DE102007051276A1 - Verfahren zum Füllen eines Hohlraums in einer Rohkarosserie eines Kraftfahrzeugs mit einem akustischen dämmenden Werkstoff - Google Patents

Abstract

Ein Verfahren zum Füllen eines Hohlraums in einer Rohkarosserie eines Kraftfahrzeugs mit einem akustisch dämmenden Werkstoff ist dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum mit Flocken des Werkstoffs aufgefüllt wird.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auffüllen eines Hohlraums in einer Rohkarosserie eines Kraftfahrzeugs mit einem akustisch dämmenden Werkstoff.
• Insbesondere selbsttragende Karosserien von Kraftfahrzeugen weisen strukturbedingt eine Vielzahl von Hohlräumen auf, die sich beim Verbinden der einzelnen Strukturbleche der Karosserie ausbilden. Insbesondere aus akustischen Gründen, da diese Hohlräume als Resonanzkörper negative Auswirkungen auf die Akustik des Fahrzeugs haben können, wird vermehrt dazu übergegangen, solche Hohlräume der Fahrzeugkarosserie mit einem zumindest akustisch dämmenden Werkstoff auszufüllen. In der Regel werden diese Hohlräume der Fahrzeugkarosserie mit einem polymeren Schaumstoff, insbesondere einem Polyurethan-Schaumstoff ausgeschäumt. Aufgrund ihrer Dämmungswirkung sorgt die Schaumstofffüllung für ein verbessertes akustisches Verhalten des Fahrzeugs. Aufgrund der geringen Dichte der eingesetzten Schaumstoffe wird das Gesamtgewicht des Fahrzeugs durch diese Maßnahme nicht wesentlich erhöht.
• In Abhängigkeit davon, wann im Herstellungsprozess des Fahrzeugs der Schaumstoff in die Hohlräume eingebracht wird, kommen zwei unterschiedliche Verfahrensweisen zum Einsatz.
• Erfolgt das Ausfüllen bereits im Rohbau kommen in der Regel Preformlinge aus einem 1 K(omponentigen) Schaumstoff (z. B. EVA) zum Einsatz, die während eines nachfolgenden Lackierprozesses der Karosserie aufblähen und dadurch den Hohlraum ausreichend dicht verschließen. Bei den 1 K-Preformlingen handelt es sich regelmäßig um im Spritzgießprozess hergestellte Formteile, die manuell in die Rohkarosserie eingebracht werden. Diese Lösung ist mit einem hohen Arbeits- und Kostenaufwand verbunden.
• Erfolgt das Ausfüllen der Karosseriehohlräume dagegen erst nach der Lackierung in der Montage so werden regelmäßig 2K(omponentige) Reaktionsschäume verwendet, die in Form von zwei flüssigen Ausgangsmaterialien in einer Schaumanlage vermengt und mittels einer Sprühpistole durch eine Öffnung in einem der Karosseriebleche in den Hohlraum eingebracht werden.
• Häufig weisen die Hohlräume der Fahrzeugkarosserie jedoch eine Vielzahl von Öffnungen auf, die beispielsweise für den beidseitigen Einsatz einer Schweißzange zum Verbinden der einzelnen Strukturbleche der Fahrzeugkarosserie vorgesehen sein können. Diese Öffnungen müssen daher dicht verschlossen werden, um ein Austreten des Schaumstoffs zu verhindern. Eine solche Abdichtung erfolgt derzeit regelmäßig über Folien oder Stopfen oder PVC-Nähte. Da die Öffnungen jedoch oftmals an schwer zugänglichen Stellen positioniert sind, ist die Anbringung derartiger Verschlusselemente zeit- und arbeitsaufwändig. Aus diesem Grund werden die Verschlusselemente nach dem Aushärten des Schaumstoffs auch regelmäßig nicht wieder entfernt, obwohl ihr weiterer Verbleib ohne Funktion ist und das Fahrzeuggewicht negativ beeinflusst. Zudem erhöhen diese nicht wieder verwendbaren Verschlusselemente die Herstellkosten einer Fahrzeugkarosserie in nicht unerheblichem Maße.
• Weitere Nachteile, die mit dem Ausschäumen von Karosseriehohlräumen verbunden sind, sind die hohen Materialkosten für den Schaumwerkstoff, die aufwändige Anlagentechnik für die Schaumanlagen, der grundsätzliche Umgang mit reaktiven Chemikalien in der Produktion sowie eine Gefahr der Verschmutzung der Rohkarosserien mit reaktiven Materialien.
• Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein wirtschaftlicheres Verfahren zum Füllen eines Hohlraums in einer Rohkarosserie eines Kraftfahrzeugs mit einem akustisch dämmenden Werkstoff anzugeben.
• Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
• Erfindungsgemäß ist vorgesehen, den zu füllenden Hohlraum einer Rohkarosserie eines Kraftfahrzeugs mit Flocken eines akustisch dämmenden Werkstoffs aufzufüllen.
• Unter Flocken wird erfindungsgemäß eine beliebig geformte, formstabile, dreidimensionale Ausbildung des Werkstoffs verstanden, wobei die Größe der Flocken an den jeweiligen Anwendungsfall angepasst sein kann, deren größter Querschnitt jedoch zumindest geringfügig kleiner als der kleinste Querschnitt des aufzufüllenden Hohlraums bzw. der hierfür vorgesehenen Einfüllöffnung ist. Die Formstabilität der Flocken schließt nicht aus, dass diese bei entsprechender Krafteinwirkung auch erheblich elastisch und/oder plastisch verformbar sein können. Vielmehr ist darunter zu verstehen, dass diese keine wesentliche durch die Schwerkraft bedingte Formänderung erfahren.
• Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich neben dem angestrebten einfachen und kostengünstigen Füllen des Karosseriehohlraums auch dadurch aus, dass kleinere Spalte und Öffnungen bei einer entsprechenden Flockengröße nicht zu einem Austritt des Dammmaterials führen, wodurch entsprechende Abdichtmaßnahmen für diese Öffnungen entfallen können. Etwaige Materialaustritte führen zudem nicht zu schwierig zu entfernenden Verschmutzungen.
• Vorzugsweise bestehen die Flocken aus einem bereits aufgeschäumten und ausreagierten Schaumstoff, insbesondere einem Polyurethan-Schaumstoff. Dieser Werkstoff ist kostengünstig und liegt in Werken, in denen Kraftfahrzeuge hergestellt werden, häufig als Abfallprodukt aus der Fertigung von Innenraumteilen (z. B. Sitzherstellung) vor.
• Die Flocken können weiterhin ein textiles Material, ein Elastomer, Papier oder ein organisches Naturprodukten enthalten oder aus diesen bestehen. Selbstverständlich kann auch eine Mischung aus Flocken aus unterschiedlichen Werkstoffen möglich und sinnvoll sein.
• In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die Flocken beispielsweise mittels Druckluft und einer geeigneten pneumatischen Vorrichtung in den Hohlraum eingeblasen werden. Auf diese Weise können sämtliche Abschnitte des Hohlraums, insbesondere auch solche, die hinterschnittig ausgebildet sind, einfach und sicher mit den akustisch dämmenden Flocken aufgefüllt werden.
• Um abschließend einen festen Verbund der Flocken untereinander in dem Hohlraum zu erhalten, können diese vorzugsweise zusammen mit einem Klebstoff in den Hohlraum eingebracht werden. Hierbei kann ein beliebiger Klebstoff zum Einsatz kommen; bevorzugt handelt es sich bei diesem um einen wärme- und/oder druckaktivierbaren Klebstoff, so dass eine adhäsive Reaktion des Klebstoffs erst nach dem Verfüllen des Hohlraums gezielt initiiert werden kann.
• Vorteilhafterweise kann der Klebstoff auch als Sprühklebstoff ausgebildet sein, so dass dieser in zerstäubter Form in einer Druckgasströmung zu sammen mit den Flocken in den Hohlraum der Rohkarosserie eingebracht wird. Die Sprühdüse für den Klebstoffaustrag kann dabei bevorzugt konzentrisch zu einer Materialaustragdüse für die Flocken angeordnet sein.
• Ebenfalls können die Flocken bereits mit einem über Wärme oder Druck aktivierbaren Klebstoff vorbehandelt (z. B. durchtränkt) sein, wobei eine adhäsive Reaktion des Klebstoffs wiederum erst nach dem Füllen des Hohlraums vorgesehen ist.
• In einem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, Flocken eines Polyurethanschaums mit einem Sprühklebstoff auf Basis von Kautschuk mittels Druckluft in den Hohlraum einer Rohkarosserie eines Kraftfahrzeugs einzublasen. Über entsprechende Öffnungen wird hierbei sichergestellt, dass die eingebrachte Druckluft wieder aus dem Hohlraum entweichen kann. Bei den Polyurethan-Flocken handelt es sich um zerkleinerten, bereits ausreagierten Polyurethanschaum, der bei der Herstellung von Instrumententafeln für den Innenraum von Kraftfahrzeugen als Abfallprodukt angefallen ist. Die Flocken weisen eine mittlere Größe von ca. 0,3 bis 5 mm auf.

Claims (5)

1. Verfahren zum Füllen eines Hohlraums in einer Rohkarosserie eines Kraftfahrzeugs mit einem akustisch dämmenden Werkstoff, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum mit Flocken des Werkstoffs aufgefüllt wird.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung von Polyurethanschaumstoff für die Flocken.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flocken in den Hohlraum eingeblasen werden.
4. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flocken zusammen mit einem Klebstoff in den Hohlraum eingebracht werden.
5. Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sprühklebstoff verwendet wird.