DE4329411A1 - Wärme- und Schalldämm-Material und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Wärme- und Schalldämm-Material aus mehreren aufeinanderliegenden profilierten Folien aus Nichteisenmetall, insbesondere aus Aluminium. Das Material ist als Industrieisolierung sowie als Hitzeschutzschild im Kraftfahrzeug- und Waggonbau einsetzbar.

Im Automobilbau und anderen technischen Bereichen werden Dämmelemente eingesetzt, die aus mehreren unterschiedlichen Stoffen bestehen. Seit mehreren Jahren kommt es zum Einsatz sogenannter Hitzeschutzschilde, die aus einem tragenden Aluminiumblech, einer inneren Dämmschicht aus mineralischen Fasern, beispielsweise Glas-, Gesteins- oder Keramikfasern, und einer abschließenden Aluminiumfolie bestehen.

Aus DE-A-26 57 276 bekannte mehrlagige Metallfolien weisen aufgrund geringer Folienabstände und fehlender Luftein­ schlüsse nur ein unzureichendes Wärmedämmvermögen auf. Relativ große Kontaktflächen bewirken eine gute Wärme­ leitung.

Aus DE-A-38 21 468 ist ein Isolierformteil bekannt, welches aus einer flexiblen Isoliermatte und einem metallischen Gitterwerk besteht. Es dient als Abschirmung zwischen dem Fahrzeugboden und der Auspuffanlage. Das Bauteil besitzt jedoch praktisch kein Schallabsorptionsvermögen. Seine Fertigung ist außerdem aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wärme- und Schalldämm-Material der eingangs beschriebenen Art anzuge­ ben, welches ein gutes Wärme- und Schalldämmvermögen besitzt und ausreichende Eigensteifigkeit aufweist.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß die Folien ein wellenförmiges Profil aus parallelen Wellenbergen und Wellentälern aufweisen, wobei in den Wellentälern Zwickel eingefaltet sind, und daß die Folien überkreuz frei aufeinanderliegen und nur randseitig mittels einer aus Druckpunkten bestehenden Naht verbunden sind. Die Folien sind wechselweise in einem Winkel von 90° übereinander angeordnet. Die Wellenberge und Wellentäler sowie die einge­ falteten Zwickel sind im Querschnitt dreieckförmig, vorzugs­ weise mit abgeflachter Spitze, ausgebildet. Die Zwickel bilden pyramidale Verformungen in den von den Wellentälern gebildeten Vertiefungen. Sie unterbrechen den Fortlauf der Wellentäler.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß sich Aluminium, einer der besten Wärmeleiter, als Dämm-Material eignet, wenn die einzelnen Folien untereinander die geringstmöglichen Kontaktflächen aufweisen und die Profile der einzelnen Folienlagen versetzt angeordnet sind. Somit werden die erforderlichen Folienabstände genau eingehalten. Durch die punktförmige, nicht durchgängige Versiegelung ausschließlich an den Folienrändern sind über die gesamte Folienfläche Lufteinschlüsse vorhanden, die eine sehr gute Wärmeisolation bewirken. Außerdem entsteht ein dauerhafter Verbund. Zu der guten Wärmedämmwirkung tragen auch die Zwickel bei, welche die Wellentäler des Profils in Kammern unterteilen. Die Zwickel haben darüber hinaus eine weitere Funktion. Zwickel benachbarter Wellentäler einer Folie sind nebeneinander angeordnet. Ihre Oberkanten bilden Biegelinien, entlang denen die Folie quer zu den Wellentälern und Wellenbergen knickbar ist. Entlang den von den Zwickeln gebildeten Biege­ linien und an den quer dazu ausgerichteten Oberkanten der Wellenberge können die Folien ohne weiteres gebogen werden. Die Oberkanten der Zwickel und die Oberkanten der Wellen­ berge sind im rechten Winkel zueinander ausgerichtet, wobei die Wellenberge vorzugsweise einen Teilungsabstand von 10-20 mm aufweisen und wobei die Zwickel in Wellental-Längs­ richtung vorzugsweise im Abstand von 40-50 mm angeordnet sind. Die Oberkanten der Zwickel und die Oberkanten der Wellenberge bilden ein Netz von Biegelinien, welches das Wärme- und Schalldämm-Material durchzieht und eine drei­ dimensionale Formung des Wärme- und Schalldämm-Materials ermöglicht, ohne daß die Gefahr besteht, daß die Folienlagen bei der Formgebung flachgedrückt werden und die Isolations­ wirkung verlorengeht. Werden die genannten Parameter einge­ halten, so kann die Wärmeleitung von einer Folienlage zur nächsten auf ein Minimum reduziert werden. Das erfindungs­ gemäße Material weist üblicherweise eine Gesamtdicke von 10-100 µm auf. Bevorzugt ist der Bereich von 20-40 µm.

Das erfindungsgemäße Wärme- und Schalldämm-Material besitzt bei geringem Eigengewicht eine gute Eigensteifigkeit. Neben guter Wärmedämmung wird auch eine ausreichende Schalldämmung erzielt. Das Material ist ferner als Einstoffprodukt ohne weiteres recyclingfähig.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung des beschriebenen Materials. Das Herstellungs­ verfahren ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß ebene Folienbahnen aus Nichteisenmetall durch Prägewalzen­ paare geführt werden, wobei parallele und in Bahnlängs­ richtung fortlaufende Folienbahnabschnitte eine wellen­ förmige Verformung erhalten, die aus quer zur Bahnlängs­ richtung ausgerichteten Wellenbergen und Wellentälern besteht, und wobei zwischen den Folienbahnabschnitten Folienstreifen stehenbleiben, welche die Wellentäler aus­ füllende Zwickel bilden, daß die geformten Folienbahnen in mehreren Lagen übereinander geschichtet werden, wobei die wellenförmigen Verformungen aufeinanderliegender Folien­ bahnen rechtwinklig zueinander ausgerichtet sind, und daß die so gebildete mehrlagige Folienanordnung auf Maß geschnitten sowie die Folien entlang ihren Umlaufkanten durch eine aus Druckpunkten bestehende Naht miteinander verbunden werden. Nach bevorzugter Ausführung des Verfahrens werden zunächst Folienanordnungen hergestellt, wobei auf eine taktweise bewegte, profilierte Folie ein profilierter Folienabschnitt aufgelegt wird, der durch einen im rechten Winkel angeordnete Transporteinrichtung zugeführt wird. Die Folienanordnungen, die gleichzeitig hergestellt werden können, werden danach in einer Bearbeitungsstation zusammen­ geführt, geschnitten und randseitig verbunden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert. Es zeigen schematisch

Fig. 1 eine einzelne profilierte Folie (einlagig) in perspektivischer Darstellung,

Fig. 2 die Ansicht B in Fig. 1,

Fig. 3 die Ansicht A in Fig. 1,

Fig. 4 einen Ausschnitt aus einem mehrlagigen Wärme- und Schalldämm-Material in der Ausführungsform als Hitzeschutzschild,

Fig. 5 eine Teildarstellung der Randverbindung des in Fig. 4 dargestellten Gegenstandes,

Fig. 6 die Seitenansicht einer Anlage zur Herstellung des in Fig. 4 dargestellten Materials,

Fig. 7 eine Draufsicht auf die Anlage gemäß Fig. 6.

Das in den Fig. 1 bis 5 dargestellte Wärme- und Schall­ dämm-Material besteht aus mehreren aufeinander liegenden profilierten Folien 1 aus Aluminium. Sie weisen ein wellen­ förmiges Profil aus parallelen Wellenbergen 2 und Wellen­ tälern 3 auf, wobei in den Wellentälern 3 Zwickel 4 ein­ gefaltet sind. Die Wellenberge 2 und Wellentäler 3 sowie die eingefalteten Zwickel 4 sind im Querschnitt dreieckförmig, vorzugsweise mit abgeflachter Spitze, ausgebildet (Fig. 2 und 3). Die Zwickel 4 können auch als pyramidale Verfor­ mungen bezeichnet werden, die in den Vertiefungen der Wellentäler 3 angeordnet sind. Der Fig. 1 entnimmt man, daß die Zwickel 4 benachbarter Wellentäler 2 nebeneinander angeordnet sind. Ihre Oberkanten 5 bilden strichpunktiert dargestellte Biegelinien 6, entlang denen die Folie 1 quer zu den Wellentälern 3 und Wellenbergen 2 knickbar ist. Die Biegelinien 6 bilden funktionsmäßige Unterbrechungen in der Profilierung. Auch die Oberkanten 7 der Wellenberge 2 definieren eine solche Unterbrechung oder Sollbiegelinie, entlang der die Folie 1 geformt werden kann. Die Oberkanten 5 der Zwickel 4 und die Oberkanten 7 der Wellenberge 2 sind im rechten Winkel zueinander ausgerichtet. Der Abstand a zwischen benachbarten Zwickeln 4 in Wellentallängsrichtung beträgt im Ausführungsbeispiel 40 mm. Der Abstand b zwischen benachbarten Wellenbergen 2 weist 12 mm auf.

Zur Bildung eines mehrlagigen Dämm-Materials, welches bei­ spielsweise als Hitzeschutzschild einsetzbar ist, werden die beschriebenen Folien 1 in der aus Fig. 4 ersichtlichen Weise wechselseitig im Winkel von 90° übereinandergelegt, so daß eine Art Querfeld- und eine Art Längsfeldwellung entsteht. Die überkreuz angeordneten Folien 1 liegen frei aufeinander auf und sind nur randseitig mittels einer aus Druckpunkten 8 bestehenden Naht 9 verbunden. Der Fig. 5 entnimmt man, daß die Ränder der Folien 1 ohne Einsatz von Klebstoff an den Druckpunkten 8 auf engstem Raum zusammengequetscht werden, ohne daß die unterste Folienlage durchdrungen wird. Es entsteht eine Art Punktschweißverbindung.

Das Dämm-Material ist dreidimensional formbar, ohne daß die Gefahr besteht, daß bei der Formgebung die Folien 1 flachge­ drückt werden und dadurch die Isolationswirkung verloren­ geht. Aufgrund seiner Flexibilität kann das Material gut an ein zu isolierendes Bauteil angepaßt und ohne weiteres dort, beispielsweise am Fahrzeugunterboden, befestigt werden.

Die Fig. 6 und 7 zeigen eine Anlage zur Herstellung des beschriebenen Wärme- und Schalldämm-Materials. Zum Aufbau der Anlage gehören Abrollböcke 10, Prägewalzenpaare 11, eine Transporteinrichtung 12 sowie eine Stanze 13. Ebene Folien­ bahnen 14 aus Aluminium werden von in den Abrollböcken 10 gehaltenen Coils abgezogen und durch die Prägewalzenpaare 11 geführt. Dabei erhalten parallele und in Bahnlängsrichtung fortlaufende Folienbahnabschnitte der Folienbahnen 14 eine wellenförmige Verformung, die aus quer zur Bahnlängsrichtung ausgerichteten Wellenbergen 2 und Wellentälern 3 besteht. Zwischen den Folienbahnabschnitten bleiben Folienstreifen stehen, welche Zwickel 4 in den Wellentälern 3 der profi­ lierten Folienbahn bilden. Die geformten Folienbahnen werden in mehreren Lagen übereinandergeschichtet, wobei die wellen­ förmigen Verformungen aufeinanderliegender Folienbahnen 1 rechtwinklig zueinander ausgerichtet sind. In der Stanze 13 wird die so gebildete mehrlagige Folienanordnung auf Maß geschnitten. Außerdem werden die Folien 1 dort entlang ihren Umlaufkanten durch eine aus Druckpunkten 8 bestehende Naht 9 miteinander verbunden. Für die Bearbeitung werden Stanzwerk­ zeuge verwendet, bei denen unmittelbar an der Schneide eine Quetschkante angeordnet ist. Es versteht sich, daß die Quetschkante eine zur Herstellung der Punktnaht geeignete Profilierung aufweist.

Die in den Fig. 6 und 7 dargestellte Anlage ist zur Herstellung von vierlagigem Dämm-Material geeignet. Einer vergleichenden Betrachtung der Figuren entnimmt man, daß zunächst doppellagige Folienanordnungen 15 hergestellt werden, wobei auf eine taktweise bewegte profilierte Folien­ bahn profilierte Folienabschnitte aufgelegt werden, die durch eine im rechten Winkel angeordnete Transporteinrich­ tung 16 zugeführt werden. Die doppellagigen Folienanord­ nungen 15 werden dann in der Stanze 13 zusammengeführt, geschnitten und randseitig verbunden.

Claims (7)

1. Wärme- und Schalldämm-Material aus mehreren aufeinander liegenden profilierten Folien aus Nichteisenmetall, insbe­ sondere aus Aluminium, dadurch gekennzeich­ net, daß die Folien (1) ein wellenförmiges Profil aus parallelen Wellenbergen (2) und Wellentälern (3) aufweisen, wobei in den Wellentälern (3) Zwickel (4) eingefaltet sind, und daß die Folien (1) überkreuz frei aufeinanderliegen und nur randseitig mittels einer aus Druckpunkten (8) bestehenden Naht (9) verbunden sind.

2. Wärme- und Schalldämm-Material, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenberge (2) und Wellentäler (3) sowie die einge­ falteten Zwickel (4) im Querschnitt dreieckförmig, vorzugs­ weise mit abgeflachter Spitze, ausgebildet sind.

3. Wärme- und Schalldämm-Material nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwickel (4) benachbarter Wellentäler (3) einer Folie nebeneinander angeordnet sind und ihre Oberkanten (5) Biegelinien (6) bilden, entlang denen die Folie (1) quer zu den Wellentälern (3) und Wellen­ bergen (2) knickbar ist.

4. Wärme- und Schalldämm-Material nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberkanten (5) der Zwickel und die Wellenberge (2) im rechten Winkel zueinander ausgerichtet sind, wobei die Wellenberge (2) einen Teilungs­ abstand von 10-20 mm aufweisen und wobei die Zwickel (4) in Wellentallängsrichtung im Abstand von 40-50 mm ange­ ordnet sind.

5. Wärme- und Schalldämm-Material nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Material eine Gesamt­ dicke von 10-100 µm, vorzugsweise von 20-40 µm, auf­ weist.

6. Verfahren zur Herstellung von mehrlagigem Wärme- und Schalldämm-Material nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß ebene Folienbahnen aus Nichteisenmetall durch Prägewalzenpaare geführt werden, wobei parallele und in Bahnlängsrichtung fortlaufende Folienbahnabschnitte eine wellenförmige Verformung erhalten, die aus quer zur Bahnlängsrichtung ausgerichteten Wellenbergen und Wellentälern besteht, und wobei zwischen den Folien­ bahnabschnitten Folienstreifen stehen bleiben, welche die Wellentäler ausfüllende Zwickel bilden,
daß die geformten Folienbahnen in mehreren Lagen über­ einander geschichtet werden, wobei die wellenförmigen Verformungen aufeinanderliegender Folienbahnen recht­ winklig zueinander ausgerichtet sind, und
daß die so gebildete mehrlagige Folienanordnung auf Maß geschnitten sowie die Folien entlang ihren Umlaufkanten durch eine aus Druckpunkten bestehende Naht miteinander verbunden werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst Folienanordnungen hergestellt werden, wobei auf eine taktweise bewegte profilierte Folienbahn ein profi­ lierter Folienabschnitt aufgelegt wird, der durch eine im rechten Winkel angeordnete Transporteinrichtung zugeführt wird, und daß die Folienanordnungen in einer Bearbeitungs­ station zusammengeführt, geschnitten und randseitig ver­ bunden werden.