SE506929C2 - Konstruktionsmaterial i fordon bestående av formbart, metalliskt sandwichelement - Google Patents

Description

506 929 10 15 20 25 30 35 2 dras till plattan så landar de på denna i upprätt ställning och fastnar i bindemedlet. Bindemedlet härdas slutligen och den sammetsliknande ytan som utgöres av fibrer rengöres från icke infästade fibrer. Enligt detta patent kan två plattor vara belagda med fiberflock och tryckta mot varandra så att fibrerna tränger in mellan varandra. För hopfästning av plattorna mot varandra kan remsor eller fläckar av lim anbringas på någon av de flockade ytorna.

Enligt patentet kan emellertid endast en plåt vara flockad, varför det då blir nödvändigt med en pâstruken film av bindemedel på den andra plåten för att sandwichmaterialet skall hålla ihop.

Detta sandwichmaterial är uppbyggt av elektriskt ledande plåtar såsom aluminium, stål eller liknande eller annat elektriskt icke-ledande material såsom plastskivor. Den mellanliggande flocken utgöres dock av elektrisk icke- ledande material såsom nylonfiber.

Detta laminat eller sandwichmaterial kan formas på olika sätt utan att det spricker upp. Materialet är mycket lätt i förhållande till sin tjocklek och har stor mekanisk styrka.

TEKNISKA PROBLEMET: Ovan nämnda och andra kända sandwichmaterial har många fördelar men de är dock behäftade med den nackdelen att en väsentlig del av kompositionen består av organiskt material vilket betyder att materialet ej är lämpligt för högre temperaturer särskilt under längre tid. Nylonfibrer eller andra lämpliga polymerfibrer smälter i trakterna av l00° C varför detta material måste användas vid betydligt lägre temperaturer för att kunna bibehålla sina egenskaper. Detta detta material blir gör att användningsområdet av begränsat. Det kan exempelvis ej användas för sådana 10 15 20 25 30 35 506 929 3 detaljer på bilar som måste lackeras då lackeringen försiggår vid temperaturer av 200-300° C.

LösNINGEN = Det har därför länge varit ett önskemål att få fram ett sandwichmaterial som konstruktionsmaterial i fordon som är lätt, formbart, har lämpliga mekaniska egenskaper såsom styvhet och elasticitet och som framförallt tål höga temperaturer. Man har därför enligt föreliggande uppfinning åstadkommit ett sådant konstruktionsmaterial i form av ett formbart sandwichmaterial innefattande åtminstone två plåtar av vilka åtminstone den ena är belagd med fibrer på den sida som vetter emot den andra plåten alternativt på båda sidor genom elektrostatisk deposition, s.k flockning, och som kännetecknas av att fibrerna huvudsakligen består av metalliskt material.

Det är enligt uppfinningen lämpligt att fibrerna utgöres av rostfritt stål, aluminium eller någon annan metall eller legeringar.

Plåtarna i sandwichmaterialet kan enligt uppfinningen utgöras av samma material som fibrerna eller av ett annat metalliskt material.

Enligt uppfinningen är det lämpligt att materialet både i plåtarna och fibrerna utgöres av rostfritt stål och att plåtarnas tjocklek ligger mellan 0,4-0,05 mm och fibrernas längd är nællan 1-3 mm och deras tjocklek mellan 8-30 mikrometer.

För aluminiumfibrer kan tjockleken ligga mellan 30-50 mikrometer.

Enligt uppfinningen kan båda plåtarna vara belagda næd fibrer på den sida som vetter mot den andra plåten. 10 15 20 25 30 35 506 929 Det är också enligt uppfinningen.möjligt att endast en plåt är belagd med fibrer medan den andra plåten är försedd med ett tunt skikt av ett vidhäftningsmedel.

Enligt uppfinningen kan sandwichmaterialet innefatta flera än två plåtar med mellanliggande flock.

Sandwichmaterialet enligt föreliggande uppfinning är lämpat som konstruktionsmaterial i fordon särskilt som huv, baklucka, tak (hard top), ljuddämpningsplattor etc.

Om materialet enligt föreliggande uppfinning används som tak på ett fordon kan det lämpligen vara flockat även på den utsida av laminatet som vetter inåt i fordonet.

Om, såsom enligt ovan, materialet används som tak på ett fordon såsom exempelvis en personbil och materialet innefattar rostfritt stål kan den sidan på taket som.vetter utåt vara fri från lackering och i stället vara slipad eller präglad i ett lämpligt mönster.

FIGURBESKRIVNING: Uppfinningen komer i det följande att beskrivas närmare under hänvisning till bifogade ritning som visar ett snitt genom det formbara sandwichmaterialet enligt föreliggande uppfinning.

DETALJERAD BESKRIVNING: Figuren visar ett snitt genom en formad del av materialet enligt uppfinningen. Materialet utgöres av två yttre plåtar 1 och 2 som lämpligen kan bestå av stål, aluminium eller något annat metallmaterial. Även om plåtarna 1 och 2 lämpligen består av detta material innefattar uppfinningen även andra material med tillräcklig styrka och formbarhet t.ex. något plastmaterial. Plåtarna 1 och 2 behöver ej 10 15 20 25 30 35 506 929 5 heller vara av samma material. Om de utgöres av rostfritt stål är en lämplig tjocklek på plåtarna 0,2 mm vilket ger god formbarhet. De kan emellertid vara betydligt tunnare eller tjockare exempelvis från 0,05 mm upp till 0,4 mm. På plåtarnas insida mot laminatet är en tunn film 3 och 4 av vidhäftningsmedel pålagt. Dessa vidhäftningsfilmer 3 och 4 håller ihop laminatet som i sitt inre utgöres av metalliska fibrer 5.

Vid tillverkningen av sandwichmaterialet har först den ena plåten metallfibrerna 5 har flockats på denna plåt. Efter härdning belagts med vidhäftningsmedel varefter av bindemedlet har sedan den andra plåten med sin bindemedelförsedda yta anbringats på topparna av de upprättstående metallfibrerna 5. Genom att fibrerna 5 har anbringats med hjälp av en flockningsmetod då de har skjutit fart ned mot underlaget genom det elektrostatiska fältet så bibehåller de den upprättstående ställningen i förhållande mot underlaget. Underlaget är som regel jordat och fibrerna bibringas en positiv laddning i det elektrostatiska fältet. Då fibrerna kommer ned till underlaget urladdas de och de kommer därför inte att utgöra något hinder för efterkommande laddade fibrer. Fibrerna kan mycket tätt intill vidhäftningsmedel som fibrerna får fastna i kan vara av därför anbringas varandra. Det olika slag men ett epoxilim är att föredra i de flesta fall.Även om fibrerna består av metalliska material innefattar uppfinningen också en inblandning av fibrer av annat material.

Då den ena plåten, exempelvis plåt 2, har belagts med flock och bindemedlet har härdats anbringas den andra plåten 1 med pålagd film 3 av vidhäftningsmedel på de utåtstående ändarna av fibrerna 5. Efter uthärdning av bindemedlet 3 på den senast pålagda plåten l är sandwichmaterialet färdigt 50 10 15 20 25 30 35 6 929 6 och kan formas till olika konfigurationer exempelvis genom kallpressning.

Om ett laminatmaterial innefattande flera plåtar önskas kan en redan flockad, plåt anbringas på utsidan av det på figuren visade laminatet som då måste förses med ett limskikt och pressas fast mot detta. Det är givetvis även möjligt att flocka det sandwichmaterial som visas på figuren ytterligare på en eller två sidor och om så önskas anbringa ytterligare plåtar mot de senare flockningarna.

Som ovan sagts kan olika material ingå i sandwichmaterialet enligt uppfinningen men ur miljösynpunkt är det lämpligt att både plåtmaterial. underlättar samma material används som fiber och som Detta materialet eftersom vid nedsmältning smältan blir homogen. återanvändningen av Å andra sidan kan även en uppkommen legering som härstammar från användning av' olika. material i sandwichmaterialet också användas för olika ändamål. Vid nedsmältningen avgår i bindemedlet det organiska materialet som finns som förbränningsprodukter.

Tätheten av fibrerna på plåten kan variera mellan 10-30 fibrer/nmfi, men ett antal av 25-30 fibrer/um? är att föredra för tjockleken 8 mikrometer. Vikten av fibrerna i materialet kan lämpligen uppgå till 245 g/m2- 350 g/mÄ För fibertjocklekar kring 30 mikrometer är en lämplig fibertäthet mellan 3-10 fibrer/mmÄ Sandwichmaterialet enligt föreliggande uppfinning kan varieras inom vissa gränser. Om man önskar hög styvhet på materialet kan man ha en tunn plåt och relativt mycket fibrer medan, om man önskar ett mera elastiskt material, man kan ha plåt Tjockleksvariationerna på plåtarna är små och varierar inom få tiondelar av en millimeter. Materialet är i vanliga fall tjockare och mindre mängd fibrer. 10 15 20 25 30 35 506 929 7 sex till åtta gånger styvare än vanligt plåtmaterial med vikt konstruktionsfördelar. motsvarande vilket ger Vikten på betydande materialet enligt föreliggande uppfinning blir i jämförelse med vanligt plåtmaterial av samma tjocklek mindre än hälften.

Den låga vikten, höga styvheten och temperaturuthålligheten gör att materialet enligt föreliggande uppfinning blir särskilt lämpligt att använda som karossdelar på fordon.

Som exempel kan nämnas att ett löstagbart tak på en personbil, kallat hard top, som idag vanligen tillverkas av SMC-material (glasfiberförstärkt polyester) väger idag cirka 33 kg nædan samma hardtop med materialet enligt föreliggande uppfinning väger 10-12 kg. Dessa löstagbara tak kan med den högre vikten endast tas bort eller sättas dit av minst två personer medan med materialet enligt föreliggande uppfinning det räcker med endast en person.

Om materialet enligt föreliggande uppfinning används för ett s.k hard top tak kan det även flockas på den sida som vetter in i kupén varför man ej behöver någon ytterligare tygbeläggning eller annan dekoration på takets insida.

Detta gör det möjligt också att lackera taket vid hög temperatur såsom är vanligt för billacker utan att fibrerna tar skada därav. Om emellertid rostfritt stål används kan t.o.m. lackeringen avvaras på utsidan av taket och man kan i stället slipa eller prägla det i ett lämpligt mönster. också ljuddämpande. Det kan därför användas som ljuddämp- Materialet enligt föreliggande uppfinning är ningsplattor vilka förefinnes särskilt i större fordon i närheten av motorn eller som huv över en vanlig motor i en personbil. Det kan även användas som kåpa över själva IUOtOIn . 506 929 10 15 8 P.g.a den lätta vikten och den höga styvheten är materialet mycket lämpligt att användas som baklucka på personbilar eller andra bilar. Både styvheten och elasticiteten kan som ovan nämnts varieras för olika bilsorter och för olika användning.

Enligt föreliggande uppfinning har man således fått fram ett material som är mycket lätt i förhållande till motsvarande material av konventionell typ som kräver färre sammansättningsdelar vilket verktygskostnader och kortare tid från design till produktion. Materialet kan dessutom varieras beträffande betyder reducerade styvhet, elasticitet och styrka.

Uppfinningen är icke begränsad till den visade utföringsformen utan den kan varieras på olika sätt inom patentkravens ram.

Claims (11)

10 15 20 25 30 35 506 929 PATENTKRAV:

1. Konstruktionsmaterial i fordon, k ä n n e t e c k n a t a v att det innefattar åtminstone två plåtar (1, 2) av vilka åtminstone den ene är belagd med fibrer (5) på den sida som vetter mot den andra plåten alternativt på båda sidor genom elektrostatisk deposition, s.k flockning och att fibrerna (5) huvudsakligen består av metalliskt material.

2. Konstruktionsmaterial enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a t a v att fibrerna (5) utgöres av rostfritt stål, legeringar. aluminium eller annan metall eller

3. Konstruktionsmateral enligt något av kraven 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t a v att plåtarna (1,2) utgöres av samma material som fibrerna (5) eller av annat metalliskt material.

4. Konstruktionsmaterial enligt något av kraven 1-3, k ä n n e t e c k n a t a v att materialet i både plåtarna (1, 2) och fibrerna (5) utgöres av rostfritt stål och plåtarnas (1, 2) tjocklek ligger mellan 0,4-0,05 mm och fibrernas (5) längd är cirka 1-3 mm och deras tjocklek cirka 8-30 mikrometer.

5. Konstruktionsmaterial enligt något av kraven 1-3, k ä n n e t e c k n a t a v att då fibrerna (5) utgöres av aluminium deras längd är cirka 1-3 m och deras tjocklek cirka 30-50 mikrometer.

6. Konstruktionsmaterial enligt något av kraven 1-5, 506 929 10 15 20 25 10 a v att båda plåtarna (1, 2) är belagda med fibrer (5) på den sida som vetter mot den andra plåten. k ä n n e t e c k n a t

7. Konstruktionsmaterial enligt något av kraven 1-5, k ä n n e t e c k n a t a v att endast en plåt (2) är belagd med fibrer (5) medan den andra plåten (1) är försedd med ett tunt skikt av vidhäftningsmedel (3).

8. Konstruktionsmaterial enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t a v att det innefattar flera än två plåtar med mellanliggande flock.

9. Konstruktionsmaterial enligt något av kraven 1-7 ingående i huv, baklucka, tak (hard top), ljuddämpnings- plattor etc.

10. Konstruktionsmaterial enligt något av kraven 1-9, k ä n n e t e c k n a t a v att då materialet används i fordonets kupé, exempelvis som tak är det flockat även på den sida av laminatet som vetter inåt i fordonet.

11. Konstruktionsmaterial enligt krav 10, k ä n n e t e c k n a t a v att då plåtmaterialet utgöres av rostfritt stål den sida på taket som vetter utåt är ej lackerad utan slipad eller präglad i lämpligt mönster.