DE10318136B3

DE10318136B3 - Aus Korkpartikeln und wärmereaktivem Bindemittel gebildeter poröser Schallabsorber und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE10318136B3
Application number: DE10318136A
Authority: DE
Inventors: Heinz BLÖMELING; Johannes Hysky
Original assignee: Carcoustics Tech Center GmbH
Current assignee: Carcoustics Techconsult GmbH
Priority date: 2003-04-17
Filing date: 2003-04-17
Publication date: 2004-10-07
Anticipated expiration: 2023-04-18
Also published as: US20060118355A1; JP2006523567A; MXPA05010933A; EP1625570A1; CN1809870A; WO2004093055A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schallabsorber, insbesondere für Kraftfahrzeuge, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein akustisch wirksames Bauteil für Kraftfahrzeuge zu schaffen, das neben einer hohen schallabsorbierenden Wirkung auch eine hohe Temperaturbeständigkeit sowie ein hohes Rückstellvermögen bei Druckbeaufschlagung aufweist. Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Schallabsorber vorgeschlagen, der aus einem offenporigen, aus Korkpartikeln und wärmereaktivem Bindemittel hergestellten Formteil (7) gebildet ist, wobei der Anteil des Bindemittels am Formteil (7) maximal 1 bis 20 Gew.-% beträgt. Die Herstellung des Schallabsorbers erfolgt erfindungsgemäß in der Weise, dass die Korkpartikel mit dem wärmereaktiven Bindemittel in einen Hohlraum (4) eines nach Art eines Spritzgießwerkzeuges gestalteten Formwerkzeuges eingebracht werden. Die Abbindung des Bindemittels wird vorzugsweise dadurch ausgelöst, dass das Bindemittel im Hohlraum (4) des Formwerkzeuges (1) mit Wasserdampf (20) beaufschlagt wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schallabsorber, insbesondere für Kraftfahrzeuge, der aus einem aus Korkpartikeln und wärmereaktivem Bindemittel hergestellten porösen Formteil gebildet ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Schallabsorbers, bei dem Korkpartikel mit wärmereaktivem Bindemittel in ein Formwerkzeug eingebracht werden und die Abbindung des Bindemittels durch Wärmeeinwirkung ausgelöst wird.
Zur Verringerung des von Kraftfahrzeugen ausgehenden Schallemissionen ist bereits eine Vielzahl von schalldämmenden bzw. -dämpfenden Bauteilen entwickelt worden. Es handelt sich dabei insbesondere um akustisch wirksame Auskleidungen im Motorraum und in den Radhäusern, die relativ hohen Temperaturen bzw. mechanischen Beanspruchungen durch Steinschlag ausgesetzt sind. Bauteile aus Kunststoff, z.B. aus expandiertem Polypropylen, weisen nur ein geringes Rückstellvermögen bei Druckbeanspruchung bzw. Steinschlag auf. Zu den üblichen Anforderungen an derartige Bauteile zählen ferner ein möglichst geringes Gewicht im Hinblick auf den mit dem Fahrzeuggewicht allgemein zunehmenden Kraftstoffverbrauch und eine kostengünstige Herstellbarkeit, und dies jeweils verbunden mit hoher akustischer Wirksamkeit.

Aus der DE 37 30 208 A1 ist ein poröser Formkörper bekannt, der aus einer bei niedrigem Umgebungsdruck unter Wärmezufuhr gebackenen Mischung aus Korkgranulat und einem Kleber besteht, wobei die Mischung zusätzlich Sägemehl und Kiefernadeln oder Kiefernadelschrot enthält. Das Korkgranulat besteht aus Korkschrot einer Korngröße von 1 bis 2 mm und Korkmehl. Als Kleber wird ein Harnstoffkondensationsprodukt verwendet. Der Anteil des Klebers am Formkörper beträgt 25 Gew.-%. Der Formkörper weist zudem einen Überzug aus Kaltleim auf. Der Formkörper dient insbesondere als Steckunterlage für Pflanzenteile. Alternativ soll dieser Formkörper auch als wärme- und schalldämmende Bauplatte dienen. Die schalldämpfende Wirkung dieses Formkörpers dürfte jedoch nur mäßig sein.

Die EP 0 404 756 A2 offenbart einen Oberbau mit Schienen für den Schienenverkehr, die lösbar mit Trägern verbunden sind und beidseits des Schienensteges jeweils eine an der Schiene anliegende Schalldämpfeinrichtung aufweisen. Die Schalldämpfeinrichtung ist aus einer Beschichtung gebildet, die an der Schiene adhäsiv gehalten ist und den Schienensteg sowie den Schienenfuß zumindest im wesentlichen zur Gänze bedeckt. Die Beschichtung ist aus mit einem Bindemittel gebundenen Teilchen aufgebaut, die insbesondere eine Korngröße von 2 bis 8 mm aufweisen. Die Beschichtung kann durchgehende Poren aufweisen. Hierdurch soll eine Ableitung von Oberflächenwässern sichergestellt werden. Die Beschichtung kann durch vorgefertigte Profile und Platten gebildet werden. Als Material für die mit dem Bindemittel zusammengehaltenen Teilchen ist neben Gummigranulat und mineralischem Zuschlag (Split) unter anderem auch Kork genannt. Als Bindemittel sind Polyurethan, Dispersionsacrylharz, Styrolbutadien und Zement, insbesondere Portlandzement genannt.

Aus der DE 297 07 933 U1 ist ein Bauelement zur Aufnahme von Körper- und Luftschall bekannt, das als Voll- oder Hohlprofil ausgebildet ist. Dieses Bauelement besteht im wesentlichen aus verdichtetem Gummi-Grobgranulat und 3 bis 40 Gew.-% PU-Harz als Bindemittel. Es ist relativ schwer, denn es weist eine Dichte von mindestens 0,6 g/cm³ auf, was 600 kg/m³ entspricht.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein akustisch wirksames Bauteil für Kraftfahrzeuge zu schaffen, das neben einer hohen schallabsorbierende Wirkung auch eine hohe Temperaturbeständigkeit sowie ein hohes Rückstellvermögen bei Druckbeaufschlagung aufweist. Zudem soll das Bauteil ein relativ geringes Gewicht besitzen und kostengünstig herstellbar sein.

Diese Aufgabe wird durch den erfindungsgemäßen Schallabsorber mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Der erfindungsgemäße Schallabsorber besteht aus einem aus Korkpartikeln und wärmereaktivem Bindemittel hergestellten porösen Formteil, das offenporig ausgebildet ist und einen längenspezifischen Strömungswiderstand im Bereich von 5 kNs/m⁴ und 50 kNs/m⁴ aufweist, wobei der Anteil des Bindemittels am Formteil maximal 1 bis 20 Gew.-% beträgt.

Der Werkstoff Kork ist leicht und verleiht dem Schallabsorber eine hohe Temperaturbeständigkeit, die wesentlich höher liegt als bei vielen Kunststoffen, insbesondere höher als bei Schallabsorbern aus EPP (expandiertes Polypropylen). Ferner weist Kork ein hervorragendes Rückstellvermögen auf. Dies ist insbesondere in Bezug auf Steinschlag von Vorteil, wenn der erfindungsgemäße Schallabsorber z.B. in Form einer Radhausauskleidung ausgebildet wird. Weiter sind Korkpartikel als nachwachsender Rohstoff kostengünstig erhältlich und ermöglichen eine abfallfreie Herstellung von Bauteilen der hier interessierenden Art. Kork weist im allgemeinen akustisch wirksame Poren, insbesondere Mikroporen auf.

Die Korkpartikel und das wärmereaktive Bindemittel sind bei dem erfindungsgemäßen Schallabsorber so ausgewählt und bemessen, dass der aus ihnen gebildete Formkörper offen- und grobporig ist. Hierdurch wird eine hohe schallabsorbierende Wirkung erzielt. Der Anteil des Bindemittels am Formteil kann vorzugsweise nur 1 bis 10 Gew.-%, und insbesondere nur 1 bis 5 Gew.-% betragen.

Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Schallabsorbers anzugeben. Diese Aufgabe wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 24 gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass die Korkpartikel mit dem Bindemittel in einen Hohlraum eines nach Art eines Spritzgießwerkzeuges gestalteten Formwerkzeuges eingebracht werden, wobei das Verhältnis von Korkpartikeln zu Bindemittel so gewählt wird, dass der Anteil des Bindemittels am fertigen porösen Formteil maximal 1 bis 20 Gew.-% beträgt, und dass die mittlere Korngröße sowie die Korngrößenverteilung der Korkpartikel so gewählt werden, dass das fertige poröse Formteil einen längenspezifischen Strömungswiderstand im Bereich von 5 kNs/m⁴ und 50 kNs/m⁴ aufweist. Die Abbindung des Bindemittels wird vorzugsweise dadurch ausgelöst, dass das Bindemittel im Hohlraum des Formwerkzeuges mit Wasserdampf beaufschlagt wird.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass ein Formwerkzeug verwendet wird, das mehrere unabhängig voneinander steuerbare Saugleitungen aufweist, die jeweils über eine Ansaugöffnung mit dem Hohlraum des Formwerkzeuges kommunizieren, wobei die Ansaugöffnungen beabstandet zueinander angeordnet sind und die Saugleistung an den Saugleitungen jeweils unterschiedlich hoch eingestellt wird, so dass die Korkpartikel in verschiedenen Abschnitten des Hohlraums des Formwerkzeuges unterschiedlich stark verdichtet werden. Auf diese Weise läßt sich erreichen, dass das fertige erfindungsgemäße Formteil Abschnitte unterschiedlicher Dichte und/oder Porosität aufweist. Es ist so möglich, das Formteil und damit den Schallabsorber an die jeweiligen örtlichen Schallintensitätsverteilungen sowie Frequenzspektren anzupassen und somit eine optimale Schallabsorption zu erzielen.

In diesem Zusammenhang sieht eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung vor, dass zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Formteils ein Formwerkzeug verwendet wird, das mehrere beabstandet zueinander angeordnete Zufuhrleitungen aufweist, über die in den Hohlraum des Formwerkzeuges selektiv Korkgranulate zugeführt werden können, die sich hinsichtlich ihrer mittleren Korngröße und/oder Korngrößenverteilung unterscheiden.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schallabsorbers ist vorgesehen, dass er mindestens eine Lage aus Vliesstoff, Schaumstoff und/oder Schwerschichtmaterial aufweist. Die Lage bzw. Lagen können vorzugsweise durch das Bindemittel des porösen Formteils mit diesem verbunden sein.

Weitere bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Nachstehend wird die Erfindung anhand einer mehrere Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:
1 bis 4 verschiedene Arbeitsschritte der Herstellung eines erfindungsgemäßen Schallabsorbers mittels eines dafür hergerichteten Formwerkzeuges;
5 eine Schnittansicht durch einen erfindungsgemäßen Schallabsorber gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
6 eine Schnittansicht durch einen erfindungsgemäßen Schallabsorber gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel;
7 eine Schnittansicht durch einen erfindungsgemäßen Schallabsorber gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel;
8 eine Schnittdarstellung eines weiteren Formwerkzeuges zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Schallabsorbers gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel;
9 eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Schallabsorbers gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel; und
10 eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Schallabsorbers gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel.
Das in den 1 bis 4 dargestellte Formwerkzeug 1 ist nach Art eines Spritzgießwerkzeuges ausgebildet und umfasst ein Unterwerkzeug 2 und ein heb- und senkbares Oberwerkzeug 3. Das Unterwerkzeug 2 weist einen einseitig offenen Hohlraum 4 auf, der durch das Oberwerkzeug 3 verschließbar ist. Die Unterseite des Oberwerkzeuges 3 ist mit einem Formprofil 5 versehen, das zusammen mit dem Formprofil 6 des Unterwerkzeuges 2 die Form bzw. Kontur des herzustellenden Formteils 7 definiert.
Das Oberwerkzeug 3 besitzt eine im Bereich seines Formprofils 5 mündende Zufuhrleitung 8 auf, über die eine Formmasse in den Hohlraum 4 des geschlossenen Formwerkzeuges 1 eingebracht werden kann. Im Unterwerkzeug 2 ist eine Verteilerkammer 9 ausgebildet, die über mehrere, einen relativ geringen Durchmesser aufweisende Kanäle 10 mit dem die Formmasse aufnehmenden Hohlraum 4 des Formwerkzeuges kommuniziert.
In 1 ist die Situation dargestellt, in der das Formwerkzeug durch Absenken des Oberwerkzeuges 3 geschlossen wird. Im geschlossenen Zustand des Formwerkzeuges 1 wird über die Zufuhrleitung 8 eine aus Korkgranulat und wärmereaktivem Bindemittel zusammengesetzte Formmasse 11 in den Hohlraum 4 eingebracht (2). Das Einbringen der Formmasse erfolgt pneumatisch, beispielsweise durch Einblasen. Alternativ oder ergänzend kann die aus Korkgranulat und Bindemittel bestehende Formmasse 11 auch in den Hohlraum 4 angesaugt werden. In diesem Fall ist an der Verteilerkammer 9 des Unterwerkzeuges 2 ein Sauggebläse (nicht gezeigt) oder dergleichen angeschlossen.
Das Korkgranulat weist eine mittlere Korngröße auf, die im Bereich von 2 bis 8 mm liegt. Gute Ergebnisse wurden insbesondere mit Korngranulat einer mittleren Korngröße im Bereich von 3 bis 6 mm erzielt.
Das Korkgranulat und das Bindemittel können als Mischung in das Formwerkzeug 1 eingebracht werden. Das Bindemittel liegt dabei im wesentlich trocken als Granulat oder Pulver vor. Es können jedoch auch Korkpartikel verwendet werden, die bereits vor dem Einbringen in den Hohlraum 4 des Formwerkzeuges 1 zumindest teilweise mit Bindemittel ummantelt sind.
Bei dem wärmereaktivem Bindemittel handelt es sich vorzugsweise um ein Bindemittel auf Basis von Harnstoff, Melamin oder Polyacrylat. Insbesondere kann als Bindemittel ein duroplastisches Bindemittel in Form eines wärmereaktiven Acrylatharzes zum Einsatz kommen, das vor der Vernetzung thermoplastisch formbar ist. Ein solches Acrylatharz ist z.B. unter der Bezeichnung Acrodur^® von der BASF AG erhältlich. Das Bindemittel ist vorzugsweise formaldehydfrei.
Nachdem der Hohlraum 4 des Formwerkzeuges 1 mit der aus Korkpartikeln und wärmereaktivem Bindemittel zusammengesetzten Formmasse 11 gefüllt ist, wird die Zufuhrleitung 8 an der Mündung zum Hohlraum 4 geschlossen und die noch in der Zufuhrleitung 8 befindliche Formmasse 11 zumindest im unmittelbar an den Hohlraum 4 angrenzenden Bereich entfernt bzw. abgesaugt. Es ist allerdings auch möglich, über die Zufuhrleitung 8 chargenweise eine dem herzustellenden Formteil 7 jeweils entsprechende Menge an Formmasse 11 zuzuführen.
Anschließend wird die Verteilerkammer 9 und somit die im Hohlraum 4 befindliche Formmasse 11 mit heißem Wasserdampf beaufschlagt, sodass die Abbindung des wärmereaktiven Bindemittels ausgelöst wird (vgl. 3, in der der dunkel dargestellte Wasserdampf mit dem Bezugszeichen 20 bezeichnet ist).
Nachdem das Bindemittel vollständig oder zumindest weitgehend abgebunden hat, wird das Formwerkzeug 1 durch Heben des Oberwerkzeuges 3 geöffnet und das fertige offenporige Formteil 7 aus dem Werkzeug 1 entnommen (4). Die Verfestigung des offenporigen Formteils 7 kann durch Kühlen des Formwerkzeuges 1 und/oder des Formteils 7 mittels eines Kühlfluids, z.B. mit kühler Luft unterstützt werden.
Der Anteil des Bindemittels am Formteil 7 beträgt maximal 1 bis 20 Gew.-%. Hinsichtlich der Porosität und Stabilität des Formteils 7 wurden bei Versuchen gute Ergebnisse mit einem Bindemittelanteil von 1 bis 10 Gew.-%, insbesondere mit 1 bis 5 Gew.-% Bindemittel erzielt.
Das abgebundene Bindemittel ist elastisch. Es besitzt eine Temperaturbeständigkeit von mindestens 90°C, vorzugsweise von mindestens 120°C. Insbesondere kann ein Bindemittel verwendet werden, das im abgebundenen Zustand eine Temperaturbeständigkeit von etwa 180°C besitzt.
Der erfindungsgemäße Schallabsorber kann grundsätzlich nur aus einem aus Korkpartikeln und wärmereaktivem Bindemittel hergestellten offenporigen Formteil 7 bestehen. Die Porosität des Formteils 7 ist relativ hoch. Sie beträgt vorzugsweise mindestens 20 %, insbesondere mindestens 30 %. Die mittlere Korngröße sowie die Korngrößenverteilung der Korkpartikel sind so gewählt, dass das fertige poröse Formteil 7 einen längenspezifischen Strömungswiderstand im Bereich von 5 kPas/m² und 50 kPas/m² aufweist. Vorzugsweise ist die Korngrößenverteilung so gewählt, dass der längenspezifische Strömungswiderstand des Formteils 7 im Bereich von 8 kPas/m² und 20 kPas/m² liegt.
Die 5 bis 7 zeigen drei verschiedene Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Schallabsorbers, die jeweils ein offenporigen, aus Korkpartikeln und wärmereaktivem Bindemittel hergestelltes Formteil 7 aufweisen.
Bei dem in 5 gezeigten Schallabsorber ist das offenporige Formteil einseitig mit einer Lage 12 aus Schwerschichtmaterial bedeckt. Der hier im wesentlichen plattenförmig ausgebildete Schallabsorber kann in einem Arbeitsgang hergestellt werden, wobei die Decklage 12 aus Schwerschichtmaterial in den Hohlraum eines entsprechenden Formwerkzeuges eingelegt oder darin durch Spritzgießen erzeugt wird. Die Decklage 12 wird anschließend durch Einblasen und/oder Ansaugen der aus Korkgranulat und Bindemittel bestehenden Formmasse beschichtet. Anstelle einer Decklage aus Schwerschichtmaterial kann in dieser Weise gegebenenfalls auch eine Decklage aus Vliesstoff und/oder Schaumstoff mit Korkpartikeln und Bindemittel beschichtet werden. Das Formteil 7 und die Lage 12 aus Vliesstoff, Schaumstoff bzw. Schwerschichtmaterial werden dabei durch das in der Formmasse enthaltene wärmereaktive Bindemittel miteinander verbunden. Bei der Decklage 12 kann es sich sowohl um eine offenporige bzw. gasdurchlässige als auch um eine im wesentlichen gasdichte, insbesondere wasserdichte Decklage handeln.
Der in 6 gezeigte Schallabsorber unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß 5 dadurch, dass an der freiliegenden Seite des offenporigen Formteils 7 Erhebungen 13 ausgebildet sind. Die Erhebungen 13 weisen hier die Form von halbkugelförmigen Noppen auf, die im wesentlichen rasterförmig angeordnet sind. Es versteht sich, dass die Erhebungen 13 auch anders ausgebildet sein können, beispielsweise in Form von Pyramiden, Kegeln, Zylindern, Quadern, Würfeln und/oder Stegen. Auch liegt es im Rahmen der Erfindung, die Erhebungen 13 in unterschiedlicher Dichte und/oder geometrischer Dimensionierung anzuordnen bzw. auszubilden.
Bei dem in 7 dargestellten Ausführungsbeispiel ist zwischen dem mattenförmigen, porösen Formteil 7 und der Decklage 12 aus Schwerschichtmaterial eine Zwischenlage 14 aus Vliesstoff oder Schaumstoff angeordnet. Der Vliesstoff enthält vorzugsweise Schmelzfasern und/oder thermoplastische Fasern.
In 8 ist eine weitere Ausführungsform eines Formwerkzeuges zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Schallabsorbers schematisch dargestellt. Das Formwerkzeug 1' ist wiederum nach Art eines Spritzgießwerkzeuges konstruiert, wobei hier das heb- und senkbare Oberwerkzeug 3' mehrere beabstandet zueinander angeordnete Zufuhr leitungen 8', 8'' aufweist, über die die aus Korkgranulat und wärmereaktiven Bindemittel zusammengesetzte Formmasse selektiv in den Hohlraum 4 des Formwerkzeuges 1' zugeführt werden kann. Das Unterwerkzeug 2' ist mit mehreren Saugleitungen 15, 15' versehen, die jeweils über mindestens eine Ansaugöffnung 16 mit dem Hohlraum 4 des Formwerkzeuges 1' kommunizieren. Die Ansaugöffnungen 16 sind dabei zueinander beabstandet angeordnet. Die Saugleitungen 15, 15' sind mit elektromechanischen Schiebern 17 versehen, die unabhängig voneinander steuerbar sind. Mittels der Schieber 17 lässt sich die Saugleistung an den Saugleitungen 15, 15' unterschiedlich hoch einstellen, sodass die mit Bindemittel ummantelten Korkpartikel örtlich unterschiedlich stark innerhalb des Formwerkzeuges 1' verdichtet werden. Auf diese Weise werden offenporige Formteile 7' erzeugt, die Abschnitte 18, 19 unterschiedlicher Porosität und Strömungswiderstände aufweisen.
In 8 ist eine Herstellungsweise angedeutet, bei der an der mittleren Saugleitung 15 eine höhere Saugleistung als an den beiden äußeren Saugleitungen 15' eingestellt wurde. Dementsprechend ergibt sich im mittleren Abschnitt 18 des Formteils 7' eine stärkere Verdichtung des Korkgranulats als in den außenliegenden Bereichen 19 des Formteils.
Auch ist es möglich, über die Zufuhrleitungen 8', 8'' Korkpartikel selektiv zuzuführen, die sich hinsichtlich ihrer mittleren Korngröße und/oder Korngrößenverteilung unterscheiden. So kann beispielsweise über die mittlere Zufuhrleitung 8' ein Korkgranulat mit einer relativ kleinen mittleren Korngröße, beispielsweise ein Korkgranulat mit einer mittleren Korngröße von 2 bis 4 mm zugeführt werden, während über die anderen Zufuhrleitungen 8'' gleichzeitig oder zeitlich nachgeschaltet ein Korkgranulat mit einer größeren mittleren Korngröße, beispielsweise ein Korkgranulat mit einer mittleren Korngröße von 5 bis 8 mm zugeführt wird. Auf diese Weise können offenporige Formteile 7', 7'' erzeugt werden, wie sie in den 8 bis 10 schematisch dargestellt sind.
Das schallabsorbierende Formteil 7'' gemäß 10 unterscheidet sich von dem porösen Formteil 7' gemäß 9 durch das Vorhandensein einer Decklage 12 aus porösem Vliesstoff oder Schaumstoff. Die Decklage 12 kann, wie bereits erwähnt, in das Formwerkzeug 1' eingelegt und mit der aus Korkpartikeln und wärmereaktiven Bindemittel zusammengesetzten Formmasse hinterblasen bzw. beschichtet werden. Mit den Bezugszeichen 18 und 19 sind in den 9 und 10 Abschnitte bzw. Bereiche gekennzeichnet, die unterschiedliche Korngrößenverteilungen und damit unterschiedliche Porositäten aufweisen.
Der erfindungsgemäße Schallabsorber ist insbesondere als schallabsorbierendes Bauteil zum Einbau in Kraftfahrzeuge bestimmt. Aufgrund seiner hohen Temperaturbeständigkeit kann er beispielsweise als Getriebeabdeckung sowie als motorseitige Stirnwandverkleidung ausgebildet werden. Eine weiterer bevorzugter Anwendungsbereich ist der Einsatz als schallabsorbierende Radhausauskleidung. Es versteht sich, dass der erfindungsgemäße Schallabsorber darüber hinaus auch für andere Anwendungsbereiche in Kraftfahrzeugen geeignet ist, beispielsweise kann er auch als Motorabdeckung, Motorhaubenisolierung, Unterbodenverkleidung, Teppichunterbau, Türinnenraumabdeckung, Dachhimmel, Dachsäulenabdeckung, Hutablage und/oder Kofferraumauskleidung ausgebildet werden. Sofern das erfindungsgemäße Formteil Feuchtigkeit bzw. Nässe ausgesetzt ist, kann es vorzugsweise eine wasserdichte, jedoch schalldurchlässige Beschichtung aufweisen und/oder mit einem hydrophoben Imprägniermittel ausgerüstet sein, das insbesondere dem Bindemittel beigemischt sein kann. Als wasserdichte Beschichtung kann beispielsweise eine dünne Kunststoff- oder Aluminiumfolie verwendet werden.
Die Ausführung der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr sind mehrere Varianten denkbar, die auch bei grundsätzlich abweichender Gestaltung von dem in den Ansprüchen angegebenen Erfindungsgedanken Gebrauch machen.

Claims

Schallabsorber, insbesondere für Kraftfahrzeuge, gebildet aus einem aus Korkpartikeln und wärmereaktivem Bindemittel hergestellten porösen Formteil (7, 7', 7''), dadurch gekennzeichnet, dass das poröse Formteil (7, 7', 7'') offenporig ausgebildet ist und einen längenspezifischen Strömungswiderstand im Bereich von 5 kNs/m⁴ und 50 kNs/m⁴ aufweist, wobei der Anteil des Bindemittels am Formteil maximal 1 bis 20 Gew.-% beträgt.
Schallabsorber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des Bindemittels am Formteil (7, 7', 7'') 1 bis 10 Gew.-% beträgt.
Schallabsorber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des Bindemittels am Formteil (7, 7', 7'') 1 bis 5 Gew.-% beträgt.
Schallabsorber nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das poröse Formteil (7, 7', 7'') eine Porosität von mindestens 20% aufweist.
Schallabsorber nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das poröse Formteil (7, 7', 7'') eine Porosität von mindestens 30% aufweist.
Schallabsorber nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das poröse Formteil (7, 7', 7'') aus Korkgranulat einer mittleren Korngröße im Bereich von 2 bis 8 mm gebildet ist.
Schallabsorber nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das poröse Formteil (7, 7', 7'') aus Korkgranulat mit einer mittleren Korngröße im Bereich von 3 bis 6 mm gebildet ist.
Schallabsorber nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das poröse Formteil (7, 7', 7'') einen längenspezifischen Strömungswiderstand im Bereich von 8 kNs/m⁴ und 20 kNs/m⁴ aufweist.
Schallabsorber nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das poröse Formteil (7', 7'') Abschnitte unterschiedlicher Dichte und/oder Porosität aufweist.
Schallabsorber nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das poröse Formteil (7', 7'') Abschnitte aus Korkgranulat unterschiedlicher Korngrößenverteilungen aufweist.
Schallabsorber nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das poröse Formteil (7, 7', 7'') Abschnitte unterschiedlicher Strömungswiderstände aufweist.
Schallabsorber nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel im abgebundenen Zustand elastisch ist.
Schallabsorber nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel ein Bindemittel ist, dessen Abbindung durch Wasserdampf (20) auslösbar ist.
Schallabsorber nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel eine Temperaturbeständigkeit von mindestens 120°C aufweist.
Schallabsorber nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel eine Temperaturbeständigkeit von etwa 180°C aufweist.
Schallabsorber nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel ein duroplastisches Bindemittel ist, das vor der Vernetzung thermoplastisch formbar ist.
Schallabsorber nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das poröse Formteil (7) Erhebungen (13) in Form von Noppen, Pyramiden, Kegeln, Zylindern, Quadern, Würfeln und/oder Stege aufweist.
Schallabsorber nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen (13) rasterförmig angeordnet sind.
Schallabsorber nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen (13) in unterschiedlicher Dichte angeordnet sind.
Schallabsorber nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das poröse Formteil (7) platten- oder mattenförmig ausgebildet ist.
Schallabsorber nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass er mindestens eine Lage (12, 14) aus Vliesstoff, Schaumstoff und/oder Schwerschichtmaterial aufweist.
Schallabsorber nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das poröse Formteil (7, 7'') und die Lage (12, 14) aus Vliesstoff, Schaumstoff und/oder Schwerschichtmaterial durch das Bindemittel miteinander verbunden sind.
Schallabsorber nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das poröse Formteil (7, 7', 7'') eine wasserdichte, schalldurchlässige Beschichtung aufweist und/oder mit einem hydrophoben Imprägniermittel ausgerüstet ist.
Verfahren zur Herstellung eines porösen Schallabsorbers, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei dem Korkpartikel mit wärmereaktivem Bindemittel in ein Formwerkzeug (1, 1') eingebracht werden und die Abbindung des Bindemittels durch Wärmeeinwirkung ausgelöst wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Korkpartikel mit dem Bindemittel in einen Hohlraum (4) eines nach Art eines Spritzgießwerkzeuges gestalteten Formwerkzeuges (1, 1') eingebracht werden, wobei das Verhältnis von Korkpartikeln zu Bindemittel so gewählt wird, dass der Anteil des Bindemittels am fertigen porösen Formteil (7, 7', 7'') maximal 1 bis 20 Gew.-% beträgt, und dass die mittlere Korngröße sowie die Korngrößenverteilung der Korkpartikel so gewählt werden, dass das fertige poröse Formteil (7, 7', 7'') einen längenspezifischen Strömungswiderstand im Bereich von 5 kNs/m⁴ und 50 kNs/m⁴ aufweist.
Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von Korkpartikeln zu Bindemittel so gewählt wird, dass der Anteil des Bindemittels am Formteil (7, 7', 7'') 1 bis 10 Gew.-% beträgt.
Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von Korkpartikeln zu Bindemittel so gewählt wird, dass der Anteil des Bindemittels am Formteil (7, 7', 7'') 1 bis 5 Gew.-% beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel im Hohlraum (4) des Formwerkzeuges (1, 1') mit Wasserdampf (20) beaufschlagt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 27, wobei das Formwerkzeug (1') mehrere unabhängig voneinander steuerbare Saugleitungen (15, 15') aufweist, die jeweils über eine Ansaugöffnung (16) mit dem Hohlraum (4) des Formwerkzeuges (1') kommunizieren, wobei die Ansaugöffnungen (16) beabstandet zueinander angeordnet sind und die Saugleistung an den Saugleitungen (15, 15') unterschiedlich hoch eingestellt wird, so dass die Korkpartikel in verschiedenen Abschnitten des Hohlraums (4) des Formwerkzeuges (1') unterschiedlich stark verdichtet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 28, wobei das Formwerkzeug (1') mehrere beabstandet zueinander angeordnete Zufuhrleitungen (8', 8'') aufweist, über die Korkgranulate, die sich hinsichtlich ihrer mittleren Korngröße unterscheiden, selektiv in den Hohlraum (4) des Formwerkzeuges (1') zugeführt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass als Korkpartikel Korkgranulat einer mittleren Korngröße im Bereich von 2 bis 8 mm verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass als Korkpartikel Korkgranulat einer mittleren Korngröße im Bereich von 3 bis 6 mm verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass als Bindemittel ein Bindemittel verwendet wird, das im abgebundenen Zustand elastisch ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass als Bindemittel ein Bindemittel verwendet wird, das eine Temperaturbeständigkeit von etwa 180 °C aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass als Bindemittel ein duroplastisches Bindemittel verwendet wird, das vor der Vernetzung thermoplastisch formbar ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass das poröse, aus Korkpartikeln und Bindemittel gebildete Formteil (7, 7'') mit mindestens einer Decklage (12, 14) aus Vliesstoff, Schaumstoff und/oder Schwerschichtmaterial versehen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass eine Decklage (12, 14) aus Schaumstoff und/oder Schwerschichtmaterial in den Hohlraum (4) des Formwerkzeuges (1, 1') eingelegt oder darin erzeugt wird, wobei die Decklage (12, 14) anschließend durch Einblasen und/oder Ansaugen der Korkpartikeln und des Bindemittels beschichtet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verfestigung des Formteils (7, 7', 7'') durch Kühlen des Formwerkzeuges (1, 1') und/oder des Formteils mittels eines Kühlfluids (7, 7', 7'') unterstützt wird.