DE4137706C2 - Schallabsorbierende Wärmeisolierung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine schallabsorbierende Wärmeisolierung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE-OS 38 21 468 ist bereits ein Isolierformteil bekannt, das vor allem in Kraftfahrzeugen zur Wärmeabschirmung von Bauteilen verwendet wird. Bei diesen Bauteilen handelt es sich beispielsweise um die Auspuffanlage oder Teile davon, insbesondere um den Katalysator. Das Isolierformteil soll die Wärme gegenüber dem Fahrzeuginnenraum abschirmen. Daneben kann das Isolierformteil auch zur Abschirmung weiterer Wärmequellen, insbesondere des Motors, verwendet wer­ den. Das bekannte Isolierformteil besteht aus einem Träger, der aus einem metalli­ schen Gitterwerk hergestellt ist. Dieser Träger ist der abzuschirmenden Wärme­ quelle zugewandt. Auf der Rückseite des Trägers ist eine Isoliermatte angeordnet, die aus anorganischem Fasermaterial oder anorganischen oder organischen Schaumstoffen besteht. Durch die im Träger ausgebildeten Öffnungen kann der vom abzuschirmenden Bauteil abgestrahlte Luftschall teilweise absorbiert werden. Dieses Isolierformteil hat den Nachteil, daß es aufgrund der verwendeten Materia­ lien relativ teuer ist. Teilweise muß die Verarbeitung von Hand erfolgen.

Aus der DE-OS 37 32 700 ist ein Schalldämpfer für Abgasanlagen in Kraftfahrzeu­ gen bekannt. Der Schalldämpfer besteht aus einem Gehäuse, durch das ein Abgas führendes Rohr mit Perforation geführt ist. Der Zwischenraum zwischen dem Rohr und dem Gehäuse ist mit einem schalldämmenden Material gefüllt. Zwischen den Perforationen und dem schalldämmenden Material befindet sich als Zwischen­ schicht ein Vlies, das das Ausblasen von Bruchstücken des schalldämmenden Materials verhindert, ohne die akustische Ankopplung zwischen Abgasstrom und schalldämmendem Material zu behindern. Der vorbekannte Schalldämpfer ist auf­ grund des oben genannten Aufbaus nur zur Schallabsorption und nicht zur Wär­ meisolierung geeignet.

Aus der DE-OS 17 84 524 ist ein schallabsorbierendes und wärmeisolierendes Verbundmaterial bekannt. Zur Wärmeisolation wird ein die Wärmestrahlen reflek­ tierendes Material in Form von Folien eingesetzt. Aufgrund des Fehlens eines festen Trägerteils ist das vorbekannte Verbundmaterial nicht formstabil.

Aus der DE-OS 20 63 786 ist ein Absorptionsschalldämpfer für Kraftfahrzeuge be­ kannt, die durch die besondere Anordnung des schallabsorbierenden Materials in einem definierten Abstand zur Außenwand des Schalldämpfers gekennzeichnet ist. Auch bei diesem Stand der Technik steht die Schallabsorption im Vordergrund. Zur Wärmeisolierung ist dieser vorbekannte Schalldämpfer nur bedingt einsetzbar.

Aus der DE-OS 32 17 593 ist eine Wärme- und Schalldämmung bekannt, die aus kugelförmigen oder kugelähnlichen Körpern aufgebaut ist. Zwischen diesen Kör­ pern verbleiben Zwischenräume, so daß ein Dampfausgleich und die Atmungs­ fähigkeit gegeben ist. Diese vorbekannte Wärme- und Schalldämmung wird vor­ zugsweise beim Hausbau eingesetzt. Entsprechend weist diese Dämmung einen großen Querschnitt auf. Bei der Verwendung von Glas und Keramik als Isolationswirkstoff ist es von Nachteil, daß die vorbekannte Wärme- und Schalldämmung relativ steif ist.

Aus der DE-OS 37 11 869 ist eine Isolieranordnung für Konstruktionselemente, beispielsweise Rohrleitungen, vorbekannt. Die Isolieranordnung weist eine Isolierschicht aus einem geschlossenzelligen thermisch isolierenden Material auf. Zur Schalldämmung ist eine Entdröhnungsschicht vorgesehen. Aufgrund der verwen­ deten Materialien ist auch diese vorbekannte Isolieranordnung relativ steif.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine schallabsorbierende Wärmeisolierung zu schaffen, die die beim Stand der Technik vorhandenen Nachteile vermeidet und bei der eine bessere Schallabsorption und eine höhere Wärmeisolierung erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer gattungsge­ mäßen schallabsorbierenden Wärmeisolierung durch die Merkinale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 ge­ löst.

Eine bevorzugte erfindungsgemäße schallabsorbierende Wärmeisolierung ist wie folgt aufgebaut: Ein Trägerteil besteht aus einem gelochten Aluminiumblech, das ungefähr 0,3 bis 1 mm dick ist. Die Durchmesser der Löcher in dem Trägerteil sind ungefähr 2 bis 5 mm groß. An das Trägerteil schließt sich eine Isolierung an. Zu diesem Zweck ist eine mit Mikrolöchern versehene Alu­ miniumfolie auf dem Trägerteil angeordnet. Die Mikrolö­ cher weisen einen Durchmesser zwischen 0,3 und 0,6 mm auf. Auf diese Aluminiumfolie ist eine weitere Aluminium­ folie mit einer Dicke von ca. 0,02 mm angeordnet, die eine Vielzahl von gleichmäßig gestalteten und homogen verteilten Ausprägungen aufweist. Die Ausprägungen können halbkugelförmig, prismenförmig, quaderförmig usw. gestal­ tet sein. Der sich aufgrund der Ausprägungen zwischen den miteinander verbundenen Folien ergebende Hohlraum ist mit einem Isolationsmaterial gefüllt, das vorzugsweise ein Feststoff ist. Ein besonders vorteilhaftes Isolationsma­ terial ist Quarzsand, dessen Korndurchmesser bei ca. 0,8 bis 2 mm liegt. Die Verbindung der beiden Aluminiumfolien erfolgt vorzugsweise durch Kaltverpressen. In einer ande­ ren Ausführungsform ist die Reihenfolge umgekehrt, d. h., daß an dem Trägerteil die Folie mit den Ausprägungen be­ festigt ist, an die sich die Folie zur Abdeckung der Aus­ prägungen anschließt. Neben einer einschichtigen Bauweise können auch mehrschichtige Bauweisen vorgesehen sein, wo­ bei die Ausprägungen ineinander oder aufeinander angeord­ net sind. Die Schaffung von großen Luftzwischenräumen ist erwünscht, da Luft ein preiswerter und guter Isolator ist. Der Durchmesser bzw. die Breite einer Ausprägung be­ trägt ca. 10 bis 15 mm. Die Dicke einer Ausprägung liegt bei 5 bis 8 mm. Zum Schutz vor Beschädigungen oder Schmutz ist die Außenfläche der dem Trägerteil abge­ wandten Aluminiumfolie mit einer Abdeckfolie versehen, deren Dicke bei ca. 0,1 mm liegt.

Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen beispielshalber beschrieben. Dabei zei­ gen:

Fig. 1 eine Schnittansicht in Fahrzeuglängsrichtung durch einen im Bodenblech ausgebildeten Tunnel, in dem die Auspuffanlage sowie eine schallab­ sorbierende Wärmeisolierung angeordnet ist.

Fig. 2 eine Schnittansicht des Aufbaus der schallab­ sorbierenden Wärmeisolierung in vergrößerter Darstellung,

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine schallabsorbierende Wärmeisolierung ohne Abdeckfolie, aus der die gleichmäßige Verteilung der Ausprägungen er­ sichtlich ist,

Fig. 4 eine Prinzipdarstellung von der Seite eines Teils einer schallabsorbierenden Wärmeisolie­ rung, die aus zwei ineinandergesteckte Schich­ ten besteht,

Fig. 5 eine Schnittansicht von der Seite eines Teils einer schallabsorbierenden Wärmeisolierung, bei der die Ausprägungen eine rechteckige Quer­ schnittsform aufweisen,

Fig. 6 eine Prinzipdarstellung von der Seite eines Teils einer schallabsorbierenden Wärmeisolie­ rung mit dreieckförmigen bzw. trapezförmigen Ausprägungen,

Fig. 7 eine Prinzipdarstellung von der Seite eines Teils einer schallabsorbierenden Wärmeisolie­ rung, bei der zwei Schichten einer Wärmeisolie­ rung übereinander angeordnet sind.

Die Fig. 1 zeigt andeutungsweise die Querschnittsansicht eines in einem Bodenblech 1 eines Kraftfahrzeuges 2 ausgebildeten Tunnels 3, wobei an der zur Straße gewand­ ten Außenfläche 4 des Tunnels 3 eine schallabsorbierende Wärmeisolierung 5 angeordnet ist. Die Wärmeisolierung 5 besteht aus einem Trägerteil 6, einer sich daran anschließenden Isolierung 7 und gegebenenfalls aus einer Abdeckfolie 8. Das Trägerteil 6 ist der abzuschirmenden Wärmequelle 9 zugewandt, die beispielsweise die Auspuff­ anlage, insbesondere den Auspuffkrümmer, die Auspufflei­ tungen, die Auspufftöpfe und den Katalysator, umfaßt. Die Wärmeisolierung 5 kann außer am Bodenblech 1 auch im Motorraum an der Motorhaube und an einem sonstigen Karosserieblech befestigt sein, sofern dies notwendig ist.

Das Trägerteil 6 besteht aus einem Material, das auch bei einer Wärmebeanspruchung von 300 bis 400°C eine ausrei­ chende Festigkeit aufweist. In den in den Fig. 1 bis 7 gezeigten Ausführungsformen besteht das Trägerteil 6 aus einem Aluminiumblech mit einer Dicke von 0,3 bis 1 mm. Das Trägerteil 6 ist mit Durchgangsöffnungen 10 versehen, die einen Durchmesser von ca. 2 bis 5 mm haben. Die an dem Trägerteil 6 befestigte Isolierung 7 besteht im we­ sentlichen aus der Ausbildung von Hohlräumen 11, in denen sich als Isolationsmaterial ein Feststoff 12 befindet. In dem zwischen den Hohlräumen 11 verbleibenden Zwischenraum 13 ist Luft als weiteres Isolationsmittel durch die Ab­ deckfolie 8 eingeschlossen.

Die Hohlräume 11 werden durch zwei miteinander befestigte Folien 14 und 15 geschaffen, wobei die Folie 14 als eine mit Mikrolöchern 16 versehene Abdeckung dient. Die andere Folie 15 ist mit Ausprägungen 17 versehen. Ferner ist die Folie 15 ungelocht. Die Form der Ausprägungen 17 ist da­ durch bestimmt, daß eine möglichst einfache Herstellung und Verarbeitung bei einer gleichzeitig hohen Schallab­ sorption und Wärmeisolierung möglich ist. Vorzugsweise sind die Ausprägungen 17 halbkugelförmig.

Die Befestigung der beiden Folien 14 und 15 erfolgt an den Übergangsstellen 18 zwischen den einzelnen Ausprägun­ gen 17 durch Kaltverpressen. Die Befestigung zwischen der Folie 14 und dem Trägerteil 6 kann dabei gleichzeitig durch den Kaltpreßvorgang erfolgen. Ferner kann die Iso­ lierung 7 bzw. die Folie 14 an das Trägerteil 6 geklebt sein. Auch eine Befestigung durch Verkleben und Kaltpres­ sen ist möglich. Die Folien 14 und 15 sind in der gezeig­ ten Ausführungsform aus Aluminium und weisen eine Dicke von ungefähr 0,02 bis 0,04 mm auf. Auch die Abdeckfolie 8 ist in der gezeigten Ausführungsform aus Aluminium herge­ stellt und ist ca. 0,1 bis 0,3 mm dick. Der in der Fig. 1 gezeigte Aufbau ist in der Fig. 2 ausschnittsweise ver­ größert darstellt.

In der Fig. 3 ist eine Ausführungsform der Anordnung der Ausprägungen 17 zueinander dargestellt. Vorzugsweise sind die Ausprägungen 17 zumindest in einer Richtung nicht nur beabstandet sondern auch versetzt zueinander angeordnet. Dies ist durch die Pfeile 19 bis 22 gezeigt.

In den Fig. 4 bis 7 sind verschiedene Ausführungsfor­ men von Isolierungen 7 gezeigt, die sich zum einen in der Form der Ausprägungen 17 und zum anderen durch die Anord­ nung von mehreren Schichten zueinander unterscheiden.

In der Fig. 4 sind zwei Schichten 23 und 24 von Isolie­ rungen 7 ineinander gesteckt. Bei dieser Ausführungsform ist keine Abdeckfolie 8 erforderlich.

Die Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform bei der die Ausprä­ gungen 17 einen rechteckigen Querschnitt aufweisen, so daß quaderförmige Hohlräume 11 entstehen.

In der Fig. 6 haben die Ausprägungen 17 einen dreieckför­ migen bzw. trapezförmigen Querschnitt, so daß prismenför­ mige Hohlräume 11 durch die miteinander verbundenen Fo­ lien 14 und 15 gebildet werden.

In der Ausführungsform der Fig. 7 sind zwei Schichten 25 und 26 übereinander angeordnet. Im Vergleich zu der Aus­ führungsform der Fig. 4 ist in der Ausführungsform der Fig. 7 ein größerer Anteil an Luft in den Zwischenräumen 13 eingeschlossen. Zwar sind die in den Fig. 4 und 7 gezeigten Ausprägungen 17 halbkugelförmig dargestellt, es sind jedoch auch andere Formen von Ausprägungen 17, bei­ spielsweise entsprechend den Fig. 5 und 6, möglich, die zur Ausbildung eines aus mehreren Schichten bestehen­ den Schichtaufbaus verwendet werden können.

Claims (12)

1. Schallabsorbierende Wärmeisolierung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem schalldurchlässigen, metallischen Träger und einem an dem Träger angeord­ neten Isolationsmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Träger (6) eine Isolierung (7) befestigt ist, die eine Vielzahl von Hohlräumen (11, 13) auf­ weist, wobei sich zumindest in einem Teil der Hohl­ räume (11) als Isoliermaterial ein Feststoff (12) befindet.

2. Wärmeisolierung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Feststoff (12) Quarzsand ist.

3. Wärmeisolierung nach den Ansprüchen 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Hohlräume (11) durch zwei Folien (14 und 15) gebildet sind, wobei die eine Folie (14) als Abdeckung von Ausprägungen (17) dient, die in der zweiten Folie (15) ausgebildet sind.

4. Wärmeisolierung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Folie (14) und/oder die Folie (15) mit den Ausprägungen (17) mit Mikrolöchern versehen ist.

5. Wärmeisolierung nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich an die Isolierung (7) eine Abdeckfolie (8) an­ schließt.

6. Wärmeisolierung nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierung (7) aus einer einzigen Schicht oder aus mehreren Schichten (23, 24; 25, 26) besteht.

7. Wärmeisolierung nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Schichtaufbau der Isolierung (7) aus mehreren Schichten die einzelnen Schichten so zueinander an­ geordnet sind, daß der zwischen den Ausprägungen (17) verbleibende Zwischenraum (13) verkleinert oder vergrößert ist.

8. Wärmeisolierung nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der Ausprägungen (17) halbkugelförmig, quader­ förmig oder prismenförmig ist.

9. Wärmeisolierung nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerteil (6), die Folien (14, 15) und die Abdeck­ folie (8) aus einem Leichtmetall hergestellt sind.

10. Wärmeisolierung nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerteil (6) ca. 0,3 bis 1 mm dick ist und mit Durchgangsöffnungen (10) versehen ist, deren Durch­ messer bei ca. 2 bis 5 mm liegt.

11. Wärmeisolierung nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Folien (14, 15) eine Dicke von ca. 0,02 bis 0,05 mm aufweisen und daß die in der Folie (14) ausgebilde­ ten Mikrolöcher (16) einen Durchmesser von ca. 0,3 bis 0,6 mm haben.

12. Wärmeisolierung nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Folien (14, 15) an den Übergangsstellen (18) zwi­ schen den Ausprägungen (17) miteinander kaltverpreßt sind.