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CN109562791B - 用于机动车的塑料的消声构件的制造方法 - Google Patents

用于机动车的塑料的消声构件的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车的由塑料制成的消声构件(200)，该消声构件具有至少一个空腔，所述至少一个空腔被至少部分地填充消声材料。消声材料是发泡的塑料，其中，设有不同的区域(220、230)，在所述不同的区域中塑料被不同地发泡。本发明还涉及一种用于制造所述消声构件(200)的方法。

Description

用于机动车的塑料的消声构件的制造方法
技术领域
本发明涉及一种用于机动车的塑料的消声构件，该消声构件具有至少一个空腔，所述至少一个空腔被至少部分地填充消声材料。
本发明还涉及一种用于制造所述消声构件的方法。
背景技术
在汽车制造领域中越来越多地使用由塑料制成的构件或也使用由纤维增强塑料制成的构件，以便降低车辆重量。
DE 10 2009 017 738 A1描述了一种用于在车身上和/或车辆行驶机构上可振动地固定动力装置的至少一个机组、特别是发动机和/或变速器的固定装置。固定装置至少部分地由塑料制成，特别是由热塑性塑料制成，特别是由纤维增强的聚酰胺制成。其优点是，声学效果可以通过有针对性地使用具有相对高的材料阻尼的塑料的材料阻尼影响。
DE 10 2013 217 460 A1描述了一种塑料结构形式的变速器横梁。通过连续纤维增强的类型和定位可以有针对性地影响碰撞功能或声学效果功能。
DE 10 2012 010 463 A1描述了一种用于机动车的车架结构，具有由纤维增强塑料制成的结构件，该结构件包括至少一个空腔，其中，至少一个空腔被至少部分地填充消声材料。该消声材料例如是多孔泡沫塑料。通过设置消声材料可以显著地降低由纤维增强塑料制成的结构件的通常相对高的辐射度。特别地，显著地抑制固体声引起的空气辐射，由此减弱结构件或车架结构和整个机动车的不隔音特性并且由此提供改进的噪声舒适性。
发明内容
本发明的目的是，提出一种用于机动车的由塑料制成的并且在其声学效果性质方面改进的消声构件，该消声构件此外也能简单地制造。
所述目的通过根据本发明的具有下文所述的特征的消声构件实现。此外，本发明也涉及根据本发明的用于制造根据本发明的消声构件的方法。由对技术方案的描述、后面的说明和附图类似地对于所有发明对象明确地得出本发明的改进方案和设计方案。
根据本发明的消声构件具有至少一个空腔，所述至少一个空腔被至少部分地填充消声材料。该空腔既可以是打开的空腔，也可以是封闭的空腔，该空腔例如通过构件的外壳或者说外壁来限界。根据本发明的消声构件的特征在于，消声材料是发泡的塑料，在该消声构件上或在该消声构件中设置不同的区域、也就是说构件空心区域，在这些区域中所述塑料被不同地发泡。
发泡的塑料作为消声材料的应用能实现根据本发明的消声构件的简单制造，其方式是，该消声构件例如可以在注塑工具中制造完成(一次性技术One-Shot-Technologie)，如通过后面的描述中提出的那样。
根据本发明的消声构件还具有不同的区域，在所述不同的区域中用作消声材料的发泡的塑料以不同方式发泡，也就是说设计为具有不同的或者说不一致的密度和/或多孔性(孔大小和分配)。因此实现了出色地适配于构件各自特有的和也可能是车辆各自特有的声音问题。具有这种被不同地发泡的区域的具体的构件形式可以例如通过模拟和/或试验确定。
优选地，通过发泡，发泡的塑料的密度降低了至少10％。也就是说，发泡的塑料相对于相同的不发泡的塑料(实心材料)具有降低了至少10％的密度。但是也可以设置为将密度降低到50％以及降低更多。
发泡的塑料优选地是热塑性塑料或热后可塑性的塑料。发泡的塑料例如是聚酰胺、聚丙烯或聚氨酯。备选地也可以设置热固性塑料(例如发泡的环氧树脂)，其中，该热固性塑料也可以是UV硬化的塑料。优选地应用所谓的一种材料系统，也就是说为制造根据本发明的构件而应用仅一种塑料，随后既以不发泡的方式处理塑料(也就是说作为实心材料)又以不同地发泡的方式处理塑料。
发泡的塑料可以被掺入或加入增强纤维。优选地，该增强纤维是短玻璃纤维，在此，其他纤维类型也是可行的。纤维体积含量例如为10％至15％。不发泡的区域、例如外壳或肋部(见下文)也可以是纤维增强的区域和特别是短纤维增强的区域。纤维体积含量可以在此一直达到60％。特别地，外壳也可以利用长纤维和/或利用纤维嵌件(Fasereinlegern)增强。此外，塑料或发泡的塑料也可以被加入其它填料、例如粉碎的或磨碎的纤维、重量减轻的空心球体、废玻璃颗粒材料或泡沫玻璃颗粒材料(泡沫玻璃)等。
根据本发明的消声构件可以包括过渡区域或者说过渡区(至少一个)，发泡的塑料在该过渡区域中具有增大的或减小的密度。在此，该过渡区域可以是发泡区域的排出区。
根据本发明的消声构件可以至少在部分区段上具有容纳发泡的塑料的双壁式的外壳和/或至少一个双壁式的肋部或类似结构。优选地，消声构件具有多个这种双壁式空腔，被不同地发泡的塑料可以位于该双壁式空腔中。
根据本发明的消声构件可以具有塑料形成的外壳和塑料形成的内部的筋部(具有内部肋部)，通过所述外壳和内部的筋部形成多个空腔，其中，至少两个所述空腔(至少部分地和特别是完全地)被填充有不同地发泡的塑料。此外也可以设置外部肋部。不仅外壳而且肋部都优选地被设计为不发泡的(实心材料)，其中，特别是肋部可以被设计为比在结构方面需要的厚，由此得出在一体注塑制造时的优点(见下文)。外壁和/或肋部也可以被设计为双壁式的和填充泡沫的，如上文所述。除了空腔的填充泡沫之外也能实现构件区域的发泡
Figure GDA0003693807840000031
或后发泡成型。优选地，这种消声构件在一种材料系统(见上文)中制造，也就是说在特别以注塑方式制造时应用仅一种塑料材料、首先是热塑性塑料。原则上也能实现由多种不同塑料制造。
根据本发明的消声构件可以是车身结构件。也就是说，本发明也涉及一种由塑料制成的车身结构件，该车身结构件被设计为消声构件。在此意义中的车身结构件首先是进行支承的车身构件和/或和安全有关的车身构件和/或设置为用于固定其它构件或者说部件的车身构件。这种车身结构件优选地被设计为类似于空心型材。例如它是侧面裙板增强部、帆布车顶弓梁增强部、A柱增强部、B柱增强部或C柱增强部、纵梁增强部等。
根据本发明的消声构件可以是变速器横梁。也就是说，本发明也涉及一种由塑料制成的变速器横梁，其被设计为消声构件。与在由DE 10 2009 017 738 A1和DE 10 2013217 460 A1预先已知的变速器横梁相比，基于不同地发泡的塑料实现了明显改进的声学性质。
由下文提出的用于制造根据本发明的消声构件的根据本发明的方法规定通过注塑进行成型制造，其中，在加工过程中(和在注塑工具中)借助于双组分注塑技术进行制造(一次性技术)。作为第一组分使用不含有发泡剂的特别是热塑性的塑料，利用它例如产生外壳或外壁和/或筋部或肋部，作为第二组分使用含有发泡剂的同样的塑料以用于发泡，其中，掺入发泡剂的第二塑料在注入之后以化学和/或物理方式被不同地发泡。不同的发泡可以通过发泡剂的不同的计量，通过应用不同的发泡剂，通过局部不同的压力和/或热量施加，通过不同的UV硬化和/或通过要发泡的空腔的外形实现。还可以向部件混入如上文所述的纤维部分。
优选地提出，要制造的消声构件具有内部的筋部或者说内筋部，其中提出，肋部由不起泡的塑料(实心材料)这样制成，即，该不起泡的塑料通过要起泡的塑料(第二部件)的起泡、即在充分利用起泡压力的情况下，被压入相应的型腔部段中。由此，塑料泡沫也可以更好地膨胀。此外，压铸机中的需要的压力可以降低。这个过程可以通过以下方式得到促进，即，有关的肋部被设计为比在结构方面需要的厚。
在注塑过程中可以以本身已知的方式将所谓的镶嵌体或插入体(例如金属元件、塑料元件或橡胶元件)集成到要制造的消声构件中。
根据本发明的消声构件也可以借助于吹模、旋转模制造或以RTM方法制造。塑料的起泡或者说有关区域的填充泡沫可以在必要时在第二工作步骤中进行。
附图说明
下面参考示意图详细说明本发明。在附图中示出的或下面说明的特征可以——也与具体的特征组合分开地——是本发明的一般特征并且改进本发明。此外，本发明的不同实施例的特征可以组合成其它实施可能性。
图1在剖视图中示出结构件。
图2在剖视图中示出变速器横梁。
具体实施方式
图1示出在B柱接合处使用的侧面裙板增强部100。侧面裙板增强部100被构造为类似于空心型材并且具有包含发泡的塑料材料的区域120，该发泡的塑料材料用于消声，但是也可以具有提高强度或提高稳定性的效果。实心的或者说未经发泡的外壳或者说外壁110由相同的塑料材料制成并且此外可以是纤维增强的，例如通过所谓的嵌件。
沿纵向方向在区域120的两侧上连接有过渡区域130，在该过渡区域中，同样的发泡的塑料具有较高的并且特别向外增大的密度。该过渡区域130也可以被理解为排出区。侧面裙板增强部100也就具有不同的区域120/130，在这些区域中发泡的塑料被不同地发泡，其中，它分别是闭孔的塑料泡沫，该塑料泡沫也可以是短纤维增强的。在发泡的区域120/130中，塑料材料的密度降低了至少10％。
图2示出变速器横梁200，用于将变速器等固定在机动车的车身和/或底盘上。变速器横梁200具有由塑料制成的外壳210和由相同的塑料制成的内部的筋部215。外壳210和筋部215由不发泡的塑料实心材料制成。外壳210可以具有纤维增强部，其例如通过嵌件或也由有机板制成。通过优选地设计为没有纤维增强部的筋部215，存在多个空腔220/230，其中，至少两个所述空腔为了消声的目的被填充相同的塑料材料的塑料泡沫并且塑料以不同的方式发泡。塑料泡沫也可以具有对变速器横梁200的稳定性或强度以及振动特性的正面效果。筋部215也可以相应地满足可能的声音和/或强度要求。
两个在附图中示出的构件100和200由于所包含的发泡的塑料而具有消声性质并且因此也可以被称为消声构件。通过发泡的区域的构造可以调节其声学特性和特别是固有频率，以防止共振。发泡优选地仅在下述一定有必要的地点进行(不完全的发泡)。通过塑料泡沫获得有关的区域或构件的较大的振动阻力，这引起更好的振动衰减，从而例如声音排放被显著降低。由于低噪声被传输到车辆中，因此可以取消次级的消声措施、例如在车辆底部区域中的消声垫，因此也省去与之相关联的费用和成本。
构件100和200的制造特别利用上述的制造方法进行。

Claims (10)

1.一种用于以注塑方式制造用于机动车的塑料的消声构件(100、200)的方法，该消声构件具有至少一个空腔，所述至少一个空腔被至少部分地填充作为消声材料的发泡的塑料，
设有不同的区域(120、130；220、230)，在所述不同的区域中塑料被不同地发泡，即以不同的或者不一致的密度和/或多孔性发泡，
其中借助于双组分注塑方法以一次性技术在一个加工过程中进行制造，其中，作为第一组分使用不含有发泡剂的塑料，作为第二组分使用含有发泡剂的同样的塑料，其中，第二塑料在注入之后以化学和/或物理方式被不同地发泡。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，发泡的塑料的密度通过发泡降低了至少10％。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，发泡的塑料是热塑性塑料。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，发泡的塑料被掺入填料。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，设有过渡区域(130)，发泡的塑料在该过渡区域中具有增大的或减小的密度。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述消声构件具有容纳发泡的塑料的双壁式的外壳(110、210)和/或至少一个双壁式的肋部(215)。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述消声构件具有塑料形成的外壳(110、210)和塑料形成的内部的筋部(215)，通过所述外壳和内部的筋部形成多个空腔，其中，至少两个所述空腔被填充有不同地发泡的塑料。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述消声构件是车身结构件(100)。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述消声构件是变速器横梁(200)。
10.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，发泡的塑料被掺入增强纤维。
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