ES2220701T3

ES2220701T3 - Bandeja de maletero posterior con propiedades acusticas.

Info

Publication number: ES2220701T3
Application number: ES01900086T
Authority: ES
Inventors: Thorsten Alts; Jean Casulli; Claude Buisson
Original assignee: Rieter Automotive International AG
Current assignee: Autoneum International AG
Priority date: 2000-02-10
Filing date: 2001-01-18
Publication date: 2004-12-16
Anticipated expiration: 2021-01-18
Also published as: EP1255663B1; US20030003267A1; WO2001058722A1; DE50102466D1; US6713150B2; BR0107669B1; BR0107669A; ATE268280T1; EP1255663A1; JP2003522059A; AR027279A1; JP4868680B2

Abstract

Componente, en particular bandeja de maletero posterior, con un núcleo (2) con estructura de panal, el cual está provisto por ambas caras de una capa de refuerzo (3, 4) de material fibroso, comprendiendo la capa de refuerzo (3, 4) un velo de fibras con fibras termoplásticas, estando el núcleo (2) fabricado en material termoplástico y estando éste unido con las fibras termoplásticas de la capa de refuerzo (3, 4), caracterizado porque el núcleo (2) está unido con las fibras termoplásticas de la capa de refuerzo (3, 4) en una unión por complementariedad de materiales y porque la capa de refuerzo (3, 4) está precompactada y es permeable al aire y presenta una resistencia al flujo del aire en el intervalo de 500 Nsm-3 < R < 3500 Nsm-3.

Description

Bandeja de maletero posterior con propiedades acústicas.

La presente invención se refiere a un componente según el preámbulo de la reivindicación 1.

Las bandejas de maletero son componentes importantes en la configuración interior de los vehículos automóviles. Estas no sólo sirven como superficie para depositar objetos, sino que separan el maletero del habitáculo del vehículo. Por ello, éstas deben ser estéticas, lo suficientemente rígidas para soportar pesos de hasta 30 kg y en particular deben presentar propiedades acústicas, para amortiguar la transmisión de los ruidos generados en el maletero, por ejemplo desde los arcos de las ruedas, hasta el habitáculo del vehículo. Además, estas bandejas deben ser ligeras, deben poderse fabricar con reducidos costes y tienen que poder satisfacer las exigencias específicas para cada cliente con respecto a los revestimientos interiores del vehículo.

Actualmente, se conocen distintos revestimientos interiores que presentan un cuerpo de soporte rigidizante, con estructura de panal que está provisto con capas de fibras de refuerzo y con por lo menos una capa decorativa. Por ejemplo, a partir del documento EP 0 787 578 es conocido un componente de este tipo. Este documento describe un sistema en varias capas, cuyo cuerpo de soporte presenta una estructura de panal y cuyas capas de recubrimiento están unidas en arrastre de fuerza o de forma con los bordes frontales de las celdas individuales del panal. Estas capas de recubrimiento están fabricadas en termoplástico y no son permeables al aire. Este componente actúa insonorizando y no es apropiado para ser utilizado como bandeja de maletero con propiedades acústicas.

En el documento WO 99/35007 se describe un conjunto ultraligero, que absorbe el ruido y los choques. Este conjunto presenta una capa 3 intermedia que está formada por una gran cantidad de elementos 2 en forma de tubito. Estos elementos en forma de tubito satisfacen dos funciones, por un lado determinan la capacidad de absorción de choques de todo el conjunto y por el otro estos elementos en forma de tubito determinan la capacidad de absorción acústica. No obstante, esto sólo es posible porque existe una capa 6 de revestimiento permeable al ruido, permitiendo así que el ruido a absorber, actúe junto con el laberinto de cámaras huecas formado por los elementos en forma de tubito. Debido a las capas sueltas sobrepuestas, este conjunto que absorbe el ruido y los choques no se apropia para ser utilizado como bandeja de maletero.

A partir del documento EP 0 658 644 es conocido un ligero componente de tejido con un gran módulo de elasticidad. Este ligero sistema es en particular apropiado para la fabricación de compartimentos de techo para depositar equipaje, tal como los que se encuentran en la industria aeronáutica. Estos componentes no presentan una especial capacidad de absorción acústica y por ello, no son apropiados para ser utilizados en vehículos motorizados a modo bandeja de maletero con propiedades acústicas.

La presente invención se plantea el problema de proporcionar una bandeja de maletero con una elevada capacidad de absorción de ruido que siendo ligera, sea lo suficientemente rígida y pueda ser fabricada de un modo simple. Además, la presente invención se plantea el problema de proponer una pieza que presente una marcada característica de absorción, para absorber de forma controlable las resonancias generadas por los maleteros, los compartimentos para la rueda de recambio y otros compartimentos para depositar objetos.

Estos problemas son resueltos a través de un componente con las características de la reivindicación 1. Según la reivindicación 1, estas capas de refuerzo son de un material termoplástico fibroso permeable al aire que, por ejemplo, comprende por lo menos un 50% de fibras de polipropileno. De aquí en adelante, bajo el concepto de fibras de polipropileno, se entienden aquéllas fibras fabricadas completamente en polipropileno o fibras coextruidas que presenten un revestimiento de polipropileno y un núcleo de, por ejemplo, poliéster que se funda a elevadas temperaturas. En una forma preferente de realización de la bandeja de maletero según la invención, las fibras de polipropileno se encuentran unidas o mejor dicho fundidas con la capa del núcleo mediante una unión por complementariedad de materiales. Según la invención, para el comportamiento acústico de la bandeja de maletero es fundamental la permeabilidad al aire de las capas de refuerzo, pudiendo la resistencia al flujo de aire de estas capas de refuerzo ser dimensionada para el intervalo que se desee. La elección y la mezcla de las fibras y los elementos aglomerantes forma parte de la experiencia y la decisión del especialista. Así, se da por entendido que estas capas de refuerzo también pueden ser fabricadas con aditivos a partir de substancias aglomerantes en forma de polvo y/o pintura en polvo semi-termoplástica. En una forma preferente de realización, las capas de refuerzo presentan un porcentaje de aproximadamente un 30% de fibras de refuerzo.

Como fibras de refuerzo entran en consideración fibras minerales, preferentemente fibras de vidrio, fibras sintéticas, preferentemente fibras de PES, de PA, de Poliacrilaramida y otras fibras de refuerzo conocidas por el especialista. Estas capas de refuerzo presentan de modo preferente un peso por unidad de superficie de 300 a 1000 g/m^{2} y son especialmente apropiadas para una bandeja de maletero según la invención. En otra forma de realización, la capa de refuerzo presenta una primera capa de velo de fibras con aproximadamente un 20% de fibras de polipropileno y una segunda ligera capa de unión formada por fibras de SMMS (Spun-bond, Melt-blown, Melt-blown, Spun-bond de fibras de polipropileno) de aproximadamente 20 a 50 g/m^{2}. Se da por entendido que el espesor del núcleo puede variar de forma oportuna de acuerdo a las necesidades.

Además, este problema es resuelto gracias a un procedimiento con las características de la reivindicación 11. En éste una pila que presenta por lo menos un núcleo con estructura de panal y en ambas caras de éste capas de refuerzo precompactadas, es colocada entre dos placas que pueden ser calentadas. Con la ayuda de estas placas, la pila es calentada provocando que las fibras aglomerantes termoplásticas de las capas de refuerzo y de la zona de transición del núcleo se reblandezcan y empiezan a fundirse, es decir que el núcleo no pierde su forma y las capas de refuerzo no pierden su permeabilidad al aire. Tras esta fase de calentamiento la pila es transferida a una herramienta de moldeado en frío para unir entre sí las capas individuales y llevarla a su forma definitiva.

A continuación, la invención se pondrá más claramente de manifiesto sobre la base de un ejemplo de realización y haciendo referencia a las figuras, en las que:

La Fig.1, una sección transversal de una bandeja de maletero según la invención;

La Fig.2, una representación esquemática de un proceso para fabricar la bandeja de maletero según la invención.

La estructura de la bandeja 1 de maletero según la invención mostrada en la figura 1 comprende un núcleo 2 que presenta una estructura de panal. Los orificios individuales pueden presentar una forma poligonal o cilíndrica con una sección transversal cualquiera. En una forma preferente de realización, éstos presentan una altura de 5 a 30 mm, tienen un diámetro de aproximadamente 10 mm y un espesor de pared de 50 a 500 \mum. En una forma preferente de realización, este núcleo 2 está fabricado en polipropileno. Este núcleo 2 está unido por ambas caras con una capa 3, 4 de refuerzo de fibras precompactadas. Esta capa de refuerzo comprende fundamentalmente más de un 50% de fibras de polipropileno y preferentemente un 70%, y fibras de refuerzo, preferentemente fibra de vidrio, fibras de poliéster o fibras de aramida o mezclas adecuadas de estas. Con las fibras de polipropileno se puede conseguir una sencilla unión por fusión con el núcleo de polipropileno. La función de estas capas 3 y 4 de refuerzo de la bandeja de maletero acabada es proporcionar la rigidez a la flexión necesaria. Esta rigidez a la flexión o rigidez a la deformación puede alcanzar valores de entre 10'000 y 1'000'000 Nm, siempre que la capa de refuerzo haya sido precompactada antes de ser unida con el núcleo 2. Al utilizar capas de refuerzo precompactadas se evita que durante la fabricación de la bandeja de maletero estas capas de refuerzo se ondulen en forma de cojín penetrando en las celdas individuales del núcleo. Según la invención, se procura que las fibras de refuerzo en la capa de refuerzo se encuentren en la medida de lo posible sobre un plano, para con ello conseguir un módulo de deformación mayor o para evitar así que se formen capas de refuerzo onduladas que presentarían un módulo de deformación indeseablemente reducido. En una forma preferente de realización, tanto para la cara del habitáculo como para la del maletero se utilizan capas de refuerzo con un peso por unidad de superficie de aproximadamente 300 a 1000 g/m^{2}. A pesar de ello, la bandeja de maletero según la invención también permite utilizar otras capas, por ejemplo para mejorar la unión por complementariedad de materiales entre el núcleo y la capa de refuerzo. Para este tipo de capas adicionales se pueden utilizar los materiales conocidos como SMMS de polipropileno. En una forma preferente de realización, esta capa adicional presenta un peso por unidad de superficie de 20 a 50 g/m^{2}.

Para poder conseguir buenas propiedades acústicas, estas capas 3, 4 de refuerzo son permeables al aire y presentan una resistencia al flujo de aire de 500 a 3500 Nsm^{-3} y preferentemente de 1500 a 3000 Nsm^{-3}. Con ello, la onda sonora puede penetrar en las celdas 7 individuales del núcleo 2 y ser absorbida o sólo penetrar parcialmente y producir una ligadura acústica de la cámara que se encuentra por detrás. Se da por entendido que las capas de refuerzo utilizadas pueden estar precompactadas en función de las propiedades mecánicas y acústicas deseadas. Esta bandeja de maletero puede estar prevista de capas decorativas adicionales, las cuales son igualmente permeables al aire y pueden ser aplicadas en forma de velo de fibras, fieltro, tejido, género de punto por trama o otros materiales textiles. Una bandeja de maletero diseñada de este modo presenta, por ejemplo, un peso por unidad de superficie de 2700 g/m^{2}, cumple los requisitos de la industria del automóvil respecto a rigidez y estabilidad de forma, es insensible a la humedad del aire, presenta un olor neutral y es resistente a la propagación de hongos. Utilizando de forma controlada capas de refuerzo con resistencia al flujo de aire y rigidez a la deformación predeterminables se puede mejorar y optimizar de forma simple la capacidad de aislamiento acústico y en particular la característica de absorción del ruido.

En una variante de la bandeja de maletero según la invención la una u otra capa 3, 4 de refuerzo puede estar provista de una lámina impermeable al aire, para con ello delimitar la capacidad de absorción del ruido de una u otra cara de la bandeja de maletero. Se da por entendido que el componente según la invención también puede ser utilizado para recubrir el compartimento de la rueda de recambio o que es especialmente apropiada para la utilización como revestimiento del arco de las ruedas o como revestimiento lateral, por ejemplo en vehículos monovolúmen. En el presente componente, la realización de elementos de fijación, en particular charnelas, ojales o similares puede realizarse por simple soldadura por fricción o por pegado.

La Fig.2 muestra un procedimiento apropiado para la fabricación del componente según la invención. En una primera etapa, este procedimiento prevé la preparación de una pila 11, la cual comprende una primera capa 4 de refuerzo, precompactada y permeable al aire, un núcleo 2 con estructura de panal y una segunda capa 3 de refuerzo, precompactada y permeable al aire. En una siguiente etapa del procedimiento, esta pila 11 es calentada entre dos placas 12, 13 que pueden ser calentadas, para poder unir por tejido las capas 3, 4 de refuerzo con el núcleo 2 con estructura de panal, es decir para fundir la zona de transición. En particular, esto se consigue porque el núcleo 2 y las dos capas 3, 4 de refuerzo a unir con éste presentan un material termoplástico, el cual en estado fundido se une y al enfriarse se endurece. En una forma preferente de realización, el núcleo 2 con estructura de panal está fabricado en polipropileno y las capas 3, 4 de refuerzo están formadas por velo de fibras con por lo menos un 50% de fibras de fundición o unión, preferentemente fibras de polipropileno. Se da por entendido que las capas 3, 4 de refuerzo utilizadas también pueden estar configuradas en varias capas y en particular con una primera capa de material SMMS (Spun-bond, Melt-blown, Melt-lown, Spun-bond de fibras de polipropileno) y con una segunda capa de un velo de fibras con aproximadamente un 20% de fibras de polipropileno y un elevado porcentaje de fibras de refuerzo (de vidrio, aramida, etc.). La experiencia muestra que es fundamental que como capas de refuerzo se utilice un velo de fibras precompactado, para que durante la fase de calentamiento se pueda hacer llegar el suficiente calor a la zona de transición entre la capa de refuerzo y el núcleo, sin que con ello se perjudiquen las capas de refuerzo y sus propiedades físicas, en particular su permeabilidad al aire. Esta fase de calentamiento es ajustada por el especialista de tal modo que se obtenga un perfil de temperaturas apropiado en función de las dimensiones y la composición de la pieza a conformar. Para ello, el especialista controlará la temperatura, la fuerza de compresión de las placas 12, 13 y el tiempo de calentamiento. En las cercanías de las placas, este perfil de temperaturas presenta valores de temperatura relativamente elevados y la zona del núcleo permanece relativamente fría. Típicamente se generan temperaturas de entre 160ºC y 220ºC. Con ello se consigue que la estructura en panal del núcleo 2 sólo se reblandezca en la zona de transición, es decir que no se destruya su forma y que sea posible una unión con las capas 3, 4 de refuerzo contiguas. Tras esta fase de calentamiento, la pila 11 es transferida a una herramienta de moldeado en frío 14, en el cual la pila 11 calentada es llevada a su forma definitiva y las distintas capas 2, 3, 4, 5, 6 son unidas entre sí. Se da por entendido que la pila 11 caliente, al ser transferida, puede ser recubierta con capas 5, 6 decorativas adicionales y que la pieza a fabricar puede ser recortada durante el conformado o a posteriori. Por regla general, estas capas 5, 6 decorativas son sensibles al calor y por ello se colocan por encima después del calentamiento de la pila. En una variante de este procedimiento, entre la pila 11 caliente y una de las capas 5, 6 decorativas se coloca una lámina impermeable al aire que simultáneamente puede colaborar en la adhesión.

Claims

1. Componente, en particular bandeja de maletero posterior, con un núcleo (2) con estructura de panal, el cual está provisto por ambas caras de una capa de refuerzo (3, 4) de material fibroso, comprendiendo la capa de refuerzo (3, 4) un velo de fibras con fibras termoplásticas, estando el núcleo (2) fabricado en material termoplástico y estando éste unido con las fibras termoplásticas de la capa de refuerzo (3, 4), caracterizado porque el núcleo (2) está unido con las fibras termoplásticas de la capa de refuerzo (3, 4) en una unión por complementariedad de materiales y porque la capa de refuerzo (3, 4) está precompactada y es permeable al aire y presenta una resistencia al flujo del aire en el intervalo de 500 Nsm^{-3} < R < 3500 Nsm^{-3}.

2. Componente según la reivindicación 1, caracterizado porque la capa de refuerzo (3, 4) está configurada por un velo de fibras con por lo menos un 50% de fibras de polipropileno.

3. Componente según la reivindicación 1, caracterizado porque la capa de refuerzo (3, 4) comprende un velo de fibras con aproximadamente un 20% de fibras de polipropileno y un velo de fibras de material SMMS de polipropileno.

4. Componente según la reivindicación 1, caracterizado porque por lo menos la capa (3) de refuerzo de la cara del habitáculo presenta de un 50% a un 80% y preferentemente aproximadamente un 70% de fibras de polipropileno y de un 20% a un 50% y preferentemente aproximadamente un 30% de fibra de vidrio o de fibra de poliéster o de fibra de aramida.

5. Componente según la reivindicación 1, caracterizado porque las capas (3, 4) de refuerzo presentan un peso por unidad de superficie de 300 a 1000 g/m^{2}.

6. Componente según la reivindicación 1, caracterizado porque el núcleo (2) con estructura de panal presenta un espesor de 10 mm a 30 mm y un peso por unidad de superficie en el intervalo de 800 a 1600 g/m^{2}, es decir una densidad de 25 a 160 kg/m^{3}.

7. Componente según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la capa (3) de refuerzo de la cara del habitáculo está provista de una capa (5) decorativa permeable al aire.

8. Componente según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la capa (4) de refuerzo de la cara del maletero está provista de una capa (6) decorativa permeable al aire.

9. Componente según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque dicho componente por la cara del habitáculo o por la cara del maletero está provisto de una delgada lámina impermeable al aire.

10. Procedimiento para la fabricación de un componente, en particular de una bandeja de maletero, caracterizado porque se prepara una pila (11) con por lo menos la siguiente serie de capas:

\bullet: una primera capa (4) de refuerzo precompactada, permeable al aire de un velo de fibras con fibras termoplásticas;

\bullet: un núcleo (2) con estructura de panal de material termoplástico;

\bullet: una segunda capa (3) de refuerzo precompactada, permeable al aire de un velo de fibras con fibras termoplásticas;

en una segunda etapa del procedimiento, esta pila es calentada entre dos placas (12, 13) que pueden ser calentadas, para fundir las capas (3, 4) de refuerzo y el núcleo (2) contiguo por su zona de transición;

y en otra etapa del procedimiento, dicha pila (11) es transferida hasta una herramienta de moldeado en frío (14) y es conducida a su forma deseada.

11. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado porque a la pila (11) calentada se le añaden capas (5, 6) decorativas, antes de que ser colocada dentro de la herramienta de moldeado en frío (14).