本发明涉及三维成形的组件。
许多衬里元件,通常是内衬,例如在诸如飞行器、轮船、火车或汽车之类的车辆中已经用于保护目的,通常是热和/或声学保护,或用作防火元件。
然而,对于通常被模制的这种类型的元件,在结构设计和使用条件方面仍然存在问题。因此,例如,存在包含粉末和/或纤维形式的化合物的元件,这引起分散和/或处理的问题。例如,一方面在保护要求(例如,上述的热和/或声和/或防火要求)与另一方面体积和/或重量要求之间做出折衷的情况下,也可能出现结构问题,特别是当安装在狭窄和/或难以到达的位置时。也可以建立特殊的形状要求。
例如,在汽车中,地板和壁将乘客室连接至行李箱空间,并将乘客室连接至衬有绝缘模制零件的发动机空间。就机械强度和/或保护能力而言,这些模制零件必须适合于有时复杂的不规则框架零件。
一些三维模制零件,例如用于隔音,可以由pu泡沫(聚氨酯)制成。但是,这是相对昂贵的。另外,pu泡沫也难以回收。由传统的纤维垫制成的模制零件仅在有限的范围内适用,该模制零件由纤维材料通过辊子制成。纤维垫仅能用于轻微变形的零件。此外,由于轧制方法,它们不具有均匀的密度分布。结果,它们通常不满足对这些特殊铸件施加的几何和声学要求。
正是在此框架内,并且为了提供适用于不同苛刻环境的解决方案,此处提出了三维组件,该组件包括:
-织造或非织造的三维(3d)纤维织构,该纤维织构包括聚合物、矿物或天然纤维,以及
-封闭的护套,其包括壁,并且其中(因此)包裹纤维织构,壁遵循护套的形状。
术语纤维应以常规方式理解。这些是具有长度l(对应于其最大尺寸)的细长元件,横向于该长度的截面,其中纤维的主要尺寸为d(例如宽度或直径),具有比率使得l≥5d,优选l≥10d。可能存在一种或多种类型的纤维(例如玻璃纤维和其它纤维)。
纤维织构的纺织性质提供结构化效果,导致相当轻的组件,其形状可以变化。
包括聚合物膜的护套用作保护层(不直接接触被防止分散的纤维,也不与也受到保护的纤维织构直接接触)。该膜还可以促进处理和存储。
如果封闭护套的所述壁包括(或包含)热成型的聚合物膜(单独的聚合物或金属衬里的聚合物),则将获得热成型的组件,该组件的形状,相对于金属(例如,钢或铝)壁而言,在可能需要的弯曲的形状和/或凸起(下面的21)和/或凹陷(下面的23)方面,可能或甚至很可能以更高的精度被定义。
如果使用可热成型的聚合物膜,则根据其常规定义,该护套将是柔性物体,其形状(如其材料:膜)和其围绕的纤维织构的形状将彼此匹配。然后,同义词是:包或口袋。
当然,在所有情况下,护套将围绕并完全覆盖纤维织构。
三维(即非平面)纤维织构中包含的纤维可以通过粘结剂(化学意义)结合或不结合在一起。
在第二种情况下,有利地提供:
-纤维织构因此不含粘结剂,从而将所述纤维粘结在一起,和,
-护套的所述壁具有非平面形状(弯曲的形状和/或具有凸起和/或具有凹陷),将其形状强加到纺织纤维结构上,使得护套保持所述纤维结构的形状。
特别是对于热成型的聚合物膜,取决于保留纤维的一种密度或多种密度,护套的壁和纤维织构之间的结合将使得既可以实现又可以长期保持3d形状,该3d形状是轻的,具有令人感兴趣的热和/或声学特性,且甚至机械坚固。
在这方面,建议所述壁的断裂强度应大于1mpa,优选在10mpa至300mpa之间。
因此,特别是在纤维之间缺乏粘结剂的情况下,以这种形式,更别说作为较厚且更刚性的壁(金属),所述壁通过迫使纤维织构的初始粗糙形状(通常为2d形状)变形在纤维织构上施加预期的3d形状。
在这方面,还建议护套(无粘结剂)中的纤维密度范围应在5kg/m3至250kg/m3之间,优选在50kg/m3至130kg/m3之间。然后纤维织构的密度范围将在10kg/m3至300kg/m3之间,优选在60kg/m3至150kg/m3之间。
另外,如果所述护套的壁是厚度小于500微米的膜,则建议所获得的组件的最大厚度小于或等于8mm,优选小于3mm。因此,将最终的热成型组件的细度与热成型后的高机械强度相结合是可能的。
为了完成轻型/结构化/易于制造/在护套内可能的功能化的折衷,然而,还提出了纤维织构可以包括粘结剂,从而使基质成形,其中所述纤维将在他们的接触点或交叉点被粘结在一起。但这不是强制性的。这两种假设将在下面更详细地讨论。
如果存在,并且出于与上述相同的目的,粘结剂将优选地包含胶和/或粘合剂。
另外,特别是由于纤维结构提供的结构化,这种组件容易适用于目标功能应用。
因此建议,所述组件可以另外在护套中包括隔热体,使得在环境温度和压力下,热成型组件通过聚合物膜具有小于40mw/m.k.的导热系数λ。
在应用中,环境温度和压力分别为20℃和105pa到其各10%以内。
特别地,通过这里发展的解决方案,可以将隔热体(例如气凝胶)布置在护套中的纤维织构中。这使得获得热成型组件变得更容易、更便宜,同时取决于所选择的浓度,可以允许形状的广泛变化和不同的保护效果。然后,粘结剂将能够冻结并且将隔热体保持在适当的位置。
另一种相关的功能化方法是,其提供护套的所述壁是气密的,该护套以气密的方式闭合,并且在外部环境温度(20℃)和压力(105pa)下,压力范围在小于105pa和大于10-2pa占主导。
然后,由于在护套中形成凹陷,该聚合物膜将用于另一种效果,从而提高了所述组件的热保护效果。
在相同的情景中,护套中包括的(至少)一种相变材料(pcm)可能是相关的。
并且,与隔热材料一样,这种相变材料可以分散在护套中的纤维结构内,具有已经提到的优点。
这些成分的组合使用,一方面是纤维,另一方面是一种或多种pcm和/或隔热体的分散颗粒,将有可能以工业上可行的方式串联获得这些成分的可变浓度,其粘结剂将固定并联合。一旦完成了多种成分的密度分布,并且一旦成品中的各处都有纤维和粘结剂,使用可热成型的膜壁将足够热成型加热成型模具中的所有物质,所有成分将置于热成型模具中,为了使纤维熔合在一起,粘结剂通过聚合作用将所有成分结合在一起,同时遵守所选的可变浓度。然后可以通过固化或聚合作用来固化成刚性模制零件。
具有如上所述的总体构造,并且是否存在隔热体和/或mcp,所述组件将有利地以约5%存在,具有0.8mm至20mm之间的厚度以及5kg/m3至350kg/m3之间的密度。
具有这些特性,对于所述组件范围在2000hz至4000hz之间的激发频率,预期吸收系数为60%至90%之间的频率的函数。优选地,孔体积(空隙空间)范围将在80%至99%(体积)之间。
具有或没有粘结剂,另一方面提供了本发明使所述组件能够适应其运行环境,特别是获得:
-所述组件具有第一区域和第二区域,所述第一区域具有第一厚度,所述第二区域具有第二厚度,第二厚度小于第一厚度,
-然后第二区域具有比第一区域的纤维密度更高的纤维密度。
因此,在厚度方向上改变热导率和/或机械强度是容易的,尽管是有限的程度,但是不必在织构(mcp或诸如气凝胶的隔热材料;参见下文)中添加填料。其他优点:由于致密与否而改善了声学性能;如果致密:吸收低频;如果稀疏:吸收高频。
通过阅读以下非限制性示例给出的以下说明并参考附图,将更好地理解本发明,并且如果需要的话,本发明的其他细节、特征和优点将体现,其中:
-图1是与根据本发明的上述组件相对应的零件片段的剖视图,该视图通过局部放大得到补充;
-图2对应于图1的局部放大图,但是增加了分散在纤维结构中的纤维之间的隔热体颗粒;
-图3对应于图1的切割截面,这次添加了分散在纤维结构中的pcm颗粒;
-图4也是与根据本发明的上述组件相对应的零件的平面截面,在外围具有增强纤维的过致密化,对于图5和图6中示出根据本发明的组件的截面类似,,然而它们分别设置有分散在纤维结构中的隔热颗粒(图5)和mcp(图6)的局部过致密化,图7的相同截面对应于没有粘结剂的纤维结构;
-图8示出了以无粘结剂的假设显示了原始纤维织构的示例,该结构在将其放置在成形模具中时使用,
-图9示出了汽车门的应用,图10示出了双口袋式和双层的具有增强的隔热和隔音功能的组件(横截面)。
三维热成型组件1如图1所示。
该组件包括:
-包括纤维3的三维纤维织构5,和
-包括壁7a(或由壁7a组成)的外部护套7。
将理解的是,如在通常意义上,表述“三维”(3d)等同于不是(完全)平面的。因此像纤维织构5一样,热成型组件1被表示为弯曲的;但是它们也可以具有共同的局部凸起和/或凹陷,例如在图7中的区域25、27,或图5、6中(区域21、23)。这些凹陷和凸起(或凸块)可以称为“压纹”。
纤维织构5是织造或非织造织物。先验地,毡将是令人感兴趣的。
毡是通过压制和捆扎纤维获得的非织造结构。
毡或更一般的纤维织构5可以表现为板(见图8:e<<l<l)或块(e<l<l)。形状通常为2d(平面)。可以并排或叠置多个零件。不需要化学粘结剂(图8中的解决方案)。
壁7a可以是十分之几毫米厚的金属壁,或者可以是可热成型的,然后就此而言,壁7a包括聚合物膜(或复合物或复合膜,尤其是聚合物和金属:金属化pet膜即在pet膜上喷涂了铝),将聚合物膜热成型。
在第二种情况下,将在两个主(或主要)表面即图3或6的s1和s2(以虚线表示的相对的表面)的位置对聚合物膜7a进行热成型,在两个主表面之间,三维的纤维织构5具有弯曲的形状和/或凸起21和/或凹陷23。因此,聚合物膜7a的这种热成型将不会像在2d平面零件中那样局限于次要的/不重要的外围区域的表面区域(图1、3区域7b,因为它们是切的),在这些区域中形成膜7a的片相互粘合,并且这些片密封在一起,通常是热焊接,以封闭护套。
护套7以封闭的方式包含纤维结构5;并且其壁7a在面对它(主表面s1和s2)的地方遵循(或结合)该纤维结构的形状。
例如通过焊接或粘合在自身上密封,壁7a,其可包括两片,一旦纤维结构5因此被围绕,将允许护套7被闭合。实际上,为了使组件1例如具有可热成型的聚合物膜7a,通常可以:
-从“基本”纤维结构5开始,因此先验成形为至少一个块或板(见图8:扁平形状,2d:无凸起或凹陷),
-然后放置块/板:
--或在所述聚合物膜7a的两个截面之间,
--或在此膜7a制成的敞开的口袋中,它(它们)将在此滑落,
-然后有:
--所述聚合物膜截面7a密封在一起,
--或口袋的开口处密封,
该密封可以在热成型期间(经由释放的热量)进行,或者独立地先验地在热成型之前进行。
如图8所示,该板与块的不同之处在于,厚度e3与长度l3和宽度l3之间的比值至少为5。
如上所述,壁7a在自身上的密封本来可以是粘合或焊接。
这证实了,在三维成形的组件1中,纤维织构5和护套7首先保持了它们各自的结构标识。他们没有合并。它们仍然可以明确识别;它们在结构上是相互独立的:可以切割护套7并将其从其围绕纤维结构5的位置移开,而不必撕掉。因此,它不是涂层或表面层(如us4035215中的涂层)。
在“膜”的情况下,材料7a将具有在30至800微米之间有利厚度,优选在30至450微米之间并且甚至更优选在50至150微米之间。
在纤维织构5中,可以使用除聚合纤维之外的纤维:矿物纤维(例如玻璃、玄武岩)或天然纤维(例如纤维素、亚麻、大麻纤维)。在第一假设中,纤维3将不会通过形成(化学)粘结剂的化合物而粘结在一起。在没有粘结剂将它们粘结在一起的情况下(参见下文和图8,以产品的原始形式,在包裹在护套中并进行热成型之前),纤维3仍然被它们形成的结构5的纺织性质所粘结。
如果该结构5是毡,则其非织造性质确保纤维的内聚力,然后将其粘结在一起,例如,通过吹塑和加压,用可能的烫,以初始原始形式,将其预先二维化。
在这种情况下,建议组件1的最大厚度小于或等于20mm,优选为8mm,优选为3mm。并且,如果使用热成型的聚合物膜7a,则建议其具有保持所需的3d形状的完整性这样的拉伸强度。
无论是在上述热成型步骤之后还是之前(该膜的状态与根据本发明在其使用之前在市场上销售的一致),典型膜7a的该拉伸强度(“拉伸强度”,通常缩写为(ts),或“最终强度”,ftu)有利地大于1mpa,优选在10mpa至300mpa之间,甚至更优选在50mpa至100mpa之间。
如果不考虑这些特性,则纤维3的相对自由的性质和护套7的机械强度,其热成型因此将通过压纤维和软化膜7a而将其固定为普通的“3d”形状,不能确保热成型的组件1随时间保持其3d形状:
-在热成型后释放应力,并且没有粘结剂,织构5的纤维将倾向于在热成型之前返回其初始状态(特别是形状),
-而护套膜将无法防止这种情况。
因此,可能优选稍厚的金属壁7a。
从下面结合图6可以看出,具有这种特征来获得的成形的组件1还可以具有第一区域10a1和第二区域10b1,第一区域10a1具有第一厚度e1,第二区域10b1具有第二厚度e2,第二厚度e2大于第一厚度e1(e1<e2),其中第一区域10a1的纤维密度3大于第二区域10b1的纤维密度3;参见图7,如果假定最大厚度为e2,则e2≤8mm,优选e2≤3mm。
如果纤维结构5包括不具有粘结剂9的纤维,则第一区域10a1和第二区域10b1中的各个纤维密度3在所有各个厚度e1、e2上均将是均匀的(相等的)。可以通过从这些区域彼此不同的厚度(分别为e1 x和e2 x)开始,实现区域10a1、10b1之间密度的这些变化。如果这样选择,则在膜7a的热成型期间产生的在纤维结构5的外表面上的大体上均匀的压缩将分别实现上述厚度e1和e2。
区域10a1(也参见图6的区域10c)的(较高)纤维密度3将有利地高于300kg/m3,并且优选地高于450kg/m3。区域10b1中的较低水平(参见图6的外部区域10c)将有利地低于150kg/m3,并且优选地低于100kg/m3至30kg/m3之间。
因此,在第二种假设中,有可能在纤维结构5中存在填充粘结剂9,从而使纤维3以这种方式粘结在一起,如图1至4中的示例所示。
然后,纤维3在它们的接触的区域或点处彼此粘附。制造技术可以是ep-a-2903800的制造技术,从文献de10324735和de102007054424可以知道纤维结构和制造方法。作为粘结剂9,胶和/或粘合剂,可以使用例如环氧树脂或酚醛树脂。认为通过粘结或粘合作用的热固性树脂是合适的。
然后可以提供成形的组件1的最大厚度e1、e2、e3大于3mm。粘结剂9既参与纤维织构5的成形(在热成型期间),又参与保持其形状随时间的完整性。
当使用热反应性粘结剂9,例如聚丙烯或酚醛树脂之类的塑料纤维时,以这样的方式加热纤维,使得它们彼此熔化并聚结,并形成刚性的尺寸稳定的模制零件。
使用上述组件,可以以5%的精度获得合适的刚性模制零件1:
-厚度在2mm到10mm之间,
-密度在5kg/m3至350kg/m3之间,
-对于2000hz至4000hz之间的频率,吸收系数为60%至90%之间的频率的函数。
因此,该空间在声学上将是有效的,并可用于隔音。
为了遵循纤维结构5的形状,因此在具有或不具有粘结剂9的情况下,护套7的壁7a将围绕纤维结构5成形(在上述聚合物膜的情况下热成型的)。
在纤维之间具有或不具有纤维粘结剂9的情况下,可以以常规方式在成形模具中进行成形:原始结构5的材料以先验2d形式(特别是板或块;以一个或多个块),加热使其软化。如果使用膜7a,那么膜7a也是如此。该延展性用于在压力下通过铸造使壁7a和结构5的材料成形。如果使用的话,膜7a和膜7a在冷却时会变硬。利用结构5的材料,它保持了由于粘结剂9或特别是由于上述参数(结构5的厚度和壁7a的强度)而获得的3d形状。
如果选择聚合物膜7a,则它可以是聚酰亚胺或peek,或聚乙烯或聚丙烯膜。
因此聚合物膜将是热塑性或热固性膜。
-聚合物膜将足够薄(因此称为“膜”)以在加热的作用下足以熔融和软化,然后由于聚合物膜在封闭的口袋中的在先的构型,聚合物膜将围绕纤维3,纤维3在模具上被成形,从而在纤维结构5上施加预期的3d形状(按体积计)(在当前情况下,弯曲形状和/或凸起21和/或凹陷23),
-尽管足够厚(实际上足够坚固)以随时间(年)维持由其热成型施加的所述形状,即使缺乏粘结剂9,也防止了纤维结构5失去获得的3d形状;因此才有了上述抗拉强度。
对于上述纤维状结构5,由于如果存在粘结剂9,则粘结剂9将仅存在于成分之间的接合区域,因此纤维之间的空隙10将确保隔热效果的零件1将从一开始就可以获得。
然而,对于上述组件,有可能(并且在保持这种效果的同时)在护套7中有用地添加至少一个隔热体11,使得在环境温度和压力下,热成型组件穿过聚合物膜7a,导热系数λ小于40mw/m.k.,优选在18mw/m.k.至25mw/m.k.之间;见图2。
另外,利用保护壁7a,然后可以将隔热体11有效地分散在纤维结构5中。
对于颗粒形式的隔热体11,如果存在粘结剂9,则粘结剂9可以局部确保内聚。并且可以根据需要实现可变的浓度。
如果组件1在护套7中另外包含至少一种相变材料(pcm),则这也是可能的,因此相变材料也可以分散在纤维结构5中。
如果mcp是颗粒形式13(图3),则其在纤维结构5中的处理和性能可能与粉末状隔热体相同。
并且,由于有利地热成型的护套壁7a,护套壁7a通过将纤维结构5包裹而遵循纤维结构5的形状,因此将提供保护:
-机械保护(成形和然后保持的功能,并且还避免纤维结构5与外部环境之间的直接接触,以及避免粉末从纤维结构中扩散出来),
-防结块(只要护套壁7a不会“漂浮”在纤维结构5周围,就可以避免形成由mcp颗粒13和/或隔热体11构成的不希望的粉状团块),
-和/或化学保护(护套壁7a可具有防火功能)。
如果使用气密壁7a,则组件1可以被非常紧密地密封(通常热焊接在形成壁7a的片的中间层的区域7b中),使得在环境外部温度和压力下,护套7中的压力范围在小于105pa至大于10-2pa之间。
使用部分真空将既增强绝缘效果,又保持颗粒11和13在纤维结构5中的分散。
图4-6示出了在纤维织构5中在护套7下方的纤维3和颗粒11和/或13的可变致密化/分散的特殊的运行示例,所有这些都可以保持在一起并放置在接触区域,正如看到的那样:局部粘结剂9没有占据纤维和其他成分留下的所有空间。
在图4的示例中,纤维织构5外围地包括过度致密化或过度密集的纤维3和mcp13(的颗粒)。纤维过密化3位于零件1的固定区域周围,该区域对应于直通道(圆形),其中一些标记为15。这种过度致密化可能是某些区域初始纤维剂量高于其他区域的结果。也可能是某些区域的压缩比其他区域更大。
在图5的示例中,零件1的纤维结构5在零件10a2(厚度e1)中比在零件10b2(厚度e2)中更薄。正是较细的零件10a2中存在过度致密化或过度密集的隔热体11(的颗粒),以补偿较小的厚度并保持均匀的导热性。
在图6的示例中,零件1的纤维织构5在区域10c中被过度填充纤维3(因此增加了纤维密度),在该区域中该零件可以经由例如杆17固定并且其中该零件具有拐角,因此潜在的机械缺陷区域。像区域15一样,那些10c限定了增强或机械结构集成的区域,而无需外部增强。
在区域(一个或多个)10d中,纤维结构5被(过)填充了mcp(颗粒)13,其中零件1具有与制冷剂或传热流体19的一个或多个热交换区域。
以这种方式,可以精确和适当地定位需要它们的颗粒和/或纤维的(过度)致密化或(过度)密集的区域。
如已经提到的,本发明的显著应用领域是车辆。三维成形的组件1尤其可以在其中限定结构元件的内衬元件,所述结构元件在它们之间分隔外部环境和内部体积,以热隔离和/或声学隔离或免受外部环境的影响。如上所述,内衬元件还可以形成防火屏障,在小体积的约束下,具体形状和/或重量要尽可能地受到限制。
因此,图9示出了车辆31(此处为汽车,但可以是飞行器,尤其是飞行器机舱)中的组件30的示例。该组件包括:
-插入在车辆的外部环境(ext;35)和内部体积(int;37)之间的结构元件33,该内部体积(通常是车辆的乘客厢)必须在热和/或声学上免受外部环境(35)影响,以及
-结构元件33的内衬元件39,该内衬元件包括所述组件1。
因此,衬里元件33插入在体积35和体积37之间。
结构元件33可以是金属、复合或塑料门板。在示例中,它限定了车门的结构框架。在外侧上,可以将门板41附接到其上,该门板限定了门的外部装饰。在内侧上,可以将内部装饰43(在乘客厢侧)附接到其上,以便组件1插入在金属板41和内部装饰43之间。
如图5、6所示(在厚度方向上,这可以看作是两个相应的切口,由组件1限定的表面的两个不同位置,参见图9阴影线),在该组件1的完全封闭的护套7中布置有:
-至少一个优先区域10d,在其中已经确定了要在外部环境35和内部体积37之间进行热交换,
-和/或至少一个厚度较小(e1)的区域(10a),
-和/或固定区域(一个或多个)10c,其中组件1附接到结构33。
这些紧固到结构元件33上的紧固方式可以包括螺接、铆接或其他装置,例如借助于杆17。
然后,护套7将另外包含以下至少之一:
-相变材料(pcm)13的(颗粒)的填料和/或隔热体11的(颗粒)的填料,其中所述优选的热交换区域10d位于此处,
-和/或过量填充的所述纤维3,其中固定区域位于此处和/或较小厚度的区域e1位于此处。
而不是如图6所示,在护套7中存在mcp13(的颗粒)的填料,其中零件1具有一个或多个与制冷剂或传热流体19的热交换区域,所述隔热体11的填料或过量填料(例如至少一层分散在纤维织构中的聚氨酯或聚酯纤维),其中优选的热交换区域(一个或多个)10d位于此处,即在护套7的厚度e的方向上已经识别出一个或更多的区域,其中在体积35和37之间局部导热系数λ高于预定阈值。
还应当理解,解决方案可以在实施方式之间结合,以及在附图之间结合(例如在图5、6中的纤维3、隔热体11和mcp13的结合),可以从一个实施方式转移到另一实施方式,并因此可以彼此结合。
性能的另一个方面已在图10中进行了图解说明。这是一种解决方案,其中可以通过改进的方式同时解决热和声学问题。
该解决方案建议通过关联以下方法来获得增强的隔热体和相关的隔音:
-通过结构元件33将外部环境35与内部体积37分开,以进行热和/或声学保护,
-结构元件33的内衬元件391,该元件391包括至少一个所述隔热元件1。
更精确地,首先提出采用上述组件,从而使所述至少一个隔热元件1在其由阻挡壁7a形成的护套7中包括其纤维织构5。该壁7总是在所述两个主表面s1、s2的位置处热成型,在两个主表面之间的纤维织构5是三维的,因此具有弯曲的形状和/或凸起和/或凹陷,如图所示。
然而,该解决方案还提供:
-所述纤维织构5限定了第一纤维织构,该第一纤维织构包括具有第一密度的多孔材料5a,
-内衬元件391还包括第二纤维织构50,该第二纤维织构50包括相同的多孔材料5a或具有第二密度的不同的多孔材料5b。
第二密度低于第一密度,并且第一织构5与第二织构50叠置。
此处的叠置意味着获得了两倍的厚度:在区域35和区域37之间的纤维织构5、50的累计厚度。堆叠不一定在水平面;如图9中的车门示例,它可以在垂直平面上。应该注意的是,在这方面,除车辆外其他应用也是可行的;例如建筑行业。
考虑到这一点,将进一步指出:
-第二纤维织构50具有弯曲的形状和/或凸起21和/或凹陷23,和
-隔热元件1和第二纤维织构50是:
--一起被壁70a封闭于第二护套70中,
--并且插入在所述壁70a的两个主表面s10、s20之间,所述壁70a在所述两个主表面s10、s20的位置处被热成型。
应当理解,两个主表面s10、s20是护套70上的图形,以及护套7的壁7a及其壁70a的两个主表面s1、s2护套0。次要/不重要的外围区域的表面(在此为7b的图形70b),保留。
第二护套70不必处于真空状态(真空包装)。第二纤维织构50可以在第三真空护套中,然后将其与第一护套70一起容纳在第二护套70中。
通常,第二纤维织构50的压缩比第一纤维织构5的压缩少,第二纤维织构50的厚度e20大于第一纤维织构5的厚度e10,这被认为是对两个纤维织构5、50的所有表面或至少大部分表面。
厚度e20可以为3mm到15mm。厚度e10可以是0.5mm至2.5mm。第一密度可大于300kg/m3至800kg/m3;第二密度可以从100kg/m3至小于300kg/m3。
第一纤维织构5提供了相关的隔热和隔音。第二纤维织构50提供增强的隔热体和更有限的隔音。结果是混合解决方案具有沉重的(质量效应)组件,可在低频(20hz至200hz)中吸收。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种三维成形的组件(1),该组件包括:
-织造或非织造的三维纤维织构(5),其包括聚合物、矿物或天然纤维(3),并且具有弯曲的形状和/或凸起(21)和/或凹陷(23),其特征在于,所述组件还包括:
-封闭的护套(7):
--包括壁(7a),以及
--护套包裹纤维织构(5),壁(7a)遵循护套的形状。
2.根据权利要求1所述的组件,其中:
-纤维织构(5)缺乏粘结剂(9)而将所述纤维(3)粘结在一起,并且密度在10kg/m3至300kg/m3之间,优选在60kg/m3至150kg/m3之间,和
-壁(7a)具有非平面、弯曲的形状和/或具有凸起(21)和/或具有凹陷(23)的形状,其强制纤维织构(5)的形状,使得护套(7)保持纤维织构(5)的形状。
3.根据权利要求2所述的组件,其中所述壁(7a)具有大于1mpa的断裂强度,并且优选地在10mpa至300mpa之间。
4.根据前述权利要求中任一项所述的组件,其中纤维织构(5)包括毡。
5.根据权利要求1所述的组件,其中纤维织构(5)包括化学粘结剂(9),使得所述纤维(3)由此粘结在一起。
6.根据权利要求5所述的组件,其中化学粘结剂(9)包括胶和/或粘合剂。
7.根据前述权利要求中任一项所述的组件,其中封闭的护套(7)的壁(7a)包括热成型的聚合物膜(7a)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的组件,其还包括在护套(7)中的隔热体(11)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的组件,其中所述壁(7a)是气密的,护套(7)是气密密封的,并且对于外部环境温度和压力,在其中小于105pa和大于10-2pa之间的压力占主导。
10.根据前述权利要求中任一项所述的组件,其还包括在护套(7)中的相变材料(pcm;13)。
11.根据权利要求8和10、其单独或与权利要求9组合所述的组件,其中在护套(7)中有:
-一个或多个与制冷剂或传热流体(19)进行热交换的热交换区域(10d),和/或一个或多个较薄厚度(e1)的区域(10a1、10a2),和/或一个或多个用于固定所述组件(1)的区域(10c,15),以及
-过量填充的所述相变材料(pcm;13),其中一个或多个所述热交换区域位于此处,和/或
-过量填充的所述隔热体(11),其中一个或多个所述较薄厚度(e1)区域位于此处,
-和/或,过量填充的所述纤维(3),其中一个或多个固定区域位于此处。
12.根据前述权利要求中任一项所述的组件,其具有第一区域(10a1、10c)和第二区域(10b1),所述第一区域(10a1、10c)具有第一厚度,所述第二区域(10b1)具有第二厚度,所述第二厚度小于第一厚度,第二区域具有比第一区域的纤维密度(3)更高的纤维密度(3)。
13.一种组件,其包括:
-适于介于车辆的外部环境(35)和内部体积(37)之间的结构元件(33),以免受所述外部环境的热和/或声音的影响,以及
-结构元件(33)的内衬元件,内衬元件包括根据前述权利要求中任一项所述的组件(1),并且在护套(7)中具有:
--一个或多个优先区域(10d),已确认外部环境与所述内部体积之间的要控制的热交换位于此处,
--和/或一个或多个较薄厚度(e1)的区域(10a1、10a2),
--和/或一个或多个固定区域(10c,15),其中所述组件(1)固定到结构,和
--相变材料(pcm;13)的填料和/或隔热体(11)的填料,其中所述优选的热交换区域位于此处,
--和/或过量填充的所述纤维(3),其中一个或多个固定区域位于此处和/或一个或多个所述较薄厚度(e1)的区域位于此处。
14.一种组件,其包括:
-三维结构元件(33),其具有弯曲的形状和/或凸起和/或凹陷,介于外部环境(35)和要进行热和/或声音保护的内部体积(37)之间,
-以及结构元件(33)的内衬元件(39、391),内衬元件(39、391)包括至少一个根据权利要求1至12中任一项所述的组件(1),从而其被插入在外部环境(35)和要被保护的内部体积(37)之间,
所述组件(1)的纤维织构(5)限定了第一纤维织构,该第一纤维织构包括具有第一密度的多孔材料(5a),
内衬元件(39、391)还包括第二纤维织构(50),该第二纤维织构(50)包括相同的多孔材料(5a),或具有第二密度的不同的多孔材料(5b),第二密度低于第一密度,和
第一和第二纤维织构(5、50)被叠置。
15.根据权利要求14所述的组件,其中:
-第二纤维织构(50)具有弯曲的形状和/或凸起和/或凹陷,和
-所述组件(1)和第二纤维织构(50)是:
--一起封闭在包括一个所述壁(70a)的第二护套中,和
--插入在所述壁的两个主表面(s10、s20)之间,其在所述两个主表面上热成型。
1.一种三维成形的组件(1),该组件包括:
-织造或非织造的三维纤维织构(5),其包括聚合物、矿物或天然纤维(3),并且具有弯曲的形状和/或凸起(21)和/或凹陷(23),
-封闭的护套(7):
--包括壁(7a),以及
--护套包裹纤维织构(5),壁(7a)遵循护套的形状。
2.根据权利要求1所述的组件,其中:
-纤维织构(5)缺乏粘结剂(9)而将所述纤维(3)粘结在一起,并且密度在10kg/m3至300kg/m3之间,优选在60kg/m3至150kg/m3之间,和
-壁(7a)具有非平面、弯曲的形状和/或具有凸起(21)和/或具有凹陷(23)的形状,其强制纤维织构(5)的形状,使得护套(7)保持纤维织构(5)的形状。
3.根据权利要求2所述的组件,其中所述壁(7a)具有大于1mpa的断裂强度,并且优选地在10mpa至300mpa之间。
4.根据前述权利要求中任一项所述的组件,其中纤维织构(5)包括毡。
5.根据权利要求1所述的组件,其中纤维织构(5)包括化学粘结剂(9),使得所述纤维(3)由此粘结在一起。
6.根据权利要求5所述的组件,其中粘结剂(9)包括胶和/或粘合剂。
7.根据前述权利要求中任一项所述的组件,其中封闭的护套(7)的壁(7a)包括热成型的聚合物膜(7a)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的组件,其还包括在护套(7)中的隔热体(11)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的组件,其中所述壁(7a)是气密的,护套(7)是气密密封的,并且对于外部环境温度和压力,在其中小于105pa和大于10-2pa之间的压力占主导。
10.根据前述权利要求中任一项所述的组件,其还包括在护套(7)中的相变材料(pcm;13)。
11.根据权利要求8和10、其单独或与权利要求9组合所述的组件,其中在护套(7)中有:
-一个或多个与制冷剂或传热流体(19)进行热交换的热交换区域(10d),和/或一个或多个较薄厚度(e1)的区域(10a1、10a2),和/或一个或多个用于固定所述组件(1)的区域(10c,15),以及
-过量填充的所述相变材料(pcm;13),其中一个或多个所述热交换区域位于此处,和/或
-过量填充的所述隔热体(11),其中一个或多个所述较薄厚度(e1)区域位于此处,
-和/或,过量填充的所述纤维(3),其中一个或多个固定区域位于此处。
12.根据前述权利要求中任一项所述的组件,其具有第一区域(10a1、10c)和第二区域(10b1),所述第一区域(10a1、10c)具有第一厚度,所述第二区域(10b1)具有第二厚度,所述第二厚度小于第一厚度,第二区域具有比第一区域的纤维密度(3)更高的纤维密度(3)。
13.一种组件,其包括:
-介于车辆的外部环境(35)和内部体积(37)之间的结构元件(33),以免受所述外部环境的热和/或声音的影响,以及
-结构元件(33)的内衬元件,内衬元件包括根据前述权利要求中任一项所述的组件(1),并且在护套(7)中具有:
--一个或多个优先区域(10d),已确认外部环境与所述内部体积之间的要控制的热交换位于此处,
--和/或一个或多个较薄厚度(e1)的区域(10a1、10a2),
--和/或一个或多个固定区域(10c,15),其中所述组件(1)固定到结构,和
--相变材料(pcm;13)的填料和/或隔热体(11)的填料,其中所述优选的热交换区域位于此处,
--和/或过量填充的所述纤维(3),其中一个或多个固定区域位于此处和/或一个或多个所述较薄厚度(e1)的区域位于此处。
14.一种组件,其包括:
-三维结构元件(33),其具有弯曲的形状和/或凸起和/或凹陷,介于外部环境(35)和要进行热和/或声音保护的内部体积(37)之间,
-以及结构元件(33)的内衬元件(39、391),内衬元件(39、391)包括至少一个根据权利要求1至12中任一项所述的组件(1),从而其被插入在外部环境(35)和要被保护的内部体积(37)之间,
所述组件(1)的纤维织构(5)限定了第一纤维织构,该第一纤维织构包括具有第一密度的多孔材料(5a),
内衬元件(39、391)还包括第二纤维织构(50),该第二纤维织构(50)包括相同或不同的多孔材料(5a),或具有第二密度的不同的多孔材料(5b),
第二密度低于第一密度,和
第一和第二纤维织构(5、50)被叠置。
15.根据权利要求14所述的组件,其中:
-第二纤维织构(50)具有弯曲的形状和/或凸起和/或凹陷,和
-所述组件(1)和第二纤维织构(50)是:
--一起被一个所述壁(70a)封闭在第二护套(70)中,和
--插入在所述壁的两个主表面(s10、s20)之间,其在所述两个主表面上热成型。
技术总结