und Ultraschallschwingungen vom Ultraschallhorn
4 an
Schweißbereiche
der Innenverkleidung
1 und des schalldämpfenden Gliedes
2 angelegt
werden, so dass die Innenverkleidung
1 und das schalldämpfende
Glied
2 einstückig
aneinander befestigt werden. Wie in
13 gezeigt,
ist die Pressfläche
des Ultraschallhorns
4 derart bearbeitet, dass es eine
zurückgesetzte/vorspringende
Oberfläche
4a mit
Ausnehmungen und Vorsprüngen
aufweist, so dass die dazwischenliegende Grenzfläche groß ist.
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Wird
die Struktur verwendet, in der das schalldämpfende Glied 2 durch
Ultraschallschweißen mittels
des Ultraschallhorns 4, welches die zurückgesetzte/vorspringende Oberfläche 4a als
Pressfläche aufweist,
an der Innenverkleidung 1 angeschweißt wird, so muss die Ultraschallbearbeitung
durch Aufbringen einer Presskraft auf das Ultraschallhorn 4 durchgeführt werden,
welche so groß ist,
dass eine Vielzahl von Ausnehmungen mit einer Tiefe von 1 bis 5
mm in der Grenzfläche
der Innenverkleidung 1 ausgebildet werden, wodurch die
Kapazität
des Zylinders der Pressmaschine zum Aufbringen der Presskraft auf
das Ultraschallhorn 4 erhöht wird und auch die Bearbeitungszeit
erhöht
wird, was einen Anstieg der Kosten für technische Mittel und eine
Erhöhung der
Betriebszeit nach sich zieht. Darin liegt eine Hauptursache für eine Verringerung
der Produktivität.
Weiterhin wurde auf einen weiteren Nachteil hingewiesen, der darin
besteht, dass sich die Möglichkeit
eines auftretenden Defekts im Erscheinungsbild, wie einer Einfallsstelle
oder eines Unregelmäßigkeitsfehlers
in der Produktoberfläche
der Innenverkleidung 1, welche eine Verschlechterung hinsichtlich der
Formgebung bewirken, in dem Fall, in dem die Ausbildung tiefer Ausnehmungen
im geschweißten Bereich
erforderlich ist, erhöht.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Im
Hinblick auf die oben beschriebene Sachlage besteht eine Aufgabe
der vorliegenden Erfindung darin, eine Struktur zur Befestigung
einer faserigen Matte bereitzustellen, die für ein schalldämpfendes
Glied für,
beispielsweise, Fahrzeuge geeignet ist, das heißt, eine Struktur zur Befestigung
einer faserigen Matte, in der eine faserige Matte, wie eine Vliesmatte,
mit einer hohen schalldämpfenden
Wirkung durch Ultraschallschweißen
einstückig
an einer einer Platte zugewandten Oberfläche einer thermoplastischen
Kunststoffplatte befestigt wird, wobei die Struktur zum Schweißen mit
einer niedrigen Presskraft in einer kürzeren Bearbeitungszeit geeignet
ist, so dass einfachere technische Mittel eingesetzt werden können und
eine hohe Produktivität
gewährleistet
ist, und wobei die Struktur ein gutes Erscheinungsbild aufrechterhalten
kann.
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Den
Erfindern der vorliegenden Erfindung gelang die vorliegende Erfindung
durch die Beobachtung, dass bei Gestaltung einer bestimmten Ausbildung
einer Andruckfläche
eines Ultraschallhorns neben der Schmelzwirkung der Ultraschallbearbeitung eine
Verankerungswirkung zu erwarten ist, bei der Fasern einer faserigen
Matte in eine geschmolzene Oberfläche einer Kunstharzplatte hineinschneiden.
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Die
vorliegende Erfindung stellt also eine Struktur zur Befestigung
einer faserigen Matte bereit, in der eine faserige Matte an einer
einer Platte zugewandten Oberfläche
eines Harzformkörpers
befestigt wird, wobei der Harzformkörper an einer Innenseite einer
Formplatte eines Fahrzeugs angebracht ist, und wobei an jeder Stelle
von vorbestimmten Stellen eine Schweißung mit einem Ultraschallhorn
durchgeführt
wird, um die faserige Matte am Harzformkörper zu befestigen, und wobei
die Struktur zur Befestigung einer faserigen Matte eine flache Schweißnahtoberfläche und
eine V-Nut aufweist, welche einen Schweißbereich in der faserigen Matte
ausbilden, und wobei eine flache Pressfläche des Ultraschallhorns gegen
die flache Schweißnahtoberfläche gedrückt wird,
und wobei eine scharfe, vorstehende Faser, welche auf der Pressfläche des
Ultraschallhorns ausgebildet ist, dazu verwendet wird, Fasern in
der faserigen Matte zum Hineinschneiden in den Harzformkörper zu
veranlassen.
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Als
Material der Kunstharzplatte können
beliebige thermoplastische Harze, darunter PP-Harz, PE-Harz und
ABS-Harz, verwendet werden. Die Kunstharzplatte kann durch Spritzgießen, Pressformen
oder Ähnliches
in einer gewünschten
Form ausgebildet werden. Als faserige Matte kann ein Material, in
dem Fasen in Form einer Matte zusammengefasst sind, zum Beispiel
eine Matte aus Vlies oder aus Filz, verwendet werden. Als Fasern
für die
faserige Matte können
Fasern genügen,
bei denen Kunstfasern, wie PP-Fasern, PR-Fasern oder Polyesterfasern,
oder natürliche
Fasern oder Ähnliches
als Grundfasern verwendet werden, und die sich durch Ultraschallschweißen schweißen lassen,
das heißt, denen
Fasern mit einem niedrigen Schmelzpunkt als partielle Bindefasern
beigemischt sind. Vorzugsweise sind die Bindefasern Fasern aus einem
Harz, das der gleichen Familie angehört wie das aus Kunstharz ausgebildete
Glied, da dann eine Kompatibilität
zwischen den Harzen zu erwarten ist.
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Der
Schweißbereich,
in dem der Harzformkörper
und die faserige Matte miteinander verschweißt werden, wird durch eine
flache Schweißnahtoberfläche, bei
der die Grenzfläche
geschmolzen und durch Drücken
mit dem Ultraschallhorn einstückig
befestigt wird, und durch eine V-Nut welche von der flachen Schweißnahtoberfläche in den
Harzformkörper
hineinschneidet, ausgebildet. Die V-Nut kann in einem beliebigen
Muster, wie einem sich durchkreuzenden Muster, einem Strahlenmuster,
einem Rahmenmuster oder einem Gittermuster, ausgebildet sein. Die
Tiefe der V- Nut
beträgt
bis zu 1 mm, wobei sie vorzugsweise bei einem Wert im Bereich von
0,3 bis 0,8 mm liegt.
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Dementsprechend
weist das verwendete Ultraschallhorn zur Ausbildung der flachen
Schweißnahtoberfläche und
der V-Nut im Schweißbereich,
in dem der Harzformkörper
und die faserige Matte miteinander verschweißt werden, eine scharfe, vorstehende
Faser auf, die auf der flachen Pressfläche ausgebildet ist. Die V-Nut wird mittels
der vorstehenden Faser ausgebildet. Bevorzugte Bedingungen für die Bearbeitung
mit dem Ultraschallhorn sind eine Presskraft von 0,5 bis 0,6 MPa,
eine Bearbeitungszeit von 0,1 bis 0,5 Sekunden und eine Frequenz
von 28 bis 40 kHz.
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In
der Struktur zur Befestigung einer faserigen Matte gemäß der vorliegenden
Erfindung wird die faserige Matte mittels der flachen Schweißnahtoberfläche und
der V-Nut, welche als Schweißbereich bereitgestellt
werden, am Harzformkörper
angeschweißt
und einstückig
am Harzformkörper
befestigt, wenn die faserige Matte durch Ultraschallbearbeitung
einstückig
verbunden wird, so dass die V-Nut auch dann leicht mit der auf der
Pressfläche
des Horns ausgebildeten scharfen, vorstehenden Faser ausgebildet
werden kann, wenn die Presskraft gering ist, wobei der Antrieb mit
einem Zylinder mit geringer Kapazität zum Andrücken genügt. Außerdem sind sowohl die Wirkung
der Verankerung in der V-Nut, die auf einem Phänomen beruht, bei dem die Fasern
der faserigen Matte in die geschmolzene Oberfläche des Harzformkörpers hineinschneiden,
als auch die Schmelzwirkung des Ultraschallschweißens zu
erwarten. Aufgrund der Stärke
des Ultraschallschweißens
und der auf der Verankerungswirkung beruhenden Klebefestigkeit lasst
sich eine verbesserte Klebefestigkeit erzielen. Weiterhin ist die
Menge der Schmelze des Harzformkörpers
begrenzt, so dass das Auftreten einer nennenswerten Einfallstelle,
eines Unregelmäßigkeitsfehlers
oder von Ähnlichem
in der fertig gestellten Oberfläche
des Harzformkörpers verhindert
wird.
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Wie
oben beschrieben, werden in der Struktur zur Befestigung einer faserigen
Matte gemäß der vorliegenden
Erfindung der Harzformkörper
und die faserige Matte mittels der flachen Pressfläche des
Ultraschallhorns in ihrem Schweißbereich miteinander verschweißt und einstückig aneinander
befestigt, wobei durch die auf der Pressfläche des Horns ausgebildete
scharfe, vorstehende Faser eine V-Nut in der flachen Schweißnahtoberfläche ausgebildet
wird, welche ein Hineinschneiden der Fasern der faserigen Matte
in den geschmolzenen Bereich des Harzformkörpers erzwingt. Es lässt sich
ein resultierendes Verankerungsglied erwarten, wobei sich selbst
durch eine kurzzeitige Schweißung
eine verbesserte Verbindungsstärke
erzielen lässt.
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Dadurch
kann eine niedrigere Presskraft, mit der die Ultraschallkraft beaufschlagt
wird, genügen, kann
ein kompakter Luftzylinder als Pressmaschine zum Aufbringen der
Presskraft auf das Ultraschallhorn verwendet werden, lassen sich
die technischen Mittel vereinfachen, lässt sich die Schweißzeitdauer reduzieren,
so dass eine Verbesserung der Bedienbarkeit erzielt wird, und lässt sich
das äußere Erscheinungsbild
des Produktes verbessern.
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KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
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1 zeigt
eine perspektivische Darstellung einer von der Rückseite aus betrachteten Seitenverkleidung
eines Gepäckraums,
wobei die Seitenverkleidung des Gepäckraums eine Struktur zur Befestigung
einer faserigen Matte gemäß der vorliegenden Erfindung
verwendet;
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2 zeigt
eine Vorderansicht einer Vliesmatte, die an der in 1 gezeigten
Seitenverkleidung des Gepäckraums
befestigt ist;
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3 zeigt
eine Querschnittsdarstellung, die entlang der Linie III-III in 2 verläuft;
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4(a) und 4(b) zeigen
jeweils eine Vorderansicht und eine in Richtung des Pfeils A betrachtete Ansicht
einer ersten Ausführungsform
eines Ultraschallhorns, das für
die Struktur zur Befestigung einer faserigen Matte gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet wird;
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5 zeigt
ein Diagramm, welches die Ausbildung eines Schweißbereiches
in der Vliesmatte mittels des in 4(a) und 4(b) dargestellten Ultraschallhorns zeigt;
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6(a) und 6(b) zeigen
jeweils eine Vorderansicht und eine in Richtung des Pfeils B in 6(a) betrachtete Ansicht einer Abwandlung
des gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Struktur zur Befestigung einer faserigen Matte gemäß der vorliegenden Erfindung
verwendeten Ultraschallhorns;
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7 zeigt
ein Diagramm, welches die Ausbildung eines Schweißbereiches
in der Vliesmatte mittels des in 6(a) und 6(b) gezeigten Ultraschallhorns darstellt;
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8(a) und 8(b) zeigen
jeweils eine Vorderansicht und eine in Richtung des Pfeils C in 8(a) betrachtete Ansicht einer weiteren
Abwandlung des gemäß der ersten
Ausführungsform
der Struktur zur Befestigung einer faserigen Matte gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendeten Ultraschallhorns;
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9 zeigt
ein Diagramm, welches die Ausbildung eines Schweißbereiches
in der Vliesmatte mittels des in 8(a) und 8(b) gezeigten Ultraschallhorns darstellt;
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10(a) und 10(b) zeigen
jeweils eine Vorderansicht und eine in Richtung des Pfeils D in 10(a) betrachtete Ansicht der Konstruktion
des gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Struktur zur Befestigung einer faserigen Matte gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendeten Ultraschallhorns;
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11 zeigt
ein Diagramm, welches die Ausbildung eines Schweißbereiches
in der Vliesmatte mittels des in 10(a) und 10(b) gezeigten Ultraschallhorns darstellt;
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12 zeigt
ein Diagramm, welches ein Beispiel aus dem Stand der Technik darstellt,
demgemäss
ein schalldämpfendes
Glied durch Kleben mittels eines Klebemittels an einem Harzformkörper befestigt
wird; und
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13 zeigt
ein Diagramm, welches ein Beispiel aus dem Stand der Technik darstellt,
demgemäss
eine Vliesmatte durch Ultraschallschweißen an einem Harzformkörper befestigt
wird.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Unter
Bezugnahme auf die beigefügten
Figuren werden Ausführungsformen
einer Struktur zur Befestigung einer faserigen Matte gemäß der vorliegenden
Erfindung beschrieben.
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Die 1 bis 5 zeigen
eine erste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. 1 zeigt
eine perspektivische Ansicht einer von der Rückseite aus betrachteten Seitenverkleidung
eines Gepäckraums,
wobei eine Vliesmatte an der Rückfläche der
Verkleidung befestigt ist. 2 zeigt
eine Vorderansicht der Vliesmatte, die am Seitenverkleidungskörper des
Gepäckraums
befestigt ist. 3 zeigt eine Querschnittsdarstellung
eines Schweißbereiches
der Vliesmatte. 4(a) und 4(b) zeigen die Form eines gemäß der ersten
Ausführungsform
verwendeten Ultraschallhorns. 4(a) zeigt
eine Vorderansicht des Ultraschallhorns, während 4(b) eine
in Richtung des Pfeils A in 4(a) betrachtete Ansicht
zeigt. 5 zeigt eine Querschnittsdarstellung, welche einen
Schritt zum Verschweißen
einer faserigen Matte mittels des in 4(a) und 4(b) gezeigten Ultraschallhorns zeigt.
Die 6 bis 9 zeigen Diagramme, welche Beispiele
von Abwandlungen der ersten Ausführungsform
darstellen.
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Gemäß 1 ist
eine Seitenverkleidung 10 des Gepäckraums an einer Oberfläche einer
Seitenwandplatte auf der Innenseite in einem Gepäckraum eines Fahrzeugs befestigt.
Die Seitenverkleidung 10 des Gepäckraums besteht hauptsächlich aus
einem Seitenverkleidungskörper 20 des
Gepäckraums,
der aus einem aus einem thermoplastischem Harz bestehenden Harzformkörper ausgebildet
ist, und einer Vliesmatte 30, die an der (einer Formplatte
eines Fahrzeugs zugewandten) Rückfläche des
Seitenverkleidungskörpers 20 des
Gepäckraums
befestigt ist. Genauer gesagt besteht der Hauptformkörper 20 der Seitenverkleidung
des Gepäckraums
aus einem Spritzgussglied aus PP-Wachs und weist einen vertikalen
Wandflansch 21, der an einem Ende ausgebildet ist, und
eine Befestigungslasche 22, die zur Befestigung an der
Formplatte des Fahrzeuges am anderen Ende ausgebildet ist, auf.
In der Befestigungslasche 22 ist ein Schraubenloch 23 ausgebildet.
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Die
Vliesmatte 30, die hauptsächlich eine schalldämpfende
Funktion hat, ist an der Rückfläche des
Hauptformkörpers 20 der
Seitenverkleidung des Gepäckraums
befestigt. Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht in einer
Befestigungsstruktur, in der die Vliesmatte 30 am Hauptformkörper 20 der Seitenverkleidung
des Gepäckraums
befestigt wird. Das heißt,
die Vliesmatte 30 weist eine Außenform auf, die ein wenig
kleiner als die Außenform
des Hauptformkörpers 20 der
Seitenverkleidung des Gepäckraums
ist, und durch eine Vielzahl von Schweißbereichen 40 (6 Schweißbereiche 40 gemäß der Ausführungsform)
fest am Hauptformkörper 20 der
Seitenverkleidung des Gepäckraums
befestigt ist, wie dies in 2 gezeigt
ist.
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3 zeigt
die Struktur an einem Schweißbereich 40 der
Vliesmatte 30, wobei die Struktur im Schnitt betrachtet
wird. Auf der Rückfläche des Hauptformkörpers 20 der
Seitenverkleidung des Gepäckraums
in Form einer Platte, die eine Dicke von 2,0 bis 3 mm aufweist,
wird der Schweißbereich 40 der
Vliesmatte 30 durch eine generell kreisförmige, flache
Schweißnahtoberfläche 41 und
durch V-Nuten 42 in einer sich durchkreuzenden Ausgestaltung,
die von der flachen Schweißnahtoberfläche 41 ausgehend
in den Hauptformkörper 20 der
Seitenverkleidung des Gepäckraums
hineinschneiden, ausgebildet. Die (in 3 mit d1
bezeichnete) Tiefe der V-Nuten 42 beträgt 1 mm oder weniger. Gemäß dieser Ausführungsform
wird ein Mischvlies, bei dem hochschmelzende Polyesterfasern und
PP-Fasern gemischt sind, als Vliesmatte 30 verwendet. Im Schweißbereich 40 wird
an der flachen Schweißnahtoberfläche 41 ein
Harzflächenbereich
des Hauptformkörpers 20 der
Seitenverkleidung des Gepäckraums
durch Ultraschallbearbeitung mittels eines unten beschriebenen Ultraschallhorns 50 teilweise
geschmolzen, wobei ein Teil der PP-Fasern, die niedrigschmelzende
Fasern in der Vliesmatte 30 sind, ebenfalls durch Ultraschallbearbeitung
geschmolzen wird. Der Hauptformkörper 20 der
Seitenverkleidung des Gepäckraums
und die Vliesmatte 30 werden durch eine Schweißung zwischen
denselben und aufgrund der zwischen den zwei Harzen bestehenden
Kompatibilität
in der flachen Schweißnahtoberfläche 41 miteinander
verschweißt
und einstückig aneinander
befestigt.
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Das
Harz im Hauptformkörper 20 der
Seitenverkleidung des Gepäckraums
und die PP-Fasern in der Vliesmatte 30 werden in der Grenzfläche zwischen
dem Hauptformkörper 20 der
Seitenverkleidung des Gepäckraums
und der Vliesmatte 30 in den oben beschriebenen V-Nuten 42 geschmolzen,
so dass sie miteinander verschweißt werden, wobei insbesondere
die Grundfasern (hochschmelzende Polyesterfasern) in der Vliesmatte 30 in
die geschmolzene Oberfläche
des Hauptformkörpers 20 der
Seitenverkleidung des Gepäckraums
hineinschneiden. Es ist eine Verankerungswirkung der in den Hauptformkörper 20 der
Seitenverkleidung des Gepäckraums hineinschneidenden
Fasern zu erwarten. Auf diese Weise lässt sich an der Grenze in den
V-Nuten 42 eine hohe Verbindungsstärke zwischen der Vliesmatte 30 und
dem Hauptformkörper 20 der
Seitenverkleidung des Gepäckraums
erzielen.
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4(a) und 4(b) zeigen
Diagramme, welche die Struktur des zum Verschweißen der Vliesmatte 30 verwendeten
Ultraschallhorns 50 darstellen, während 5 ein Diagramm
zeigt, welches einen wesentlichen Bereich der das Ultraschallhorn 50 verwendenden
Schweißstruktur
darstellt. Das Ultraschallhorn 50 weist eine flache, kreisförmige Pressfläche 51 an
seiner Spitze auf. Der Durchmesser der Pressfläche 51 beträgt 10 mm.
Weiterhin sind scharfe, vorstehende Fasern 52 in einer
sich durchkreuzenden Ausgestaltung auf der flachen Pressfläche 51 ausgebildet.
Die Breite und die Höhe
der vorstehenden Fasern 52 betragen jeweils 0,5 mm und
1,0 mm.
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Wie
in 5 gezeigt, wird die Vliesmatte 30 an
der Rückfläche des
Hauptformkörpers 20 der
Seitenverkleidung des Gepäckraums
angeschweißt,
indem eine Ultraschallschweißung
mittels des Ultraschallhorns 50, welches die flache Pressfläche 51 und
die scharfen, vorstehenden Fasern 52 aufweist, durchgeführt wird,
und indem die folgenden Bedingungen festgesetzt werden: auf das
Ultraschallhorn 50 wird eine Presskraft von 0,5 bis 0,6
MPa aufgebracht; die Bearbeitungszeit beträgt 0,1 bis 0,5 Sekunden, und
die Frequenz beträgt
28 bis 40 kHz. Dadurch erhält
man die in 3 gezeigte Struktur des Schweißbereiches 40.
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Das
heißt,
die Notwendigkeit, eine Vorrichtung wie einen Applikator einzusetzen,
wie er insbesondere für
einen Schmelzkleber in der konventionellen, ein Klebemittel verwendenden
Struktur erforderlich ist, entfällt,
da die Vliesmatte 30 durch Verschweißen mittels des oben beschriebenen
Ultraschallhorns 50 befestigt wird, wobei das Befestigen gemäß der vorliegenden
Erfindung hinsichtlich der Arbeitsumgebung vorzuziehen ist und auch
hinsichtlich des Recyclings vorteilhaft ist.
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Im
Vergleich zur Pressfläche
des Horns im Stand der Technik, die in einer komplizierten zurückgesetzten/vorspringenden
Gestaltung ausgebildet ist, können
die scharfen, vorstehenden Fasern 52 leicht in die Oberfläche des
Hauptformkörpers 20 der Seitenverkleidung
des Gepäckraums,
auf die Druck ausgeübt
wird, hineinschneiden, so dass keine nennenswerte Einfallstelle
und kein Unregelmäßigkeitsfehler
oder Ähnliches
in der Oberfläche
des Hauptformkörpers 20 der
Seitenverkleidung des Gepäckraums
auftreten und ein gutes Erscheinungsbild der Produktoberfläche gewährleistet
werden kann. Insbesondere lässt
sich auch dann, wenn die auf das Ultraschallhorn 50 aufgebrachte
Presskraft gering ist, eine hohe Klebefestigkeit erzielen. Daher
kann ein kompakter Luftzylinder als Pressmaschine zum Aufbringen
der Presskraft auf das Ultraschallhorn 50 verwendet werden,
wobei die Bearbeitungszeit reduziert wird, was zu einer Reduktion
der Betriebszeit und einer Steigerung der Produktivität beiträgt. Obwohl
gemäß dieser
Ausführungsform
eine Vliesmatte 30, für die
als Grundfasern ein Mischvlies, in dem hochschmelzende Polyesterfasern
und PP-Fasern gemischt sind, verwendet wird, können als Grundfasern alternativ
auch andere synthetische Fasern als hochschmelzende Polyesterfasern
oder Naturfasern verwendet werden, wenn als ein Teil der Grundfasern Bindefasern
enthalten sind. Auch Filz, dem Bindefasern beigemischt sind, lässt sich
verwenden.
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Die 6 bis 9 zeigen
Abwandlungen der ersten Ausführungsform. 6(a) und 6(b) zeigen
Diagramme, die die Konstruktion eines in der Ausgestaltung veränderten
Ultraschallhorns darstellen, während 7 ein
Diagramm zeigt, das die Ausbildung eines Schweißbereiches 40 mittels
des Ultraschallhorns darstellt.
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6(a) zeigt eine Vorderansicht eines Ultraschallhorns 50A,
während 6(b) eine in Richtung des Pfeils B in 6(a) betrachtete Ansicht zeigt. Das Ultraschallhorn 50A weist
eine flache, kreisförmige
Pressfläche 51 an
seiner Spitze auf, wobei vorstehende Fasern 52 derart auf
der Pressfläche 51 ausgebildet
sind, dass sie sich radial von einer Mitte der Pressfläche 51 ausgehend
in acht Richtungen erstrecken. Wie in der oben beschriebenen Ausführungsform
betragen die Breite und die Höhe
dieser vorstehenden Fasern 52 jeweils 0,5 mm und 0,1 mm.
Wird die Vliesmatte 30 mittels des in 6(a) und 6(b) gezeigten Ultraschallhorns 50A am
Hauptformkörper 20 der
Seitenverkleidung des Gepäckraums
angeschweißt
und an diesem befestigt, so lässt
sich, wie in 7 gezeigt, eine vorteilhafte
Erhöhung
der Schweißfestigkeit
der Vliesmatte 30 erzielen, da die Einsetzfläche der
Faser 52 im Verhältnis
zu derjenigen in der oben beschriebenen Ausführungsform (sich durchkreuzende
Ausgestaltung) zunimmt.
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Weiterhin
zeigen 8(a) und 8(b) Diagramme,
die eine Abwandlung der Ausgestaltung der Pressfläche des
Ultraschallhorns 50B darstellen. 8(a) zeigt
eine Vorderansicht des Ultraschallhorns 50A, während 8(b) eine in Richtung des Pfeils C in 8(a) betrachtete Ansicht zeigt. 9 zeigt
ein Diagramm, das die Ausbildung eines Schweißbereiches 40 mittels
des Ultraschallhorns 50B zeigt. Das heißt, auf der flachen Pressfläche 51 des
in 8(a) und 8(b) gezeigten
Ultraschallhorns 50B sind scharfe, vorstehende Fasern 52 derart
ausgebildet, dass sie sich in einer Vielzahl von Reihen erstrecken.
Auch wenn vorstehende Fasern in einer derartigen Gitterausgestaltung
gesetzt werden, nimmt das Größenverhältnis der
V-Nuten 42 im Schweißbereich 40 zu,
so dass sich die Schweißfestigkeit
der Vliesmatte 30 vorteilhafterweise erhöht.
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Somit
sind auf der flachen Pressfläche 51 des
gemäß der ersten
Ausführungsform
verwendeten Ultraschallhorns 50, 50A oder 50B vorstehende Fasern 52 in
einer sich durchkreuzenden, einer radialen oder einer Gitter-Ausgestaltung
ausgebildet, wobei V-Nuten 42 entsprechend dem Muster der
vorstehenden Faser 52 auf dem Ultraschallhorn 50, 50A oder 50B im
Schweißbereich 40,
in dem der Hauptformkörper 20 der
Seitenverkleidung des Gepäckraums
und die Vliesmatte 30 miteinander verklebt werden, ausgebildet
werden, was die Schweißfestigkeit
erhöht.
Obwohl gemäß der oben
beschriebenen Ausführungsform
Ultraschallhörner 50, 50A und 50B, die
kreisförmige
Pressflächen 51 aufweisen,
verwendet werden, kann die Form der Pressfläche 51 ebenso elliptisch
oder rechteckig sein.
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10 und 11 zeigen
eine zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. 10(a) und 10(b) zeigen Diagramme, die ein Ultraschallhorn 50C darstellen,
welches eine abgewandelte Hornform aufweist. 10(a) zeigt
eine Vorderansicht des Ultraschallhorns 50C, während 10(b) eine in Richtung des Pfeils D in 10(a) betrachtete Ansicht zeigt. 11 zeigt
ein Diagramm, das die Ausbildung eines Schweißbereiches einer Vliesmatte mittels
des in 10(a) und 10(b) gezeigten
Ultraschallhorns darstellt. Das in 10(a) und 10(b) gezeigte Ultraschallhorn 50C weist
eine scharfe, vorstehende Faser 52 auf, die auf der flachen
Pressfläche 51 der
Hornspitze entlang dem umlaufenden Rand der Pressfläche 51 ausgebildet
ist. Das Ultraschallhorn 50C gemäß der zweiten Ausführungsform
ist derart ausgebildet, dass die vorstehende Faser 52 auf
der flachen Pressfläche 51 der
Hornspitze entlang dem umlaufenden Rand derselben ausgebildet ist,
und kann dadurch einfach mit einer Drehmaschine bearbeitet werden,
während
gemäß der zweiten Ausführungsform
die Verwendung einer numerisch gesteuerten Drehmaschine notwendig
ist. Dadurch lassen sich die Herstellungskosten des Ultraschallhorns 50C reduzieren.
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Auch
wenn das Ultraschallhorn 50C verwendet wird, schneidet,
wie in 11 gezeigt, die entlang dem
umlaufenden Rand der flachen Pressfläche 51 ausgebildete
Faser 52 in den Hauptformkörper 20 der Seitenverkleidung
des Gepäckraums
hinein, wenn das Ultraschallhorn 50C gegen den Schweißbereich 40 gedrückt wird,
wenn die Vliesmatte 30 durch Ultraschallbearbeitung an
der Rückfläche des Hauptformkörpers 20 der
Seitenverkleidung des Gepäckraums
angeklebt wird. Es sind auch eine Schweißung in der flachen Schweißnahtoberfläche 41 und
die Verankerungswirkung in der V-Nut 42 zu erwarten. Dadurch
ist eine erhöhte
Schweißfestigkeit im
Schweißbereich 40,
die gleich derjenigen gemäß der ersten Ausführungsform
zu erwarten ist. Außerdem
kann die Bearbeitungszeit bei der Ultraschallbearbeitung reduziert
und eine kleinere Pressmaschine zur Ultraschallbearbeitung verwendet
werden.
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In
der Beschreibung der ersten und zweiten Ausfrührungsform wurde die Seitenverkleidung 10 des
Gepäckraums
beschrieben, an deren Hauptformkörper
(20) Rückfläche die
Vliesmatte 30 befestigt wurde, um die Schalldämmleistung
zu verbessern. Die vorliegende Erfindung lässt sich jedoch für alle schalldämpfenden
Komponenten in einer Fahrgastzelle eines Fahrzeuges oder im Maschinenraum ebenso
wie in einem Gepäckraum
verwenden und lässt
sich außerdem
für jede
faserige Matte, die an der Rückfläche einer
Harzplatte befestigt wird, verwenden.
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Die
Pressfläche 51 des
in der Struktur zur Befestigung einer faserigen Matte gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendeten Ultraschallhorns 50 kann alternativ
eine beliebige andere Form als eine kreisförmige Form, also eine elliptische
Form, eine rechteckige Form, etc. aufweisen. Auch das Muster des
Schweißbereiches 40 und
der V-Nut 42 können aus
anderen Formen und Muster ausgewählt
sein.