DE3151296A1

DE3151296A1 - Verfahren zum herstellen einer raeumlich bleibend geformten schalldaempf-verbundmatte und danach hergestellte schalldaempf-verbundmatte

Info

Publication number: DE3151296A1
Application number: DE19813151296
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl.-Ing. Dr. 7440 Nürtingen Greiner; Wolfgang 7440 Nürtingen-Reudern Guyot; Günther 7440 Nürtingen-Neckarhausen Walz
Original assignee: Greiner & Soehne C A
Current assignee: Greiner & Soehne C A
Priority date: 1981-12-24
Filing date: 1981-12-24
Publication date: 1983-07-14

Description

Verfahren zum Herstellen einer räumlich bleibend geformten
Schalldämpf-Verbundmatte und danach hergestellte Schalldämpf Verbundmatte Die Erfindungbefaßt sich mit einem Verfahren zum Herstellen einer räumlich bleibend geformten Schalldämpf-Verbundmatte aus mindestens einer die Schalldämpfung bewirkenden Polyurethan(PU)-weichschaummatte und einer die Formstabilität bewirkenden PU-Hartschaumschicht. Sie hat ferner eine nach diesem Verfahren hergestellte Schalldämpf-Verbundmatte zum Gegenstand.
Derartige Schalldämpf-Verbundmatten werden bspw. bei der Innenauskleidung von Kraftfahrzeugen verwendet und müssen hierbei eng an die durch die Innenwand der Karosserie vorgegebene räumliche Form angepaßt sein. In vielen Fällen, bspw.
zum Auskleiden der Motorhaube, müssen sie ferner thermisch stabil sein, d.h. sie dürfen ihre räumliche Form auch bei den hier auftretenden höheren Temperaturen nicht verlieren.
Es ist bekannt, Faservliese in der vorgesehenen räumlichen Form zu fixieren. Faservliese sind jedoch verhältnismäßig schwer und weisen in den hinsichtlich der Schalldämpfung kritischen Bereichen mangelhafte Dämpfungseigenschaften auf.
Raumgewicht und Dämpfungseigenschaften legen die Verwendung von Weichschaumstoff nahe. Es ist bekannt (DE-GIVI 79 11 356), Schall- und/oder Wärmeisolationsbauteile in Sandwichbauweise aus einer vorgeformten, steifen Trägerplatte und mit dieser verbundenen Weichschaumplatten herzustellen Das getrennte Herstellen der steifen Trägerplatte und der Weichschaumplatten und ihre Verbindung erfordert jedoch mehrere ArbeStsgänge und ist demgemäß teuer.
Es ist ferner bekannt (DR-PS 124 368), eichschaummatten die erforderliche stabile räumliche Form durch ebene Wellpappeplatten zu geben, die mit den Weichschaummatten verbunden und in einer Presse in die erforderliche räumliche Form gedrückt werden Dawjedoch durch das Pressen der Wellpappeplatten in räumliche Form deren Struktur zerstört wird und sie ihre Steifigkeit in den zerstörten Strukturbereichen verlieren, wurde vorgeschlagen, mindestens diese Bereiche der Wellpappeplatten mit Polyurethan-Elastomerlösung zu imprägnieren. Beim Aufschäumen und Polymerisieren dieser Elastomerlösung sollen beim Pressen der Weilpappeplatte in dieser entstandene Risse und Falten ausgefüllt, die Steifigkeit der zerstörten Strukturbereiche der Wellpappeplatte wieder hergestellt und gleichzeitig eine Haftverbindung zwischen der Wellpappeplatte und der Weichschaummatte erzielt werden. Die Wellpappeplatte kann jedoch im fertigen Bauteil durch äußere Einflüsse (Druck, Knickung) sehr leicht beschädigt werden, wodurch dieses Bauteil seine Steifigkeit irreparabel verliert.
Es ist ferner bekannt (DE-OS 29 27 360), eine Schaumstoff-Platte auf beiden Seiten mittels polymerisierbarer Polyurethan-Elastomere mit Verstärkungs- und Versteifungsfolien zu kaschieren. Dies hat jedoch den Nachteil, daß die Dämpfungseigenschaften der Schaumstoffplatte durch das beidseitige Abdecken mit der Folie, die bei ihrer Zweck- bestimmung des Versteifens nicht dünn sein kann, nachteilig beeinflußt wird.
Der Erfindung war demgemäß die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zum Herstellern einer räumlich bleibend geformten Schalldämpf-Verbundmatte anzugeben, das in der Ausführung einfach und hinsichtlich der verwendeten Bestandteile kostengünstig ist sowie zu einem Produkt mit guter Formstabilität auch bei thermischer Belastung und guten Dämpfungseigenschaften führt.
Diese Aufgabe wird durch das im Kennzeichen des Hauptanspruches beschriebene Verfahren gelöst-. Durch das Aufbringen der Hartschaum-Elastomerlösung auf die vor der Verformung ebene und waagrecht liegende Weichschaummatte kann eine sehr gleichmäßige Schichtdicke der Hartschaumschicht erzielt werden.
Durch das Aufschäumen und Polymerisieren des Hartschaum-Elastomers in der vorgesehenen räumlichen Form bildet sich diese Hartsc-haumschicht bereits in dieser Form und muß nicht nachträglich entsprechend verformt werden. Sie behält daher diese räumliche Form mit großer Steifigkeit und Elastizität unter mechanischer und/oder thermischer Belastung bei. Das Erzeugen der Hartschaumschicht unmittelbar zwischen den Weichschaummatten bewirkt eine sehr innige Verbindung zwischen der Hartschaumschicht und den Weichschaummatten.
Das Abdecken de mit der Hartschaum-Elastomermischung beschichteten Weichschaummatte auf der beschichteten Seite mit einer weiteren Weichschaummatte ist besonders dann vorteilhaft, wenn gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung in Anspruch 3 die beschichtete Weichschaummatte mittels einer Stempel und Matritze aufweisenden Presse in die vorgesehene räumliche Form gebracht wird. Hierdurch kann die Schalldämpf-Verbundmatte beim Aufschäumen und Polymerisieren des Hartschaum-Elastomergemisches sehr sicher auch in komplizierte räumliche Form gebracht und in ihr gehalten werden und die Hartschaumschicht kann beim Aufschäumen unter Druck der Presse gehalten werden, so daß ihre Dichte und damit ihre Steifigkeit erhöht und eine besonders innige Verbindung zwischen dieser Hartschaumschicht und den Weichschaummatten erzielt wird.
Durch das Einlegen eines flächigen Textilmaterials in die noch flüssige Hartschaum-Elastomerschicht gemäß Anspruch 2 wird dieses Textilmaterial mit eingeschäumt und dadurch sehr innig in die Verbundmatte eingebunden.
Es genügt, wenn nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung gemäß Anspruch 4 die beschichteten Weichschaummatten nur so lange in der vorgesehenen räumlichen Form gehalten werden, bis die Hartschaumschicht selbst eine die Verbundmatte in dieser vorgesehenen räumlichen Form haltende, ausreichende Steifigkeit erreicht hat. Das völlige Aushärten der Hartschaumschicht kann außerhalb der Formvorrichtung erfolgen. Dadurch wird die Taktzeit der Formgebung erheblich verkürzt und der Durchsatz durch die für das erfindungsgemäße Verfahren erforderlichen Vorrichtungen erheblich erhöht.
Die Taktzeit der Formgebung kann durch die Wahl der Mischungskomponenten des Hartschaum-Elastomers und deren Mischungsverhältnis in weiten Grenzen beeinflußt werden. Diese Technik ist den einschlägigen Fachleuten bekannt und daher hier nicht näher erläutert. Eine weitere Möglichkeit zur Beeinflussung der Taktzeit ist gemäß einem anderen Vorschlag der Erfindung in anspruch 5 dadurch gegeben, daß das Aufschäumen und Polymerisieren des Hartschaum-Elastomers durch Wärmeeinwirkung beschleunigt wird. Zu diesem Zweck können Stempel und/oder Matritze der Formvorrichtung beheizt sein.
Das Verfahren kann gemäß Anspruch 6 diskontinuierlich oder gemäß Anspruch 7 bis zu einem gewissen Ausmaß kontinuierlich ausgeführt werden.
Für das Aufbringen der Hartschaum-Elastomerschicht hat sich gemäß Anspruch 8 der Auftrag mittels Sprühdüse, der die Komponenten des Elastomergemisches getrennt zugeführt werden und die diese Komponenten mischt und gemischt versprüht, besonders bewährt.
Um einen gleichmäßigen Auftrag über die gesamte zu beschichtende Fläche zu erzielen, ist erfindungsgemäß nach Anspruch 10 vorgesehen, Sprühdüse und Weichschaummatte relativ zueinander zu bewegen. Um hierbei flächendeckendes Besprühen zu erreichen, können Sprühdüse oder/und Weichschaummatte in zwei im:wesentlichen zueinander senkrechten Richtungen beweglich sein oder die Sprühdüse ist in einer ersten und die Weichschaummatte in einer dazu im wesentlichen senkrechten Richtung beweglich.
Wenn die Schalldämpf -Ve rbundmatt e Bere-iche mit erhöhter Steifigkeit bspw. in Randzonen oder an zur Befestigung vorgesehenen Stellen aufweisen soll, kann die Dicke der aufgetragenen Hartschaumschicht an diesen Stellen durch stärkeren Auftrag von Hartschaum-Elastomergemisch erhöht werden. Die Erfindung schlägt hierfür die in den Ansprüchen 9 bzw. 11 genannten Verfahrens schritte vor.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Schalldämpf-Verbundmatte weist den Vorteil auf, daß man in der Wahl der Weichschaummatten keinen Einschränkungen unterliegt und die Außenseiten dieser Weachschaummatten frei liegen und ihre Dämpfungseigenschaften unbehindert zur Wirkung bringen können. Dagegen liegt die Hartschaumschicht und das möglicherweise eingelegte flächige Textilmaterial im Innern der Schalldämpf-Verbundmatte und ist somit gegen schädliche Einwirkungen gut geschützt.
Die weitere Weichschaummatte hat außer dem beim Herstellverfahren erwähnten Vorteil der Abdeckung der Hartschaumschicht gegen den Stempel der Presse die weiteren Vorteile, daß sie ein Anliegen der Hartscaumschicht gegen eine harte Unterlage vermeidet und damit sowohl ein Klappern oder Dröhnen verhindert als auch beim Anpassen der Schalldämpf-Verbunamatte an die Unterlage kleinere Formabweichungen ausgleicht.
In den Figuren der Zeichnung sind die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens und das mit dem Verfahren hergestellte Erzeugnis schematisch in zwei Beispielen dargestellt. Es zeigen Fig. 1 bis 4 die aufeinanderfolgenden Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer ersten Form, Fig. 5 die Schritte eines abgewandelten erfindungsgemäßen Verfahrens nebeneinander.
Gemäß Fig. 1 liegt eine Weichschaumplatte 1 auf einer ebenen Unterlage 2 und wird mittels einer Sprühdüse 3 mit Hartschaum-Elastomer besprüht. Das Elastomer wird der Sprühdüse 3 aus einem Vorratsbehälter 4 über flexible Schläuche 5 zugeführt. Die Sprühdüse 3 wird durch nicht näher dargestellte Antriebsmittel gleichmäßig quer und längs über die Weichschaumplatte 1 geführt, so daß das Hartschaum-Elastomer auf der Weichschaumplatte 1 eine gleichmäßige Schicht 6 bildet. Die Dicke der Schicht 6 kann durch die Zufuhr von Elastomergemisch und/oder durch die Längs- und Quergeschwindigkeit der Sprüh düse 3 gewählt und gegebenenfalls in begrenzten Bereichen erhöht oder vermindert werden.
In die noch flüssige Hartschaum-Elastomerschicht kann ein flächiges Textilmaterial 17 eingelegt werden, das die sich bildende Hartschaumschicht verstärkt. Das Textilmaterial soll für das flüssige Elastomergemisch durchlässig sein, so daß es sich gut in diese Schicht einbettet und die Elastomerschicht nicht gegen die abdeckende zweite Weichschaumplatte abdichtet.
Nach dem Aufbringen der Hartschaum-Elastomerschicht und dem eventuellen Einlegen eines flächigen Textilmaterials 17 wird gemäß Fig. 2 eine weitere Heichschaumplatte 7 aufgelegt.
Unmittelbar anschließend wird die so hergestellte Verbundplatte in eine Formvorrichtung in Form einer Presse eingelegt, die gemäß Fig. 3 eine Matritze 8 und einen Stempel 9 derjenigen räumlichen Form aufweist, die die Schalldämpf-Verbundmatte erhalten soll. Die Presse wird dann geschlossen und während des nun einsetzenden Aufschäumens und Polymerisierens des Hartschaum-Elastomers geschlossen gehalten. Das Aufschäumen und Polymerisieren kann dadurch beschleunigt werden, daß die Matritze 8 und/oder der Stempel in nicht näher dargestellter Weise elektrisch oder mittels konvektiver Wärmeübertragungsmedien aufgeheizt werden. Die Verbundmatte verbleibt so lange in der geschlossenen Presse, bis die Hartschaumschicht 6 so weit aufgeschäumt und polymerisiert ist, daß sie ausreichende Steifigkeit besitzt, um die Verbundmatte auch nach dem Entnehmen aus der Presse in'der vorgesehenen räumlichen Form zu halten. Dazu ist es nicht erforderlich, daß das Elastomer völlig polymerisiert. Vielmehr kann die vollständige Polymerisation anschließend außerhalb der Presse erfolgen, um die Presse für den Formvorgang an der nächsten Verbundmatte rasch frei zu machen.
Zum völligen Aushärten der Hartschaumschicht 6 kann die Verbundmatte gemäß Fig. 4 auf ein Formbett 10 gelegt werden, das die vorgesehene räumliche Form der Verbundmatte aufweist und ein Verdrücken der Verbundmatte beim Ubereinanderstapeln weiterer Verbundmatten (in Fig. 4 gestrichelt dargestellt) verhindert.
In der Ausführungsform des Verfahrens gemäß Fig. 5 wird die erste Weichschaummatte als quasiendlose bahn 1 von einer Rolle 11 abgezogen und auf dem Tisch 2 mittels der Sprühdüse 3 mit Hartschaum-Elastomer beschichtet. Auch hier kann auf nicht näher dargestellte Art wahlweise eine vorteilhafterweise von einer holle aus zugeführte, quasiendlose Bahn eines flächigen Textilmaterials in die noch flüssige Schicht von Hartschaum-Elastomergemisch eingelegt werden. Die zweite Weichschaummatte wird ebenfalls als quasiendlose Bahn 7' von einer Rolle 12 zugeführt.
Die so gebildete quasiendlose Verbundmatte wird mittels eines antreibbaren Förderwalzenpaares 13 zwischen die Matritze 8 und den Stempel 9 einer Presse 14 geschoben, die beim Wiedergehen des Stempels 9 mittels Schneidkanten 15 an der Platritze 8 und am Stempel 9 von der zugeführten quasiendlosen Verbundbahn ein Stück in der vorgesehenen Abmessung und /oder Umrißform abstanzt. Dabei kann ein Stanzrest 16 bleiben. Die weitere Behandlung dieses Verbundmattenstückes entspricht der oben beschriebenen.
Als geeignetes flächiges Textilmaterial kommen Gewebe, Gewirke, oder Gestricke aus Fäden, Filamenten, Folientändchen, Drähten oder dergl. aus natürlichen oder künstlichen Materialien wie baumwolle, Bas tfasern, Synthetiks, Glas, Metall usw. oder Vliese ausvierartigen Materialien in Frage. Die Durchlässig~ keit für das Elastomergemisch, durch die das Elastomergemisch auch auf die Oberseite des auf die flüssige Elastomerschicht aufgelegten Textilmaterials durchtreten und das Textilmaterial allseits einbetten kann, kann durch entsprechende Konstruktion dieses Materials hinsichtlich Porengröße oder Maschenweite usw. oder durch entsprechende Netzmittel erreicht werden. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das eingelegte Textilmaterial ausreichende Reißfestigkeit aufweist, um bei mechanischer Belastung der Schalldämpf-Verbundmatte Zugkräfte aufnehmen und die anderen Schichten der Matte von diesen entlasten kann.

Claims

Patentansprüche Verfahren zum Herstellen einer räumlich bleibend geformten Schalldämpf-Verbundmatte aus mindestens einer die Schalldämpfung bewirkenden Polyurethan-Weichschaummatte und einer die Formstabilität bewirkenden Polyurethan-artschaumschicht, dadurch gekennzeichnet, daß auf eine PU-Weichschaummatte eine Schicht einer zu PU-Hartschaum aushärtbaren Elastomermischung aufgebracht, diese PU-fiartschaum-Elastomerschicht mit einer weiteren PU-Heichschaummatte abgedeckt und anschließend diese Schichtenkombination während des Aufschäumens und Polymerisierens der PU-Hartschaum-Elastomermischung in die vorgesehene räumliche Form gebracht und gehalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die auf die Weichschaummatte aufgebrachte Hartschaum-Elastomerschicht ein für das flüssige Elastomergemisch durchlässiges, flächiges, reißfeste Textil- oder Kunststoffmaterial eingelegt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtenkombination mittels einer Stempel und Alatritze aufweisenden Presse in die vorgesehene räumliche Form gebracht und gehalten wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtenkombination nur so lange in der vorgesehenen räumlichen Form gehalten wird, bis die Hartschaumschicht selbst eine die Ve-rbundmatte in der vorgesehenen räumlichen Form haltende Steifigkeit erreicht hat.
5t Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufschäumen und Polynierisieren des Hartschaum-Elastomers durch Wärmeeinwirkung beschleunigt wird.
6. Verfahren nach Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß getrennte Weichschaumplatten beschichtet, gegebenenfalls mit flächigen Textilmaterialstücken kombiniert und geformt werden.-
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß quasiendlose Weichschaumbahnen beschichtet, gegebenenfalls mit einer quasiendlosen Bahn eines flächigen Textilmaterials kombiniert und diese Schichtenkombination in einer Formpresse trenngestanzt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichten der Weichschaummatte mittels mindestens einer das Hartschaum-Elastomergemisch aufsprühenden Düse erfolgt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchsatz von Hartschaum-Elastomergemisch durch die Sprühdüse beim Beschichten von Bereichen der Weichschaummatte, in denen die Schalldämpf-Verbundmatte eine erhöhte Steifigkeit aufweisen soll, erhöht wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühdüse und die Weichschaummatte relativ zueinander beweglich sind.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsgeschwindigkeit der Sprühdüse beim Beschichten von Bereichen der Weichschaummatte mit Hartschaum-Elastomergemisch, in denen die Schalldämpf-Verbundmatte eine erhöhte Steifigkeit aufweisen soll, vermindert wird.
12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auftrag des Hartschaum-Elastomergemisches zwischen 50 gm 2 und 1000 gm 2, vorzugsweise zwischen 100 gm 2 und 600 -2 und 600 gm beträgt.
13. Schalldämpf-Verbundmatte hergestellt nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalldämpf-Verbundmatte aus zwei Weichschaummatten (1, 7) mit für den jeweils vorgesehenen Verwendungszweck optimalen Eigenschaften und einer zwischen den Weichschaummatten in situ aufgeschäumten und polymerisierten Hartschaumschicht (6) mit für den jeweils vorgesehenen Verwendungszweck ausreichnder Steifigkeit besteht.
14. Schalldämpf-Verbundmatte nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Weichschaummatten 10 bis 30 mm, vorzugsweise etwa 17 mm beträgt.
15. Schalldämpf-Verbundmatte nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß in die Hartschaumschicht ein flächiges Textilmaterial eingebunden ist.