DE10342753B4

DE10342753B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Entdröhnen von schwingfähigen Bauteilen, wie Blechen, und Beschichtung hierzu

Info

Publication number: DE10342753B4
Application number: DE10342753A
Authority: DE
Inventors: Karlheinz Bildner; Ralf Dr. Dopheide; Christoph Dr. Freist; Zdislaw Dr. Kornacki; Marcus Simon; Josef Dr. Polak; Bernhard Koch
Original assignee: AKsys GmbH
Current assignee: Faist Chemtec GmbH
Priority date: 2003-02-21
Filing date: 2003-09-16
Publication date: 2007-08-16
Anticipated expiration: 2023-09-17
Also published as: DE10342753A1

Abstract

Verfahren zum Entdröhnen von schwingfähigen Bauteilen wie Blechen, durch Verbinden einer fließfähigen Entdröhnbeschichtung (5) mit dem Bauteil (1),
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen der Entdröhnbeschichtung (5) und dem schwingfähigen Bauteil (1) mindestens eine Zwischenschicht (2) aufgebracht wird, wobei
die mindestens eine Zwischenschicht (2) eine elastomere Haftvermittlerschicht ist, die im fließfähigen Zustand aufgebracht wird und die Relativbewegungen zwischen der Entdröhnbeschichtung (5) und dem schwingfähigen Bauteil (1) zulässt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entdröhnen von schwingfähigen Bauteilen wie Blechen nach den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 17. Desweiteren betrifft die Erfindung eine entsprechende Antidröhnbeschichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 8.
Derartige Verfahren, Vorrichtungen und Beschichtungen zum Entdröhnen von beispielsweise Automobilblechen sind bekannt, wobei zur Körperschalldämpfung dünner Bleche Folien aus viskoseelastischen Stoffen fest mit dem zu dämpfenden Bauteil verbunden werden. Beim Mitschwingen wird die Dämpfungsschicht durch Dehnungsbeanspruchung verformt. Aufgrund unterschiedlicher E-Module und Schichtdicken ergibt sich eine komplexe Biegesteifigkeit des Verbundsystems, für das sich ein Gesamtverlustfaktor abhängig von der Frequenz berechnen lässt. Die zu „entdröhnende" Frequenz ist oft die durch eine externe Quelle veranlasste Eigenfrequenz des zu entdröhnenden Bauteils, wobei der Gesamtverlustfaktor in erster Linie durch einen hohen Verlustfaktor der Dämpfungsschicht oder ein hohes E-Modul der Dämpfungsschicht verbessert werden kann.
Als auf dem schwingfähigen Bauteil aufzubringende Entdröhnbeschichtungen sind Antidröhnmassen auf Bitumenbasis, Epoxidharzmassen oder Kautschukmassen bekannt. Sie werden üblicherweise durch Spritzen oder Extrusion im fließfähigen Zustand aufgebracht. Bei Epoxidharzmassen und anderen thermisch oder chemisch härtenden Massen, wie z.B. mehrfunktionelle Acrylate enthaltenden Materialien, hat sich gezeigt, dass diese beim Aushärten das sie tragende Blech geringfügig verformen. Insbesondere bei hochglänzenden Oberflächen, wie sie bei heutigen Kraftfanrzeugkarosserien üblich sind, führt das dazu, das sich der Bereich des beispielsweise innenseitig auf ein Türblech aufgebrachten Antidröhnbelags aussenseitig auf der Tür durch Lichtreflexe abzeichnet, was bei heutigen Kraftfahrzeugen nicht hingenommen wird.
Das Problem der Verformung von dünnen Blechen durch eine durch Polymerisation aushärtende (Entdröhn-) Beschichtung wird beispielsweise in der US 5 712 317 erläutert. In dieser Druckschrift wird das Problem durch verformbare Microkugeln in der aushärtenden Masse gelöst, was allerdings recht kostspielig ist und die akustische Wirksamkeit solcher Massen unerwünscht verändern kann.
Entdröhbeschichtungen auf Bitumenbasis oder Kautschukbasis üben zwar im Regelfall keine so hohen Kräfte aus wie thermisch oder chemisch härtende Massen, so dass es auf dem sie tragenden Bauteil wie beispielsweise dünnen Blechen kaum zu Verformungen oder Abzeichnungen kommen kann. Jedoch hat sich gezeigt, dass bei besonders niedrigen Temperaturen die Haftung dieser Entdröhnbeschichtung auf dem Blech nicht mehr ausreichend ist.

Die Druckschrift EP 0 199 372 B1 beschreibt durch Spritzen auftragbare Antidröhnmassen, welche bei Temperaturen von etwa 140°C vernetzen und dadurch ausreichend hart werden.

Die deutsche Offenlegungsschrift DE 36 24 427 , die ein Isolationssystem zur Schallisolation von Trennwänden bei Kraftfahrzeugen betrifft, offenbart eine Masse-Feder-System zur Schallisolation, das mittels einer adhäsiven Beschichtung auf dem Bauteil haftend aufgebracht wird.

Neben der Verformung von Blechen sowie der Haftung am Blech müssen weitere Belastungsanforderungen insbesondere der Fahrzeugindustrie erfüllt werden, die die beschichteten Bauteile neben der Akustikprüfung auch mechanischen Tests unterzieht, wie beispielsweise einem Kälteschlagtest, einer Dornbiegung, einem Alterungstest oder einem Klimawechseltest. Es sollte ein Einsatz auch im Rohbau auf geölten Blechen möglich sein und KTL-Verträglichkeit bestehen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entdröhnen von schwingfähigen Bauteilen anzugeben, so dass ein derart hergestellter Verbundwerkstoff nicht nur die akustischen Anforderungen erfüllt, sondern auch Abzeichnungen auf den Blechen im Bereich der Antidröhnbeschichtung und ein Ablösen der Antidröhnbeschichtung insbesondere bei niedrigen Temperaturen vermieden werden. Auch soll die Entdröhnbeschichtung das schwingfähige Bauteil wenn möglich verstärken und die weiteren mechanischen Belastungsanforderungen erfüllen. Desweiteren soll eine diesen Zwecken dienende Antidröhnbeschichtung entwickelt werden.

Die vorliegenden Aufgaben werden durch die kennzeichnenden Merkmale der unabhängigen Patentansprüche 1, 8 und 17 erfüllt. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Erfindungsgemäß wird zwischen der Entdröhnbeschichtung und dem schwingfähigen Bauteil mindestens eine Zwischenschicht aufgebracht, die insbesondere aus einem elastomeren Material besteht.

Durch die Einbringung einer Zwischenschicht zwischen die Entdröhnbeschichtung und dem schwingfähigen Bauteil ergibt sich eine Funktionstrennung der Antidröhnbeschichtung. Indem nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung als Zwischenschicht eine elastomere Haftvermittlerschicht verwendet wird, die im fließfähigen Zustand auf das Bauteil aufbringbar ist, ergibt sich eine gute Haftung der Dämpfungsschicht (als Teil der Entdröhnungsbeschichtung) am Bauteil. Ein solches Material weist seine elastomeren Eigenschaften nach dem Phasenwechsel durch Erstarrung, Gelierung oder Poly- bzw. Copolymerisation auf. Diese Eigenschaften sind in einem Temperaturbereich von – 40°C bis 80°C wirksam.

Die Entdröhnbeschichtung, die sehr kostengünstig erzeugt werden kann, verhindert, dass unterschiedliche Ausdehnungen des Bauteils bzw. der Entdröhnbeschichtung zu Spannungen und damit zu Verformungen des Bauteils und damit beispielsweise zu Abzeichnungen auf dem Blech einer Automobilkarosserie oder zu einem Lösen der Antidröhnbeschichtung vom Blech bei niedrigen Temperaturen führt. Gleichermaßen kann als Entdröhnbeschichtung dank der Erfindung ein durch Polyreaktion aushärtendes Material verwendet werden, welches sich beim Aushärten in einem solchen Maße verformt, dass es ohne die Zwischenschicht zu einer Verformung des Bauteils wie beispielsweise eines dünnen Bleches kommen würde. Bei bituminösen Massen oder Kautschukmassen braucht man dank der Erfindung keine Rücksicht mehr auf die Kältehaftung der Massen nehmen, weil die Zwischenschicht als Haftvermittlerschicht die Entdröhnbeschichtung zuverlässig auf dem Bauteil hält.

In jedem Fall sorgt die Zwischenschicht dafür, dass Relativbewegungen zwischen der Entdröhnbeschichtung und dem Bauteil in der Zwischenschicht aufgenommen werden, so dass keine Scherkräfte entstehen, die zu einem Lösen der Entdröhnbeschichtung oder einer Blechverformung führen könnten. Dies gilt gleichermaßen auch für die Beschichtung eines schwingfähigen Drahtes oder Rohres.

Mit Vorteil wird die mindestens eine Entdröhnbeschichtung ebenfalls im fließfähigen Zustand nach oder gleichzeitig mit der mindestens einen Zwischenschicht aufgebracht. Dies kann beispielsweise durch Spritzen oder mittels Coextrusion erfolgen. Als Entdröhnbeschichtung oder als Zwischenschicht können dabei spritzbare oder extrudierbare Materialien verwendet werden, die beispielsweise nach der Galvanisierung einer Automobilkarosserie auf entsprechende Bauteile des Automobils mittels einer Coextrusionsdüse manuell oder (halb-) automatisch aufgebracht werden.

Wenn man Entdröhnbeschichtungen in Form von Folien auf ein Blech appliziert, dann benötigt man eine elastische Zwischenschicht, weil nur durch eine solche Zwischenschicht die Folien auf dem Blech angebracht werden können. Als Vorteil beim Aufbringen von Entdröhnbeschichtungen im fließfähigen Zustand durch Extrusion oder Spritzen hat man es bisher immer angesehen, dass man eine solche Zwischenschicht vermeiden konnte. Die vorliegende Erfindung zeigt jedoch, dass eine solche Zwischenschicht auch bei im fließfähigen Zustand aufgebrachten Entdröhnbeschichtungen Vorteile aufweist, die ihren Mehraufwand rechtfertigen.

Als Entdröhnbeschichtung kann eine Dämpfungsschicht, eine Versteifungsschicht oder eine Kombination aus Dämpfungsschicht und Versteifungsschicht verwendet werden. Je nach Anwendungsart, -ort und/oder -temperatur können unterschiedliche Entdröhnbeschichtungen verwendet werden, die aus einer oder einer Kombination von Dämpfungs- oder Versteifungsmaterialien bestehen. Beispielsweise kann sowohl die Dämpfungsschicht als auch die Versteifungsschicht oder die Zwischenschicht aus einem viskosen Kunststoff bestehen, der durch Polymerisation, Copolymerisation, Polykondensation oder Vernetzung (Crosslinking) aushärtet. Die Zwischenschicht sollte dabei mit der der Zwischenschicht zugewandten Schicht der Entdröhnbeschichtung kompatibel sein, da diese mittels der Zwischenschicht am Bauteil dauerhaft haftend verbunden wird. Unter „Kompatibilität" werden nachfolgend solche Kunststoffe oder Kunststoff/Metallkombinationen verstanden, die miteinander haftend verbunden werden können, beispielsweise miteinander polymerisieren oder vernetzen.

Mit Vorteil besteht die Zwischenschicht aus einem Kunststoffmaterial, das seine Eigenschaften durch thermisches oder chemisches Härten, insbesondere durch Erstarren, durch Polyreaktion oder durch Gelieren erhält. Die Zwischenschicht besteht dabei nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung aus einem auf Metall haftenden elastomeren Material, das Spannungen zwischen der Entdröhnbeschichtung und dem Bauteil, insbesondere auch bei Temperaturen unterhalb von etwa -5°C und oberhalb von etwa 35°C ausgleicht.

Zwischen der Zwischenschicht und der Entdröhnbeschichtung kann nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung eine Korrosionsschicht eingebracht werden, die ein korrosives Bauteil vor Korrosion schützt, sofern diese Aufgabe nicht bereits durch die Dämpfungsschicht, die Versteifungsschicht und/oder die Zwischenschicht wahrgenommen wird. Beispielsweise kann die Zwischenschicht mit einem pulverförmigen elektrisch leitfähigen Material versehen werden, das elektrisch leitend mit dem aus Metall bestehenden Bauteil in Verbindung steht, so dass die elektrisch leitfähige Zwischenschicht mit einer galvanisch koppelbaren Elektronensenke (Opferanode) verbunden werden kann, die ggf. auswechselbar ist und die das Bauteil vor Korrosion schützt.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung besteht die Entdröhnbeschichtung aus einer Dämpfungsschicht aus Styrol, die mittels einer Zwischenschicht aus EVA auf einem dünnen Blech aufgebracht wird. Nach einer weiteren Ausführungsform besteht die Entdröhnbeschichtung aus einer Versteifungsschicht aus einem Epoxidharz, das mittels einer Zwischenschicht aus Butyl auf dem Blech aufgebracht wird. Desweiteren hat sich gezeigt, dass eine Entdröhnbeschichtung aus einer Dämpfungsschicht aus Bitumen und einer Versteifungsschicht aus einem Epoxidharz besonders große Vorteile erzielt, da das schwingfähige Bauteil gedämpft und versteift wird. Die Zwischenschicht besteht dabei mit Vorteil aus Butyl.

Für die Zwischenschicht können desweiteren übliche Kleber und andere elastische Materialien verwendet werden, beispielsweise hochelastische thermoplastische sowie thermovernetzbare Butylmassen und Acrylate oder weiche PVC-Beschichtungen, wie bei spielsweise Nahtabdichtungen und Unterbodenschutzmassen, die in der Autoindustrie in der Regel verwendet werden. Auch zwei- und mehrkomponentige Systeme wie beispielsweise Acrylate mit Epoxidharzen, Bitumen mit doppelbindungshaltigen Kautschuken u.a., können als Zwischenschicht verwendet werden.

Desweiteren hat sich gezeigt, dass als Antidröhnbeschichtung eine durch Vernetzung aushärtbare Masse besondere Vorteile aufweist, da diese mittels der elastischen Zwischenschicht auch auf sehr dünnwandige Bleche aufgebracht werden kann. Als Entdröhnbeschichtung kann beispielsweise eine Epoxidharzmasse verwendet werden, die durch die Zwischenschicht auch die akustischen Eigenschaften der Antidröhnbeschichtung im Vergleich zu einer Beschichtung ohne Zwischenschicht verbessert.

Auch bei der Auswahl herkömmlicher Mischungen auf Bitumenbasis kann für die Entdröhnbeschichtung eine kostengünstige Bitumenmasse verwendet werden, da aufgrund der elastischen Zwischenschicht weniger Rücksicht auf die Kältehaftung der Bitumenmasse genommen werden muß. Genau wie bei der Expoxidharzmasse verbessert die Zwischenschicht auch hier die akustische Wirksamkeit der gesamten Antidröhnbeschichtung.

Gleiches gilt bei der Verwendung einer kautschukbasierenden Masse als Dämpfungsschicht.

Für die Entdröhnung von Blechen im Fahrzeugbau hat es sich als optimal erwiesen, wenn die Entdröhnbeschichtung eine Schichtstärke von etwa 0,5 bis 10 mm insbesondere 1 bis 4 mm und die Zwischenschicht eine Schichtstärke von 0,1 bis 1,2 mm aufweist. Im Falle der Verwendung einer aus Versteifungsschicht und Dämpfungsschicht bestehenden Entdröhnbeschichtung hat die Versteifungsschicht mit Vorteil eine Schichtstärke von etwa 0,1 bis 2,5 mm und die Dämpfungsschicht eine Schichtstärke von etwa 0,3 bis 8 mm. Die Gesamtstärke der Entdröhnbeschichtung, bestehend aus Zwischenschicht und Entdröhnbeschichtung liegt mit Vorteil bei etwa 1 bis 3 mm. Das Flächengewicht einer solchen Beschichtung liegt in der Regel zwischen etwa 2 kg/m² und 4 kg/m².

Bei „Kompatibilität" der Zwischenschicht mit der der Zwischenschicht zugewandten Schicht der Entdröhnbeschichtung kann diese zusammen mit der Zwischenschicht mittels Spritzen oder (Co-) Extrusion in einem Arbeitsgang oder lediglich zwei Arbeitsgängen aufgebracht werden. Ein solches Aufbringen mittels Coextrusion ist sowohl bei Kunstharzmassen als auch bei Bitumen- oder Kautschukmassen möglich, wobei letztere Materialien auch als Granulat über einen Extruder zugeführt werden können.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Entdröhnen von schwingfähigen Bauteilen weist dabei mit Vorteil eine Extrusionsdüse auf, mittels derer die Entdröhnbeschichtung aus Kunststoff auf dem Bauteil aufgebracht werden kann. Die Extrusionsdüse kann dabei neben der Entdröhnbeschichtung auch die mindestens eine Zwischenschicht auf dem schwingfähigen Bauteil aufbringen.

Falls eine Coextrusionsdüse verwendet wird, kann die Entdröhnbeschichtung gleichzeitig mit der Zwischenschicht aufgebracht werden, wobei die Coextrusionsdüse mit Vorteil gleichzeitig von mindestens zwei Dosiervorrichtungen gespeist wird, die die für die entsprechenden Schichten verwendbaren Materialien dosieren, mischen und schmelzen, wobei die Materialien erst kurz vor oder kurz nach dem Verlassen der Düsenmündung miteinander verbunden werden und wobei die mit der Entdröhnbeschichtung versehene Zwischenschicht im Anschluss daran auf dem Bauteil aufgebracht wird.

Nach einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Coextrusionsdüse gleichzeitig von mindestens zwei Extrudern gespeist, die die für die entsprechenden Schichten verwendbaren thermoplastischen Materialien dosieren und schmelzen, wobei mit Vorteil Kunststoffgranulat aus zentralen Vorratsbehältern den Extrudern automatisch zugeführt werden, so dass diese ununterbrochen mit thermoplastischem Material versorgt werden.

Einige bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
1 einen erfindungsgemäßen Schichtaufbau mit doppelschichtiger Entdröhnbeschichtung,
2 einen erfindungsgemäßen Schichtaufbau mit einschichtiger Entdröhnbeschichtung,
3 einen erfindungsgemäßen Schichtaufbau mit einer anderen einschichtigen Entdröhnbeschichtung,
4 ein Diagramm, das den akustischen Verlustfaktor eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren beschichteten Bleches in Abhängigkeit von der Temperatur wiedergibt,
5 ein der 4 entsprechendes Diagramm für die Ausführungsform der Erfindung nach 2,
6 ein der 4 entsprechendes Diagramm für die Ausführungsform der Erfindung nach 3,
7 ein der 4 entsprechendes Diagramm für die Ausführungsform der Erfindung nach 1,
8 die schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Aufbringung der Antidröhnbeschichtung.
Die 1 bis 3 zeigen drei vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung mit unterschiedlichen Entdröhnbeschichtungen 5, die auf einem Bauteil 1, beispielsweise einem dünnen Blech, aufgebracht werden. Zwischen der Entdröhnbeschichtung 5 und dem Bauteil 1 befindet sich eine Zwischenschicht 2 aus insbesondere elastomerischen Material, die die Entdröhnbeschichtung 5 zumindest teilweise mechanisch und akustisch vom Bauteil 1 entkoppelt.
1 zeigt dabei eine aus Dämpfungsschicht 3 und Versteifungsschicht 4 bestehende Entdröhnbeschichtung 5.
2 zeigt eine lediglich aus einer Dämpfungsschicht 3 bestehende Entdröhnbeschichtung 5, während
3 eine aus einer Versteifungsschicht 4 und der Zwischenschicht 2 bestehende Entdröhnbeschichtung 5 zeigt, bei der die Versteifungsschicht 4 durch die erheblich dickere Zwischenschicht 2 mit dem Bauteil 1 verbunden ist. Die Zwischenschicht 2 übt dabei auch eine Kleber- also Verbindungswirkung aus.
Insofern zeigt 3 eine spezielle Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der die Zwischenschicht 2 haftvermittelnde und mit der Versteifungsschicht 4 zusammen auch akustisch entkoppelnde bzw. dämpfende Aufgaben wahrnimmt. Das Bauteil 1 wird derart mit der Versteifungsschicht 4 verbunden, dass die Schwingfähigkeit des Bauteils 1 stark reduziert wird, indem eine von der Eigenfrequenz des Bauteils 1 abweichende Eigenfrequenz für die Versteifungsschicht 4 gewählt wird.
Als Materialien für die einzelnen Schichten eignet sich die in Tabelle 1 angegebenen thermoplastischen, reaktiven oder durch zwei Komponenten chemisch vernetzende Kunststoffmaterialien.
Tabelle 1 Spritzbare Mehrschichtmassen und entsprechende Materialkombinationen
Als bevorzugte Auftragstechnik für spritzbare Mehrschichtmassen eignet sich das Coextrusionsverfahren. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die unterschiedlichen Schichten der Antidröhnbeschichtung nach einer bevorzugten Ausgestaltung mittels eines Coextrusionsverfahrens aufgebracht. Dieses Verfahren eignet sich zur vollautomatischen Applikation der viskosen mehrschichtigen Akustikmasse auf Fahrzeuge oder entsprechende Fahrzeugkomponenten. Dadurch wird eine hochwertige Fahrzeugdämpfung erreicht, die auch die mechanischen Belastungsanforderungen erfüllt.
Zur Durchführung dieses Verfahrens wird eine Coextrusionsdüse eingesetzt, die sowohl nach dem Prinzip der „Innenmischung" als auch nach dem Prinzip der „Aussenmischung" aufgebaut werden kann. Bei der Innenmischung werden die Materialschichten mit einem Ummantelungsadapter zusammengeführt, so dass Lufteinschluss zwischen den Materialschichten minimiert wird. Bei der Aussenmischung werden die Materialschichten in der Düse zusammengefügt, ebenfalls ohne merkliche Lufteinschlüsse. Die entsprechenden Prozessparameter wie Materialmenge, Mischungsverhältnis und Ausstoßmenge entscheiden dann über die Festlegung des anzuwendenden Mischverfahrens.
Acht bevorzugte Materialien für die Zwischenschicht, Dämpfungsschicht und Versteifungsschicht sowie zugehörige Auftragstechniken nach der vorliegenden Erfindung werden in Tabelle 2 wiedergegeben:
Tabelle 2 Beispiele für „kompatible" Materialien für die einzelnen Schichten der Entdröhnbeschichtung sowie der Zwischenschicht einschließlich zugehöriger Auftragstechnik
4 zeigt als mit Dreiecken gekennzeichnete Kurve die Antidröhnwirkung einer Beschichtung mit einer Epoxidharzmasse als Material für die Dämpfungsschicht, die auf einer dünnen elastomerischen Zwischenschicht aus PVC aufgebracht wurde. Das Flächengewicht der Epoxidharzmasse betrug dabei 3,0 kg/m², das der Zwischenschicht betrug 0,3 kg/m². Die mit Rauten gekennzeichnete Kurve gibt die Sollwerte wieder, welche von der Automobilindustrie gefordert werden. Man erkennt, dass die Kurve für die erfindungsgemäße Beschichtung bei etwa -20°C und +60°C auf der Sollkurve liegt, ab etwa 0°C bis 60°C verläuft sie jedoch oberhalb der Sollkurve und hat im Bereich von etwa zwischen 20°C und 40°C einen deutlichen Abstand von der Sollkurve. Bei dem Bereich zwischen etwa 10°C und 40°C handelt es sich um den Temperaturbereich für den Fahrzeuginnenraum zugewandte Bleche, beispielsweise Türbleche oder Dachbleche. Durch die Erfindung lässt sich somit die Akustik in einem Fahrzeug deutlich verbessern.
Die mit Quadraten gekennzeichnete Kurve (ohne Zwischenschicht) verläuft bis über 30°C wesentlich unterhalb der Sollkurve und überragt diese erst bei etwa 40°C durch eine Spitze. Die Entdröhnbeschichtung ohne Zwischenschicht ist somit erst bei höheren Temperaturen besser als die erfindungsgemäße Beschichtung bei Verwendung einer einschichtigen Epoxidharzmasse als Dämpfungsschicht 3. Sie kann daher beispielsweise für den Motorenraum verwendet werden, ist jedoch bei Blechen für den Fahrzeuginnenraum eher ungeeignet.
5 zeigt die Entdröhnwirkung einer der 4 ähnlichen Beschichtung mit einer Zwischenschicht aus EVA und einer Dämpfungsschicht aus Styrol. 4 und 5 entsprechen dabei einem Schichtaufbau nach 2, wobei hier als Zwischenschicht besonders bevorzugt EVA oder Butyl und als Dämpfungsschicht besonders bevorzugt Bitumen, Styrol oder eine Epoxidharzmasse zum Einsatz kommen. Dieser Schichtaufbau hat eine Dicke von 1,7 mm bei einem Flächengewicht von 2,4 kg/m².
6 betrifft einen Aufbau nach 3 mit relativ „dicker" Zwischenschicht 2 und Versteifungsschicht 4. Aus 6 ergibt sich eine gegenüber den vorherigen Dämpfungskurven erheblich verbesserte Entdröhnwirkung der mittels der Zwischenschicht 2 am Bauteil 1 aufgebrachten Versteifungsschicht 4. Der Verlustfaktor liegt über dem gesamten Temperaturbereich von etwa -20°C bis +60°C über der Sollwertkurve aus 4, wobei hier als Zwischenschicht 2 Butyl- und als Versteifungsschicht 4 mit Vorteil Epoxidharzmasse zum Einsatz kommt. Weitere vorteilhafte Materialien für die Zwischenschicht 2 sind Bitumen oder Kautschuk sowie Acrylat für die Versteifungsschicht 4. Die Gesamtdicke dieses Schichtaufbaus beträgt 2,0 mm, während das Flächengewicht 3,1 kg/m² betrug.
7 zeigt eine insbesondere im oberen Temperaturverlauf ab etwa 10°C gegenüber 5 verbesserte Entdröhnwirkung eines Schichtaufbaus nach 1, wobei die Entdröhnbeschichtung 5 aus Dämpfungsschicht 3 und Versteifungsschicht 4 besteht. Als besonders bevorzugte Materialien kommen für die Zwischenschicht 2 Butyl, für die Dämpfungsschicht 3 Bitumen und für die Versteifungsschicht 4 Epoxidharzmasse zum Einsatz. Die Gesamtschichtstärke dieses Aufbaus beträgt 1,6 mm bei einem Flächengewicht von 2,58 kg/m². Aus 7 ist ersichtlich, dass ein dreischichtiger Aufbau der Antidröhnbeschichtung aus Zwischenschicht 2, Dämpfungsschicht 3 und Versteifungsschicht 4 etwa gleich gute akustische Dämpfungseigenschaften aufweist wie ein Aufbau nach 3 bei 40% reduzierter Dicke und etwa 17% reduziertem Flächengewicht sowie bei etwa gleichem Flächengewicht und etwa gleicher Schichtdicke wie bei einem Schichtaufbau nach 2 weitaus verbesserten akustischen Dämpfungswerten.
8 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Aufbringung der Entdröhnbeschichtung 5 mit Zwischenschicht 2 auf ein Bauteil 1. Zum vollautomatischen Einsatz wird mit Vorteil eine Coextrusionsdüse 6 an einem Roboter installiert (nicht dargestellt) und mit flexiblen Materialversorgungsleitungen an Dosiersysteme wie beispielsweise zwei Extruder 7a und 7b angeschlossen. Die Dosiersysteme müssen separat ansteuerbar sein, sowohl im Druckmodus als auch im Volumenmodus, um einen definierten Materialschichtaufbau in der Coextrusionsdüse zu erreichen. Die entsprechenden für die Beschichtung verwendeten Materialien können dabei in Granulatform in einem zentralen Materialcontainer (nicht dargestellt) vorgehalten werden und über Versorgungsleitungen beispielsweise via Druckluft und entsprechenden Ventilen den einzelnen Abnahme punkten des Dämpfungsstoffauftrags, d.h. den Extrudern 7a und 7b in der Produktionslinie zugeführt werden. Bei thermoplastischen Materialien werden diese mittels der Extruder zur Applikation aufgeschmolzen und auf Pumpviskosität gebracht und dem Dosiersystem mit der Coextrusionsdüse 6 als pastöse Akustikmasse zugeführt. Mit Vorteil wird die Zusammenführung der einzelnen Schichten erst kurz vor oder kurz nach der Düsenmündung 8 erfolgen, um einen definierten Materialzusammenfluss und eine definierte Schichtstärke der Antidröhnbeschichtung zu erreichen.
In der Zeit, in dem beispielsweise ein Fahrzeug von einer Station zur nächsten Station weitergeführt wird, verfährt der Roboter mit den Extrudern 7a, 7b unter die Granulatzuführleitung und es wird neues Granulat beispielsweise über ein Trichtersystem aufgenommen. Durch dieses Verfahren wird der Arbeitsgang des Fasswechsels an jeder Dämmstoffauftragsstation eingespart sowie die Instandhaltungskosten der Anlage drastisch gesenkt, da die Heizschläuche, die die Roboter und die Versorgungsanlage verbinden, entfallen können.

Claims

Verfahren zum Entdröhnen von schwingfähigen Bauteilen wie Blechen, durch Verbinden einer fließfähigen Entdröhnbeschichtung (5) mit dem Bauteil (1), dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Entdröhnbeschichtung (5) und dem schwingfähigen Bauteil (1) mindestens eine Zwischenschicht (2) aufgebracht wird, wobei die mindestens eine Zwischenschicht (2) eine elastomere Haftvermittlerschicht ist, die im fließfähigen Zustand aufgebracht wird und die Relativbewegungen zwischen der Entdröhnbeschichtung (5) und dem schwingfähigen Bauteil (1) zulässt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Entdröhnbeschichtung (5) im fliessfähigen Zustand nach oder zusammen mit der mindestens einen Zwischenschicht (2) aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Entdröhnbeschichtung (5) und/oder die Zwischenschicht (2) durch Spritzen auf das Bauteil (1) aufgebracht werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Entdröhnbeschichtung (5) und/oder die Zwischenschicht (2) durch Coextrusion auf das Bauteil (1) aufgebracht werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Entdröhnbeschichtung (5) eine Dämpfungsschicht (3) und/oder eine Versteifungsschicht (4) verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Dämpfungsschicht (3) und/oder als Versteifungsschicht (4) und/oder als Zwischenschicht (2) ein viskoser Kunststoff verwendet wird, der durch Polymerisation, Copolymerisation, Polykondensation oder Vernetzung (Crosslinking) härtet.
Antidröhnbeschichtung zum Entdröhnen von schwingfähigen Bauteilen wie Blechen, mit einer Entdröhnbeschichtung (5), die mit dem Bauteil (1) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen der Entdröhnbeschichtung (5) und dem schwingfähigen Bauteil (1) mindestens eine Zwischenschicht (2) befindet, wobei die Zwischenschicht (2) aus einem im fließfähigen Zustand aufbringbaren Material besteht, das derart zu der Entdröhnbeschichtung (5) und dem Bauteil (1) kompatibel ist, dass es sich mit diesen dauerhaft haftend verbindet.
Beschichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (2) aus einem Kunststoffmaterial besteht, das seine Eigenschaften durch thermisches und/oder chemisches Härten, insbesondere durch Erstarren, Polyreaktion oder Gelieren erhält.
Beschichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (2) aus einem auf Metall haftenden elastomeren Material besteht, das Spannungen zwischen der Entdröhnbeschichtung (5) und dem Bauteil (1) insbesondere auch bei Temperaturen unterhalb von etwa -5°C und oberhalb von etwa 35°C ausgleicht.
Beschichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Entdröhnbeschichtung (5) aus einer Dämpfungsschicht (3) oder einer Versteifungsschicht (4) oder aus einer Dämpfungsschicht (3) und Versteifungsschicht (4) besteht.
Beschichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Entdröhnbeschichtung (5) aus einer Dämpfungsschicht (3) aus Styrol besteht, während die Zwischenschicht (2) aus EVA besteht.
Beschichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Entdröhnbeschichtung (5) aus einer Versteifungsschicht (4) aus einem Epoxidharz besteht, während die Zwischenschicht (2) aus Butyl besteht.
Beschichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Entdröhnbeschichtung (5) aus einer Dämpfungsschicht (3) aus Bitumen und einer Versteifungsschicht (4) aus einem Epoxidharz besteht, während die Zwischenschicht (2) aus Butyl besteht.
Beschichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Entdröhnbeschichtung (5) eine Schichtstärke von etwa 0,5 bis 10 mm, insbesondere 1,0 bis 4,0 mm und die Zwischenschicht (2) eine Schichtstärke von etwa 0,1 bis 1,2 mm hat.
Vorrichtung zum Entdröhnen von schwingfähigen Bauteilen wie Blechen, wobei eine Extrusionsdüse eine Entdröhnbeschichtung (5) aus Kunststoff auf dem Bauteil (1) aufbringt, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Extrusionsdüse neben der Entdröhnbeschichtung (5) mindestens eine Zwischenschicht (2) auf dem schwingfähigen Bauteil (1) aufgebracht wird, wobei die Zwischenschicht (2) aus einem im fließfähigen Zustand aufbringbaren Material besteht, das derart zu der Entdröhnbeschichtung (5) und dem Bauteil (1) kompatibel ist, dass es sich mit diesen dauerhaft haftend verbindet.
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Koextrusionsdüse (6) die Entdröhnbeschichtung (5) zusammen mit der Zwischenschicht (2) aufbringt, wobei die Koextrusionsdüse (6) gleichzeitig von mindestens zwei Dosiervorrichtungen gespeist wird, die die für die entsprechenden Schichten verwendbaren Materialien dosieren, mischen und/oder schmelzen, dass die Materialien erst kurz vor oder nach dem Verlassen der Düsenmündung (8) miteinander verbunden werden, und dass dann die mit der Entdröhnbeschichtung (5) versehene Zwischenschicht (2) auf dem Bauteil (1) aufbringbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Koextrusionsdüse (6) gleichzeitig von mindestens zwei Extrudern (7a, 7b) gespeist wird, die die für die entsprechenden Schichten verwendbaren thermoplastischen Materialien dosieren und schmelzen, und dass die Extruder (7a, 7b) mit Kunststoffgranulat aus zentralen Vorratsbehältern versorgbar sind.