DE3627431A1

DE3627431A1 - Selbsttragendes sandwichartiges schallschutzelement

Info

Publication number: DE3627431A1
Application number: DE19863627431
Authority: DE
Inventors: Bernhard Eder
Original assignee: Schaumstoffwerk Greiner GmbH
Current assignee: Greiner Automobiltechnik Kremsmuenster At GmbH
Priority date: 1985-08-27
Filing date: 1986-08-13
Publication date: 1987-03-05
Anticipated expiration: 2006-08-14
Also published as: NL8602132A; NL193805B; SE468162B; FR2586850A1; IT8621458A0; GB2179594A; SE8603348D0; BE905335A; ES2001587A6; IT1198020B; GB8619750D0; FR2586850B1; DE3627431C2; IT8621458A1; NL193805C; GB2179594B; SE8603348L

Description

Die Erfindung betrifft ein selbsttragendes, sandwichartiges Schallschutzelement mit zwei in Abstand voneinander angeordneten, unterschiedlichen Deckschichten und einer dazwischen angeordneten, aus Kunststoffschaum bestehenden Kernschicht und ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Schallschutzelementes.

Es sind bereits die unterschiedlichsten Schallschutzelemente zum Einsatz im Bauwesen, bei der Luftschall-, Körperschall- und Trittschalldämmung sowie bei anderen Lärmquellen wie Motoren, Kompressor und dgl. bekannt. Eine bekannte Schalldämmauskleidung - gemäß DE-OS 33 34 273 - umfaßt eine Absorptionsschicht aus offenporigen Kunststoff, auf die beidseitig je eine Deckschicht aufgebracht ist. Innerhalb der Absorptionsschicht ist eine Masseschicht mit Perforationen angeordnet. Zwischen der einen Deckschicht und der Masseschicht ist das Material der Absorptionsschicht steifer, d. h. daß diese einen niederen Elastizitätsmodul aufweist als die wenig steifere Schicht zwischen dieser Masseschicht und der anderen Deckschicht, die somit einen höheren Elastizitätsmodul aufweist. Eine derartige Schalldämmauskleidung ist zum Vermeiden von Luft- und Körperschallabstrahlungen von Blechelementen vorgesehen. Dazu wird die Schalldämmauskleidung unmittelbar auf die Schall abgebenden Oberflächen aufgelegt, wobei eine der Absorptionsschicht zugeordnete Deckschicht durch dieses Blech gebildet ist. Derartige Schalldämmauskleidungen sind jedoch nur im begrenzten Umfang einsetzbar, da damit nur die Schallabgabe von Blechelementen verringert werden kann.

Weiters ist ein Schallschutzelement bekannt - gemäß DE-OS 28 18 252 - welches eine zwischen zwei Deckschichten angeordnete biegeweiche Zwischenschicht aufweist. Die beiden Deckschichten weisen eine unterschiedliche Härte auf und die weichere Deckschicht ist bei Anordnung des Schallschutzelementes zum Dämpfen der Weiterleitung der Schalleinwirkung auf Schall weiterleitende Flächen dieser Fläche, also auf der Schall abgewandten Seite des Schallschutzelementes, angeordnet. Zur zusätzlichen Verstärkung der Schallschutzelemente können in mindestens einer Deckschicht stellenweise oder ganzflächig Einlagen eingearbeitet sein. Damit kann zwar der auf Schall weiterleitende Flächen abgestrahlte Schall reduziert werden, der Einsatz dieser Schallschutzelemente konnte jedoch nicht in allen Anwendungsfällen den benötigten Anforderungen gerecht werden.

Bei einem weiteren bekannten Schallabsorptionselement - gemäß AT-PS 3 73 948 - ist ein mit einem Schaumstoffkörper verbundenes und diesen mindestens an Randzonen unterstützendes Gitterwerk aus Draht vorgesehen. Das Gitterwerk dient gleichzeitig zur Befestigung des Schallabsorptionselementes, in den die über die Schaumstoffkörper vorstehenden Enden des Gitterwerkes in Profile einer Aufhängekonstruktion eingehängt werden. Dadurch konnten zwar in vorteilhafter Weise Resonanzerscheinungen der das Schallabsorptionselement halternden Tragorgane vermieden werden, die erzielten Schalldämmwerte waren jedoch nicht für alle Einsatzbereiche ausreichend.

Es ist auch ein Bauelement zur Raumschallisolierung bekannt - gemäß AT-PS 3 73 949 -, bei der eine Schaumstoffschicht mit einer harten Platte aus Mineralfaser verbunden ist. Die Mineralfaserplatte kann darüberhinaus auf ihrer der Schaumstoffschicht zugekehrten Seite durch eine Lage Kraftpapier abgedeckt sein. Durch die Verwendung einer harten Mineralfaserplatte konnte zwar die mechanische Festigkeit des Bauelementes erhöht werden, eine Anpassung des Bauelementes an unterschiedliche Einsatzbedingungen war aber auch hier nicht immer im gewünschten Umfang möglich.

Der vorliegenden Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde ein selbsttragendes, sandwichartiges Schallschutzelement zu schaffen, welches in einfacher Weise an unterschiedliche Einsatzbedingungen angepaßt werden kann. Darüberhinaus soll die Verwendung des Schallschutzelementes, insbesondere in Kraftfahrzeugen zur Dämmung der Schallweiterleitung zwischen den Motoren und den den Schall nach außen abstrahlenden Bauelementen bzw. zwischen den den Schall abstrahlenden Bauelementen und dem Fahrzeug-Innenraum möglich sein. Darüberhinaus soll das Schallschutzelement einfach herstellbar sein.

Diese Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß die Kernschicht eine in Richtung der beiden Deckschichten zunehmende Dichte aufweist und aus einem Kunststoff mit überwiegend offenen Zellen besteht. Durch die Verdichtung der Zellstruktur in den beiden Randbereichen der Kernschicht wird eine gute Verankerung der Deckschichten und ein günstiges Schwingungsverhalten des mehrschichten selbsttragenden, sandwichartigen Schallschutzelementes erreicht. Durch die unterschiedliche Schwingungscharakteristik der dichteren Randbereiche gegenüber den weniger dichten Mittelbereich der Kernschicht kommt es zu einen mehrteiligen Schwingungssystem, welches jeweils Schall mit unterschiedlichen Frequenzen dämpft und es wird eine gute Gesamtwirkung, insbesondere beim Dämpfen des von Motoren bzw. Verdichtern abgegebenen Schalles erzielt. Darüberhinaus bietet dieser auch als Schaumkunststoff bezeichnete Kunststoff mit überwiegend offenen Zellen einen guten Schutz gegen Verletzungen beim Aufprall von Personen und eignet sich dadurch auch für den Einsatz bei Innenraumverkleidungen von Personenfahrzeugen bzw. Kabinen für Lastfahrzeugen mit Vorteil. In überraschender Weise wird durch die erfindungsgemäße Lösung aber aufgrund der höheren Dichte im Bereich der beiden Deckschichten für den normalen Betrieb eine ausreichende Festigkeit erreicht, wobei der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung noch darin liegt, daß die Dicke und auch die Dichte der verdichteten Randbereiche der Kernschicht an die Deckschicht unmittelbar anschließend einfach an unterschiedliche Voraussetzungen angepaßt werden kann.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß die verdichtete Zellstruktur in den den beiden Deckschichten zugewandten Randbereichen aus einem mechanisch und bzw. oder thermisch verdichteten offenzelligen Kunststoffschaum gebildet ist. Der Vorteil dieser Lösung liegt darin, daß ein einheitliches Material mit im wesentlichen gleichen Dehnungseigenschaften geschaffen wird, welches luftdurchlässig bleibt, um eine bessere Schalldämmung zu erzielen. Darüberhinaus ist es vorteilhaft, daß diese Verdichtung in einem von der Herstellung des Kunststoffschaumes unabhängigen Arbeitsprozeß erfolgen kann und somit das bleibende Verformen des offenzelligen Zellgerüstes durch Einwirkung von Druck und bzw. Temperatur exakt in Abhängigkeit von den gewünschten Einsatzkriterien gesteuert werden kann. Ein weiterer Vorteil dieser unter Druck und bzw. Temperatur ablaufenden Arbeitsvorgänge liegt darin, daß es in vielen Fällen möglich ist, gleichzeitig eine räumliche Verformung des Schallschutzelementes inklusive der beiden Deckschichten vorzunehmen, um gewünschte Raumformen, wie sie beispielsweise für die Innenverkleidung bei Kraftfahrzeugen benötigt werden, herzustellen.

Nach einer anderen vorteilhaften Ausführungsvariante ist vorgesehen, daß das Raumgewicht des offenzelligen Kunststoffschaumes der Kernschicht im Mittelbereich und dem Randbereich unterschiedlich ist, vorzugsweise jedoch der Randbereich ein zwei- bis fünfmal so hohes Raumgewicht aufweist wie der Mittelbereich. Dadurch wird in vorteilhafter Weise gleichzeitig verhindert, daß es zu einem Bruch der Deckschichten bzw. des Schallschutzelementes bei Einwirken einer Kraft vor allem über einen spitzen Gegenstand entsteht.

Es ist aber auch möglich, daß der Mittelbereich aus einem Weichschaumstoff, insbesondere mit einem Raumgewicht von ca. 9 bis 10 kg/m³ gebildet ist, da dadurch neben dem guten Schalldämmverhalten des elastischen Werkstoffes auch eine stark dämpfende Wirkung beim Aufprall von Personen auf derartig verkleidete Flächen bedingt durch die elastische Flexibilität der Kernschicht erreicht wird.

Nach einer anderen vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, daß die Kernschicht durch einen überwiegend offenzelligen Weichschaumstoff, insbesondere einem MDI-getriebenen bzw. vernetzten Polyäther- oder Polyester-Kunststoffschaum besteht. Derartige Schäume zeichnen sich durch hohe Elastizität und Reißfestigkeit aus und haben sich für den neuartigen Anwendungsbereich bewährt.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß die Kernschicht in den den beiden Deckschichten zugewandten Randbereichen eine verdichtete Zellstruktur umfaßt, die einen höheren Anteil an geschlossenen Zellen aufweist, als die Zellstruktur in einem Mittelbereich zwischen diesen Randbereichen. Durch den höheren Anteil an geschlossenen Zellen und die verdichtete Zellstruktur wird dem Durchtritt von Luftschall ein größerer Widerstand entgegengesetzt, wodurch die Ausbreitungsgeschwindigkeit verzögert und deren Dämpfung in den anschließend weniger dichten aber weicheren Bereichen der Kernschicht erleichtert wird.

Von Vorteil ist es weiters, wenn der Weichschaumstoff durch aus einem, insbesondere MDI-getriebenen bzw. vernetzten Polyäther oder Polyester-Kunststoffschaum besteht und vorzugsweise die Kernschicht durch einen Teil eines Weichschaumstoffblockes gebildet ist, da dadurch eine exakte offenzellige Struktur mit geringen Raumgewicht erreichbar ist und eine gleichbleibend hohe Kontinuität der Zellstruktur über die Dicke der Kernschicht erzielt wird.

Weiters ist es auch möglich, daß die aus Mittel- und Randbereichen bestehende Kernschicht einstückig ausgebildet ist, wodurch die Anzahl der Einzelteile zur Herstellung der erfindungsgemäßen Schallschutzelemente mit Vorteil verringert werden kann.

Es ist aber auch möglich, daß die Deckschicht feuchtigkeitsabweisend, insbesondere als eine Polyäthylen-Folie ausgebildet ist und die offenen Zellen des Randbereiches der Kernschicht über Öffnungen in der Deckschicht bzw. der Kleberschicht oder der Polyäthylen- Folie mit der Umgebungsluft verbunden sind, wodurch die Kapillarwirkung der Kernschicht mit offenen Zellen hintengehalten wird, in diese Kernschicht eingedrungene Feuchtigkeit jedoch als Wasserdampf aus dieser Kernschicht austreten kann.

Andererseits ist es aber auch möglich, daß der feuchtigkeitsabweisenden Deckschicht bzw. der Polyäthylen-Folie auf der von der Kernschicht abgewendeten Seite eine Fasermatte mit gegen hohe Temperaturen beständigen Fasern oder Fäden vorgeordnet ist, die über die Fläche verteilt Öffnungen aufweist und insbesondere netzartig ausgebildet ist, wodurch die Schallschutzelemente auch in der Nähe von Schallerzeugern die höhere Temperaturen abgeben angeordnet werden können und überdies gegen mechanische Beschädigung der Schallschutzelemente ein besserer Schutz besteht. Durch die Versteifung des dieser Fasermatte zugeordneten Randbereiches wird bereits beim Durchdringen dieses Teiles des Schallschutzelementes ein Großteil des auftreffenden Schalls absorbiert und es wird sichergestellt, daß auch durch die Zugänglichkeit bzw. Luftdurchlässigkeit dieser Fasermatte die Luft ungehindert in das Schallschutzelement zur Schalldämmung gelangen kann.

Von Vorteil ist es dabei, wenn die Fasern oder Fäden durch Glasfasern und bzw. oder Kohlefasern und bzw. oder Metallfasern gebildet sind, da derartige Faser- bzw. Fadenmatten eine hohe mechanische und auch thermische Beanspruchung erlauben und auch gegen den Einfluß von Ölen und Fetten resistent sind.

Nach einer anderen Ausführungsvariante ist vorgesehen, daß auf der von der Fasermatte abgewendeten Oberfläche der anderen Deckschicht eine Matte aus wasserabweisenden Faservlies und bzw. oder aus Schaumstoff, z. B. einen offenzelligen Weichschaum angeordnet ist, deren Dicke einen Bruchteil der Dicke der Kernschicht beträgt, wodurch jene die offenzellige Struktur durchdrungenen Schallwellen des gegen die zu schützende Fläche vordringenden Schalles vor dem Auftreffen auf diese Fläche noch zusätzlich gedämpft werden.

Vorteilhaft ist es weiters, wenn die einzelnen Bereiche der Kernschicht untereinander und bzw. oder die Deckschicht mit der Kernschicht und bzw. oder die Deckschicht mit der diesen vorgeordneten Matte und bzw. oder Fasermatte über eine Kleberschicht, insbesondere mit dem Zellgerüst der Kernschicht verbunden sind und die Kleberschicht luftdurchlässig ausgebildet ist, wobei vorzugsweise die Kleberschicht die Deckschicht bildet, da dadurch die Absorptionsfähigkeit der Kernschicht durch die zwischen den einzelnen Schichten des sandwichartigen Schallschutzelementes vorhandenen Kleberschichten nicht behindert wird, wobei bei einer Verbindung der Schichten nur mit dem Zellgerüst der Zutritt zu den offenen Zellen in der Kernschicht zusätzlich erleichtert wird.

Von Vorteil ist es auch, wenn die Kleberschicht durch die als Schmelzfolie ausgebildete Polyäthylen-Folie gebildet ist, da dadurch der Verbindungsvorgang der einzelnen Schichten durch den Wegfall des Kleberauftrages vereinfacht wird.

Es ist aber auch möglich, daß in der Kernschicht und bzw. oder im Bereich zwischen der Kernschicht und der Fasermatte oder der Matte ein elastisch verformbarer Tragkörper angeordnet ist, der in Richtung der Deckschichten luft- und bzw. oder schalldurchlässig ausgebildet ist. Derartig ausgebildete Schallschutzelemente können einfach an komplizierte Raumformen, wie beispielsweise an die Innenform von Motorhauben oder dgl. angepaßt und über den die Formgebung ermöglichenden Tragkörper an solchen Teilen befestigt werden.

Nach einer anderen Ausführungsvariante ist vorgesehen, daß der Kernschicht ein elastisch, insbesondere bleibend verformbarer Tragkörper zugeordnet und mit dieser kraft- und bzw. oder formschlüssig verbunden ist. Dadurch können die Verformungseigenschaften der derart hergestellten Schallschutzelemente an die unterschiedlichen Einsatzbedingungen angepaßt und zugleich in diesen entsprechend ausreißfeste Befestigungsstellen geschaffen werden.

Weiters ist es auch möglich, daß die Kernschicht zweiteilig ist und aus je einer Platte besteht, zwischen welchen der elastisch verformbare Tragkörper angeordnet, insbesondere eingeklebt ist, da damit auch bei Anordnung des Tragkörpers innerhalb der Kernschicht diese aus zwei Platten gebildet werden kann, die jeweils aus einem Teil eines Weichschaumblockes bestehen.

Nach einer weiteren Ausführungsvariante ist vorgesehen, daß der Tragkörper und bzw. oder die Kleberschicht und bzw. oder die Deckschicht und bzw. oder die Fasermatte und bzw. oder die Matte wasserdampfdurchlässig ausgebildet sind. Damit werden Verschlechterungen im Wirkungsgrad des Schallschutzelementes durch Feuchtigkeit vermieden.

Erfindungsgemäß ist es auch möglich, daß die Fasermatte einer Schallquelle und die auf der gegenüberliegenden Oberseite angeordnete Matte dem zu schützenden Bauteil zugeordnet ist, wobei das Schallschutzelement zwischen der Schallquelle und einem diesen umgebenden Gehäuse, z. B. einer Motorhaube angeordnet und über den Tragkörper mit dieser verbunden ist, wodurch ohne zusätzliche Mittel eine schallisolierte Befestigung der Schallschutzelemente auf zu schützenden Flächen, wie beispielsweise Blechteilen einer Motorhaube oder dgl. möglich ist.

Vorteilhaft ist es aber auch, wenn eine Dicke des Mittelbereiches im Verhältnis zur Dicke der beiden Randbereiche der Kernschicht unterschiedlich vorzugsweise jedoch dreimal so groß ist wie die der Randbereiche, da durch die Dicke der verschiedenen Bereiche der Kernschicht eine Anpassung an die Dämpfung unterschiedlicher Frequenzen von Schallwellen möglich ist.

Andererseits ist es aber auch möglich, daß das Raumgewicht des Kunststoffschaumes der Kernschicht im Mittelbereich und den Randbereichen unterschiedlich ist, vorzugsweise jedoch der Randbereich ein doppelt so hohes Raumgewicht aufweist wie der Mittelbereich, wodurch zusätzlich die Dämpfungscharakteristik des Schallschutzelementes hinsichtlich der dämpfenden Frequenzen angepaßt und gleichzeitig in einfacher Weise ein Schutz des sehr weichen Mittelbereiches vor mechanischen Beschädigungen erreicht wird.

Nach einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Anzahl der offenen Zellen im Mittelbereich und im Randbereich der Kernschicht unterschiedlich ist und insbesondere vom Randbereich in Richtung des Mittelbereiches zunimmt, wodurch labyrinthartige Gänge entstehen, in welchen die Schallenergie abgebaut wird.

Weiters ist es auch möglich, daß eine dem einen Randbereich der Kernschicht zugewandten Deckschicht durch ein stoff- bzw. folienförmiges, verformbares Material gebildet ist und die dem anderen Randbereich zugewandte Deckschicht durch ein Faservlies und bzw. oder einen insbesondere mit ungesättigten Polyesterharz getränkten Karton gebildet ist und vorzugsweise unter Temperatur und bzw. oder Druck verform- und bzw. oder aushärtbar ausgebildet ist. Durch die Verwendung zweier flexibler und verformbarer, flächiger Deckschichten wird ein Sandwichelement geschaffen, welches durch die Verbundwirkung der drei Materialien eine höhere Festigkeit aufweist als jedes Einzelmaterial für sich. Darüberhinaus kann durch die entsprechende Ausbildung der Deckschichten erreicht werden, daß während des Verformungsvorganges eine bleibende Profilierung des Schallschutzelementes erfolgt und somit die Herstellung der Schallschutzcharakteristiken mit der Formgebung zu einem einzigen Arbeitsgang vereinigt werden können.

Es ist nach einer anderen Ausführungsvariante aber auch möglich, daß eine Kleberschicht zwischen den Deckschichten und der Kernschicht angeordnet ist, die vorzugsweise durch eine als Schmelzfolie ausgebildete Polyäthylen-Folie gebildet ist und die Kernschicht und bzw. oder die Kleberschicht und bzw. oder der Tragkörper und bzw. oder eine oder beide Deckschichten luftdurchlässig, insbesondere feuchtigkeitsabweisend ausgebildet sind. Dadurch wird erreicht, daß aufgrund der Luftdurchlässigkeit eine gute Schallschluckwirkung des Schallschutzelementes gleichzeitig und eine lange Lebensdauer erzielt wird, da die Flüssigkeit durch die flüssigkeitsabweisende Ausbildung der Deck- und bzw. oder Kleberschichten verhindert wird.

Vorteilhaft ist eine andere Ausführungsform der Erfindung nach der zumindest eine der Deckschichten und bzw. oder zumindest einer der beiden Randbereiche mit einer feuchtigkeitsabweisenden Zusatzimprägnierung versehen ist. Dadurch, daß die entsprechenden Deckschichten bzw. Randbereiche mit einer feuchtigkeitsabweisenden Imprägnierung versehen sind, die beispielsweise durch die Erhitzung während des Verformens der Elemente aktiviert wird, kann in einfacher Weise eine unzulässige Feuchtigkeitsaufnahme der Schallschutzelemente und somit eine Verringerung der Schallschutzwirkung verhindert werden.

Weiters ist es aber auch möglich, daß die Kernschicht über die Fläche verteilte unterschiedlich stark verdichtete Flächenbereiche aufweist, wobei vorzugsweise das Gewicht der Kernschicht bezogen auf die gleiche Flächeneinheit und die jeweilige Dicke in den unterschiedlich stark verdichteten Flächenbereichen in etwa gleich groß sind. Diese Ausführungsvariante hat den großen Vorteil, daß für die Herstellung erfindungsgemäßer Schallschutzelemente plattenförmiges Material in gleicher Dicke als Ausgangsmaterial verwendet werden kann. Dabei stellt sich in überraschend vorteilhafter Weise während der Herstellung der erfindungsgemäßen Schallschutzelemente eine unterschiedliche Verdichtung in jenen Flächenbereichen ein, die auf eine dünnere oder dickere Wandstärke verdichtet werden. So werden dünnere Flächenbereiche stärker verdichtet und erhalten somit ein höheres Raumgewicht und eine höhere Festigkeit als dickere Flächenbereiche dieser Platten. Es wird also indirekt eine automatische Anpassung der Festigkeitseigenschaften an die unterschiedlichen Dicken, wie dies bei Verkleidungselementen für den Innenausbau von Fahrzeugen meist benötigt werden, erreicht.

Die Erfindung umfaßt aber auch ein Verfahren zur Herstellung von derartigen Schallschutzelementen bei dem eine aus Kunststoff bestehende Kernschicht mit unterschiedlichen Deckschichten kraftschlüssig verbunden wird.

Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Schaumblock aus Weichschaumstoff geschäumt und in Platten aufgeteilt wird, worauf den voneinander abgewendeten Oberflächen einer oder zweier unmittelbar benachbarter Platten, insbesondere gleichzeitig Wärme zugeführt und diese mit einer in Richtung der Mittelschicht gerichteten Druckkraft beaufschlagt und die Randbereiche der Platte plastisch verformt werden. Durch die Wärme- und Druckbehandlung der Schaumstoffplatten ist es möglich unterschiedliche Dichten und Zellstrukturen in einem einstückigen Element zu erzielen.

Gemäß einer anderen Verfahrensvariante ist vorgesehen, daß von der Wärmezufuhr zwischen den einander zugewandten Oberflächen zweier Platten eine Kleberschicht bzw. eine Klebefolie und gegebenenfalls ein Tragkörper, insbesondere ein Drahtgitter oder dgl. eingebracht wird. Durch das gleichzeitige Aufbringen der Deckschichten während dieser Wärmebehandlung kann ein zusätzlicher Klebevorgang zum Befestigen derselben auf den Oberflächen der Randbereiche der Kernschicht eingespart werden.

Vorteilhaft ist es aber auch, wenn durch die Wärmeeinwirkung gleichzeitig Deckschichten auf die voneinander abgewendeten Oberflächen der Kernschicht aufgebracht und mit diesen kraftschlüssig verbunden werden, wobei eine Deckschicht durch eine Fasermatte und die andere Deckschicht durch eine Matte gebildet ist.

Weiters ist es auch möglich, daß die Kernschicht und der Tragkörper während der Wärme- und Krafteinwirkung räumlich verformt wird, da dadurch der Aufwand für die Herstellung der Kernschichten verringert und überdies ein gleichmäßigeres Zellgefüge über die gesamte Dicke der Platte sichergestellt werden kann als bei Einzelherstellung der Platten.

Von Vorteil ist es aber auch, wenn vor dem Erwärmen und Verdichten der Randbereiche der Platte auf die Oberflächen heißsiegelbare Kunststoff-Folien aufgelegt und durch die Wärme- und Krafteinwirkung mit den Randbereichen der Kernschicht verbunden werden, da durch die Wärmeeinwirkung beim Verdichten der Randbereiche gleichzeitig das Aufschmelzen bzw. Befestigen der feuchtigkeitsabdichtenden Kunststoffolien erzielt wird.

Es ist aber auch möglich, daß die Höhe und Dauer der Krafteinwirkung sowie die Höhe und Dauer der Temperatureinwirkung in Abhängigkeit von den gewünschten Dämpfungsverhalten der Platte veränderbar insbesondere in beiden Randbereichen gleich ist. Über die Steuerung der Verfahrenskriterien wie die Höhe und Dauer der Krafteinwirkung bzw. Temperatureinwirkung kann der Anteil der geschlossenen Zellen in den Randbereichen sowie die Dichte und das Raumgewicht an die gewünschten Dämpfungscharakteristiken angepaßt werden.

Von Vorteil ist es auch, wenn die der einen Deckschicht zugeordnete Fasermatte und die der anderen Deckschicht zugeordnete Matte gleichzeitig aufgebracht und mit den voneinander abgewendeten Oberflächen der Deckschichten kraftschlüssig verbunden werden, da dadurch ein Schüsseln der Platten sowie der Aufbau von inneren Spannungen vermieden wird.

Eine weitere Verfahrensvariante ist dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Kernschicht mit gleicher Dicke vorzugsweise gemeinsam mit zumindest einer Deckschicht unter Zwischenlage einer Kleberschicht, insbesondere einer Polyäthylen-Schmelzfolie in eine Form eingebracht wird und unter gleichzeitiger Einwirkung von Druck und Temperatur in unterschiedlichen Flächenbereichen auf unterschiedliche Dicken verdichtet und die einzelnen Schichten dabei gleichzeitig untereinander verbunden und bzw. oder ausgehärtet werden, worauf vorzugsweise im selben Arbeitsgang das Schallschutzelement auf die gewünschte Umfangsform beschnitten wird. Diese Vorgangsweise ermöglicht es, mit einem geringen Kosteneinsatz unterschiedlichste Schallschutzelemente einfach herzustellen. Dabei werden aber die Vorteile der guten Schalldämmung und des günstigen Verhaltens im Falle eines Unfalles durch die guten Dämpfungseigenschaften derartiger Elemente beim Aufprall von Personen beibehalten.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese im folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein gemäß der Erfindung ausgebildetes Schallschutzelement in schaubildlicher, vereinfachter, schematischer Darstellung;

Fig. 2 einen Schnitt durch einen Randbereich einer Kernschicht eines erfindungsgemäßen Schallschutzelementes, aus der die Verbindungsstellen mti einer schematisch angedeuteten als Deckschicht dienenden Folie sowie die Bereiche des Kleberauftrags auf der Zellstruktur ersichtlich sind;

Fig. 3 eine Stirnansicht eines Motorraums mit auf der Innenseite des Motorraums angebrachten, erfindungsgemäßen Schallschutzelementen sowie die Befestigungsanordnungen dieser Schallschutzelemente auf der Motorhaube;

Fig. 4 ein Schallschutzelement nach der Erfindung in schaubildlicher Darstellung;

Fig. 5 einen Schnitt durch ein anderes Schallschutzelement in Draufsicht;

Fig. 6 ein Teil der Kernschicht eines erfindungsgemäßen Schallschutzelementes mit schematischer Darstellung der unterschiedlichen Zellstrukturen im verdichteten Rand und im Mittelbereich in schaubildlicher Darstellung.

In Fig. 1 ist ein selbsttragendes sandwichartiges Schallschutzelement 1 dargestellt. Dieses Schallschutzelement 1 umfaßt zwei Deckschichten 2, 3 und eine Kernschicht 4.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht die Kernschicht 4 aus zwei Platten 5, 6, aus einem Weichschaumstoff, der wie schematisch angedeutet, in einem Mittelbereich 7 der Kernschicht 4 eine geringere Dichte aufweist als in Randbereichen 8, 9 der Kernschicht 4. Im Mittelbereich 7 der Kernschicht 4 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel zwischen den einander zugewandten Oberflächen der beiden Platten 5 und 6 ein Tragkörper 10, z. B. ein Drahtgitter oder ein Drahtnetz oder dgl. angeordnet. Der Tragkörper 10 ist bevorzugt elastisch und kann durch Druckeinwirkung zu beliebigen Raumformen bleibend verformt werden.

Zur Verbindung der beiden Platten 5, 6 und des Tragkörpers 10 ist eine Kleberschicht 11 vorgesehen, die beispielsweise auch durch eine Schmelzfolie, beispielsweise eine Polyäthylen-Folie oder dgl. gebildet sein kann.

In den Randbereichen 8, 9 ist ebenfalls über eine Kleberschicht 12, 13 eine Fasermatte 14 bzw. eine Matte 15, die die Deckschichten 2, 3 bilden, mit den Platten 5, 6 verbunden.

Die Kleberschicht 12, 13 kann wiederum durch Schmelzfolien, wie beispielsweise eine Polyäthylen-Folie oder dgl., gebildet sein. Bei Verwendung von Polyäthylen-Folien als Kleberschichten sind diese bevorzugt mit über die Fläche verteilten Öffnungen versehen, sodaß ein Luftdurchtritt zwischen den Platten 5, 6 bzw. diesen Platten 5, 6 und der Fasermatte 14 bzw. der Matte 15 gewährleistet ist. Durch die Anordnung der Öffnungen 16 kann die Luft in den Zellen der Platten pulsieren, sodaß die Luftschallschwingungen durch die labyrinthförmigen Gänge in der offenen Zellstruktur der Kernschicht 4 bzw. der diese bildenden Platten 5, 6 gedämpft werden. Überdies wird durch diese Öffnungen 16 sichergestellt, daß eventuell in das Schallschutzelement 1 eingedrungene Feuchtigkeit im gasförmigen Zustand austreten kann, wobei aber bei entsprechender Wahl der Größe und der Anzahl der auf einer Flächeneinheit angeordneten Öffnungen 16 ein Eindringen von Wasser in flüssiger Form möglichst vermieden werden kann.

Zur Befestigung des Schallschutzelementes 1 sind am Tragkörper 10 Halter 17 befestigt, die mit Verbindungsmitteln 18 zusammenwirken, um die Schallschutzelemente 1 auf einem Bauteil 19, der von Schalleinwirkungen einer Schallquelle 20 geschützt werden soll, zu befestigen. Die Verbindungsmittel 18 können beispielsweise durch am Bauteil 19 befestigte Stehbolzen oder Schrauben oder dgl. gebildet sein.

Fasern bzw. Fäden 21 der Fasermatte 14 können je nach Einsatzzweck des Schalldämmelementes vor allem im Bereich von höheren Temperaturen abgebenden Schallquellen, wie Motoren, Verdichtern oder dgl., aus hoch Temperatur beständigen Glasfasern, Metallfasern oder Kohlefasern oder dgl. gebildet sein. Durch eine derartige Ausbildung der Fasermatte werden die Kleberschicht 12 sowie der Randbereich 8 vor der Einwirkung von zu hohen Temperaturen geschützt.

Die dem Bauteil 19 zugeordnete Matte 15 - welche auf der von der Schallquelle 20 abgewendeten Seite des Schallschutzelementes angeordnet ist - wird beispielsweise durch ein Faservlies oder durch eine Weichschaumstoffmatte gebildet. Die Deckschicht 2 bzw. Fasermatte 14 bzw. die Deckschicht 3 bzw. Matte 15 weisen eine Dicke 22 bzw. 23 auf, die einen Bruchteil einer Dicke 24 der Kernschicht 4 beträgt. Die Matte 15 kann dabei durch ein wasserabweisendes Faservlies oder durch eine Schaumstoffmatte aus einem Weichschaumstoff mit überwiegend offenen Zellen gebildet sein.

Wie durch die schematische Darstellung des Mittelbereiches 7 und der Randbereiche 8 angedeutet, weist die Kernschicht 4 eine in Richtung der beiden Deckschichten 2, 3 zunehmende Dichte auf. Während die Mittelschicht bevorzugt ein Raumgewicht von 10 kg/m³ aufweist, beträgt das Raumgewicht des Weichschaumstoffes in den Randbereichen 8, 9 ca. 18 bis 20 kg/m³. Dadurch werden unterschiedliche Schalldurchgangswerte über die Dicke der Kernschicht 4 erzielt, sodaß etwa gleich gute Schalldämmwerte für unterschiedliche Frequenzen mit einem Schallschutzelement 1 erzielt werden. Darüberhinaus wird durch das höhere Raumgewicht in den Randbereichen 8, 9 eine höhere Festigkeit und Stabilität der Kernschicht 4 in den Randbereichen 8 und 9 erzielt. Damit werden günstige Voraussetzungen für die Befestigung der Deckschichten 2, 3 auf der Kernschicht erzielt. Durch die höhere Festigkeit der Randbereiche 8, 9 kann das Schallschutzelement ohne zusätzliche Maßnahmen nur durch Verbindung mit den Deckschichten selbsttragend ausgebildet werden. Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn das unterschiedliche Raumgewicht der Randbereiche 8, 9 gegenüber den Mittelbereich 7 der Kernschicht 4 dadurch hergestellt wird, daß Platten gleicher Dichte durch Einwirkung von Druck und Temperatur in den Randbereichen verdichtet werden. Dabei kommt es durch das Zusammenbrechen der offenzelligen Zellstruktur aufgrund der Temperatureinwirkung in diesen verdichteten Bereichen zu einer höheren Anzahl von geschlossenen Zellen als im Mittelbereich 7. Durch eine entsprechende Veränderung der Dicke des Randbereiches 8, 9 bzw. des Raumgewichtes im Verhältnis zu dem Raumgewicht des Mittelbereiches 7 kann eine Anpaßung des Schallschutzelementes an unterschiedliche Schallquellen bzw. unterschiedliche Frequenzen der von derartigen Schallquellen abgegebenen Schallwellen abgestellt werden. Bevorzugt werden dafür für die Kernschicht Platten verwendet, die aus einem Weichschaumstoffblock herausgeschnitten sind. Bei den zur Herstellung der Platten verwendeten Weichschaumstoffen kann es sich um einen insbesondere MDI-getriebenen bzw. vernetzten Polyäther- oder Polyester-Kunststoffschaum handeln. Der Vorteil der Verwendung von Platten, die aus einem Kunststoffschaumblock herausgeschnitte werden, liegt darin, daß die Dichte und die Zellstruktur möglichst einheitlicht ist.

Es ist dabei im Rahmen der Erfindung unerheblich, ob die Kernschicht 4 aus einer einzigen Platte oder aus zwei Platten 5 und 6, wie in Fig. 1 dargestellt oder aus meheren Platten unterschiedlicher Dichte oder Zellstruktur, z. B. einer Platte für den Mittelbereich 7 und je eine Platte für die Randbereiche 8, 9 gebildet ist.

Zur Herstellung eines derartigen Schallschutzelementes 1, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, kann nun nach folgenden Verfahren vorgegangen werden:

Es werden Platten aus einem Weichschaumstoff mit im wesentlichen über die gesamte Dicke gleichbleibender Dichte hergestellt, in welche z. B. ein aus Drahtgeflecht oder Drahtgitter bestehender Tragkörper 10 eingeschäumt ist. Alternativ ist es jedoch auch möglich, daß aus einem Kunststoffschaumblock aus Weichschaum herausgeschnittene Platten 5, 6 verwendet werden, zwischen welchen eine Kleberschicht 11 und der Tragkörper 10 angeordnet werden. Gleichzeitig wird in eine beheizte Presse zur Herstellung des Schallschutzelementes 1 unter Zwischenlage einer Kleberschicht 12 bzw. 13 die Deckschicht 2 und 3 eingelegt.

Daran anschließend wird die Presse im Bereich der Deckschichten 2, 3 auf eine Temperatur von ca. 100 bis 150°C erwärmt und auf das in die Form eingelegte Schallschutzelement 1 eine entsprechende Flächenlast aufgebracht. Durch die über die Fläche verteilte Last unter gleichzeitiger Temperatureinwirkung bricht in den Randbereichen 8, 9 die Zellstruktur zusammen und es kommt zu einer Verringerung der Dicke der Kernschicht 4 aufgrund dieses Verdichtungsvorganges. Durch das Zusammenbrechen aufgrund der gleichzeitigen Einwirkung von Druck und Temperatur entsteht in den Randbereichen 8, 9 auch eine höhere Dichte und ein höheres Raumgewicht des Schaumstoffes. Durch geeignete Wahl der Temperatur und der Druckbelastung kann die Dicke der Randbereiche bzw. die Veränderung der Dichte und des Raumgewichtes einfach an unterschiedliche Einsatzfälle angepaßt werden.

Der für die Kleberschicht 11, 12 und 13 verwendete Kleber ist bevorzugt wasserabweisend jedoch luftdurchlässig, sodaß die Luft ungehindert in die dahinter liegenden Bereiche der Platten 5, 6 bzw. der Kernschicht 4 eintreten kann.

Es ist aber auch möglich zur Feuchtigkeitsisolierung und zur Verklebung der einzelnen Schichten des sandwichartigen Schallschutzelementes 1 anstelle der Kleberschichten Schmelzfolien, beispielsweise Polyäthylen-Folien zu verwenden. Bei Erhitzung des Schallschutzelementes 1 schmilzt diese Folie und wirkt als wasserabweisende Schutzschicht und zugleich als Kleber zur Verbindung der einzelnen Schichten des Schallschutzelementes 1.

Durch die Verwendung offenporiger Schaumstoffe mit hoch elastischen Eigenschaften im Bereich der Kernschicht 4 und im Bereich der Deckschicht 3 kann das erfindungsgemäße Schallschutzelement 1 direkt an einem vor dem auftreffenden Schall zu schützenden Bauteil 19 montiert werden.

Vorteilhaft ist es hierbei, wenn die Verbindung zwischen den Verbindungsmitteln und dem Halter 17 am Tragkörper 10 über elastische Zwischenelemente erfolgt, sodaß eine Schwingungs- und somit Schallübertragung vom Schallschutzelement auf den Bauteil 19 zuverlässig vermieden ist.

In Fig. 2 ist ein Teil der Kernschicht 4 dargestellt. Wie ersichtlich, setzt sich diese Kernschicht aus geschlossenen Zellen 25 und den untereinander verbundenen offenen Zellen 26, die durch die Netzstruktur gebildet sind, zusammen.

Um nun einen Luftdurchgang durch die Kleberschicht zwischen der Deckschicht 3 und der Kernschicht 4 zu ermöglichen, wird ein Kleber 27 verwendet, der eine Konsistenz aufweist, die ein Überspannen von größeren Hohlräumen nicht ermöglicht, sodaß sich der Kleber 27 nur an der Netzstruktur der offenen Zellen 26 bzw. an den geschlossenen Zellen 25 anlegt. Dadurch wird sichergestellt, daß in der Verbindungsfläche zwischen der Deckschicht 3 und der Kernschicht 4 Luftdurchlässe verbleiben, durch die die Luft in die Kernschicht 4 eintreten bzw. von dieser austreten kann.

In Fig. 3 ist die Anordnung von erfindungsgemäßen Schallschutzelementen 1 auf der Innenseite einer Motorhaube 28, die aus Haubenteilen 29 und 30, die beispielsweise aus glasfaserverstärkten Kunststoff bestehen, zusammengesetzt ist. Innerhalb der Motorhaube 28 ist beispielsweise ein Dieselmotor 31 angeordnet, der Luft- und Körperschall, die symbolisch durch Pfeile 32 und 33 angedeutet sind, nach allen Richtungen abgibt. Die Schallschutzelemente 1 sind über die Tragkörper 10 und Verbindungsmittel 18 mit den Haubenteilen 29 und 30 verbunden.

Wie aus der Darstellung in Fig. 3 noch ersichtlich, ist es durch die Verformbarkeit der einzelnen Platten bzw. Elemente des erfindungsgemäßen Schallschutzelementes möglich, dieses an beliebige räumliche Verformungen der Haubenteile 29 bzw. 30 - wie insbesondere bei den dem Haubenteil 29 zugeordneten Schallschutzelement 1 gezeigt - anzupassen.

Selbstverständlich können erfindungsgemäß anstelle der MDI-getriebenen Kunststoffschäume auch TTI-getriebene Kunststoffschäume verwendet werden.

Auch die Wahl der Raumgewichte des Kunststoffschaumes in den Rand- bzw. den Mittelbereichen kann entsprechend variiert werden, um beispielsweise für energiereichere Energieschwingungen ein besseres Dämpfungsverhalten zu erzielen.

Weiters ist es auch möglich, für die Matte 15 ein Baumwollfaservlies oder ein Vlies aus synthetischen Fasern zu verwenden. Wird für die Kleberschicht ein Kleber verwendet, so ist darauf zu achten, daß dieser seine Klebewirkung auch nach einer Erwärmung auf ca. 150°C noch beibehält bzw. in diesem Temperaturbereich verflüssigt, um beispielsweise während der Temperatur- und Druckbelastung des Schallschutzelementes gleichzeitig die Verklebung der einzelnen Platten bzw. Schichten vornehmen zu können, um sicher zu stellen, daß eine dauerhafte Klebeverbindung im Sandwich erhalten wird. Für die Druck- und Temperaturbeaufschlagung des Schallschutzelementes während der Herstellung bzw. Verformung können die aus dem Stand der Technik bekannten beheizten Preßvorrichtungen verwendet werden.

In Fig. 4 ist ein Schallschutzelement 101 gezeigt, welches aus einer Deckschicht 102 einer Deckschicht 103 und einer zwischen diesen angeordneten Kernschicht 104 besteht. Die Kernschicht 104 weist, wie schematisch angedeutet, einen Mittelbereich 105 und zwei Randbereiche 106, 107 auf. Diese Kernschicht 104 kann einstückig aus einem Kunststoffschaum mit überwiegend offenen Zellen, insbesondere einer Kunststoffschaumplatte bestehen. Es ist aber auch möglich, die Randbereiche und die Mittelbereiche jeweils aus eigenen Platten zusammenzufügen. Wie aus der Schnittfläche im Bereich der Stirnseite durch die schematische Darstellung angedeutet, weisen die Randbereiche 106, 107 und der Mittelbereich 105 eine unterschiedliche Dichte des offenzelligen Kunststoffschaumes auf. Diese Randbereiche 106, 107 werden dabei durch unter Druck, d. h. mechanisch und bzw. oder thermisch verdichteten offenzelligen Kunststoffschaum gebildet. Bevorzugt ist bei dieser Ausführungsform sowohl für den Mittelbereich 105 als auch für die Randbereiche 106, 107 der Kunststoffschaum mit gleichen Eigenschaften verwendet. Wird eine einstückige Kernschicht 104 verwendet, so werden die Randbereiche 106, 107 durch im Oberflächenbereich ausgeübte Verdichtung unter gleichzeitiger Wärmezufuhr erzeugt. Wie die Darstellung in Fig. 4 weiters zeigt, weisen Flächenbereiche 108 eine größere Dicke 109 auf als Flächenbereiche 110, die lediglich eine Dicke 111 aufweisen. Wie durch die schematische, zeichnerische Darstellung zum Ausdruck gebracht wurde, ist die Kernschicht 104 im Flächenbereich 110 stärker verdichtet und weist dementsprechend eine höhere Dichte und somit ein höheres Raumgewicht auf. Dies erfolgt dadurch, daß die offenzellige Struktur druch den höheren Druck in den Flächenbereichen 110 unter der gleichzeitigen thermischen Belastung stärker verdichtet wird. Dabei ist es auch möglich, die stärker zu verdichtenden Flächenbereiche auch einer höheren Temperatur auszusetzen, um den Zusammenbruch bzw. das dauerhafte Verformen der offenzelligen Kunststoffstruktur zu erleichtern.

Bevorzugt weist jedoch ein Element gleicher Fläche im Flächenbereich 110 mit geringerer Dicke 111 und im Flächenbereich 108 mit größerer Dicke 109 das gleiche Gewicht auf. Die Deckschichten 102 und 103 können durch unter Druck und Temperatur verformbare Folien oder netzförmige Materialien aus Stoff, Fasern oder sonstigen Kunst- und Naturmaterialien gebildet sein. Bevorzugt ist es möglich, eine der beiden Deckschichten 102, 103 auch durch eine mit ungesättigten Polyesterharz getränkten Karton auszubilden. Bei einer Ausführungsform, bei der eine Deckschicht 102 durch einen mit ungesättigten Polyesterharz getrennten Karton gebildet ist, ist diese Deckschicht 102, beispielsweise bei einem Fahrzeug, einer Karosserie 112, beispielsweise den Blechteilen des Kabinenraumes zugeordnet. Die Befestigung zwischen dem Schallschutzelement 101 bzw. der Deckschicht 102 und der Karosserie 112 kann durch Kleben oder durch entsprechende Kunststoff- oder Metallbefestigungsmittel erfolgen. Die gegenüberliegende Deckschicht 103 kann durch aus Kunst- oder Naturfasern gebildete Teppiche oder Leder oder dgl. gebildet sein. Sollen die Deckschichten 102 und 103 während der Herstellung der erfindungsgemäßen Schallschutzelemente 101 unmittelbar beispielsweise durch Verwendung von Schmelzfolien 113 - wie im unteren Teil der Fig. 4 schematisch angedeutet - miteinander verbunden werden, so ist darauf zu achten, daß die Deckschichten 102 und 103 eine entsprechende elastische Verformung und Temperaturbelastung ermöglichen.

Bei dem dargestellten Schallschutzelement 101 kann beispielsweise der zur Verwendung gelangende Weichschaumstoff bzw. Kunststoffschaum mit offenzelliger Struktur ein Raumgewicht von ca. 9 bis 10 kg/cm³ aufweisen und wird beispielsweise in den Randbereichen 106, 107, vor allem beispielsweise auch im Flächenbereich 110, in welchen er nur eine Dicke 111, auf ein Raumgewicht von ca. 40 bis 50 kg/m³ verdichtet. Dies führt dazu, daß aufgrund der dichteren Struktur des Weichschaumes im Flächenbereich 110 eine höhere Stabilität des Sandwichelementes gegenüber den Flächenbereichen 108 geschaffen wird und somit in jenen Bereichen, in welchen aufgrund der konstruktiven Voraussetzungen eine Dicke 109 des Schallschutzelementes 101 nicht möglich ist, trotzdem eine ausreichende Festigkeit gegen Beschädigungen im normalen Betrieb sichergestellt ist. Trotz allem wird bei einem derartigen Schallschutzelement aber erreicht, daß eine hohe Elastizität und gute Dämpfungseigenschaft beim Aufprall von Personen erreicht wird, da die festeren und höher verdichteten Flächenbereiche 110 unmittelbar in Flächenbereiche 108 mit höherer Elastizität münden und somit insgesamt auch der stärker verdichtete Flächenbereich 110 elastischer gedämpft ist als bei einer Hinterschäumung mit Kunststoffmaterialien mit überwiegend geschlossenen Zellen.

Durch entsprechende Kraft- und Temperatureinwirkung während der Herstellung der erfindungsgemäßen Schallschutzelemente kann der Dichteverlauf in den Randbereichen 106 und 107 auch progressiv in Richtung des Mittelbereiches 105 abnehmen.

Fig. 5 ist ein Schnitt durch ein Schallschutzelement 114 gezeigt, welches beispielsweise als Verkleidungselement in einem Fahrzeug zur Innenraumtapezierung verwendet werden kann. Wie aus dieser Draufsicht auf das Schallschutzelement 114 zu ersehen ist, weist dies unterschiedlich dicke und unterschiedlich verformte Flächenbereiche 115, 116, 117 und 118 auf. Eine Kernschicht 119 und eine dieser zugeordnete Deckschicht 120 müssen eine ausreichende Verformung zulassen, um ohne Werkstoffzerstörung die Profilierung des Schallschutzelementes zu ermöglichen. Dazu ist es möglich, in den sehr stark verdichteten und geschwächten Flächenbereichen 117, 118 bzw. um eine entsprechende ausreichende Festigkeit zum Anbringen von Verbindungsvorrichtungen zu ermöglichen, zumindest in einzelnen Flächenbereichen vorteilhaft in die Kernschicht 119 Tragkörper 121 einzubringen, die nach der Formgebung der Kernschicht 119 diese Flächenbereiche 117, 118 in der vorgesehenen Form halten und stabilisieren. Bei dem Tragkörper 121 kann es sich um mit verschiedenen Harzen oder sonstigen Klebern getränkte netz- oder folienförmige oder auch aus Metallen oder dgl. gebildete Gitter und Netze handeln, die nach der Verformung und Temperaturbehandlung aushärten und das Schallschutzelement 114 in der gewünschten Form halten. Selbstverständlich ist es auch bei diesem Schallschutzelement 114 möglich, auf der der Deckschicht 120 gegenüberliegenden Seite der Kernschicht 119 eine weitere Deckschicht anzuordnen.

In Fig. 6 ist ein Teil einer Kernschicht 122 und einer Deckschicht 120 in stark vereinfachter Form und schaubildlicher Darstellung gezeigt. Durch diese Darstellung sollte die Wirkungsweise der mechanischen und thermischen Verdichtung der Randbereiche 123 gegenüber einem Mittelbereich 124 graphisch dargestellt werden. Wie ersichtlich, sind in dem einer Oberfläche 125 der Kernschicht 122 zugewandten Randbereich 123 die offenen Zellen 126, die durch ein räumliches Gitterwerk aus Kunststoff mit einer Vielzahl von Stegen 127 gebildet ist, durch die mechanisch und thermische Verdichtung zusammengequetscht, wodurch die annähernd kugelförmigen Zellen bzw. die kugelförmig aufgebauten Stege 127 zusammengedrückt und zerbrochen werden und beispielsweise teilweise eingeschlossene geschlossene Zellen 128 gegenüber dem Mittelbereich 124, in welchem sie annähernd kugelförmig sind, eine elliptische Form einnehmen. Durch den Druck und die Temperatur werden die offenen Zellen 126 bzw. die diese bildenden Stege 127 zusammengedrückt und verformt, wodurch sowohl die Festigkeit als auch die Dichte und das Raumgewicht im Randbereich 123 steigt. Erfolgt diese Verdichtung flächig, so nimmt sie in Richtung des Mittelbereiches 124 je nach den gewählten Bearbeitungskriterien linear oder progressiv ab, bis in den Mittelbereich 124, in welchem die ursprüngliche unveränderte Zellstruktur verbleibt.

Die Lösung gemäß der Erfindung unterscheidet sich daher von jenen Schallschutzelemente, bei welchen eine Aufschäumung mit Hautbildung ausgenutzt wird, um bei einem weichen Kern eine harte Oberfläche zu erreichen dadurch, daß die Randzonenverdichtung durch die aufgebrachte Temperatur und den Druck in beliebigen Grenzen steuerbar ist. Anhand der Darstellung in Fig. 6 ist lediglich der Grundgedanke der erfindungsgemäßen Lösung die Eigenschaften von Weichschaumstoffplatten durch entsprechende Verdichtung zu verändern zum besseren Verständnis schematisch dargestellt. Dementsprechend können sowohl hinsichtlich der stark übertrieben dargestellten Größenverhältnisse als auch des Verlaufes der Stege der offenen Zellstruktur beliebige Abweichungen vorhanden sein und die erfindungsgemäße Lösung ist keinesfalls auf die dargestellte Ausführungsform beschränkt.

Hinsichtlich der eingesetzten Deckschichten ist die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Vorrichtung ebenfalls nicht beschränkt. So können beispielsweise Stoffe, Natur- oder Kunstleder, Faservliese, Netze oder Gewirke als Deckschichten verwendet werden, wobei sowohl Natur- als auch Kunstfasern einsetzbar sind. Bevorzugt können diese Deckschichten auch mit feuchtigkeitsabweisenden oder schwer entflammbaren Materialien getränkt oder beschichtet sein. Vorteilhaft ist es hierbei, wenn diese zusätzlichen auf- bzw. eingebrachten Materialien erst während der Druck- und Temperaturbehandlung nach dem Verformen der Schallschutzelemente in die gewünschte Form erhärten. Damit wird ein Rückfedern der Schallschutzelemente in ihre Ausgangsstellung zuverlässig vermieden.

Gleichermaßen ist auch für den Tragkörper 121 jedes beliebige Material verwendbar. So ist es möglich entsprechende Faservliese, Fasernetze oder dgl. aus Metall, Kunststoff oder Naturfasern und Fäden, bevorzugt Kohlefaserfäden zu verwenden. Vorteilhaft ist es weiters, wenn dieser Tragkörper mit einem ungesättigten Polyesterharz beschichtet ist und somit den Tragkörper während der Temperatur und/oder Druckbeanspruchung nach dem Verformen in dieser verformten Stellung festhält.

Es ist selbstverständlich auch möglich, den Tragkörper zwischen zwei entsprechend ausgebildeten Schaumstoffplatten einzulegen und über eine oder zwei Kleberschichten, beispielsweise Schmelzfolien mit diesen Kunststoffschichten zu verbinden.
Bevorzugt sind die erfindungsgemäßen Schallschutzelemente für den Innenausbau bei Kraftfahrzeugen, insbesondere der Auskleidung von Fahrgasträumen oder Lenkerkabinen bei Lastfahrzeugen verwendbar. Selbstverständlich sind sie jedoch auch bei Hochbauisolierung oder bei der Schalldämmung im Bereich von anderen Arbeitsmaschinen mit Vorteil einsetzbar.

Bezugszeichenaufstellung   1 Schallschutzelement
  2 Deckschicht
  3 Deckschicht
  4 Kernschicht
  5 Platte
  6 Platte
  7 Mittelbereich
  8 Randbereich
  9 Randbereich
10 Tragkörper
11 Kleberschicht
12 Kleberschicht
13 Kleberschicht
14 Fasermatte
15 Matte
16 Öffnung
17 Halter
18 Verbindungsmittel
19 Bauteil
20 Schallquelle
21 Faden
22 Dicke
23 Dicke
24 Dicke
25 Zelle
26 Zelle
27 Kleber
28 Motorhaube
29 Haubenteil
30 Haubenteil
31 Dieselmotor
32 Pfeil
33 Pfeil
101 Schallschutzelement
102 Deckschicht
103 Deckschicht
104 Kernschicht
105 Mittelbereich
106 Randbereich
107 Randbereich
108 Flächenbereich
109 Dicke
110 Flächenbereich
111 Dicke
112 Karosserie
113 Schmelzfolie
114 Schallschutzelement
115 Flächenbereich
116 Flächenbereich
117 Flächenbereich
118 Flächenbereich
119 Kernschicht
120 Deckschicht
121 Tragkörper
122 Kernschicht
123 Randbereich
124 Mittelbereich
125 Oberfläche
126 Zelle
127 Steg
128 Zelle

Claims

1. Selbsttragendes, sandwichartiges Schallschutzelement mit zwei in Abstand voneinander angeordneten, unterschiedlichen Deckschichten und einer dazwischen angeordneten, aus Kunststoffschaum bestehenden Kernschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernschicht (104, 119, 122) eine in Richtung der beiden Deckschichten (102, 103, 120) zunehmende Dichte aufweist und aus einem Kunststoff mit überwiegend offenen Zellen (126) besteht.

2. Schallschutzelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verdichtete Zellstruktur in den den beiden Deckschichten (102, 103, 120) zugewandten Randbereichen (106, 107, 123) aus einem mechanisch und bzw. oder thermisch verdichteten offenzelligen Kunststoffschaum gebildet ist.

3. Schallschutzelement nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Raumgewicht des offenzelligen Kunststoffschaumes der Kernschicht (104, 119, 122) im Mittelbereich (105) und dem Randbereich (106, 107, 123) unterschiedlich ist, vorzugsweise jedoch der Randbereich ein zwei- bis fünfmal so hohes Raumgewicht aufweist wie der Mittelbereich.

4. Schallschutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelbereich (105) aus einem Weichschaumstoff, insbesondere mit einem Raumgewicht von ca. 9 bis 10 kg/m³ gebildet ist.

5. Schallschutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernschicht (104, 119, 122) durch einen überwiegend offenzelligen Weichschaumstoff, insbesondere einem MDI-getriebenen bzw. vernetzten Polyäther- oder Polyester-Kunststoffschaum besteht.

6. Schallschutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernschicht (4) in den den beiden Deckschichten (2, 3) zugewandten Randbereichen (8, 9) eine verdichtete Zellstruktur umfaßt, die einen höheren Anteil an geschlossenen Zellen (25) aufweist, als die Zellstruktur in einem Mittelbereich (7) zwischen diesen Randbereichen (8, 9).

7. Schallschutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Weichschaumstoff durch aus einem, insbesondere MDI-getriebenen bzw. vernetzten Polyäther oder Polyester- Kunststoffschaum besteht und vorzugsweise die Kernschicht (4) durch einen Teil eines Weichschaumstoffblockes gebildet ist.

8. Schallschutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Mittel- und Randbereichen (7, 8, 9) bestehende Kernschicht (4) einstückig ausgebildet ist.

9. Schallschutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht (2, 3) feuchtigkeitsabweisend, insbesondere als eine Polyäthylen-Folie ausgebildet ist und die offenen Zellen (26) des Randbereiches (8, 9) der Kernschicht (4) über Öffnungen in der Deckschicht (2, 3) bzw. der Kleberschicht (12, 13) oder der Polyäthylen-Folie mit der Umgebungsluft verbunden sind.

10. Schallschutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der feuchtigkeitsabweisenden Deckschicht (2, 3) bzw. der Polyäthylen-Folie auf der von der Kernschicht (4) abgewendeten Seite eine Fasermatte (14) mit gegen hohe Temperaturen beständigen Fasern oder Fäden (21) vorgeordnet ist, die über die Fläche verteilt Öffnungen (16) aufweist und insbesondere netzartig ausgebildet ist.

11. Schallschutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnt, daß die Fasern oder Fäden (21) durch Glasfasern und bzw. oder Kohlefasern und bzw. oder Metallfasern gebildet sind.

12. Schallschutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß auf der von der Fasermatte (14) abgewendeten Oberfläche der anderen Deckschicht (3) eine Matte (15) aus wasserabweisenden Faservlies und bzw. oder aus Schaumstoff, z. B. einen offenzelligen Weichschaum angeordnet ist, deren Dicke (22, 23) einen Bruchteil der Dicke (24) der Kernschicht (4) beträgt.

13. Schallschutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Bereiche der Kernschicht (4) untereinander und bzw. oder die Deckschicht (2, 3) mit der Kernschicht (4) und bzw. oder die Deckschicht (2, 3) mit der diesen vorgeordneten Matte (15) und bzw. oder Fasermatte (14) über eine Kleberschicht (11, 12, 13), insbesondere mit dem Zellgerüst der Kernschicht (4) verbunden sind und die Kleberschicht (11, 12, 13) luftdurchlässig ausgebildet ist, wobei vorzugsweise die Kleberschicht (12, 13) die Deckschicht (2, 3) bildet.

14. Schallschutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kleberschicht (11, 12, 13) durch die als Schmelzfolie ausgebildete Polyäthylen-Folie gebildet ist.

15. Schallschutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kernschicht (4) und bzw. oder im Bereich zwischen der Kernschicht (4) und der Fasermatte (14) oder der Matte (15) ein elastisch verformbarer Tragkörper (10) angeordnet ist,der in Richtung der Deckschichten (2, 3) luft- und bzw. oder schalldurchlässig ausgebildet ist.

16. Schallschutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Kernschicht (104, 119, 122) ein elastisch, insbesondere bleibend verformbarer Tragkörper (121) zugeordnet und mit dieser kraft- und bzw. oder formschlüssig verbunden ist.

17. Schallschutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernschicht (4) zweiteilig ist und aus je einer Platte (5, 6) besteht, zwischen welchen der elastisch verformbare Tragkörper (10) angeordnet, insbesondere eingeklebt ist.

18. Schallschutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkörper (10) und bzw. oder die Kleberschicht (11, 12, 13) und bzw. oder die Deckschicht (2, 3) und bzw. oder die Fasermatte (14) und bzw. oder die Matte (15) wasserdampfdurchlässig ausgebildet sind.

19. Schallschutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasermatte (14) einer Schallquelle (20) und die auf der gegenüberliegenden Oberseite angeordnete Matte dem zu schützenden Bauteil (19) zugeordnet ist, wobei das Schallschutzelement (1) zwischen der Schallquelle (20) und einem diesen umgebenden Gehäuse, z. B. einer Motorhaube (28) angeordnet und über den Tragkörper (10) mit dieser verbunden ist.

20. Schallschutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dicke des Mittelbereiches (7) im Verhältnis zur Dicke der beiden Randbereiche (8, 9) der Kernschicht (4) unterschiedlich vorzugsweise jedoch dreimal so groß ist wie die der Randbereiche (8, 9).

21. Schallschutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Raumgewicht des Kunststoffschaumes der Kernschicht (4) im Mittelbereich (7) und den Randbereichen (8, 9) unterschiedlich ist, vorzugsweise jedoch der Randbereich (8, 9) ein doppelt so hohes Raumgewicht aufweist wie der Mittelbereich (7).

22. Schallschutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der offenen Zellen (26) im Mittelbereich (7) und im Randbereich (8, 9) der Kernschicht (4) unterschiedlich ist und insbesondere vom Randbereich (8, 9) in Richtung des Mittelbereiches (7) zunimmt.

23. Schallschutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß eine dem einen Randbereich der Kernschicht (104, 119, 122) zugewandte Deckschicht (102) durch ein stoff- bzw. folienförmiges, verformbares Material gebildet ist und die dem anderen Randbereich zugewandte Deckschicht (103, 120) durch ein Faservlies und bzw. oder einen insbesondere mit ungesättigten Polyesterharz getränkten Karton gebildet ist und vorzugsweise unter Temperatur und bzw. oder Druck verform- und bzw. oder aushärtbar ausgebildet ist.

24. Schallschutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kleberschicht zwischen den Deckschichten (102, 103, 120) und der Kernschicht (104, 119, 122) angeordnet ist, die vorzugsweise durch eine als Schmelzfolie (113) ausgebildete Polyäthylen- Folie gebildet ist und die Kernschicht (104, 119, 122) und bzw. oder die Kleberschicht und bzw. oder der Tragkörper (121) und bzw. oder eine oder beide Deckschichten (102, 103, 120) luftdurchlässig, insbesondere feuchtigkeitsabweisend ausgebildet sind.

25. Schallschutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Deckschichten (102, 103, 120) und bzw. oder zumindest einer der beiden Randbereiche (106, 107, 123) mit einer feuchtigkeitsabweisenden Zusatzimprägnierung versehen ist.

26. Schallschutzelement nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernschicht (104, 119, 122) über die Fläche verteilte unterschiedlich stark verdichtete Flächenbereiche (108, 110; 115-118) aufweist, wobei vorzugsweise das Gewicht der Kernschicht (104, 119, 122) bezogen auf die gleiche Flächeneinheit und die jeweilige Dicke in den unterschiedlich stark verdichteten Flächenbereichen (108, 110; 115-118) in etwa gleich groß sind.

27. Verfahren zur Herstellung von derartigen Schallschutzelementen nach einem der Ansprüche 1 bis 26, bei dem eine aus Kunststoff bestehende Kernschicht mit unterschiedlichen Deckschichten kraftschlüssig verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schaumblock aus Weichschaumstoff geschäumt und in Platten aufgeteilt wird, worauf den voneinander abgewendeten Oberflächen einer oder zweier unmittelbar benachbarter Platten, insbesondere gleichzeitig Wärme zugeführt und diese mit einer in Richtung der Mittelschicht gerichteten Druckkraft beaufschlagt und die Randbereiche der Platte plastisch verformt werden.

28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß von der Wärmezufuhr zwischen den einander zugewandten Oberflächen zweier Platten eine Kleberschicht bzw. eine Klebefolie und gegebenenfalls ein Tragkörper, insbesondere ein Drahtgitter oder dgl. eingebracht wird.

29. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Wärmeeinwirkung gleichzeitig Deckschichten auf die voneinander abgewendeten Oberflächen der Kernschicht aufgebracht und mit diesen kraftschlüssig verbunden werden, wobei eine Deckschicht durch eine Fasermatte und die andere Deckschicht durch eine Matte gebildet ist.

30. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernschicht und der Tragkörper während der Wärme- und Krafteinwirkung räumlich verformt wird.

31. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 oder 30, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Erwärmen und Verdichten der Randbereiche der Platte auf die Oberflächen heißsiegelbare Kunststoff-Folien aufgelegt und durch die Wärme- und Krafteinwirkung mit den Randbereichen der Kernschicht verbunden werden.

32. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe und Dauer der Krafteinwirkung sowie die Höhe und Dauer der Temperatureinwirkung in Abhängigkeit von den gewünschten Dämpfungsverhalten der Platte veränderbar insbesondere in beiden Randbereichen gleich ist.

33. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß die der einen Deckschicht zugeordnete Fasermatte und die der anderen Deckschicht zugeordnete Matte gleichzeitig aufgebracht und mit den voneinander abgewendeten Oberflächen der Deckschichten kraftschlüssig verbunden werden.

34. Verfahren zur Herstellung von Schallschutzelementen nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Kernschicht mit gleicher Dicke vorzugsweise gemeinsam mit zumindest einer Deckschicht unter Zwischenlage einer Kleberschicht, insbesondere einer Polyäthylen-Schmelzfolie in eine Form eingebracht wird und unter gleichzeitiger Einwirkung von Druck und Temperatur in unterschiedlichen Flächenbereichen auf unterschiedliche Dicken verdichtet und die einzelnen Schichten dabei gleichzeitig untereinander verbunden und bzw. oder ausgehärtet werden, worauf vorzugsweise im selben Arbeitsgang das Schallschutzelement auf die gewünschte Umfangsform beschnitten wird.