专利名称：用于密封空腔的吸声性隔音件的制作方法
技术领域：
本发明涉及起声学作用并进行密封的隔音件，该隔音件尤其是用 于对结构性构件的空腔进行密封；本发明还涉及生产该隔音件的方法。
背景技术：
现代汽车方案与汽车结构均具有大量必须被密封的空腔，以防止 湿气和污物进入，这是因为这可能导致在相应的车身部件上从内向外 发生腐蚀。这尤其涉及到使用框架结构或所谓的"空间框架"(Space frames)的现代自承载式车身结构。这类结构基于系统具有一系列空腔， 这些空腔必须被密封，以对抗湿气和污物侵入。由于这些空腔还会以 令人不适的汽车行驶噪声和风噪声的形式传播空气噪音，因此这些密 封措施也可用来降低噪声，从而提高汽车内的驾乘舒适性。在传统型 结构中，含有这些空腔的框架部件和车身部件均用半壳构件预制而成， 之后采用焊接、压接(B6rdeln)和/或粘接方式将这些半壳构件结合形 成封闭的空心型材。对于这种结构，在汽车车身的早期装配状态下的 空腔很容易触及，因此在基本车体的早期阶段可以采用机械钩挂、插 入相应保持装置之中、钻孔或者焊接方式来对进行密封的且起消音作 用的隔音件进行固定。
在这些空腔内起到密封和/或者声学作用的隔音件在英语惯用语 中也被称作"pillar filler"或"baffles"还有"acoustic baffles"。这些
隔音件通常要么完全由可热膨胀的成型体构成，要么更为常见的是由 成型体构成，该成型体包含载体以及在载体周围区域内可膨胀的聚合 物粘合剂。然后采用钩挂、夹固、螺栓紧固或者焊接方式，将这些隔 音件固定在这时仍敞开着的结构上。在闭合基本车体中的结构并且完 成车身的其它预处理之后，利用烘炉的工艺热使得阴极电泳涂漆(KTL或E-coat)硬化，以触发隔音件的可膨胀部分发生膨胀，从而密封空腔
的截面。
WO 00/03894 Al描述了一种轻质的、可膨胀的隔音件，可用来在 空腔的预先规定的部位上对汽车车身的空腔进行密封。所述隔音件包 括刚性载体板，该载体板带有涂覆在外部周围的、可膨胀的密封材料。 隔音件的尺寸与空腔的截面开口相对应，但小于该截面开口。可膨胀 密封材料具有针对膨胀的激活温度，该激活温度低于载体板的材料的
熔化温度。可膨胀的密封材料在激活时可在径向上从刚性载体板膨胀 出来，从而填满刚性载体板与空腔壁之间的截面。
WO 01/83206描述了一种用在汽车车身结构构件的空腔内的隔音 件，该隔音件用来消减声波，并且用来对横向于结构构件纵轴线的构 件进行加固。在此，所述隔音件由具有边缘区域的合成材料载体构成。 在边缘区域内布置有可膨胀材料的连续的条带。此外，所述载体应具 有呈夹子形式的固定机构，应将所述固定机构插入到结构构件的壁部 中的为该固定机构设置的孔内。
WO 03/004314 Al公开了一种可以用于管状部件之中，尤其可以 用于汽车车身部件之中的吸声性装置。所述吸声性装置包括一个分隔
插件以及由可热膨胀成分组成的发泡条，所述发泡条被安置在插件的 外周上。所述装置还包括用来在发泡条膨胀之前将发泡条保持在插件 上的机构，以及使发泡条优选朝向管状部件内壁方向膨胀的机构。建 议采用挤出法并且直线式地没有特殊造型地制造发泡条，其中，对 发泡条进行保持的机构应单件式地与分隔插件铸造而成，并且应同样 保证将挤出后的发泡条在分隔插件的外周上成型。可膨胀的发泡条应 当具有可变的膨胀度，该膨胀度根据插件和管状部件内壁之间要填充 的空间来选择。可膨胀发泡条的成分优选应当是可以硫化的、合成的 丁基橡胶、卤化丁基橡胶或丁腈橡胶，例如氯丁橡胶或者乙烯基丙烯 橡胶(EPDM)。
5JP2004-252169A公开了一种具有复杂截面的空心体结构用的密封
装置。该装置包括形状相应于空心体结构截面的第一保持板以及第二保持板，第二保持板将可发泡材料保持在第一保持板与第二保持板之间。在此，仅可发泡材料的其中一个侧面由第一保持板大致保持在空心体的中间区域内。在此，可发泡材料的两个侧面保持在两个保持板之间的突出区域内。所述突出部位于在空心体的周围边缘中。
迄今为止可使用上述隔音件有效密封空腔，以防止灰尘、水、一氧化碳和其它有害物质侵入，以及用来吸声，但仍然需要能以尽可能简单的制造方法制造的、具有噪声抑制能力的、改进的隔音件。
在本发明意义上所述需要密封的空腔例如有承载车顶结构的汽车车身的A立柱、B立柱或者C立柱。其它需要密封的空腔是车顶纵梁或者门槛以及车轮罩(Radhauser)的部件("挡泥板")。
发明内容
就这种现有技术而言，这些发明人提出如下任务，提供能够提供具有密封和起声学作用功能的隔音件，该隔音件优选能够以注塑法低廉成本地制造。
该任务根据本发明的解决方案可以从专利权利要求中获悉。所述解决方案主要在于提供一种由载体和热膨胀材料构成的复合工件，所述载体包括一个中央板，在所述中央板的边缘上环绕地布置有呈C形或U形造型的通道，该通道在相对置的侧上在旁侧相对于中央板的平面错开。
在优选实施形式中，载体的中央板基本上平坦地构造。为了提高刚度，同样可以使该中央板拱起或者形呈梯级状。在一个或多个边缘区域内，载体可以具有固定机构，该固定机构用来将隔音件固定在要
6密封的空腔的内侧上。这种固定机构例如有夹子、所谓的图钉(pushpin)
等。这些固定机构优选是载体的组成部分。
按照本发明，也可以用上述复合工件制成用于密封汽车车身空腔
的可热膨胀的隔音件("隔音板(baffle)"或"立柱填充料(PillarFiller)")。
本发明的另一主题是用于生产可热膨胀的隔音件的方法，其中，首先垂直于能移动的成型半部件的脱模方向地将用于载体用的热塑性材料注射到注塑模具之中，随后将载体脱模，接着将可热膨胀的材料注射到载体的C形通道之中，随后将隔音件脱模。
载体材料优选由热塑性合成材料模制而成，其中，可以对热塑性合成材料进行纤维增强和/或设具有填料。在此，优选的热塑性合成材
料有聚酰胺、聚酰亚胺、聚氧化丙烯或者聚对苯二甲酸乙二醇酯，完全特别优选的是聚酰胺6。
适用于可热膨胀的材料的聚合物基粘合剂例如有乙烯-醋酸乙烯
共聚物(EVA)、乙烯与(甲基)丙烯酸酯的共聚物(必要时还部分
地含有(甲基)丙烯酸聚合于其中)、苯乙烯与丁二烯或异戊二烯的
统计共聚物或者嵌段共聚物或它们的氢化产物。后者也可以是SBS型、SIS型的三嵌段共聚物或者它们的氢化产物SEBS或SEPS。所述粘合剂还可以含有交联剂、附着力促进剂、增粘树脂(增粘剂"tackifier")、软化剂以及其它助剂和添加剂，例如低分子的低聚物。为了获得足够
的起泡能力和可膨胀性，这些聚合物粘合剂还可以包含起泡剂(Treibmittel)。所有已知的起泡剂原则上均适合作为起泡剂，例如.-通过分解来释放气体的"化学起泡剂"，或者"物理起泡剂"，也就是进行膨胀的空心球。所述第一类起泡剂的示例有偶氮二异丁腈、偶氮二甲酰胺、二亚硝基五亚甲基四胺、4，4'-氧代双(苯磺酰肼)、二苯砜-3,3'-二硫代酰肼、苯-l,3-二硫代酰肼、对-甲苯磺酰氨基脲。物理起泡剂例如有基于聚偏氯乙烯共聚物或者丙烯腈/-(甲基)丙烯酸酯共聚物的、可膨胀的合成材料空心微球，例如这种空心微球能够以名称
"Dualite"或"Expancel"从Pierce&Stevens公司或者Casco Nobelen公
司从市面上获得。
在此，可热膨胀的材料通常完全包住载体，并且处在C形或者U
形通道中，其中，可热膨胀的材料可以在必要时从c形或者u形通道
的敞开侧向外突出来或者縮回去。
现在应根据附图对本发明的一些特别优选的实施形式进行详细阐释。
其中分别为
图1示出汽车车身的示意图
图2示出依照现有技术的隔音件
图3示出依照现有技术的隔音件的另一实施形式
图4以示意截面视图示出本发明所述隔音件
图5示出类似于图4的隔音件的根据本发明的实施形式的半透视
视图
图6示出根据图5所示的隔音板的前边沿
图7示出根据图5所示的隔音板的侧向边沿的视图
图8示出根据图5所示的隔音板的第二侧向边沿的半透视视图
图9示出根据图7所示的隔音板的侧相边沿的半透视视图
图IO示出根据本发明的隔音板的另一实施形式的半透视视图
具体实施例方式
图1示出汽车车身的示意图，在汽车车身中可以看到要密封的空腔。这些空腔是A立柱2A、 B立柱2B、 C立柱2C、门槛(门开口T下方)、后挡泥板的基座(车轮罩R)以及前挡泥板区域(发动机舱M
8左侧和右侧)，分别将上述实施形式的隔音件3装入该前挡泥板区域内。此外，还将上述类型的隔音件3构造到挡风玻璃窗口 W下方的空心型材部件中。
在图2中作为截面示出依照之前现有技术条件的可热膨胀的隔音件3。将L形凸缘环绕地整合地浇注到平坦的中央板上，该L形凸缘容纳呈条形的可热膨胀并且可发泡的材料5。这种隔音件可以采用注塑方法成本低廉地制成，其中，在第一道步骤中通过将热塑性材料注射到注塑模具之中，而制成由中央板和整合式结合的L形凸缘所组成的整个载体。在脱模过程中沿着箭头E和E'所指方向使注塑模具的两个成型半部件相互拉开。然后在第二工作步骤中，在适当的第二注塑模具中，将可热膨胀的材料5浇注到L形凸缘4上。同样在该第二工作步骤中进行脱模，脱模以垂直于隔音件的载体的中央板平面沿着箭头E和E'所指方向将注塑模具的成型半部件相互拉开的方式来进行。然后，将这些隔音件以如下方式安装到汽车车身的待密封的空腔中，即，如同在图1中示意地示出地，将载体的中央板垂直于待密封空腔的纵轴线地布置。然后通常利用用来使阴极电泳涂漆硬化的KTL烘炉的工艺热来激活可膨胀材料5并使可膨胀材料5膨胀。尽管可以采用注塑法以简单方式制成图2所示的隔音件。但这些隔音件具有重大缺点在加热材料进行激活的过程中，可热膨胀的材料5不仅会在所期望的径向方向发生膨胀以密封载体板和空腔壁之间的空隙，而且也有很大部分垂直于中央载体板的平面在L形凸缘4的敞开侧发生膨胀。这意味着，在设定所涂布的可膨胀的材料的量时，必须一并考虑到这种并非所希望的膨胀。
为了纠正该明显缺点，通常可使用依照图3中所示结构形式的隔音件。就在这种结构形式中，在边缘区域内未成型有L形凸缘，而是成型有C形通道或U形通道4'。这种C形通道在三面围住可热膨胀的材料5'，从而可热膨胀的材料只能在径向优先方向膨胀。但是由注塑法制成依照图3的隔音件是比较费力的。仅可通过下述方式制造具有成
9型的C形或U形凸缘4'的载体，即，注塑模具具有可移动的滑块
(Schieber)，所述滑块在将载体材料射入模具期间占据C形或U形凸 缘的内腔。为了脱模，必须沿箭头S或S'所指方向将这些滑块如此远 地移开，即，在打开成型半部件之后，能在沿箭头E或E'所指方向上 从模具中取出载体件。
图4以示意截面视图示出根据本发明的隔音件。在此，载体10由 按照本发明基本上平坦地构造的中央板11构成。中央板11同样可以 采用另选实施方式拱起地或者呈梯级状地构成(在图4中未示出)。 中央板的这种拱起或者分梯级可以是所希望的，以便为了改善的机械 刚度而提高载体的刚度，或者同样获得改善的声学特性。对于本发明 所述的隔音件重要的是，将C形或U形通道12、 12'在旁侧相对于中央 板平面错开地布置。这些被造型的通道的对置侧的旁侧的错开以如下 方式允许注塑模具简化的构造，即，成型半部件为进行开模、合模而 可以在载体的平面E、 E'中移动。这里可以省去用来形成通道的C形或 U形的可移动的滑块，这就显著减少了注塑模具的工具成本。通过以 如下方式设计模具，即，使得载体IO的中央平面处在成型半部件的运 动方向E或E'上，则在将热塑性塑料注射进入模具的过程中，充注压 力基本上垂直于成型半部件的运动方向。与迄今为止常见的方法相比， 这允许在注塑模具内布置更多数目的型腔，从而能够在一道工作步骤 中制成多个部件。同样由此，与现有技术的制造方法相比，隔音件载 体的制造成本明显更为经济。
在图5中示出依照图4的隔音件的根据本发明的实施形式的半透 视视图。可以看到，隔音件20的中央板21呈完全平坦的实施形式。 环绕的通道22在附图的后部位于载体板的上侧，并且在前部22'位于载 体板的下侧。通道的过渡区25位于左边和右边的过渡侧上，在该过渡 侧上，在旁侧彼此错开地通道22和22'彼此过渡，通道的过渡区(25) 具有针对可热膨胀的密封材料的放大的体积元(Volumenelement)。该 放大的体积元可用来可靠地、完全地并且可信赖地填满汽车车身空腔中的尖锐角部。这尤其适合于图5所示隔音件20左侧的相当的细窄部
分26。按照优选实施形式所述，根据本发明所述的隔音件还具有作为 载体的整合式部件的、起到加强作用的支撑装置27、 27'。此外，作为 固定机构24、 24'整合地成型于载体上的夹子可以是根据本发明的隔音 件的组成部分。根据本发明的另一实施形式在该具体情况下是隔音件 的后部纵向边沿上的凹处23，凹处23顾及到待密封空腔的相应外凸部。
在图6中示出依据图5所示的隔音件的前边沿，可以看到的是， 中央板21包括位于板平面上方的C形通道的背后部分22、通道的背后 部分22与通道的前端下侧部分22'之间的过渡区域25。此外，在载体 下侧还可看见固定元件(夹子24， 24')的正视图(Aufsicht)以及起加 固作用的支撑元件27， 27'的前视图。
图7示出依照图5的隔音件的右侧短边的前视图。这里再次绘出 了中央载体板21以及中央载体板右边以可膨胀的密封材料15填充的 通道22的前视图。在图7的下部区域中，在右边可以看到起加固作用 的支撑元件27，并且在左边可以看到所成型的固定夹24。此外，在环 绕的C形环通道的旁侧错开部的区域内的区域内示出过渡区域25。
在图8中从左边狭长边沿示出依照图5的隔音件的半透视概要图。 视线指向载体板21下侧，处于上方的视线看到填充有可膨胀材料15 的通道22的敞开侧。从通道22'的封闭的背侧可看见该通道朝向下侧错 开的部分。此外，在旁侧错开部的逐渐变窄的部分中还可看见具有可 膨胀密封材料的放大体积元的过渡区25。在上侧可看见起加强作用的 支撑元件27'的区段，在载体板的下侧可完全或者部分地看见所成型的 夹子24'、 24。
图9示出依照图5的隔音件的右边狭长边沿的相应的半透视图。 在背向视图中又可以看见中央载体板21连同C形通道22处于上方部 分的背侧，以及在载体板下方可看见通道22'的旁侧错开部分连同两个通道部分的过渡区25的正视图。通道又被充填以可膨胀的密封材料15。
同样在载体板上侧可以看见起加固作用的支撑元件27。
图IO示出根据本发明的隔音件另一实施形式的半透视图，所示隔 音件由中央载体板21构成，带有分别在载体板平面上方或下方错开的 通道22、 22'，通道22、 22'被填充以可膨胀的密封材料15。又可以看 见旁侧错开部的左边及右边的过渡区25。整合式成型的固定夹24在这 种情况下被通道22'完全围住，使得固定夹在区域28内也被可膨胀密封 材料完全围住。采用这种实施形式保证汽车车身空腔的开孔区域(固 定夹24插入该开孔区域中)也能被以可膨胀密封材料完全密封。
当然在具体应用情况下，根据本发明的隔音件的截面形状匹配与 相应待密封空腔(A立柱、B立柱、C立柱、门槛部分、挡泥板区域， 车顶纵梁等)的截面。在此，在尚未膨胀且没有硬化的供货形式下， 隔音件加上可热膨胀的密封材料的截面小于汽车车身的待密封空腔元 件的截面开口。采用这种措施保证汽车制造过程中的所有工艺液体， 诸如脱脂剂、磷化剂以及KTL涂层材料，能够毫无阻碍地流动穿过汽 车车身的空腔和立柱，并且这些空腔元件的内壁能够被充分润湿。然 后在KTL烘炉中(有时也称作"基本车身烘炉")对可热膨胀的聚合 物成分进行激活。这时，可热膨胀的带状密封材料在径向上从隔音件 的C形通道膨胀出来，并且牢固而可靠地附着在待密封空腔元件的内 壁上，进而硬化。由此，汽车车身的所述空腔元件被完全密封。
1权利要求
1.由载体和能热膨胀的材料构成的复合工件，其中，所述载体包括中央板，在所述中央板的边缘上环绕地布置有呈C形造型的通道，所述通道在相对置的侧上在旁侧相对于所述中央板的平面错开。
2. 根据权利要求l所述的、由载体和能热膨胀的材料构成的复合 工件，其特征在于，所述中央板基本上平坦地、拱起地或者分梯级地 构造。
3. 根据权利要求1或2所述的复合工件，其特征在于，将所述能 热膨胀的材料布置在所述C形通道中。
4. 能热膨胀的隔音件("隔音板(baffle)"或者"立柱填充料(Pillar Filler)")，用于密封汽车车身的空腔，所述隔音件能由根据权利要 求l、 2或3所述的复合工件制成。
5. 根据权利要求4所述的能热膨胀的隔音件，其特征在于，所述 载体具有至少一个固定元件，用来将所述隔音件固定在汽车的空腔中。
6. 根据权利要求5所述的能热膨胀的隔音件，其特征在于，所述 固定元件被所述C形通道包围。
7. 根据权利要求4至6所述的能热膨胀的隔音件，其特征在于， 所述载体由热塑性材料制成。
8. 根据权利要求7所述的能热膨胀的隔音件，其特征在于，所述 热塑性材料选自聚酰胺、聚酰亚胺、聚氧化丙烯或者聚对苯二甲酸 乙二醇酯。
9. 根据权利要求8所述的能热膨胀的隔音件，其特征在于，所述 聚酰胺是聚酰胺6并且在必要时，所述聚酰胺被以纤维和/或者填料进 行增强。
10. 根据权利要求4至9所述的能热膨胀的隔音件，其特征在于，所述能热膨胀的材料含有至少一种乙烯共聚物、起泡剂、必要时还有 增粘树脂或者附着促进剂、必要时还有附加的聚合物或者低聚物并且 必要时还有交联剂。
11. 用于生产根据权利要求4至IO所述的能热膨胀的隔音件的方法，其特征在于以下基本方法步骤(a) 垂直于成型半部件的脱模方向地将用于载体的热塑性材料注射到注塑模具中，(b) 将所述载体脱模，(c) 随后将能热膨胀的材料注射到C形通道中，(d) 将所述隔音件脱模。
全文摘要
描述一种能热膨胀的隔音件(10)(“隔音板(baffle)”或者“立柱填充料(pillar filler)”)，所述隔音件(10)由载体(10)以及能热膨胀的材料(15)构成，其中，所述载体包括中央板(11)，在所述中央板(11)的边缘上环绕地布置有C形通道(12)，所述C形通道(12)在相对置的侧上在旁侧相对于所述中央板的平面错开。这样的隔音件适合用来密封汽车车身的空腔，并且允许采用注塑法高效地制造该隔音件。
文档编号G10K11/16GK101678796SQ200780052370
公开日2010年3月24日 申请日期2007年12月12日 优先权日2007年3月28日
发明者安德烈亚斯·斯蒂勒, 斯特凡·科特 申请人:汉高两合股份公司