EP1986888A1 - Verfahren zum herstellen eines schallisolationsteil - Google Patents

Verfahren zum herstellen eines schallisolationsteil

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EP1986888A1
EP1986888A1 EP07703506A EP07703506A EP1986888A1 EP 1986888 A1 EP1986888 A1 EP 1986888A1 EP 07703506 A EP07703506 A EP 07703506A EP 07703506 A EP07703506 A EP 07703506A EP 1986888 A1 EP1986888 A1 EP 1986888A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
layer
mass
granules
locally
deep drawing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP07703506A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Freser-Wolzenburg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
International Automotive Components Group GmbH
Original Assignee
Dr Alois Stankiewicz GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dr Alois Stankiewicz GmbH filed Critical Dr Alois Stankiewicz GmbH
Publication of EP1986888A1 publication Critical patent/EP1986888A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R13/00—Elements for body-finishing, identifying, or decorating; Arrangements or adaptations for advertising purposes
    • B60R13/08—Insulating elements, e.g. for sound insulation
    • B60R13/0815—Acoustic or thermal insulation of passenger compartments
    • B60R13/083—Acoustic or thermal insulation of passenger compartments for fire walls or floors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/02—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles for articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C44/12—Incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or reinforcements
    • B29C44/14—Incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or reinforcements the preformed part being a lining
    • B29C44/146—Shaping the lining before foaming
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
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    • B29C44/44—Feeding the material to be shaped into a closed space, i.e. to make articles of definite length in solid form
    • B29C44/445—Feeding the material to be shaped into a closed space, i.e. to make articles of definite length in solid form in the form of expandable granules, particles or beads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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    • Y10T442/60—Nonwoven fabric [i.e., nonwoven strand or fiber material]
    • Y10T442/699—Including particulate material other than strand or fiber material

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a sound insulation part having a mass-spring structure, wherein a spring layer of a resilient lightweight material, such as a two-component polyurethane foam or a
  • Sound insulation parts of the type mentioned are used in particular in the automotive industry for covering the floor area of a motor vehicle in the region of the transmission tunnel and / or the engine-facing area and / or the flat areas in the footwell of the motor vehicle. Therefore, the mass production of such sound insulation parts and the problems occurring on the one hand and the saving of unnecessary materials or the reduction of weight on the other hand are important.
  • Formed sound insulation with integrated carpet in an embodiment as a mass-spring system are known per se in the prior art, in which a foaming foam made of polyurethane foam for the spring layer.
  • a foaming foam made of polyurethane foam for the spring layer is known from DE-AS-2006741 .
  • This sound-absorbing component consists of a layer of dynamically soft material
  • Material such as foam or a mixed fiber fleece, which is or floatingly mounted on the body and a Seh who layer, which is arranged on the soft material, as well as a carpet or other covering, which is applied to the soffit.
  • This layer arrangement improves the sound insulation and also reduces the transmission of the structure-borne noise into the interior of the vehicle.
  • the structure comprises a carpet layer with an applied moldable thermoplastic polymer layer and an acoustically insulating foam layer bonded to the thermoplastic polymer layer.
  • a flexible foam insulation material for example, a polyurethane foam having a predominantly open-cell structure are used, or also mixed fiber webs, which are brought into the corresponding shape by laying or pressing processes.
  • the polyurethane foam or the nonwoven material is preferably provided only at some selected areas under the thermoplastic polymer layer.
  • FIG. 3 shows dark areas corresponding to areas of higher base load, such as in the area of a transmission tunnel or the area lying to the engine, as well as light areas of correspondingly low base load, as for the flat areas in the footwell, on the basis of an exemplary sound insulation part for the floor area of a vehicle.
  • sound insulation parts of which the floor covering shown in Figure 3 is a typical example, are made in accordance with the prior art using the deep drawing method.
  • the mass layer, with or without laminated carpet which is the visible side in the manufacture of the sound insulation part, deformed by deep drawing.
  • FIG. 4 shows in section an exemplary area with a mass layer foamed in a mold after the deep drawing process thermoforming, despite the use of differently thick spring layers F, have different acoustic efficiencies As can be seen in FIG.
  • one approach is to increase the initial basis weight of the thermoplastic semifinished product (board) to such an extent that, even after deep drawing in the acoustically critical areas, sufficient basis weight is present and the desired insulation can be achieved.
  • this has the disadvantage that in the areas with lower degrees of exhaustion and with less acoustic excitation significantly too much mass is available.
  • the material of the mass is expensive and unnecessarily increases the vehicle weight. This also increases fuel consumption.
  • the object is achieved by a method by the features of claim 1 or claim 3.
  • the object is achieved in a sound insulation part by the features of claim 10 or claim 12.
  • the locally, locally or partially increased mass weight of the mass layer is produced according to the invention in that a granulate of thermoplastic material is firmly applied to the side facing away from the carpet or the visible side of the mass layer prior to deep drawing.
  • a granule is used, which consists of the same or of the melting point and the density similar thermoplastic material as that of the mass layer.
  • the granules have a particle size of 0.5 to 6 mm, preferably 2 to 4 mm, whereby the desired layer thickness or layer height and thus the desired additional mass is very precisely adjustable.
  • the application of the granules is expediently carried out with the aid of a matrix, a laying bar, a latched template or another method which can achieve the desired accuracy in the local application of the granules.
  • the setting of the acoustically desired local basis weight of the mass layer as a whole takes place via the definition (adjustment) of the height of the granules to be applied or by the amount of granules applied per unit area.
  • the applied granules are then heated together with the rest of the structure, for example in one or more heating fields. This is followed by the solidification of the granules on the mass layer during deep drawing, in which the granules are sintered together under pressure and temperature and thus forms a homogeneous layer which is firmly connected to the mass layer (or the support layer).
  • the sintered from the granules additional mass due to the process flow is significantly more flexible than a made of the same material base mass layer consisting of a, as explained, throughout the same thickness having semifinished product, such as a board, is deep-drawn.
  • a thin and lightweight carrier layer which has the necessary rigidity (for a deep drawing process). It may be a compressed or needled mixed fiber fleece or a comparable material.
  • the granules can then be applied and sintered in the manner described locally in the amount required in each case on this support layer, whereby extremely thin layers of material can be achieved locally in this way. This procedure is particularly advantageous if it is even possible to dispense with a ground layer in surface areas for acoustic reasons.
  • FIG. 3 is a plan view of a sound insulation part to which the invention is applicable
  • FIG. 4 is a sectional view of a section of a sound insulation part according to the prior art
  • FIG. 3 is a plan view of a sound insulation part to which the invention is applicable
  • FIG. 4 is a sectional view of a section of a sound insulation part according to the prior art
  • FIG. 3 is a plan view of a sound insulation part to which the invention is applicable
  • FIG. 4 is a sectional view of a section of a sound insulation part according to the prior art
  • Figure 5 is an illustration of the different sound insulation at low and high exhaustion during deep drawing.
  • FIG. 1 shows a base mass layer 1, on which a carpet 2 is laminated on one side, a visible side, and on the other side of which a layer 3 of granules is applied.
  • the layer of granules 3 and the base mass layer 1 together form the mass 4 of a mass-spring arrangement, wherein the spring is formed by an elastic lightweight material, such as a two-component polyurethane foam or a mixed fiber fleece and on the base mass layer.
  • 1 side facing away from the layer of granules 3 is foamed after a deep drawing process, as is known per se.
  • the granules 3 are sintered after application, in particular by application of pressure and / or temperature, for example heating in heating fields.
  • the arrangement shown in Figure 1 is thermoformable, whereby the deep drawing itself reaches a further sintering, so that after deep drawing a solid compact mass 4 is formed, then applied to the then, as is known, in a further step, the spring layer, for example foamed, will.
  • the thickness of the base mass layer 1 can be very small, in which case the thickness of the layer of the granulate 3 is correspondingly greater. It is essential that the mass 4 is formed in total.
  • Figure 2 shows a similar structure of the mass 4, here without laminated carpet, in which at a certain area 5, the layer thickness of the granules 3 is significantly higher, here twice as high as outside the area 5. In this way, locally by adjusting the layer thickness of the granules 3 substantially different mass weights of the mass 4 can be achieved, before the deep-drawing process. Alternatively, a granulate 3 of different mass weight may also be used in the surface region 5.
  • the granules 3 is shown schematically grainy. In practice, it is advantageous if the granules have a particle size of 0.5 to 6 mm, preferably 2 to 4 mm. In this way, the desired layer height and thus in the area 5 locally higher desired mass can be achieved, and very precisely. In this way, locally very different mass weights and thicknesses of the mass 4 are achieved before thermoforming.
  • FIGS. 3 to 5 have already been discussed in the introduction.
  • FIG. 3 shows darker areas in which, for acoustical reasons, a mass layer of a higher basis weight must be locally provided, as well as lighter areas in which a mass layer with locally lower basis weight satisfies the acoustic requirements.
  • Figure 4 shows in section a section of a formed as a floor covering sound insulation part after deep drawing and the foam backing with the spring F.
  • the heavy layer S which made of a flat semi-finished, a board, continuous thickness, that is deep-drawn, after the Deep drawing very different thicknesses and surface masses, depending on the degree of exhaustion. Starting from a starting weight of the board of 100%, for example in the area H of high degree of exhaustion, the heavy or mass layer S only has a basis weight of 50 to 60% (and usually has a thickness of the foam of 5 to 10 mm). In areas N of low degree of exhaustion, however, the heavy or mass layer S has a basis weight of about 90% and in practice the foam or spring layer has a layer thickness of 20 to 40 mm.
  • the mass 4 can be adapted locally prior to thermoforming in accordance with the masses desired after thermoforming.
  • the Ausziehgrade are given structurally, so that very precisely the areas 5 other layer thickness, here higher layer thickness, can be determined.
  • a spatially different sound insulation behavior can also be taken into account by a spatially different application of quantities of granulate 3 adapted to it. It has been shown that bodywork assemblies of series production have very uniform acoustic behavior over the series, so that after a corresponding acoustic measurement One or more body parts those places can be determined exactly where after drawing a different basis weight of the mass 4 is desired.
  • the thickness of the base mass layer 1 can be determined as a function of the minimum surface masses (taking into account only the ability to be deep-drawn).
  • the basic mass layer 1 can be dispensed with, if this is replaced by a thin and lightweight carrier layer, which is connectable to the applied after deep drawing spring layer, which is foamable in a two-component polyurethane foam and the optionally be provided with a carpet.
  • a thin and lightweight carrier layer which is connectable to the applied after deep drawing spring layer, which is foamable in a two-component polyurethane foam and the optionally be provided with a carpet.
  • the desired mass can be applied, even with the local omission of a mass 4 if, for acoustic reasons, such is not required at a specific location.
  • the granules 3 can be applied to the base mass layer 1, or the support layer, in any conventional manner, particularly suitable are those procedures that allow a very accurate determination of the area 5 and the height of the granules 3 applied there, about Procedures by means of which the granules 3 can be applied by means of a die, a joist, a latched template or the like.
  • thermoplastic material as that of the base mass layer 1, or granules of a similar melting point and density thermoplastic material, since simplified by the sintering as well as the solid compound with the base mass layer 1 and relieved.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Schallisolationsteils mit Masse-Feder-Aufbau. Die Masse (4) weist dabei zumindest vor einem Tiefziehvorgang mindestens einen örtlich begrenzten Bereich (5) auf, bei dem sich das Flächengewicht von dem übrigen Bereichen unterscheidet. Nach dem Tiefziehen wird dann die Federschicht aus einem elastischen leichten Material, wie einem Zweikomponenten-Polyurethanschaum oder ein Mischfaservlies aufgebracht. Das örtlich unterschiedliche Flächengewicht der Masse (4) wird dadurch erreicht, dass auf einer Basis-Masseschicht (1) ein Granulat (3) aufgebracht ist, insbesondere in örtlich unterschiedlicher Mengen und/oder Dicke, wobei das Granulat (3) durch Sintern untereinander und mit der Basis-Masseschicht (1) fest verbunden wird. Nach dem Tiefziehen können unabhängig vom Ausziehgrad die erwünschten Flächengewichte der Masse (4) erreicht werden. Das Granulats (3) kann alternativ auch auf einer dünnen und leichtgewichtigen Trägerschicht in der örtlich erwünschten Menge bzw. Dicke aufgebracht werden.

Description

Verfahren zum Herstellen eines Schallisolationsteils
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Schallisolationsteils mit Masse-Feder-Aufbau, bei dem eine Federschicht aus einem elastischen leichten Material, wie einem Zweikomponenten-Polyurethanschaum oder einem
Mischfaservlies und eine Masseschicht mit oder ohne aufkaschiertem Teppich gebildet werden, wobei zur Anpassung an den Verlauf einer zu bedämpfenden Fläche die Masseschicht einen korrespondierendem Tiefziehverfahren unterworfen wird und anschließend die Federschicht aufgebracht wird, sowie ein solches Schallisolationsteil .
Schallisolationsteile der genannten Art werden insbesondere in der Kraftfahrzeugindustrie zur Abdeckung des Bodenbereiches eines Kraftfahrzeuges im Bereich des Getriebetunnels und/oder des zum Motor weisenden Bereichs und/oder der ebenen Bereiche im Fußraum des Kraftfahrzeuges verwendet. Deshalb sind die Massenfertigung solcher Schallisolationsteile und die dabei auftretende Problematik einerseits und die Einsparung unnötiger Materialien bzw. die Verringerung des Gewichtes andererseits von Bedeutung.
Aus dem Stand der Technik sind geformte Schallisolationen mit integriertem Teppich in einer Ausführung als Masse-Feder-System an sich bekannt, bei denen eine Hinterschäumung aus Polyurethanschaum für die Federschicht erfolgt. Aus der DE-AS-2006741 ist ein mehrschichtiges schalldämmendes Bauteil für eine aus Pressblechteilen zusammengesetzte Karosserie eines Fahrzeuges bekannt. Dieses schalldämmende Bauteil besteht dabei aus einer Schicht aus dynamisch weichem
Werkstoff, wie zum Beispiel Schaumstoff oder auch einem Mischfaservlies, der bzw. das an der Karosserie schwimmend gelagert ist und einer Seh wer Schicht, die auf dem weichen Werkstoff angeordnet ist, sowie einem Teppich oder anderweitigem Belag, der auf der Schwersicht aufgebracht ist. Diese Schichtenanordnung verbessert die Schalldämmung und vermindert auch die Übertragung des Karosserie-Körperschalls in den Innenraum des Fahrzeuges.
Aus der US 4,579,764 ist ein geformter hinterschäumter Teppichaufbau bekannt, der in Kraftfahrzeugen verwendbar ist. Der Aufbau umfasst eine Teppichschicht mit einer aufgebrachten formbaren thermoplastischen Polymerschicht und eine akustisch dämmende Schaumschicht, die mit der thermoplastischen Polymerschicht verbunden ist. Als flexibles Schaumdämmmaterial werden beispielsweise ein Polyurethanschaum mit überwiegend offenzelliger Struktur verwendet, oder auch Mischfaservliese, die über Lege- oder Pressverfahren in die entsprechende Form gebracht werden. Um das Gewicht eines solchen Schallisolationsteil zu verringern und um eine bessere Anpassung an die zu dämmende Struktur zu erreichen, wird der Polyurethanschaum bzw. das Vlies (oder vergleichbare Werkstoffe) bevorzugt nur an einigen ausgewählten Bereichen unter der thermoplastischen Polymerschicht vorgesehen.
Die physikalischen Gesetzmäßigkeiten von Schallisolationsteilen auf Basis eines Masse-Feder-Systems sind in der Literatur ausführlich erläutert, beispielsweise der Firmendruckschrift „Information NL 130" („Fortschrittliche Schallisolation für Automobile") der Firma Stankiewicz GmbH, herausgegeben zur 52. Internationalen Automobil- Ausstellung, Frankfurt, Main, 11. bis 20. September 1987.
Bei Schallisolationsteilen gemäß diesem bekannten Stand der Technik wurde bisher Wert darauf gelegt, dass im Frequenzbereich von unter 300Hz Schalldämmeinbrüche gegenüber der Dämmung eines nackten Karosseriebleches durch die Masse-Feder- Systeme vermieden werden. Dieser Frequenzbereich von unter 300Hz wird insbesondere bei Vierzylinder-Motor-Fahrzeugen durch die drehzahlabhängige Zündfrequenz häufig zum Dröhnen angeregt.
Vierzylinder-Motor-Fahrzeuge der neueren Generation, sowie Fahrzeuge mit Mehrzylinder-Motoren, wie Sechszylinder-Motoren kennen die Dröhngeräusche nicht mehr, bzw. treten diese nur noch stark vermindert auf. Statt dessen treten zunehmend hochfrequente Geräusche im Frequenzbereich ab 300Hz störend in Erscheinung.
Die akustische Grundlast tritt dabei in der Regel nicht gleichmäßig über den gesamten zu betrachtenden Bereich, beispielsweise den Bodenbereich auf, sondern es gibt Bereiche höherer Grundlast und Bereiche niedrigerer Grundlast. Figur 3 zeigt anhand eines beispielhaften Schallisolationsteils für den Bodenbereich eines Fahrzeuges dunkle Bereiche, die Bereichen höherer Grundlast entsprechen, wie in dem Bereich eines Getriebetunnels oder dem zum Motor liegenden Bereich, sowie helle Bereiche entsprechend niedriger Grundlast, wie für die ebenen Bereiche im Fußraum. Derartige Schallisolationsteile, von denen die in Figur 3 gezeigte Bodenverkleidung ein typisches Beispiel ist, werden gemäß dem Stand der Technik unter Verwendung des Tiefziehverfahrens hergestellt. Insbesondere wird die Masseschicht, mit oder ohne aufkaschiertem Teppich, der beim Fertigen des Schallisolationsteil die Sichtseite darstellt, im Tiefziehverfahren verformt. Ausgehend von einem flächigen Halbzeug („Platine") gleichmäßiger Dicke für die Masseschicht ergeben sich nach dem Tiefziehen bei dem Ausführungsbeispiel für eine Bodenverkleidung Bereiche mit niedrigem Ausziehgrad, bei denen 70 bis 90% des ursprüngliche Flächengewichtes erhalten bleiben und Bereiche mit hohem Ausziehgrad, bei denen lediglich 50 bis 60% des ursprünglichen Flächengewichts erhalten bleiben, wie das in Figur 4 dargestellt ist. Figur 4 zeigt im Schnitt einen beispielhaften Bereich mit einer nach dem Tiefziehverfahren in einer Form hinterschäumten Masseschicht. Es zeigt sich, dass die Schwer- oder Masseschicht S nach dem Tiefziehen, trotz Einsatzes unterschiedlich dicker Federschichten F, unterschiedliche akustische Wirksamkeit besitzen. Wie aus Figur 5 ersichtlich, können sich innerhalb einer beispielhaften
Bodenverkleidung als Schallisolationsteil die aus einem Halbzeug bzw. einer Platine mit durchgängig gleichmäßigem Flächengewicht tiefgezogen worden ist, abhängig vom Ausziehgrad, Unterschiede in der Schalldämmung von bis zu 15dB ergeben. Andererseits sind jedoch die Bereiche, die beim Tiefziehen stark ausgedünnt (hoher Ausziehgrad) werden und somit in ihrer akustischen Wirksamkeit stark eingeschränkt werden, häufig deckungsgleich mit den Bereichen des schallzudämmenden Teils einer Karosserie, die eine besonders hohe akustische Anregung haben, wir beispielsweise der Getriebetunnel bei der Karosserie eines Fahrzeugs.
Dies stellt einen Zielkonflikt da.
Bisher wurden zur Lösung dieses Zielkonflikts mehrere Ansätze verfolgt. Gemäß dem Stand der Technik ist eine Vorgehensweise, das Ausgangsflächengewicht des thermoplastischen Halbzeugs (Platine) so weit zu erhöhen, dass auch nach dem Tiefziehen in den akustisch kritischen Bereichen ausreichend Flächengewicht vorhanden ist und die erwünschte Dämmung erreicht werden kann. Dies hat jedoch den Nachteil, dass in den Bereichen mit geringeren Ausziehgraden und mit geringerer akustischer Anregung deutlich zu viel Masse vorhanden ist. Das Material der Masse ist jedoch kostenintensiv und erhöht das Fahrzeuggewicht unnötig. Damit wird auch der Kraftstoffverbrauch erhöht.
Eine andere bekannte Vorgehensweise ist die Verwendung von Einlegern aus dem gleichen Material wie die thermoplastische Schwerschicht, die vor dem Tiefzieh Vorgang auf die relevanten Bereiche des Halbzeuges bzw. der Platine aufgebracht werden und das Flächengewicht dort örtlich erhöhen. Dies hat den grundsätzlichen Nachteil, dass das Ausgangsflächengewicht vor dem Tiefziehen nur in sehr groben Stufen differenziert werden kann. Darüber hinaus fallen erhebliche Kosten für die gesonderte Fertigung solcher Einleger sowie deren Handhabung beim Einlegen an. Diese Kosten erhöhen sich mit dem Grad der lokalen Differenzierung linear.
Schließlich ist aus der DE 101 61 600 Al eine weitere Vorgehensweise bekannt bei der ein gefülltes Polyurethan gezielt örtlich aufgesprüht wird, wodurch sich gezielt zusätzliche örtliche Massen auf der bereits verformten (tiefgezogenen) Masseschicht des Schallisolationsteils ergeben. Vorteilhaft ist eine sehr gute Differenzierung. Nachteilig allerdings sind die äußerst hohen Materialkosten des Polyurethans (für die Masseschicht) gegenüber einem gefüllten Thermoplast, sowie der hohe apparative Aufwand. Auch die Prozesszeit, die Zeit zur Herstellung eines Schallisolationsteils bei Massenfertigung, hängt stark von der pro Zeiteinheit austragbaren Menge der Zusatzmasse und der auf dem Schallisolationsteil notwendigen Masse ab.
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Schallisolationsteils anzugeben, das kostengünstig ausführbar ist und es erlaubt die Masse der Masseschicht in den akustisch kritischen Bereichen mit dem erwünschten Grad der Differenzierung zu erhöhen.
Es ist auch Aufgabe der Erfindung ein entsprechendes Schallisolationsteil anzugeben.
Die Aufgabe wird bei einem Verfahren durch die Merkmale des Anspruches 1 oder des Anspruches 3 gelöst. Die Aufgabe wird bei einem Schallisolationsteil durch die Merkmale des Anspruchs 10 oder des Anspruches 12 gelöst.
Die Erfindung wird durch die Merkmale der abhängigen Ansprüche weitergebildet.
Das örtlich, lokal bzw. partiell erhöhte Massengewicht der Masseschicht wird gemäß der Erfindung dadurch erzeugt, dass ein Granulat aus thermoplastischem Material vor dem Tiefziehen auf die den Teppich oder der Sichtseite abgewandte Seite der Masseschicht fest aufgebracht wird. Zweckmäßig wird ein Granulat verwendet, das aus dem gleichen oder vom Schmelzpunkt und der Dichte ähnlichen thermoplastischen Material wie dem der Masseschicht besteht.
Vorteilhaft besitzt das Granulat eine Korngröße von 0, 5 bis 6mm, vorzugsweise 2 bis 4mm, wodurch die gewünschte Schichtdicke bzw. Schichthöhe und damit die gewünschte zusätzliche Masse sehr genau einstellbar ist. Die Aufbringung des Granulats erfolgt zweckmäßig mit Hilfe einer Matrize, eines Legebalkens, einer gerasteten Schablone oder einem anderen Verfahren, das die gewünschte Genauigkeit beim örtlichen Aufbringen des Granulats erreichen kann.
Die Einstellung des akustisch erwünschten örtlichen Flächengewichts der Masseschicht insgesamt erfolgt dabei über die Festlegung (Einstellung) der Höhe des aufzubringenden Granulats bzw. durch die pro Flächeneinheit aufgebrachte Menge an Granulat.
Das aufgebrachte Granulat wird anschließend zusammen mit dem restlichen Aufbau, beispielsweise in einem oder mehreren Heizfeldern, aufgeheizt. Anschließend folgt die Verfestigung des Granulats auf der Masseschicht während des Tiefziehens, bei dem das Granulat unter Druck und Temperatur miteinander versintert wird und so eine homogene Schicht bildet, die mit der Masseschicht (oder der Trägerschicht) fest verbunden ist. Für die akustische Wirkung ist dabei überraschend vorteilhaft, dass die aus dem Granulat versinterte zusätzliche Masse aufgrund des Verfahrensablaufes deutlich biegweicher ist als eine aus gleichem Material gefertigte Basis-Masseschicht, die aus einem, wie erläutert, durchgehend gleiche Dicke aufweisenden Halbzeug, wie einer Platine, tiefgezogen ist.
Es zeigt sich, dass die Basis-Masseschicht vor dem Tiefziehen nur die Dicke aufweisen muss, die nach dem Tiefziehen die geringste örtlich erwünschte Flächenmasse besitzen muss. Somit sind sehr leichtgewichtige Schallisolationsteile erzielbar.
Es zeigt sich, dass noch etwas leichtere Schallisolationen herstellbar sind, wenn statt einer Basis-Masseschicht eine dünne und leichtgewichtige Trägerschicht verwendet wird, die die notwendige Steifigkeit (für ein Tiefziehverfahren) besitzt. Es kann sich um ein verdichtetes oder vernadeltes Mischfaservlies oder einen vergleichbaren Werkstoff handeln. Auf diese Trägerschicht kann dann das Granulat in der erläuterten Weise in der jeweils örtlich erforderlichen Menge aufgebracht und versintert werden, wobei örtlich auf diese Weise auch äußerst dünne Masseschichten erzielbar sind. Diese Vorgehensweise ist besonders dann von Vorteil, wenn in Flächenbereichen aus akustischen Gründen sogar auf eine Masseschicht verzichtet werden kann.
Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen Figur 1 im Schnitt eine Masseschichtanordnung gemäß der Erfindung,
Figur 2 im Schnitt eine Masseschicht gemäß der Erfindung mit örtlich unterschiedlicher Granulatmenge, Figur 3 in Aufsicht ein Schallisolationsteil, bei dem die Erfindung anwendbar ist, Figur 4 im Schnitt einen Ausschnitt eines Schallisolationsteils gemäß dem Stand der Technik,
Figur 5 eine Darstellung der unterschiedlichen Schalldämmung bei geringem und hohem Ausziehgrad während des Tiefziehens.
Figur 1 zeigt eine Basis-Masseschicht 1, auf der auf einer Seite, einer Sichtseite, ein Teppich 2 aufkaschiert ist und auf deren anderer Seite eine Schicht 3 aus Granulat aufgebracht ist. Die Schicht aus Granulat 3 und die Basis-Masseschicht 1 bilden insgesamt die Masse 4 einer Masse-Feder- Anordnung, wobei die Feder durch eine elastisches leichtes Material, wie einem Zweikomponenten-Polyurethanschaum oder ein Mischfaservlies gebildet ist und auf der der Basis-Masseschicht 1 abgewandten Seite der Schicht des Granulats 3 nach einem Tiefziehvorgangs aufgeschäumt wird, wie das an sich bekannt ist.
Damit das Granulat 3 zum einen eine feste Verbindung untereinander und zum anderen eine feste Verbindung mit der Basis-Masseschicht 1 erhält, wird das Granulat 3 nach dem Aufbringen versintert, insbesondere durch Aufbringen von Druck- und/oder Temperatur, beispielsweise Erhitzen in Heizfeldern. Die in Figur 1 dargestellte Anordnung ist tiefziehbar, wobei auch das Tiefziehen selbst eine weitere Versinterung erreicht, so dass nach dem Tiefziehen eine feste kompakte Masse 4 gebildet ist, auf die dann, wie an sich bekannt, in einem weiteren Arbeitsschritt die Federschicht aufgebracht, beispielsweise aufgeschäumt, wird.
Es zeigt sich, dass die Dicke der Basis-Masseschicht 1 sehr klein sein kann, wobei dann entsprechend die Dicke der Schicht des Granulats 3 größer ist. Wesentlich ist, dass die Masse 4 insgesamt gebildet ist.
Figur 2 zeigt einen vergleichbaren Aufbau der Masse 4, hier ohne aufkaschiertem Teppich, bei der an einem bestimmten Bereich 5 die Schichtdicke des Granulats 3 deutlich höher ist, hier doppelt so hoch ist, wie außerhalb des Bereiches 5. Auf diese Weise können örtlich durch Anpassen der Schichtdicke des Granulats 3 wesentlich unterschiedliche Massengewichte der Masse 4 erzielt werden, und zwar vor dem Tiefziehvorgang. Alternativ kann in dem Flächenbereich 5 auch ein Granulat 3 unterschiedlichen Massengewichtes verwendet sein.
In den Figuren 1 und 2 ist das Granulat 3 schematisch körnig dargestellt. In der Praxis ist es vorteilhaft, wenn das Granulat eine Korngröße von 0,5 bis 6mm, vorzugsweise 2 bis 4mm, besitzt. Auf diese Weise kann die gewünschte Schichthöhe und damit die im Bereich 5 örtlich höhere gewünschte Masse erzielt werden, und zwar sehr genau. Auf diese Art und Weise werden vor dem Tiefziehen örtlich sehr unterschiedliche Massengewichte und Dicken der Masse 4 erzielt.
Die Figuren 3 bis 5 wurden bereits einleitend diskutiert. Figur 3 zeigt dunklere Bereiche, in denen aus akustischen Gründen örtlich eine Masseschicht höherer Flächenmasse vorgesehen werden muss, sowie hellere Bereiche in denen eine Massenschicht mit örtlich niedrigerer Flächenmasse den akustischen Anforderungen genügt.
Figur 4 zeigt im Schnitt einen Ausschnitt eines als eine Bodenverkleidung gebildeten Schallisolationsteils nach dem Tiefziehen und dem Hinterschäumen mit der Feder F. Die Schwerschicht S, die aus einem flächigem Halbzeug, einer Platine, kontinuierlicher Dicke gefertigt, das heißt tiefgezogen worden ist, besitzt nach dem Tiefziehen sehr unterschiedliche Dicken und Flächenmassen, abhängig vom Ausziehgrad. Ausgehend von einem Ausgangsgewicht der Platine von 100% , beträgt beispielsweise im Bereich H hohen Ausziehgrades die Schwer- oder Masseschicht S nur mehr ein Flächengewicht von 50 bis 60% (und weist üblicherweise eine Dicke des Schaums von 5 bis 10mm auf). In Bereichen N niedrigen Ausziehgrades weist die Schwer- oder Masseschicht S dagegen ein Flächengewicht von etwa 90% auf und weist in der Praxis die Schaum- oder Federschicht eine Schichtdicke von 20 bis 40mm auf.
Die unterschiedlichen Verhältnisse in den Bereichen H und N haben erheblichen Einfluss auf das akustische Verhalten, wobei die Schalldämmung, wie in Figur 5 dargestellt zwischen den Bereichen H und N um 15dB differieren kann, stets ausgehend von einem Ausgangsmaterial kontinuierlicher Dicke für die Schwerschicht S (Ausgangsgewicht 100%).
Gemäß der Erfindung, wie sie beispielsweise insbesondere in Figur 2 dargestellt ist, kann örtlich vor dem Tiefziehen die Masse 4 entsprechend den nach dem Tiefziehen erwünschten Massen angepasst werden. Die Ausziehgrade sind konstruktiv vorgegeben, so dass sehr genau die Bereiche 5 anderer Schichtdicke, hier höherer Schichtdicke, bestimmt werden können.
Darüber hinaus kann ferner auch ein örtlich unterschiedliches Schalldämmverhalten berücksichtigt werden durch ein daran angepasstes örtlich unterschiedliches Aufbringen von Mengen an Granulat 3. Es hat sich nämlich gezeigt, dass Karosserieaufbauten der Serienfertigung über die Serie sehr einheitliches akustisches Verhalten besitzen, so dass nach einer entsprechenden akustischen Vermessung eines oder mehrerer Karosserieteile diejenigen Orte genau bestimmt werden können, bei denen nach dem Tiefziehen eine andere Flächenmasse der Masse 4 erwünscht ist.
Daraus folgt ferner, dass die Dicke der Basis-Massenschicht 1 abhängig von den Mindest-Flächenmassen bestimmt werden kann (wobei lediglich die Fähigkeit, noch tiefgezogen werden zu können zu berücksichtigen ist).
Es zeigt sich darüber hinaus, dass sogar auf die Basis-Masseschicht 1 verzichtet werden kann, wenn diese durch eine dünne und leichtgewichtige Trägerschicht ersetzt ist, die mit der nach dem Tiefziehen aufzubringenden Federschicht verbindbar ist, die bei einem Zweikomponenten-Polyurethanschaum hinterschäumbar ist und die gegebenenfalls mit einem Teppich versehen werden kann. Bei dieser Ausführungsform kann örtlich die erwünschte Masse aufgebracht werden, sogar unter örtlichem Verzicht auf eine Masse 4 falls aus akustischen Gründen eine solche an einer bestimmten Stelle nicht erforderlich ist.
Das Granulat 3 kann auf der Basis-Masseschicht 1, bzw. der Trägerschicht, in jeder an sich üblichen Weise aufgebracht werden, besonders geeignet sind solche Vorgehensweisen, die eine sehr genaue Bestimmung des Bereiches 5 und der dort aufzubringenden Höhe des Granulats 3 erlauben, etwa Vorgehensweisen mittels denen das Granulat 3 mittels einer Matrize, einem Legebalken, einer gerasteten Schablone oder dergleichen aufbringbar ist.
Von besonderem Vorteil ist ein Granulat aus den gleichen thermoplastischen Material, wie dasjenige der Basis-Masseschicht 1, oder ein Granulat aus einem vom Schmelzpunkt und der Dichte ähnlichen thermoplastischen Material, da hier durch das Versintern sowie die feste Verbindung mit der Basis-Masseschicht 1 vereinfacht und erleichtert wird.

Claims

STANKIEWICZ GmbH Ansprüche
1. Verfahren zum Herstellen eines Schallisolationsteils mit Masse-Feder- Aufbau, bei dem eine Federschicht aus einem elastischen leichten Material wie einem Zweikomponenten-Polyurethanschaum oder einem Mischfaservlies und eine Masseschicht mit oder ohne aufkaschiertem Teppich (2) gebildet werden, wobei zur Anpassung an den Verlauf einer zu bedämpfenden Fläche die Masseschicht einem korrespondierenden Tiefziehverfahren unterworfen wird und anschließend die Federschicht aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig vom Ausziehgrad beim Tiefziehen entsprechend örtlich begrenzt und vor dem Tiefziehen auf eine Basis-Masseschicht (1) zusätzlich ein thermoplastisches Granulat (3) in solchem Umfang aufgebracht wird, dass die nach dem Tiefziehen örtlich erwünschte Masse (4) in der Masseschicht erreicht wird, und dass vor dem Tiefziehen zunächst das aufgebrachte Granulat (3) zur Verbindung mit der Basis- Masseschicht (1) erwärmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Granulat (3) aus dem gleichen oder einem vom Schmelzpunkt und der Dichte ähnlichen thermoplastischen Material wie dem der Basis-Masseschicht (1) aufgebracht wird.
3. Verfahren zum Herstellen eines Schallisolationsteils mit Masse-Feder- Aufbau, bei dem eine Federschicht aus einem elastischen leichten Material wie einem
Zweikomponenten-Polyurethanschaum oder einem Mischfaservlies und eine Masseschicht mit oder ohne aufkaschiertem Teppich (2) gebildet werden, wobei zur Anpassung an den Verlauf einer zu bedämpfenden Fläche die Masseschicht einem korrespondierenden Tiefziehverfahren unterworfen wird und anschließend die Federschicht aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass abhängig vom Ausziehgrad beim Tiefziehen vor dem Tiefziehen auf eine dünne und leichtgewichtige Trägerschicht zur Bildung der Masseschicht ein thermoplastisches Granulat (3) ntsprechend örtlich in solchem Umfang aufgebracht wird, dass die nach dem Tiefziehen örtlich erwünschte Masse (4) in der Masseschicht erreicht wird und dass vor dem Tiefziehen zunächst das aufgebrachte Granulat (3) zur Verbindung mit der Trägerschicht erwärmt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Trägerschicht ein verdichtetes oder vemadeltes Mischfaservlies oder dergleichen verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Granulat (3) mit einer Korngröße von 0,5 - 6 mm, vorzugsweise 2-4 mm, aufgebracht wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Granulat (3) mittels einer Matrize, einem Legebalken, einer gerasterten Schablone oder dergleichen aufgebracht wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen des Granulats (3) gemäß örtlich festgelegter Höhe der Schüttung des Granulats bzw. gemäß örtlich pro Flächeneinheit aufgebrachter Menge des
Granulats erfolgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Granulat (3) unter Druck und Wärmezufuhr versintert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Versinterung während des Tiefziehens erfolgt.
10. Schallisolationsteil, bestehend aus einem Masse-Feder-Aufbau, bei dem eine Federschicht aus einem elastischen leichten Material wie einem Zweikomponenten-Polyurethanschaum oder einem Mischfaservlies und eine Masseschicht mit oder ohne aufkaschiertem Teppich (2) gebildet sind, wobei zur Anpassung an den Verlauf einer zu bedämpfenden Fläche die Masseschicht korrespondierend tief gezogen ist, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer Basis-Masseschicht (1) zusätzlich ein thermoplastisches Granulat (3) aufgebracht ist, das abhängig vom Ausziehgrad beim Tiefziehen entsprechend örtlich begrenzt (5) und vor dem Tiefziehen in solchem Umfang aufgebracht ist, wobei vor dem Tiefziehen das aufgebrachte Granulat (3) zur Verbindung mit der Masseschicht erwärmt worden ist, derart, dass die nach dem Tiefziehen örtlich erwünschte Masse (4) in der Masseschicht erreicht ist.
11. Schallisolationsteil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Granulat (3) aus dem gleichen oder vom Schmelzpunkt und der Dichte ähnlichem thermoplastischen Material wie dem der Basis-Masseschicht (1) besteht.
12. Schallisolationsteil bestehend aus einem Masse-Feder- Aufbau, bei dem eine Federschicht aus einem elastischen leichten Material wie einem Zweikomponenten-Polyurethanschaum oder einem Mischfaservlies und eine Masseschicht mit oder ohne aufkaschiertem Teppich (2) gebildet werden, wobei zur Anpassung an den Verlauf einer zu bedämpfenden Fläche die Masseschicht korrespondierend tief gezogen ist, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer dünnen und leichtgewichtigen Trägerschicht zur Bildung der Masseschicht ein thermoplastisches Granulat (3) aufgebracht ist, das abhängig vom Ausziehgrad beim Tiefziehen vor dem Tiefziehen entsprechend örtlich in solchem Umfang aufgebracht ist, wobei vor dem Tiefziehen zunächst das aufgebrachte Granulat (3) zur Verbindung mit der Trägerschicht erwärmt worden ist, derart, dass die nach dem Tiefziehen örtlich erwünschte Masse (4) in der Masseschicht erreicht ist.
13. Schallisolationsteil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschicht ein verdichtetes oder vemadeltes Mischfaservlies oder dergleichen ist.
14. Schallisolationsteil nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Granulat (3) eine Korngröße von 0,5 - 6 mm vorzugsweise 2-4 mm besitzt.
15. Schallisolationsteil nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Granulat (3) mittels einer Matrize, einem Legebalken, einer gerasterten Schablone oder dergleichen aufgebracht ist.
16. Schallisolationsteil nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen des Granulats (3) gemäß örtlich festgelegter Höhe der Schüttung des Granulats (3) bzw. gemäß örtlich pro Flächeneinheit aufgebrachter Menge des Granulats (3) erfolgt ist.
17. Schallisolationsteil nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Granulat (3) unter Druck und Wärmezufuhr versintert ist.
18. Schallisolationsteil nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch eine Versinterung während des Tiefziehens.
19. Schallisolationsteil nach einem der Ansprüche 10 bis 18, für die Abdeckung des Bodenbereiches eines Kraftfahrzeugs im Bereich des Getriebetunnels und/oder des zum Motor weisenden Bereichs und/oder der ebenen Bereiche im Fußraum.
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