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Die
Erfindung betrifft ein Abschirmbauteil, insbesondere Hitzeschild.
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Abschirmbauteile
dieser Art sind in unterschiedlichsten Ausführungsformen
bekannt und finden insbesondere in der Kraftfahrzeugtechnik weit verbreitete
Anwendung. Als Hitzeschild konzipiert haben solche Bauteile vorrangig
die Aufgabe, die durch Strahlen und/oder Konvektion abgegebene Wärme
von Motoren und deren Komponenten, wie Turboladern, Katalysatoren,
Abgassystemen etc., von wärme- oder hitzeempfindlichen
Drittbauteilen abzuhalten. Da die in Frage kommenden abzuschirmenden
Teile nicht nur Wärmequellen darstellen, sondern auch Schallquellen
sind, ist neben der Wärmedämmung auch ein günstiges
akustisches Abschirmverhalten äußerst wichtig.
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Um
diesen Anforderungen gerecht zu werden, ist beispielhaft in der
DE 41 37 706 A1 bereits vorgeschlagen
worden, als schallabsorbierende Wärmeisolierung für
ein Abschirmbauteil einen schalldurchlässigen metallischen
Träger als Decklage und mithin als Funktionslage vorzusehen
mit einem an dem Träger angeordneten Isolationsmaterial in
Form einer eine weitere Funktionslage bildenden Isolierlage. Als
Isoliermaterial wird bei der bekannten Lösung ein Feststoff,
gebildet aus Quarzsand, eingesetzt. Das Quarzsand-Material läßt
sich gut in vorhandene Ausprägungen des Trägers
einbringen und vom metallischen Träger umschließen.
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Vergleichbare
Lösungen zeigen auch die
DE 102 53 508 B3 , die als Isolierlage zwischen
als Decklagen ausgebildeten Blechplatinen hochdispergierte Kieselsäure
einsetzt, die wie Quarzsand inkompressibel ist und eine große
Wärmedämmung gewährleistet, sowie die
DE 42 11 409 A1 ,
die als wärmeisolierende und schalldämmende Lage
als Verkleidung für Verbrennungsmotoren von Kraftfahrzeugen
Glasfasergelege einsetzt, die unter anderem mit mineralischen Füllstoffen
versehen sind, wie Quarzsand oder Basaltwolle.
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Insbesondere
bei Neufahrzeugen, bei denen solche Abschirmbauteile Anwendung finden;
neuerdings auch in großflächiger Auslegung zur
Abschirmung von Unterbodengruppen, kommt es häufig zu Geruchsbelästigungen
oder doch zumindest zu Geruchsbeeinträchtigungen aufgrund
von Fahrzeugbestandteilen, wie Kunststoffarmaturen, Sitz- und Verkleidungsteilen
etc., deren Löse- oder Bindemittel-Bestandteile ausgasen,
was auch für eingesetzte Klebstoffe gilt. Der sich hieraus
ergebende, für Neufahrzeuge charakteristische Geruch verflüchtigt sich
nach einer gewissen Gebrauchsdauer, was aber durchaus mehrere Monate
benötigen kann. Während ein Teil der Fahrzeugbenutzer
den dahingehenden charakteristischen Geruch durchaus als angenehm empfindet,
da er im übrigen ja auch einen Hinweis gibt für
die Neuheit des Fahrzeuges, leiden andere, besonders empfindsame
Menschen unter dem dahingehenden Geruchseindruck, der insoweit subjektiver
Natur ist, als das tatsächlich gesundheitsbeeinträchtigende
Stoffe grundsätzlich nicht freigesetzt werden.
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Ausgehend
von dieser Gesamtsituation stellt sich die vorliegende Erfindung
die Aufgabe, die bekannten Lösungen unter Beibehalten ihrer
Vorteile, nämlich eine gute Schall- und/oder Wärmeisolierung sicherzustellen,
da hingehend weiter zu verbessern, dass man gezielt Geruchseindrücke
gegenüber der Umgebung herbeiführt. Eine dahingehende
Aufgabe löst ein Abschirmbauteil, insbesondere Hitzeschild, mit
den Merkmalen des Patentanspruches 1 in seiner Gesamtheit.
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Dadurch,
dass das erfindungsgemäße Abschirmbauteil, insbesondere
in Form eines Hitzeschildes, mit mindestens einem Wirkmedium versehen
ist, das eine Duftstoffabgabe erlaubt, läßt sich über
eine Kraftfahrzeugkomponente gezielt ein beliebiges Aroma oder ein
Duft abgeben, wie beispielsweise ein Wald-, Obst- oder Deodorantduft,
der vorzugsweise die sonstigen Geruchseindrücke eines Neufahrzeuges überdecken
hilft, so dass vorrangig der angenehme Duft oder Geruch bemerkt
wird, was bei den Insassen des Fahrzeuges einen angenehmen Eindruck
hinterläßt. Das derart erhaltene Geruchsbild verstärkt
im übrigen auch beim Fahrer einen positiven Benutzungseindruck,
was insoweit einem ungezwungenen sicheren Fahrverhalten zugute kommt.
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Ferner
wäre es alternativ oder zusätzlich auch möglich,
eine Duftstoffabgabe dergestalt zu bewirken, dass vom menschlichen
Benutzer unbemerkt Ungeziefer vom Fahrzeug abgehalten wird einschließlich
unter Einbezug von Nagetieren, wie Mäusen oder Mardern,
die regelmäßig bei draußen abgestellten
Fahrzeugen, insbesondere im ländlichen Raum, sich über
Dicht- und Zuleitungsschläuche hermachen, die häufig
aus elastomerem Kunststoffmaterial bestehen und bei entsprechender
Bißschädigung die Nutzung des Fahrzeuges beeinträchtigen oder
gar unmöglich machen und insoweit auch zu einem erhöhten
Reparaturaufwand führen.
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Bei
einer besonders bevorzugten Ausführungsform des derart
modifizierten erfindungsgemäßen Abschirmbauteils
ist vorgesehen, dass die Duftstoffabgabe erst bei einer erhöhten
Temperatur erfolgt, d. h. erst wenn der Motor in Betrieb ist und
eine entsprechende Betriebstemperatur erreicht ist, kommt es zur
erwünschten Geruchsabgabe. Die als positiv empfundene Duftstoffabgabe
kann nur beim erstmaligen Betrieb des Fahrzeugs erfolgen; vorzugsweise
ist jedoch an eine länger andauernde Duftstoffabgabe gedacht.
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Das
jeweilige Wirkmedium zur Duftstoffabgabe kann in eine Funktionslage
des Abschirmbauteils eingebracht sein, wobei hier insbesondere an
den Einsatz in der sog. Isolierlage gedacht ist, die regelmäßig
aus einem großporigen oder offenzelligen Material besteht
und in die damit einhergehenden Kavitäten in der Isolierlage
läßt sich das Wirkmedium einbringen. Eine andere
Möglichkeit besteht darin, das Wirkmedium selbst als Funktionslage
auszubilden, die dann im Rahmen des mehrschichtigen Hitzeschildaufbaus
im Abschirmbauteil entsprechend integriert ist. Eine weitere Möglichkeit
besteht darin, einen Vorratstank innerhalb des Abschirmbauteils
vorzusehen, der gegebenenfalls nachfüllbar ausgeführt ist
und über eine entsprechende Perforation die Duftstoffabgabe
ermöglicht. Die Perforation des Tanks kann derart ausgebildet
sein, dass in der Art einer Mikrolochung aufgrund der Oberflächenspannung
des Duftstoff-Wirkmediums dieses im Tank verbleibt und erst bei
Erwärmung des Abschirmbauteils in gasförmiger
Form aus der Mikrolochung in die Umgebung innerhalb des Fahrzeugs
austritt. Anstelle eines dahingehend, vorzugsweise aus Blechwerkstoff,
gebildeten Vorratstanks lassen sich auch aus Kunststoffmaterial
blasgeformte Hohlkammererzeugnisse mit geschlossener Kunststoffhaut,
die das Wirkmedium umgeben, in vorbereitete Räume innerhalb
des Abschirmbauteils einsetzen, wobei die Haut bei entsprechender
Erwärmung des Abschirmbauteils sich verflüchtigt
und die Duftstoffabgabe erfolgt dann großflächig über
das Abschirmbauteil.
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Damit
die Duftstoffabgabe über das Abschirmbauteil nach außen
erfolgen kann, ist zumindest eine der Decklagen als weitere Funktionslage von
einer Perforation durchgriffen, die im übrigen auch Reflexionswände
ausbildet, an denen sich der Schall (Körperschall) in reflektierender
Weise bricht, was insoweit die Lärmwerte reduzieren hilft.
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Im
folgenden wird das erfindungsgemäße Abschirmbauteil
anhand verschiedener Ausführungsformen nach der Zeichnung
näher erläutert. Dabei zeigen in prinzipieller
und nicht maßstäblicher Darstellung die
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1 in
perspektivischer Draufsicht ein Ausführungsbeispiel des
Abschirmbauteils als Hitzeschild konzipiert, wobei dem Betrachter
zugewandt als Funktionslage eine Blechdecklage gezeigt ist, die darunterliegend
eine Isolierlage als weitere Funktionslage nach oben hin abdeckt;
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2 eine
Unteransicht auf das Abschirmbauteil nach der 1 mit
dem Betrachter zugewandter Isolierlage, die zumindest teilweise
randseitig von der Blechdecklage nach der 1 übergriffen ist;
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3 in
prinzipieller Darstellung einen Teilausschnitt der Lösung
nach den 1 und 2, bei dem
randseitig die Blechdecklage die eingesetzte Isolierlage übergreift;
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4 eine
der 3 entsprechende Darstellung einer geänderten
Ausführungsform mit einer zwischen zwei Decklagen aufgenommenen
Isolierlage;
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5 bis 7 eine
jeweils der 4 entsprechende Darstellung
einer geänderten Ausführungsform mit einer schichtförmigen
Funktionslage, einer blasgeformten Hohlkammer sowie einem Vorratstank
zur Duftstoffabgabe.
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Das
in den 1 und 2 dargestellte Ausführungsbeispiel
eines Abschirmbauteils ist in der Art eines Hitzeschildes ausgebildet,
wie man es regelmäßig im Kraftfahrzeugbereich
benötigt, wobei sich entlang einer Decklage 10 als
eine erste Art von Funktionslage eine Isolierlage 12 als
zweite Art einer Funktionslage erstreckt. Wie insbesondere die 2 und 3 zeigen,
ist die Isolierlage 12 randseitig zumindest teilweise von
der Blechdecklage 10 übergriffen und derart an
der Decklage 10 flächig gehalten. Die Decklage 10 kann
zusammen mit der Isolierlage 12 flächig zugeschnitten
werden, um dann im Verbund gemeinsam umgeformt eine dreidimensionale Hitzeschildlösung
auszubilden mit eingeprägten Versteifungssicken 14 und
Durchgriffsöffnungen 16, die dem späteren
Festlegen des Hitzeschildes im Kraftfahrzeuginneren dienen.
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Die
dahingehend umgebördelte Festlegesituation ist in einer
prinzipiellen Schnittdarstellung in der 3 wiedergegeben.
Für die Isolierlage 12 nach der 2 kommt
bevorzugt eine großzellige oder offenporige Lagenstruktur,
beispielsweise gebildet aus einem Metall- oder Kunststoffschaum,
zum Einsatz, so dass sich innerhalb der Isolierlage entsprechende
Kavitäten für die Aufnahme des jeweils vorgesehenen
Wirkmediums ergeben.
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Als
Material für die jeweilige Isolierlage 12 können
aber auch sonstige Isoliermaterialien zum Einsatz kommen, insbesondere
in Form von Fasergelegen jedweder Art, beispielsweise in Form von Kunststoffasergelegen,
wie Karbonfasermaterial, latexgebundene Zellulose und dergleichen
mehr. Darüber hinaus können für die Isolierlage 12 auch
metallische Mehrlagengewebe, Siebe, Streckmetallgitter etc., aber
auch die bereits angesprochenen schüttfähigen
Füllstoffe, wie Quarzsand, Keramikpartikel und dergleichen
mehr, Verwendung finden. Grundsätzlich sollten für
die vorliegende Anwendung Materialien für die Isolierlage
derart ausgewählt werden, dass eine gute Wirkstoffaufnahme
sowie eine möglichst gleichförmige Verteilung und
Duftabgabe an die Umgebung erreicht ist, sofern das Medium in die
jeweilige Isolierlage 12 eingebracht ist.
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Um
eine Isolierlage 12, gebildet aus einem schüttfähigen
Trägerstoff, entsprechend zu parfümieren, also
mit dem Wirkstoffmedium für die Duftstoffabgabe zu versehen,
adsorbiert man das Parfüm an einem pulverförmigen,
porösen Trägerstoff, beispielsweise in Form des
genannten Quarzsandes in einer Menge von 1 bis 70 Gew.-%, gegebenenfalls
in Gegenwart eines Bindemittels. Der Trägerstoff kann auch
aus einem geeigneten Kunststoffmaterial bestehen und weist vorzugsweise
eine spezifische Oberfläche von 0,1 bis 800 m2/g
auf und ist bevorzugt aus Polymeren und Mischpolymeren aufgebaut
auf der Basis von Polyethylenterephthalat, Polyphenylenoxid, Polypropylen,
Polyethylen, Polyamiden, Zellulosederivaten, Acrylnitril-Butadien-Styrol,
hydratisiertem Siliziumdioxid, Titandioxid, Aluminiumoxid, Bentonit
sowie gegebenenfalls Zellit oder aus einem Gemisch dieser Komponenten.
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Der
derart erhaltene Trägerstoff läßt sich
gegebenenfalls unter Einsatz eines geeigneten Bindemitels zu einem
mischbaren Granulat verpressen und das derart erhaltene ”granulierte
Parfum” ist in einer Menge von 1 bis 3 Gew.-% bezogen auf
das Gewicht des Trägerstoffes mit diesem vermischt. Das homogene
Gemisch läßt sich durch Pressen mittels eines
Injektionsspritzgussverfahrens sowie mittels Extrudieren oder eines
Blasformverfahrens weiterverarbeiten. Ferner kann man den pulverförmigen porösen
Trägerstoff mit dem Parfüm zu einem Granulat in
Gegenwart von 1 bis 15 Gew.-% eines Bindemittels bezogen auf das
Gewicht des Parfüms auf Basis von Polybutylmethacrylat,
Polyisopropylmethacrylat, Polyvinylacetat, Polystyrol, Zellulosederivaten,
gegebenenfalls Butylmethacrylat- und Methylmethacrylat-, Vinylacetat-
und Styrol-, Vinylacetat- und Butylmethacrylat-Mischpolymerisaten
zu einer schichtförmigen Wirkstoffabgabefolie als dritte
weitere Art einer Funktionslage (vgl. 5) verpressen. Ferner
besteht die Möglichkeit, den parfümierten, schüttfähigen
Trägerstoff als Feststoffbett zu verpressen, so dass dieser
dann unmittelbar die Isolierlage 12 ausbildet.
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Besonders
gute Ergebnisse lassen sich erzielen, wenn beispielsweise 20 g Polyethylenterephthalat
in pulveriger, poröser Form mit einer spezifischen Oberfläche
von 80 m2/g mit 20 g einer Parfümkomposition
auf Basis von Eukalyptusöl, Benzoat- und Toluatderivaten,
Terpinylacetat, Dehydrolinalylacetat und Aldehyden und Ketonen und
deren Derivaten gemischt wird; die erhaltene homogene pulverförmige
Masse, welche das immobilisierte Parfüm darstellt, zu etwa
1 kg Polypropylengranulat zugegeben und gründlich in einem
Mischer gemischt wird. Das derart erhaltene Parfümgranulat
oder Parfümpulver läßt sich dann beispielsweise
mit dem schüttfähigen Quarzsand der Isolierlage 12 unter
Bildung eines Feststoffbettes vermischen oder in die Kavitäten
der Isolierlagenstruktur (Metallschaum) eintreiben, beispielsweise
einblasen, oder, sofern mit der Parfümmasse eine wässrige
Suspension erstellt wird, auch eintauchen. Die beschriebene Lösung
ist durch eine ausgesprochen lang andauernde Duftintensität
charakterisiert und wird das derart modifizierte Hitzeschild nach
den 1 und 2 im Motorraum der Wärme
ausgesetzt, kann, wie dies die 3 verdeutlicht,
der leicht flüchtige wohlriechende Duft aus den Poren der
Isolierlage 12 in Blickrichtung auf die 3 gesehen
nach unten hin austreten, wohingegen der Duftstoffträger
selbst in der Isolierlage 12 verbleibt oder diese selbst
ausbildet.
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Wählt
man, wie dies die 4 zeigt, einen mehrschichtigen
Verbund für das Abschirmbauteil, bei dem sich die Isolierlage 12 zwischen
zwei Metallblechdecklagen 10, 18 erstreckt, ist
eine der genannten Decklagen, hier die obere Decklage 10,
mit einer Perforation 20 zu versehen, um insoweit die Duftstoffabgabe
nach außen hin zu ermöglichen. Eine dahingehend
vorzugsweise randseitig vollständig geschlossene Funktionslagenstruktur
bietet sich insbesondere an, wenn die Isolierlage 12 aus
einem schüttfähigen Par fümmaterial als
Feststoffbett besteht, das ansonsten leicht aus den Kavitäten
der Isolierlage 12 ungewollt über die Perforation 20 nach
außen austreten würde. Auch ist ein mehrlagiges
Abschirmbauteil mit zwei Decklagen beständiger gegen thermische
Erwärmung und sonstige Umgebungseinflüsse, wie
Verschmutzung, auslegbar.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform wurden in 50 g einer Parfümkomposition
auf Basis von Limonen, Dipenten und Veratren 7 g Polybutylmethacrylet mit
einem Schmelzindex von 23 gelöst und die auf diese Weise
zubereitete Lösung wurde mit 50 g pulverförmigem
porösem Siliziumdioxid als Trägerstoff mit einer
spezifischen Oberfläche von 120 m2/g
vermischt. Bei dieser Behandlung entstand eine homogene pulverförmige
Masse, die wiederum mit etwa 1 kg Polyethylengranulat vermischt
wurde. Aus dem derart erhaltenen Gemisch wurde eine Folie 22 durch ein
Blasformgebungsverfahren hergestellt, die eine Art extrudierte Funktionslage
ausbildet und gemäß der Darstellung nach der 5 ist
diese zwischen der oberen Blechdecklage 10 und der unterhalb
der Schicht 22 angeordneten Isolierlage 12 eingesetzt. Auch
der Duftcharakter der derart eingesetzten Parfümkomposition
blieb wochenlang erhalten. Anstelle der aufgezeigten Schicht 22 nach
der 5 lassen sich mittels eines anders gearteten Extrusionsverfahrens
aber auch zylinderförmige Stiftteile (nicht dargestellt)
ausbilden, die sich beispielsweise anstelle der Schicht 22 plazieren
lassen oder die in vertikaler Ausrichtung, die beispielsweise weich
und nachgiebig gehaltene Isolierlage 12 durchdringen.
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Eine
andere praktikable Lösung ergibt sich, wenn man in 60 g
einer Parfümkomposition 8 g eines Butylmethacrylates löst.
Die Lösung des Mischpolymerisats in der Parfümkomposition
wird dann mit 60 g hydratisiertem pulverförmigem Siliziumdioxid
mit einer spezifischen Oberfläche von 120 m2/g
vermischt. Dergestalt erhält man durch einen Extrusionsprozess
ein in Pelletform verdichtetes Pulvergemisch, das sich wiederum
in die Schüttung einer Isolierlage 12 einbringen
läßt oder die Pellets werden in der Art von Inseln
in der Isolierlage 12, in deren insoweit nachgiebigem Material
plaziert.
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Bei
der Ausführungsform nach der 6 wird zwischen
die beiden Decklagen 10, 18 ein löslicher
Hohlkörper 24 eingebracht, der das Duftstoff-Wirkmedium
beinhaltet. Der Hohlkörper 24 ist flexibel ausgestaltet
und weist eine vorzugsweise elastische Trennwand 26 auf.
Der Hohlkörper 24 wird durch Vorformen eines Vorformlings
(nicht dargestellt) aus einer Blasformmasse erhalten, vorzugsweise
basierend auf einem wasserlöslichen polymeren Thermoplasten,
der insoweit das Kunststoffmaterial für die Trennwand 26 bildet.
Für die Trennwand 26 wird jedenfalls ein Material
eingesetzt, das mit steigender Temperatur sich verflüchtigt,
um so den Wirkstoff im Inneren des Hohlkörpers 24 freizugeben. Hierzu
wird der genannte Vorformling zu dem Hohlkörper blasgeformt
und dann entsprechend mit dem jeweils vorgesehenen Wirkmedium für
die Durftstoffabgabe befüllt. Nach Füllen erfolgt
dann das flüchtigkeitsdichte Verschließen des
blasgeformten Hohlkörpers und zum Schutz der empfindlichen
Trennwand 26 wird der Hohlkörper 24 bevorzugt
in ein Fasergelegematerial der Isolierlage 12 eingesetzt.
Reißt die Trennwand 26 unter Wärmeeinwirkung
der genannten Motorenteile entsprechend auf, kann sich dann die
im Hohlkörper 24 bevorratete Wirkstoffmenge in die
Isolierlage 12 ergießen und mit entsprechender Erhöhung
der wirksamen Abgabefläche ist eine gleichförmige
Duftstoffabgabe aus dem Abschirmteil in die Umgebung heraus erreicht.
Neben den bereits genannten Parfümkompositionen können
insoweit auch rein fluidische oder gasförmige Aromen sowie Duftstoffmedien
in den Hohlkörper 24 eingebracht sein.
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Bei
der Ausführungsform nach der 7 ist als
Vorratstank für die Wirkstoffaufnahme ein Blechbehälter 28 vorgesehen,
der mit seinen quaderförmigen Wänden das Duft-
oder Aromafluid umfaßt. Der Behälter 28 soll
vorzugs weise eine Mikroperforation (nicht dargestellt) aufweisen,
die zum einen sicherstellt, dass unter der Wirkung der Oberflächenspannung
der Duftstoff bei niedriger Temperatur nicht ungewollt austritt
und erst bei höheren Betriebstemperaturen im Fahrzeug,
bedingt durch Motorenkomponenten, kommt es zu einer gasförmigen
Abgabe über die Mikrolochung des Behälters 28 sowie über
die bereits genannten Perforationsstellen 20 in der oberen Decklage 10 der
Hitzeschildanordnung. Bei einer bevorzugten, nicht näher
dargestellten Ausführungsform kann der Blechbehälter 28 auch
nachfüllbar sein, was insbesondere dann Sinn macht, wenn
zum Abhalten von Schädlingen, wie Ungeziefer oder Nagetieren,
einschließlich Mardern, ein Wirkstoff auch über
eine längere Einsatzdauer des Fahrzeugs immer wieder an
die Umgebung abzugeben ist. Der genannte Behälter 28 kann
wiederum von der Isolierlage 12 aufgenommen sein, die bei
der dahingehenden Ausgestaltung auch aus üblicher Umgebungsluft
bestehen kann, der insoweit gleichfalls eine gewisse isolierende
Wirkung zukommt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 4137706
A1 [0003]
- - DE 10253508 B3 [0004]
- - DE 4211409 A1 [0004]