专利名称：一种预成型隔音胶块及其安装方法
技术领域：
本发明涉及汽车空腔隔音的技术领域，特别是用于需要布置管线的汽车空腔，具体涉及一种预成型隔音胶块及其安装方法。
背景技术：
随着人们环境意识的不断提高，车辆噪声问题已引起全社会的高度重视。其中，车外噪声控制须以日益严格的相关环保法规及标准为依据，而车内噪声控制则致力于满足用户对车内声学舒适性的日见苛刻的要求。因此，提高车辆噪声控制水平已成为新的竞争焦点和技术发展方向。在此背景下，车辆的NVH(Noise/Vibration/Harshness)性能正逐渐演变为重要的设计指标，也是用户所关心的整车性能指标之一，NVH自然也逐渐成为卖点。汽车噪声控制水平必将成为决定车型开发成功与否的不可或缺的重要影响因素，与之相关的分析、测试及材料技术等自然成为汽车工程领域关注的新焦点。汽车侧围空腔内的高速气流与空腔障碍物摩擦时，会在空腔壁中形成涡流，产生湍动气流噪声，引起钣金件的共振，从而产生空腔钣金共振噪声；且高速气流对车外噪声也起到了传递作用。通常采用空腔填充密封技术对侧围空腔进行阻断。隔音胶块作为空腔填充密封技术在汽车空腔结构构件内已经得到广泛的使用，由于设计方式多种多样，一般包括载体和预成型热膨胀材料。膨胀材料的热膨胀后，将载体和结构件板壁粘结起来，从而密封住整个空腔。当前主动消声技术目前尚不成熟，被动降噪仍是近年来的汽车行业所关注的重点，而汽车的空腔密封降噪成为被动降噪的关键技术之一。由于汽车车身特有的结构设计，在车身完成焊接后，车身侧围存在空腔结构，由于空腔不均匀、管阻较大，高速气流与空腔障碍物摩擦时，会在空腔壁中形成涡流，产生湍动气流噪声；且湍动气流本身也会引起钣金件的共振，从而产生空腔钣金共振噪声；与此同时，高速气流场对车外噪声(如发动机噪声、胎噪等)也起到了传递作用。因此，抑制风噪就必须阻断侧围空腔气流，常用方法即为采用空腔填充密封技术对侧围空腔进行阻断。现有的汽车内腔隔音材料和设计方式多种多样，材料部分为贴片式结构，其主要由高分子发泡吸音片材，黏合剂构成。此种材料的对于较大空腔密封效果差，而且其在车身生产过程中存在有一定弊端。对于空腔较大的区域，通常采用新型的预成型隔音胶块能有效隔绝空腔，预成型胶块的中部是耐高温塑料模具件(塑料件可根据安装部位的空腔断面尺寸进行设计)，周圈安装的胶块能高温膨胀，该件一般设计有一个到两个安装卡扣，可以直接固定到车身钣金件上。该设计施工工艺简单，能按照设计时体现在车身上通过安装孔位进行准确定位，隔音效果优良、施工简单，目前预成型隔音胶块技术已在汽车领域中广泛应用。然而对于天窗车，由于要布置导水管来导引天窗周围的雨水，这必定会对膨胀隔音胶块的布置产生一定影响，同时又要保证非天窗车空腔最大程度的密封。需要在胶块上开特定的工艺孔以适应两种车型的空腔密封。
发明内容
本发明的目的在于提供一种预成型隔音胶块及其安装方法，解决A柱下部空腔密封和天窗导水管的布置问题。由于天窗导水管布置在空腔内部，且限于导水管材料的限制， 不能在焊装车间布置，为了密封A柱下部空腔，能让天窗导水管通过同时也为了工艺方便性，在胶块支架本体上开一工艺过孔，该设计可以保证在天窗车和非天窗车都能使用，都能达到密封的目的。I.隔音胶块载体上有两个卡扣，在焊装时将胶块卡在钣金上，同时保证载体上的工艺孔的堵盖是密封状态；2.隔音胶块包括载体和预成型热膨胀材料，热膨胀材料经过涂装电泳烘炉膨胀，将载体和结构件板壁粘结起来，从而密封住整个空腔；3.对于有天窗的车，在总装将载体上的工艺孔堵盖打开，传入导水管，非天窗车保证堵盖是闭合的。具体技术方案如下一种预成型隔音胶块，应用在汽车空腔中，包括支架本体，安装卡扣和导水管锥形过孔，所述支架本体具有对应汽车空腔横截面的形状；所述安装卡扣为一个或多个，其设置在支架本体上，用于将隔音胶块固定在整车钣金上；所述导水管锥形过孔设置在支架本体的中部，用于穿过导水管。进一步地，所述支架本体的周圈上设有热膨胀密封材料，所述安装卡扣设置在热膨胀密封材料的外侧。进一步地，其具有对应汽车A柱和/或C柱下部空腔横截面的形状，设置在A柱和 /或C柱下部空腔，所述导水管锥形过孔用于穿过汽车天窗导水管。进一步地，所述支架本体采用增韧尼龙材料。进一步地，所述支架本体的周围设有突出的支撑架，用于支撑固定热膨胀密封材料，阻止热膨胀密封材料在热熔过程中下垂，保证热膨胀密封材料在同一截面进行发泡；进一步地，所述支架本体还设有挡板和密封材料限制筋，所述挡板设在导水管锥形过孔的周围构成支架本体的主体平面，所述密封材料限制筋设置在安装卡扣周围和挡板周围，并与挡板垂直。进一步地，还包括一堵盖，其连接设置在导水管锥形过孔的一侧，用于打开和关闭导水管锥形过孔。进一步地，所述堵盖上设有卡脚和限制凸台，卡脚用于闭合堵盖时卡在导水管锥形过孔的边缘，限制凸台用于闭合堵盖时保证堵盖与导水管锥形过孔的闭合状态，防止错位。进一步地，所述安装卡扣为两个，每一安装卡扣包括两个卡脚和两个限制块，所述卡脚用于卡住对应的钣金孔边，所述限制块用于将支架固定在钣金壁上。上述预成型隔音胶块的安装方法，采用如下步骤(I)支架本体、堵盖、安装卡扣和导水管锥形过孔锥形过孔通过PA66材料进行一体注塑成型，形成隔音胶块；(2)将隔音胶块设置在汽车A柱下部内侧；(3)送入电泳漆烘炉内经150 190°C高温、15 25min烘烤，热膨胀密封材料发泡将支架本体与内侧车身钣金紧密地粘结成一体；
(4)热膨胀密封材料发泡体通过二次注塑嵌在支架本体的周围，发泡后连接支架本体和钣金；(5)热膨胀密封材料经过电泳烘炉后受热膨胀均匀地向外扩展将支架和钣金壁连接起来，封堵住整个截面。与目前现有技术相比，本发明隔音胶块针对车型布置的需要设计成一定的形状， 既保证了管线布置方式的不变同时又保证了整个空腔的密封，且比之前用塞海绵块的密封方式，隔音胶块的安装方便，密封效果得到提升。由于汽车的天窗导水管布置由于车内空间不足的问题而大部分布置，在钣金空腔内部，通过工艺孔穿出车体外，这就给空腔隔音胶块的布置造成了一定的困难。在焊装车间布置导水管可以一定程度上解决这个问题，但是材料成本相对较高。由于目前大部分的导水管为PVC材料，这种材料不能耐涂装的高温，因而不能在焊装车间布置。为了不影响导水管的总体布置同时又能保证空腔的密封，采用上述技术方案，通过在支架本体上开工艺孔可以解决天窗导水管的布置问题，同时该也简化了焊装工艺，该设计可以保证在天窗车和非天窗车均能使用。将本发明的隔音块设置在汽车A柱下部内侧，在电泳漆烘炉内经150 190°C高温、15 25min烘烤后，热膨胀材料发泡将支架本体与内侧车身钣金紧密地粘结成一体，可有效地把该处的空腔通道阻隔，达到全封闭，从而阻止经车身空腔而传入的噪音，达到进一步改善和提高轿车座舱内的隔振、隔音、减振、降噪的目的，使汽车的NVH性得到了提升。
图I为本发明在车体空腔内的位置示意图；图2和图4为本发明的结构示意图；图3为本发明中支架示意图；图5为本发明的正视图；图6为本发明侧视图；图7(a) (b)为本发明中胶块的正视图及其断面图；图8(a) (b)为本发明的在空腔内的断面示意图及发泡后的断面示意图；图9为本发明中非天窗车胶块状态示意图；图10为本发明中天窗车胶块状态示意图，以及导水管布置示意图。
具体实施例方式下面根据附图对本发明进行详细描述，其为本发明多种实施方式中的一种优选实施例。本发明所提供的这种汽车空腔内隔音胶块，包括支架本体通常为(尼龙材料)和支架本体周圈的热膨胀密封材料，支架本体有两个安装卡扣，通过卡扣固定在车身钣金上。 为保证涂装电泳液的通过性，发泡层与钣金的距离为4 6mm，热膨胀材料经过涂装电泳烘炉膨胀，将载体和结构件板壁粘结起来，从而密封住整个空腔。所述的隔音胶块上设计两个卡扣，可以精确的将卡扣固定在钣金件上，防止了胶块的转动，保证了发泡材料与周围钣金间隙的一致性，从而确保钣金间隙的密封的完整性。
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所述的隔音胶块支架上开有锥形且有一定斜度的工艺过孔，确保天窗导水管可以通过胶块，工艺孔的大小可以根据天窗导水管的直径而定，通常留有1_间隙。所述的锥形孔一侧设计安装堵盖，堵盖的形状依据孔的形状而定，堵盖上设计凸台结构，凸台与工艺孔的内边缘留有一定间隙，防止堵盖的窜动。堵盖顶端的卡槽卡在孔的内边缘，以确保非天窗车工艺孔的密封。图I是胶块在车体空腔中的位置，通常用到的部位为A柱和C柱。参考图2、图4、图5和图6，相同的附图标记指示相同的部位或部件。本发明所提供的这种汽车空腔内隔音胶块，包括支架本体I (通常为增韧尼龙材料)和支架本体周圈的热膨胀密封材料2，胶块的外形结构随钣金空腔断面的形状且与钣金保持5 6_的间隙以确保电泳液能通过。图2是胶块的透视图，热膨胀密封材料2包括两个尖角21和22，保证了边角部位的密封，同时卡扣部位的密封材料23可以保证对应部位钣金孔的密封。发泡体通过二次注塑嵌在支架本体的周围，发泡后连接支架本体和钣金，根据位置的不同发泡后还可以在一定程度上增强钣金，减弱车体行驶过程中的钣金振动，进一步降低噪音，密封材料的厚度和宽度可根据其物性进行适当选择，同时要求该材料具有与涂装前处理液、电泳液等涂装处理液良好的兼容性。图3是支架本体的透视图，包括挡板11、边角热膨胀密封材料支撑架12、密封材料固定筋13、密封材料限制筋14和卡扣周围密封材料限制筋15。其中挡板11的厚度可根据隔声量的需要进行不同厚度的设计，但出于成本和重量的考虑，一般选在I. 5 2. 5mm即可满足隔声量的需求。支撑架12可以阻止热膨胀材料在热熔过程中下垂，保证在同一截面进行发泡，确保边角部位的密封。限制筋14和15的尺寸可决定发泡材料的厚度，这个尺寸可根据热膨胀材料的类型和发泡倍率进行确定。限制筋15的尺寸较14大，是为了保证此处卡扣安装孔的密封。为了在钣金上固定胶块，支架本体有两个安装卡扣4和5，卡脚43、44、53和54可卡住对应的钣金孔边，结合限制块41、42、51、52可将支架固定在钣金壁上，胶块的固定需要车身钣金上需要开与卡扣对应的孔。支架本体上有导水管锥形过孔6，其在支架的位置根据导水管出口的布置有关，具有一定的斜度，其出口尺寸取决于导水管的尺寸。在过孔的一侧有堵盖3，参见图2、图4、图 5和图6，该堵盖在产品制造和使用过程中有两种状态3a和3b。3a是堵盖的开启状态分别是支架的注射出后的初始状态和天窗导水管的安装后的状态，3b是堵盖的闭合状态，分别是供货过程中状态和在非天窗车中的状态，由于堵盖经过烘炉的高温后连接体31仍要保持一定的韧性，防止因热老化在堵盖打开后31根部受力断裂，所以要求堵盖材料需要有良好的热稳定性。堵盖的闭合状态时，卡脚32卡在锥形孔的边缘，其受一定的推力时可以打开。堵盖上的限制凸台33保证堵盖与锥形孔的闭合状态，防止错位。图7是隔音胶块的俯视图和断面图，可以看清发泡材料的初始状态2a，以及锥形孔和堵盖的剖面，同时对堵盖的闭合和开启状态有感官的认识。图8是空腔内的断面示意图及发泡后的断面示意图，通过左图可以看出其在钣金 6和7所组成的空腔中的形态，需要说明的是并不是热膨胀密封材料的轮廓与钣金的距离是一致的，为了保证边角部位的密封，密封材料与钣金基本是贴合状态，但这并不影响钣金的电泳效果。热膨胀密封材料经过电泳烘炉后受热膨胀均匀地向外扩展将支架和钣金壁连接起来，封堵住整个截面。右图为密封材料热膨胀后的最终状态2b。图9是隔音胶块在焊装车间空腔中的状态，总装车间需要装配导水管时，通过钣金上的工艺孔61可打开胶块上的堵盖。图10是导水管8安装的剖面图及胶块发泡后的密封状态，可以直观的看出导水管的状态和产品实施后的最终效果。本发明采用二次注塑的方式最终成型，其中支架本体I、堵盖3、卡扣4和5、锥形过孔6通过PA66材料进行一体注塑成型，热膨胀密封材料2通常为EVA、EMA、合成橡胶等。上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种预成型隔音胶块，其特征在于，应用在汽车空腔中，包括支架本体，安装卡扣和导水管锥形过孔，所述支架本体具有对应汽车空腔横截面的形状；所述安装卡扣为一个或多个，其设置在支架本体上，用于将隔音胶块固定在整车钣金上；所述导水管锥形过孔设置在支架本体的中部，用于穿过导水管。
2.如权利要求I所述的预成型隔音胶块，其特征在于，所述支架本体的周圈上设有热膨胀密封材料，所述安装卡扣设置在热膨胀密封材料的外侧。
3.如权利要求I或2所述的预成型隔音胶块，其特征在于，其具有对应汽车A柱和/或 C柱下部空腔横截面的形状，设置在A柱和/或C柱下部空腔，所述导水管锥形过孔用于穿过汽车天窗导水管。
4.如权利要求1-3中任一项所述的预成型隔音胶块，其特征在于，所述支架本体采用增韧尼龙材料。
5.如权利要求1-4中任一项所述的预成型隔音胶块，其特征在于，所述支架本体的周围设有突出的支撑架，用于支撑固定热膨胀密封材料，阻止热膨胀密封材料在热熔过程中下垂，保证热膨胀密封材料在同一截面进行发泡。
6.如权利要求5所述的预成型隔音胶块，其特征在于，所述支架本体还设有挡板和密封材料限制筋，所述挡板设在导水管锥形过孔的周围构成支架本体的主体平面，所述密封材料限制筋设置在安装卡扣周围和挡板周围，并与挡板垂直。
7.如权利要求1-6中任一项所述的预成型隔音胶块，其特征在于，还包括一堵盖，其连接设置在导水管锥形过孔的一侧，用于打开和关闭导水管锥形过孔。
8.如权利要求7所述的预成型隔音胶块，其特征在于，所述堵盖上设有卡脚和限制凸台，卡脚用于闭合堵盖时卡在导水管锥形过孔的边缘，限制凸台用于闭合堵盖时保证堵盖与导水管锥形过孔的闭合状态，防止错位。
9.如权利要求1-8中任一项所述的预成型隔音胶块，其特征在于，所述安装卡扣为两个，每一安装卡扣包括两个卡脚和两个限制块，所述卡脚用于卡住对应的钣金孔边，所述限制块用于将支架固定在钣金壁上。
10.一种权利要求1-9所述预成型隔音胶块的安装方法，其特征在于，采用如下步骤(1)支架本体、堵盖、安装卡扣和导水管锥形过孔锥形过孔通过PA66材料进行一体注塑成型，形成隔音胶块；(2)将隔音胶块设置在汽车A柱下部内侧；(3)送入电泳漆烘炉内经150 190°C高温、15 25min烘烤，热膨胀密封材料发泡将支架本体与内侧车身钣金紧密地粘结成一体；(4)热膨胀密封材料发泡体通过二次注塑嵌在支架本体的周围，发泡后连接支架本体和钣金；(5)热膨胀密封材料经过电泳烘炉后受热膨胀均匀地向外扩展将支架和钣金壁连接起来，封堵住整个截面。
全文摘要
本发明涉及一种预成型隔音胶块及其安装方法，应用在汽车空腔中，包括支架本体，安装卡扣和导水管锥形过孔，所述支架本体具有对应汽车空腔横截面的形状；所述安装卡扣为一个或多个，其设置在支架本体上，用于将隔音胶块固定在整车钣金上；所述导水管锥形过孔设置在支架本体的中部，用于穿过导水管。
文档编号B60R13/08GK102582534SQ20121003975
公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月21日 优先权日2012年2月21日
发明者张俊华, 齐海东 申请人:奇瑞汽车股份有限公司